发光二极管（Light Emitting Diode,LED）作为新兴的绿色光源,被广泛地应用在照明、电视液晶显示屏、信号显示等领域,其中,汽车照明是LED的重要应用领域之一。近年来,伴随着以氮化镓（Gallium Nitride,Ga N）为代表的第三代宽禁带半导体器件的不断成熟,高频、高功率密度成为电力电子变换器的主要发展方向。然而高频化带来的高开关损耗、高驱动损耗、高磁性元件损耗等问题也制约开关频率的提升。本文针对高频高电压增益车载LED驱动器的拓扑结构、谐振驱动电路设计、磁性元件优化设计方法等方面的关键技术进行深入研究,主要研究内容如下。以级联变换器、开关电容、耦合电感等为代表的主流升压技术,主要关注变换器的升压能力,无法兼顾高频应用条件下损耗增加的问题,制约系统效率的提升。为解决上述问题,本文提出了一族适用于高频条件下的准谐振改进型单端初级电感式变换器（Single Ended Primary Inductor Converter,SEPIC）。在传统SEPIC变换器结构的基础上集成多种升压单元,以获得更高的升压能力,并降低电压应力。结合软开关技术,引入谐振网络,使变换器具有零电压开通软开关特性,在高频条件下仍能维持较高的效率。研究了其工作机理、无源元件参数设计方法,同时分析了开关工作于软开关状态的临界条件。由于所提变换器中的开关工作于准谐振状态,传统SEPIC变换器控制方法及现有混合控制方法不适用于所提变换器。针对这一问题,本文提出了一种同时改变开关频率及占空比的混合控制方法,根据变换器输出电压与开关频率和占空比的关系,直接对开关频率和占空比进行同时调节,以保证开关管在负载调节范围内可靠实现零电压开通或最低电压开通,拓宽了开关软开关范围,提高了系统效率。围绕所提准谐振改进型SEPIC变换器拓扑族,进一步研究其驱动电路效率提升方法。传统驱动电路在高频应用场合下存在损耗较大、驱动速度有限的问题,因此在高频应用场合多采用谐振式驱动电路。针对传统的全桥式谐振驱动电路,本文对比了不同驱动方式下的驱动电路损耗,结合器件参数,确定了每种工作方式的适用场合。宽禁带半导体器件Ga N与硅器件不同,其开通阈值电压相对较低,易受电路中振荡影响,且没有体二极管,反向导通压降较大,因此传统的谐振驱动电路不适用于Ga N器件。为解决这一问题,提出了一种基于电压移位电路的非对称谐振栅极驱动电路,通过调节电压移位电路中电阻参数,可调节开通和关断电压,以满足Ga N器件工作特性。分析了谐振参数对驱动电路中开关软开关特性的影响,构建了优化的谐振参数设计方法,提升了驱动方案的效率。在高频应用场合中,磁性元件所需的感值相对较小,本文采用了在高频变换器中广泛应用的平面磁性元件,其具有扁平轮廓、散热性良好以及绕组易重复等优点。传统方法采用交错结构减小平面变压器漏感,但增大了寄生电容。针对上述问题,本文提出了一种基于部分交错结构及解耦集成的磁性元件优化设计方法,部分交错结构减小了漏感、寄生电容参数,采用解耦集成方法减少了变换器中磁性元件的数量,降低了成本。对比不同集成方案,分析了所提磁集成方法对变换器效率的影响并设计优化的磁集成结构。同时,推导了平面磁性元件磁阻及感值建模方法,并与仿真结果对比,验证了上述理论分析的准确性。在系统稳态分析的基础上,为进一步改善所提变换器的动态性能,采用广义状态空间平均建模方法对本课题中含有谐振环节的变换器建立了小信号模型。根据所得小信号模型推导了系统输出关于控制变量的开环传递函数,绘制Bode图,设计了高阶补偿器以进一步提高系统的动态性能。本文设计制作了额定输出功率为36 W,额定工作频率1 MHz的实验样机,实验结果与理论分析一致,验证了理论研究的正确性。