由于双有源桥（dual-active-bridge,DAB）DC-DC变换器具有结构对称、自带电气隔离、高功率密度、能量可双向传递以及易于实现软开关等特点,DAB变换器及其衍生拓扑在分布式发电、直流微电网以及电动汽车等领域得到了广泛应用。ZVS软开关下传输效率是DAB变换器研究的关键问题之一,本文围绕DAB变换器回流功率优化、死区时间影响及优化控制策略等方面展开研究,具体内容如下:移相控制下DAB变换器的基本工作原理及特性。首先介绍DAB变换器在单移相控制下的基本工作原理,分析DAB的各种工作模态,然后推导出变换器的传输功率、回流功率以及电流应力等工作特性。针对输入输出电压不匹配时,DAB的回流功率、电流应力较大以及效率降低等问题,在单移相控制基础上加入内移相比,引出了三重移相控制,并分析了DAB变换器在三重移相控制下的工作原理以及工作特性。ZVS软开关下的两侧回流功率优化研究。为在全功率范围内实现两侧回流功率优化的同时实现ZVS软开关,基于三重移相控制,分析并推导DAB变换器在不同电压传输比下的两侧回流功率模型以及ZVS软开关特性,然后以两侧回流功率为优化目标、传输功率为等式约束条件及ZVS软开关为不等式约束条件,提出一种基于KKT条件优化算法的功率分段三移相控制方法。该控制方法下,DAB变换器可在全功率范围内实现两侧回流功率优化,且保持所有开关管的ZVS软开关,在减小回流功率的同时有效降低开关损耗,提高变换器效率。死区影响及其改进优化控制策略研究。在实际工作中,死区时间的加入会对变换器的工作性能产生一定影响。本文基于所提的回流功率优化算法,分析了死区时间导致的桥臂输出电压高电平区域减少、电流波形改变以及副边侧回流功率无法完全消除等问题。然后基于电感伏秒平衡特性,推导出包含死区时间的新移相比关系式,并以此为基础建立了包含死区时间的传输功率模型和新的传输功率临界点,最后提出一种改进的优化控制策略以抑制死区影响。优化算法的对比实验验证。基于DAB变换器实验平台,通过对比实验对上述回流功率优化算法以及死区影响下的改进控制策略进行了实验验证。