【技术实现步骤摘要】
本申请属于变换器，尤其涉及一种基于可调制耦合电感的输入串联输出并联移相全桥变换器。
技术介绍
1、由于具有出色的软开关能力和简单的结构，移相全桥(psfb)变换器在高频、隔离、大功率直流-直流(dc-dc)场合中应用越来越多。宽输入电压范围可适用于可再生能源发电应用，以补偿其不稳定性，大电流输出能力可用于连接电池、数据中心等储能单元和快速充电系统。传统的psfb转换器由超前半桥和滞后半桥组成。由于输出电感器有足够的能量，超前半桥的零电压开关(zvs)实现很容易。然而，这个能量不能用于对滞后半桥进行充电和放电，这便使得滞后桥臂zvs难以实现，尤其是在轻负载的情况下。通过增加变压器的漏感可以扩大zvs范围，但同时会增加转换器的占空比损耗，从而降低转换器的负载调节范围。
2、在拓宽滞后半桥的zvs范围的同时减少占空比损耗以实现宽负载调节范围，对于psfb转换器来说是一个挑战。在拓宽zvs范围方面，可使用添加独立漏感、改进控制策略等方式，但这并不能解决占空比丢失严重的问题，会导致变换器增益在重负载时下降。为了同时兼顾占空比丢失问题，文献(y.gao,y.tang,f.yao,l.ge,y.guo and h.sun,“paralleledvariable inductor phase-shifted full-bridge converter with full load rangezvs and low duty cycle loss,”in ieee transactions on industrial electron
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种基于可调制耦合电感的输入串联输出并联移相全桥变换器，可以解决移相全桥变换器为实现轻负载条件下的零电压开关并减少重负载条件下的占空比丢失，需要额外添加辅助电路和复杂控制策略的问题。
2、本申请实施例提供了一种基于可调制耦合电感的输入串联输出并联移相全桥变换器，包括：第一移相全桥模块、第二移相全桥模块，以及由第一绕组和第二绕组耦合组成的耦合电感；
3、第一移相全桥模块的输入端的第一端口与电源的正极连接，第一移相全桥模块的输入端的第二端口与第二移相全桥模块的输入端的第一端口连接，第二移相全桥模块的输入端的第二端口与电源的负极连接；第一绕组的一端与第一移相全桥模块的第一个桥臂的桥臂中点连接，另一端与第一移相全桥模块的变压器的原边绕组的一端连接，第一移相全桥模块的变压器的原边绕组的另一端与第一移相全桥模块的第二个桥臂的桥臂中点连接；第二绕组的一端与第二移相全桥模块的第一个桥臂的桥臂中点连接，另一端与第二移相全桥模块的变压器的原边绕组的一端连接，第二移相全桥模块的变压器的原边绕组的另一端与第二移相全桥模块的第二个桥臂的桥臂中点连接；第一移相全桥模块的输出端的第一端口、第二移相全桥模块的输出端的第一端口均与负载的一端连接，第一移相全桥模块的输出端的第二端口、第二移相全桥模块的输出端的第二端口均与负载的另一端连接；
4、第一绕组和第二绕组耦合后的等效电感均与第一移相全桥模块和第二移相全桥模块之间的移相角相关。
5、可选的，当第一移相全桥模块和第二移相全桥模块之间的移相角时，第一绕组和第二绕组耦合后的等效电感满足：
6、
7、其中，leq_a表示第一绕组与第二绕组耦合后的等效电感，la表示第一绕组的自感，m表示第一绕组和第二绕组的互感，leq_b表示第二绕组与第一绕组耦合后的等效电感，lb表示第二绕组的自感。
8、可选的，当第一移相全桥模块和第二移相全桥模块之间的移相角时，第一绕组和第二绕组耦合后的等效电感满足：
9、
10、其中，leq_a表示第一绕组与第二绕组耦合后的等效电感，la表示第一绕组的自感，m表示第一绕组和第二绕组的互感，leq_b表示第二绕组与第一绕组耦合后的等效电感，lb表示第二绕组的自感。
11、可选的，第一绕组和第二绕组之间的耦合系数为k。
12、可选的，输入串联输出并联移相全桥变换器还包括输出滤波电容，输出滤波电容的一端分别与第一移相全桥模块的输出端的第一端口、第二移相全桥模块的输出端的第一端口以及负载的一端连接，输出滤波电容的另一端分别与第一移相全桥模块的输出端的第二端口、第二移相全桥模块的输出端的第二端口以及负载的另一端连接。
13、可选的，第一移相全桥模块和第二移相全桥模块均采用移相调制策略。
14、本申请的上述方案有如下的有益效果：
15、在本申请的实施例中，通过将两个移相全桥模块的输入端串联接入电源，并将这两个移相全桥模块的输出端并联并连接负载，同时在这两个移相全桥模块之间设置可调制耦合电感，该耦合电感两个同名端分别连接第一移相全桥模块的第一个桥臂的桥臂中点、第二移相全桥模块的第一个桥臂的桥臂中点，另外两端通过这两个移相全桥模块的变压器的原边绕组接入电路中。由于在传统移相全桥变换器中，漏感变大可以实现轻载软开关，变小可以减小占空比丢失，而本申请中的耦合电感的位置使得该耦合电感相当于传统移相全桥变换器的漏感，同时由于该耦合电感的等效电感与两个移相全桥模块之间的移相角相关，从而使得无需额外添加辅助电路与复杂控制策略，而是通过调制两个移相全桥模块之间的移相角即可改变等效电感，进而实现轻负载条件下的零电压开关并减少重负载条件下的占空比丢失。
16、本申请的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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1.一种基于可调制耦合电感的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，包括：第一移相全桥模块、第二移相全桥模块，以及由第一绕组和第二绕组耦合组成的耦合电感；
2.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，当所述第一移相全桥模块和所述第二移相全桥模块之间的移相角时，所述第一绕组和所述第二绕组耦合后的等效电感满足：
3.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，当所述第一移相全桥模块和所述第二移相全桥模块之间的移相角时，所述第一绕组和所述第二绕组耦合后的等效电感满足：
4.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，所述第一绕组和所述第二绕组之间的耦合系数为k。
5.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，所述输入串联输出并联移相全桥变换器还包括输出滤波电容，所述输出滤波电容的一端分别与所述第一移相全桥模块的输出端的第一端口、所述第二移相全桥模块的输出端的第一端口以及所述负载的一端连接，所述输出滤波电容的另一端分别与所述第一移相全桥模块的输出端的第
6.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，所述第一移相全桥模块和所述第二移相全桥模块均采用移相调制策略。
...【技术特征摘要】
1.一种基于可调制耦合电感的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，包括：第一移相全桥模块、第二移相全桥模块，以及由第一绕组和第二绕组耦合组成的耦合电感；
2.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，当所述第一移相全桥模块和所述第二移相全桥模块之间的移相角时，所述第一绕组和所述第二绕组耦合后的等效电感满足：
3.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器，其特征在于，当所述第一移相全桥模块和所述第二移相全桥模块之间的移相角时，所述第一绕组和所述第二绕组耦合后的等效电感满足：
4.根据权利要求1所述的输入串联输出并联移相全桥变换器...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭文，
申请(专利权)人：广东金瑞创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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