随着经济的发展,人们生活质量的提高,对能源的消耗也日益增长。但是,全球传统能源的储量却是有限的,在不久的将来,这些能源肯定不能满足人类生活的需求。因此,对新能源的开发使用是世界各国比较重视的发展方向。直流变压器作为连接不同电压等级的桥梁,是全直流海上风电场以及光伏并网系统等新能源系统中的重要设备。因此,使用高效率、高频率、高功率密度的电力电子变换器作为直流变压器将成为新能源系统的主要发展趋势。LLC谐振电路由于可以实现一次侧开关管的软开关,并且还可以实现电气隔离。除此之外,LLC谐振电路可以高频工作,以及可将磁性元件进行集成设计的特点,极大地减小整体变换器的体积,提高了功率密度。非常适合作为直流变压器的基本拓扑结构。因此,本课题主要研究了LLC谐振变换器工作在直流变压器模式下的优化方案,以及将谐振电感与高频变压器进行磁集成设计。为探讨LLC谐振电路工作在直流变压器模式下的特点,首先对LLC谐振变换器的工作原理进行模态分析;利用基波分析法对LLC谐振电路进行建模,分析负载和励磁电感变化时对LLC谐振电路最优工作点的影响;其次将变换器定频工作方式与频率跟踪工作方式下的输出电压外特性进行对比。分析不同频率跟踪方法对LLC直流变压器工作特性的影响。随后,本文又提出一种LLC谐振变换器磁集成设计的分析方法。首先,采用磁芯结构较为简单的EE型磁芯,将一次侧绕组和二次侧绕组分别绕在磁芯的两侧,漏磁通则可以在中间磁路通过,这样就可以增大变压器的漏感,利用变压器的漏感代替谐振电感;然后通过分析耦合电感和LLC谐振腔的等效电路方程,得出耦合电感参数与LLC谐振腔参数之间的关系;其次通过分析绕组和磁芯结构得出等效磁路模型,由等效磁路模型推导出耦合电感各个参数表达式,进而得到LLC谐振腔参数与磁路磁阻之间的关系。通过调节气隙长度即可准确的得到所需变换器中的参数;然后利用磁场分割法对磁阻模型进行建模,精确分析气隙对磁阻的影响。最后,根据磁集成变压器和LLC谐振电路的设计思路恰当的选择参数值,通过PSIM软件进行仿真分析,对磁集成LLC谐振电路的谐振参数进行验证;并搭建1台1 k W实验样机来验证磁集成LLC直流变压器设计方法的有效性。