蓄电池凭借其高功率密度、高可靠性及价格低廉等特性在储能场合得到了广泛应用。在蓄电池储能应用中需要采用功率变换器进行充放电控制,本文研究了一种适用于该场合的隔离高效高功率密度的双向DC-DC电源模块。首先分析了基于电流源半桥的双向DC-DC变换器的电路拓扑、工作原理、传输功率关系及一端恒流一端稳压的控制策略;建立了该变换器在不同功率流向上统一的小信号模型,研究了闭环控制参数的设计方法。针对高效与高功率密度电源模块的设计目标,对电流源半桥双向直流变换器的关键技术进行了研究。通过理论计算,对变换器的软开关范围进行了详细分析,以保证变换器始终工作在软开关状态;研究了电感的耦合方式及耦合系数对变换器性能的影响,研究了采用平面磁芯的耦合电感和平面变压器的实现方法;完成变换器的高频化数字控制的研究,给出高频PWM信号产生方法,并给出高频化控制策略的数字实现方法;给出变换器的软启动策略,平抑启动瞬间的电流冲击。在对电流源半桥双向直流变换器的理论分析和关键技术研究的基础上,研制了基于该变换器的双向电源模块。研制了一台基于GaN晶体管,开关频率为400kHz,电压等级24V/400V,功率为400W的双向DC-DC电源模块样机。给出实验样机的参数设计结果并完成设计结果的仿真分析;对该样机进行了实验研究,通过样机实验验证了电路原理分析的正确性、控制策略的有效性和参数设计方法的正确性。