[发明专利]一种串并联无缝转换的谐振变换器

说明书

本发明提供了一种串并联无缝转换的谐振变换器，属于电力电子技术领域，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；开关电路接受外部控制器控制；谐振电路包括连接在开关电路的谐振模块以及与谐振模块连接的变压器模块；变压器模块包括N个变压器，谐振模块包括N组谐振组，开关电路包括N组开关模块，N≥2且N为偶数；整流电路包含第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块。解决了目前谐振变换器恒功率输出电压范围有限、输出电压范围不连续、成本高、体积大、不能输出零电压的问题。

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，如图1所示，以目前基本的谐振变换器为例，该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，为额定电压的0.8倍-1.2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。

为了解决上述问题，如图2所示，业界常见的方案是采用继电器切换两个变压器之间的串并联方式，达到输出宽范围恒功率变换。假设两个变压器参数一致，在不考虑输出电压可能会在额定电压附近调整的情况下，当继电器RY3闭合、RY1和RY2断开时，两个变压器工作在串联模式，则该拓扑的输出电压为额定电压(该拓扑即谐振变换器)；当继电器RY1和RY2闭合、RY3断开时，两个变压器工作在并联模式，则该拓扑的输出电压为1/2倍的额定电压，输出功率保持恒定(不降低)。在考虑该谐振变换器输出电压可能会通过调整频率在额定电压附近调整的条件下，即按照前述单个谐振变换器的调节范围为额定电压的0.8倍-1.2倍之间，图2所示的谐振变换器输出恒功率电压调节范围为额定电压的0.4倍-1.2倍，可见其输出电压范围非常宽，但由于该谐振变换器仅仅是通过继电器进行简单的串并联切换，其恒功率范围并不是连续的(比如在0.6-0.8倍的额定电压范围内就不能实现恒功率输出甚至无法实现该范围段的输出电压)，而且存在继电器体积较大且昂贵，进而导致整个谐振变换器成本高、体积大的问题。

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串并联无缝转换的谐振变换器，解决目前谐振变换器虽能拓展其输出电压范围，但导致整个谐振变换器成本高、体积大的问题。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种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；所述开关电路接受外部控制器控制；所述谐振电路包括谐振模块和变压器模块，所述变压器模块包括N个变压器，所述谐振模块包括N组谐振组，所述开关电路包括N组开关模块，N≥2且N为偶数；所述整流电路包含第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块；其中，

所述变压器的初级侧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，所述变压器的初级侧非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；

若N＝2时，第一个所述变压器的次级侧同名端连接至所述第一整流模块的桥臂中点，第一个所述变压器的次级侧非同名端与第二个所述变压器的次级侧同名端相连，第二个所述变压器的次级侧非同名端连接至所述第二整流模块的桥臂中点，第一个所述变压器的次级侧非同名端连接至所述第三整流模块的桥臂中点；或