功率磁性器件是所有电力电子装置中必不可少的关键器件。它担负着磁能的传递、储存以及滤波和电气隔离等功能,其体积和重量一般占到整个电路的20%至30%,损耗约占总损耗的30%。同时,磁件的各参数对电路的性能影响很大,如变压器漏感对电压尖峰的影响,变压器原、副边绕组的耦合电容对隔离性能的影响。因此,磁件的研究对于减小电力电子装置的体积和重量、提高电压调制性能有十分重要的意义。采用传统变压器的开关电源在向高功率密度和低造型方向发展时暴露出诸多限制。为了提高功率密度,就得提高变换器的开关频率,从而减小电路中无源元件的体积。但是对于传统绕线式变压器,当开关频率高于100kHz时,变压器圆铜线的高频效应(主要为集肤效应和邻近效应)越来越显著,增加了变压器的损耗。为了削弱高频效应,可采用低造型磁芯以及印刷电路板平面绕组制作而成的平面变压器。为了进一步有效地减小磁件的体积和损耗,提高功率密度和工作效率,改善输出纹波,人们研究了磁集成技术,并将其应用于电力电子磁件的设计中。采用平面变压器和磁集成技术可以实现开关电源的“短、小、轻、薄”。本文主要是针对一种用于前端DC/DC变换器的LLC谐振变换器进行磁件设计研究,采用平面变压器和磁集成技术,把平面变压器和平面电感等平面磁件集成在一起,设计成一个平面集成磁件,来实现减小磁件的体积、重量和损耗,提高功率变换器的功率密度。同时利用高级有限元分析(FEA)工具和电路仿真软件对平面集成磁件的分布寄生参数进行综合仿真分析,减少它们对变换器最终性能的影响,从而研究出适用于高频开关电源的一般平面集成磁件设计规律。论文的主要成果如下:①对磁集成技术和平面变压器进行研究,介绍了平面磁集成技术的概念;分析了电感与电感、电感与变压器的集成方法以及解耦集成法,介绍了集成磁件等效电路模型的建立方法。②研究了一种用于前端DC/DC变换器的LLC谐振变换器,并利用集成磁件通用模型对LLC谐振变换器的集成磁件进行设计;研究了平面集成磁件具体的设计方法,为LLC谐振变换器设计了一个平面集成磁件。③提出了平面集成磁件的设计方法;利用电磁仿真软件Maxwell 3D对平面集成磁件进行了涡流场和静电场分析,根据仿真得到的阻抗矩阵和电容矩阵,推导出了提取平面集成磁件各寄生参数的方程。④通过提取平面集成磁件各寄生参数来建立精确的等效电路模型,利用电路仿真软件Saber对含有该平面集成磁件等效电路模型的LLC谐振变换器电路进行仿真,并通过仿真结果验证了理论分析的正确性。