随着信息技术、云计算中心建设、开关电源技术、5G商用的快速发展,在中小功率应用场合,对AC/DC变换器的效率和功率密度的要求越来越高。传统AC/DC变换器由于工作于硬开关模式开关器件的开关损耗较大,同时对开关器件加装散热器和风机加大了电源设备的体积。开关器件高频化和软开关工作方式是实现电源设备高效率高功率密度目标要求的有效方法。为解决传统电源设备Si器件工作于硬开关方式开关损耗大、效率低、体积大等缺点,本文设计一款基于GaN器件的全软开关控制的AC/DC变换器。变换器采用两级电路结构,前级采用图腾柱无桥PFC为整流器拓扑,通过控制方式的调整使前级整流变换器工作于软开关模式。后级直流变换器采用DC/DC变换领域热点拓扑LLC谐振变换器,通过对变换器开关频率的调节使开关器件实现软开关。本文首先对TCM控制模式下图腾柱无桥PFC工作模态和暂态过程进行分析,分析了TCM控制模式下主开关管软开关的实现方法,并进行了开关管工作频率特性分析,根据分析结果进行了开关管选型,输入电感设计,输出滤波电容设计。并根据理论分析和设计参数对控制方法在Simulink进行了仿真分析,仿真结果表明在输入电压±20%范围内都可实现主开关管的软开关,验证了理论分析的正确性。后级根据设计要求设计了一款半桥LLC谐振变换器,该拓扑在实现开关管软开关的同时具有隔离功能,通过对一个开关周期内电路原理分析和谐振网络增益特性分析,根据设计要求进行了谐振网络参数设计。提出了一种变压器副边同步整流实现方法,分析表明,本文所提出的同步整流方法可以实现最高250V同步整流设计,弥补了市场高压同步整流方案空白。并通过Simulink仿真软件进行了谐振电路的仿真,仿真结果验证了理论分析和参数设计的正确性。最后对两级电能变化的数字控制器TMS320F28027进行算法实现和信号检测电路进行设计,并根据硬件电路设计和软件实现方案搭建了一个输出400W的实验平台。实验结果表明本设计基于GaN全软开关通信电源设备符合各项设计指标,满载时整机效率高达96%,功率密度到3.3W/cm~3,具有较高的效率和功率密度。该论文有图77幅,表3个,参考文献66篇。