一种具有故障容错能力的LLC变换器的制作方法

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种具有故障容错能力的llc变换器。

背景技术：

1、随着新能源发电、大规模储能、电气化交通工具等行业与应用的快速发展，以llc变换器为代表的电力电子变换器被大量部署到相关应用。

2、然而，电力电子变换器解决电能变换需求的同时也带来了一些问题。为了在满足设备的机械、电气和散热等需求以及安装空间限制等要求的前提下尽可能地减小体积和重量，高频化成为了电力电子变换器的发展趋势。随着功率开关的开关频率的提升，变换器中的电感和变压器的体积和重量均大幅减小，功率密度得到了明显提升。

3、但是高开关频率带来的高开关损耗和高功率密度带来的散热困难会加大变换器的热应力；高开关频率带来的高di/dt和高dv/dt不仅会产生更大的电应力，还会产生更强的电磁干扰（emi，electromagnetic interference）。过大的电应力和热应力导致功率开关的故障率上升，而复杂恶劣的工作环境进一步加剧了功率开关的故障问题，降低了系统的可靠性。

4、然而，电力电子变换器的不稳定运行和故障轻则影响生产效率，重则直接威胁用户的生命财产安全，因此业界亟需高可靠性的电力电子变换器。如何以较低的成本和体积提高电力电子变换器的可靠性成为了目前亟需解决的关键技术问题之一。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提出一种具有故障容错能力的llc变换器，解决现有电力电子变换器成本高、可靠性低的技术问题。

2、一种具有故障容错能力的llc变换器，包括：变压器t1原边开关桥臂、谐振回路、辅助电路和变压器t1副边的二极管整流电路；

3、所述变压器原边开关桥臂中加入保险丝，且与谐振回路电性连接；

4、所述辅助电路采用辅助功率开关q1，且与变压器中间抽头电性连接。

5、本发明的有益效果是：

6、（1）在出现故障的情况下依然能继续保持正常工作；

7、（2）在全桥llc变换器的基础上，仅需一个辅助功率开关和四个保险丝即可实现故障容错，从而减小装置的体积和重量；

8、（3）不仅能容忍功率开关短路故障，还能容忍功率开关开路故障。

技术特征：

1.一种具有故障容错能力的llc变换器，其特征在于：包括：变压器t1原边开关桥臂、谐振回路、辅助电路和变压器t1副边的二极管整流电路；

2.如权利要求1所述的一种具有故障容错能力的llc变换器，其特征在于：所述变压器副边的二极管整流电路包括：第一整流桥臂和第二整流桥臂。

3.如权利要求2所述的一种具有故障容错能力的llc变换器，其特征在于：所述第一整流桥臂包括第一整流二极管d1和第二整流二极管d2。

4.如权利要求3所述的一种具有故障容错能力的llc变换器，其特征在于：所述第二整流桥臂包括第三整流二极管d3和第四整流二极管d4。

5.如权利要求4所述的一种具有故障容错能力的llc变换器，其特征在于：还包括：输入稳压电容cin和输出稳压电容co。

6.如权利要求5所述的一种具有故障容错能力的llc变换器，其特征在于：直流输入端vin正极分别连接至输入稳压电容cin的正极，第一功率开关s1和第三功率开关s3的源极，直流输入端vin负极分别连接至输入稳压电容cin的负极，第二功率开关s2、第四功率开关s4和辅助功率开关q1的漏极，第一开关桥臂和第二开关桥臂的中心点连接谐振回路，变压器t1原边的中心抽头连接辅助功率开关q1的源极，变压器t1的副边分别连接第一整流桥臂和第二整流桥臂的中心点，直流输出端von正极分别连接至输出稳压电容co的正极，第一整流二极管d1和第三整流二极管d3的阴极，直流输出端vo负极分别连接至输出稳压电容co的负极，第二整流二极管d2和第四整流二极管d4的阳极；其中，第一谐振电容cr1和第二谐振电容cr2的容值相等，第一谐振电感lr1和第二谐振电感lr2的感值相等。

技术总结本发明涉及电力电子领域，公开了一种具有故障容错能力的LLC变换器，包括：变压器T<subgt;1</subgt;原边开关桥臂、谐振回路、辅助电路和变压器T<subgt;1</subgt;副边的二极管整流电路；所述变压器原边开关桥臂中加入保险丝，且与谐振回路电性连接；所述辅助电路采用辅助功率开关Q<subgt;1</subgt;，且与变压器中间抽头电性连接。本发明有益效果是：在出现故障的情况下依然能继续保持正常工作；在全桥LLC变换器的基础上，仅需一个辅助功率开关和四个保险丝即可实现故障容错，从而减小装置的体积和重量；不仅能容忍功率开关短路故障，还能容忍功率开关开路故障。技术研发人员：王伟康,姚川,石林,王磊,朱傲,宋宇金,万里,柳彬,廖君佐,陈昊华,曾召松,洪捷,汪文涛受保护的技术使用者：武汉华海通用电气有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2