随着电子信息行业对电源的效率、集成度和安全稳定性能要求越来越高,基于谐振变换器的数字功放电源应用越来越广泛。电源作为音频设备的核心部分,其安全性能、稳定性能和效率是影响音频设备输出质量的关键要素。目前给音频设备提供电能输入的电源普遍为LLC谐振电源,有效地保障了音频设备的高效输出。针对数字功放电源高效和高动态响应的要求,本文以数字电源的LLC谐振变换器的控制方式和参数设计方法为主要研究对象。LLC谐振变换器作为功放电源的主要工作部件,不仅需要输出足够的能量给后级负载供电,还得及时输出随负载变化而变化的电流保证音频设备的输出质量。因此响应速度快,工作效率高的谐振变换器对于数字电源的动态和静态性能有着显著的影响。本文以数字电源的LLC谐振变换器的控制方式和参数设计方法为研究对象提高电源的静态效率和动态响应性能,这对提高电源的效率和动态性能具有重大的参考价值。本文首先运用模态分析法和基波分析法对LLC谐振电路,尤其是对工作在感性区域的谐振电路的工作模态进行分析从而进行电路的简化,推导并分析电路的电压增益特性、谐振电路的效率特性和阻抗角特性,为全桥LLC谐振电路的控制策略的确定和参数设计做铺垫;然后采用扩展函数描述法建立全桥LLC谐振变换器的小信号模型,通过基波分析、谐波平衡和大信号模型的建立分析谐振电路的小信号模型,依据电路的小信号模型分析全桥LLC谐振变换器的脉冲频率调制、脉冲宽度调制和突发控制特性,确定一种提高谐振变换器效率和动态响应特性的混合控制策略,为后文谐振电路的参数设计提供基础;接着结合实际电路的工作需求和混合控制策略,在满足输出电压的基础上提出一种高效率的全桥LLC谐振变换器参数设计方法。然后依据设计的谐振电路参数对电路的磁性器件和谐振电路的原边MOS管以及副边整流管进行选型设计,保证谐振电路的高效性和安全性。根据功放电源的高响应要求,对基于运算速度高达60MHz的TMS320F28034PNT数字控制芯片的全桥LLC谐振变换器硬件电路和软件程序进行设计,特别是对ADC采样电路、辅助电源供电电路、MOS管驱动电路和控制算法程序进行设计保障电路运行的稳定性和安全性。最后,依照设计的电路对全桥LLC谐振变换器进行静态和动态性能测试,测试电路工作在全负载范围内的效率以及在负载突变时输出电压和电流重新稳定所需的时间,通过效率的高低和电路在负载突变后至再次稳定耗时长短两项指标验证设计方法和控制方法的有效性。通过仿真和实验证明,基于混合控制算法的数字功放电源在全负载范围内实现了零电压开关且效率均在80%以上,相比于传统控制方法的轻载效率提高了10.8%,而且负载端突变时系统恢复常态的时间约为0.1s,具备优越的稳态性能和快速响应性能。