[发明专利]辅助励磁电感的共谐振槽多相并联谐振变换器自均流方法

说明书

本发明公开了辅助励磁电感的共谐振槽多相并联谐振变换器自均流方法，多相并联谐振变换器的每相子模块由开关电路、谐振电感、谐振电容、辅助励磁电感、隔离变压器、整流电路组成，将两相模块的谐振腔并联，辅助励磁电感并联，并联耦合后等效到各模块的阻抗将相同，消除了谐振元件参数差异带来的均流误差问题，从而自动实现各相模块的均流；每相模块的开关电路开关时序相同，不会影响到谐振变换器的工作原理和参数设计；励磁电感为独立的磁性元件，其不由变压器的气隙产生，消除了由气隙引起的变压器涡流损耗问题，提升了变换器的运行效率；具有方法合理、实现方便、通用性好、体积小、成本低等诸多优点。

技术领域

本发明涉及属于电力电子级联技术领域，尤其涉及辅助励磁电感的共谐振槽多相并联谐振变换器自均流方法。

背景技术

近年来，电力电子系统中的变换器正朝着大功率、集成化、低成本、高功率密度以及高效率等方向发展。谐振变换器具备电气隔离、易于实现软开关控制、效率高等诸多优点，并能通过并联组合实现多重模块化方案，已发展成为新能源发电、电动汽车、航空航天、不间断电源、直流配电系统等场合的大功率并联开关电源的核心拓扑之一。

在低压大电流场合，通过将多相谐振变换器并联可以有效提升系统功率容量，降低功率管应力，因此被广泛应用。然而，在实际电路中，各模块的谐振电感和谐振电容等参数无法保证完全一致，会导致各模块的输出电流的不均衡，从而引发部分模块电流应力过高等严重问题。为了解决上述问题，中国实用新型专利：授权号：CN 212518795 U提出了一种基于全耦合电感器的可自动均流的多相并联谐振变换器，然而耦合电感的加入会增加系统的成本和体积，降低功率密度。中国发明专利：公布号：CN 111585442 A提出了一种可自动均流的多相并联谐振变换器，通过将每一相谐振变换器的谐振变压器副边多绕组变压器串联实现多相模块的自动均流，但该方法副边的多绕组同样增加了系统的体积和成本。中国发明专利：公布号：CN114825956A提出了一种基于辅助励磁电感的共谐振槽多相并联谐振变换器无源均流方法，然而该方法励磁电感由变压器气隙产生，由于变压器的一次侧漏感存在，两相谐振变换器的励磁电感无法实现并联，继而励磁电感对系统的均流性能影响较大，此外变压器气隙磁场产生的涡流损耗，降低变换器的运行效率。

IEEE Transactions on Power Electronics期刊于2017年第32卷第9期论文《APassive Current Sharing Method With Common Inductor Multiphase LLC ResonantConverter》提出了一种共电感无源均流方法，通过两相谐振变换器的谐振电感并联一定程度上提高了系统的均流性能，但是谐振电容的参数差异导致了两相模块的均流误差仍然较大，另外该方法的显著缺点是并联谐振变换器的各模块谐振电流和二极管电流互相拉扯，负载特性非常差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的缺陷，本发明提供辅助励磁电感的共谐振槽多相并联谐振变换器自均流方法；通过将各相模块的谐振腔及辅助励磁电感同时并联，可以同时消除各相模块谐振腔参数差异对系统均流性能的影响；该方法可以拓展到具有多谐振腔网络的并联谐振变换器中，具有结构合理、实现方便、通用性好，系统集成度高、成本低等诸多优点。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

辅助励磁电感的共谐振槽多相并联谐振变换器自均流方法，适应于以下装置，包括：

第一相谐振变换器Pl，包括第一开关电路S1、第一谐振腔LC1、第一谐振变压器T1、并联在第一谐振变压器T1的原边绕组Np1的两端的第一辅助励磁电感Lm1和第一整流电路R1；所述第一开关电路S1具有输入端口1-1和输出端口1-2，所述的第一谐振腔LC1具有输入端口1-3，所述第一整流电路R1具有输入端口1-3和输出端口1-4；所述的第一谐振腔LC1由谐振电感L1和谐振电容C1串联组成；