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近年来,谐振变换器因软开关与低电磁干扰(Electro-Magnetic Interference,EMI)等特性受到学术界与工业界的青睐。谐振变换器主要采用基于脉冲频率调制(Pulse Frequency Modulation,PFM)的变频控制策略,具有控制实现简单、软开关范围宽、理论研究较为成熟等优点。已有研究成果表明变频控制谐振变换器存在开关频率变化范围宽、磁性元件利用率低等问题,增加了开关驱动电路与控制电路的成本、限制了谐振变换器的小型化发展。尽管基于脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)的谐振变换器控制策略开关频率固定,但失去了变频控制谐振变换器软开关范围宽的优点,限制了变换器效率的提升。近年来,随着非接触式传能等应用的发展,各类谐振变换器的混合控制策略得到了深入研究。虽然混合控制在实现谐振变换器宽范围软开关工作的同时有效降低了变换器开关频率变化范围,但现有混合控制策略均存在控制算法复杂、控制电路设计困难与控制器成本高等问题。针对以上问题,本文以LCC谐振变换器为主要研究对象,围绕电路结构、参数设计与控制策略,对变换器的开关频率变化范围、软开关范围等特性展开深入研究,为谐振变换器的分析和设计提供理论依据。本文主要研究内容分为以下几点:1)研究了定频控制LCC谐振变换器的工作模态,讨论了变换器在连续电容电压模式(Continuous Capacitor Voltage Mode,CCVM)与断续电容电压模式(Discontinuous Capacitor Voltage Mode,DCVM)的特点:当变换器工作于CCVM工作模式时,谐振电流应力较大;当变换器工作于DCVM工作模式时,变换器副边二极管电压应力较大。为减小定频控制LCC谐振变换器的电压电流应力,本文第2章提出了CCVM-DCVM边界模式的概念。基于基波近似法(Fundamental Harmonic Approximation,FHA),建立了一种定频控制LCC谐振变换器的参数设计方法,以确保变换器在额定工况时工作于CCVM-DCVM边界模式。该参数设计方法有效降低了变换器电压电流应力,有利于器件选型并降低了电路成本。2)针对定频控制LCC谐振变换器软开关范围窄的问题,提出了加入有源辅助网络与无源辅助网络的定频控制LCC谐振变换器。有源辅助网络由背靠背辅助开关管、辅助电容臂与辅助电感组成,并与滞后桥臂中点相连。在一个开关周期内通过对辅助开关管进行控制,有源辅助网络产生辅助电流以协助变换器滞后桥臂开关管实现软开关。无源辅助网络由辅助电感与隔直电容组成,跨接于超前桥臂与滞后桥臂之间,无需额外的控制电路。无源辅助网络的辅助电流可同时协助超前桥臂与滞后桥臂开关管实现软开关。基于有源/无源辅助网络的工作原理,分析了加入辅助网络后定频控制LCC谐振变换器的稳态特性,建立了相应的参数设计方案。加入有源/无源辅助网络的定频控制LCC谐振变换器在保持开关频率固定的同时,实现了宽范围软开关特性,提高了变换器磁性元件的利用率。3)针对定频控制LCC谐振变换器软开关范围窄、辅助网络不利于变换器小型化的问题,提出了PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器。通过对导通角控制信号与开关频率控制信号进行约束,使变换器导通角随开关频率升高而减小,实现了控制器对导通角与开关频率的混合调制。阐述了PWM-PFM混合控制的工作原理与实现方式,推导了控制策略与控制电路参数之间的关系。进一步地,基于基波近似法推导了PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的稳压条件、软开关条件与无功功率表达式。分析表明PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器有效降低了变频LCC谐振变换器的开关频率变化范围与无功功率,相比于定频控制LCC谐振变换器拓宽了变换器软开关范围。基于理论分析,建立了PWM-PFM混合控制LCC谐振变换器的参数设计方案,该设计方案可使LCC谐振变换器在宽输入电压、宽输出功率情况下实现软开关工作。4)将PWM-PFM混合控制策略拓展至半桥谐振变换器,提出了双载波调制技术。在每个开关周期内,双载波调制电路通过交替选择两个斜率不同的锯齿波作为调制载波,实现了对半桥变换器占空比与开关频率的混合调制。根据双载波调制电路的输入输出极性,将双载波调制技术分为A类双载波调制与B类双载波调制。研究指出,A类双载波调制技术适用于工作于感性区域的半桥谐振变换器,可在较窄开关频率变化范围内实现变换器原边开关管的宽范围ZVS软开关运行;B类双载波调制技术适用于工作于容性区域的半桥谐振变换器,可在较窄开关频率变化范围内实现变换器原边开关管的宽范围ZCS软开关运行。基于基波近似法,推导了双载波调制半桥变换器的稳压条件与软开关条件。进一步地,建立了双载波调制谐振变换器的参数设计方案,保证了双载波调制半桥谐振变换器在宽输入电压、宽输出功率情况下实现软开关运行。