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新型氮化镓(GaN)功率器件的出现,可以全面提高功率器件的高频特性,并且使单位开关损耗大幅度减少。但开关频率的增加,总的开关损耗增加,若将GaN高频器件作为软开关变换器的开关管,变换器的整机效率将大大提高。目前,谐振变换器是软开关变换器的研究热点,而LLC谐振变换器,其原边开关管可以在全负载范围内实现零电压开通,副边整流二极管容易实现零电流开关(ZCS),因此转换效率高,是谐振变换器的主要研究对象。同时,具有控制便捷、电路简单等优点的数字控制,在逐步取代模拟控制。因此,本文研究LLC谐振变换器,使用GaN器件作为原边开关管,采用STM32+FPGA双核数字控制方案,分析研究谐振参数设计,软开关实现,数字控制方案和GaN器件的高频特性。LLC可以在全工作范围实现ZVS,三个谐振元件的参数设计是关键。本文使用基波近似分析的方法和Mathcad软件,获得电压增益曲线,分析电感比例系数k与品质因数Q对电压增益的影响,和对原边开关管实现零电压开通的条件,从而总结出一套设计LLC谐振参数的实用方法,并使用Matlab/Simulink软件进行开环仿真验证。本文在普遍电压单环控制的基础上,采用变压器原边平均电流模式控制,通过仿真分析,变换器动态响应性能得到显著提高。并且针对LLC在最高输入电压和轻载时,频率太高造成的功耗要比能耗更大,而且由于寄生电容的存在使输出电压不稳定的问题,本文在轻载或空载时,LLC采用间歇模式控制,并给出具体实施方案。针对单独使用DSP或者STM32进行数字控制,调压精度不高的问题,本文采用STM32+FPGA双芯片控制方案。STM32实现控制计算,产生的频率控制字利用并行通信方式可变静态存储控制器(FSMC)传输给FPGA;由FPGA的直接数字式频率合成器(DDS)产生占空比固定为50%,频率可变的方波脉冲,省去载波与调制波的比较环节。最后对系统硬件进行设计,包括GaN器件选型、驱动电路设计和集成变压器设计等。最终搭建240W实验样机,对实验波形和数据进行分析,验证GaN器件在变换器效率和高频特性方面的优异性和参数设计和控制器设计等的正确性。