充电设施是电动汽车的必备基础设施。电动汽车动力电池电压变化范围较宽,典型电压范围为200V~450V,宽电压范围输出对充电机的转换效率有显著影响,对充电电路拓扑选择和控制设计均带来了很大的挑战。LLC变换器由于其转换效率高的优良特性,被广泛应用于电动汽车充电机中。但LLC变换器拓扑的增益特性导致其不适用于宽电压范围的场合。为了提高充电效率,降低充电成本,在宽输出电压范围内,充电机应实现高转换效率运行。论文针对谐振、调频控制结合的混合控制方法,为了找寻宽输出电压范围的最佳设计方案,设计了一种计算机辅助设计方法。该方法通过计算不同设计方案在不同工况下的损耗,根据加权效率评估算法,选择出全局加权效率最优的方案。为了提高算法对损耗分析的准确性,论文分析了亚谐振频率、谐振频率和超谐振频率三种不同工作模式下,LLC电路的损耗特性,改进了超谐振频率下的关断损耗计算公式,利用双脉冲测试数据进行优化计算。实验结果表明,该计算机辅助设计算法有效的优化了LLC变换器的设计过程。针对LLC电路在超谐振频率段频率高、效率低的问题,论文在谐振、调频控制结合的控制方法基础上,改进在低压段采用变频移相混合控制的设计方案。论文对变频移相混合控制策略进行了理论分析,对比了连续和断续工作模式的特性,推导了谐振电容电压和谐振电感电流的时域表达式,分析了ZVS开通区域。通过损耗最低的路径寻优方法,在ZVS开通区域内找到最佳变频移相混合控制路径。该变频移相混合控制方法,实现了低压输出段的效率提升目标,进一步优化了加权效率最优方案的全局效率。基于本文的研究内容,在7.5kW样机上,对理论分析和仿真分析进行了实验验证。