近年来随着新能源的快速发展,电能的储能环节越来越受到重视。铅酸蓄电池以维护简单、价格低廉、供电可靠等优点得到了广泛的应用。充电电源性能的好坏直接影响到电池的寿命和充电的效率。随着储能设备的多样化发展,充电电源朝着高效率、高功率密度、智能化的方向发展。本文研究设计了基于半桥LLC谐振软开关的充电电源,采用APFC+LLC两级结构。前级电路主要实现功率因数校正的功能,后级结构采用半桥LLC谐振电路进行DC/DC变换,整个充电过程用单片机对电池组进行管理和保护。前级功率因数校正电路采用工作在临界模式的Boost电路,本文从电路拓扑结构、特点、工作原理和工作模式进行深入分析,完成电路参数的设计,电源能达到较高的功率因数,满足设计要求。后级DC/DC变换采用半桥LLC谐振电路,运用基波分析法对其进行数学建模,分析主要谐振参数Q值、k值和n值对变换器性能的影响。着重分析了LLC谐振电路软开关失效的问题,同时提出了限功率法和分频限流法避免软开关失效。设计了半桥LLC的谐振参数,应用Saber软件上对主电路参数进行了仿真分析。磁性元件是开关电源重要的组成部分,本设计中采用的磁性元件集成技术,将变压器的漏感和励磁电感当作谐振电感,通过理论推导分析了理想变压器与实际变压器的区别,设计出相关的变压器。充电电源的功能模块主要由单片机及其外围电路组成,设计了电压电流给定模块、均衡模块、采样模块等,整个过程采用三段式,即恒流阶段、恒压阶段、浮充阶段。最后制作了150W的充电电源,输入交流电压为90V~265V,输出为42V~59V,输出额定电流为3A。对原理样机在各种工作状态下进行测试,并对测试波形进行分析总结,验证了实验与理论分析的一致性。