一种三相谐振变换器的制作方法

本发明涉及三相变换器，特别涉及一种三相谐振变换器。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，与之相匹配的功率级电源转换器也得到了快速的发展。特别的，在光伏、风电、电动汽车车载充电机等应用场合，所需的功率级变换器的功率等级逐步上升，对电力电子变换器的设计要求也越来越高。

2、谐振型直流-直流变换器因其软开关、高效率、高功率密度等特性在新能源领域应用中备受欢迎。一般的谐振变换器为单相半桥谐振变换器、单相全桥谐振变换器，该类变换器的输出电流纹波大，功率传输能力有限，无法应用在中大功率应用场合；

3、为了降低输出电流纹波，提升功率级变换器的功率传输能力，学者chao fei、fredc.lee等人在其发表的论文high-frequency three-phase interleaved llc resonantconverter with gan devices and integrated planar magnetics中研究了星型(y)-星型(y)连接的三相llc谐振变换器、三角形(△)-三角形(△)连接的三相llc谐振变换器、电容三角形(△)-星型(y)-星型(y)连接的三相llc谐振变换器及其它三角形(△)/星型(y)组合的三相交错llc谐振变换器拓扑。

4、然而，上述学者研究的三相谐振变换器的拓扑结构复杂，均包含三相逆变电路、三相谐振支路、三相变压器、三相整流电路等，三相谐振变换器拓扑的开关器件和磁性器件数量多，增加了电路设计成本，降低了功率密度，整机设计复杂。

技术实现思路

1、有鉴如此，本发明要解决的技术问题是提供一种三相谐振变换器，降低三相谐振拓扑的复杂性和设计成本，提升功率密度。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的三相谐振变换器的实施例技术方案如下：

3、一种三相谐振变换器，包括：

4、第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端；

5、三相变压器，包括第一原边绕组、第二原边绕组、第三原边绕组、第一副边绕组、第二副边绕组和第三副边绕组；

6、三相逆变电路，包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，均连接于所述第一输入端和所述第二输入端之间，每个所述桥臂均包括两个串联连接的开关管，所述第二桥臂两个开关管的连接点与所述第二原边绕组一端连接；

7、两相谐振支路，包括第一谐振支路和第二谐振支路，所述第一谐振支路连接于所述第一桥臂两个开关管的连接点与所述第一原边绕组一端之间，所述第二谐振支路连接于所述第三桥臂两个开关管的连接点与所述第三原边绕组一端之间，每个所述谐振支路括两个串联连接的谐振电容和谐振电感；

8、副边整流电路，用于将所述第一副边绕组、所述第二副边绕组和所述第三副边绕组传输的交流电压转换为直流电压后通过所述第一输出端和所述第二输出端输出；

9、其中，所述第一原边绕组一端、所述第二原边绕组一端、所述第三原边绕组一端、所述第一副边绕组一端、所述第二副边绕组一端和所述第三副边绕组一端互为同名端；所述第一原边绕组另一端、所述第二原边绕组另一端、所述第三原边绕组另一端、所述第一副边绕组另一端、所述第二副边绕组另一端和所述第三副边绕组另一端互为异名端。

10、优选地，所述副边电路为三相整流电路，包括第一整流电路、第二整流电路和第三整流电路，均连接于所述三相谐振变换器的第一输出端和所述三相谐振变换器的第二输出端之间，每个所述整流电路均包括两个串联连接的整流管，所述第一整流电路两个整流管的连接点与所述第一原边绕组一端连接，所述第二整流电路两个整流管的连接点与所述第二原边绕组一端连接，所述第三整流电路两个整流管的连接点与所述第三原边绕组一端连接。

11、进一步地，所述第一原边绕组另一端、所述第二原边绕组另一端和所述第三原边绕组另一端连接在一起从而使得所述三相变压器各原边绕组形成星型连接结构；所述第一副边绕组另一端、所述第二副边绕组另一端和所述第三副边绕组另一端连接在一起从而使得所述三相变压器各副边绕组形成星型连接结构。

12、进一步地，所述第一原边绕组另一端、所述第二原边绕组另一端和所述第三原边绕组另一端连接在一起从而使得所述三相变压器各原边绕组形成星型连接结构；所述第一副边绕组另一端连接所述第二副边绕组一端，所述第二副边绕组另一端连接所述第三副边绕组一端、所述第三副边绕组另一端连接所述第一副边绕组一端，从而使得所述三相变压器各副边绕组形成三角形连接结构。

13、进一步地，所述第一原边绕组另一端连接所述第二原边绕组一端，所述第二原边绕组另一端连接所述第三原边绕组一端、所述第三原边绕组另一端连接所述第一原边绕组一端，从而使得所述三相变压器各原边绕组形成三角形连接结构；所述第一副边绕组另一端连接所述第二副边绕组一端，所述第二副边绕组另一端连接所述第三副边绕组一端、所述第三副边绕组另一端连接所述第一副边绕组一端，从而使得所述三相变压器各副边绕组形成三角形连接结构。

14、进一步地，所述第一原边绕组另一端连接所述第二原边绕组一端，所述第二原边绕组另一端连接所述第三原边绕组一端、所述第三原边绕组另一端连接所述第一原边绕组一端，从而使得所述三相变压器各原边绕组形成三角形连接结构；所述第一副边绕组另一端、所述第二副边绕组另一端和所述第三副边绕组另一端连接在一起从而使得所述三相变压器各副边绕组形成星型连接结构。

15、优选地，所述副边电路为三相全桥并联整流电路，包括第一整流桥电路、第二整流桥电路和第三整流桥电路，所述第一整流桥电路的第一交流输入端连接所述第一副边绕组一端，所述第一整流桥电路的第二交流输入端连接所述第一副边绕组另一端，所述第二整流桥电路的第一交流输入端连接所述第二副边绕组一端，所述第二整流桥电路的第二交流输入端连接所述第二副边绕组另一端，所述第三整流桥电路的第一交流输入端连接所述第三副边绕组一端，所述第三整流桥电路的第二交流输入端连接所述第三副边绕组另一端，所述第一整流桥电路的正输出端、所述第二整流桥电路的正输出端和所述第三整流桥电路的正输出端同时连接所述三相谐振变换器的第一输出端，所述第一整流桥电路的负输出端、所述第二整流桥电路的负输出端和所述第三整流桥电路的负输出端同时连接所述三相谐振变换器的第二输出端。

16、进一步地，所述第一桥臂中两个开关管驱动脉冲互补，占空比忽略死区时间后均为50％；所述第二桥臂中两个开关管驱动脉冲互补，占空比忽略死区时间后均为50％；所述第三桥臂中两个开关管驱动脉冲互补，占空比忽略死区时间后均为50％；并且，所述第一桥臂中的上开关管、所述第二桥臂中的上开关管和所述第三桥臂中的上开关管的驱动脉冲相位依次相差120°；所述第一桥臂中的下开关管、所述第二桥臂中的下开关管和所述第三桥臂中的下开关管的驱动脉冲相位依次相差120°。

17、进一步地，所述第一谐振支路和所述第二谐振支路的谐振频率一致，所述三相谐振变换器的工作频率为所述第一谐振支路的谐振频率或所述第二谐振支路的谐振频率。

18、本发明相较于现有技术具有如下有益效果：

19、1.本发明的三相谐振变换器与现有文献high-frequency three-phaseinterleaved llc resonant converter with gan devices and integrated planarmagnetics公开的三相谐振变换器拓扑相比，减少了一个谐振支路，降低三相电路的复杂性和设计成本；

20、2.本发明的三相谐振变换器保留了传统谐振变换器工作在感性工作区，谐振腔的输入电压超前于谐振电流，因此具备软开关特性，可以提升转换效率的优势；

21、3.本发明的三相谐振变换器一些实施例采用移相120°的交错控制，因此可以降低输出电流纹波，优化滤波电容的设计，减小滤波电容的数量和体积；

22、4.本发明的三相谐振变换器一些实施例三相变压器构成星型或三角形连接，此时具备相间自然均流特性，能提升整机工作的稳定性。