近年来，电动汽车产业的飞速发展使得动力电池充电装置成为研究热点，LLC谐振变换器具有功率密度大，效率高等优点，作为两级式AC-DC-DC充电系统的后级DC-DC变换器拓扑具有较大优势。良好的充电器输出特性有利于动力电池的健康状态(State of Health, SOH)，对于提高电池循环寿命，降低充电损耗，提高效率起着重要作用。本文对LLC谐振变换器的输出特性改善做了以下研究：首先，本文应用等效电路法研究了频率的小信号扰动下的LLC谐振变换器中各个部分的小信号等效电路，得到了LLC谐振变换器的小信号模型；针对LLC谐振变换器小信号模型在不同工作点上差异较大的特点，采用不同的控制参数设计原则对两个典型工作点进行了小信号模型和控制器设计。然后本文针对单相两级式AC-DC-DC充电系统中的低频功率波动问题，提出了基于信号调制解调思想的低频纹波传递定量分析方法，定量分析了中间直流母线低频纹波电压对LLC谐振变换器输出纹波电压的影响，计算得到了精确的输出低频纹波幅值表达式；采用PIR控制策略对输出电压纹波进行了抑制，相较于电容滤波方案，能够降低变换器的体积和成本，提高系统可靠性。本文最后研究了四种不同的LLC谐振变换器数字控制实现方案，结合LLC谐振变换器的增益频率特性，针对其中两种方案，即DSP和L6599作为压频转换和PFM生成执行单元的方案进行了调节精度的详细计算；对四种方案的调节精度，实现复杂程度，成本和扩展性进行了对比分析，为不同的应用场合需求提供了参考。