为保障能源安全、促进低碳减排,我国大力发展绿色交通、推广新能源汽车。在相关政策的助推下,电动汽车核心零部件的研发工作正如火如荼地开展。车载DC-DC作为电动汽车电气架构中的重要一环,衔接其高压和低压系统,为全车低压用电器提供电能,需要兼顾高功率密度、高可靠性、快动态响应,宽输入输出范围、输出大电流等一系列高性能指标。本文通过建立各种模型来为实现以上各指标提供优化设计的方法,应用SiC器件设计了一台二合一车载电源中的车载DC-DC部分。车载DC-DC需同时具有极宽的输入和输出电压范围,综合考虑其拓扑选用Boost-LLC级联变换器,合理的参数设计是发挥该拓扑优势的关键。在推导稳态时域模型、损耗模型和频域模型的基础上,结合频域模型解析关系简明和时域模型精确度较高的优势,提出了一种Boost-LLC的参数优化设计方法。通过实验验证了稳态时域模型应用于波形拟合、损耗分析、增益计算上的准确性,也验证了优化设计的有效性。在板级电路的设计环节中,为了使得LLC副边在极为紧凑的空间中稳定输出上百安培的大电流,需要保证副边载流结构合理、同步整流的驱动质量高以及整流管散热可靠。分别使用基于有限元分析和计算流体力学的数值仿真工具来对相关三维空间中电磁场和热场的分布状况进行分析,得到了寄生参数与同步整流超前关断时间的定量关系,明确了整流管散热热路中导热过孔排布的重要性。根据场的特点进行合理简化后,在走线过孔的结构参数与对应的互感、热阻参数之间建立解析关系式代替运算成本高的数值分析工具。基于相应解析模型,可得到具有寄生电感补偿效果的整流管电压检测回路设计方法以零成本改善同步整流超前关断问题,以及使得印制线路板纵向热阻最低的导热过孔设计方法。运用该设计方法所实现的LLC副边相比同类设计更紧凑,且可靠性通过了实验验证。最后设计Boost-LLC的数字控制算法,实现软起动以及对输出电压的闭环控制。运用状态轨迹分析明确LLC高频软启动的下限频率,使用广义状态平均算子推导出LLC的大信号和小信号模型。考虑直流成分和基波分量的情况下,可得LLC的五阶耦合大/小信号等效电路模型,降阶解耦后得到三阶小信号等效电路模型,可直接导出传递函数模型用于环路设计。实验验证了所设计的软起动策略和恒压控制环路的合理性。