CN210780552U - 对称谐振腔的双向dc-dc变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电力电子变换器技术领域，具体为一种对称谐振腔的双向DC‑DC变换器，其能够减小谐振波形电流电压畸变，提高变换器的系统效率，其包括变压器，高压电源、低压负载、高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络，高压侧对称谐振腔位于高压侧开关网络和变压器之间，高压侧对称谐振腔包括第一谐振腔与第二谐振腔，第一谐振腔由第一谐振电感L _r1和第一电容C _r1串联构成，第二谐振腔由第二谐振电感L _r2和第二电容C _r2串联构成；低压侧对称谐振腔位于变压器和低压侧开关网络之间，低压侧对称谐振腔包括N个对称谐振腔，N为大于等于1的整数，第i个对称谐振腔包括i3谐振腔与i4谐振腔，其中1≤i≤N。

Description

对称谐振腔的双向DC-DC变换器

技术领域

本实用新型属于电力电子变换器技术领域，具体为一种对称谐振腔的双向 DC-DC变换器。

背景技术

系留无人机通过高压电缆连接机载电源与地面供电设备，与传统的使用电池动力系统的无人机(UAVS)相比，具有高载荷，长滞空时间等优点。目前常见的线缆直流母线电压为380V，这种直流母线电压较低，增大了线缆重量，降低了无人机有效载荷。通过提高直流母线电压(1kV)，可以实现在相同功率等级条件下，更小的电流，更轻的线缆重量，因而提高无人机有效载荷。因此，高压直流母线成为高功率密度系留无人机发展的必然趋势。与此类似的是，电动汽车和船舶的母线电压也有从400V提高到800V或1kV的技术趋势，通过提高电压降低损耗和系统重量。

同时，许多电力应用如电池充电器、汽车电源、可再生能源、不间断电源和智能电网系统都需要双向DC-DC变换器(BDC)，以便在安装了发电和耗电设备的直流电压母线之间进行双向功率传输。双向DC-DC变换器目前专注于在高频变换器中减小开关损耗，由于CLLC电路可实现原边开关管与副边整流管的软开关，因此CLLC被广泛引用在双向DC-DC变换器中。

但是在高压输入、低压大电流输出应用中，变压器的匝比很大，变压器具有较大的寄生电容和寄生电感，这些寄生参数在谐振变换器中影响较大，可能使谐振波形发生畸变，进而破坏CLLC电路的软开关条件，增大开关损耗甚至破坏开关管。此外，大匝比的变压器难以平面化，无法进一步提高功率密度；平面矩阵变压器具有高度低，热分布均匀，自动实现原边均压和副边均流的优点，因此，在高压输入、低压大电流输出的场合，可以采用平面矩阵变压器，承担高压大电流。然而，平面变压器绕组匝间电容正对面积大，匝间电容也较大；容易造成电流电压的畸变，变换器效率较低。

实用新型内容

为了解决现有电流电压畸变，变换器效率低的问题，本实用新型提供了一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其能够减小谐振波形电流电压畸变，提高变换器的系统效率。

其技术方案是这样的：一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其包括变压器，高压电源、低压负载，其特征在于，其还包括高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络，所述高压侧对称谐振腔位于所述高压侧开关网络和所述变压器之间，所述高压侧对称谐振腔包括第一谐振腔与第二谐振腔，所述第一谐振腔由第一谐振电感L_r1和第一电容C_r1串联构成，所述第二谐振腔由第二谐振电感L_r2和第二电容C_r2串联构成；所述低压侧对称谐振腔位于所述变压器和低压侧开关网络之间，所述低压侧对称谐振腔包括N个对称谐振腔，N为大于等于1的整数，第i(1≤i≤N)个对称谐振腔包括i3谐振腔与i4谐振腔，所述i3谐振腔由谐振电感L_ri3和谐振电容C_ri3串联构成，所述i4谐振腔由谐振电感L_ri4和谐振电容C_ri4串联构成；

所述高压侧对称谐振腔与所述低压侧对称谐振腔中各元件值如式(1)所示；

L_r1＝L_r2＝L_ri3＝L_ri4，C_r1＝C_r2＝C_ri3＝C_ri4，1≤i≤N (I)。

其进一步特征在于，所述高压侧开关网络由全桥电路构成，包括第一开关管 S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄，所述第一开关管S₁与第三开关管S₃串联构成第一桥臂，所述第二开关管S₂与所述第四开关管S₄串联构成第二桥臂，所述第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄均为MOS管；

所述高压侧开关网络由半桥电路构成，包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一电容C₁、第二电容C₂；所述第一开关管S₁与所述第二开关管S₂串联构成第一桥臂，所述第一电容C₁与所述第二电容C₂串联构成第二桥臂，所述第一开关管S₁、第二开关管S₂均为MOS管；

所述低压侧开关网络由N个全桥电路构成，第i(1≤i≤N)个全桥电路包括i5开关管S_i5、i6开关管S_i6、i7开关管S_i7、i8开关管S_i8；所述i5开关管S_i5与所述i6 开关管S_i6串联构成i3桥臂，所述i7开关管S_i7与所述i8开关管S_i8串联构成i4 桥臂；N个所述全桥电路输出端并联连接，所述低压侧开关网络中所有的开关管均为MOS管；

所述低压侧开关网络由N个半桥电路构成，包括i5开关管S_i5、i6开关管S_i6、i3电容C_i3、i4电容C_i4；所述i5开关管S_i5与所述i6开关管S_i6串联构成i3桥臂，所述i3电容C_i3与所述i4电容C_i4串联构成i4桥臂；N个所述半桥电路输出端并联连接，所述低压侧开关网络中所有的开关管均为MOS管；

所述第一谐振腔与所述第一桥臂中点A、所述变压器输入侧端口T_p1相连，所述第二谐振腔与所述第二桥臂中点B、所述变压器输入侧端口T_p2相连；所述 i3谐振腔与所述变压器输出侧端口T_s1、所述i3桥臂中点iC相连，所述第四谐振腔与所述变压器输出侧端口T_s2、所述i4桥臂中点iD相连；

所述高压侧对称谐振腔的第一谐振电感L_r1与第二谐振电感L_r2由两个分立电感构成或由一个耦合电感实现；所述低压侧对称谐振腔的谐振电感L_ri3与谐振电感L_ri4由两只分立电感构成或由一个耦合电感实现；

所述变压器由单独变压器构成，原边同名端和异名端分别构成变压器输入端口T_p1和T_p2，副边同名端和异名端分别构成变压器输出端口T_s1和输出端口T_s2；

所述变压器由矩阵变压器构成，N个单独变压器的原边串联构成矩阵变压器的原边，第1个变压器的输入端口T_p11和第N个变压器的输入端口T_pN2分别构成矩阵变压器的输入端口T_p1和T_p2；N个单独变压器的副边并联连接构成矩阵变压器的副边，N个变压器的输出端口T_si1(1≤i≤N)相连构成矩阵变压器的输出端口T_s1，N个变压器的输出端口T_si2(1≤i≤N)相连构成矩阵变压器的输出端口T_s2；

所述变压器由N个单独变压器构成，N个单独变压器的原边串联连接，第1 个变压器的输入端口T_p11和第N个变压器的输入端口T_pN2分别构成矩阵变压器的输入端口T_p1和T_p2；第i(1≤i≤N)个变压器的输出端口T_si1和T_si2分别与i3谐振腔和i4谐振腔连接。

采用本实用新型后，通过设置对称布置的谐振腔，大幅降低了谐振电流电压畸变，实现了全部开关管ZVS，提高了变换器的效率。

附图说明

图1是本实用新型使用对称谐振腔的全桥双向DC-DC变换器；

图2是本实用新型使用对称谐振腔的半桥双向DC-DC变换器；

图3是本实用新型耦合电感式对称谐振腔的双向DC-DC变换器；

图4是本实用新型使用对称谐振腔的矩阵变压器双向DC-DC变换器；

图5是本实用新型使用多对称谐振腔的多变压器双向DC-DC变换器；

图6是含寄生参数的传统全桥LLC电路；

图7是未采用实用新型电路的谐振腔等效电路；

图8是采用实用新型电路的谐振腔等效电路；

图9是采用本实用新型电路的谐振腔电流和开关管电压波形图；

图10是未采用本实用新型电路的谐振腔电流和开关管电压波形图；

图11是采用本实用新型电路的谐振电流仿真波形图；

图12是采用本实用新型电路的开关管电压仿真波形图。

图中元器件符号说明：

V_dc 输入电压 C_ds 输入电容

V_o 输出电压 C_o 输出电容

S₁ 第一开关管 S₂ 第二开关管

S₃ 第三开关管 S₄ 第四开关管

S_i5 i5开关管 S_i6 i6开关管

S_i7 i7开关管 S_i8 i8开关管

C₁ 第一电容 C₂ 第二电容

C_i3 i3电容 C_i4 i4电容

L_r1 第一谐振电感 L_r2 第二谐振电感

C_r1 第一谐振电容 C_r2 第二谐振电容

L_ri3 i3谐振电感 L_ri4 i3谐振电感

C_ri3 i4谐振电容 C_ri4 i4谐振电容

i_Lr1 高压侧谐振腔输入电流 i_Lr2 高压侧谐振腔输出电流

i_Lri3 低压侧谐振腔输入电流 i_Lri4 低压侧谐振腔输出电流

L_m 激磁电感 i_Lm 激磁电流

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型创造做进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。

一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其包括变压器，高压电源、低压负载，其特征在于，其还包括高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络，高压侧对称谐振腔位于高压侧开关网络和变压器之间，高压侧对称谐振腔包括第一谐振腔与第二谐振腔，第一谐振腔由第一谐振电感L_r1和第一电容C_r1串联构成，第二谐振腔由第二谐振电感L_r2和第二电容C_r2串联构成；低压侧对称谐振腔位于变压器和低压侧开关网络之间，低压侧对称谐振腔包括N 个对称谐振腔，N为大于等于1的整数，第i(1≤i≤N)个对称谐振腔包括i3谐振腔与i4谐振腔，i3谐振腔由谐振电感L_ri3和谐振电容C_ri3串联构成，i4谐振腔由谐振电感L_ri4和谐振电容C_ri4串联构成；

高压侧对称谐振腔与低压侧对称谐振腔中各元件值如式(1)所示；

L_r1＝L_r2＝L_ri3＝L_ri4，C_r1＝C_r2＝C_ri3＝C_ri4，1≤i≤N (1)

谐振电路的三元件谐振频率为(2)，其两元件谐振频率为(3)；

谐振腔参数比值λ，品质因数Q如式(4)，其中R_ac为折合负载电阻；

标幺化工作频率f_n如式(5)，其中f_s为工作频率；

首先确定变换器的两元件谐振频率f_r与变压器匝比N，其谐振腔输出增益G 为(6)；

根据所需要的增益区间(G_min,G_max)，由(6)确定Q与λ，再通过(4)求解出L_m， L_r1和C_r1，再根据(1)配置对称谐振腔参数L_r1、L_r2、L_ri3、L_ri4、C_r1、C_r2、C_ri3、 C_ri4。

图6给出了在高压高频应用中的传统CLLC谐振变换器。其中，C_ps为平面变压器原副边之间的匝间电容，i_ps为匝间电容上的位移电流。谐振腔分别位于两条支路上，L_r位于变压器与开关网络桥臂中点A之间，C_r位于变压器与开关网络桥臂中点B之间。图7给出了传统CLLC变换器中的谐振腔等效电路图，可见位移电流存在两条阻抗不同的导通回路，其中回路1与回路2阻抗Z₁、Z₂如(7) 所示，两条回路的位移电流i_ps1与i_ps2如(8)所示。

不考虑位移电流时，图9给出了理想LLC变换器波形，在死区时间t₁～t₂内，谐振电流i_Lr1和i_Lr2给MOS管S₁～S₄的输出电容C_oss充放电，以此实现ZVS。但由 (8)可知，在高频高压应用场合下，位移电流相对谐振电流不可忽略，并且大多流经谐振电容所在支路即i_ps2>>i_ps1。因此，位移电流对谐振电流i_Lr2的削减更严重，导致i_Lr2小于i_Lr1，造成谐振腔的输入电流与输出电流不同，产生图10所示的电路畸变；同时由于i_Lr2减小，谐振腔输入电流i_Lr1与输出电流i_Lr2对开关管输出电容C_oss的抽流能力不同，其中i_Lr2无法提供足够的抽流能力，造成图10所示开关管硬开关。

实施例一：本实用新型对称谐振腔的全桥双向DC-DC变换器：

如图1所示，本实用新型的对称谐振腔的全桥双向DC-DC变换器，包括高压电源、高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、变压器、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络和低压负载。

高压侧对称谐振腔位于高压侧开关网络和变压器之间，包括第一谐振腔与第二谐振腔，第一谐振腔由第一谐振电感L_r1和第一电容C_r1串联构成，第二谐振腔由第二谐振电感L_r1和第二电容C_r1串联构成；低压侧对称谐振腔位于变压器和低压侧开关网络之间，包括1个对称谐振腔，包括13谐振腔与14谐振腔，13 谐振腔由谐振电感L_ri3和谐振电容C_ri3串联构成，14谐振腔由谐振电感L_r14和谐振电容C_r14串联构成；高压侧对称谐振腔与低压侧对称谐振腔中各元件值如式(1) 所示，所述第一、第二、i3、i4谐振电感均由独立电感构成。

L_r1＝L_r2＝L_r13＝L_r14,C_r1＝C_r2＝C_r13＝C_r14 (9)

高压侧开关网络由全桥电路构成，包括第一开关管S₁、第二开关管S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄，第一开关管S₁与第三开关管S₃串联构成第一桥臂，第二开关管S₂与第四开关管S₄串联构成第二桥臂，第一开关管S₁、第二开关管 S₂、第三开关管S₃、第四开关管S₄均为MOS管；低压侧开关网络由1个全桥电路构成，包括开关管S₁₅，开关管S₁₆，开关管S₁₇，开关管S₁₈；开关管S₁₅与S₁₆串联构成13桥臂，开关管S₁₇与S₁₈串联构成14桥臂，低压侧开关网络中开关管均为MOS管；

所述第一谐振腔与第一桥臂中点A和变压器输入侧端口T_p1相连，第二谐振腔与第二桥臂中点B和变压器输入侧端口T_p2相连；所述13谐振腔与变压器输出侧端口T_s1和13桥臂中点1C相连，第四谐振腔与变压器输出侧端口T_s2和14 桥臂中点1D相连。

变压器由单独变压器构成，原边同名端和异名端分别构成变压器输入端口T_p1和T_p2；副边同名端和异名端分别构成变压器输出端口T_s1和输出端口T_s2

图8给出了所提的对称谐振腔的等效电路图。通过使用对称分离的谐振腔，输入和输出谐振电流分别流经回路1和回路2，两条回路阻抗参数相同为(9)，则两支路的位移电流相同。因此，谐振腔的输入电流与输出电流相同，未产生畸变；同时如图12所示，开关管实现软开关。因此使用本实用新型的对称谐振腔的全桥双向DC-DC变换器，在实现双向能量传递的基础上，大幅降低了谐振电流波形畸变，实现了全部开关管ZVS，减小了开关管的开关损耗，提高了变换器效率。同时单个器件损耗低，温升低，有利于变换器热设计。

实施例二：本实用新型对称谐振腔的半桥双向DC-DC变换器：

基于实施例一中所述电路，本实例给出了对称谐振腔的半桥双向DC-DC变换器，如图2所示，包括高压电源、高压侧半桥开关网络、高压侧对称谐振腔、变压器、低压侧对称谐振腔、低压侧半桥开关网络和低压负载。

实施例二相对实施例一仅对高压侧开关网络和低压侧开关网络进行改变，高压侧开关网络由半桥电路构成，包括第一开关管S₁，第二开关管S₂，第一电容 C₁，第二电容C₂；开关管S₁与S₂串联构成第一桥臂，第一电容C₁与第二电容 C₂串联构成第二桥臂，其中开关管S₁、S₂均为MOS管；低压侧开关网络由单个半桥电路构成，包括15开关管S₁₅，16开关管S_i6，13电容C₁₃，14电容C₁₄；15 开关管S₁₅与16开关管S₁₆串联构成13桥臂，13电容C₁₃与14电容C₁₄串联构成第二桥臂，低压侧开关网络中开关管均为MOS管。与实施例一相同，使用本实用新型对称谐振腔的半桥双向DC-DC变换器，在实现双向能量传递的基础上，大幅降低了谐振电流波形畸变，实现了全部开关管ZVS，减小了开关管的开关损耗，提高了变换器效率。同时单个器件损耗低，温升低，有利于变换器热设计。

实施例三：本实用新型耦合电感式对称谐振腔的双向DC-DC变换器：

基于实施例一中所述电路，本实例给出了耦合电感式对称谐振腔的双向 DC-DC变换器，如图3所示，包括高压电源、高压侧开关网络、高压侧耦合电感式对称谐振腔、变压器、低压侧耦合电感式对称谐振腔、低压侧开关网络和低压负载。

实施例三相对实施例一仅对第一、第二、13、14谐振腔进行改变，第一、第二谐振电感由一个耦合电感构成，13、14谐振电感由一个耦合电感构成。与实施例一相同，使用本实用新型耦合电感式对称谐振腔的双向DC-DC变换器，在实现双向能量传递的基础上，大幅降低了谐振电流波形畸变，实现了全部开关管 ZVS，减小了开关管的开关损耗，提高了变换器效率。同时单个器件损耗低，温升低，有利于变换器热设计。

实施例四：本实用新型对称谐振腔的矩阵变压器双向DC-DC变换器：

基于实施例一中所述电路，本实例给出了对称谐振腔的矩阵变压器双向 DC-DC变换器，如图4所示，包括高压电源、高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、矩阵变压器、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络和低压负载。

实施例四相对实施例一仅对变压器进行改变，所述变压器或由矩阵变压器构成，3个单独变压器的原边串联构成矩阵变压器的原边，第1个变压器的输入端口T_p11和第3个变压器的输入端口T_p32分别构成矩阵变压器的输入端口T_p1和T_p2； 3个单独变压器的副边并联连接构成矩阵变压器的副边，3个变压器的输出端口 T_si1(1≤i≤3)相连构成矩阵变压器的输出端口T_s1，3个变压器的输出端口T_si2 (1≤i≤3)相连构成矩阵变压器的输出端口T_s2；同时，所述第一谐振电感L_r1与第二谐振电感L_r2或由一个耦合电感构成，所述13谐振电感和14谐振电感或由一个耦合电感构成。与实施例一相同，使用对称谐振腔的矩阵变压器双向DC-DC 变换器，在实现双向能量传递的基础上，提高了副边带载能力，大幅降低了谐振电流波形畸变，实现了全部开关管ZVS，减小了开关管的开关损耗，提高了变换器效率。同时单个器件损耗低，温升低，有利于变换器热设计。

实施例五：本实用新型多对称谐振腔的多变压器双向DC-DC变换器：

基于实施例一中所述电路，本实例给出了多对称谐振腔的多变压器双向 DC-DC变换器，如图5所示，包括高压电源、高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、多变压器、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络和低压负载。

实施例五相对实施例一对变压器和低压侧对称谐振腔进行改变，所述变压器或由2个单独变压器构成，2个单独变压器的原边串联连接，第1个变压器的输入端口T_p11和第2个变压器的输入端口T_p22分别构成矩阵变压器的输入端口T_p1和T_p2；第1个变压器的输出端口T_p11和T_p12分别与13谐振腔和14谐振腔连接，第2个变压器的输出端口T_p21和T_p22分别与23谐振腔和24谐振腔连接。

低压侧对称谐振腔包括13、14、23、24谐振腔，13谐振腔由谐振电感L_r13和谐振电容C_r13串联构成，14谐振腔由谐振电感L_r14和谐振电容C_r14串联构成， 23谐振腔由谐振电感L_r23和谐振电容C_r23串联构成，24谐振腔由谐振电感L_r24和谐振电容C_r24串联构成；低压侧对称谐振腔中各元件值如式(1)所示，所述13、 14、23、24谐振电感均由独立电感构成；同时，所述第一谐振电感L_r1与第二谐振电感L_r2或由一个耦合电感构成，所述13谐振电感和14谐振电感或由一个耦合电感构成，所述23谐振电感和24谐振电感或由一个耦合电感构成。

L_r1＝L_r2＝L_r13＝L_r14＝L_r23＝L_r24,C_r1＝C_r2＝C_r13＝C_r14＝C_r23＝C_r24 (1)

与实施例一相同，使用多对称谐振腔的多变压器双向DC-DC变换器，在实现双向能量传递的基础上，提高了副边带载能力与负载电流控制能力，大幅降低了谐振电流波形畸变，实现了全部开关管ZVS，减小了开关管的开关损耗，提高了变换器效率。同时单个器件损耗低，温升低，有利于变换器热设计。

综上所述，本实用新型的对称谐振腔的双向DC-DC变换器适用于双向能量传送的高压高频变换器场合，可以在全负载范围实现ZVS和ZCS，减小变换器的损耗，提高变换器的总体效率，同时电路简单，可靠性高，具备现有电路所不具备的优势。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (10)

1.一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其包括变压器，高压电源、低压负载，其特征在于，其还包括高压侧开关网络、高压侧对称谐振腔、低压侧对称谐振腔、低压侧开关网络，所述高压侧对称谐振腔位于所述高压侧开关网络和所述变压器之间，所述高压侧对称谐振腔包括第一谐振腔与第二谐振腔，所述第一谐振腔由第一谐振电感L _r1和第一电容C _r1串联构成，所述第二谐振腔由第二谐振电感L _r2和第二电容C _r2串联构成；所述低压侧对称谐振腔位于所述变压器和低压侧开关网络之间，所述低压侧对称谐振腔包括N个对称谐振腔，N为大于等于1的整数，第i个对称谐振腔包括i3谐振腔与i4谐振腔，其中1≤i≤N，所述i3谐振腔由谐振电感L _ri3和谐振电容C _ri3串联构成，所述i4谐振腔由谐振电感L _ri4和谐振电容C _ri4串联构成；

所述高压侧对称谐振腔与所述低压侧对称谐振腔中各元件值如式(1)所示；

(1)。

2.根据权利要求1所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述高压侧开关网络由全桥电路构成，包括第一开关管S ₁、第二开关管S ₂、第三开关管S ₃、第四开关管S ₄，所述第一开关管S ₁与第三开关管S ₃串联构成第一桥臂，所述第二开关管S ₂与所述第四开关管S ₄串联构成第二桥臂，所述第一开关管S ₁、第二开关管S ₂、第三开关管S ₃、第四开关管S ₄均为MOS管。

3.根据权利要求1所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述高压侧开关网络由半桥电路构成，包括第一开关管S ₁、第二开关管S ₂、第一电容C ₁、第二电容C ₂；所述第一开关管S ₁与所述第二开关管S ₂串联构成第一桥臂，所述第一电容C ₁与所述第二电容C ₂串联构成第二桥臂，所述第一开关管S ₁、第二开关管S ₂均为MOS管。

4.根据权利要求3所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述低压侧开关网络由N个全桥电路构成，第i个全桥电路包括i5开关管S _i5、i6开关管S _i6、i7开关管S _i7、i8开关管S _i8，其中1≤i≤N；所述i5开关管S _i5与所述i6开关管S _i6串联构成i3桥臂，所述i7开关管S _i7与所述i8开关管S _i8串联构成i4桥臂； N个所述全桥电路输出端并联连接，所述低压侧开关网络中所有的开关管均为MOS管。

5.根据权利要求4所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述低压侧开关网络由N个半桥电路构成，包括i5开关管S _i5、i6开关管S _i6、i3电容C _i3、i4电容C _i4；所述i5开关管S _i5与所述i6开关管S _i6串联构成i3桥臂，所述i3电容C _i3与所述i4电容C _i4串联构成i4桥臂；N个所述半桥电路输出端并联连接，所述低压侧开关网络中所有的开关管均为MOS管。

6.根据权利要求5所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述第一谐振腔与所述第一桥臂中点A、所述变压器输入侧端口T _p1相连，所述第二谐振腔与所述第二桥臂中点B、所述变压器输入侧端口T _p2相连；所述i3谐振腔与所述变压器输出侧端口T _s1、所述i3桥臂中点iC相连，所述i4谐振腔与所述变压器输出侧端口T _s2、所述i4桥臂中点iD相连。

7.根据权利要求1所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述高压侧对称谐振腔的第一谐振电感L _r1与第二谐振电感L _r2由两个分立电感构成或由一个耦合电感实现；所述低压侧对称谐振腔的谐振电感L _ri3与谐振电感L _ri4 由两只分立电感构成或由一个耦合电感实现。

8.根据权利要求1所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述变压器由单独变压器构成，原边同名端和异名端分别构成变压器输入端口T _p1和T _p2，副边同名端和异名端分别构成变压器输出端口T _s1和输出端口T _s2。

9.根据权利要求1所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述变压器由矩阵变压器构成，N个单独变压器的原边串联构成矩阵变压器的原边，第1个变压器的输入端口T _p11和第N个变压器的输入端口T _pN2分别构成矩阵变压器的输入端口T _p1和T _p2；N个单独变压器的副边并联连接构成矩阵变压器的副边，N个变压器的输出端口T _si1相连构成矩阵变压器的输出端口T _s1，N个变压器的输出端口T _si2相连构成矩阵变压器的输出端口T _s2，其中1≤i≤N。

10.根据权利要求1所述的一种对称谐振腔的双向DC-DC变换器，其特征在于，所述变压器由N个单独变压器构成，N个单独变压器的原边串联连接，第1个变压器的输入端口T _p11和第N个变压器的输入端口T _pN2分别构成矩阵变压器的输入端口T _p1和T _p2；第i个变压器的输出端口T _si1和T _si2分别与i3谐振腔和i4谐振腔连接，其中1≤i≤N。

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