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随着现代生活中的用电设备不断丰富，人们对电源性能也提出了更高的要求。一些特殊应用场合要求电力电子变换器能够在宽输入电压条件下保持良好的稳定性和性能。本文针对50-400V（高低输入电压比8：1）宽输入电压范围，总结国内外学者提出的改进方案和拓扑结构，提出一种基于磁集成技术的双路移相Boost与半桥LLC级联式软开关变换器，并采用变模态控制，以实现宽输入条件下的高效高功率密度应用。
本文对所提出的级联变换器的工作原理进行详细阐述，首先分析前级双路移相Boost变换器在移相控制下的工作机理，为保证软开关特性的前提下，实现电感电流纹波最小，以此确定最佳工作模式，在该模式下进行更深入的分析，包括模态分析、电流纹波分析、损耗分析等，并给出实现软开关特性的充要条件，在仿真实验中验证理论分析的正确性；对于后级半桥LLC谐振变换器，本文进行简要分析介绍，包括模态分析、增益特性分析等，并分析宽输入条件下谐振参数对LLC谐振变换器特性的影响，说明该变换器在过宽的输入条件下性能难以保持良好，需要设置前级进行预稳压。
基于原理分析，并根据性能指标要求，对电路主要参数进行设计，包括耦合电感的电感量和耦合系数、后级谐振腔参数，确定各开关器件选型，并基于磁集成技术，在MaxWell仿真软件中对前级三磁柱耦合电感进行优化设计，同时对后级LLC谐振电感及变压器集成磁件方式分析设计。根据以上硬件电路参数，计算变换器理论效率。
进一步，为实现系统良好的稳态和动态特性，建立双路移相Boost小信号模型，并基于半桥LLC谐振变换器小信号模型，分别对前级和后级变换器设计控制环路。在PLECS仿真软件中建立系统闭环仿真模型，验证控制器对系统动态特性的有效性，并使用基于滞环区间的软切换策略实现变换器模态平稳快速切换。
最后，设计基于DSP的数字控制系统，并重点分析控制延时对系统稳定性的影响，在PLECS中对设计的数字控制器进行离散域的仿真分析，验证该控制器的有效性。
本文对所提出的级联变换器的工作原理进行详细阐述，首先分析前级双路移相Boost变换器在移相控制下的工作机理，为保证软开关特性的前提下，实现电感电流纹波最小，以此确定最佳工作模式，在该模式下进行更深入的分析，包括模态分析、电流纹波分析、损耗分析等，并给出实现软开关特性的充要条件，在仿真实验中验证理论分析的正确性；对于后级半桥LLC谐振变换器，本文进行简要分析介绍，包括模态分析、增益特性分析等，并分析宽输入条件下谐振参数对LLC谐振变换器特性的影响，说明该变换器在过宽的输入条件下性能难以保持良好，需要设置前级进行预稳压。
基于原理分析，并根据性能指标要求，对电路主要参数进行设计，包括耦合电感的电感量和耦合系数、后级谐振腔参数，确定各开关器件选型，并基于磁集成技术，在MaxWell仿真软件中对前级三磁柱耦合电感进行优化设计，同时对后级LLC谐振电感及变压器集成磁件方式分析设计。根据以上硬件电路参数，计算变换器理论效率。
进一步，为实现系统良好的稳态和动态特性，建立双路移相Boost小信号模型，并基于半桥LLC谐振变换器小信号模型，分别对前级和后级变换器设计控制环路。在PLECS仿真软件中建立系统闭环仿真模型，验证控制器对系统动态特性的有效性，并使用基于滞环区间的软切换策略实现变换器模态平稳快速切换。
最后，设计基于DSP的数字控制系统，并重点分析控制延时对系统稳定性的影响，在PLECS中对设计的数字控制器进行离散域的仿真分析，验证该控制器的有效性。