专利名称：谐振电路和谐振dc/dc转换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及谐振电路和谐振DC/DC转换器。
背景技术：
在许多电力电子应用中，需要高效的电流隔离。由于安全、电压电平的变化或者功能性问题，会需要基于变压器的隔离。一些可再生能源需要电流隔离，以便正常工作；其中具有不同类型的薄膜太阳能电池板。太阳能电池板产生DC电力。为了将DC电力直接或经由AC电力分配网提供给AC负载，电力转换器系统必须连接在太阳能电池板和AC负载之间，以将DC电力转换成AC电力。这种电力转换器系统通常包括DC/DC转换器和DC/AC转换器，DC/AC转换器通常称为逆变器。此外，该系统包括用于控制转换器的控制系统以及诸如滤波器、熔断器、冷却系统等其他元件。太阳能电池板产生的DC输出电力随着太阳光强度和温度变化。在投资赢利的情况下，高转换效率是非常重要的，以使得从太阳能发电设备获得的能量最大化。在许多应用中，串联谐振LLC DC/DC转换器已成为PWM型转换器的普遍替代物。谐振转换器的一个优点在于，其可被设计为在所有的负载和输入/输出电压条件下具有高效率，这是因为可在所有的工作条件下保持零电压切换。随着输出电力增大，谐振电感器的尺寸和成本增大，这对单个谐振LLC转换器设定了实用限制。因此，可以以许多更小的串联谐振LLC转换器并联的方式提供高电力DC/DC转换器，而这由于大量的元件而会显著地增大成本。本发明的目的在于提供一种具有高效率但低成本的谐振电路，并且该谐振电路在宽输入电压范围内具有高效率。而且，目的在于减少元件的数量，从而降低有关的复杂性以及成本。此外，本发明的目的在于降低转换器产生的纹波电流。本发明的目的还在于提供具有这种谐振电路的谐振DC/DC转换器。
发明内容
本发明涉及谐振电路，该谐振电路包括三个谐振电路输入节点和三个谐振电路输出节点；变压器装置，包括彼此磁性连接的三个初级绕组以及三个次级绕组，其中三个次级绕组连接至三个谐振电路输出节点；第一、第二和第三谐振回路(resonant tank)装置,分别连接在三个谐振电路输入节点中的相应一个和初级绕组中的相应一个之间；第一、第二和第三变压器开关装置，用于在A结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组。一方面，每个谐振回路装置包括谐振电感器和谐振电容器。一方面，三个初级绕组和三个谐振回路装置一起配置成A结构。一方面，提供第一、第二和第三变压器开关装置，以在A结构和星形结构之间重新配置三个初级绕组。一方面，第一变压器开关装置包括连接至第二变压器开关装置的第二端的共同端、连接至第一谐振输出节点的第一端以及连接至第三变压器开关装置的共同端的第二端；第二变压器开关装置包括连接至第三变压器开关装置的第二端的共同端、连接至第二谐振电路输出节点的第一端以及连接至第一变压器开关装置的共同端的第二端；第三变压器开关装置包括连接至第一变压器开关装置的第二端的共同端、连接至第三谐振电路输出节点的第一端以及连接至第二变压器开关装置的共同端的第二端；其中第一次级绕组连接在第一变压器开关装置的第一端和第二端之间，第二次级绕组连接在第二变压器开关装置的第一端和第二端之间，第三次级绕组连接在第三变压器开关装置的第一端和第二端之间，其中在各个变压器开关装置的第一端连接至其共同端时，变压器装置连接成A结构，并且其中当各个变压器开关装置的第二端连接至其共同端时，变压器装置连接成星形结构。一方面，第一谐振电感器、第一谐振电容器以及第一初级绕组串联连接在第一谐振电路输入节点与第三谐振电路输入节点之间；第二谐振电感器、第二谐振电容器以及第二初级绕组串联连接在第二谐振电路输入节点与第一谐振电路输入节点之间；以及第三谐振电感器、第三谐振电容器以及第三初级绕组串联连接在第三谐振电路输入节点与第二谐振电路输入节点之间。一方面，励磁电感器与每个初级绕组并联连接。一方面，第一谐振电感器、第一谐振电容器以及第一初级绕组串联连接在第一谐振电路输入节点与初级共同节点之间；第二谐振电感器、第二谐振电容器以及第二初级绕组串联连接在第二谐振电路输入节点与初级共同节点之间；以及第三谐振电感器、第三谐振电容器以及第三初级绕组串联连接在第三谐振电路输入节点和初级共同节点之间。本发明还涉及谐振DC-DC转换器，包括第一输入端和第二输入端以及第一输出和第二输出端；开关装置，连接在第一输入端和第二输入端与谐振电路的三个谐振电路输入节点之间；整流器装置，连接在三个谐振电路输出节点与第一输出端和第二输出端之间；其中谐振电路包括变压器装置，该变压器装置包括彼此磁性连接的三个初级绕组以及三个次级绕组，其中三个次级绕组连接至三个谐振电路输出节点；其中谐振电路包括第一谐振回路装置、第二谐振回路装置和第三谐振回路装置，三个谐振回路装置分别连接在三个谐振电路输入节点中相应的一个与初级绕组中的相应一个之间；以及其中谐振电路包括第一变压器开关装置、第二变压器开关装置和第三变压器开关装置，以在A结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组。一方面，每个谐振回路装置包括谐振电感器和谐振电容器。一方面，三个初级绕组配置成A结构。一方面，第一变压器开关装置、第二变压器开关装置和第三变压器开关装置用于在A结构和星形结构之间重新配置三个初级绕组。一方面，开关装置包括六个开关装置，其中每个开关装置连接在第一输入端或第二输入端中的一个与一个相应的开关输出节点之间。一方面，整流器装置为二极管整流器或同步整流器。
下面，将参照附图描述本发明的实施方式，其中图1示出了将来自太阳能电池板的DC电力转换成提供给AC电力分配网或AC负载的AC电力的电力转换器系统；
图2为图1的DC/DC转换器的示意性框图
图3为谐振DC/DC转换器的第一实施方式
图4为谐振DC/DC转换器的第二实施方式
图5为谐振DC/DC转换器的第三实施方式
图6为谐振DC/DC转换器的第四实施方式
图7为谐振DC/DC转换器的第五实施方式
图8为谐振DC/DC转换器的第六实施方式
图9为谐振DC/DC转换器的第七实施方式
图10为谐振DC/DC转换器的第八实施方式；
图11为谐振DC/DC转换器的第九实施方式；
图12示出了这种应用中通常使用的现有技术的转换器，包括并联相移90度的两 个串联谐振LLC转换器；
图13a示出了图12中的电路的仿真结果；以及
图13b示出了图3中的电路的仿真结果。
具体实施方式
现在，参照图1。电力转换器系统I连接在DC电源2与AC负载或AC分配网3之 间。在此，DC电源为太阳能电池板或包括若干块太阳能电池板的模块，但也可以是任何其 他类型的合适能源。
电力转换器系统将输入DC电力转换成AC输出电力。电力转换器系统包括DC/DC 转换器和逆变器(DC/AC转换器)、滤波器等，如在以上描述中所提及的。此外，该系统包括 用于控制DC/DC转换器、逆变器和其他元件的控制系统。图1中的系统对于技术人员通常 是熟知的。
本发明涉及图1中的DC/DC转换器。现在参照图2。图2示出了谐振DC/DC转换 器，其包括在第一输入端ITl和第二输入端IT2与第一输出端OTl和第二输出端0T2之间 彼此连接的开关装置10、谐振电路20以及整流器30。
开关装置10包括六个开关S1、S2、S3、S4、S5、S6，其中每个开关连接在第一输入 端ITl或第二输入端IT2中一个与谐振电路的各个输入节点(下文中将称为谐振电路输入 节点11、12、13)中的一个之间。
第一开关SI连接在第一输入端ITl和第一开关输出端11之间，第二开关S2连接 在第一开关输出节点11和第二输入端IT2之间，第三开关S3连接在第一输入端ITl和第 二开关输出端12之间，第四开关S4连接在第二开关输出节点12和第二输入端IT2之间， 第五开关S5连接在第一输入端ITl和第三开关输出端13之间，第六开关S6连接在第三开 关输出节点13和第二输入端IT2之间。开关S1、S2、S3、S4、S5和S6为MOSFET开关。可 替换地，这些开关可为具有本征二极管的开关或者与反并联二极管并联的开关。
开关装置10进一步包括开关电容器CS1、CS2、CS3、CS4、CS5和CS6，分别与开关 S1、S2、S3、S4、S5、S6 并联。
开关S1、S2、S3、S4、S5和S6被图1中所示的控制系统控制。应当注意，可通过频率、PWM或两者的混合来控制开关S1-S6。
如上所述，谐振电路20包括三个谐振电路输入节点11、12、13。谐振电路20还包括三个谐振电路输出节点21、22、23。
整流器装置30连接在三个谐振电路输出节点21、22、23与第一输出端OTl和第二输出端0T2之间。图2的整流器装置30是二极管整流器。
图2的整流器装置30包括第一二极管D1，其正极连接至第一整流器输入节点21 并且其负极连接至第一输出端OTl ;第二二极管D2，其正极连接至第二输出端0T2并且其负极连接至第一整流器输入节点21 ;第三二极管D3，其正极连接至第二整流器输入节点22并且其负极连接至第一输出端OTl ;第四二极管D4，其正极连接至第二输出端0T2并且其负极连接至第二整流器输入节点22 ;第五二极管D5，其正极连接至第三整流器输入节点23并且其负极连接至第一输出端OTl ；以及第六二极管D6，其正极连接至第二输出端0T2并且其负极连接至第三整流器输入节点23。
可替换地，整流器装置30可为同步整流器。
在图2中，示出了输出电容器Cout连接在第一输出端OTI与第二输出端0T2之间。
应当注意，开关装置10和整流器装置30被认为是为技术人员所熟知的。开关装置10中的开关的控制也被认为是为技术人员所熟知的。基于软切换或所谓的零电压切换 (ZVS)来控制开关，其中，当接通/断开开关时，开关两端的电压等于或者接近0V。
现在，将参照图2描述根据本发明的谐振电路20。谐振电路包括变压器装置TR，该变压器装置包括彼此磁性连接的三个初级绕组LPl、LP2、LP3以及三个次级绕组LS1、LS2、 LS3，其中三个次级绕组LS1、LS2、LS3连接至三个谐振电路输出节点21、22、23。此外，谐振电路20包括第一谐振回路装置RT1、第二谐振回路装置RT2和第三谐振回路装置RT3，这三个谐振回路装置分别连接在三个谐振电路输入节点11、12、13中的相应一个与初级绕组 LP1、LP2、LP3中的相应一个之间。
变压器装置TR可以是三相变压器。在可替换的实施方式中，还可使用三个单相变压器。初级绕组LP1、LP2、LP3可配置成Λ结构或星形结构。更确切地说，三个初级绕组 LP1、LP2、LP3以及三个谐振回路装置RT1、RT2、RT3 —起可配置成Λ结构或星形结构，如下面将详细描述的。次级绕组LS1、LS2、LS3可配置成Λ结构或星形结构。
如下面将要描述的，谐振电路20包括第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组 LS1、LS2、LS3。
此外，谐振电路20可包括第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个初级绕组LP1、LP2、 LP3。
变压器开关装置ST1、ST2、ST3可由控制系统控制。
各谐振回路装置RT1、RT2、RT3包括谐振电感器LR1、LR2、LR3和谐振电容器CR1、 CR2、CR3。谐振回路装置和初级绕组LP1、LP2、LP3 一起为开关装置10的零电压切换提供谐振。使用漏电感和其他寄生元件，谐振回路装置还可部分或完全整合在变压器装置内。
第一输入端ITl和第二输入端ΙΤ2之间的电压称为Uin。第一输出端OTl和第二输出端0T2之间的电压称为Uout。
应当注意，谐振装置20的三个分支中的各个分支内的电压和/或电流具有相同的振幅，但是时间上偏离120电角度。因此，装置20与装置10和30 —起是三相谐振DC/DC转换器。
应当注意，在下面描述的实施方式中，并非所有图中都示出了用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组LS1、LS2、LS3的第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3。然而，在下面所有的实施方式中，次级绕组LS1、 LS2、LS3为Λ结构或星形结构。
第一实施方式
现在参照图3。此处，第一谐振回路装置包括在第一谐振电路输入节点11和第三谐振电路输入节点13之间、与第一初级绕组LPl串联连接的第一谐振电感器LRl和第一谐振电容器CR1。第二谐振回路装置包括在第二谐振电路输入节点12和第一谐振电路输入节点11之间、与第二初级绕组LP2串联连接的第二谐振电感器LR2和第二谐振电容器CR2。 第三谐振回路装置包括在第三谐振电路输入节点13和第二谐振电路输入节点12之间、与第三初级绕组LP3串联连接的第三谐振电感器LR3和第三谐振电容器CR3。
次级绕组LS1、LS2、LS3连接在谐振电路输出节点21、22、23之间。第一次级绕组 LSl连接在第一整流器输入节点21与第二整流器输入节点22之间，第二次级绕组LS2连接在第二整流器输入节点22和第三整流器输入节点23之间，第三次级绕组LS3连接在第三整流器输入节点23和第一整流器输入节点21之间。
因此，变压器装置TR的初级侧连接成Λ结构，并且变压器装置TR的次级侧连接成 Λ结构，即，配置第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，以使三个次级绕组LS1、LS2、LS3为Λ结构。应当注意，术语“初级侧”在此表示初级绕组以及谐振回路的元件。因此，三个初级绕组LP1、LP2、LP3以及三个谐振回路装置RT1、 RT2、RT3 一起配置成Λ结构。
应当注意，此处，如上所述，谐振回路装置还可部分或完全地整合在变压器装置内。
第二实施方式
现在参照图4。
此处，谐振回路装置和变压器装置的初级侧配置为与上述第一实施方式相同。
在此，次级绕组也连接在谐振电路输出节点21、22、23之间。图4中示出了次级共同节点24。第一次级绕组LSl连接在第一谐振电路输出节点21和次级共同节点24之间。 第二次级绕组LS2连接在第二谐振电路输出节点22和次级共同节点24之间。第三次级绕组LS3连接在第三谐振电路输出节点23和次级共同节点24之间。
因此，变压器装置TR的初级侧连接成Λ结构，并且变压器装置TR的次级侧连接成星形结构，即，配置第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，以使三个次级绕组LS1、LS2、LS3为星形结构。应当注意，术语“初级侧”此处表示初级绕组以及谐振回路的元件。因此，三个初级绕组LP1、LP2、LP3和三个谐振回路装置 RT1、RT2、RT3 —起配置成Λ结构。
次级共同节点24可视为星形结构变压器的共同点。应当注意，术语“次级”在此用于表示变压器装置 的次级侧上的位置。
同样在此处，应当注意，谐振回路装置可部分或完全整合在变压器装置内。
第三实施方式
现在参照图5a和图5b。
此处，谐振回路装置和变压器装置的初级侧配置为与上述第一实施方式相同。
在此，次级绕组也连接在谐振电路输出节点21、22、23之间。然而，此处，谐振电路 20包括第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组LS1、LS2、LS3。在图5b中示出了第一变压器开关装置STl的术语。可通过控制系统的控制，借助于继电器装置或任何其他开关装置来执行变压器开关装置ST1、ST2、ST3的切换。
第一变压器开关装置STl包括连接至第二变压器开关装置ST2的第二端T2的共同端Tcom、连接至第一谐振电路输出节点21的第一端Tl以及连接至第三变压器开关装置 ST3的共同端Tcom的第二端T2。
第二变压器开关装置ST2包括连接至第三变压器开关装置ST3的第二端T2的共同端Tcom、连接至第二谐振电路输出节点22的第一端Tl以及连接至第一变压器开关装置 STl的共同端Tcom的第二端T2。第三变压器开关装置ST3包括连接至第一变压器开关装置STl的第二端T2的共同端Tcom、连接至第三谐振电路输出节点23的第一端Tl以及连接至第二变压器开关装置 ST2的共同端Tcom的第二端T2。
第一次级绕组LSl连接在第一变压器开关装置STl的第一端Tl与第二端T2之间， 第二次级绕组LS2连接在第二变压器开关装置ST2的第一端Tl与第二端T2之间，以及第三次级绕组LS3连接在第三变压器开关装置ST3的第一端Tl和第二端T2之间。
当各个变压器开关装置的第一端Tl连接至它们的共同端Tcom时，变压器装置TR 连接成Λ - Λ结构。当各个变压器开关装置的第二端Τ2连接至它们的共同端Tcom时，变压器装置TR连接成Λ -星形结构。
变压器开关装置ST1、ST2、ST3由控制系统控制。例如，输入电压Uin可被测量出， 并且作为至控制系统的输入来提供。如果测出的输入电压Uin低于某个阈值，那么切换变压器开关装置ST1、ST2、ST3，以使变压器装置的次级侧连接成星形结构。如果测出的输入电压Uin高于某个阈值，那么切换变压器开关装置ST1、ST2、ST3，以使变压器装置的次级侧连接成Λ结构。因此，输出电压Uout减小。
在可替换的实施方式中，除了在次级侧上提供变压器开关装置ST1、ST2、ST3之外，还可在初级侧上提供这种变压器开关装置ST1、ST2、ST3。因此，在Λ结构和星形结构之间可重新配置变压器装置的初级侧。_3] 第四实施方式
现在参照图6。
谐振电路20在此与第二实施方式(图4)的谐振电路20相似。
此处，整流器装置30并非二极管整流器。代替地，整流器装置30是具有六个开关 S7、S8、S9、S10、S1US12而非六个二极管的同步整流器。整流器装置包括六个开关电容器 CS7、CS8、CS9、CS10、CSll和CS12，每个电容器与六个开关中的一个开关并联连接。
此外，这些开关为MOSFET开关。可替换地，这些开关可为具有本征二极管的开关或者与反并联二极管并联连接的开关。
应当注意，这种整流器装置30可用于上述任一实施方式以及以下的任一实施方式中。此外，可用于变压器装置的任何结构(Λ - Λ、Λ -星形、星形-Λ、星形-星形)。
也应当注意，利用这种整流器装置，能够实现双向电力流，即电力可从图6中所定义的输入端流到输出端，也可从输出端流到输入端。这种转换器通常被称为双向DC-DC转换器。
第五实施方式
现在参照图7。谐振电路20在此与图6和图4的谐振电路相似。此处，谐振电路 20进一步包括励磁电感器Lml、Lm2、Lm3,分别与初级绕组LP1、LP2、LP3并联连接。此处， 三个初级绕组LP1、LP2、LP3以及三个谐振回路装置RT1、RT2、RT3 一起配置成星形结构。
第一励磁电感器Lml与第一初级绕组LPl并联连接。第二励磁电感器Lm2与第二初级绕组LP2并联连接。第三励磁电感器Lm3与第三初级绕组LP3并联连接。励磁电感器会影响谐振电路的谐振。
励磁电感器可为磁性耦合电感器(三相)，其可以是三个单电感器或者其可完全地整合在变压器装置内。
第六实施方式·
现在参照图8。此处，第一谐振回路装置包括在第一谐振电路输入节点11和初级共同节点25之间、与第一初级绕组LPl串联连接的第一谐振电感器LRl和第一谐振电容器 CRl0第二谐振回路装置包括在第二谐振电路输入节点12和初级共同节点25之间、与第二初级绕组LP2串联连接的第二谐振电感器LR2和第二谐振电容器CR2。第三谐振回路装置包括在第三谐振电路输入节点13和初级共同节点25之间、与第三初级绕组LP3串联连接的第三谐振电感器LR3和第三谐振电容器CR3。
因此，此处，变压器装置的初级侧配置为星形结构。更确切地说，三个初级绕组 LP1、LP2、LP3以及三个谐振回路装置RT1、RT2、RT3 一起配置成星形结构。
与图4中所示出的和所描述的实施方式中相同，变压器装置的次级侧(即，次级绕组)连接成星形结构。因此，配置第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，以使这三个次级绕组LS1、LS2、LS3为星形结构。
第七实施方式
现在参照图9。
如上面参照图8所描述的，此处，变压器装置的初级侧连接成星形结构。
如上面参照图3和图7所描述的，变压器装置的次级侧连接成Λ结构。因此，配置第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，以使得这三个次级绕组LS1、LS2、LS3为Λ结构。
第八实施方式
现在参照图10。
此处,第一谐振电感器LRl和第一谐振电容器CRl在第一谐振电路输入节点21和初级共同节点25之间串联连接。第一初级绕组LPl与第一谐振电容器CRl并联连接。
第二谐振电感器LR2和第二谐振电容器CR2在第二谐振电路输入节点22和初级共同节点25之间串联连接。第二初级绕组LP2与第二谐振电容器CR2并联连接。
第三谐振电感器LR3和第三谐振电容器CR3在第三谐振电路输入节点23和初级共同节点25之间串联。第三初级绕组LP3与第三谐振电容器CR3并联连接。
因此，三个初级绕组LP1、LP2、LP3以及三个谐振回路装置RT1、RT2、RT3 —起配置成星形结构。
此处，变压器装置的初级侧连接成星形结构。此处，变压器装置的次级侧连接成星形结构。因此，配置第一变压器开关装置ST1、第二变压器开关装置ST2和第三变压器开关装置ST3，以使得这三个次级绕组LS1、LS2、LS3为星形结构。
第九实施方式
现在参照图11。如上面参照图10所描述的，此处，变压器装置的初级侧连接成星形结构。如上面参照图3、图7和图9所描述，变压器装置的次级侧连接成Λ结构。
试验结果
如引言中所述，对于这种谐振DC/DC转换器，最常见的现有技术电路为两个串联的谐振LLC转换器，如图12a中所述。
通过使用来自线性技术(LinearTechnology) (http://www.linear.com)的 LTspice，进行了图12中的现有技术的电路仿真。在仿真时，用于仿真的输入值和输出值为 Uout=350Vdc,Iout=17Adc,Uin=350Vdc。
图13a中示出了仿真的结果。此处，示出了输入纹波电流IV2在此具有约IOA的峰峰值。
以与上面相同的方式还对图3中所示的电路进行了相应的仿真，具有相同的输入值和输出值。
在图13b中示出了该仿真的结果。根据图13b的结果，输入纹波电流IVl在此具有约5A的峰峰值。
因此，与现有技术相比，本发明明显地降低了输入纹波电流。
而且，可看出，图3的转换器与图12的转换器相比，具有的元件少很多。根据谐振回路装置和变压器装置的三相设计，减少了每个分支的电流，这将减少损耗。
关于输入电压/输出电压的可控比，还实现了灵活性大的电路。流过谐振回路的低电流非常适合于高阻抗谐振回路。此外，对于低输入电压，对变压器装置和谐振回路装置进行重新配置，以例如从Λ - Λ结构变为Λ -星形结构，这就进一步提高了该可控比。
低纹波电流还消除了对电解电容器的需要。
应当注意,通过停止在初级侧的三个分支中的一个分支的切换，比如通过一直保持开关S5和S6断开，可进一步在低功率下提高高效率。于是，转换器将用作准全桥谐振转换器。
权利要求
1.一种谐振电路(20)，包括 三个谐振电路输入节点(11、12、13 )和三个谐振电路输出节点(21、22、23 ); 变压器装置(TR)，包括彼此磁性连接的三个初级绕组(LPl、LP2、LP3)和三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)，其中三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)连接至三个谐振电路输出节点(21、22、23)； 第一谐振回路装置、第二谐振回路装置和第三谐振回路装置(RT1、RT2、RT3)，分别连接在三个谐振电路输入节点(11、12、13)中的相应一个与三个初级绕组(LPl、LP2、LP3)中的相应一个之间； 第一变压器开关装置、第二变压器开关装置和第三变压器开关装置(ST1、ST2、ST3)，用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)。
2.根据权利要求1所述的谐振电路，其中，各谐振回路装置(RT1、RT2、RT3)包括谐振电感器(LRl、LR2、LR3)和谐振电容器(CRl、CR2、CR3)。
3.根据权利要求1所述的谐振电路，其中，三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)和三个谐振回路装置(RT1、RT2、RT3) —起配置成Λ结构。
4.根据权利要求1或2所述的谐振电路，还包括用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)的第一变压器开关装置、第二变压器开关装置和第三变压器开关装置(ST1、ST2、ST3)。
5.根据权利要求4所述的谐振电路，其中 第一变压器开关装置(STl)包括连接至第二变压器开关装置(ST2 )的第二端(T2 )的共同端(Tcom)、连接至第一谐振输出节点(21)的第一端(Tl)以及连接至第三变压器开关装置(ST3)的共同端(Tcom)的第二端(T2)； 第二变压器开关装置(ST2 )包括连接至第三变压器开关装置(ST3 )的第二端(T2 )的共同端(Tcom)、连接至第二谐振电路输出节点(22)的第一端(Tl)以及连接至第一变压器开关装置(STl)的共同端(Tcom)的第二端(T2)； 第三变压器开关装置(ST3 )包括连接至第一变压器开关装置(STl)的第二端(T2 )的共同端(Tcom)、连接至第三谐振电路输出节点(23)的第一端(Tl)以及连接至第二变压器开关装置(ST2)的共同端(Tcom)的第二端(T2)； 其中，第一次级绕组(LSI)连接在第一变压器开关装置(STl)的第一端和第二端(Tl、T2)之间，第二次级绕组(LS2)连接在第二变压器开关装置(ST2)的第一端和第二端(Tl、T2)之间，第三次级绕组(LS3)连接在第三变压器开关装置(ST3)的第一端和第二端(Tl、T2)之间， 其中，当各个变压器开关装置的第一端(Tl)连接至其共同端(Tcom)时，所述变压器装置(TR)连接成Λ结构，并且其中当各个变压器开关装置的第二端(T2)连接至其共同端(Tcom)时，所述变压器装置(TR)连接成星形结构。
6.根据权利要求2所述的谐振电路，其中 第一谐振电感器(LR1)、第一谐振电容器(CRl)以及第一初级绕组(LPl)串联连接在第一谐振电路输入节点(11)和第三谐振电路输入节点(13)之间； 第二谐振电感器(LR2)、第二谐振电容器(CR2)以及第二初级绕组(LP2)串联连接在第二谐振电路输入节点(12)和第一谐振电路输入节点(11)之间；以及第三谐振电感器(LR3)、第三谐振电容器(CR3)以及第三初级绕组(LP3)串联连接在第三谐振电路输入节点(13)和第二谐振电路输入节点(12)之间。
7.根据权利要求2所述的谐振电路，其中，三个励磁电感器(Lml、Lm2、Lm3)与三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)各自并联连接。
8.根据权利要求2所述的谐振电路，其中 第一谐振电感器(LR1)、第一谐振电容器(CRl)以及第一初级绕组(LPl)串联连接在第一谐振电路输入节点(11)和初级共同节点(25 )之间； 第二谐振电感器(LR2)、第二谐振电容器(CR2)以及第二初级绕组(LP2)串联连接在第二谐振电路输入节点(12)和初级共同节点(25)之间；以及 第三谐振电感器(LR3)、第三谐振电容器(CR3)以及第三初级绕组(LP3)串联连接在第三谐振电路输入节点(13 )和初级共同节点(25 )之间。
9.一种谐振DC-DC转换器，包括 第一输入端和第二输入端(IT1、IT2)以及第一输出端和第二输出端(0T1、0T2)； 开关装置(10)，连接在第一输入端和第二输入端(IT1、IT2)与谐振电路(20)的三个谐振电路输入节点(11、12、13)之间； 整流器装置(30)，连接在三个谐振电路输出节点(21、22、23)与第一输出端和第二输出端(ΟΤ1、ΟΤ2)之间； 其中，谐振电路(20)包括变压器装置(TR)，该变压器装置包括彼此磁性连接的三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)和三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)，其中三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)连接至三个谐振电路输出节点(21、22、23)； 其中，谐振电路(20)包括第一谐振回路装置、第二谐振回路装置和第三谐振回路装置(RTU RT2、RT3)，分别连接在三个谐振电路输入节点(11、12、13)中的相应一个与三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)中的相应一个之间；以及 其中，谐振电路(20)包括第一变压器开关装置、第二变压器开关装置和第三变压器开关装置(ST1、ST2、ST3)，用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)。
10.根据权利要求9所述的转换器，其中，每个谐振回路装置(RT1、RT2、RT3)包括谐振电感器(LRl、LR2、LR3)和谐振电容器(CRl、CR2、CR3)。
11.根据权利要求9所述的转换器，其中，三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)配置成Λ结构。
12.根据权利要求9或10所述的转换器，进一步包括用于在Λ结构和星形结构之间重新配置三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)的第一变压器开关装置、第二变压器开关装置和第三变压器开关装置(STl、ST2、ST3 )。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的转换器，其中，开关装置(10)包括六个开关装置(S1、S2、S3、S4、S5、S6)，其中每个开关装置连接在第一输入端或第二输入端(ΙΤ1、ΙΤ2)中的一个与各个开关输出节点(11、12、13)中的一个之间。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的转换器，其中，整流器装置(30)为二极管整流器或同步整流器。
全文摘要
本发明涉及谐振电路(20)。谐振电路包括三个谐振电路输入节点(11、12、13)、三个谐振电路输出节点(21、22、23)、变压器装置以及谐振回路装置。变压器装置(TR)包括彼此磁性连接的三个初级绕组(LP1、LP2、LP3)和三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)，其中，三个次级绕组(LS1、LS2、LS3)连接至三个谐振电路输出节点(21、22、23)。第一、第二和第三谐振回路装置(RT1、RT2、RT3)均连接在三个谐振电路输入节点(11、12、13)中的相应一个与初级绕组(LP1、LP2、LP3)中的相应一个之间。本发明还涉及包括这种谐振电路(20)的谐振DC-DC转换器。
文档编号H02M3/337GK103004074SQ201080057823
公开日2013年3月27日 申请日期2010年12月10日 优先权日2009年12月17日
发明者谢蒂尔·博伊森, 罗阿尔·米勒 申请人:易达有限公司