随着直流微网的快速发展,双向DC-DC变换器作为其中的核心元件之一,发挥着越来越重要的作用。LCL谐振型双有源全桥DC-DC变换器（LCL Resonant Dual Active Bridge Converter,简称LCL-DAB）是在双有源全桥DC-DC变换器（Dual Active Bridge Converter,简称DAB）的基础上发展而来的,因其具有高功率密度、低回流功率、模块化对称结构和容易实现软开关等优点,在DC-DC变换中有很好的应用前景。本文主要以LCL-DAB变换器为研究对象,对其回流功率、软开关和动态性能的优化控制以及并联运行时的功率平衡控制展开研究。首先,本文研究了传统的DAB变换器拓扑结构、工作原理和四种移相调制方法,分析了变换器采用双移相（Dual-Phase-Shift,简称DPS）调制方法时的回流功率特性,采用一种最小回流功率优化控制方法,通过构建拉格朗日函数求取回流功率最小时的移相比组合,实现了变换器在全功率范围内回流功率最小。然后,本文研究了LCL-DAB变换器的拓扑结构和工作原理,推导了变换器的传输功率表达式。针对变换器运行过程中的硬开关问题,采用一种改进双移相（Enhanced Double Phase Shift,简称EDPS）调制方法,使变换器在全功率范围内所有开关管都能实现软开关,并且没有回流功率。针对变换器采用传统电压闭环控制时动态性能较差的问题,采用一种虚拟直接功率控制方法,提高了变换器在输入电压突变或者负载突变时的动态性能。接着,本文研究了两相并联运行的LCL-DAB变换器的拓扑结构,针对传统的功率平衡控制方法控制器参数设计复杂、系统动态性能差以及所需电流传感器多等问题,基于虚拟直接功率控制提出一种新的功率平衡控制方法,不仅可以使系统在稳态时实现各并联模块传输功率相同,还可以提高系统在输入电压突变或者负载突变时的动态性能,而且只要在负载端安装一个电流传感器即可。最后,在Matlab/Simulink中搭建了DAB变换器和LCL-DAB变换器的仿真模型,还搭建了DAB变换器和LCL-DAB变换器的实验平台,仿真和实验均证实了上述优化控制方法和功率平衡控制方法的有效性。