[发明专利]一种功率可调LC输入串联输出并联直流变压器及控制方法

权利要求书

1.基于辅助桥臂模块的功率可调LC输入串联输出并联直流变压器，其特征在于：

包括N+1个DC-DC变换器，N为整数且大于等于2：

所述DC-DC变换器包括N个LC串联谐振变换器模块，以及一个辅助桥臂模块；其中，N个LC串联谐振变换器模块，用于作为所述DC-DC变换器的功率传输模块；

辅助桥臂模块，用作控制所述DC-DC变换器的功率；

每个LC串联谐振变换器模块的输入端分别并联于相应的输入分压电容C_di的两端，输出端并联后接在负载的两侧，每个LC串联谐振变换器模块均有自己的控制环路，模块间控制器无互联线，实现了每个模块的独立控制；

LC串联谐振变换器模块包括输入分压电容C_di、变换器原边、变换器副边以及输出电容C_oi，变换器原边的输入端并联于相应的输入分压电容C_di的两端，则变换器原边与变换器副边通过磁路耦合连接，变换器副边的输出端并联于输出电容C_oi的两端，然后并联于低压直流端，i＝1,2,...,N；

LC串联谐振变换器模块包含变换器原边全桥和副边全桥电路，其中变换器原边全桥电路包括：第一开关管Q_i1、第二开关管Q_i2、第三开关管Q_i3、第四开关管Q_i4，原边谐振电感L_ri、原边谐振电容C_ri和原边绕组，第一开关管Q_i1至第四开关管Q_i4均反并联一个二极管，然后分别设置于变换器原边全桥电路的第一桥臂和第二桥臂；第一桥臂中点经过原边谐振电感L_ri与原边绕组同名端连接，第二桥臂中点经原边谐振电容C_ri与原边绕组另一端连接；

变换器副边全桥电路包括：第五开关管Q_i5、第六开关管Q_i6、第七开关管Q_i7、第八开关管Q_i8和副边绕组；第五开关管Q_i5、第六开关管Q_i6、第七开关管Q_i7、第八开关管Q_i8均反并联一个二极管，然后分别设置于变换器副边全桥电路的第一桥臂和第二桥臂；第一桥臂中点与副边绕组同名端连接，第二桥臂中点与副边绕组另一端连接；i＝1,2,...,N；

LC串联谐振变换器模块的第一开关管Q_i1和第二开关管Q_i2的驱动波形互补且占空比均为固定50％，第三开关管Q_i3和第四开关管Q_i4驱动波形互补且占空比均为固定50％，第一开关管Q_i1和第四开关管Q_i4驱动波形相同，第二开关管Q_i2和第三开关管Q_i3驱动波形相同；

第五开关管Q_i5和第六开关管Q_i6的驱动波形互补且占空比均为固定50％，第七开关管Q_i7和第八开关管Q_i8驱动波形互补且占空比均为固定50％，第五开关管Q_i5和第八开关管Q_i8驱动波形相同，第六开关管Q_i6和第七开关管Q_i7驱动波形相同；

第一开关管Q_i1的驱动波形和第五开关管Q_i5的驱动波形也是相同的；第一开关管Q_i1至第八开关管Q_i8的开关频率和谐振腔的谐振频率相同，为

辅助桥臂模块包括输入电容C_a、输入电感L_a以及一个半桥；其中半桥的上管和下管均反并联一个二极管，半桥的上管接到LC串联谐振变换器模块的输入分压电容C_dN的正极，下管接到输入电容C_a的负极；输入电容C_a的正极串接在LC串联谐振变换器模块的输入分压电容C_dN的负极，输入电感L_a一端接在半桥的桥臂中点，另一端接到输入电容C_a的正极；

功率正向传输时，辅助桥臂模块的上管一直给低电平信号，处于常关断状态，利用其反并联二极管续流，下管的驱动波形是占空比可调的方波信号；功率反向传输时，辅助桥臂模块的下管一直给低电平信号，处于常关断状态，利用其反并联二极管续流，上管的驱动波形是占空比可调的方波信号。