[发明专利]一种T型LCL谐振变换器及其全范围软开关调制方法

权利要求书

1.一种T型LCL谐振变换器，包括依次相连的原边全桥、谐振槽、高频变压器和副边半桥，其特征在于，所述原边全桥包括开关管，所述开关管构成全桥逆变电路；所述谐振槽包括设置在原边的第一谐振电感、第二谐振电感和谐振电容，所述第一谐振电感和第二谐振电感依次连接，所述第一谐振电感连接原边全桥的第一连接点，所述谐振电容一端连接于所述第一谐振电感和第二谐振电感的连接节点，另一端连接所述原边全桥的第二连接点；所述高频变压器的匝数比为；所述副边半桥包括开关管和，所述开关管、和均压电容、构成半桥整流电路。

2.一种T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制方法，其特征在于，采用权利要求1所述的T型LCL谐振变换器，调制方法包括以下步骤：

步骤S01：一个周期内，调节原边高频交流电压为三电平对称波形且幅值为，正、负脉冲宽度可调；副边高频交流电压为二电平方波且幅值为，正、负脉冲宽度固定为，和分别是输入电压和输出电压；

步骤S02：调节副边基波滞后原边基波相角，通过调整谐振电感的电流相位，使得变换器在全功率范围下实现所有开关管的软开关运行。

3.根据权利要求2所述的T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制方法，其特征在于，所述步骤S01中，调节开关管的脉冲宽度，产生原边高频交流电压的波形，具体方法为：使开关管保持50%占空比互补导通，开关管S₄滞后开关管一定的角度，开关管和开关管同时开通的部分定义为，产生了一个具有三电平的对称电压波形且波形幅值为，通过调整大小控制原边电压波形的脉冲宽度。

4.根据权利要求2所述的T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制方法，其特征在于，调节开关管和的脉冲宽度，以50%占空比互补导通，副边基波滞后原边基波相角，由此产生一个波形幅值为的二电平方波。

5.根据权利要求3所述的T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制方法，其特征在于，所述步骤S02中调整谐振电感的电流相位至处。

6.根据权利要求2所述的T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制方法，其特征在于，谐振电感的电流和谐振电感的电流的计算方法包括：

得到变换器在相量域下的等效电路，根据KCL和KVL定律，得到：

，

其中，是的相量表达形式，是转换到原边的相量表达形式，和分别是谐振电感的电流和谐振电感的电流的相量表达形式，为开关角频率；

当电路谐振运行时，开关角频率等于谐振角频率，谐振角频率，这里，上述表达式化简为：

，

采用基波近似法进行稳态分析，和的傅里叶基波相量表达式为：

，

进一步得到：

，

和分别是输入电压和输出电压。

7.根据权利要求6所述的T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制方法，其特征在于，还包括：

使谐振电感的电流的相位保持到，即需要满足以下条件：

，

即，

计算得到输出功率：

。

8.一种T型LCL谐振变换器的全范围软开关调制系统，其特征在于，采用权利要求1所述的T型LCL谐振变换器，调制系统包括：

原边高频电压波形调节模块，一个周期内，调节原边高频交流电压为三电平对称波形且幅值为，正、负脉冲宽度可调；是输入电压；

副边高频电压波形调节模块，一个周期内，调节副边高频交流电压为二电平方波且幅值为，正、负脉冲宽度固定为；调节副边基波滞后原边基波相角；是输出电压；

相位调节模块，调整谐振电感的电流相位，使得变换器在全功率范围下实现所有开关管的软开关运行。