[发明专利]基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器

摘要

基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，涉及谐振变换器。设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；当正常工作时，全桥LLC谐振主电路单独向负载提供能量；当主电路某一功率开关管发生短路故障后，通过关断该故障功率开关管所在桥臂中另一功率开关管，全桥LLC谐振主电路转变为半桥LLC谐振电路。同时，半桥LLC谐振冗余电路开始工作，与主电路重构组成输入并联输出串联的新型谐振电路。因为两个半桥LLC谐振电路各自从输入向输出提供一半能量，在功率开关管电流应力不变的情况下，系统可正常向负载提供额定电压及功率。

主权项

1.基于半桥冗余的可容错运行全桥LLC谐振变换器，其特征在于设有全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路；所述全桥LLC谐振主电路和半桥LLC谐振冗余电路的原边共用一个输入，副边共用一个输出；所述全桥LLC谐振主电路用于正常工作时向输出负载提供能量，所述半桥LLC谐振冗余电路用于在全桥LLC谐振主电路功率开关管发生短路故障后与全桥LLC谐振主电路重构生成谐振电路，实现变换器的容错运行；所述全桥LLC谐振主电路的原边包括第一谐振电感、第一隔离变压器的原边绕组、第一谐振电容、第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管；所述第一谐振电感为第一隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第一功率开关管和第四功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第二功率开关管和第三功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第一隔离变压器原边绕组的同名端通过第一谐振电感与第一功率开关管的源极、第二功率开关管的漏极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端通过第一谐振电容与第三功率开关管的漏极、第四功率开关管的源极相连；所述半桥LLC谐振冗余电路的原边包括第二谐振电感、第二隔离变压器的原边绕组、第二谐振电容、第五功率开关管和第六功率开关管；所述第二谐振电感为第二隔离变压器的漏感或外加电感，所述功率开关管反并有寄生的或外置的二极管及缓冲电容；第五功率开关管的漏极与电路输入的正端相连，第六功率开关管的源极与电路输入的负端相连，第二隔离变压器原边绕组的同名端通过第二谐振电感与第五功率开关管的漏极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端通过第二谐振电容与第五功率开关管的源极、第六功率开关管的漏极相连；全桥LLC谐振主电路的副边和半桥LLC谐振冗余电路的副边为全波整流结构；所述全桥LLC谐振主电路的副边包括第一隔离变压器的第一副边绕组、第二副边绕组和第一功率二极管、第二功率二极管；第一隔离变压器第一副边绕组的同名端与第一隔离变压器第二副边绕组的异名端相连于输出负载正端，第一隔离变压器第一副边绕组的异名端、第一隔离变压器第二副边绕组的同名端分别与第一功率二极管的阴极、第二功率二极管的阴极相连，第一功率二极管、第二功率二极管的阳极均与输出负载的负端相连；所述半桥LLC谐振冗余电路的副边包括第二隔离变压器的第一副边绕组、第二副边绕组、第三功率二极管和第四功率二极管；第二隔离变压器第一副边绕组的异名端与第二隔离变压器第二副边绕组的同名端相连于输出负载负端，第二隔离变压器第一副边绕组的同名端、第二隔离变压器第二副边绕组的异名端分别与第三功率二极管的阳极、第四功率二极管的阳极相连，第三功率二极管、第四功率二极管的阴极分别与第一功率二极管、第二功率二极管的阴极相连。