在全球气候变暖的背景下,近年来各国政府出台了一系列关于优化和调整能源结构的政策,推动绿色能源的使用和新能源技术的发展。各类电力电子设备的高效率和高功率密度设计对实现节能减排和环境保护具有深远的影响,也一直是电力电子学科的追求目标和发展趋势。磁集成LLC谐振变换器的软开关特性和较少的磁性元件数量能有效提高变换器的效率和功率密度,因此成为了兼顾变换器性能和成本的选择。本论文以磁集成LLC谐振变换器为研究对象,主要围绕磁集成LLC谐振变换器的理论分析和工程设计展开研究。绪论部分论述了磁集成LLC谐振变换器的发展历程和研究现状。对比了谐振类变换器拓扑的工作特性;回顾了LLC谐振变换器的相关分析方法和原理;介绍了LLC谐振变换器小信号建模方法的发展与现状;分析了磁集成变压器的实现方式和结构特点。正文部分,第二章中对比了传统结构和分立电容结构的半桥式LLC谐振变换器拓扑,基于基波近似法（First Harmonic Approximation Method,FHA）详细推导了LLC谐振变换器的归一化电压增益函数、归一化输入阻抗函数和临界增益函数;分析了LLC谐振变换器的运行状态对死区时间的影响,给出了归一化死区时间函数的推导过程;详细分析了分立电容结构半桥式LLC谐振变换器的工作模态;提出了一种利用漏感的基于PCB（Printed Circuit Board）平面绕组的磁集成变压器结构,并推导了仅与变压器结构和尺寸相关的谐振电感表达式,实现了对磁集成变压器中谐振电感的设计。第三章中给出了基于所提PCB平面绕组磁集成变压器结构的LLC谐振变换器的详细设计过程;对关键元器件进行了设计和选型,并分析了变换器损耗;给出了变换器的瞬态仿真波形,对中心抽头结构中的漏感不平衡问题进行了分析,并通过交流小信号仿真对LLC谐振变换器的降阶小信号模型进行了验证。第四章中基于模拟控制器UCC25600、模拟控制器UCC25640x和数字控制器UCD3138x给出了系统的硬件方案;搭建了实验样机,对关键波形进行了测试,验证了硬件方案的可行性;测试了样机在不同工况下实现零电压开通（Zero Voltage Switching,ZVS）所需的最小死区时间,验证了所提归一化死区时间函数的合理性;对中心抽头结构变压器中的漏感不平衡问题进行了验证,并测试了样机效率。本文主要分析了LLC谐振变换器的运行状态对死区时间的影响,基于所提归一化死区时间函数,给出了死区时间的计算方法,确保了LLC谐振变换器在全运行范围内可以实现初级开关管的零电压开通（ZVS）;对分立电容结构半桥式LLC谐振变换器进行了详细的模态分析,并着重分析了变换器的零电压开通（ZVS）过程;基于所提磁集成变压器的谐振电感表达式,简化了磁集成变压器的设计难度,并且利用所得PCB平面绕组磁集成变压器,有效解决了中心抽头结构中变压器的漏感不平衡问题;搭建了实验平台并制定了实验方案,验证了硬件方案的可行性和所提理论的有效性。