CN107681903A - 一种双向l‑llc谐振直流‑直流变换器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向L‑LLC谐振直流‑直流变换器，本发明的双向L‑LLC谐振直流‑直流变换器包括：原边变换单元、副边变换单元、谐振电感、谐振电容、辅助谐振支路和变压器；本发明的变换器正向传递能量或者反向传递能量，所有的谐振元件都位于变压器的一侧，并且只有三个谐振元件参与谐振过程，简化了谐振参数的设计；相比现有技术的L‑LLC谐振直流‑直流变换器，由于可选择在变换器反向传递能量时将辅助开关关断，从而将辅助电感从主回路中脱离，从而降低辅助电感带来的损耗，提升变换器效率；此外，也可以在轻载情况下选择开通辅助开关，利用辅助电感改善副边变换单元的开关桥臂的软开关条件，从而降低开关损耗，提升变换器效率。

Description

一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器
技术领域
本发明属于双向直流-直流变换器，具体而言，是一种高效率的L-LLC谐振直流-直流变换器，适合应用于储能以及新能源发电等应用领域。
背景技术
随着世界能源资源的紧缩以及环境污染的加重，对于新能源的开发利用已经成为人类急需解决的问题。对于可再生能源而言，如何将这些新能源并网发电，变换为用户可以直接利用的电能，是分布式发电领域主要的研究方向。由于分布式能源其自身并没有能量储存的功能，因此现今分布式发电系统大多数都是含有辅助存储系统，从而形成含有储能系统的复合式发电系统。
对于辅助储能系统，如若采用不隔离型变换器拓扑，在输出输入电压相差较大的时候，变换器的调压范围以及工作效率不是很理想且存在安全隐患。例如，运用在新能源并网发电过程中由于电路非隔离特性以及光伏板对地之间电容的存在，逆变电路工作过程中容易受到共模干扰等影响。同时，对于直流-直流变换器电路中器件的电流电压应力要求较高。
进一步，在某些应用领域，需要变换器具有能量双向流动的能力，如储能用直流-直流变换器或电动汽车里的直流-直流变换单元。
隔离型LLC谐振直流-直流变换器由于能实现原副边器件软开关从而实现高效率、高功率密度而得到广泛应用。图1为一种现有结构能实现能量双向流动的变结构LLC拓扑，即所谓的CLLC谐振直流-直流变换电路。图1所示CLLC谐振直流-直流变换电路包括：
第一直流源V1，在能量正向流动时提供正向直流电压；
原边谐振单元，包括开关管Q1～Q4，谐振电感Lr1，谐振电容Cr1；
变压器T，包括原边绕组和副边绕组，提供励磁电感Lm，并起到电压变换、隔离以及能量隔离传输作用；
副边谐振单元，包括开关管Q5～Q8，谐振电感Lr2，谐振电容Cr2；
第二直流源V2，在能量正向流动时提供反向直流电压；
所述CLLC谐振直流-直流变换电路中，所述第一直流源V1的正极和所述开关管Q1、Q3的漏极连接，所述开关管Q1的源极与所述开关管Q2的漏极以及所述谐振电感Lr1的第一端连接，所述谐振电感Lr1的第二端与谐振电容Cr1的第一端连接，所述谐振电容Cr1的第二端与所述变压器T原边绕组的同名端连接，所述开关管Q3的源极与所述开关管Q4的漏极以及变压器T原边绕组的异名端连接，所述开关管Q2、Q4的源极与所述第一直流源V1的负极连接。所述变压器T副边绕组的同名端与谐振电感Lr2的第一端连接，所述谐振电感Lr2的第二端与所述谐振电容Cr2的第一端连接，所述谐振电容Cr2的第二端与所述开关管Q7的源极以及开关管Q8的漏极连接，所述开关管Q5、Q7的漏极与所述第二直流源V2的正极连接，所述开关管Q5的源极与所述开关管Q6的漏极以及所述变压器T副边绕组的异名端的连接，所述开关管Q6、Q8的源极与所述第二直流源V2的负极连接。
然而，从图1可以看到，所述CLLC谐振直流-直流变换电路具有两个谐振腔：由谐振电感Lr1和谐振电容Cr1构成的原边谐振腔，以及由谐振电感Lr2和谐振电容Cr2构成的副边谐振腔。在电路正向传递能量和反向传递能量时，两个谐振腔都会流过功率，一方面降低了电路的效率，另一方面两个谐振腔的存在使得谐振腔的参数难以设计。
一种现有技术的L-LLC谐振直流-直流变换电路如图2所示。所述L-LLC谐振直流-直流变换电路包括：
第一直流源V1，在能量正向流动时提供正向直流电压；
第一开关桥臂，包括开关管Q1～Q4；
变压器T，包括原边绕组和副边绕组，在能量反向传递时提供励磁电感Lm，并起到电压变换、隔离以及能量隔离传输作用；
谐振腔，包括谐振电感Lr，谐振电容Cr；
辅助电感La，与谐振电感Lr、谐振电容Cr构成能量正向谐振单元；
第二开关桥臂，包括开关管Q5、Q6，电容C1和C2；
第二直流源V2，在能量反向流动时提供反向直流电压；
所述L-LLC谐振直流-直流变换电路中，所述第一直流源V1的正极和所述开关管Q1的第一端、Q3的第一端连接，所述开关管Q1的第二端与所述开关管Q2的第一端与所述变压器T原边绕组的同名端连接，所述开关管Q3的第二端与所述开关管Q4的第一端以及变压器T原边绕组的异名端连接，所述开关管Q2的第二端、Q4的第二端与所述第一直流源V1的负极连接。所述开关管Q5的第一端、电容C1的第一端与第二直流源V2的正极连接，所述变压器T副边绕组的同名端与开关管Q5的第二端、开关管Q6的第一端以及辅助电感La的第一端连接，所述变压器T副边绕组的异名端与谐振电感Lr的第一端连接，所述谐振电感Lr的第二端与所述谐振电容Cr的第一端连接，所述谐振电容Cr的第二端与所述电容C1的第二端、所述电容C2的第一端以及所述辅助电感La的第二端连接，所述开关管Q6的第二端、电容C2的第二端与所述第二直流源V2的负极连接。
由图2可知，所述L-LLC谐振直流-直流变换电路与CLLC谐振直流-直流变换电路相比而言，省去了原边的谐振电感和谐振电容，因此谐振腔参数设计更加容易，在电路正向传递能量时，谐振电感Lr、谐振电容Cr和辅助电感La构成能量正向谐振单元，变压器T仅起到电压变换和能量传递的作用，而在电路反向传递能量时，谐振电感Lr、谐振电容Cr和变压器T的励磁电感构成能量反向谐振单元。但是辅助电感La在能量反向流动时同样会有参与到电路工作，一方面辅助电感La自身会带来损耗，另一方面辅助电感La产生的电感电流会流过开关管Q5和开关管Q6，导致开关管Q5和Q6损耗增加。
发明内容
本发明针对现有技术的一些不足，提供了一种高效率的双向L-LLC谐振直流-直流变换器，所述双向L-LLC谐振直流-直流变换器不仅可以保持双向L-LLC谐振直流-直流变换器的优点，进一步可以在能量反向传递时降低电路损耗，从而提高变换器的效率。
为实现上述发明目的，本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元、副边变换单元、谐振电感、谐振电容、辅助谐振支路和变压器；
原边变换单元，用于在变换器正向传递能量时用于将输入的原边直流电压转换为原边高频交流电压信号；在变换器反向传递能量时将输入的原边高频交流电压信号转换为原边直流电压信号；
副边变换单元，用于在变换器正向传递能量时将输入的副边高频交流电压信号转换为副边直流电压，在变换器反向传递能量时用于将输入的副边直流电压转换为副边高频交流电压信号；
谐振电感，参与电路谐振；
谐振电容，参与电路谐振；
辅助谐振支路，所述辅助谐振支路包含辅助开关管、辅助电容和辅助电感，所述辅助开关管、辅助电容和辅助电感依次串联连接，所述辅助开关管在变换器正向传递能量时处于常通状态，使得辅助电感与所述谐振电感和谐振电容构成L-L-C谐振单元；
变压器，所述变压器耦接原边变换单元和包括副边变换单元、谐振电感、谐振电容和辅助谐振支路在内的副边电路，所述变压器起到电压变换、隔离以及能量传输作用，并在变换器反向传递能量时提供励磁电感与所述谐振电感、谐振电容构成L-L-C谐振单元。
优选的，所述辅助谐振支路的一端与连接所述变压器第二绕组的同名端和所述副边变换单元的电气连接线连接，其另一端接副边参考地。
优选的，所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述变压器包括第一绕组和第二绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第三开关管Q3的D极接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第四开关管Q4的S极接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的另一端接副边参考地。
优选的，所述原边变换单元包含第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器包含第一绕组和第二绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第五电容C5的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和所述第六电容C6的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
优选的，所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第三开关管Q3的D极接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第四开关管Q4的S极接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第七开关管的一端、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第七开关管Q7的另一端、第八开关管Q8的一端与变压器第三绕组的同名端连接，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第二绕组的同名端，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的另一端、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
优选的，所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第五电容C5的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第六电容C6的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的一端、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第七开关管Q7的另一端、第八开关管Q8的一端与变压器第三绕组的同名端连接，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第二绕组的同名端，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的另一端、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的第一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
优选的，所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第七开关管Q7和第八开关管Q8，所述变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极、第三开关管Q3的D极和第七开关管Q7的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器第一绕组的异名端，所述第七开关管Q7的另一端和第八开关管Q8的一端接变压器第三绕组的同名端，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第一绕组的同名端，所述第二开关管Q2的第S极、第四开关管Q4的S极和第八开关管Q8的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
优选的，所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5、第六电容C6、第七开关管Q7、第八开关管Q8，所述变压器包括第一绕组、第二绕组、第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极、第五电容C5的一端、第七开关管Q7的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组的异名端，所述第七开关管Q7的另一端和第八开关管Q8的一端接变压器第三绕组的同名端，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第一绕组的同名端，所述第二开关管Q2的S极、第六电容C6的另一端和第八开关管Q8的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
优选的，所述谐振电感用所述变压器的漏感代替；
优选的，所述谐振电容可以被第三电容和第四电容等效替代；
优选的，所述第二电容可以被第三电容和第四电容等效替代。
优选的，所述第七开关管和第八开关管是多个半导体器件构成的复合开关。
优选的，所述第七开关管和第八开关管是单个半导体器件。
本发明的工作原理在于：本发明提供的双向L-LLC谐振直流-直流变换器在传统的单向LLC谐振直流-直流变换器的谐振电感和谐振电容构成的谐振腔一侧引入了辅助谐振支路，该辅助谐振支路由辅助开关管、辅助电容和辅助电感构成，辅助开关管在变换器正向传递能量时处于导通状态，使得辅助电感与谐振电感、谐振电容构成L-L-C谐振单元；而在变换器反向传递能量时，变压器的励磁电感与谐振电感、谐振电容同样可以构成L-L-C谐振单元，而辅助开关管无论关断与否，都不会使得辅助电感对谐振过程造成影响。因此，辅助谐振支路的引入使得传统的单向LLC谐振直流-直流变换器改进为双向L-LLC谐振直流-直流变换器。
本发明的有益效果在于：本发明提供的双向L-LLC谐振直流-直流变换器相比现有技术的CLLC双向谐振直流-直流变换器，无论是变换器正向传递能量或者反向传递能量，所有的谐振元件都位于变压器的一侧，并且同时只有三个谐振元件参与谐振过程，简化了谐振参数的设计；相比现有技术的L-LLC谐振直流-直流变换器，由于可选择在变换器反向传递能量时将辅助开关关断，从而将辅助电感从主回路中脱离，从而降低辅助电感带来的损耗，提升变换器效率；此外，也可以在轻载情况下选择开通辅助开关，利用辅助电感改善副边变换单元的开关桥臂的软开关条件，从而降低开关损耗，提升变换器效率。
附图说明
图1示出一种现有技术的CLLC双向谐振直流-直流变换电路；
图2示出一种现有技术的L-LLC双向谐振直流-直流变换电路；
图3示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换变换器的第一实施例示意图；
图4示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能量正向传递时的示意图；
图5示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能量反向传递时的示意图；
图6示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例示意图；
图7示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例示意图；
图8示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例在能量正向传递时的示意图；
图9示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例在能量反向传递时的示意图；
图10示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第四实施例示意图；
图11示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例示意图；
图12示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例在第一种工作模式下能量正向传递时的示意图；
图13示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例在第一种工作模式下能量反向传递时的示意图；
图14示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例在第二种工作模式下能量正向传递时的示意图；
图15示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例在第二种工作模式下能量反向传递时的示意图
图16示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第六实施例示意图；
图17示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器中的采用的多个半导体器件构成的复合开关具体实施例；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参考图3示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元101，副边变换单元103，谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅助谐振支路102和变压器T。
进一步，所述原边变换单元101包括第一电容C1、第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述变压器T包括第一绕组W1和第二绕组W2，所述副边变换单元103包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述辅助谐振支路102包括辅助电感La，辅助电容Ca和辅助开关管Qa。
所述第一开关管Q1的D极和第三开关管Q3的D极接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器T第一绕组W1的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器T第一绕组W1的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第四开关管Q4的S极接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器第二绕组W2的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路102的第一端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路102的另一端接副边参考地。
参考图4示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能量正向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述双向L-LLC谐振直流-直流变换器的原边变换单元101的第一电容C1两端接收直流电压V1，所述原边直流电压V1经原边变换单元101转换为原边高频交流电压信号，然后经变压器T传递到变压器副边；辅助开关管Qa保持常通，使得辅助电容Ca两端电压等于副边直流电压V2的1/2，即与第三电容C3和第四电容C4的连接点电压相同，从而使得辅助电感La等效接入谐振回路与谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元；变压器T的第二绕组W2输出的副边高频交流电压信号经所述L-L-C谐振单元和副边变换单元103转换为副边直流电压V2。
参考图5示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能量反向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述双向L-LLC谐振直流-直流变换器的副边变换单元103的电容C2两端接收直流电压V2，所述直流电压V2经副边变换单元102转换为副边高频交流电压信号，辅助开关管Qa关断，从而使得辅助电感La不参与谐振单元工作，辅助电容Ca上的能量经辅助电感La放回给直流电压V2，变压器T的励磁电感、谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元；变压器T将第二绕组W2两端电压变送给第一绕组W1，然后经原边变换单元101转换为直流电压V1。优选的，在某些情况下如轻载时，辅助开关管Qa也可以高频方式工作，利用辅助电感La产生交变电流以改善副边变换单元103的开关桥臂的软开关条件，但这种情况下，辅助电感La不参与谐振从而对谐振单元参数设计不产生影响。
参考图6示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元101，副边变换单元103，谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅助谐振支路102和变压器T。
进一步，所述原边变换单元101包含第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器T包含第一绕组W1和第二绕组W2，所述副边变换单元103包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述辅助谐振支路102包括辅助电感La，辅助电容Ca和辅助开关管Qa。
所述第一开关管Q1的D极和第五电容C5的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器T第一绕组W1的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器T第一绕组W1的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第六电容C6的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管C6的D极接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第二绕组W2的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路102的第一端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路102的第二端接副边参考地。
图6示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例的工作模式与图3示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例类似，其工作过程也可参照图4和图5示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例的工作过程，这里不再详述。
图7示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元101，副边变换单元103，谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅助谐振支路102和变压器T。
进一步，所述原边变换单元101包括第一电容C1、第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述变压器T包括第一绕组W1、第二绕组W2和第三绕组W3，所述副边变换单元103包括第五开关管Q5～第八开关管Q8、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述辅助谐振支路102包括辅助电感La，辅助电容Ca和辅助开关管Qa。
所述第一开关管Q1的D极和第三开关管Q3的D极接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器T第一绕组W1的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器T第一绕组W1的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第四开关管Q4的S极接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的一端、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第二绕组W2的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第八开关管Q8的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；所述变压器T第三绕组W3的异名端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第三绕组W3的同名端接所述第七开关管Q7的另一端和所述第八开关管Q8的一端；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路102的第一端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述辅助电感La的第二端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路102的第二端接副边参考地。
参考图8示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例在能量正向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述双向L-LLC谐振直流-直流变换器的原边变换单元101的第一电容C1两端接收原边直流电压V1，所述原边直流电压V1经原边变换单元101转换为原边高频交流电压信号，然后经变压器T变送到变压器副边；辅助开关管Qa保持常通，使得辅助电容Ca两端电压等于副边直流电压V2的1/2，即与第三电容C3和第四电容C4的连接点电压相同，从而使得辅助电感La等效接入谐振回路与谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元；第八开关管Q7和第八开关管Q8不工作，因此变压器T的第三绕组W3不参与工作，变压器T的第二绕组W2输出的副边高频交流电压信号经所述L-L-C谐振单元和副边变换单元103转换为副边直流电压V2。
参考图9示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例在能量反向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。在所述副边变换单元103中，所述第五开关管Q5和第六开关管Q6不工作，所述第七开关管Q7和第八开关管Q8以高频方式工作，所述副边变换单元103的第二电容C2两端接收副边直流电压V2，所述副边直流电压V2经副边变换单元103转换为副边高频交流电压信号；所述辅助开关管Qa关断，从而使得辅助电感La不参与谐振单元工作，辅助电容Ca上的能量经辅助电感La放回给直流电压V2，变压器T的励磁电感、谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元；变压器T第一绕组W1、第二绕组W2、第三绕组W3共同参与能量传递，变压器第二绕组W2和第三绕组W3的串联电压经变压器T变送给变压器第一绕组W1，然后经原边变换单元101转换为直流电压V1。优选的，在某些情况下如轻载时，辅助开关管Qa也可以高频方式工作，利用辅助电感La产生交变电流以改善副边变换单元103的开关桥臂的软开关条件，但这种情况下，辅助电感La不参与谐振从而对谐振单元参数设计不产生影响。
图10示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第四实施例，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元101，副边变换单元103，谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅助谐振支路102和变压器T。
进一步，所述原边变换单元101包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器T包括第一绕组W1、第二绕组W2和第三绕组W3，所述副边变换单元103包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述辅助谐振支路102包括辅助电感La，辅助电容Ca和辅助开关管Qa。
所述第一开关管Q1的D极和第五电容C5的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器T第一绕组W1的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器T第一绕组W1的异名端，所述第二开关管Q2的另一端和第六电容C6的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的一端、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第二绕组W2的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第八开关管Q8的另一端、第二电容C2的另一端接副边参考地；所述变压器T第三绕组W3的异名端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第三绕组W3的同名端接所述第七开关管Q7的另一端和所述第八开关管Q8的一端；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路102的第一端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路102的第二端接副边参考地。
图10示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第四实施例的工作模式与图7示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例类似，其工作过程也可参照图8和图9示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例的工作过程，这里不再详述。
图11示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元101，副边变换单元103，谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅助谐振支路102和变压器T。
进一步，所述原边变换单元101包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第七开关管Q7和第八开关管Q8，所述变压器T包括第一绕组W1、第二绕组W2和第三绕组W3，所述副边变换单元103包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；所述辅助谐振支路102包括辅助电感La，辅助电容Ca和辅助开关管Qa。
所述第一开关管Q1的D极、第三开关管Q3的D极和第七开关管Q7的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器T第一绕组W1的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器T第一绕组W1的异名端，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极和第八开关管Q8的另一端接所述第一电容C1的负极，所述变压器T第三绕组W3的同名端接所述第七开关管Q7的另一端和第八开关管Q8的一端，所述变压器T第三绕组W3的异名端接所述变压器T第一绕组W1的同名端；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第二绕组W2的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路102的第一端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路102的第二端接副边参考地。
参考图12示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例工作在第一种模式下能量正向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述原边变换单元101的第七开关管Q7和第八开关管Q8不工作，所述变压器T的第三绕组W3不参与工作；所述原边变换单元101的第一电容C1两端接收原边直流电压V1，所述原边直流电压V1经原边变换单元101转换为原边高频交流电压信号，然后经变压器T的第一绕组W1变送到变压器副边；辅助开关管Qa保持常通，使得辅助电容Ca两端电压等于副边直流电压V2的1/2，即与第三电容C3和第四电容C4的连接点电压相同，从而使得辅助电感La等效接入谐振回路与谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元，变压器T的第二绕组W2输出的副边高频交流电压信号经所述L-L-C谐振单元和副边变换单元103转换为副边直流电压V2。
参考图13示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例在第一种工作模式下能量反向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述副边变换单元103的第二电容C2两端接收副边直流电压V2，所述副边直流电压V2经副边变换单元103转换为副边高频交流电压信号；所述辅助开关管Qa关断，从而使得辅助电感La不参与谐振单元工作，辅助电容Ca上的能量经辅助电感La放回给直流电压V2，变压器T的励磁电感、谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元；变压器T第二绕组W2两端电压等于励磁电感感应电压，经变压器T变送给第一绕组W1和第三绕组W3，在所述原边变换单元101中，所述第一开关管Q1和第二开关管Q2不工作，所述第七开关管Q7和第八开关管Q8以高频方式工作，将变压器T的第三绕组W3接入变换器工作回路，变压器T的第一绕组W1和第三绕组W3的串联电压经原边变换单元101转换为直流电压V1。优选的，在某些情况下如轻载时，辅助开关管Qa也可以高频方式工作，利用辅助电感La产生交变电流以改善副边变换单元103的开关桥臂的软开关条件，但这种情况下，辅助电感La不参与谐振从而对谐振单元参数设计不产生影响。
参考图14示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例工作在第二种模式下能量正向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述原边变换单元101的第一开关管Q1和第二开关管Q2不工作，所述第七开关管Q7和第八开关管Q8以高频工作方式，所述变压器T的第三绕组W3参与变换器能量传递；所述原边变换单元101的第一电容C1两端接收原边直流电压V1，所述原边直流电压V1经原边变换单元101转换为原边高频交流电压信号，所述原边高频交流电压信号加在变压器T的第一绕组W1和第三绕组W3两端，经变送到变压器副边；辅助开关管Qa保持常通，使得辅助电容Ca两端电压等于副边直流电压V2的1/2，即与第三电容C3和第四电容C4的连接点电压相同，从而使得辅助电感La等效接入谐振回路与谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元，变压器T的第二绕组W2输出的副边高频交流电压信号经所述L-L-C谐振单元和副边变换单元103转换为副边直流电压V2。
参考图15示出根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例在第二种工作模式下能量反向传递时的示意图，图中箭头方向表示能量流动方向。所述副边变换单元103的第二电容C2两端接收副边直流电压V2，所述副边直流电压V2经副边变换单元103转换为副边高频交流电压信号；所述辅助开关管Qa关断，从而使得辅助电感La不参与谐振单元工作，辅助电容Ca上的能量经辅助电感La放回给直流电压V2，变压器T的励磁电感、谐振电感Lr、谐振电容Cr构成L-L-C谐振单元；变压器T第二绕组W2两端电压等于励磁电感感应电压，经变压器T变送给第一绕组W1，在所述原边变换单元101中，所述第七开关管Q7和第八开关管Q8不工作，使得变压器T的第三绕组W3不接入变换器工作回路，第一开关管Q1和第二开关管Q2，变压器T的第一绕组W1电压经原边变换单元101转换为直流电压V1。优选的，在某些情况下如轻载时，辅助开关管Qa也可以高频方式工作，利用辅助电感La产生交变电流以改善副边变换单元103的开关桥臂的软开关条件，但这种情况下，辅助电感La不参与谐振从而对谐振单元参数设计不产生影响。
图16示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第六实施例，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元101，副边变换单元103，谐振电感Lr，谐振电容Cr，辅助谐振支路102和变压器T。
进一步，所述原边变换单元101包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器T包括第一绕组W1、第二绕组W2和第三绕组W3，所述副边变换单元103包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，所述辅助谐振支路102包括辅助电感La，辅助电容Ca和辅助开关管Qa。
所述第一开关管Q1的D极、第五电容C5的一端和第七开关管Q7的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器T第一绕组W1的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组W1的异名端，所述第二开关管Q2的S极、第六电容C6的另一端和第八开关管Q8的另一端接所述第一电容C1的负极，所述变压器T第三绕组W3的同名端接所述第七开关管Q7的另一端W2和第八开关管Q8的一端，所述变压器T第三绕组W3的异名端接所述变压器T第一绕组W1的同名端；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端接第二电容C2的正极，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述变压器T第二绕组W2的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路102的第一端接所述变压器T第二绕组W2的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路102的第二端接副边参考地。
图16示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第六实施例的工作模式与图11示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例类似，其工作过程也可参照图12和图13示出的根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例的第一种工作模式以及图14和图15示出的第二种工作模式工作过程，这里不再详述。
优选的，发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的实施例中，所述谐振电容Cr可以被第三电容C3和第四电容C4等效替代，这是一种本领域的技术人员普遍了解的公知技术，因此不再用具体进行描述。
优选的，本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的实施例中，谐振电感Lr可以用变压器T的漏感替代，这是一种本领域的技术人员普遍了解的公知技术，因此不再用具体进行描述。
优选的，本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器的实施例中，第七开关管Q7和第八开关管Q8是单个半导体器件或者是多个半导体器件构成的复合开关。
根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的实施例以及本发明的权利要求的表述中，对第一开关管Q1～第八开关管Q8的描述都是以功率MOSFET为例，但其并不是用来限定本发明，本专业领域的技术人员应当知道，所述开关管并不限定为功率MOSFET，也可以用其它类型开关功率器件替代。
图17(a)为第七开关管Q7和第八开关管Q8所用多个半导体器件构成的复合开关的第一实施例，所述复合开关由两个体二极管互顶的功率MOS管串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的第一端，K端为所述功率单向流动的开关管的第二端；
图17(b)为第七开关管Q7和第八开关管Q8所用多个半导体器件构成的复合开关的第二实施例，所述复合开关由一个功率MOS管和一个与其体二极管阴极互顶的二极管串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的第一端，K端为所述功率单向流动的开关管的第二端；
图17(c)为第七开关管Q7和第八开关管Q8所用多个半导体器件构成的复合开关的第三实施例，所述复合开关由两个体二极管互顶的功率IGBT串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的第一端，K端为所述功率单向流动的开关管的第二端；
图17(d)为第七开关管Q7和第八开关管Q8所用多个半导体器件构成的复合开关的第四实施例，所述由一个功率IGBT管和一个与其体二极管阴极互顶的二极管串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的第一端，K端为所述功率单向流动的开关管的第二端；
图17仅示出了多种半导体器件构成复合开关的四种实施例，并未穷尽所有可能的实现方案，本专业领域的技术人员不难构造出其它类型半导体器件或其它实施方式构成实现该功能的其它方案。
根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器实施例，为了描述方便而定义了原边、副边和能量正向、反向传递等概念，本专业领域的技术人员应当知道，对于双向直流-直流变换器而言，所谓原边和副边只是一种相对概念，能量的正向传递和反向传递也是一种相对概念，所以本专业领域的技术人员也可以将根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流反过来进行描述，本质上完全等效。
以上根据本发明的双向L-LLC谐振直流-直流变换器实施例在具体应用时还需要根据其工作模式配置具体的控制电路，由于所述控制电路并非本发明的核心所在，因此在说明书中没有加以详述，但其并不是用来限定本发明。。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，并未穷尽本发明所有可能的实现方案，因此其并不是用来限定本发明，例如，本发明也可以基于三电平的LLC拓扑结构实现，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边变换单元、副边变换单元、谐振电感、谐振电容、辅助谐振支路和变压器；
原边变换单元，用于在变换器正向传递能量时用于将输入的原边直流电压转换为原边高频交流电压信号；在变换器反向传递能量时将输入的原边高频交流电压信号转换为原边直流电压信号；
副边变换单元，用于在变换器正向传递能量时将输入的副边高频交流电压信号转换为副边直流电压，在变换器反向传递能量时用于将输入的副边直流电压转换为副边高频交流电压信号；
谐振电感，参与电路谐振；
谐振电容，参与电路谐振；
辅助谐振支路，所述辅助谐振支路包含辅助开关管、辅助电容和辅助电感，所述辅助开关管、辅助电容和辅助电感依次串联连接，所述辅助开关管在变换器正向传递能量时处于常通状态，使得辅助电感与所述谐振电感和谐振电容构成L-L-C谐振单元；
变压器，所述变压器耦接原边变换单元和包括副边变换单元、谐振电感、谐振电容和辅助谐振支路在内的副边电路，所述变压器起到电压变换、隔离以及能量传输作用，并在变换器反向传递能量时提供励磁电感与所述谐振电感、谐振电容构成L-L-C谐振单元。
2.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述辅助谐振支路的一端与连接所述变压器第二绕组的同名端和所述副边变换单元的电气连接线连接，其另一端接副边参考地。
3.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述变压器包括第一绕组和第二绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第三开关管Q3的D极接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第四开关管Q4的S极接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的另一端接副边参考地。
4.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器包括第一绕组和第二绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第五电容C5的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第六电容C6的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
5.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第三开关管Q3的D极接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第四开关管Q4的S极接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的一端、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第七开关管Q7的另一端、第八开关管Q8的一端与变压器第三绕组的同名端连接，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第二绕组的同名端，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的另一端、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
6.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5和第六电容C6，所述变压器包括第一绕组、第二绕组和第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极和第五电容C5的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组的异名端，所述第二开关管Q2的S极和第六电容C6的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的一端、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第七开关管Q7的另一端、第八开关管Q8的一端与变压器第三绕组的同名端连接，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第二绕组的同名端，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的另一端、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
7.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第七开关管Q7、第八开关管Q8，所述变压器包括第一绕组、第二绕组、第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极、第三开关管Q3的D极、第七开关管Q7的一端接所述第一电容C1的的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第三开关管Q3的S极和第四开关管Q4的D极接所述变压器第一绕组的异名端，所述第七开关管Q7的另一端和第八开关管Q8的一端接变压器第三绕组的同名端，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第一绕组的同名端，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极和第八开关管Q8的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
8.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边变换单元包括第一电容C1、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第五电容C5、第六电容C6、第七开关管Q7、第八开关管Q8，所述变压器包括第一绕组、第二绕组、第三绕组，所述副边变换单元包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述第一开关管Q1的D极、第五电容C5的一端、第七开关管Q7的一端接所述第一电容C1的正极，所述第一开关管Q1的S极和第二开关管Q2的D极接所述变压器第一绕组的同名端，所述第五电容C5的另一端和第六电容C6的一端接所述变压器第一绕组的异名端，所述第七开关管Q7的另一端和第八开关管Q8的一端接变压器第三绕组的同名端，所述变压器第三绕组的异名端接所述变压器第一绕组的同名端，所述第二开关管Q2的S极、第六电容C6的另一端和第八开关管Q8的另一端接所述第一电容C1的负极；
所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端与第二电容C2的正极连接，所述第五开关管Q5的S极、第六开关管Q6的D极接所述变压器第二绕组的同名端，所述变压器第二绕组的异名端接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端接所述谐振电容Cr的一端，所述谐振电容Cr的另一端接所述第三电容C3的另一端和第四电容C4的一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第二电容C2的负极接副边参考地；
所述辅助电感La的一端作为所述辅助谐振支路的第一端接所述变压器第二绕组的同名端，所述辅助电感La的另一端接所述辅助电容Ca的一端，所述辅助电容Ca的另一端接所述辅助开关管Qa的D极，所述辅助开关管Qa的S极作为所述辅助谐振支路的第二端接副边参考地。
9.如权利要求1所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述谐振电感用所述变压器的漏感代替。
10.如权利要求3-8中任意一个所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述谐振电容用第三电容和第四电容等效替代。
11.如权利要求3-8中任意一个所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第二电容用第三电容和第四电容等效替代。
12.如权利要求5-8中任意一个所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第七开关管和第八开关管是多个半导体器件构成的复合开关。
13.如权利要求5-8中任意一个所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第七开关管和第八开关管是单个半导体器件。
14.如权利要求1-13中任意一个所述的一种双向L-LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边和副边是一种相对概念，所述能量的正向传递和反向传递也是一种相对概念，将其进行交换，本质上完全等效。
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