CN109818504A - 一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，包括依次电连接的直流电源、开关电路、谐振电路、整流电路以及滤波电路；开关电路接收外部控制器控制；谐振电路包括谐振模块和变压器模块，整流电路包括第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块，开关电路包括2N组开关模块，谐振模块包括2N组谐振组，变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，N≥1；第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；解决了目前谐振变换器不够灵活地调节输出电压范围的问题。

Description

一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，尤其涉及一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器。

背景技术

目前，常见的谐振变换器包括串联、并联、串并谐振变换器。由于谐振变换器的简单电路拓扑，以及能够在全负载范围实现软开关的特性，因而谐振变换器广泛应用于提供最高功率密度和效率的最先进电源。谐振变换器虽然有实现开关器件软开关，开关损耗小，效率高以及相对于硬开关具有优越的EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)性能等诸多优点，但缺陷仍然明显，比如谐振变换器的输出电压范围有限，只能实现在额定电压附近的小范围输出电压调节，如图1所示，以目前基本的LLC谐振变换器为例，该LLC谐振变换器的输出电压通常通过调整工作频率对输出电压进行调整，由于调整频率的范围以及谐振变换器的增益特性，其调节范围非常有限，该谐振变换器的通常调节电压范围为额定电压的1.2倍-0.8倍之间，设谐振频率条件下变压器T1的输出电压Vo为额定电压，则该谐振变换器的通常调节电压范围为1.2*Vo-0.8*Vo，范围很窄。

为了解决上述问题，如图2所示，假设第一变压器T1和第二变压器T2的次级线圈为s，每匝线圈对应的电压为K，在不考虑输出电压可能会在额定电压附近调整的情况下，若第一变压器T1与第二变压器T2工作于串联模式，则谐振变换器的输出电压V1为2Ks，设V1电压为额定电压，若第一变压器T1与第二变压器T2工作于并联模式，则谐振变换器的输出电压V2为Ks，即V2电压为1/2倍的额定电压，进而可知，该谐振变换器的调节电压范围为V1-V2之间，即该谐振变换器的调节电压范围为额定电压的1倍-1/2倍之间(即2倍范围)，在考虑输出电压可能会在额定电压附近调整的情况下，图2所示的谐振变换器的通常调节范围为额定电压的1.2倍-0.4倍之间(即1.2*1倍到0.8*1/2倍)，虽然目前谐振变换器的通常调节范围比较宽，但是目前谐振变换器依然存在不够灵活地调节其输出电压范围的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，解决目前谐振变换器不够灵活地调节其输出电压范围的问题。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，包括依次电连接的直流电源、开关电路、谐振电路、整流电路以及滤波电路；所述开关电路接收外部控制器控制；所述谐振电路包括谐振模块和变压器模块，所述整流电路包括第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块，所述开关电路包括2N组开关模块，所述谐振模块包括2N组谐振组，所述变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，N≥1；所述第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，所述第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；其中，

所述第一变压器的初级线圈同名端经对应所述谐振组连接至对应所述开关模块的一端，所述第一变压器的初级线圈非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；所述第二变压器的初级线圈同名端经对应所述谐振组连接至对应所述开关模块的一端，所述第二变压器的初级线圈非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；

若N＝1时，所述第一变压器的次级主线圈同名端连接至所述第一整流模块的桥臂中点，所述第一变压器的次级主线圈非同名端连接至所述第二变压器的次级辅助线圈同名端，所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端连接至所述第三整流模块的桥臂中点；所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端连接至所述第二整流模块的桥臂中点，所述第一变压器的次级辅助线圈同名端连接至所述第二变压器的次级主线圈非同名端，所述第二变压器的次级主线圈同名端连接至所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端；或

若N＞1时，第一个所述第一变压器的次级主线圈同名端连接至所述第一整流模块的桥臂中点，第一个所述第一变压器的次级主线圈非同名端连接第二个所述第一变压器的次级主线圈同名端，相邻所述第一变压器的次级主线圈非同名端与次级主线圈同名端相连，第N个所述第一变压器的次级主线圈非同名端连接第一个所述第二变压器的次级辅助线圈同名端，第一个所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与第二个所述第二变压器的次级辅助同名端相连，相邻所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与次级辅助线圈同名端相连，第N个所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端连接所述第三整流模块的桥臂中点；第N个所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端连接至所述第二整流模块的桥臂中点，第N个所述第一变压器的次级辅助线圈同名端与第N-1个所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端，相邻所述第一变压器的次级辅助线圈同名端与次级辅助线圈非同名端相连，第一个所述第一变压器的次级辅助线圈同名端连接至所述第N个第二变压器的次级主线圈非同名端，第N个所述第二变压器的次级主线圈同名端与第N-1个所述第二变压器的次级主线圈非同名端相连，相邻所述第二变压器的次级主线圈同名端与次级主线圈非同名端相连，第一个所述第二变压器的次级主线圈同名端与第N个所述第二变压器的次级主线圈非同名端相连。

基于上述谐振变换器，当N＝1时，变压器模块包括第一变压器和第二变压器，基于第一变压器的次级线圈包括次级主线圈和次级辅助线圈和第二变压器的次级线圈包括次级主线圈和次级辅助线圈，假设第一变压器和第二变压器的次级主线圈匝数为m，第一变压器和第二变压器的次级辅助线圈匝数为n，且每匝线圈对应的电压为K；通过外部控制器移相控制开关电路中的开关管可以使第一变压器和第二变压器在串联或并联模式之间无缝转换，若移相角度为0°，则第一变压器与第二变压器工作在串联模式下，该谐振变换器的输出电压V3为2K(m+n)；若移相角度为180°，则第一变压器与第二变压器工作在并联模式下，该谐振变换器的输出电压V4为K(m-n)；可见在不考虑输出电压会在额定电压附近调整的情况下，该变换器的输出电压范围为2K(m+n)/K(m-n)＝2(m+n)/(m-n)，大于图2所示谐振变换器的2倍范围，因而本方案可以使谐振变换器更为灵活地调节其输出电压范围，即拓展了谐振变换器的输出电压范围。简而言之，通过第一变压器和第二变压器的次级主线圈或/和次级辅助线圈的配置以及移相角度0°-180°的控制，实现谐振变换器的输出电压在V3-V4之间的连续调节，即可以更为灵活地配置谐振变换器的输出电压范围。进而使谐振变换器在特定条件下低压恒功率工作点也就是最大电流点工作状况理想，开关管关断电流小，成本低。

可选的，若N＝1时，所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与所述第三整流模块的桥臂中点之间设有继电器；或

若N＞1时，第N个所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与所述第三整流模块的桥臂中点之间设有继电器。基于在谐振变换器内增加继电器，可以实现谐振变换器输出零电压。

可选的，所述直流电源包括单个直流电源或多个直流电源或多个正负直流电源。

可选的，所述开关模块包括半桥开关模块或全桥开关模块。该半桥开关模块成本低，而全桥开关模块适合更大功率场合。

可选的，所述半桥开关模块包括两个开关管；其一所述开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，其一所述开关管的第二端连接对应所述谐振组，其一所述开关管的第二端还连接另一所述开关管的第一端；另一所述开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，另一所述开关管的第二端接地，另一所述开关管的第二端还连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

可选的，所述半桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第四开关管的第二端接地；所述第一电容的一端连接所述第一开关管的第一端，所述第一电容的另一端经所述第二电容连接所述第四开关管的第二端；所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的第二端，所述第一二极管的正极连接所述第一电容的另一端，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第三开关管的第二端；所述第二开关管的第二端连接对应所述谐振组，所述第一二极管的正极还连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

可选的，所述全桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第二开关管的第二端接地；所述第三开关管的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述第二开关管的第二端；所述第一开关管的第二端连接对应所述谐振组，所述第三开关管的第二端连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

可选的，所述全桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第四开关管的第二端接地；所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述第六开关管的第一端，所述第六开关管的第二端连接所述第四开关管的第二端；所述第一电容的一端连接所述第一开关管的第一端，所述第一电容的另一端经所述第二电容连接所述第四开关管的第二端；所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的第二端，所述第一二极管的正极连接所述第一电容的另一端，所述第一二极管的正极还连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第三开关管的第二端；所述第五开关管的第二端连接对应所述谐振组，所述第二开关管的第二端连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

可选的，所述全桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第四开关管的第二端接地；所述第一电容的一端连接所述第一开关管的第一端，所述第一电容的另一端经所述第二电容连接所述第四开关管的第二端；所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的第二端，所述第一二极管的正极连接所述第一电容的另一端，所述第一二极管的正极还连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第三开关管的第二端，所述第二开关管的第二端连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端；

所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述第六开关管的第一端，所述第六开关管的第二端连接所述第七开关管的第一端，所述第七开关管的第二端连接所述第八开关管的第一端，所述第八开关管的第二端连接所述第四开关管的第二端；所述第三电容的一端连接所述第五开关管的第一端，所述第三电容的另一端经所述第四电容连接所述第八开关管的第二端；所述第三二极管的负极连接所述第五开关管的第二端，所述第三二极管的正极连接所述第三电容的另一端，所述第三二极管的正极连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接所述第七开关管的第二端，所述第六开关管的第二端连接对应所述谐振组。

可选的，所述第一整流模块包括第一二极管和第二二极管；所述第二整流模块包括第三二极管和第四二极管；所述第三整流模块包括第五二极管和第六二极管；所述第一二极管与所述第二二极管串联，所述第三二极管与所述第四二极管串联，所述第五二极管与所述第六二极管串联，所述第一二极管、所述第三二极管和所述第五二极管的负极相互连接，所述第二二极管、所述第四二极管和所述第六二极管的正极相互连接，所述第二二极管的正极接地；

若N＝1时，所述第一二极管的正极连接至所述第一变压器的次级主线圈同名端，所述第三二极管的正极连接至所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端，所述第五二极管的正极经连接所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端；

若N＞1时，所述第一二极管的正极连接第一个所述第一变压器的次级主线圈同名端，所述第三二极管的正极连接第N个所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端，所述第五二极管的正极连接第N个所述第二变压器的次级主线圈非同名端。

可选的，所述开关管包括场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管，所述第一二极管至所述第六二极管至少一个二极管替代为场效应管或绝缘双极型晶体管。

可选的，所述继电器替代为双向开关。

可选的，所述谐振组包括谐振电感、励磁电感和谐振电容；所述变压器的初级侧同名端经谐振电容、谐振电感连接至所述开关模块的一端，所述变压器的初级侧非同名端连接至所述开关模块的另一端，所述变压器的初级侧两端之间还设有所述励磁电感；或

所述变压器的初级侧同名端连接至所述开关模块的一端，所述变压器的初级侧非同名端经所述谐振电容、所述谐振电感连接至所述开关模块的另一端，所述变压器的初级侧两端之间设有所述励磁电感。

可选的，所述滤波电路包括滤波电容，所述滤波电容的一端连接所述第五二极管的负极，所述滤波电容的另一端连接所述第六二极管的正极。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

上述谐振变换器，基于改变变压模块与整流电路的连接方式，通过外部控制器移相控制开关电路中的开关管可以使第一变压器与第二变压器在串联或并联模式之间无缝(连续)转换，基于在变压器模块的次级主线圈的基础上增加次级辅助线圈，实现拓展谐振变换器的输出电压范围，即谐振变换器可以灵活地调节其输出电压范围，基于在变压器模块与整流电路之间设有继电器，则谐振变换器可以输出零电压。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明提供的目前基本的谐振变换器的电路示意图；

图2是本发明提供的目前基本的谐振变换器的电路示意图；

图3是本发明实施例一提供的谐振变换器的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的部分谐振变换器的结构示意图一；

图5是本发明实施例一提供的部分谐振变换器的结构示意图二；

图6是本发明实施例一提供的部分谐振变换器的结构示意图三；

图7是本发明实施例一提供的部分谐振变换器的结构示意图四；

图8是本发明实施例一提供的半桥开关模块的电路示意图一；

图9是本发明实施例一提供的半桥开关模块的电路示意图二；

图10是本发明实施例一提供的谐振变换器的电路示意图一；

图11是本发明实施例一提供的谐振变换器的电路示意图二；

图12是本发明实施例二提供的全桥开关模块的电路示意图一；

图13是本发明实施例二提供的全桥开关模块的电路示意图二；

图14是本发明实施例二提供的全桥开关模块的电路示意图三；

图15是本发明实施例二提供的谐振变换器的电路示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

实施例一

为了解决目前谐振变换器不够灵活地调节输出电压范围的问题，如图3所示，本发明提供了一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，包括依次电连接的直流电源、开关电路、谐振电路、整流电路以及滤波电路；滤波电路的输出端还连接负载，开关电路接收外部控制器控制；谐振电路包括谐振模块和变压器模块，整流电路包括第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块，开关电路包括2N组开关模块，谐振模块包括2N组谐振组，变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，N≥1；第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；其中，

第一变压器的初级线圈同名端经对应谐振组连接至对应开关模块的一端，第一变压器的初级线圈非同名端连接至对应开关模块的另一端；第二变压器的初级线圈同名端经对应谐振组连接至对应开关模块的一端，第二变压器的初级线圈非同名端连接至对应开关模块的另一端；

若N＝1时，第一变压器的次级主线圈同名端连接至第一整流模块的桥臂中点，第一变压器的次级主线圈非同名端连接至第二变压器的次级辅助线圈同名端，第二变压器的次级辅助线圈非同名端连接至第三整流模块的桥臂中点；第一变压器的次级辅助线圈非同名端连接至第二整流模块的桥臂中点，第一变压器的次级辅助线圈同名端连接至第二变压器的次级主线圈非同名端，第二变压器的次级主线圈同名端连接至第二变压器的次级辅助线圈非同名端；或

若N＞1时，第一个第一变压器的次级主线圈同名端连接至第一整流模块的桥臂中点，第一个第一变压器的次级主线圈非同名端连接第二个第一变压器的次级主线圈同名端，相邻第一变压器的次级主线圈非同名端与次级主线圈同名端相连，第N个第一变压器的次级主线圈非同名端连接第一个第二变压器的次级辅助线圈同名端，第一个第二变压器的次级辅助线圈非同名端与第二个第二变压器的次级辅助同名端相连，相邻第二变压器的次级辅助线圈非同名端与次级辅助线圈同名端相连，第N个第二变压器的次级辅助线圈非同名端连接第三整流模块的桥臂中点；第N个第一变压器的次级辅助线圈非同名端连接至第二整流模块的桥臂中点，第N个第一变压器的次级辅助线圈同名端与第N-1个第一变压器的次级辅助线圈非同名端，相邻第一变压器的次级辅助线圈同名端与次级辅助线圈非同名端相连，第一个第一变压器的次级辅助线圈同名端连接至第N个第二变压器的次级主线圈非同名端，第N个第二变压器的次级主线圈同名端与第N-1个第二变压器的次级主线圈非同名端相连，相邻第二变压器的次级主线圈同名端与次级主线圈非同名端相连，第一个第二变压器的次级主线圈同名端与第N个第二变压器的次级主线圈非同名端相连。

基于上述谐振变换器，当N＝1时，变压器模块包括第一变压器和第二变压器，基于第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈和第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，假设第一变压器和第二变压器的次级主线圈匝数为m，第一变压器和第二变压器的次级辅助线圈匝数为n，且每匝对应的电压为K；通过外部控制器移相控制开关电路中的开关管可以使第一变压器和第二变压器在串联或并联模式之间无缝转换，若移相角度为0°，则第一变压器与第二变压器工作在串联模式下，该谐振变换器的输出电压V3＝2K(m+n)；若移相角度为180°，当第一变压器与第二变压器工作在并联模式时，则谐振变换器的输出电压V4＝K(m-n)；进而拓展其输出电压范围，从而通过第一变压器与第二变压器的次级线圈匝数的配置以及移相角度0-180度的控制，实现谐振变换器的输出电压在V3-V4之间的连续调节，拓展谐振变换器2倍以上的输出电压范围，从而更为灵活地调节谐振变换器的输出电压范围，即解决了目前谐振变换器不够灵活地调节输出电压范围的问题。

如图4所示，变压器模块包括第一变压器T1和第二变压器T2，其中，第一变压器T1的次级线圈包括次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器T2的次级线圈包括次级主线圈和次级辅助线圈；谐振模块包括两组谐振组，开关电路包括两组开关模块；

其中，第一变压器T1的初级线圈同名端经第一组谐振组连接至第一组开关模块的一端，第一变压器T1的初级线圈非同名端连接至第一组开关模块的另一端；第二变压器T2的初级线圈同名端经第一组谐振组连接至第一组开关模块的一端，第二变压器T2的初级线圈非同名端连接至第一组开关模块的另一端；

第一变压器T1的次级主线圈同名端连接至第一整流模块的桥臂中点，第一变压器T1的次级主线圈非同名端连接第二变压器T2的次级辅助线圈同名端，第二变压器T2的次级辅助线圈非同名端连接第三整流模块的桥臂中点，第一变压器T1的次级辅助线圈非同名端连接第二整流模块的桥臂中点，第一变压器T1的次级辅助线圈同名端连接第二变压器T2的次级主线圈非同名端，第二变压器T2的次级主线圈同名端连接第二变压器T2的次级辅助线圈非同名端。

基于变压器模块包括第一变压器T1和第二变压器T2，其中，第一变压器T1的初级线圈、次级主线圈、次级辅助线圈的匝数分别与第二变压器T2的初级线圈、次级主线圈、次级辅助线圈的匝数相等。假设第一变压器T1和第二变压器T2的次级主线圈的匝数为m，第一变压器T1和第二变压器T2的次级辅助线圈的匝数为n，每匝线圈对应的电压为K，若移相角度为0°，第一变压器T1与第二变压器T2工作串联模式下，则该谐振变换器的输出电压V3为2K(m+n)；若移相角度为180°时，第一变压器T1与第二变压器T2工作在并联模式下，则该谐振变换器的输出电压V4为K(m-n)；通过移相角度0°-180°的控制实现该谐振变换器的输出电压在V3-V4之间的无缝(连续)调节，即达到更为灵活地调节其输出电压范围的目的。

举例说明，假设第一变压器T1的次级主线圈匝数m为8，辅助线圈匝数n为1，与每匝匝数对应的电压K为50，即谐振变换器的输出电压范围在900V-350V，基于图2中的第一变压器T1和第二变压器T2没有增加次级辅助线圈，假设第一变压器T1与第二变压器T2的次级线圈匝数s为9，与每匝匝数对应的电压K为50，则目前谐振变换器(图2)的输出电压范围在900V-450V；因而本发明的谐振变换器(图10)与目前谐振变换器(图2)相比，本发明的谐振变换器可以更为灵活地配置其输出电压范围。

在考虑输出电压可能会在额定电压附近调整的情况下，本发明的LLC谐振变换器在不增加继电器RY1的情况下，其输出电压范围将变为1080V-280V，而目前谐振变换器(图2)的输出电压范围在1080V-360V，进而本发明的谐振变换器与目前谐振变压器(图2)相对比，本发明的谐振变换器更为灵活地调节其输出电压范围。

如图5所示，变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，其中，第一变压器的次级线圈包括次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器的次级线圈包括次级主线圈和次级辅助线圈；谐振模块包括2N组谐振组，开关电路包括2N组开关模块，且N＞1；

其中，变压器模块包括第一变压器T11、T12、T13…..T1N和第二变压器T21、T22、T23......T2N，第一变压器T11、T12……T1N的初级线圈同名端经对应的谐振组分别连接至对应的开关模块的一端，第一变压器T11、T12……T1N的初级线圈非同名端分别连接至对应的开关模块的另一端；第二变压器T21、T22、T23......T2N的初级线圈同名端经对应的谐振组分别连接至对应的开关模块的一端，第二变压器T21、T22、T23......T2N的初级线圈非同名端分别连接至对应的开关模块的另一端；

第一变压器T11的次级主线圈同名端连接第一整流模块的桥臂中点，第一变压器T11的次级主线圈非同名端连接第一变压器T12的次级主线圈同名端，第一变压器T12的次级主线圈非同名端连接第一变压器T13的次级主线圈同名端，以此类推，直至第一变压器T1N-1的次级主线圈非同名端连接第一变压器T1N的次级主线圈同名端，第一变压器T1N的次级主线圈非同名端连接第二变压器T21的次级辅助线圈同名端，第二变压器T21的次级辅助线圈非同名端连接第二变压器T22的次级辅助线圈同名端，第二变压器T22的次级辅助线圈非同名端连接第二变压器T23的次级辅助线圈同名端，以此类推，直至第二变压器T2N-1的次级辅助线圈非同名端连接第二变压器T2N的的次级辅助线圈同名端，第二变压器T2N的次级辅助非线圈同名端连接第三整流模块的桥臂中点，第一变压器T1N的次级辅助线圈非同名端连接第二整流模块的桥臂中点，第一变压器T1N的次级辅助线圈同名端连接第一变压器T1N-1的次级辅助线圈非同名端，第一变压器T1N-1的次级辅助线圈同名端连接第一变压器T1N-2的次级辅助线圈非同名端，以此类推，直至第一变压器T12的次级辅助线圈同名端连接第一变压器T11的次级辅助线圈非同名端，第一变压器T11的次级辅助线圈同名端连接第二变压器T2N的次级主线圈非同名端，第二变压器T2N的次级主线圈同名端连接第二变压器T2N-1的次级主线圈非同名端，第二变压器T2N-1的次级主线圈同名端连接第二变压器T2N-2的次级主线圈非同名端，以此类推，直至第二变压器T22的次级主线圈同名端连接第二变压器T21的次级主线圈非同名端，第二变压器T21的次级主线圈同名端连接第二变压器T2N的次级辅助线圈非同名端。

当变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器时，其中，N＞1；该谐振变换器工作原理与上述谐振变换器工作原理相同，此处不再赘述。

另外，该谐振变换器与上述谐振变换器的区别在于第一变压器与第二变压器的数量不同，其中，第一变压器和第二变压器的数量是根据实际需求确定，基于第一变压器和第二变压器的次级主线圈或/和次级辅助线圈的配置，达到谐振变换器更为灵活地调节其输出电压范围的目的。

进一步地，如图6所示，若N＝1时，第二变压器T2的次级辅助线圈非同名端与第三整流模块的桥臂中点之间设有继电器RY1；或

如图7所示，若N＞1时，第N个第二变压器T2N的次级辅助线圈非同名端与第三整流模块的桥臂中点之间设有继电器RY1。

基于谐振变换器内设有继电器的RY1，当需要谐振变换器输出更低电压时，控制器控制继电器RY1断开，经过简单分析可知，若控制器控制第一变压器与第二变换器工作于并联模式，假定第一变压器与第二变压器的输出电压值相等，则谐振变换器的输出电压为0V。

进一步地，直流电源包括单个直流电源或多个直流电源或多个正负直流电源，根据实际情况需求，用户可以选择相同电压供电方式、不同电压供电方式或正负电压供电方式给开关电路供电，进而用户可以将该谐振变换器应用于多路电压供电的场合，尤其是谐振变换器的前级为PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路以及其输出有正、负母线电压的情形，从而拓展谐振变换器的应用范围。

进一步地，外部控制器包括微控制器或数字处理器，开关电路中开关管包括场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或其他电力电子开关管，继电器RY1可以替代为双向开关，整流电路中的二极管可以替代为场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者其他电力电子开关管，当整流电路中的二极管替换为MOSFET时，由于MOSFET可以通过控制信号主动控制谐振变换器的输出电压，使谐振变换器的工作模式会更为丰富，可以实现更为灵活的电压调整模式，或者实现更为理想的软开关特性。而本实施例中的外部控制器为微控制器，开关电路中开关管为场效应晶体管，即开关模块中开关管为场效应晶体管。

进一步地，开关模块包括半桥开关模块或全桥开关模块，而本实施例中开关模块为半桥开关模块，该半桥开关模块成本低，控制简单，并且更为灵活，相当于降低整个谐振变换器的成本。

根据上述可知，谐振模块包括2N组谐振组，N≥1；其中，谐振组包括谐振电感、励磁电感和谐振电容；第一变压器的初级线圈同名端经谐振电容、谐振电感连接至对应开关模块的一端，第一变压器的初级线圈非同名端连接至对应开关模块的另一端，第一变压器的初级线圈两端之间还设有励磁电感；

第二变压器的初级线圈同名端经谐振电容、谐振电感连接至对应开关模块的一端，第二变压器的初级线圈非同名端连接至对应开关模块的另一端，第二变压器的初级线圈两端之间还设有励磁电感；或

第一变压器的初级线圈同名端连接至对应开关模块的一端，第一变压器的初级线圈非同名端经谐振电容、谐振电感连接至开关模块的另一端，第一变压器的初级线圈两端之间设有励磁电感；

第二变压器的初级线圈同名端连接至对应开关模块的一端，第二变压器的初级线圈非同名端经谐振电容、谐振电感连接至开关模块的另一端，第二变压器的初级线圈两端之间设有励磁电感。该谐振模块用于降低半桥开关模块中开关管的开启与关断产生的损耗，从而提高谐振变换器的效率。

根据上述可知，半桥开关电路包括2N组半桥开关模块，N≥1；如图8所示，半桥开关模块包含两个开关管Q1、Q2；两个开关管Q1、Q2由微控制器控制；开关管Q1的第一端连接直流电源的输出端，开关管Q1的第二端连接对应的谐振组，更具体地说，开关管Q1的第二端连接对应谐振电感，开关管Q1的第二端还还连接开关管Q2的第一端；开关管Q2的第二端连接直流电源的输入端，开关管Q2的第二端接地，开关管Q2的第二端还连接对应的第一变压器或第二变压器的初级线圈非同名端。基于移相控制该开关电路的开关管，进而拓展谐振变换器的输出电压范围。

另外，半桥开关模块的表现方式不局限于图8的表现方式，如图9所示，半桥开关模块包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1和第二二极管D2；第一开关管Q1至第四开关管Q4的导通与关闭由微控制器控制；第一开关管Q1的第一端连接直流电源的输出端，第一开关管Q1的第二端连接第二开关管Q2的第一端，第二开关管Q2的第二端连接第三开关管Q3的第一端，第三开关管Q3的第二端连接第四开关管Q4的第一端，第四开关管Q4的第二端连接直流电源的输入端，第四开关管Q4的第二端接地；第一电容C1的一端连接第一开关管Q1的第一端，第一电容C1的另一端经第二电容C2连接至第四开关管Q4的第二端；第一二极管D1的负极连接第一开关管Q1的第二端，第一二极管D1的正极连接第一电容C1的另一端，第一二极管D1的正极连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接第三开关管Q3的第二端；第二开关管Q2的第二端连接对应的谐振组，更具体地说，第二开关管Q2的第二端连接对应谐振电感，第一二极管D1的正极还连接对应的第一变压器或第二变压器的初级线圈非同名端。

如图9所示，半桥开关模块属于常见的三电平半桥开关模块，具有本领域专业常识的人都可以通过简单推导理解其工作原理，根据图9可知，开关管Q1、Q2与开关管Q3、Q4分别相当于一个开关管，因此该半桥开关模块的工作方式在一般情况下与普通半桥开关模块(图8)类似，其优点是开关管的电压应力比较低，适用于高压场合；下文描述全桥开关模块与上述半桥开关模块的工作原理类似，不再赘述。

举例说明，以相同电压供电的两个半桥为例，如图10所示，直流电源包括单个直流电源Vin；半桥开关电路包括两组半桥开关模块，其中一组半桥开关模块包括开关管Q1、Q2，另一组半桥开关模块包括开关管Q3、Q4；谐振模块包括两组谐振组，其中一组谐振组包括谐振电容C1、谐振电感L1和励磁电感，另一组谐振组包括谐振电容C2、谐振电感L2和励磁电感；变压器模块包括第一变压器T1和第二变压器T2，第一变压器T1的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器T2的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；第一整流模块包括第一二极管D1和第二二极管D2，第二整流模块包括第三二极管D3和第四二极管D4，第三整流模块包括第五二极管D5和第六二极管D6；滤波电路包括滤波电容C8；

开关管Q1至Q4的导通与关闭接收微控制器控制，开关管Q1的第一端连接直流电源Vin的输出端，开关管Q1的第二端依次连接谐振电感L1、谐振电容C1连接第一变压器T1的初级线圈同名端，开关管Q1的第二端还连接开关管Q2的第一端，开关管Q2的第二端接地，开关管Q2的第二端还连接直流电源Vin的输入端，开关管Q2的第二端还连接第一变压器T1的初级线圈非同名端，第一变压器T1的初级线圈同名端与初级线圈非同名端之间设有励磁电感(图10未画)，开关管Q3的第一端连接开关管Q1的第一端，开关管Q3的第二端连接依次经谐振电感L2、谐振电容C2连接第二变压器T2的初级线圈同名端，开关管Q3的第二端连接开关管Q4的第一端，开关管Q4的第二端连接开关管Q2的第二端，开关管Q4的第二端连接第二变压器T2的初级线圈非同名端，第二变压器T2的初级线圈同名端与初级线圈非同名端之间设有励磁电感(图10未画)；第一变压器T1的次级主线圈同名端连接第一二极管D1的正极，第一变压器T1的次级主线圈非同名端连接第二变压器T2的次级辅助线圈同名端，第二变压器T2的次级辅助线圈非同名端经继电器RY1连接第五二极管D5的正极，第一变压器T1的次级辅助线圈非同名端还连接第三二极管D3的正极，第一变压器T1的次级辅助线圈同名端还连接第二变压器T2的次级主线圈非同名端，第二变压器T2的次级主线圈同名端与其次级辅助线圈非同名端相连；

其中，第一二极管D1与第二二极管D2串联，第三二极管D3与第四二极管D4串联，第五二极管D5与第六二极管D6串联，第一二极管D1、第一第三二极管D3和第五二极管D5的负极相互连接，第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6的正极相互连接，且第二二极管D2的正极接地；

滤波电容C8的一端连接第五二极管D5的负极，滤波电容C8的另一端连接第六二极管D6的正极；滤波电容C8的两端还并联在负载RL。

该谐振变换器工作原理：

当继电器RY1闭合时，假设第一变压器T1和第二变压器T2的次级主线圈的匝数为m，第一变压器T1和第二变压器T2的次级辅助线圈的匝数为n，每匝线圈对应的电压为K，其中，开关管Q1与开关管Q2互补导通，开关管Q3与开关管Q4互补导通，且设开关管Q1至Q4的导通角范围为0°-180°。

简单分析可知，若开关管Q1、Q3同步导通或开关管Q2、Q4同步导通，则移相角度为0°，第一变压器T1与第二变压器T2的输出电压同时为正或同时为负，此时第一变压器T1与第二变压器T2输出电压串联，第五二极管D5和第六二极管D6不会导通，相当于在电路中去掉，由于移相角度为0°时，可知第一变压器T1的次级主线圈电压与第二变压器的次级辅助线圈电压是相加的关系，以及第一变压器T1的次级辅助线圈电压与第二变压器T2的次级主线圈电压是相加关系，则该谐振变换器的输出电压V3为2K(m+n)；若开关管Q1、Q4同步导通或开关管Q2、Q3同步导通，则移相角度为180°，简单分析可知，当移相角度为180°时，第一变压器T1与第二变压器T2的次级侧电压极性相反且电压值相等，若继电器RY1处于断开状态下，相当于第五二极管D5和第六二极管D6不存在，第一变压器T1与第二变压器T2的次级侧电压相互抵消，经过第一二极管D1至第四二极管D4整流后的输出电压为0；若继电器RY1处于闭合状态下，第一变压器T1与第二变压器T2的次级侧电压不再相互抵消，而是转换为第一二极管D1与第三二极管D3并联同步导通(同时第六二极管D6导通)或第二二极管D2与第四二极管D4并联同步导通(同时第五二极管D5导通)，相当于第一变压器T1与第二变压器T2的输出电压并联，由于移相角度为180°时，第一变压器T1的次级主线圈电压与第二变压器T2的次级辅助线圈电压是相减的关系，第一变压器T1的次级辅助线圈电压与第二变压器T2的次级主线圈电压是相减的关系，基于第一变压器T1与第二变压器T2的输出电压并联，则该谐振变换器的输出电压V4为K(m-n)，进而谐振变换器的输出电压范围为2K(m+n)/K(m-n)＝2(m+n)/(m-n)，即拓展了大于2倍以上谐振变换器的输出电压范围。进而通过第一变压器T1和第二变压器T2的次级主线圈或/和次级辅助线圈的配置以及移相角度0°-180°的控制，实现该谐振变换器的输出电压在V3-V4之间的无缝(连续)调节，即谐振变换器更为灵活地调节其输出电压范围。

根据上述可知，基于移相控制开关管实现谐振变换器的输出电压在V3-V4之间的无缝调节，并没有改变LLC谐振变换器的频率特性，因此没有改变LLC谐振变换器的增益特性。

此外，根据上述可知，第一二极管D1至第六二极管D6至少一个二极管可以替代为场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或者其他电力电子开关管，举例说明，当第一二极管至第六二极管均替换为MOSFET，可以实现双向变换器的功能，使能量双向流动。

另外，以不同电压供电的四个半桥为例，如图11所示，直流电源包括直流电源Vin1、Vin2、Vin3、Vin4；半桥开关电路包括四组半桥开关模块，第一组半桥开关模块包括开关管Q1、Q2，第二组开关模块包括开关管Q3、Q4；第三组半桥开关模块包括开关管Q5、Q6，第四组开关模块包括开关管Q7、Q8；谐振模块包括第一谐振组、第二谐振组、第三谐振组和第四谐振组，第一谐振组包括谐振电感L1、谐振电容C1和励磁电感，第二组谐振组包括谐振电感L2、谐振电容C2和励磁电感，第三谐振组包括谐振电感L3、谐振电容C3和励磁电感，第三谐振组包括谐振电感L4、谐振电容C4和励磁电感；变压器模块包括第一变压器T11、T12以及第二变压器T21、T22，第一变压器T11和第二变压器T12的次级线圈包含次级线圈和次级辅助线圈，第二变压器T21和第二变压器T22的次级线圈包含次级线圈和次级辅助线圈；第一整流模块包括第一二极管D1和第二二极管D2，第二整流模块包括第三二极管D3和第四二极管D4，第三整流模块包括第五二极管D5和第六二极管D6；滤波电路包括滤波电容C8；

开关管Q1至Q8的导通与关闭由微控制器控制，开关管Q1的第一端连接直流电源Vin1的输出端，开关管Q1的第二端依次经谐振电感L1、谐振电容C1连接第一变压器T11的初级线圈同名端，开关管Q1的第二端还连接开关管Q2的第一端，开关管Q2的第二端连接第一变压器T11的初级线圈非同名端，开关管Q2的第二端接地GND1，开关管Q2的第二端还连接直流电源Vin1的输入端，第一变压器T11的初级线圈同名端与其初级线圈非同名端之间励磁电感(图11未画)；

开关管Q3的第一端连接直流电源Vin2的输出端，开关管Q3的第二端依次经谐振电感L2、谐振电容C2连接第一变压器T12的初级线圈同名端，开关管Q3的第二端还连接开关管Q4的第一端，开关管Q4的第二端连接第一变压器T12的初级线圈非同名端，开关管Q4的第二端接地GND2，开关管Q4的第二端还连接直流电源Vin2的输入端，第一变压器T12的初级线圈同名端与其初级线圈非同名端之间设有励磁电感(图11未画)；

开关管Q5的第一端连接直流电源Vin3的输出端，开关管Q5的第二端依次经谐振电感L3、谐振电容C3连接第二变压器T21的初级线圈同名端，开关管Q5的第二端还连接开关管Q6的第一端，开关管Q6的第二端连接第二变压器T21的初级线圈非同名端，开关管Q6的第二端接地GND3，开关管Q6的第二端还连接直流电源Vin3的输入端，第二变压器T21的初级线圈同名端与初级线圈非同名端之间设有励磁电感(图11未画)；

开关管Q7的第一端连接直流电源Vin4的输出端，开关管Q7的第二端依次经谐振电感L4、谐振电容C4连接第二变压器T22的初级线圈同名端，开关管Q7的第二端还连接开关管Q8的第一端，开关管Q8的第二端连接第二变压器T22的初级线圈非同名端，开关管Q8的第二端接地GND4，开关管Q8的第二端还连接直流电源Vin4的输入端，第二变压器T22的初级线圈同名端与初级线圈非同名端之间设有励磁电感(图11未画)；

第一变压器T11的次级主线圈同名端连接第一二极管D1的正极，第一变压器T11的次级主线圈非同名端连接第一变压器T12的次级主线圈同名端，第一变压器T12的次级线圈非同名端连接第二变压器T21的次级辅助线圈同名端，第二变压器T21的次级辅助线圈非同名端连接第二变压器T22的次级辅助线圈同名端，第二变压器T22的次级辅助线圈非同名端连接第五二极管D5的正极，第一变压器T12的次级辅助线圈非同名端连接第三二极管D3的正极，第一变压器T12的次级辅助线圈同名端连接第一变压器T11的次级辅助线圈非同名端，第一变压器T11的次级辅助线圈同名端连接第二变压器T22的次级主线圈非同名端，第二变压器T22的次级主线圈同名端连接第二变压器T21的主线圈非同名端，第二变压器T21的次级主线圈同名端连接第二变压器T22次级辅助线圈非同名端；

其中，第一二极管D1与第二二极管D2串联，第三二极管D3与第四二极管D4串联，第五二极管D5与第六二极管D6串联，第一二极管D1、第一第三二极管D3和第五二极管D5的负极相互连接，第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6的正极相互连接，且第二二极管D2的正极接地；

滤波电容C8的一端连接第五二极管D5的负极，滤波电容C8的另一端连接第六二极管D6的正极；滤波电容C8的两端还并联在负载RL。

上述直流电源Vin1、Vin2、Vin3、Vin4可以向半桥开关模块提供相同电压、不同电压或不同正负电压，该谐振变换器与上一个谐振变换器工作原理相同，此处不再赘述。

实施例二

本实施例与实施例一的区别在于开关模块包括全桥开关模块，全桥开关模块与半桥开关模块相比，全桥开关模块适合更大功率场合。

其中，全桥开关模块的选择方式有很多种，如图12所示，全桥开关模块包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4；第一开关管Q1至第四开关管Q4的导通与闭合由微控制器控制；第一开关管Q1的第一端连接直流电源的输出端，第一开关管Q1的第二端连接第二开关管Q2的第一端，第二开关管Q2的第二端连接直流电源的输入端，第二开关管Q2的第二端接地；第三开关管Q3的第一端连接第一开关管Q1的第一端，第三开关管Q3的第二端连接第四开关管Q4的第一端，第四开关管Q4的第二端连接第二开关管Q2的第二端；第一开关管Q1的第二端连接对应的谐振组，更具体地说，第一开关管Q1的第二端连接对应谐振电感，第三开关管Q3的第二端对应的第一变压器或第二变压器的初级线圈非同名端。该全桥开关模块属于连接方式最简单的全桥开关模块，其成本低，应用广泛。

如图13所示，全桥开关模块包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第一电容C1、第二电容C2、第一二极管D1和第二二极管D2；第一开关管Q1至第六开关管Q6导通与关闭由微控制器控制，其中，第一开关管Q1的第一端连接直流电源的输出端，第一开关管Q1的第二端连接第二开关管Q2的第一端，第二开关管Q2的第二端连接第三开关管Q3的第一端，第三开关管Q3的第二端连接第四开关管Q4的第一端，第四开关管Q4的第二端连接直流电源的输入端，第四开关管Q4的第二端接地；第五开关管Q5的第一端连接第一开关管Q1的第一端，第五开关管Q5的第二端连接第六开关管Q6的第一端，第六开关管Q6的第二端连接第四开关管Q4的第二端；第一电容C1的一端连接第一开关管Q1的第一端，第一电容C1的另一端经第二电容C2连接第四开关管Q4的第二端；第一二极管D1的负极连接第一开关管Q1的第二端，第一二极管D1的正极连接第一电容C1的另一端；第一二极管D1的正极还连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接第三开关管Q3的第二端；第五开关管Q5的第二端连接对应的谐振组，更具体地说，第五开关管Q5的第二端连接对应的谐振电感，第二开关管Q2的第二端连接对应的第一变压器或第二变压器的初级线圈非同名端。该全桥开关模块与其他连接方式的全桥开关模块相比，其优点控制方式较多，更为灵活。

如图14所示，全桥开关模块包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；第一开关管Q1至第八开关管Q8的导通或闭合由微控制器控制；其中，第一开关管Q1的第一端连接直流电源的输出端，第一开关管Q1的第二端连接第二开关管Q2的第一端，第二开关管Q2的第二端连接第三开关管Q3的第一端，第三开关管Q3的第二端连接第四开关管Q4的第一端，第四开关管Q4的第二端连接直流电源的输入端，第四开关管Q4的第二端接地；第一电容C1的一端连接第一开关管Q1的第一端，第一电容C1的另一端经第二电容C2连接第四开关管Q4的第二端；第一二极管D1的负极连接第一开关管Q1的第二端，第一二极管D1的正极连接第一电容C1的另一端，第一二极管D1的正极还连接第二二极管D2的负极，第二二极管D2的正极连接第三开关管Q3的第二端，第二开关管Q2的第二端连接对应的第一变压器或第二变压器的初级线圈非同名端；

第五开关管Q5的第一端连接第一开关管Q1的第一端，第五开关管Q5的第二端连接第六开关管Q6的第一端，第六开关管Q6的第二端连接第七开关管Q7的第一端，第七开关管Q7的第二端连接第八开关管Q8的第一端，第八开关管Q8的第二端连接第四开关管Q4的第二端；第三电容C3的一端连接第五开关管Q5的第一端，第三电容C3的另一端经第四电容C4连接第八开关管Q8的第二端；第三二极管D3的负极连接第五开关管Q5的第二端，第三二极管D3的正极连接第三电容C3的另一端，第三二极管D3的正极连接第四二极管D4的负极，第四二极管D4的正极连接第七开关管Q7的第二端，第六开关管Q6的第二端连接对应的谐振组，第六开关管Q6的第二端连接对应的谐振电感。该全桥开关模块与其他连接方式的全桥开关模块相比，其优点能适用更高电压、更大功率的场合。

上述全桥开关模块的连接方式不局限于图12、13、14的连接方式，此处不再复赘述。

以不同电压供电的两个全桥为例，如图15所示，直流电源包括直流电源Vin1、Vin2，全桥开关电路包括两组全桥开关模块，其一全桥开关模块包括第一开关管Q11、第二开关管Q12、第三开关管Q13、第四开关管Q14，另一全桥开关模块包括第一开关管Q21、第二开关管Q22、第三开关管Q23、第四开关管Q24，谐振模块包括两组谐振组，其中一组谐振组包括谐振电容C1、谐振电感L1和励磁电感，另一组谐振组包括谐振电容C2、谐振电感L2和励磁电感，变压器模块包括第一变压器T1和第二变压器T2，第一变压器T1的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，第二变压器T2的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；第一整流模块包括第一二极管D1和第二二极管D2，第二整流模块包括第三二极管D3和第四二极管D4，第三整流模块包括第五二极管D5和第六二极管D6；滤波电路包括滤波电容C8；

直流电源Vin1的输出端连接第一开关管Q11的第一端，第一开关管Q11的第二端依次连接谐振电感L1、谐振电容C1连接第一变压器T1的初级线圈同名端，第一开关管Q11的第二端还连接第二开关管Q12的第一端，第二开关管Q12的第二端接地GND1，第二开关管Q12的第二端连接直流电源Vin1的输入端，第三开关管Q13的第一端连接第一开关管Q11的第一端，第三开关管Q13的第二端连接第一变压器T1的初级线圈非同名端，第四开关管Q14的第二端连接第二开关管Q12的第二端；

直流电源Vin2的输出端连接第一开关管Q21的第一端，第一开关管Q21的第二端依次连接谐振电感L2、谐振电容C2连接第二变压器T2的初级线圈同名端，第一开关管Q21的第二端还连接第二开关管Q22的第一端，第二开关管Q22的第二端接地GND2，第二开关管Q22的第二端连接直流电源的Vin2的输入端；第三开关管Q23的第一端连接第一开关管Q21的第一端，第三开关管Q23的第二端连接第二变压器T2的初级线圈非同名端，第三开关管Q23的第二端连接第四开关管Q24的第一端，第四开关管Q24的第二端连接第二开关管Q22的第二端；

第一变压器T1、第二变压器T2的初级线圈同名端与次级线圈非同名端之间设有对应的励磁电感(图15中未画)，第一变压器T1的次级线圈同名端连接第一二极管D1的正极，第一变压器T1的次级主线圈非同名端连接第二变压器T2的次级辅助线圈同名端，第二变压器T2的次级辅助线圈非同名端连接第五二极管D5的正极，第一变压器T1的次级辅助线圈非同名端连接第三二极管D3的正极，第一变压器T1的次级辅助线圈同名端连接第二变压器T2的次级主线圈非同名端；第二变压器T2的次级线圈同名端连接第二变压器T2的次级线圈非同名端；

其中，第一二极管D1与第二二极管D2串联，第三二极管D3与第四二极管D4串联，第五二极管D5与第六二极管D6串联，第一二极管D1、第一第三二极管D3和第五二极管D5的负极相互连接，第二二极管D2、第四二极管D4和第六二极管D6的正极相互连接，且第二二极管D2的正极接地；

滤波电容C8的一端连接第五二极管D5的负极，滤波电容C8的另一端连接第六二极管D6的正极；滤波电容C8的两端还并联在负载RL。

上述直流电源Vin1、Vin2可以向全桥开关模块提供相同电压、不同电压或不同正负电压，该谐振变换器的工作原理与实施例一的谐振变换器的工作原理相似，此处不再赘述。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种宽范围串并联无缝转换的谐振变换器，包括依次电连接的直流电源、开关电路、谐振电路、整流电路以及整流电路；所述开关电路接受外部控制器控制；其特征在于，所述谐振电路包括谐振模块和变压器模块，所述整流电路包括第一整流模块、第二整流模块和第三整流模块，所述开关电路包括2N组开关模块，所述谐振模块包括2N组谐振组，所述变压器模块包括N个第一变压器和N个第二变压器，N≥1；所述第一变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈，所述第二变压器的次级线圈包含次级主线圈和次级辅助线圈；其中，

所述第一变压器的初级线圈同名端经对应所述谐振组连接至对应所述开关模块的一端，所述第一变压器的初级线圈非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；所述第二变压器的初级线圈同名端经对应所述谐振组连接至对应所述开关模块的一端，所述第二变压器的初级线圈非同名端连接至对应所述开关模块的另一端；

若N＝1时，所述第一变压器的次级主线圈同名端连接至所述第一整流模块的桥臂中点，所述第一变压器的次级主线圈非同名端连接至所述第二变压器的次级辅助线圈同名端，所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端连接至所述第三整流模块的桥臂中点；所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端连接至所述第二整流模块的桥臂中点，所述第一变压器的次级辅助线圈同名端连接至所述第二变压器的次级主线圈非同名端，所述第二变压器的次级主线圈同名端连接至所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端；或

若N＞1时，第一个所述第一变压器的次级主线圈同名端连接至所述第一整流模块的桥臂中点，第一个所述第一变压器的次级主线圈非同名端连接第二个所述第一变压器的次级主线圈同名端，相邻所述第一变压器的次级主线圈非同名端与次级主线圈同名端相连，第N个所述第一变压器的次级主线圈非同名端连接第一个所述第二变压器的次级辅助线圈同名端，第一个所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与第二个所述第二变压器的次级辅助同名端相连，相邻所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与次级辅助线圈同名端相连，第N个所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端连接所述第三整流模块的桥臂中点；第N个所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端连接至所述第二整流模块的桥臂中点，第N个所述第一变压器的次级辅助线圈同名端与第N-1个所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端，相邻所述第一变压器的次级辅助线圈同名端与次级辅助线圈非同名端相连，第一个所述第一变压器的次级辅助线圈同名端连接至所述第N个第二变压器的次级主线圈非同名端，第N个所述第二变压器的次级主线圈同名端与第N-1个所述第二变压器的次级主线圈非同名端相连，相邻所述第二变压器的次级主线圈同名端与次级主线圈非同名端相连，第一个所述第二变压器的次级主线圈同名端与第N个所述第二变压器的次级主线圈非同名端相连。

2.根据权利要求1所述的谐振变换器，其特征在于，若N＝1时，所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与所述第三整流模块的桥臂中点之间设有继电器；或

若N＞1时，第N个所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端与所述第三整流模块的桥臂中点之间设有继电器。

3.根据权利要求1或2所述的谐振变换器，其特征在于，所述直流电源包括单个直流电源或多个直流电源或多个正负直流电源。

4.根据权利要求1所述的谐振变换器，其特征在于，所述开关模块包括半桥开关模块或全桥开关模块。

5.根据权利要求3所述的谐振变换器，其特征在于，所述开关模块包括半桥开关模块或全桥开关模块。

6.根据权利要求4所述的谐振变换器，其特征在于，所述半桥开关模块包括两个开关管；其一所述开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，其一所述开关管的第二端连接对应所述谐振组，其一所述开关管的第二端还连接另一所述开关管的第一端；另一所述开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，另一所述开关管的第二端接地，另一所述开关管的第二端还连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

7.根据权利要求4所述的谐振变换器，其特征在于，所述半桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第四开关管的第二端接地；所述第一电容的一端连接所述第一开关管的第一端，所述第一电容的另一端经所述第二电容连接所述第四开关管的第二端；所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的第二端，所述第一二极管的正极连接所述第一电容的另一端，所述第一二极管的正极连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第三开关管的第二端；所述第二开关管的第二端连接对应所述谐振组，所述第一二极管的正极还连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

8.根据权利要求4所述的谐振变换器，其特征在于，所述全桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第二开关管的第二端接地；所述第三开关管的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述第二开关管的第二端；所述第一开关管的第二端连接对应所述谐振组，所述第三开关管的第二端连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

9.根据权利要求4所述的谐振变换器，其特征在于，所述全桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一电容、第二电容、第一二极管和第二二极管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第四开关管的第二端接地；所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述第六开关管的第一端，所述第六开关管的第二端连接所述第四开关管的第二端；所述第一电容的一端连接所述第一开关管的第一端，所述第一电容的另一端经所述第二电容连接所述第四开关管的第二端；所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的第二端，所述第一二极管的正极连接所述第一电容的另一端，所述第一二极管的正极还连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第三开关管的第二端；所述第五开关管的第二端连接对应所述谐振组，所述第二开关管的第二端连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端。

10.根据权利要求4所述的谐振变换器，其特征在于，所述全桥开关模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管；所述第一开关管的第一端连接所述直流电源的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接所述第三开关管的第一端，所述第三开关管的第二端连接所述第四开关管的第一端，所述第四开关管的第二端连接所述直流电源的输入端，所述第四开关管的第二端接地；所述第一电容的一端连接所述第一开关管的第一端，所述第一电容的另一端经所述第二电容连接所述第四开关管的第二端；所述第一二极管的负极连接所述第一开关管的第二端，所述第一二极管的正极连接所述第一电容的另一端，所述第一二极管的正极还连接所述第二二极管的负极，所述第二二极管的正极连接所述第三开关管的第二端，所述第二开关管的第二端连接对应所述第一变压器或所述第二变压器的初级线圈非同名端；

所述第五开关管的第一端连接所述第一开关管的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述第六开关管的第一端，所述第六开关管的第二端连接所述第七开关管的第一端，所述第七开关管的第二端连接所述第八开关管的第一端，所述第八开关管的第二端连接所述第四开关管的第二端；所述第三电容的一端连接所述第五开关管的第一端，所述第三电容的另一端经所述第四电容连接所述第八开关管的第二端；所述第三二极管的负极连接所述第五开关管的第二端，所述第三二极管的正极连接所述第三电容的另一端，所述第三二极管的正极连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接所述第七开关管的第二端，所述第六开关管的第二端连接对应所述谐振组。

11.根据权利要求6所述的谐振变换器，其特征在于，所述第一整流模块包括第一二极管和第二二极管；所述第二整流模块包括第三二极管和第四二极管；所述第三整流模块包括第五二极管和第六二极管；所述第一二极管与所述第二二极管串联，所述第三二极管与所述第四二极管串联，所述第五二极管与所述第六二极管串联，所述第一二极管、所述第三二极管和所述第五二极管的负极相互连接，所述第二二极管、所述第四二极管和所述第六二极管的正极相互连接，所述第二二极管的正极接地；

若N＝1时，所述第一二极管的正极连接至所述第一变压器的次级主线圈同名端，所述第三二极管的正极连接至所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端，所述第五二极管的正极经连接所述第二变压器的次级辅助线圈非同名端；

若N＞1时，所述第一二极管的正极连接第一个所述第一变压器的次级主线圈同名端，所述第三二极管的正极连接第N个所述第一变压器的次级辅助线圈非同名端，所述第五二极管的正极连接第N个所述第二变压器的次级主线圈非同名端。

12.根据权利要求11所述的谐振变换器，其特征在于，所述开关管包括场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管，所述第一二极管至所述第六二极管至少一个二极管替代为场效应管或绝缘双极型晶体管。

13.根据权利要求2所述的谐振变换器，其特征在于，所述继电器替代为双向开关。