CN108233720A - 基于半桥冗余的可容错运行全桥llc谐振变换器 - Google Patents

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Abstract

基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，涉及谐振变换器。设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；当正常工作时，全桥LLC谐振主电路单独向负载提供能量；当主电路某一功率开关管发生短路故障后，通过关断该故障功率开关管所在桥臂中另一功率开关管，全桥LLC谐振主电路转变为半桥LLC谐振电路。同时，半桥LLC谐振冗余电路开始工作，与主电路重构组成输入并联输出串联的新型谐振电路。因为两个半桥LLC谐振电路各自从输入向输出提供一半能量，在功率开关管电流应力不变的情况下，系统可正常向负载提供额定电压及功率。

Description

基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器
技术领域
本发明涉及谐振变换器，尤其是涉及一类高功率密度、低系统成本的基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器。
背景技术
全桥LLC谐振变换器因其原边功率开关管可实现零电压软开关、副边二极管可实现零电流软关断，变换器的开关损耗低、效率高，近年来已被广泛应用于诸多不同工业应用中。在全桥LLC谐振变换器中，功率开关管一般选用金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，以尽量提高开关频率，减小系统体积。在恶劣的电磁工作环境下，MOSFET可能会发生意外的短路故障，导致变换器停机。然而，在一些重要应用场合中，如服务器电源、多电飞机等，意外停机将造成巨大损害。因此，如何在功率开关管发生短路故障后仍能保证变换器系统继续正常运行，成为了非常重要的设计考虑。
通过对电力电子变换器进行冗余备份，在功率开关管发生短路故障后关闭主电路、启动冗余电路，可实现系统的容错运行。然而，冗余备份方案需要一个与主电路完全相同的冗余电路，比如传统的全桥LLC谐振主电路需要一个相同的全桥LLC谐振冗余电路进行备份。因此，冗余备份方案所需元件多，将导致系统功率密度低、成本高。
为了提高功率密度，有研究提出了一种拓扑重构技术以获取变换器的容错运行能力。在移相全桥变换器([1]X.Pei,S.Nie and Y.Kang,"Switch Short-Circuit FaultDiagnosis and Remedial Strategy for Full-BridgeDC-DC Converters,"IEEETrans.Power Electron.,vol.30,no.2,pp.996-1004,Feb.2015)和全桥串联谐振变换器([2]L.Costa,G.Buticchi and M.Liserre,"A Fault-Tolerant Series-Resonant DC-DCConverter,"IEEE Trans.Power Electron.,vol.32,no.2,pp.900-905,Feb.2017)中，当某一个功率开关管发生短路故障后，将同一桥臂中另一个开关管关断，可实现全桥拓扑到半桥拓扑的转变，使得变换器能够继续工作。但是，由于半桥拓扑的输出电压为全桥拓扑的一半，需在副边电路增加倍压单元以保持输出电压不变。此外，重构后的半桥拓扑在相同电流应力的元件下最多只能向负载提供一半的额定功率，因此系统需降额运行。
发明内容
针对现有的冗余备份和拓扑重构技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一类高功率密度、低系统成本的基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器。
本发明设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；当正常工作时，全桥LLC谐振主电路单独向负载提供能量；当主电路某一功率开关管发生短路故障后，通过关断该故障功率开关管所在桥臂中另一功率开关管，全桥LLC谐振主电路转变为半桥LLC谐振电路。同时，半桥LLC谐振冗余电路开始工作，与主电路重构组成输入并联输出串联的新型谐振电路。因为两个半桥LLC谐振电路各自从输入向输出提供一半能量，在功率开关管电流应力不变的情况下，系统可正常向负载提供额定电压及功率。
所述全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路的原边共用一个输入，副边共用一个输出；所述全桥LLC谐振主电路用于正常工作时向负载提供能量，所述半桥LLC谐振冗余电路用于在全桥LLC谐振主电路功率开关管发生短路故障后与全桥LLC谐振主电路重构生成谐振电路，实现变换器的容错运行。
所述全桥LLC谐振主电路的原边包括第一谐振电感、第一隔离变压器的原边绕组、第一谐振电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；所述第一谐振电感为第一隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第一功率开关管和第四功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第二功率开关管和第三功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第一隔离变压器原边绕组的同名端通过第一谐振电感与第一功率开关管的源极、第二功率开关管的漏极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端通过第一谐振电容与第三功率开关管的漏极、第四功率开关管的源极相连。
所述半桥LLC谐振冗余电路的原边包括第二谐振电感、第二隔离变压器的原边绕组、第二谐振电容、第五功率开关管和第六功率开关管；所述第二谐振电感为第二隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第五功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第六功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第二隔离变压器原边绕组的同名端通过第二谐振电感与第五功率开关管的漏极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端通过第二谐振电容与第五功率开关管的源极、第六功率开关管的漏极相连。
根据副边结构的不同实施方式，本发明提出了全波整流、全桥整流及倍压整流三种不同的可容错运行变换器。当系统正常运行时，上述三种变换器的全桥LLC谐振主电路副边参与工作，半桥LLC谐振冗余电路的副边不参与工作；当主电路中某一功率开关管发生短路故障后，通过控制剩余功率开关管的驱动信号，上述三种变换器的全桥LLC谐振主电路副边中有两个功率二极管将退出工作，而半桥LLC谐振冗余电路副边中的两个功率二极管和副边绕组将加入工作。因此，本发明提出的三种变换器副边结构可自动完成重构，无需额外的开关管及对应的控制。
(1)在所述全波整流结构中，全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的第一副边绕组、第二副边绕组和第一功率二极管、第二功率二极管；第一隔离变压器第一副边绕组的同名端与第一隔离变压器第二副边绕组的异名端相连于输出负载正端，第一隔离变压器第一副边绕组的异名端、第一隔离变压器第二副边绕组的同名端分别与第一功率二极管的阴极、第二功率二极管的阴极相连，第一功率二极管、第二功率二极管的阳极均与输出负载的负端相连。半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的第一副边绕组、第二副边绕组、第三功率二极管和第四功率二极管；第二隔离变压器第一副边绕组的异名端与第二隔离变压器第二副边绕组的同名端相连于输出负载负端，第一隔离变压器第一副边绕组的同名端、第一隔离变压器第二副边绕组的异名端分别与第三功率二极管的阳极、第四功率二极管的阳极相连，第三功率二极管、第四功率二极管的阴极分别与第一功率二极管、第二功率二极管的阴极相连。
(2)在所述全桥整流结构中，全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的副边绕组、第一功率二极管、第二功率二极管、第三功率二极管和第四功率二极管；第一功率二极管和第四功率二极管的阴极与输出负载的正端相连，第二功率二极管和第三功率二极管的阳极与输出负载的负端相连；第一功率二极管的阳极、第二功率二极管的阴极相连于第一隔离变压器副边绕组的异名端，第四功率二极管的阳极、第三功率二极管的阴极相连于第一隔离变压器副边绕组的同名端。半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的副边绕组、第五功率二极管、第六功率二极管；第五功率二极管的阴极与输出负载的正端相连，第六功率二极管的阳极与输出负载的负端相连；第五功率二极管的阳极和第六功率二极管的阴极相连于第二隔离变压器副边绕组的异名端，第二隔离变压器副边绕组的同名端与第一隔离变压器副边绕组的异名端相连。
(3)在所述倍压整流结构中，全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的副边绕组、第一功率二极管、第二功率二极管、第一倍压电容和第二倍压电容；第一功率二极管的阴极与第一倍压电容的正端相连于输出负载的正端，第二功率二极管的阳极与第二倍压电容的负端相连于输出负载的负端；第一功率二极管的阳极和第二功率二极管的阴极相连于第一隔离变压器副边绕组的异名端，第一倍压电容的负端和第二倍压电容的正端相连于第一隔离变压器副边绕组的同名端。半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的副边绕组、第三功率二极管和第四功率二极管；第三功率二极管的阴极与输出负载的正端相连，第四功率二极管的阳极与输出负载的负端相连；第三功率二极管的阳极和第四功率二极管的阴极相连于第二隔离变压器副边绕组的异名端，第二隔离变压器副边绕组的同名端与第一隔离变压器副边绕组的异名端相连。
本发明所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器的负载两端可并联有滤波电容。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明仅需一个半桥LLC谐振冗余电路即可实现容错运行，相比传统需要一个全桥LLC谐振冗余电路的容错方案，系统所需元件数量有效减少、功率密度明显提高。
(2)本发明在开关器件短路故障发生前后，功率开关管电压电流应力基本不变，系统可保持额定功率运行。
(3)本发明在开关器件短路故障发生后，电路结构自动切换，无需额外辅助功率开关管，简化了系统的控制策略。
(4)本发明可用于服务器电源、多电飞机等具有高可靠性要求的应用场合，以较高功率密度、较低系统成本实现电压变换与电能控制。
附图说明
图1为本发明所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器+全波整流副边；
图2为本发明所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器+全桥整流副边；
图3为本发明所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器+倍压整流副边；
图4为图1中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在正常工作时的主要波形；
图5为图1中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在正常工作时的等效电路；
图6为图1中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在功率开关管S3短路故障后的主要波形；
图7为图1中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在功率开关管S3短路故障后的等效电路；
图8为图2中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在正常工作时的等效电路；
图9为图2中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在功率开关管S3短路故障后的等效电路；
图10为图3中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在正常工作时的等效电路；
图11为图3中所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器在功率开关管S3短路故障后的等效电路。
具体实施方式
为了更具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施例对本发明的三种基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器及其相关工作原理进行详细说明。
三种基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器的原边结构相同，包括第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5、第六功率开关管S6，第一谐振电感Lr1、第二谐振电感Lr2，第一隔离变压器T1的原边绕组N11、第二隔离变压器T2的原边绕组N21，第一谐振电容Cr1、第二谐振电容Cr2，如图1～3所示。第一功率开关管S1、第四功率开关管S4、第五功率开关管S5的漏极与输入Vin的正端相连，第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第六功率开关管S6的源极与输入Vin的负端相连；第一隔离变压器T1原边绕组N11的同名端通过第一谐振电感Lr1与第一功率开关管S1的源极、第二功率开关管S2的漏极相连，第一隔离变压器T1原边绕组N11的异名端通过第一谐振电容Cr1与第三功率开关管S3的漏极、第四功率开关管S4的源极相连；第二隔离变压器T2原边绕组N21的同名端通过第二谐振电感Lr2与第五功率开关管S5的漏极相连，第二隔离变压器T2原边绕组N21的异名端通过第二谐振电容Cr2与第五功率开关管S5的源极、第六功率开关管S6的漏极相连。所述变换器原边结构中，开关管S1～S6反并有寄生的或外加的二极管及缓冲电容，谐振电感Lr1～Lr2为外加的电感或变压器T1～T2的漏感。
三种基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器的副边结构不同，分别为全波整流(图1)、全桥整流(图2)和倍压整流(图3)。
全波整流副边(图1)包括第一隔离变压器T1的第一副边绕组N12、第二副边绕组N13，第二隔离变压器T2的第一副边绕组N22、第二副边绕组N23，第一功率二极管D1、第二功率二极管D2、第三功率二极管D3、第四功率二极管D4；第一隔离变压器T1的第一副边绕组N12的同名端与第一隔离变压器T1的第二副边绕组N13的异名端相连于输出负载R正端；第一隔离变压器T1的第一副边绕组N12的异名端与第一功率二极管D1的阴极、第三功率二极管D3的阴极相连，第一隔离变压器T1的第二副边绕组N13的同名端与第二功率二极管D2的阴极、第四功率二极管D4的阴极相连；第一功率二极管D1、第二功率二极管D2的阳极相连于输出负载R负端，第三功率二极管D3、第四功率二极管D4的阳极分别与第二隔离变压器T2的第一副边绕组N22的同名端、第二隔离变压器T2的第二副边绕组N23的异名端相连；第二隔离变压器T2的第一副边绕组N22的异名端与第二隔离变压器T2的第二副边绕组N23的同名端相连于输出负载R负端。
全桥整流副边(图2)包括第一隔离变压器T1的副边绕组N12、第二隔离变压器T2的副边绕组N22，第一功率二极管D1、第二功率二极管D2、第三功率二极管D3、第四功率二极管D4、第五功率二极管D5、第六功率二极管D6；第一功率二极管D1、第四功率二极管D4、第五功率二极管D5的阴极相连于输出负载R的正端，第二功率二极管D2、第三功率二极管D3、第六功率二极管D6的阳极相连于输出负载R的负端；第一功率二极管D1的阳极、第二功率二极管D2的阴极、第一隔离变压器T1副边绕组N12的异名端与第二隔离变压器T2副边绕组N22的同名端相连，第四功率二极管D4的阳极、第三功率二极管D3的阴极与第一隔离变压器T1副边绕组N12的同名端相连，第五功率二极管D5的阳极、第六功率二极管D6的阴极与第二隔离变压器T2副边绕组N22的异名端相连。
倍压整流副边(图3)包括第一隔离变压器T1的副边绕组N12、第二隔离变压器T2的副边绕组N22，第一功率二极管D1、第二功率二极管D2、第三功率二极管D3、第四功率二极管D4，第一倍压电容C1、第二倍压电容C2；第一功率二极管D1、第三功率二极管D3的阴极与第一倍压电容C1的正极相连于输出负载R的正端，第二功率二极管D2、第四功率二极管D4的阳极与第二倍压电容C2的负极相连于输出负载R的负端；第一功率二极管D1的阳极、第二功率二极管D2的阴极、第一隔离变压器T1副边绕组N12的异名端与第二隔离变压器T2副边绕组N22的同名端相连，第一倍压电容C1的负极、第二倍压电容C2的正极与第一隔离变压器T1副边绕组N12的同名端相连，第三功率二极管D3的阳极、第四功率二极管D4的阴极与第二隔离变压器T2副边绕组N22的异名端相连。
所述三种不同的可容错运行全桥LLC谐振变换器负载R两端并联有滤波电容Co，以获取更好的输出波形。
根据是否出现开关管短路故障，本发明有两种不同工作模式，以图1带全波整流副边的变换器为例：
1)模式1，正常工作模式：如图4和图5所示，未发生故障时，仅全桥LLC谐振主电路参与工作，半桥LLC谐振冗余电路不工作。第一功率开关管S1、第三功率开关管S3的驱动信号相同，第二功率开关管S2、第四功率开关管S4的驱动信号相同，它们互补且均为50％占空比。原边第一谐振电感Lr1、第一隔离变压器T1原边等效励磁电感Lm1与第一谐振电容Cr1谐振，副边第一功率二极管D1、第二功率二极管D2交替导通。第一功率二极管D1导通时，第一隔离变压器T1第一副边绕组N12向负载提供能量；第二功率二极管D2导通时，第一隔离变压器T1第二副边绕组N13向负载提供能量。
2)模式2，开关管短路故障模式：在正常工作模式中，若任一功率开关管S1～S4发生短路故障，则变换器进入该模式，半桥LLC谐振冗余电路与全桥LLC谐振主电路重构生成新型谐振电路。以第三功率开关管S3短路故障为例，变换器的工作波形及等效电路分别如图6和图7所示。在第三功率开关管S3发生短路故障后，将其驱动信号设为高电平，并将其同一桥臂上的第四功率开关管S4的驱动信号设为低电平。第一功率开关管S1和第二功率开关管S2的驱动信号保持不变，同时设定第五功率开关管S5、第六功率开关管S6的驱动信号分别与S2、S1的相同。此时，原边第一谐振电感Lr1、第一隔离变压器T1原边等效励磁电感Lm1与第一谐振电容Cr1谐振，第二谐振电感Lr2、第二隔离变压器T2原边等效励磁电感Lm2与第二谐振电容Cr2谐振，副边第三功率二极管D3、第四功率二极管D4交替导通。第三功率二极管D3导通时，第一隔离变压器T1第一副边绕组N12、第二隔离变压器T2第一副边绕组N22串联向负载提供能量；第四功率二极管D4导通时，第一隔离变压器T1第二副边绕组N13、第二隔离变压器T2第二副边绕组N23串联向负载提供能量。其余功率开关管S1、S2或S4发生短路故障时，通过设定相应的驱动信号，变换器的工作模式与上述S3发生短路故障时类似。
类似的，图2带全桥整流副边的变换器、图3带倍压整流副边的变换器也均有两种工作模式，它们的等效电路分别如图8～9和图10～11所示。由于工作原理相似，不再一一介绍。
综上，本发明由全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路组成，当正常工作时，主电路向负载提供能量，冗余电路不参与工作；当主电路中功率开关管发生短路故障时，冗余电路与主电路进行拓扑重构，组合成输入并联输出串联的新型谐振电路，以继续向负载供能。根据副边结构的不同，本发明共提出了全波整流、全桥整流及倍压整流三类不同的基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器。由于仅需添加一个半桥冗余电路，所提变换器便可在功率开关管短路故障后继续保持正常工作，有效地提高了系统功率密度及可靠性、降低了系统成本。

Claims (6)

1.基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；
所述全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路的原边共用一个输入，副边共用一个输出；所述全桥LLC谐振主电路用于正常工作时向负载提供能量，所述半桥LLC谐振冗余电路用于在全桥LLC谐振主电路功率开关管发生短路故障后与全桥LLC谐振主电路重构生成谐振电路，实现变换器的容错运行；
所述全桥LLC谐振主电路的原边包括第一谐振电感、第一隔离变压器的原边绕组、第一谐振电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；所述第一谐振电感为第一隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第一功率开关管和第四功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第二功率开关管和第三功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第一隔离变压器原边绕组的同名端通过第一谐振电感与第一功率开关管的源极、第二功率开关管的漏极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端通过第一谐振电容与第三功率开关管的漏极、第四功率开关管的源极相连；
所述半桥LLC谐振冗余电路的原边包括第二谐振电感、第二隔离变压器的原边绕组、第二谐振电容、第五功率开关管和第六功率开关管；所述第二谐振电感为第二隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第五功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第六功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第二隔离变压器原边绕组的同名端通过第二谐振电感与第五功率开关管的漏极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端通过第二谐振电容与第五功率开关管的源极、第六功率开关管的漏极相连；
全桥LLC谐振主电路的副边和半桥LLC谐振冗余电路的副边为全波整流结构；
所述全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的第一副边绕组、第二副边绕组和第一功率二极管、第二功率二极管；第一隔离变压器第一副边绕组的同名端与第一隔离变压器第二副边绕组的异名端相连于输出负载正端，第一隔离变压器第一副边绕组的异名端、第一隔离变压器第二副边绕组的同名端分别与第一功率二极管的阴极、第二功率二极管的阴极相连，第一功率二极管、第二功率二极管的阳极均与输出负载的负端相连；
所述半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的第一副边绕组、第二副边绕组、第三功率二极管和第四功率二极管；第二隔离变压器第一副边绕组的异名端与第二隔离变压器第二副边绕组的同名端相连于输出负载负端，第一隔离变压器第一副边绕组的同名端、第一隔离变压器第二副边绕组的异名端分别与第三功率二极管的阳极、第四功率二极管的阳极相连，第三功率二极管、第四功率二极管的阴极分别与第一功率二极管、第二功率二极管的阴极相连。
2.如权利要求1所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于其负载两端并联有滤波电容。
3.基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；
所述全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路的原边共用一个输入，副边共用一个输出；所述全桥LLC谐振主电路用于正常工作时向负载提供能量，所述半桥LLC谐振冗余电路用于在全桥LLC谐振主电路功率开关管发生短路故障后与全桥LLC谐振主电路重构生成谐振电路，实现变换器的容错运行；
所述全桥LLC谐振主电路的原边包括第一谐振电感、第一隔离变压器的原边绕组、第一谐振电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；所述第一谐振电感为第一隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第一功率开关管和第四功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第二功率开关管和第三功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第一隔离变压器原边绕组的同名端通过第一谐振电感与第一功率开关管的源极、第二功率开关管的漏极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端通过第一谐振电容与第三功率开关管的漏极、第四功率开关管的源极相连；
所述半桥LLC谐振冗余电路的原边包括第二谐振电感、第二隔离变压器的原边绕组、第二谐振电容、第五功率开关管和第六功率开关管；所述第二谐振电感为第二隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第五功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第六功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第二隔离变压器原边绕组的同名端通过第二谐振电感与第五功率开关管的漏极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端通过第二谐振电容与第五功率开关管的源极、第六功率开关管的漏极相连；
全桥LLC谐振主电路的副边和半桥LLC谐振冗余电路的副边为全桥整流结构；
所述全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的副边绕组、第一功率二极管、第二功率二极管、第三功率二极管和第四功率二极管；第一功率二极管和第四功率二极管的阴极与输出负载的正端相连，第二功率二极管和第三功率二极管的阳极与输出负载的负端相连；第一功率二极管的阳极、第二功率二极管的阴极相连于第一隔离变压器副边绕组的异名端，第四功率二极管的阳极、第三功率二极管的阴极相连于第一隔离变压器副边绕组的同名端；
所述半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的副边绕组、第五功率二极管、第六功率二极管；第五功率二极管的阴极与输出负载的正端相连，第六功率二极管的阳极与输出负载的负端相连；第五功率二极管的阳极和第六功率二极管的阴极相连于第二隔离变压器副边绕组的异名端，第二隔离变压器副边绕组的同名端与第一隔离变压器副边绕组的异名端相连。
4.如权利要求3所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于其负载两端并联有滤波电容。
5.基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；
所述全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路的原边共用一个输入，副边共用一个输出；所述全桥LLC谐振主电路用于正常工作时向负载提供能量，所述半桥LLC谐振冗余电路用于在全桥LLC谐振主电路功率开关管发生短路故障后与全桥LLC谐振主电路重构生成谐振电路，实现变换器的容错运行；
所述全桥LLC谐振主电路的原边包括第一谐振电感、第一隔离变压器的原边绕组、第一谐振电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；所述第一谐振电感为第一隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第一功率开关管和第四功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第二功率开关管和第三功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第一隔离变压器原边绕组的同名端通过第一谐振电感与第一功率开关管的源极、第二功率开关管的漏极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端通过第一谐振电容与第三功率开关管的漏极、第四功率开关管的源极相连；
所述半桥LLC谐振冗余电路的原边包括第二谐振电感、第二隔离变压器的原边绕组、第二谐振电容、第五功率开关管和第六功率开关管；所述第二谐振电感为第二隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第五功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第六功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第二隔离变压器原边绕组的同名端通过第二谐振电感与第五功率开关管的漏极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端通过第二谐振电容与第五功率开关管的源极、第六功率开关管的漏极相连；
全桥LLC谐振主电路的副边和半桥LLC谐振冗余电路的副边为倍压整流结构；
所述全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的副边绕组、第一功率二极管、第二功率二极管、第一倍压电容和第二倍压电容；第一功率二极管的阴极与第一倍压电容的正端相连于输出负载的正端，第二功率二极管的阳极与第二倍压电容的负端相连于输出负载的负端；第一功率二极管的阳极和第二功率二极管的阴极相连于第一隔离变压器副边绕组的异名端，第一倍压电容的负端和第二倍压电容的正端相连于第一隔离变压器副边绕组的同名端；
所述半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的副边绕组、第三功率二极管和第四功率二极管；第三功率二极管的阴极与输出负载的正端相连，第四功率二极管的阳极与输出负载的负端相连；第三功率二极管的阳极和第四功率二极管的阴极相连于第二隔离变压器副边绕组的异名端，第二隔离变压器副边绕组的同名端与第一隔离变压器副边绕组的异名端相连。
6.如权利要求5所述基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于其负载两端并联有滤波电容。
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