[发明专利]一种宽电压范围的并联型变换器系统

说明书

本发明公开了一种宽电压范围的并联型变换器系统，包括两双向开关、两并联的双向CLLC谐振变换器和一控制驱动电路，两双向CLLC谐振变换器均包括以一高频变压器耦合连接的原边侧和副边侧，原边侧和副边侧均包括一全桥电路和一谐振腔，全桥电路包括并联相连的两桥臂，各桥臂均由两源漏相连的第一功率开关管组成；双向开关由两漏极相连的第二功率开关管组成；控制驱动电路用于根据所需输出电压和所需工作方向，调整两双向CLLC谐振变换器和两双向开关中的功率开关管的驱动信号，切换系统的六种工作模式，使系统在所需工作方向下的电压增益至所需输出电压。本发明在具有大功率容量特点的同时，还能有效拓宽系统的输出电压范围。

技术领域

本发明属于变换器系统技术领域，更具体地，涉及一种宽电压范围的并联型变换器系统。

背景技术

双向CLLC谐振变换器由于其对称性强的拓扑特点，可以很容易地实现能量的双向流动，同时也有谐振变换器具有的能实现开关器件的零电压开通、高效率、高功率密度等特点，随着新能源发电、电动汽车、储能系统等应用技术的发展，CLLC谐振变换器有了越来越广泛的应用前景，但对CLLC谐振变换器的功率等级和电压范围要求也越来越高。

因此，亟需一种具有大功率等级和宽输出电压范围的变换器系统。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种宽电压范围的并联型变换器系统，在具有大功率容量特点的同时，还能有效拓宽系统的输出电压范围。

为实现上述目的，本发明提供了一种宽电压范围的并联型变换器系统，包括两双向开关S1和S2、两并联的双向CLLC谐振变换器U1和U2、和一控制驱动电路；

两双向CLLC谐振变换器均包括以一高频变压器耦合连接的原边侧和副边侧，原边侧和副边侧均包括一全桥电路和一谐振腔，所述全桥电路包括并联相连的第一桥臂和第二桥臂，各桥臂均由两源漏相连的第一功率开关管组成；所述双向开关由两漏极相连的第二功率开关管组成，双向开关S1的两端对应与双向CLLC谐振变换器U1中的原边侧的全桥电路中的第二桥臂的中点、双向CLLC谐振变换器U2中的原边侧的全桥电路中的第一桥臂的中点相连，双向开关S2的两端对应与双向CLLC谐振变换器U1中的副边侧的全桥电路中的第二桥臂的中点、双向CLLC谐振变换器U2中的副边侧的全桥电路中的第一桥臂的中点相连；

所述控制驱动电路用于根据所需输出电压和所需工作方向，调整两双向CLLC谐振变换器和两双向开关中的功率开关管的驱动信号，切换系统的工作模式，使系统在所需工作方向下的电压增益至所需输出电压；其中，所述工作模式包括正向倍压模式、正向全桥模式、正向半桥模式、反向倍压模式、反向全桥模式和反向半桥模式，所述正向倍压模式和反向倍压模式使系统的单位电压增益提高至2，所述正向全桥模式、正向半桥模式、反向全桥模式和反向半桥模式使系统的单位电压增益在1和0.5间变化。

在其中一个实施例中，在双向CLLC谐振变换器U1中，原边侧的全桥电路包括功率开关管T1和T2构成的第一桥臂及功率开关管T3和T4构成的第二桥臂，副边侧的全桥电路包括功率开关管T5和T6构成的第一桥臂及功率开关管T7和T8构成的第二桥臂；在双向CLLC谐振变换器U2中，原边侧的全桥电路包括功率开关管T9和T10构成的第一桥臂及功率开关管T11和T12构成的第二桥臂，副边侧的全桥电路包括功率开关管T13和T14构成的第一桥臂及功率开关管T15和T16构成的第二桥臂；

当所需工作方向为正向方向时，输入电压源V_in的正极分别与功率开关管T1、T3、T9和T11的漏级相连，输入电压源V_in的负极分别与功率开关管T2、T4、T10和T12的源极相连，外部负载的一端接在功率开关管T5、T7、T13和T15的漏级上，外部负载的另一端接在功率开关管T6、T8、T14和T16的源极上；且当系统正向工作时，所述控制驱动电路向两双向CLLC谐振变换器中的原边侧中的全桥电路中的功率开关管提供驱动信号；