现今社会,开关电源已经被使用在各行各业当中,随着使用环境要求进一步提高和能源使用效率意识的逐步增强,高功率密度、高效率输出、体积小巧的电源设计理念已逐步成为电源设计行业的主流。LLC谐振变换器（简称LLC）电路拓扑结构有着较高的开关频率和软开关的优点,能够使电源的开关管在整个负载范围内实现开关原边的零电压开通（ZVS）,变压器输出副边的零电流关断（ZCS）从而减小电源的开关损耗和电源磁芯与散热器的体积;同时利用氮化镓功率器件的工作频率高、寄生参数小、无反向恢复时间和电气性能优越等特点,可以使电源工作在较高的开关频率下,从而进一步提升开关电源的效率。电源前级为交错并联的功率因数校正（简称PFC）拓扑结构,电路将采用两路单相升压PFC并联,两者在母线输入半正弦周期内互成180°相位开通和关断,这样可以减小开关管的电流应力,从而减少电源的开关损耗,磁芯体积也会相应减少;同时交错并联可以减小电感的电流纹波,从而减少滤波电容的容量,并且可以为后级提供稳定的输入电压,使LLC环路和参数设计更加简单。后级采用LLC拓扑结构,原边开关管为半桥结构,谐振电容与变压器原边串联,利用变压器自身的漏感充当谐振电感进行工作,既省略掉了电源的外置谐振电感,又减小了电源的体积。同时利用LLC高频特性,电源的谐振频率为200k Hz左右,变压器的体积也会随工作频率升高而相应减小;最后为了进一步提升电源的转换效率,使用在低压场合更具优势的同步整流方案,将传统的副边全波整流电路中的二极管用低导通电阻的场效应管替代,用来减少整流中由二极管正向压降带来的损耗。在功率器件选型上,采用共栅共源（Cascode）结构的氮化镓（Ga N）功率器件,其反向特性参数Trr/Qrr很小,Qrr只有52n C,使PFC在硬开关时反向恢复损耗大大降低;其次,其输出电容Coss只有46pf,远小于硅器件,这样可以减小LLC电路的死区时间,提高LLC的开关频率。采用TO-220封装虽然带来了一定的寄生参数,但是价格较低,驱动电路简单,更适合大规模运用。采用上述设计方案,制作了一台700W的电源工程样机,电源最大功率约为800W,初级交错并联PFC和后级LLC电源板的尺寸均为11cm×9cm,电源采用上下堆叠方式组装,电源总高度为5cm,电源的功率密度为1.6W/cm~3;样机在230VAC交流输入且负载在20%、50%和100%下电源转化效率分别为92.68%、94.9%和94.5%,功率因数达到了95%以上,满足了高效电源的设计要求,从而验证了设计的正确性。