CN117118243A - 宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器及控制方法，与传统谐振变换器相比，所提出的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器能够使用低耐压的全控型开关器件实现宽范围谐振变换器调压，拓扑结构简单，成本低，降低了变压器产生电压尖峰和振荡问题的可能性。本发明提供的用于所提出的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的控制方法结构简单且易于实现，能够在有限开关频率范围内实现输出电压在整个电压增益范围内调节，所有全控型开关器件零电压开通，所有二极管零电流关断，而且，全控型开关器件承受电流应力小，系统效率高，广泛应用于城轨列车及家用电动汽车电池、发光二极管驱动器、可编程电源等领域。

Description

宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器及控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器及控制方法。
背景技术
近年来，电动汽车的普及以及分布式发电的应用对DC-DC变换器提出了新的要求。DC-DC变换器分为隔离型和非隔离型变换器，隔离型变换器由于变压器的存在，输入端与输出端实现电气隔离，有效的保证了人员和设备的安全。现有的隔离型变换器中，谐振变换器由于具有实现软开关的能力，能够有效地减小开关损耗，在高频功率变换领域得到广泛的重视和研究。
谐振DC-DC变换器包括LC串联谐振变换器、LC并联谐振变换器以及串并联谐振变换器如LLC、LCC等谐振变换器。LC串联谐振变换器通过对电路参数优化能够实现全控型开关器件零电压开通，二极管零电流关断，但是输出电压调整能力差是LC串联谐振变换器的一大缺点。LC并联谐振变换器轻载时变换器工作范围较窄，工作效率低。LLC谐振变换器综合了LC串联谐振变换器和LC并联谐振变换器的优点，具有轻载时变换器效率高、频率调节范围窄的特点，通过对电路参数优化能够实现变换器全控型开关器件零电压开通，二极管零电流关断。LCC谐振变换器是在LC串联谐振变换器的基础上增加了一个并联电容而来，变压器利用率高，但是LCC变换器中的两个电容都很大，成本也随之增加。控制电路成本高、控制方法以及谐振参数设计复杂是串并联谐振变换器的主要缺陷。
此外，在传统的谐振变换器中，全桥谐振变换器被认为是控制复杂、全控型开关器件数量多的复杂结构。相比之下，半桥结构更具吸引力，采用的全控型开关器件数量更少，结构更为简单。然而，传统的半桥谐振变换器变压器副边绕组侧采用全桥整流电路，二极管数量较多，而且，若想实现变换器宽范围升、降压，就要增加副边绕组匝数，而匝数增大容易导致变压器寄生参数增大，如漏感和分布电容等，从而产生电压尖峰和振荡问题。而且，传统的半桥谐振变换器的电压调节能力并不突出，这限制了一些需要宽或全输出电压范围的应用，例如城轨列车及家用电动汽车电池、发光二极管驱动器、可编程电源等。
为了在需要宽或全输出电压范围的应用中更好的实现输出电压调节，人们提出了许多用于谐振变换器的控制方法。其中一种常见方法是固定占空比的频率调制方法，变换器的输出电压通过改变开关频率进行调节。当谐振变换器工作在谐振频率以下时，全控型开关器件无法实现零电压开关。然而，全控型开关器件零电压开关是谐振变换器的主要优势所在。当谐振变换器工作在谐振频率以上时，全控型开关器件能够实现零电压开关，但由于全控型开关器件的限制，在轻载下将开关频率无限增大并不现实。此外，谐振变换器采用固定占空比的频率调制方法时，并不能实现输出电压全范围调节。固定频率的脉冲宽度调制方法是谐振变换器实现输出电压调节的另一种常见方法。当谐振变换器采用固定频率的脉冲宽度调制方法工作在谐振频率时，无论负载如何变化，谐振变换器均可以实现输出电压全范围调节。固定频率的脉冲宽度调制方法可分为两类，即对称脉冲宽度调制方法和不对称脉冲宽度调制方法。谐振变换器在对称脉冲宽度调制方法下工作时，全控型开关器件无法实现软开关，这将导致高的开关损耗，系统效率低。而采用不对称脉冲宽度调制方法，全控型开关器件能够实现软开关，但是，不对称脉冲宽度调制方法的一个缺点是变换器承受的电流应力较大，导致系统效率低下。Mustafa A等人在文献“Dual phase LLC resonantconverter with variable frequency zero circulating current phase-shiftmodulation for wide input voltage range applications”中采用了固定频率的相移调制方法，能够实现输出电压全范围调节，然而，这种方法仅适用于具有全桥配置和谐振回路的谐振变换器。文献“Performance Improvement of PWM Control Methods for VoltageStep-Down in Series Resonant DC-DC Converters”中分析了半桥串联谐振变换器和全桥串联谐振变换器的几种改进控制方法，但是这些控制方法的性能均无法和不对称脉冲宽度调制方法相媲美。
发明内容
针对现有技术缺陷，本发明的目的在于提供一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器及控制方法，旨在从电路拓扑及控制方法两方面实现谐振变换器宽范围调压的同时，使谐振变换器工作在软开关条件，所有全控型开关器件零电压开通，所有二极管零电流关断，全控型开关器件承受电流应力小，系统效率高，电路成本低。
为达到上述目的，本发明提供了一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器，所述宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器包括两个全控型开关器件(S1、S2)、一个变压器(TR)、一个谐振电感(Lr)、两个谐振电容(Cr1、Cr2)、两个二极管(D1、D2)、一个滤波电容(Co)和一个负载(RL)；所述全控型开关器件(S1)的第一接线端(p)与直流电压的正端相连，所述全控型开关器件(S1)的第二接线端(n)与所述全控型开关器件(S2)的第一接线端(p)相连，所述全控型开关器件(S2)的第二接线端(n)与直流电压的负端相连；所述变压器(TR)原边绕组的第一接线端(a)与所述全控型开关器件(S1)的第二接线端(n)、所述全控型开关器件(S2)的第一接线端(p)相连，所述变压器(TR)原边绕组的第二接线端(b)与直流电压的负端相连，所述变压器(TR)副边绕组的第一接线端(c)与所述谐振电感(Lr)的第一接线端(f)相连，所述变压器(TR)副边绕组的第二接线端(d)与所述谐振电容(Cr1)的第二接线端(n)、所述谐振电容(Cr2)的第一接线端(p)相连；所述二极管(D1)的阳极与所述谐振电感(Lr)的第二接线端(s)、所述二极管(D2)的阴极相连，所述二极管(D1)的阴极与所述谐振电容(Cr1)的第一接线端(p)相连，所述二极管(D2)的阳极与所述谐振电容(Cr2)的第二接线端(n)相连；所述滤波电容(Co)的第一接线端(p)与所述谐振电容(Cr1)的第一接线端(p)、所述负载(RL)的第一接线端(p)相连，所述滤波电容(Co)的第二接线端(n)与所述谐振电容(Cr2)的第二接线端(n)、所述负载(RL)的第二接线端(n)相连。
所述全控型开关器件(S1)与所述全控型开关器件(S2)处于所述变压器(TR)原边绕组侧同一个桥臂，所述二极管(D1)与所述二极管(D2)处于所述变压器(TR)副边绕组侧同一个桥臂，所述宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器包括谐振变换电路，所述谐振变换电路处于所述变压器(TR)副边绕组侧，所述谐振变换电路为电感及电容串联谐振电路，所述谐振电感(Lr)与所述变压器(TR)副边绕组直接相连，所述谐振电容(Cr1)与所述谐振电容(Cr2)处于所述变压器(TR)副边绕组侧同一个桥臂，所述谐振电容(Cr1)与所述谐振电容(Cr2)的电容值相等。
为达到上述目的，基于本发明提出的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器，本发明提供了一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，包括以下步骤：
(1)对宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压进行采样，得到输出侧滤波电容电压信号Uo；
(2)将步骤(1)中宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压信号Uo与宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压给定信号Uo *比较后送入PI调节器，得到PI调节器输出信号d1作为所述全控型开关器件(S1)的占空比d1，所述全控型开关器件(S2)的占空比d2为
d2＝(1-d1)；
(3)将步骤(2)中所述全控型开关器件(S1)的占空比d1送入运算模块，计算得到所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs为
(4)将步骤(3)中所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs作为三角载波信号的频率，将步骤(2)中得到的所述全控型开关器件(S1)的占空比d1与三角载波信号比较产生所述全控型开关器件(S1)的PWM控制信号PWM1，将所述全控型开关器件(S1)的PWM控制信号PWM1进行取反得到所述全控型开关器件(S2)的PWM控制信号PWM2；
(5)将步骤(4)中所述全控型开关器件(S1)、所述全控型开关器件(S2)的PWM控制信号PWM1、PWM2分别送给相应的驱动电路控制全控型开关器件的通断。
所述宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法为所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率及占空比同步变化的调节方法，所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的占空比信号d1和d2取值范围为
0≤d1≤0.5
0≤d2≤0.5
所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号均为fs，所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs取值范围为
本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器及控制方法的优点和积极效果在于：与传统谐振变换器相比，本发明提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器一方面能够使用低耐压的全控型开关器件实现宽范围谐振变换器调压，拓扑结构简单，硬件成本低，降低了变压器产生电压尖峰和振荡问题的可能性；另一方面本发明提供了相应的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，该控制方法结构简单且易于操作，能够在有限开关频率范围内实现输出电压在整个电压增益范围内调节，所有全控型开关器件零电压开通，所有二极管零电流关断，而且全控型开关器件电流应力小，系统效率高。
下面结合附图对本发明进行说明。
附图说明
图1是本发明所提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑图；
图2是本发明所提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法框图；
图3是半桥原边串联谐振变换器电路拓扑图；
图4是副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑图；
图5是变压器匝数比为1时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑电压增益对比图；
图6是变压器匝数比为1时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S1及全控型开关器件S2电压应力对比图；
图7是变压器匝数比为2时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑电压增益对比图；
图8是变压器匝数比为2时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S1及全控型开关器件S2电压应力对比图；
图9是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑的工作波形；
图10是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益与开关频率fs的关系图；
图11是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益与全控型开关器件S1占空比d1的关系图；
图12是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与不对称脉冲宽度调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S1电流有效值对比图；
图13是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与不对称脉冲宽度调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S2电流有效值对比图；
图14是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与不对称脉冲宽度调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑二极管电流平均值对比图；
图15是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与固定占空比的频率调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益对比图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限于本发明。
参照图1，一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器，包括两个全控型开关器件(S1、S2)、一个变压器(TR)、一个谐振电感(Lr)、两个谐振电容(Cr1、Cr2)、两个二极管(D1、D2)、一个滤波电容(Co)和一个负载(RL)；全控型开关器件(S1)的第一接线端(p)与直流电压的正端相连，全控型开关器件(S1)的第二接线端(n)与全控型开关器件(S2)的第一接线端(p)相连，全控型开关器件(S2)的第二接线端(n)与直流电压的负端相连；变压器(TR)原边绕组的第一接线端(a)与全控型开关器件(S1)的第二接线端(n)、全控型开关器件(S2)的第一接线端(p)相连，变压器(TR)原边绕组的第二接线端(b)与直流电压的负端相连，变压器(TR)副边绕组的第一接线端(c)与谐振电感(Lr)的第一接线端(f)相连，变压器(TR)副边绕组的第二接线端(d)与谐振电容(Cr1)的第二接线端(n)、谐振电容(Cr2)的第一接线端(p)相连；二极管(D1)的阳极与谐振电感(Lr)的第二接线端(s)、二极管(D2)的阴极相连，二极管(D1)的阴极与谐振电容(Cr1)的第一接线端(p)相连，二极管(D2)的阳极与谐振电容(Cr2)的第二接线端(n)相连；滤波电容(Co)的第一接线端(p)与谐振电容(Cr1)的第一接线端(p)、负载(RL)的第一接线端(p)相连，滤波电容(Co)的第二接线端(n)与谐振电容(Cr2)的第二接线端(n)、负载(RL)的第二接线端(n)相连。
全控型开关器件(S1)与全控型开关器件(S2)处于变压器(TR)原边绕组侧同一个桥臂，二极管(D1)与二极管(D2)处于变压器(TR)副边绕组侧同一个桥臂，宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器包括谐振变换电路，谐振变换电路处于变压器(TR)副边绕组侧，谐振变换电路为电感及电容串联谐振电路，谐振电感(Lr)与变压器(TR)副边绕组直接相连，谐振电容(Cr1)与谐振电容(Cr2)处于变压器(TR)副边绕组侧同一个桥臂，谐振电容(Cr1)与谐振电容(Cr2)的电容值相等。
参照图1和图2，一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，包括以下步骤：
(1)对宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压进行采样，得到输出侧滤波电容电压信号Uo；
(2)将步骤(1)中宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压信号Uo与宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压给定信号Uo *比较后送入PI调节器，得到PI调节器输出信号d1作为全控型开关器件(S1)的占空比d1，全控型开关器件(S2)的占空比d2为
d2＝(1-d1)；
(3)将步骤(2)中全控型开关器件(S1)的占空比d1送入运算模块，计算得到全控型开关器件(S1)和全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs为
(4)将步骤(3)中全控型开关器件(S1)和全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs作为三角载波信号的频率，将步骤(2)中得到的全控型开关器件(S1)的占空比d1与三角载波信号比较产生全控型开关器件(S1)的PWM控制信号PWM1，将全控型开关器件(S1)的PWM控制信号PWM1进行取反得到全控型开关器件(S2)的PWM控制信号PWM2；
(5)将步骤(4)中全控型开关器件(S1)、全控型开关器件(S2)的PWM控制信号PWM1、PWM2分别送给相应的驱动电路控制全控型开关器件的通断。
宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法为全控型开关器件(S1)和全控型开关器件(S2)的开关频率及占空比同步变化的调节方法，全控型开关器件(S1)和全控型开关器件(S2)的占空比信号d1和d2取值范围为
0≤d1≤0.5
0≤d2≤0.5
全控型开关器件(S1)和全控型开关器件(S2)的开关频率信号均为fs，全控型开关器件(S1)和全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs取值范围为
图3、图4分别给出了半桥原边串联谐振变换器电路拓扑图和副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑图，将半桥原边串联谐振变换器电路拓扑和副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑与本发明提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的电压增益进行对比，三种拓扑保持同样的电路参数，图5为变压器匝数比为1时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑电压增益对比图，可以看出，半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑的电压增益曲线重合，在变压器匝数比为1时，所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益范围为0-1，而半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑电压增益范围为0-0.5，因此，在变压器匝数比为1时，与另外两种拓扑相比，所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑具有更宽的电压增益范围。图6是变压器匝数比为1时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S1及全控型开关器件S2电压应力对比图，可以看出，三种拓扑全控型开关器件S1、全控型开关器件S2电压应力一致。因此，在变压器匝数比为1时，与另外两种拓扑相比，本发明提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器能够使用低耐压的全控型开关器件实现宽范围谐振变换器调压。图7是变压器匝数比为2时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑电压增益对比图，可以看出，在变压器匝数比为2时，所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益范围为0-0.5，而半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑电压增益范围为0-0.25，所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑具有更宽的电压增益。图8是变压器匝数比为2时采用不对称脉冲宽度调制方法所提宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑、半桥原边串联谐振变换器电路拓扑及副边为全桥整流器的半桥副边串联谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S1及全控型开关器件S2电压应力对比图，可以看出，与变压器匝数比无关，三种拓扑全控型开关器件S1与全控型开关器件S2电压应力一致，说明本发明提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器能够使用低耐压的全控型开关器件实现宽范围谐振变换器调压。
图9是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑的工作波形，可以看出，全控型开关器件S1和全控型开关器件S2均实现了零电压开通，二极管D1和二极管D2均实现了零电流关断。图10、图11分别是本发明所提供的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益与开关频率fs、全控型开关器件S1占空比d1的关系图，可以看出，采用本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，变换器实现了在有限开关频率范围内全范围电压调节，开关频率从到/>变化，相对应的全控型开关器件S1的占空比d1从0.5到0变化。图12、图13分别是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与不对称脉冲宽度调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑全控型开关器件S1及全控型开关器件S2电流有效值对比图，可以看出，与不对称脉冲宽度调制方法相比，本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法全控型开关器件承受的电流应力更低，因此系统效率更高。图14是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与不对称脉冲宽度调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑二极管电流平均值对比图，可以看出，两种控制方法二极管电流应力相差较小。图15是本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法与固定占空比的频率调制方法应用于本发明所提供的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器电路拓扑电压增益对比图，可以看出，采用本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，开关频率在/>到/>之内变化可实现输出电压全范围调节，但是采用固定占空比的频率调制方法，开关频率在/>的时候电压增益仍为0.3，证明了本发明一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法在电压增益调节方面的优越性。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计方案前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权力要求书中。

Claims (4)

1.一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器，其特征在于，包括两个全控型开关器件(S1、S2)、一个变压器(TR)、一个谐振电感(Lr)、两个谐振电容(Cr1、Cr2)、两个二极管(D1、D2)、一个滤波电容(Co)和一个负载(RL)；所述全控型开关器件(S1)的第一接线端(p)与直流电压的正端相连，所述全控型开关器件(S1)的第二接线端(n)与所述全控型开关器件(S2)的第一接线端(p)相连，所述全控型开关器件(S2)的第二接线端(n)与直流电压的负端相连；所述变压器(TR)原边绕组的第一接线端(a)与所述全控型开关器件(S1)的第二接线端(n)、所述全控型开关器件(S2)的第一接线端(p)相连，所述变压器(TR)原边绕组的第二接线端(b)与直流电压的负端相连，所述变压器(TR)副边绕组的第一接线端(c)与所述谐振电感(Lr)的第一接线端(f)相连，所述变压器(TR)副边绕组的第二接线端(d)与所述谐振电容(Cr1)的第二接线端(n)、所述谐振电容(Cr2)的第一接线端(p)相连；所述二极管(D1)的阳极与所述谐振电感(Lr)的第二接线端(s)、所述二极管(D2)的阴极相连，所述二极管(D1)的阴极与所述谐振电容(Cr1)的第一接线端(p)相连，所述二极管(D2)的阳极与所述谐振电容(Cr2)的第二接线端(n)相连；所述滤波电容(Co)的第一接线端(p)与所述谐振电容(Cr1)的第一接线端(p)、所述负载(RL)的第一接线端(p)相连，所述滤波电容(Co)的第二接线端(n)与所述谐振电容(Cr2)的第二接线端(n)、所述负载(RL)的第二接线端(n)相连。
2.根据权利要求1所述的一种宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器，其特征在于，所述全控型开关器件(S1)与所述全控型开关器件(S2)处于所述变压器(TR)原边绕组侧同一个桥臂，所述二极管(D1)与所述二极管(D2)处于所述变压器(TR)副边绕组侧同一个桥臂，所述宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器包括谐振变换电路，所述谐振变换电路处于所述变压器(TR)副边绕组侧，所述谐振变换电路为电感及电容串联谐振电路，所述谐振电感(Lr)与所述变压器(TR)副边绕组直接相连，所述谐振电容(Cr1)与所述谐振电容(Cr2)处于所述变压器(TR)副边绕组侧同一个桥臂，所述谐振电容(Cr1)与所述谐振电容(Cr2)的电容值相等。
3.一种用于权利要求1所述的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压进行采样，得到输出侧滤波电容电压信号Uo；
(2)将步骤(1)中宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压信号Uo与宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器的输出侧滤波电容电压给定信号Uo *比较后送入PI调节器，得到PI调节器输出信号d1作为所述全控型开关器件(S1)的占空比d1，所述全控型开关器件(S2)的占空比d2为
d2＝(1-d1)；
(3)将步骤(2)中所述全控型开关器件(S1)的占空比d1送入运算模块，计算得到所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs为
(4)将步骤(3)中所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs作为三角载波信号的频率，将步骤(2)中得到的所述全控型开关器件(S1)的占空比d1与三角载波信号比较产生所述全控型开关器件(S1)的PWM控制信号PWM1，将所述全控型开关器件(S1)的PWM控制信号PWM1进行取反得到所述全控型开关器件(S2)的PWM控制信号PWM2；
(5)将步骤(4)中所述全控型开关器件(S1)、所述全控型开关器件(S2)的PWM控制信号PWM1、PWM2分别送给相应的驱动电路控制全控型开关器件的通断。
4.根据权利要求3所述的宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法，其特征在于，所述宽输出电压范围的半桥副边谐振变换器控制方法为所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率及占空比同步变化的调节方法，所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的占空比信号d1和d2取值范围为0≤d1≤0.5
0≤d2≤0.5
所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号均为fs，所述全控型开关器件(S1)和所述全控型开关器件(S2)的开关频率信号fs取值范围为
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