[发明专利]一种交错并联谐振变换器和控制方法

摘要

本发明公开了一种交错并联谐振变换器，包括：第一变换电路，其包括第一直流母线和并联设置在第一直流母线之间的三对第一开关组；第二变换电路，其包括第二直流母线和并联设置在第二直流母线之间的三对第二开关组；三个变压器，其连接第一变换电路和第二变换电路；谐振电路对应连接一个变压器和一个第一开关组；其中，谐振电路包括一个电感和一对串联电容，一对串联电容连接在第一直流母线之间，电感第一端连接在一个第一开关组的两个串联的可控开关管之间，电感第二端连接一个变压器原边绕组第一端。本发明采用三相交错对称LLC，可以自主的完成均流；结合磁集成，可以提升效率，进一步降低磁性元件的总体积。 1

主权项

1.一种交错并联谐振变换器，其特征在于，包括：

第一变换电路，其包括第一直流母线和并联设置在所述第一直流母线之间的三对第一开关组，所述第一开关组由两个串联的可控开关管组成，所述第一直流母线之间连接有一第一母线电容；

第二变换电路，其包括第二直流母线和并联设置在所述第二直流母线之间的三对第二开关组，所述第二开关组由两个串联的可控开关管组成，所述第二直流母线之间连接有一第二母线电容；

三个变压器，其连接所述第一变换电路和第二变换电路；以及

三个谐振电路，其设置在所述第一变换电路上，一个谐振电路对应连接一个所述变压器和一个所述第一开关组；

其中，所述谐振电路包括一个电感和一对串联电容，一对串联电容连接在所述第一直流母线之间，所述电感第一端连接在一个第一开关组的两个串联的可控开关管之间，所述电感第二端连接一个所述变压器原边绕组第一端，该变压器原边绕组第二端连接在一对串联电容之间，该变压器副边绕组第一端连接在一个第二开关组的两个串联的可控开关管之间，各个所述变压器的副边绕组第二端共接。

2.如权利要求1所述的交错并联谐振变换器，其特征在于，所述可控开关管为半导体开关。

3.如权利要求2所述的交错并联谐振变换器，其特征在于，所述可控开关管两端并联一反向二极管。

4.如权利要求1所述的交错并联谐振变换器，其特征在于，第一对第一开关组由串联的第一可控开关Q1和第二可控开关Q2组成，第二对第一开关组由串联的第三可控开关Q3和第四可控开关Q4组成，第三对第一开关组由第五可控开关Q5和第六可控开关Q6组成；

第一对串联电容由串联的第一电容Cr11和第二电容Cr12组成；第二对串联电容由串联的第三电容Cr21和第四电容Cr22组成；第三对串联电容由串联的第五电容Cr31和第六电容Cr32组成；

其中，第一个电感Lr1第一端连接在第一可控开关Q1和第二可控开关Q2之间，第一个电感Lr1第二端连接在第一个变压器Tr1原边绕组第一端，第一个变压器Tr1原边绕组第二端连接在第一电容Cr11和第二电容Cr12之间；

第二个电感Lr2第一端连接在第三可控开关Q3和第四可控开关Q4之间，第二个电感Lr2第二端连接在第二个变压器Tr2原边绕组第一端，第二个变压器Tr2原边绕组第二端连接在第三电容Cr21和第四电容Cr22之间；

第三个电感Lr3第一端连接在第五可控开关Q5和第六可控开关Q6之间，第三个电感Lr3第二端连接在第三个变压器Tr3原边绕组第一端，第三个变压器Tr3原边绕组第二端连接在第五电容Cr31和第六电容Cr32之间。

5.如权利要求4所述的交错并联谐振变换器，其特征在于，第一对第二开关组由串联的第七可控开关Q7和第八可控开关Q8组成，第二对第二开关组由串联的第九可控开关Q9和第十可控开关Q10组成，第三对第二开关组由第十一可控开关Q11和第十二可控开关Q12组成；

其中，第一个变压器Tr1副边绕组第一端连接在第七可控开关Q7和第八可控开关Q8之间，第二个变压器Tr2副边绕组第一端连接在第九可控开关Q9和第十可控开关Q10之间，第三个变压器Tr3副边绕组第一端连接在第十一可控开关Q11和第十二可控开关Q12之间，第一个变压器Tr1、第二个变压器Tr2和第三个变压器Tr3副边绕组第二端共接。

6.如权利要求5所述的交错并联谐振变换器，其特征在于，还包括一控制器，所述控制器用于控制各个可控开关管的导通和关断，同一对第一开关组中的两个可控开关管开关时序相差180°，第一可控开关Q1、第三可控开关Q3和第五可控开关Q5的开关时序相差120°。

7.如权利要求6所述的交错并联谐振变换器，其特征在于，三个所述第一开关组中连接所述第一母线电容正极的可控开关管分别与三个所述第二开关组中连接所述第二母线电容正极的可控开关管一一对应，三个所述第一开关组中连接所述第一母线电容负极的可控开关管分别与三个所述第二开关组中连接所述第二母线电容负极的可控开关管一一对应；

所述控制器还用于控制每个所述第二开关组中连接所述第二母线电容正极的所述可控开关管与对应的所述第一开关组中连接所述第一母线电容正极的可控开关管成同步整流状态；以及控制每个所述第二开关组中连接所述第二母线电容负极的可控开关管与对应的所述第一开关组中连接所述第一母线电容负极的可控开关管成同步整流状态。

8.如权利要求5所述的交错并联谐振变换器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

控制各个可控开关管的导通和关断，同一对第一开关组中的两个可控开关管开关时序相差180°，第一可控开关Q1、第三可控开关Q3和第五可控开关Q5的开关时序相差120°；

三个所述第一开关组中连接所述第一母线电容正极的可控开关管分别与三个所述第二开关组中连接所述第二母线电容正极的可控开关管一一对应，三个所述第一开关组中连接所述第一母线电容负极的可控开关管分别与三个所述第二开关组中连接所述第二母线电容负极的可控开关管一一对应；

控制每个所述第二开关组中连接所述第二母线电容正极的所述可控开关管与对应的所述第一开关组中连接所述第一母线电容正极的可控开关管成同步整流状态；以及控制每个所述第二开关组中连接所述第二母线电容负极的可控开关管与对应的所述第一开关组中连接所述第一母线电容负极的可控开关管成同步整流状态。