[发明专利]一种基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器

权利要求书

1.一种基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：其内部电路包括1个原边H桥电路、1个包含中性点的直流电容桥臂、1个交流开关电路、1个副边半桥电路、1个共享分裂谐振电容的LLC谐振腔和1个隔离变压器；

所述原边H桥电路和包含中性点的直流电容桥臂分别与输入端电源两端相连；

原边H桥电路由4只MOSFET管搭建而成；副边半桥电路由2只MOSFET管搭建而成；

共享分裂谐振电容的LLC谐振腔由谐振电感、2个分裂谐振电容以及隔离变压器的励磁电感构成；

所述隔离变压器的原边同名端接原边H桥电路的左半桥中点，隔离变压器的原边非同名端接原边H桥电路的右半桥中点，同时交流开关连接原边H桥电路的左半桥和直流电容桥臂中性点；隔离变压器的原边同名端接原边H桥电路的左半桥中点；隔离变压器的副边同名端接对应LLC谐振腔谐振电感一端，谐振电感另一端连接副边半桥中点；隔离变压器的副边非同名端接分裂谐振电容串中点；

交流开关电路由2只MOSFET管反向串联组成；

副边半桥电路和分裂谐振电容串的直流两端分别与输出直流两端相连，输出直流两端与输出电容和等值负载电阻并联连接。

2.根据权利要求1所述的基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：所述变流器原边H桥电路和副边半桥电路由50%占空比的高频PWM信号控制，所述高频PWM信号用于控制所述原边H桥电路和副边半桥电路中MOSFET管交替导通。

3.根据权利要求2所述的基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：当原边H桥电路施加PWM信号，副边半桥电路运行于同步整流，实现LLC功率正向模式；当副边半桥电路施加PWM信号，原边H桥电路运行于同步整流，实现LLC功率反向模式。

4.根据权利要求1所述的基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：所述隔离变压器的变比为n:1，其中n大于0。

5.根据权利要求3所述的基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：功率正向时，电压增益定义为输出电压与变比n之积除以输入电压；功率负向时，电压增益定义为输入电压除以输出电压与变比n之积；电压增益的范围为0.5-1.3。

6.根据权利要求3所述的基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：当交流开关电路闭锁时，原边H桥电路4个MOSFET工作于全桥模式；当交流开关电路运行时，原边H桥左半桥电路闭锁，原边H桥右半桥电路2个MOSFET工作于半桥模式。

7.根据权利要求6所述的基于交流开关切换宽电压范围LLC变流器，其特征在于：当电压增益位于0.5-0.75时，变流器运行于半桥模式；当电压增益位于0.75-1.3时，变流器运行于全桥模式。