[发明专利]一种基于集中式多相变压器的双向LLC直流变压器子模块

权利要求书

1.一种基于集中式多相变压器的双向LLC直流变压器子模块，其特征在于：子模块由中压侧电路、低压侧电路、高频多相变压器与谐振腔组成，中压侧电路由N个半桥电路串联构成，其中，在第i半桥电路内，第一开关管Q_i1与第二开关管Q_i2串联组成半桥桥臂，半桥桥臂与第i输入滤波电容C_ini并联；低压侧电路由N个半桥桥臂与输出滤波电容C_o并联组成，其中，第i半桥桥臂由第三开关管Q_i3与第四开关管Q_i4串联组成；高频多相变压器包含N相变压器绕组，每相变压器绕组包含一个原边绕组与一个副边绕组；谐振腔由谐振电感、谐振电容与励磁电感组成；其中，中压侧电路的第i半桥电路、低压侧电路的第i半桥桥臂、高频多相变压器的第i相变压器的原边绕组#ip、高频多相变压器的第i相变压器的副边绕组#is、第i谐振电感L_ri、第i谐振电容C_ri、第i励磁电感L_mi共同构成第i单元模块，i＝1,2，…，N。

2.根据权利要求1所述的一种基于集中式多相变压器的双向LLC直流变压器子模块，其特征在于：高频多相变压器的原边绕组和谐振腔与中压侧电路的连接方式有以下五种，其中P₁₂、P₂₂、……、P_N2、S₁₂、S₂₂、……、S_N2端子为多绕组变压器同名端：

(1)iN-1时，第i相变压器的原边绕组#ip的端子P_i1与第i谐振电感L_ri和第i谐振电容C_ri串联后，连接中压侧电路的第i半桥电路内半桥桥臂中间点，即开关管Q_i1的发射极；第i相变压器的原边绕组#ip端子P_i2连接中压侧电路的第(i+1)半桥电路内半桥桥臂中间点；i＝N时，第N相变压器的原边绕组#Np端子P_N2连接中压侧电路的第1相半桥电路内半桥桥臂中间点；

(2)第i相变压器的原边绕组#ip端子P_i1与第i谐振电感L_ri和第i谐振电容C_ri串联后，连接中压侧第i半桥电路内半桥桥臂中间点，即开关管Q_i1的发射极；高频多相变压器的原边绕组端子P₁₂，P₂₂，……，P_N2相接；

(3)2iN时，第i相变压器原边绕组#ip端子P_i1连接第i谐振电感L_ri后，分别与第i谐振电容C_ri与第(i-1)相变压器原边绕组#(i-1)p端子P_(i-1)2相连，第i谐振电容C_ri另一端连接至中压侧电路的第i半桥电路的半桥桥臂中间点；第1相变压器原边绕组#1p端子P₁₁连接第1谐振电感L_r1后，分别与第1谐振电容C_r1与第N相变压器原边绕组#Np端子P_N2相连，第1谐振电容C_r1另一端连接至中压侧电路的第1半桥电路的半桥桥臂中间点；

(4)2iN时，第i相变压器原边绕组#ip端子P_i1连接第i谐振电容C_ri后，分别与第i谐振电感L_ri和第(i-1)相变压器原边绕组#(i-1)p端子P_(i-1)2相连，第i谐振电感L_ri另一端连接至中压侧电路的第i半桥电路的半桥桥臂中间点；第1相变压器原边绕组#1p端子P₁₁连接第1谐振电容C_r1后，分别与第1谐振电感L_r1与第N相变压器原边绕组#Np端子P_N2相连，第1谐振电感L_r1另一端连接至中压侧电路的第1半桥电路的半桥桥臂中间点；

(5)2iN时，第i相变压器原边绕组#ip端子P_i1与第i谐振电感L_ri、第i谐振电容C_ri串联，连接至中压侧电路的第i半桥电路的半桥桥臂中间点；同时，端子P_i1连接至第(i-1)相变压器原边绕组#(i-1)p端子P_(i-1)2，；第1相变压器原边绕组#1p端子P₁₁与第1谐振电感L_r1、第1谐振电容C_r1串联后，连接至中压侧电路的第1半桥电路的半桥桥臂中间点，同时，端子P₁₁连接至第N相变压器原边绕组#Np端子P_N2。