在光伏、风电以及储能设备与电动汽车充电桩等电力变换系统中,经常需要有源功率变换器能够在宽输入电压范围下工作,然而传统的LLC谐振变换器因为自身的增益特性局限等因素导致其难以适用于宽输入电压范围的应用场合,因此研究适应宽输入电压范围的LLC谐振变换器及其控制策略具有重要的现实意义与工程价值。为解决适应宽输入电压范围的问题,许多文献对传统LLC谐振变换器从电路结构到控制策略进行了研究,有的通过多级变换来提高LLC谐振变换器在宽输入电压范围内的适应性;有的通过改变原边电路结构来扩宽LLC谐振变换器的输入电压范围;还有的通过将变频控制策略和移相控制策略混合的办法来适应宽输入电压范围。这些方法或者大幅增加了成本与损耗、降低了系统效率,或者拓扑转换不平滑导致输出电压产生跳变,因此都未能很好地解决适应于宽输入电压范围的问题。本文在全桥LLC谐振变换器基础上,提出了一种通过调节频率和占空比来切换拓扑结构的混合控制策略,能够实现拓扑结构在全桥与半桥之间平滑切换和电压的稳定输出,使变换器既可以在宽输入电压范围下工作,同时也可以保持较高的工作效率。本文的主要内容安排如下:首先,本文阐述了该课题的研究背景与意义,描述了在宽输入电压范围下的LLC谐振变换器的国内外研究现状,介绍了LLC谐振变换器的电路结构和工作原理,对全桥与半桥LLC谐振变换器的电路进行了分析与建模,并进一步分析了传统控制策略下的LLC谐振变换器难以适用于宽输入电压范围的根本原因。其次,研究了混合控制策略下的LLC谐振变换器进行拓扑切换时的工作模态与增益特性,并在其增益范围内确定了其最佳切换增益点,分析了混合控制策略下LLC谐振变换器的频域特性,并据此计算了补偿环路的各个参数。然后,设计了以数字芯片TMS320F28335为控制核心的LLC谐振变换器系统结构。硬件部分介绍了励磁电感、谐振电感和谐振电容的设计与选型,以及数字控制模块的采样调理电路、驱动电路和辅助电源电路的设计;软件部分给出了控制系统程序流程图,主控芯片系统初始化及相关寄存器配置,以及混合控制策略的软件原理分析。最后,搭建了一台输出功率为800W的LLC谐振变换器实验样机,并通过提出的混合控制策略进行了试验,对实验数据进行了详细分析。实验结果表明,所提出的混合控制策略使LLC谐振变换器在宽输入电压范围下能够输出稳定的电压,并且能够保持较高的效率,验证了所提出的混合控制策略的有效性。