【技术实现步骤摘要】
开关谐振腔直流变换器及其变比切换方法
本公开涉及一种开关谐振腔直流变换器，特别涉及一种开关谐振腔直流变换器及其变比切换方法。
技术介绍
考虑到供电效率和供电质量的综合性能，通常采用具中间母线电源架构的电能转换模块来转换电能，其中中间母线电源架构包含中间母线变换器。现有技术的中间母线变换器通常为低频开关直流变压器或全桥LLC电路，其中，低频开关直流变压器可通过改变占空比来调节输出电压，从而实现输出电压可调；全桥LLC电路具备全范围零电压开通的特性，通过控制其开关频率等同于其谐振腔的谐振频率，可确保在负载不同时具有相同变比，并具有较高的电能转换效率。然而，低频开关直流变压器的电压转换比较高，故电能转换效率较低，而全桥LLC电路由于其变比固定，故无法实现输出电压可调。换言之，现有技术的低频开关直流变压器及全桥LLC电路均无法同时实现高效率及输出电压可调。因此，如何发展一种可改善上述现有技术的开关谐振腔直流变换器及其变比切换方法，实为目前迫切的需求。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种开关谐振腔直流变换器及其变比切换方法，开关谐振腔直流变换器的每一支撑电容及每一谐振腔均可切换地处于正常状态或变比切换状态，使开关谐振腔直流变换器的变比任意变化，故可于输入电压大范围变化时，通过调整开关谐振腔直流变换器的变比而有效地限制输出电压范围，以同时实现高电能转换效率及输出电压可调，并进而提升包含开关谐振腔直流变换器的电能转换模块的供电质量及供电效率。为达上述目的，本公开提供一种开关谐振腔直流...
【技术保护点】
1.一种开关谐振腔直流变换器，包含：/n一输入端及一输出端；/n2n个逆变开关管，按序串联连接，并组成n个逆变半桥电路，n为大于等于2的整数，其中第1个该逆变开关管电连接于该输出端，第2n个该逆变开关管电连接于该输入端，任两个相邻的该逆变开关管之间包含一逆变节点，其中第2i个该逆变开关管与第2i-1个该逆变开关管之间为第2i-1个该逆变节点，i为大于等于2且小于等于n的整数；/n2n个整流开关管，按序组成n个整流半桥电路，每一个该整流半桥电路包含串联连接的两个该整流开关管，且该两个整流开关管的一端均电连接于一整流节点，该两个整流开关管的另一端分别电连接于一接地端及该输出端，其中第2i个该整流开关管与第2i-1个该整流开关管之间为第i个该整流节点；/n2n-2个钳位开关管，按序组成n-1个钳位半桥电路，每一个该钳位半桥电路包含串联连接的两个该钳位开关管，且该两个钳位开关管的一端均电连接于一钳位节点，该两个钳位开关管的另一端分别电连接于该接地端及该输出端，其中第2i-2个该钳位开关管与第2i-3个该钳位开关管之间为第i-1个该钳位节点；/nn个谐振腔，该谐振腔电连接于对应的该逆变节点与该整...
【技术特征摘要】
1.一种开关谐振腔直流变换器，包含：
一输入端及一输出端；
2n个逆变开关管，按序串联连接，并组成n个逆变半桥电路，n为大于等于2的整数，其中第1个该逆变开关管电连接于该输出端，第2n个该逆变开关管电连接于该输入端，任两个相邻的该逆变开关管之间包含一逆变节点，其中第2i个该逆变开关管与第2i-1个该逆变开关管之间为第2i-1个该逆变节点，i为大于等于2且小于等于n的整数；
2n个整流开关管，按序组成n个整流半桥电路，每一个该整流半桥电路包含串联连接的两个该整流开关管，且该两个整流开关管的一端均电连接于一整流节点，该两个整流开关管的另一端分别电连接于一接地端及该输出端，其中第2i个该整流开关管与第2i-1个该整流开关管之间为第i个该整流节点；
2n-2个钳位开关管，按序组成n-1个钳位半桥电路，每一个该钳位半桥电路包含串联连接的两个该钳位开关管，且该两个钳位开关管的一端均电连接于一钳位节点，该两个钳位开关管的另一端分别电连接于该接地端及该输出端，其中第2i-2个该钳位开关管与第2i-3个该钳位开关管之间为第i-1个该钳位节点；
n个谐振腔，该谐振腔电连接于对应的该逆变节点与该整流节点之间，其中第i个该谐振腔电连接于第2i-1个该逆变节点与第i个整流节点之间；以及
n-1个支撑电容，该支撑电容电连接于对应的该逆变节点与该钳位节点之间，其中第i-1个该支撑电容电连接于第2i-2个该逆变节点与第i-1个该钳位节点之间，
其中，每一个该支撑电容可切换地处于正常状态或变比切换状态，每一个该谐振腔可切换地处于正常状态或变比切换状态，使该开关谐振腔直流变换器的变比在2到2n之间变化，
在第i-1个该支撑电容处于正常状态时，第i-1个该钳位节点交替电连接于该接地端及该输出端；在第i-1个该支撑电容处于变比切换状态时，第i-1个该钳位节点恒定处于断路状态，第2i个该逆变开关管或第2i-2个该逆变开关管恒定处于导通状态，第2i-1个该逆变开关管或第2i-3个该逆变开关管恒定处于导通状态，
在第i个该谐振腔处于正常状态时，第i个该整流节点交替电连接于该输出端及该接地端；在第i个该谐振腔处于变比切换状态时，第i个该整流节点恒定处于断路状态，第2i+1个该逆变开关管或第2i-1个该逆变开关管恒定处于导通状态，第2i个该逆变开关管或第2i-2个该逆变开关管恒定处于导通状态。
2.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中在第1个该谐振腔处于正常状态时，第1个该整流节点交替电连接于该输出端及该接地端；在第1个该谐振腔处于变比切换状态时，第1个该整流节点恒定处于断路状态，第3个该逆变开关管或第1个该逆变开关管恒定处于导通状态，第2个该逆变开关管恒定处于导通状态。
3.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中当第i-1个该支撑电容及第i个该谐振腔均处于正常状态时，第2i-2个该钳位开关管、第2i-1个该逆变开关管及第2i-1个该整流开关管同时处于导通状态或关断状态，第2i-3个该钳位开关管、第2i个该逆变开关管及第2i个该整流开关管对应同时处于关断状态或导通状态。
4.如权利要求3所述的开关谐振腔直流变换器，其中当第i-1个该支撑电容及第i个该谐振腔均处于正常状态时，第2i-2个该钳位开关管与第2i-3个该钳位开关管的开关状态相反，且交替导通；第2i-1个该逆变开关管与第2i个该逆变开关管的开关状态相反，且交替导通；第2i-1个该整流开关管与第2i个该整流开关管的开关状态相反，且交替导通。
5.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中当第i-1个该支撑电容处于变比切换状态时，第2i-2个该钳位开关管及第2i-3个该钳位开关管恒定处于关断状态，第2i个该逆变开关管或第2i-2个该逆变开关管恒定处于导通状态，第2i-1个该逆变开关管或第2i-3个该逆变开关管恒定处于导通状态。
6.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中当第i个该谐振腔处于变比切换状态时，第2i个该整流开关管及第2i-1个该整流开关管恒定处于关断状态，第2i+1个该逆变开关管或第2i-1个该逆变开关管恒定处于导通状态，第2i个该逆变开关管或第2i-2个该逆变开关管恒定处于导通状态。
7.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中当第1个该谐振腔处于变比切换状态时，第2个该整流开关管及第1个该整流开关管恒定处于关断状态，第3个该逆变开关管或第1个该逆变开关管恒定处于导通状态，第2个该逆变开关管恒定处于导通状态。
8.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中当任一该支撑电容或任一该谐振腔由正常状态切换至变比切换状态时，该开关谐振腔直流变换器的变比减少2，当任一该支撑电容或任一该谐振腔由正常状态切换至变比切换状态时，该开关谐振腔直流变换器的变比增加2。
9.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中当A个该支撑电容及B个该谐振腔均由正常状态切换至变比切换状态时，该开关谐振腔直流变换器的变比减少2A+2B，当A个该支撑电容及B个该谐振腔均由变比切换状态切换至正常状态时，该开关谐振腔直流变换器的变比增加2A+2B，其中A为小于等于n-1的自然数，B为小于等于n的自然数。
10.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中每一该谐振腔包含一电感或一电容。
11.如权利要求1所述的开关谐振腔直流变换器，其中每一该谐振腔包含一电感及一电容，该电感与该电容串联连接。
12.一种变比切换方法，适用于一开关谐振腔直流变换器，该开关谐振腔直流变换器包含一输入端、一输出端、2n个逆变开关管、2n个整流开关管、2n-2个钳位开关管、n个谐振腔及n-1个支撑电容，其中n为大于等于2的整...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明，叶益青，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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