近几年,世界各国及车企纷纷开始转向环境友好型新能源汽车的研发道路,电动汽车的市场占有率及保有量达到新高。各个车企的新型高压动力电池组层出不穷,这种高压电池技术在实现电动汽车超级快充的同时,也对车载辅助供电电源系统中的DC/DC变换器提出了宽范围、高频、高功率密度以及扁平化的要求。第三代宽禁带半导体器件因具有低导通电阻和高电子迁移率的特性,非常适合用于1000V以下高频、高功率密度电力电子变换器的设计。本文主要从堆叠桥式三电平LLC谐振变换器的设计及其控制策略和动态特性进行相关的研究并提出相应的优化控制策略以实现变换器的宽范围输入输出指标。首先基于整体变换器的需求及设计指标,选定堆叠桥式三电平LLC谐振变换器拓扑进行相关的研究。详细介绍与分析了该拓扑可实现的变频工作模式以及定频PWM工作模式的基本工作原理,然后基于上下桥臂驱动信号不对称的情况针对类半桥LLC、倍频和PWM三电平三种工作模式分析了分压电容不均压的机理并单独说明了不采用移相三电平模式的原因,指出了变换器的均压问题来源并总结出分压电容的电压不均衡规律。在此基础上提出了通过微调上、下桥臂开关管驱动信号相位差来实现分压电容电压均衡的控制策略。为进一步实现变换器的宽范围输入输出指标,本文首先根据各个工作模式的工作原理及特性指出该拓扑适合在高、低增益区分别采用类半桥LLC模式与倍频模式,PWM三电平模式的增益介于另外两模式之间,所以可在中增益区采用PWM三电平模式。然后定义了LLC变换器的电压增益范围宽度WG以及谐振腔增益范围宽度WM,通过划分电压增益范围宽度进一步分析了堆叠桥式三电平LLC谐振变换器的宽范围工作特性,最后给出了在电压增益范围宽度不同时采用单一模式或多模式组合策略可以使得谐振增益范围宽度最小的结论。在此基础上提出了堆叠桥式三电平LLC谐振变换器混合控制策略的实现方案,而后对变换器进行了小信号建模进而对其进行动态特性分析与控制器设计。最后,对堆叠桥式三电平LLC谐振变换器的硬件电路进行了参数设计以及器件选型。搭建了一台输入400-800V,输出25-40V,最大输出功率为2k W的实验样机,对理论分析和控制策略的可行性进行了实验验证。