[发明专利]一种具有双容错能力的全桥式LLC谐振变换器

摘要

本发明公开了一种具有双容错能力的全桥式LLC谐振变换器，包括两个全桥LLC谐振电路和两个辅助二极管；全桥LLC谐振电路的原边为全桥电路结构，副边为全波整流电路结构；两个辅助二极管为功率二极管，用于第二次故障时实现副边拓扑重构，保证变换器正常工作。本发明变换器通过冗余电路拓扑实现第一次容错，利用拓扑重构实现第二次容错，具备在承受两次故障后保持正常工作的能力。本发明变换器控制策略简单，且原边开关管电压电流应力在故障前后不增加，简化了系统控制与电路参数的设计，缩减了器件成本。此外，本发明变换器原边开关管在工作时均能实现零电压开通，提升了变换器效率，避免了硬开关导致的电磁干扰。

主权项

1.一种具有双容错能力的全桥式LLC谐振变换器，其特征在于：由两个子电路及两个辅助二极管构成，所述的子电路为全桥LLC谐振电路；所述的全桥LLC谐振电路的原边为全桥电路结构，用于将直流输入电压逆变为交流电压，副边为全波整流结构，用于将原边得到的交流电压整流为直流输出电压，两个子电路的原边共用一个输入；两个子电路的副边共用一个输出；所述的辅助二极管为功率二极管，设置于两子电路的副边之间，用于在二次故障模式时重构变换器实现容错功能；所述的子电路原边包括一个原边绕组，一个谐振电容,一个谐振电感，一个励磁电感和两个并联的桥臂，每个桥臂由两个带反并二极管的开关管经由一个保险丝串联组成；原边绕组的异名端通过谐振电容与其中一桥臂的下管的漏极以及该桥臂中保险丝的下端共连，原边绕组的同名端与谐振电感的一端相连，谐振电感的另一端与另一桥臂的下管的漏极以及相应保险丝的下端共连；励磁电感的两端与原边绕组的两端相连；组成桥臂的开关管的源极与漏极两端并有缓冲电容，所述的缓冲电容为开关管内部的寄生电容或外置电容；所述的两个子电路中，子电路之一的副边包括第一隔离变压器的第一、第二副边绕组，第一功率二极管和第二功率二极管；第一隔离变压器的第一副边绕组的异名端与第一功率二极管的阴极相连，第一隔离变压器的第一副边绕组的同名端与第一隔离变压器的第二副边绕组的异名端相连，并与输出负载正端相连，第一功率二极管的阳极与第二功率二极管的阳极相连，并与输出负载负端相连，第二功率二极管的阴极与第一隔离变压器的第二副边绕组的同名端相连；子电路之二的副边包括第二隔离变压器的第一、第二副边绕组，第三功率二极管和第四功率二极管；第二隔离变压器的第一副边绕组的异名端与第三功率二极管的阳极相连，第二隔离变压器的第一副边绕组的同名端与副第二隔离变压器的第二副边绕组的异名端相连，并与输出负载负端相连，第三功率二极管的阴极与第四功率二极管的阴极相连，并与输出负载正端相连，第四功率二极管的阳极与第二隔离变压器的第二副边绕组的同名端相连；两个辅助二极管中，第一辅助二极管的阳极与子电路之二的第一副边绕组的异名端以及第三功率二极管的阳极共连；第一辅助二极管的阴极与子电路之一的第一副边绕组的异名端以及第一功率二极管的阴极共连；第二辅助二极管的阳极与子电路之二的第二副边绕组的同名端以及第四功率二极管的阳极共连；第二辅助二极管的阴极与子电路之一的第二副边绕组的同名端和第二功率二极管的阴极共连。