开关电源的发展要求在提高频率减小体积的同时能进一步提升效率,氮化镓(GaN)器件作为第三代宽禁带半导体器件,具有比传统硅器件更优异的性能。有源箝位反激拓扑通过增加谐振环路,使漏感能量得以利用,大大提高了反激式变换器的效率。因此,对基于氮化镓的有源箝位反激变换器研究具有重要意义。论文根据规定的功能和性能指标要求,提出了一种应用于MHz级高频应用场合下基于氮化镓器件的有源箝位反激开关电源系统方案。通过对GaN器件的自身特性及驱动方式进行分析,指出在使用GaN器件作为变换器的开关器件时,应尽量减小驱动回路中的寄生电感并合理选择驱动芯片。其次,对有源箝位反激变换器各模式下的工作原理进行了深入分析;推导得出有源箝位反激变换器中的基本关系式;指出无论在哪种模式下原边电感电流必须反向过零才能稳定实现主开关管的ZVS;变换器工作在DCM下才能实现副边二极管的ZCS;因此使变换器工作在原边电感电流过零DCM下时可提高变换器整体效率;接着,根据设计指标、工作模式及氮化镓器件工作时损耗分析,对主功率电路中的各主要器件参数进行设计及器件选型,并对高频下的控制电路进行分级设计,同时对GaN的供电电路、驱动回路及主功率部分的PCB布局进行了详细设计。最后,基于Simetrix仿真软件搭建了仿真平台,对所设计的参数进行了电路闭环仿真,验证了理论分析的正确性。研制样机并进行了实验研究,结果表明:在给定输入电压和负载电阻动态范围内,变换器峰值效率可达96.28%,且达到了给定的性能指标要求并具备较高的功率密度,说明了理论分析及设计方法的正确性。