[发明专利]一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器

说明书

本发明提供了一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，包括依次电连接的直流电源、开关电路、谐振电路、整流电路以及滤波电路；开关电路接收外部控制器控制；谐振电路包括谐振模块和变压器模块，整流电路包括第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块，开关电路包括2N组开关模块，谐振模块包括2N组谐振组，变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，N≥1；第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；解决了目前谐振变换器不够灵活地调节输出电压范围的问题。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器。

背景技术

目前，常见的谐振变换器包括串联、并联、串并谐振变换器。由于谐振变换器的简单电路拓扑，以及能够在全负载范围实现软开关的特性，因而谐振变换器广泛应用于提供最高功率密度和效率的最先进电源。谐振变换器虽然有实现开关器件软开关，开关损耗小，效率高以及相对于硬开关具有优越的EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)性能等诸多优点，但缺陷仍然明显，比如谐振变换器的输出电压范围有限，只能实现在额定电压附近的小范围输出电压调节，如图1所示，以目前基本的LLC谐振变换器为例，该LLC谐振变换器的输出电压通常通过调整工作频率对输出电压进行调整，由于调整频率的范围以及谐振变换器的增益特性，其调节范围非常有限，该谐振变换器的通常调节电压范围为额定电压的1.2倍-0.8倍之间，设谐振频率条件下变压器T1的输出电压Vo为额定电压，则该谐振变换器的通常调节电压范围为1.2*Vo-0.8*Vo，范围很窄。

为了解决上述问题，如图2所示，假设第一变压器T1和第二变压器T2的次级线圈为s，每匝线圈对应的电压为K，在不考虑输出电压可能会在额定电压附近调整的情况下，若第一变压器T1与第二变压器T2工作于串联模式，则谐振变换器的输出电压V1为2Ks，设V1电压为额定电压，若第一变压器T1与第二变压器T2工作于并联模式，则谐振变换器的输出电压V2为Ks，即V2电压为1/2倍的额定电压，进而可知，该谐振变换器的调节电压范围为V1-V2之间，即该谐振变换器的调节电压范围为额定电压的1倍-1/2倍之间(即2倍范围)，在考虑输出电压可能会在额定电压附近调整的情况下，图2所示的谐振变换器的通常调节范围为额定电压的1.2倍-0.4倍之间(即1.2*1倍到0.8*1/2倍)，虽然目前谐振变换器的通常调节范围比较宽，但是目前谐振变换器依然存在不够灵活地调节其输出电压范围的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，解决目前谐振变换器不够灵活地调节其输出电压范围的问题。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，包括依次电连接的直流电源、开关电路、谐振电路、整流电路以及滤波电路；所述开关电路接收外部控制器控制；所述谐振电路包括谐振模块和变压器模块，所述整流电路包括第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块，所述开关电路包括2N组开关模块，所述谐振模块包括2N组谐振组，所述变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，N≥1；所述第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，所述第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；其中，

所述第一变压器的初级线圈同名端经对应所述谐振组连接至对应所述开关模块的一端，所述第一变压器的初级线圈非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；所述第二变压器的初级线圈同名端经对应所述谐振组连接至对应所述开关模块的一端，所述第二变压器的初级线圈非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；