[发明专利]一种可自动均流的集成式共谐振单元多相并联谐振变换器

说明书

本发明公开了可自动均流的集成式共谐振单元多相并联谐振变换器。多相并联谐振变换器的每相子模块由开关电路、集成式共谐振单元、隔离变压器、整流电路组成。为了实现各相谐振变换器的自动均流，将两相模块的公用一个集成式谐振单元。集成式谐振单元等效到各模块的谐振参数将相同，消除了谐振腔参数差异带来的均流误差问题，从而自动实现各相模块的均流；每相模块的开关电路开关时序相同，不会影响到谐振变换器的工作原理和参数设计；本发明可用于新能源发电、电动汽车、航空航天、不间断电源、直流配电系统、储能系统等大功率并联开关电源场合，具有方法合理、实现方便、通用性好、体积小、成本低等诸多优点。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，特别涉及一种可自动均流的集成式共谐振单元多相并联谐振变换器。

背景技术

近年来，电力电子系统中的变换器正朝着大功率、集成化、低成本、高功率密度以及高效率等方向发展。谐振变换器具备电气隔离、易于实现软开关控制、效率高等诸多优点，并能通过并联组合实现多重模块化方案，已发展成为新能源发电、电动汽车、航空航天、不间断电源、直流配电系统等场合的大功率并联开关电源的核心拓扑之一。在低压大电流场合，通过将多相谐振变换器并联可以有效提升系统功率容量，降低功率管应力，因此被广泛应用。然而，在实际电路中，各模块的谐振电感和谐振电容等参数无法保证完全一致，会导致各模块的输出电流的不均衡，从而引发部分模块电流应力过高等严重问题。为了解决上述问题，中国实用新型专利：授权号：CN 212518795 U提出了一种基于全耦合电感器的可自动均流的多相并联谐振变换器，然而耦合电感的加入会增加系统的成本和体积，降低功率密度。中国发明专利：公布号：CN 111585442 A提出了一种可自动均流的多相并联谐振变换器，通过将每一相谐振变换器的谐振变压器副边多绕组变压器串联实现多相模块的自动均流，但该方法副边的多绕组同样增加了系统的体积和成本。IEEE Transactions onPower Electronics期刊于2017年第32卷第9期论文《A Passive Current Sharing MethodWith Common Inductor Multiphase LLC Resonant Converter》提出了一种共电感无源均流方法，通过两相谐振变换器的谐振电感并联一定程度上提高了系统的均流性能，但是谐振电容的参数差异导致了两相模块的均流误差仍然较大，另外该方法的显著缺点是并联谐振变换器的各模块谐振电流和二极管电流互相拉扯，负载特性非常差。

发明内容

针对现有技术缺陷，本专利提供了可自动均流的集成式共谐振单元多相并联谐振变换器；通过将各相模块的谐振电感和谐振电容同时并联，可以同时消除各相模块参数差异对系统均流性能的影响；具有结构合理、实现方便、通用性好，系统集成度高、成本低等诸多优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可自动均流的集成式共谐振单元多相并联谐振变换器，包括：

第一相谐振变换器P_l，包括第一谐振变压器T₁、并联在第一谐振变压器T₁中原边绕组N_p1一侧的第一等效励磁电感L_m1、第一整流电路R₁和第一开关电路S₁；

所述第一开关电路S₁具有输入端口1-1和输出端口1-2，所述第一整流电路R₁具有输入端口1-3和输出端口1-4；

第二相谐振变换器P₂，包括第二开关电路S₂、第二谐振变压器T₂、并联在第二谐振变压器T₂中原边绕组N_p2一侧的第二等效励磁电感L_m2、第二整流电路R₂和第二开关电路S₂；