随着服务器电源,汽车电子等应用的小型化,轻量化趋势,电源系统的高频化要求逐年递增。然而提高开关频率将影响电源效率与调压范围。单独的PWM变换器或谐振变换器很难兼顾“高频高效”和“宽调压范围”要求。目前工业界采用的两级架构,特别是由四开关Buck-Boost变换器（Four-switch Buck-Boost,FSBB变换器）与LLC谐振变换器级联的两级架构,能有效兼顾“高频高效”和“宽调压范围”特性,是新一代隔离稳压DC-DC模块电源的优选拓扑架构。然而,针对该两级架构的高频高效控制策略研究还存在不足,特别是其软开关控制策略与效率提升方法均有待研究。为此,本文重点研究了前级FSBB变换器多目标控制策略,后级LLC谐振变换器高速同步整流控制方法,级联结构中不影响效率的桥臂复用技术等,最终形成了一整套高频高效控制策略。主要创新研究内容如下:（1）针对FSBB变换器,提出一种集MHz软开关控制、效率优化和闭环调压为一体的多目标控制策略。该控制策略分三步完成多目标控制:第一步,建模确定变换器总损耗与控制量T1（电感充电时长）间的单调递增关系,并根据软开关条件求解控制量T1边界;第二步,搭建并行的电压环和软开关电流环,计算满足MHz软开关要求和宽范围调压要求的控制量T2和T3;第三步,提出解耦补偿方案,将相邻环分量主动引入到当前环路来抵消耦合分量,提升并行环路的稳定性。该控制策略能有序地调节三个控制量从而实现MHz软开关,最优效率,以及稳定的闭环调压功能。搭建的FSBB变换器样机实现了1MHz的高频软开关,98.1%的峰值效率,36-72Vin宽调压范围。（2）LLC谐振变换器中副边同步整流管提前关断（第一类）和滞后关断（第二类）均会导致体二极管导通,而后者将导致传统自适应SR方案发生逻辑错误,从而引起极大的倒灌电流损耗。本文对SR滞后关断情况下死区谐振过程进行时域建模,分析了第二类体二极管导通的数学模型,阐明了SR滞后关断情况下倒灌电流对漏源电压波形的相位超前影响,同时解释了原边功率管的不同关断时机会增强或减弱副边体二极管导通趋势的现象,从而揭示了第二类体二极管导通的产生机理。（3）针对第二类体二极管导通引起倒灌电流损耗问题,提出了一种基于双重检测采样方案的自适应SR控制策略。在传统的体二极管导通检测方案基础上,增加了死区谐振过程中漏源电压下降沿的检测,通过对比两路检测信号,有效识别两种不同类型的体二极管导通并将不同状态下的SR调节为最佳关断点。搭建的LLC谐振变换器样机测试表明,相比传统自适应SR方案和商用的SR芯片,所提控制策略已实现0.5MHz的高频同步整流控制,体二极管导通时间从96ns降至无体二极管导通,效率提升0.54%。（4）针对常规功率管复用带来的软开关性能减弱和效率退化问题,本文提出了一种桥臂复用型Buck-Boost+LLC变换器。该变换器复用了FSBB变换器的滞后臂与LLC谐振变换器的半桥桥臂,并通过优化电感参数与相移控制,可使复用桥臂电流在死区阶段叠加,增强软开关能力;在导通阶段抵消,降低导通损耗;从而兼顾MHz级软开关与高效率。搭建的两级样机实现了1MHz的高频软开关,96.4%的峰值效率,250-425Vin的输入调压范围,充分验证了本文所提的模型与控制策略的正确性和有效性。