开关电源是现代电子设备系统不可缺少的组成部分,其技术性能直接影响电子设备的使用和发展。作为开关电源核心部分的功率变换器大多采用PWM控制拓扑。这些电源的体积偏大,特别是其中无源元件,即电容、电感、变压器的体积几乎占元件总体积的一半。为减小体积,提高功率密度,最有效的方法是提高开关频率。但是,在硬开关条件下开关频率的提高将导致开关损耗的加大,这将严重影响电源效率。工作在高频下的变换器要得到满意的效率,必须使开关器件可靠工作于软开关状态下。 LLC谐振型DC/DC变换器近年得到了很大发展,其通过调节开关频率实现在输入及负载变化时对输出电压进行调节,它有许多优点：开关管频率可工作在高于或低于谐振频率状态；在整个调节范围内都能保证功率开关管软开关；通过采用磁集成技术可有效减小变换器体积,增加功率密度。因此,它已经成为通信电源、LCD电源设计中最具吸引力的拓扑结构。 本论文介绍了谐振变换器的发展,阐述了半桥LLC谐振变换器在不同频率段的工作原理和工作过程,并在此基础上应用基波简化分析方法建立了变换器的稳态数学模型,通过MATLAB软件分析了变换器设计中各主要参数对变换器性能的影响。 为验证理论分析的正确性,制作了一台三相380V交流电压输入,220V直流输出的2.2KW样机,介绍了谐振电感和谐振电容的选择原理,并分析了功率变压器的设计过程。控制电路是变换器中至关重要的部分,本文在分析半桥LLC谐振变换器控制原理的基础上设计了样机的控制电路,并对此变换器拓扑常出现的空载控制问题给出了解决方案。 论文对样机进行了实验和分析,考察了变换器在各种工作条件下的软开关特性、网压和负载突变时的动态响应性能及变换器软启动过程,并根据实验数据绘制了变换器的效率曲线,在此基础上进行了效率分析。 LLC谐振变换器的发展会将其应用推广到更宽的范围,其工作性能还需要不断优化,论文最后对LLC谐振变换器松耦合技术、电流滞环控制技术等进行了设想和展望,同时也为进一步研究提出了目标和方向。