[发明专利]一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC-DC变流器

权利要求书

1.一种带自动限流功能的宽电压隔离型DC-DC变流器，其特征在于，包括2个半桥电路、2组谐振电容分裂布置的LLC谐振腔、2组电压钳位二极管对、2个同变比的隔离变压器和三相桥电路；

所述2个半桥电路分别连接各自输入端电源；

每个半桥电路均由2只MOSFET管搭建而成；

每个LLC谐振腔电路均由谐振电感、2个分裂谐振电容以及隔离变压器的励磁电感构成；

每个LLC谐振腔电路的2个分裂谐振电容两端分别并联1个电压钳位二极管；

所述三相桥电路由6只二极管搭建而成，每2只二极管组成一个桥臂，构成左桥臂，中桥臂和右桥臂；

第一个半桥电路的中性点连接第一个隔离变压器原边的非同名端连接，所述第一个隔离变压器原边的同名端连接第一个谐振电感，所述第一个谐振电感另一端连接2个分裂谐振电容的中心点；第二个半桥电路的中性点连接第二个隔离变压器原边的同名端连接，所述第二个隔离变压器原边的非同名端连接第二个谐振电感，所述第二个谐振电感另一端连接2个分裂谐振电容的中心点；

所述第一个隔离变压器副边的同名端连接三相桥电路的左桥臂的中性点，所述第二个隔离变压器副边的同名端连接三相桥电路的右桥臂的中性点，2个隔离变压器副边的非同名端连接，其连接点连接至三相桥电路的中桥臂的中性点；

2个同变比的隔离变压器的副边反极性串联，串联后连接三相桥电路；

所述DC-DC变流器与50％占空比的高频PWM信号连接，所述50％占空比的高频PWM信号用于控制所述2个半桥电路中MOSFET管交替导通；

额定功率和输入输出电压时，50％占空比的高频PWM信号运行在谐振频率，输入电压降低时通过改变高频PWM信号实现1-1.5倍增益的输出电压；

当2个隔离变压器的副边并联运行，高频PWM信号运行于谐振频率时，DC-DC变流器输出电压为直流额定电压；所述2个隔离变压器的副边并联运行，通过MOSFET管SA2、MOSFET管SB1的驱动信号相同，而MOSFET管SA1、MOSFET管SB2的驱动信号与之互补实现；

当2个隔离变压器的副边并联运行，第一个LLC谐振腔中的准正弦电流为正方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrA2两端电压放电至零，分裂谐振电容CrA1两端电压充电至电压UinA，此时电压钳位二极管DA2自然导通，自动实现钳位至负母线，从而限制故障电流；第二个LLC谐振腔中的准正弦电流为正方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrB1两端电压放电至零，分裂谐振电容CrB2两端电压充电至电压UinB，此时电压钳位二极管DB1自然导通，自动实现钳位至正母线，从而限制故障电流；

当2个隔离变压器的副边并联运行，第一个LLC谐振腔中的准正弦电流为负方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrA1两端电压放电至零，分裂谐振电容CrA2两端电压充电至电压UinA，此时电压钳位二极管DA1自然导通，自动实现钳位至正母线，从而限制故障电流；第二个LLC谐振腔中的准正弦电流为负方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrB2两端电压放电至零，分裂谐振电容CrB1两端电压充电至电压UinB，此时电压钳位二极管DB2自然导通，自动实现钳位至负母线，从而限制故障电流；

当2个隔离变压器的副边串联运行，高频PWM信号运行于谐振频率时，DC-DC变流器输出电压为2倍直流额定电压；所述2个隔离变压器的副边串联运行，通过MOSFET管SA2、MOSFET管SB2的驱动信号相同，而MOSFET管SA1、MOSFET管SB1的驱动信号与之互补实现；

当2个隔离变压器的副边串联运行，第一个LLC谐振腔中的准正弦电流为正方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrA2两端电压放电至零，分裂谐振电容CrA1两端电压充电至电压UinA，此时电压钳位二极管DA2自然导通，自动实现钳位至负母线，从而限制故障电流；第二个LLC谐振腔中的准正弦电流为正方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrB2两端电压放电至零，分裂谐振电容CrB1两端电压充电至电压UinB，此时电压钳位二极管DB2自然导通，自动实现钳位至负母线，从而限制故障电流；

当2个隔离变压器的副边串联运行，第一个LLC谐振腔中的准正弦电流为负方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrA1两端电压放电至零，分裂谐振电容CrA2两端电压充电至电压UinA，此时电压钳位二极管DA1自然导通，自动实现钳位至正母线，从而限制故障电流；第二个LLC谐振腔中的准正弦电流为负方向且电流幅值超过限定值时，分裂谐振电容CrB1两端电压放电至零，分裂谐振电容CrB2两端电压充电至电压UinB，此时电压钳位二极管DB1自然导通，自动实现钳位至正母线，从而限制故障电流；

所述SA1-SA2、SB1-SB2定义如下：

第一个半桥电路由2只MOSFET管SA1和SA2构成；第二个半桥电路由2只MOSFET管SB1和SB2构成。