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专利号: 2018109185228
申请人: 三峡大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于LLC谐振变换器的三模态整流拓扑结构,包括:

位于变压器T0一次侧的4个MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成的全桥结构、以及LLC谐振变换器,所述LLC谐振变换器包括谐振电感Lr、谐振电容Cr、变压器励磁电感Lm;

位于变压器T0二次侧的3模态可切换整流器,所述3模态可切换整流器包括4个开关管S1、S2、S3、S4和一个片外电容器CO;

其特征在于:信号输入端Uin的+极分别连接MOS管Q1的漏极、MOS管Q3的漏极,MOS管Q1的源极连接MOS管Q2的漏极,MOS管Q3的源极连接MOS管Q4的漏极,MOS管Q2的源极、MOS管Q4的源极均连接信号输入端Uin的-极;MOS管Q1的源极连接谐振电容Cr一端,谐振电容Cr另一端连接变压器励磁电感Lm一端,变压器励磁电感Lm另一端连接MOS管Q4的漏极;

开关管S1的漏极连接开关管S2的源极,开关管S2的漏极连接开关管S4的漏极,开关管S4的源极连接开关管S3的漏极,开关管S3的源极连接开关管S1的源极;

开关管S1的漏极、开关管S4的源极分别连接变压器T0二次侧的两端;

开关管S3的源极、开关管S4的漏极分别连接片外电容器CO的两端;

拓扑结构输出侧,采用一种3模态可切换整流器,分为重载模式、轻载模式和空载模式,该3模态可切换整流器包括4个开关管S1、S2、S3、S4和一个片外电容器CO,采用脉冲宽度调制PWM调节整流器的重载、轻载和空载模式;

重载模态为全桥结构,有两种工作状态,①当副边绕组的上端电压为正时,开关管S1,S4导通,副边电流经过S1、CO和RO、S4再次回到副边绕组;②当副边绕组的下端电压为正时,开关管S2、S3导通,副边电流经过S3、CO和RO、S2再次回到副边绕组;

轻载模态开关管S1、S2和重载模态相同,开关管S3断开,S4常闭,转换成一种半桥结构,此结构只有一种工作状态,①当副边绕组的上端电压为正时,副边电流经过S1、CO和RO、S4再次回到副边绕组,当副边绕组的下端电压为正时,副边电流不经过负载,交流波形的负半周被消除,只有一半的输入波形输出;

空载模态为4个开关管都闭合,输入电流不经过负载端,输出电容CO给负载供电,为空载模式,如仅在1模态、3模态之间切换,输出电容会在几个谐振周期内持续充电,在接下来的几个谐振周期内持续放电,会造成较大的输出电压纹波△VDC。