谐振变换器可以利用变压器的分布参数作为谐振元件,实现开关器件零电流开关或零电压开关,在减小损耗的同时利用了变压器的寄生参数,因而有着十分明显的优势。根据谐振元件的数量和搭配,谐振变换器的拓扑众多,实现软开关的方式及控制方法也不尽相同。然而,一方面由于谐振变换器通常具有多种工作模式,电路之间的参数表达不明确,导致谐振参数的设计十分模糊,缺少明确的设计公式;另一方面,由于谐振回路的输出增益多呈非线性且难以描述,无法确定系统的工作频率、负载以及谐振回路的输出增益三者之间的关系,因此目前缺少一种能够直接反映谐振回路输出增益特性的控制方法;此外,基于电流断续模式谐振变换器的增益特性,当谐振变换器工作在轻载状态时,由于工作频率较低变换器中的磁性元件常常难以工作,谐振变换器难以得到有效的控制。基于以上问题,本文主要的研究内容包括以下几个方面:针对谐振元件的参数设计,建立了一种归一化谐振参数模型并提出了谐振元件的设计方案。通过状态空间法对谐振变换器进行建模与分析,根据串联、并联以及LCC谐振变换器的不同的工作模式,给出了较为全面的数学描述。根据变换器稳态工作时谐振回路与负载间的能量平衡,通过归一化分析,建立了三种谐振变换器的谐振参数模型并提出了相应的谐振参数的设计方案。对于串联、并联谐振变换器,该归一化设计模型仅包含谐振回路的输出增益这一个参数。对于LCC谐振变换器,该归一化设计模型包含了谐振电容比与输出增益两个参数。因此,建立的模型能够直观、明确的反应谐振元件与谐振回路的输出增益之间的内在关系,精简了谐振参数的设计过程。针对谐振回路的输出增益特性非线性化特性,建立了一种基于临界谐振模式的输出增益特性模型,并提出了相应的轨迹控制方法。根据工作在电流断续模式谐振变换器的稳态工作模型,通过引入临界谐振频率和临界谐振模式时谐振回路的输出增益这两个参数,建立了关于工作频率、负载和输出增益三者间的映射关系模型,解决了关于谐振回路的增益特性呈非线性难以描述的问题。在此基础上,提出了一种轨迹控制方法,该方法可以根据谐振回路的增益特性直接对输出增益进行调节而无需进行大量计算,简化了谐振变换器的控制算法。此外,根据谐振回路的输出增益特性模型建立了关于谐振元件的优化设计模型,用于减小谐振回路的电应力,增加谐振电流的有效利用率,最终达到提高电源效率的目的。针对工作在轻载条件的电流断续模式谐振变换器,提出了一种应用于电流断续模式谐振变换器的混合控制方法,并建立了谐振变换器工作在脉冲宽度调制中的分析模型。通过分析串联、并联和LCC谐振变换器在脉冲宽度调制时的各个工作模式,使用状态空间法给出了三种谐振变换器在不同工作模式的数学描述,并根据能量守恒原则推导了各个时刻的谐振状态量的表达式,最终建立了关于三种变换器的基于开关管导通时间的谐振回路的输出增益模型和开关管的关断损耗模型。该模型明确反映了开关管的导通时间、谐振回路的输出增益以及开关管的损耗三者之间的内在联系。并在此基础上推导了脉冲宽度调制与脉冲频率调制之间的模式切换过程,优化了谐振元件的参数设计。