[发明专利]一种基于LLC谐振变换器的三模态整流拓扑结构

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L_r、谐振电容C_r、变压器励磁电感L_m；

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C_O；

其特征在于：信号输入端U_in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U_in的-极；MOS管Q1的源极连接谐振电容C_r一端，谐振电容C_r另一端连接变压器励磁电感L_m一端，变压器励磁电感L_m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C_O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C_O，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、C_O和R_O、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、C_O和R_O、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、C_O和R_O、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C_O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△V_DC。