CN114244122A - 一种半桥llc恒功率宽范围变换器拓扑和电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑和电路，包括开关单元、半桥LLC变换器单元，半桥LLC变换器单元的全桥整流电路的输出连接滤波电路，将二个变换器变压器初级的LLC半桥变换器进行并联或串联，将相邻二个变压器次级通过可控开关连接在一起，在控制开关断开时，变压器次级输出整流部分工作于并联模式，满足低电压大电流输出的需求；在控制开关闭合时，变压器次级输出整流部分工作于串联模式，从而满足高电压输出的需求，实现宽输出电压目的。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑和电路。
背景技术
DC-DC变换器是实现电气系统电能变换和传输的重要电气设备，广泛应用于电力电子技术领域、通信电源领域、LED照明电源领域和一些实验电源等领域。DC-DC变换器能够实现将输入直流电变换为另一固定或可调的直流电，包括直流-直流的直接变换，直流-交流-直流的间接变换；直接变换一般为不带变压器隔离的直接变换，而间接变换在变换器中间加入了交流环节，通常在输入输出间用变压器进行隔离，因此也被称为直流隔离变换器。
在各领域中，需要DC-DC变换器具有宽范围的输出电压，同时转换器效率要求越来越高。LLC半桥谐振变换器以其高效率、高功率密度、开关数量少、控制简单等优点成为现今倍受青睐的热门拓扑， 但其一般用于恒压输出场合，若用于宽范围输出电压的应用，则开关频率范围比较宽，而在低电压输出时往往开关频率较高，有较大的开关损耗，因此传统LLC 半桥谐振变换器被认为不适合应用于宽范围输出。
为了满足宽输出电压范围和恒功率的要求，采用的DC-DC变换器拓扑基本都为通过电子开关（继电器、半导体开关管等）以及逻辑控制电路，通过不同组合的开关切换实现输出电压的宽范围，有通过开关切换改变多绕组变压器初级或次级绕组的串并联，也有通过开关切换改变多路输出的串并联、还有通过开关切换利用二极管倍压整流原理实现输出电压的宽范围；这些技术虽然能够实现恒功率宽范围的电压输出，但是增加了额外成本，同时增加了设备的体积，比如通过切换变压器匝比的方案，变压器往往绕组涉及复杂且体积较大，另外切换复杂、切换时间长，需要停机较长时间实现切换，而且在并联段串联段的过载保护还需要考虑这些器件应力，切换过电压浪涌抑制，特别是在更大功率需求时该类问题更为突出，严重影响实际使用。
因此，如何拓展LLC 半桥谐振变换器的输出电压范围，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑和电路，通过将二个变换器变压器初级的LLC半桥变换器进行并联或串联，将二个变压器次级通过可控开关连接在一起，在控制开关断开时，变压器次级输出整流部分工作于并联模式，满足低电压大电流输出的需求；在控制开关闭合时，变压器次级输出整流部分工作于串联模式，从而满足高电压输出的需求，实现宽输出电压目的。
第一方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，包括一个开关单元、一个半桥LLC变换器单元Ⅰ，半桥LLC变换器单元Ⅰ包括二个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路；第一半桥LLC变换器中的第一变压器次级异名端连接开关单元的一端，开关单元的另一端连接第二半桥LLC变换器中的第二变压器的次级同名端；第一半桥LLC单元与第二半桥LLC单元并联连接，第一全桥整流电路的输出与第二全桥整流电路的输出并联连接。
本发明进一步设置为：在开关单元导通时，二个半桥LLC变换器的输出串联连接，在开关单元断开时，二个半桥LLC变换器的输出并联连接。
第二方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，包括滤波单元、至少一个如第一方面所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑并联连接；所有半桥LLC单元输入端并联连接；所有半桥LLC变换器中的全桥整流电路输出端并联连接，并与滤波单元连接。
第三方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，包括两个半桥LLC变换器单元Ⅱ、两个开关单元，各半桥LLC变换器单元Ⅱ包括两个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路；两个半桥LLC单元串联连接，串联点作为电平平衡点，两个半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合并联连接，电平平衡点之间连接平衡电阻；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器次级异名端通过第一开关单元，连接第二半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器次级同名端；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器次级异名端通过第二开关单元，连接第二半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器次级同名端，所有全桥整流电路并联连接。
第四方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，包括滤波单元、至少一个第三方面所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑并联连接；所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻两个所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的电平平衡点之间连接平衡电阻；所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑中的全桥整流电路输出端并联连接，并与滤波单元连接。
第五方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，包括M个半桥LLC变换器单元Ⅱ、M个开关单元、M-1个平衡电阻，各半桥LLC变换器单元Ⅱ包括两个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路，两个半桥LLC单元串联连接，串联点作为电平平衡点；所有半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合的电平平衡点之间连接平衡电阻；第i半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器次级异名端通过第i开关单元，连接第i+1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器次级同名端；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器次级异名端通过第M开关单元，连接第M半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器次级同名端，所有全桥整流电路并联连接，其中，M为大于等于3的正整数，i为小于M的正整数。
第六方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑控制方法，采用如第五方面所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，第i半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第一开关管的开关时序，与第i+1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第二开关管的开关时序相同，第N半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第一开关管的开关时序，与第1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第二开关管的开关时序相同。
第七方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，包括滤波单元、至少一个如第六方面所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的所有全桥整流电路并联连接，且与连接滤波电路连接。
第八方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑控制方法，采用本申请所述半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，各路所述半桥LLC恒功率宽范围变换器电路的开关时序交错，交错度等于360度被电路数量等分值；或对电路进行分组，各组间的开关时序交错，交错度等于360度被电路分组数量等分值；或在电路内进行开关时序交错，交错度等于360度被拓扑路数量等分值；或在同一拓扑内进行开关时序交错，交错度等于360度被半桥LLC变换器单元数量等分值，二个变压器次级相连接对应的变压器初级所连接的半桥LLC单元，采用同一开关时序。
第九方面，本发明的上述发明目的通过以下技术方案得以实现：
一种半桥LLC单元，包括半桥电路和LLC电路，半桥包括两个串联连接的开关功率管，第一开关功率管的输入端用于连接直流正输入端，其输出端连接第二开关功率管的输入端、第二电感的另一端，第二开关功率管的输出端用于连接直流负输入端；LLC电路包括二个电感和二个电容，第一电容的一端连接第一开关功率管的输入端，第二电容的一端连接第二开关功率管的输出端，第一电容的另一端连接第二电容的另一端、第一电感的一端，第一电感的另一端连接第二电感的一端，第一电感的两端用于并联连接变压器初级。
与现有技术相比，本申请的有益技术效果为：
1.本申请通过在相邻两个LLC半桥变换器的次级之间连接控制开关，根据控制开关的不同状态，拓展输出电压范围；
2.进一步地，本申请通过设置多组LLC半桥变换器拓扑，进一步拓展输出电压范围，满足了宽范围、恒功率输出需要；
3.进一步地，本申请通过控制LLC半桥的开关时序，减小了输入输出纹波电流。
附图说明
图1是本申请的一个具体实施例的变换器拓扑结构示意图；
图2是本申请的一个具体实施例的变换器电路结构示意图；
图3是本申请的一个具体实施例的变换器电路正半周工作结构示意图；
图4是本申请的一个具体实施例的变换器电路负半周工作结构示意图；
图5是本申请的一个具体实施例的变换器拓扑等效结构示意图；
图6是本申请的一个具体实施例的变换器拓扑原理示意图；
图7是本申请的又一个具体实施例的变换器拓扑原理示意图；
图8是本申请的又一个具体实施例的变换器拓扑原理示意图；
图9是本申请的又一个具体实施例的变换器拓扑原理示意图；
图10是本申请的又一个具体实施例的变换器拓扑原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
具体实施例一
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，如图1所示，包括一个开关单元、一个半桥LLC变换器单元Ⅰ，半桥LLC变换器单元Ⅰ包括二个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路；第一半桥LLC变换器中的第一变压器TA次级绕组的异名端连接开关单元K1的一端，开关单元K1的另一端连接第二半桥LLC变换器中的第二变压器TB次级绕组的次级同名端；第一半桥LLC单元与第二半桥LLC单元并联连接。
第一半桥LLC变换器中的第一半桥LLC单元包括由二个功率开关管组成的半桥和LLC单元，第一功率开关管MA1的输入端，作为第一半桥LLC单元的输入正端，连接直流输入电压正端VIN+，其输出端连接第二功率开关管MA2的输入端，第二功率开关管MA2的输出端，作为第一半桥LLC单元的输入负端，连接直流输入电压负端VIN-。
LLC单元包括第一电感LSA、第二电感LMA、第一电容CSA1、第二电容CSA2，第一电感LSA的一端连接第一功率开关管MA1的输出端，第一电感LSA的另一端连接第二电感LMA的一端、变压器TA初级绕组的一端，第二电感LMA的另一端连接变压器TA初级绕组的另一端、第一电容CSA1的一端、第二电容CSA2的一端，第一电容CSA1的另一端连接直流输入电压正端，第二电容CSA2的另一端连接直流输入电压负端。
第二半桥LLC变换器中的第二半桥LLC单元结构与第一半桥LLC变换器中的第一半桥LLC单元结构相同，不再赘述。
第一半桥LLC单元、第二半桥LLC单元并联连接，第一半桥LLC单元的输入正端连接第二半桥LLC单元的输入正端，第一半桥LLC单元的输入负端连接第二半桥LLC单元的输入负端。
第一半桥LLC变换器中的第一全桥整流电路的输入，连接第一次级绕组的两端，第二半桥LLC变换器中的第二全桥整流电路的输入，连接第二次级绕组的两端。
第一次级绕组是第一半桥LLC变换器中的次级绕组，第二次级绕组是第二半桥LLC变换器中的次级绕组。
第一全桥整流电路的输出端与第二全桥整流电路的输出端并联连接，作为半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的输出端VO+/ VO-。
四个整流二极管，DA1、DA2、DA3、DA4，组成第一全桥整流电路，其正输出端作为半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的正输出端VO+，其负输出端作为半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的负输出端VO-。
具体实施例二
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，如图2所示，包括滤波电路和具体实施例一中所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，滤波电路连接半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的输出，滤波电路包括滤波电容CO1，连接在半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的两个输出端之间的电阻R1，作为半桥LLC恒功率宽范围变换器电路的总负载。
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，其工作原理为：当控制开关K1断开时，变压器次级输出整流部分工作于并联模式，从而满足低电压大电流输出的需求；当控制开关K1闭合，变压器次级输出整流部分工作于串联模式，从而满足高电压输出的需求。
第一半桥LLC单元、第二半桥LLC单元的控制时序相同。
具体地，当控制开关K1断开时，变压器次级输出整流部分工作于并联模式，第一半桥LLC变换器与第二半桥LLC变换器分别单独工作，在结构上是上下两路DC-DC变换器，其输入端并联，其输出端并联。属于多路DC-DC变换器的并联使用，增大了输出电流。
当控制开关K1闭合，第一半桥LLC变换器中的第一次级绕组的异名端与第二半桥LLC变换器的第二次级绕组的同名端连接，两个交级绕组串联连接。
在次级绕组正半周工作时，如图3所示，变压器次级侧电流流向如图3虚线所示，由TA-DA1- (滤波CO1与总负载R1并联分流)-DB4 -TB-K1-TA；变压器TA、TB次级侧串联，次级电压之和减去DA1、DB4压降后加在输出总负载上，从而实现了串联对负载供电，电压约为并联工作时的2倍，电流约为并联工作时的一半，从而实现了提高电压，也实现了输出电压电流的乘积不变，即输出功率不变。
在次级绕组负半周工作时，如图4所示，变压器次级侧电流流向如图4虚线所示，由TA-K1-TB- DB2- (滤波CO1与总负载R1并联分流)-DA3 -TA；变压器TA、TB次级侧串联，次级电压之和减去DA3、DB2压降后加在输出总负载上，从而实现了串联对负载供电，电压约为并联工作时的2倍，电流约为并联工作时的一半，从而实现了提高电压，也实现了输出电压电流的乘积不变，即输出功率不变。
此时的全桥整流电路由整流二极管DA3、DA1、DB2、DB4组成，二个次级绕组级成一个绕组。
两个变压器初级的半桥工作开关逻辑相同，输出并联时次级侧切换开关断开，串联时切换开关闭合，为分析简便，将原理图简化，如图5所示。
在本申请的另一具体实施例中，包括至少二个具体实施例一中所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，增大输出电流，或提高输出电压，以满足不同的需求。
将具体实施例一中所述一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑作为一组，当多组并联时，根据并联数量的多少，进行初级侧开关时序的调整，如具体实施例一中所述，只有二组并联，如图6所示，则二组变换器拓扑中的初级侧的开关时序进行180度交错。
如果是三组并联，则三组变换器拓扑中的初级侧的开关时序进行120度交错。
以此类推，不在赘述。
不同半桥LLC变换器的之间适当的开关时序交错，能够达到减小输入输出纹波电流的目的。
具体实施例三
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，如图7所示，包括两个半桥LLC变换器单元Ⅱ、两个开关单元，两个半桥LLC变换器单元Ⅱ结构相同。
第一半桥LLC变换器单元Ⅱ包括两个结构相同的半桥LLC变换器A/B，半桥LLC变换器A中的变压器TA初级连接半桥LLC单元，次级连接第一全桥整流电路。
半桥LLC变换器A/B中的A半桥LLC单元与半桥LLC变换器B中的B半桥LLC单元串联连接，串联点M1作为第一电平平衡点。A半桥LLC单元和B半桥LLC单元的串联连接作为第一半桥LLC变换器单元Ⅱ的第一半桥LLC单元串联组合。
第二半桥LLC变换器单元Ⅱ的第二半桥LLC单元串联组合，C半桥LLC单元和D半桥LLC单元的串联连接组合，串联点M2作为第二电平平衡点。
第一半桥LLC单元串联组合和第二半桥LLC单元串联组合并联连接，第一电平平衡点、第二电平平衡点之间连接平衡电阻Rm1；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器TA 次级异名端通过第一开关单元K1，连接第二半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器TD次级同名端；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器TB次级异名端通过第二开关单元K2，连接第二半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器TC次级同名端，所有变压器次级的全桥整流电路并联连接。
为降低电子开关功率管耐压，或在电子开关功率管耐压不变的情况下，能够提高输入电压范围，选择三电平拓扑结构，由于谐振电感电容等参数存在差异性，变压器初级侧上下两路易出现不均压问题，在上下两个半桥的串联点M1或M2的电压不等于输入电压一半，为克服这种情况，在串联点之间连接平衡电阻Rm1。
具体地，第一半桥LLC变换器单元Ⅱ的开关时序与第二半桥LLC变换器单元Ⅱ的开关时序，进行交错，实现减小输入输出纹波电流的目的。
如A半桥LLC单元和D半桥LLC单元的开关时序相同、C半桥LLC单元和B半桥LLC单元开关时序相同，A/D半桥LLC单元与B/C半桥LLC单元进行180度时序交错。 具体实施例四
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，如图8所示，包括滤波电路、二路具体实施例三所示的半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑结构，第一路半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑结构，包括ABCD四个LLC单元，对应的ABCD四个变压器次级绕组和全桥整流电路，AB二个LLC单元串联连接，其串联点为M1，CD二个LLC单元串联连接，其串联点为M2，AB二个LLC单元串联组合与CD二个LLC单元串联组合并联连接，在串联点M1和M2之间连接平衡电阻Rm1。
变压器TA次级绕组的异名端，通过开关单元K1连接变压器TD次级绕组的同名端；变压器TB次级绕组的异名端，通过开关单元K2连接变压器TC次级绕组的同名端，变压器TA次级绕组连接的A全桥整流电路、变压器TB次级绕组连接的B全桥整流电路、变压器TC次级绕组连接的C全桥整流电路、变压器TD次级绕组连接的D全桥整流电路并联连接。
同样地，第二路半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑结构，包括EFGH四个LLC单元，对应的EFGH四个变压器次级绕组和全桥整流电路，EF二个LLC单元串联连接，其串联点为M3，GH二个LLC单元串联连接，其串联点为M4，EF二个LLC单元串联组合与GH二个LLC单元串联组合并联连接，在串联点M3和M4之间连接平衡电阻Rm3。
变压器TE次级绕组的异名端，通过开关单元K3连接变压器TH次级绕组的同名端；变压器TF次级绕组的异名端，通过开关单元K4连接变压器TG次级绕组的同名端，变压器TE次级绕组连接的E全桥整流电路、变压器TF次级绕组连接的F全桥整流电路、变压器TG次级绕组连接的G全桥整流电路、变压器TH次级绕组连接的H全桥整流电路并联连接。
在第一路半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑结构的串联点M2、第二路半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑结构的串联点M3之间，连接平衡电阻Rm2。
所有全桥整流电路的输出端VO+/VO-，连接滤波电容CO1和总负载R1。
在图中，半桥LLC单元A和半桥LLC单元D开关时序相同、半桥LLC单元C和半桥LLC单元B开关时序相同、半桥LLC单元E和半桥LLC单元H开关时序相同、半桥LLC单元G和半桥LLC单元F开关时序相同；4组时序等分360度，半桥LLC单元A/D、半桥LLC单元C/F、半桥LLC单元E/H、半桥LLC单元G/B可依次相移90度进行交错工作；
或者，对半桥LLC单元分组，同一组内的半桥LLC单元开关时序相同，如半桥LLC单元A/B/E/H为一组， 半桥LLC单元C/B/G/F 为另一组，半桥LLC单元A、半桥LLC单元D、半桥LLC单元E、半桥LLC单元H开关时序相同，半桥LLC单元C、半桥LLC单元B、半桥LLC单元G、半桥LLC单元F开关时序相同，半桥LLC单元A/B/E/H和半桥LLC单元C/B/G/F 按照180度交错工作，2组时序等分360度。
在本申请的另一个具体实施例中，包括多于二路的具体实施例三所示的半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑结构，所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑并联连接；所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻两个所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的电平平衡点之间连接平衡电阻；所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑中的全桥整流电路输出端并联连接，并与滤波单元连接。
具体实施例五
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，如图9所示，包括3个半桥LLC变换器单元Ⅱ、3个开关单元、2个平衡电阻，3个半桥LLC变换器单元Ⅱ结构相同。各半桥LLC变换器单元Ⅱ包括两个结构相同的半桥LLC变换器；半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路，两个半桥LLC单元串联连接，串联点作为电平平衡点；所有半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合的电平平衡点之间连接平衡电阻。
第1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器TA次级异名端，通过第1开关单元K1，连接第2半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器TD次级同名端；第2半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器TC次级异名端，通过第2开关单元K2，连接第3半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器TF次级同名端；第1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器TB次级异名端，通过第3开关单元K3，连接第3半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器TE次级同名端，所有全桥整流电路并联连接。
具体实施例六
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，如图9所示，包括滤波电路和具体实施例五所述的半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，滤波电路连接具体实施例五所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的输出端。
其LLC半桥控制时序为：半桥LLC单元A和半桥LLC单元D开关时序相同、半桥LLC单元C和半桥LLC单元F开关时序相同、半桥LLC单元E和半桥LLC单元B开关时序相同，半桥LLC单元A/D、半桥LLC单元C/F和半桥LLC单元E/B两两组开关时序,进行120度交错，3组开关时序等分360度。
具体实施例七
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，如图10所示，4个半桥LLC变换器单元Ⅱ、4个开关单元、3个平衡电阻，4个半桥LLC变换器单元Ⅱ结构相同。
与具体实施例五相比，多了一路半桥LLC变换器单元Ⅱ、1个开关单元、1个平衡电阻，具体地，增加了一路半桥LLC变换器单元Ⅱ，包括二个半桥LLC单元G/H，相应地变压器TG/TH及相应地全桥整流电路。
所有半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合的电平平衡点之间连接平衡电阻，在二个半桥LLC单元G/H的串联点M4处，与二个半桥LLC单元E/F的串联点M3处，连接平衡电阻Rm3。
第1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器TA次级异名端，通过第1开关单元K1，连接第2半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器TD次级同名端；第2半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器TC次级异名端，通过第2开关单元K2，连接第3半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器TF次级同名端；第3半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器TE次级异名端，通过第3开关单元K3，连接第4半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器TH次级同名端；第1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器TB次级异名端，通过第4开关单元K4，连接第4半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器TG次级同名端，所有全桥整流电路并联连接。
对于多于4个半桥LLC变换器单元Ⅱ，以此类推。
具体实施例八
本申请的一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，如图10所示，包括滤波电路和具体实施例七所述的半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，滤波电路连接具体实施例七所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的输出端。
其LLC半桥控制时序为：半桥LLC单元A和半桥LLC单元D开关时序相同、半桥LLC单元C和半桥LLC单元F开关时序相同、半桥LLC单元E和半桥LLC单元H开关时序相同、半桥LLC单元G和半桥LLC单元B开关时序相同，半桥LLC单元A/D、半桥LLC单元C/F、半桥LLC单元E/H、半桥LLC单元G/B可依次相移90度进行交错工作，对360进行4等分。
对于多于4个半桥LLC变换器单元Ⅱ，以此类推。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，其特征在于：包括一个开关单元、一个半桥LLC变换器单元Ⅰ，半桥LLC变换器单元Ⅰ包括二个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路；第一半桥LLC变换器中的第一变压器次级异名端连接开关单元的一端，开关单元的另一端连接第二半桥LLC变换器中的第二变压器的次级同名端；第一半桥LLC单元与第二半桥LLC单元并联连接，第一全桥整流电路的输出与第二全桥整流电路的输出并联连接。
2.根据权利要求1所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，其特征在于：在开关单元导通时，二个半桥LLC变换器的输出串联连接，在开关单元断开时，二个半桥LLC变换器的输出并联连接。
3.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，其特征在于：包括滤波单元、至少一个如权利要求1所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑并联连接；所有半桥LLC单元输入端并联连接；所有半桥LLC变换器中的全桥整流电路输出端并联连接，并与滤波单元连接。
4.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，其特征在于：包括两个半桥LLC变换器单元Ⅱ、两个开关单元，各半桥LLC变换器单元Ⅱ包括两个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路；两个半桥LLC单元串联连接，串联点作为电平平衡点，两个半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合并联连接，电平平衡点之间连接平衡电阻；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器次级异名端通过第一开关单元，连接第二半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器次级同名端；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器次级异名端通过第二开关单元，连接第二半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器次级同名端，所有全桥整流电路并联连接。
5.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，其特征在于：包括滤波单元、至少一个如权利要求4所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑并联连接；所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻两个所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的电平平衡点之间连接平衡电阻；所有半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑中的全桥整流电路输出端并联连接，并与滤波单元连接。
6.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，其特征在于：包括M个半桥LLC变换器单元Ⅱ、M个开关单元、M-1个平衡电阻，各半桥LLC变换器单元Ⅱ包括两个结构相同的半桥LLC变换器，半桥LLC变换器中的变压器初级连接半桥LLC单元，次级连接全桥整流电路，两个半桥LLC单元串联连接，串联点作为电平平衡点；所有半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合并联连接，相邻半桥LLC变换器单元Ⅱ中的半桥LLC单元串联组合的电平平衡点之间连接平衡电阻；第i半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一个变压器次级异名端通过第i开关单元，连接第i+1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二变压器次级同名端；第一半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第二个变压器次级异名端通过第M开关单元，连接第M半桥LLC变换器单元Ⅱ中的第一变压器次级同名端，所有全桥整流电路并联连接，其中，M为大于等于3的正整数，i为小于M的正整数。
7.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑控制方法，其特征在于：
采用如权利要求6所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，第i半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第一开关管的开关时序，与第i+1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第二开关管的开关时序相同，第N半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第一开关管的开关时序，与第1半桥LLC变换器单元Ⅱ中的LLC半桥单元的第二开关管的开关时序相同。
8.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，其特征在于：包括滤波单元、至少一个如权利要求6所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑，所述半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑的所有全桥整流电路并联连接，且与连接滤波电路连接。
9.一种半桥LLC恒功率宽范围变换器拓扑控制方法，其特征在于：采用如权利要求3或5或8所述半桥LLC恒功率宽范围变换器电路，各路所述半桥LLC恒功率宽范围变换器电路的开关时序交错，交错度等于360度被电路数量等分值；或对电路进行分组，各组间的开关时序交错，交错度等于360度被电路分组数量等分值；或在电路内进行开关时序交错，交错度等于360度被拓扑路数量等分值；或在同一拓扑内进行开关时序交错，交错度等于360度被半桥LLC变换器单元数量等分值，二个变压器次级相连接对应的变压器初级所连接的半桥LLC单元，采用同一开关时序。
10.一种半桥LLC单元，其特征在于：包括半桥电路和LLC电路，半桥包括两个串联连接的开关功率管，第一开关功率管的输入端用于连接直流正输入端，其输出端连接第二开关功率管的输入端、第二电感的另一端，第二开关功率管的输出端用于连接直流负输入端；LLC电路包括二个电感和二个电容，第一电容的一端连接第一开关功率管的输入端，第二电容的一端连接第二开关功率管的输出端，第一电容的另一端连接第二电容的另一端、第一电感的一端，第一电感的另一端连接第二电感的一端，第一电感的两端用于并联连接变压器初级。
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