提高开关变换器的开关频率能够显著减小电感、变压器及电容的体积,从而有效地提高了变换器的功率密度。然而,随着开关频率的上升,开关器件的开关损耗显著增加,从而导致变换器的效率降低。此外,高频整流二极管的反向恢复问题严重影响开关变换器的效率,并且给EMC设计带来了很大的麻烦。由此可见,PWM变换器已经很难适应开关变换器的高频化发展。LLC谐振变换器能够在全负载范围内实现开关管的ZVS,有效降低了开关损耗,提高了电源效率,变换器的开关频率也有了很大的提升,大大提高了功率密度。同时,ZVS的实现消除了硬开关过程中开关管两端的电压振铃。另外,LLC谐振变换器能够实现整流二极管的ZCS,从而消除了二极管的反向恢复问题,既提高了变换器的效率,也为EMC设计带来了很大的好处。可见,LLC具有许多传统PWM变换器所不具有的优势,因而在现代开关电源中得到了较为广泛的使用。当然,LLC谐振变换器目前也存在一些不足,例如其控制方法过于复杂,且过载保护设计困难。此外,过大的励磁电流引起的开关管导通损耗也影响了变换器的整体效率。因此,对LLC变换器进行深入的分析,提出一套可靠的设计方法是很有意义的。本文详细讨论了LLC谐振变换器的工作原理,对其在各个频率区域内的工作波形分别作了深入的分析。在此基础上,利用基频分量法建立了LLC谐振变换器的FHA等效电路模型,对其稳态特性进行了分析,给出了谐振元件参数的完整设计方法,并通过Pspice软件对LLC谐振变换器的增益曲线进行了仿真。本文基于扩展描述函数法,对LLC谐振变换器的小信号建模问题进行了详细的分析,并推导出了LLC谐振变换器的小信号状态空间模型。在此基础上,本文利用Matlab仿真软件对LLC谐振变换器在不同条件下的小信号模型进行了仿真,并分析了LLC谐振变换器的动态特性。根据变换器的动态特性,文中还对LLC谐振变换器的补偿器设计问题进行了分析,设计了补偿器的基本结构。最后,本文设计了并制作了一台LLC谐振变换器样机,并给出了实验的结果与波形。