一种适用于低压大电流场景的变换电路

1.本发明是一种适用于低压大电流场景的变换电路，属于电力电子变换器领域。


背景技术：

2.在当今碳中和的背景下，追求高效绿色的发展理念，节能环保是的发展战略要求。然而，随着信息化时代的到来，大型数据中心在金融、通信、石化重要的国家，政府领域使用越来越多，数据中心的数量井喷式增长，其能耗越来越高。2020年中国数据中心能耗总量为939亿千瓦时，碳排放量为6464万吨。预计到2030年，中国数据中心能耗总量将达到3800亿千瓦时左右，碳排放增长率将超过300％。巨大的能增长速度不禁与绿色发展理念相违背。所以，寻求一种更高效、低能耗的供电模式是有必要的。对于数据中心使用的传统交流ups位于机架外部，ups供电时内部会经过ac/dc整流，dc/ac逆变的双变换，传输到服务器后还会有ac/dc、dc/dc的变换，且其内部直流配电母线电压为12v。可以看出ups输入到末端设备负载变换次数多，每次变换都有能量损耗，且其配电母线电压低，配电母线电流大，母线上损耗大。同时随着数据中心规模不断扩大，其能耗也会不断增多，降低了系统供电效率。因此，提出新型的电能传输架构。其中，机架内部直流母线配电电压为48v，用直流ups替代传统交流ups，安装于机架内部直接与48v直流配电母线连接。这样去掉了dc/ac逆变环节以及传输到服务器后的ac/dc整流环节，减少了变换次数，由于电能转换产生的损耗有所降低。同时配电母线电压的提高会降低配电母线上的电流，这样配电母线上的损耗有所降低，电源的效率得以提升。此外，直流ups直接与配电母线相连，进一步提高了供电的稳定性。
3.在直流母线与主机模块之间还会存在电压调节模组，其主要作用为通过对主机上直流到直流转换电路的控制来为处理器模块提供稳定的工作电压。为了使电能利用率得到提高，要求电压调节模块的损耗低，具有极高的效率要求。然而与传统12v母线相比，经过48v母线的电压调节模组具有更大的变比，对于调节模组另外一侧的模块而言，其电压波动范围更大，稳定性更差。然而，要想使损耗更低，可以选择更大的电压变比，而更大的电压变比意味着更加的不稳定。所以电能利用效率与副边电压稳定性之间存在着相对冲突的关系。
4.一般而言，48v调压模块通常是采用两级级连结构，第一级变压，第二级调压或稳压。相对于单级式直接将电压调整到所需电压值，两级调压的实现更为容易。
5.为了满足高效率高功率密度的要求，同时也要满足低成本等现实条件，llc谐振变换电流成为备受青睐的选择。相较于其他dc-dc变换器，llc谐振变换器能够在全负载范围内是实现原边开关管零电压开通以及副边整流管的零电流关断，进一步减小开关损耗，具有结构简单、效率高、易于磁集成等优点。llc谐振变换器中llc电路实现电路软开关，而能量传输主要通过变压器实现。变换电路可以分为隔离型与非隔离型，非隔离型电路会将一部分原边电流输送至副边，同时还重复利用了变压器的闲置副边用于变换器的激励线圈，减少了原边绕组的匝数与电阻。但是，非隔离型llc在需要转换比较大时，额外传输的部分功率会占比相对较小，效率趋近于普通llc转换电流。


技术实现要素：

6.本发明目的在于解决上述llc变换电路在大变比下效率不高的问题，提供了一种适用于低压大电流情况下的变换电路。
7.本文提供了一种适用于低压大电流情况下的变换电路，用于对输入电压进行降压处理。所述一种适用于低压大电流场景的变换电路有输入端口和输出端口，其中所述输入端口包含输入端第一端(v
in+
)、输入端第二端(v
in-)；所述输出端口包含输出端第一端(v
o+
)、输出端第二端(v
o-)；所述一种适用于低压大电流场景的变换电路包含输入滤波单元(01)、开关单元(02)、谐振单元(03)、a相变压器及其整流单元(04)、b相变压器及其整流单元(05)、自耦变压器及其整流单元(06)、输出滤波单元(07)。
8.所述输入滤波单元(01)包含1个输入滤波电容；所述开关单元(02)包含2个开关管；所述谐振单元(03)包含1个谐振电容、2个谐振电感；所述a相变压器及其整流单元(04)包含1个变压器、2个开关管；所述b相变压器及其整流单元(05)包含1个变压器、2个开关管；所述自耦变压器及其整流单元(06)包含2个自耦变压器、3个开关管；所述输出滤波单元(07)包含1个输出滤波电容。
9.所述输入滤波单元(01)包含与所述输入端第一端(v
in+
)相连的输入滤波电容(c
in
)，所述输入滤波电容(c
in
)的另一端与所述输入端第二端(v
in-)相连。
10.所述开关单元(02)包含开关管(p1)、开关管(p2)，所述开关管(p1)的一端与所述输入端第一端(v
in+
)相连，所述开关管(p1)的另一端与所述开关管(p2)的一端相连形成结点(j1)。
11.所述谐振单元(03)包含谐振电容(cr)、谐振电感(l
ra
)、谐振电感(l
rb
)，所述谐振电容(cr)的一端与所述结点(j1)相连，所述谐振电容(cr)的另一端与所述谐振电感(l
ra
)的一端相连形成结点(j2)，所述谐振电感(l
rb
)的一端与所述结点(j2)相连。
12.所述a相变压器及其整流单元(04)包含a相变压器(ta)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
a2
)，所述a相变压器(ta)包含a相变压器第一绕组(t
a1
)、a相变压器第二绕组(t
a2
)、a相变压器第三绕组(t
a3
)，所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的一端与所述谐振电感(l
ra
)的另一端相连，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的一端与所述开关管(sr
a1
)的一端相连，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述开关管(sr
a1
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的另一端与所述开关管(sr
a2
)的一端相连，所述开关管(sr
a2
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连。
13.所述b相变压器及其整流单元(05)包含b相变压器(tb)、开关管(sr
b1
)、开关管(sr
b2
)，所述b相变压器(tb)包含b相变压器第一绕组(t
b1
)、b相变压器第二绕组(t
b2
)、b相变压器第三绕组(t
b3
)，所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的一端与所述谐振电感(l
rb
)的另一端相连，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的一端与所述开关管(sr
b1
)的一端相连，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述开关管(sr
b1
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的另一端与所述开关管(sr
b2
)的一端相连，所述开关管(sr
b2
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连。
14.所述自耦变压器及其整流单元(06)包含a相自耦变压器(ata)、b相自耦变压器
(atb)、开关管(sa)、开关管(sb)、开关管(s)，所述a相自耦变压器(ata)包含a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)、a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)，所述b相自耦变压器(atb)包含b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)、b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的一端与所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的另一端连接形成结点(j4)，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的另一端与所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)连接形成结点(j3)，所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的另一端与所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的另一端连接形成结点(j5)，所述开关管(sa)的一端与所述结点(j4)相连，所述开关管(sa)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(s)的一端与所述结点(j3)相连，所述开关管(s)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(sb)的一端与所述结点(j5)相连，所述开关管(sb)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(p2)的另一端与结点(j3)相连。
15.所述输出滤波单元(07)包含与所述输出端第一端(v
o+
)相连的输出滤波电容(co)，所述输出滤波电容(co)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述输出端第二端(v
o-)与所述输入端第二端(v
in-)相连。
16.根据权利要求3所述的一种适用于低压大电流场景的变换电路，其中所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)同步导通及关断，所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(sa)、开关管(sb)同步导通及关断，且所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)与所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(sa)、开关管(sb)接收的控制信号的占空比分别都为50％且两者交错180度相位。
17.所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的匝数为n
a1
，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的匝数为n
a2
，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的匝数为n
a3
，所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的匝数为n
b1
，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的匝数为n
b2
，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的匝数为n
b3
，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的匝数为an
a1
，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的匝数为an
a2
，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的匝数为an
b1
，所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)的匝数为an
b2
，其中，n
a1
等于n
b1
，n
a2
等于n
a3
等于n
b2
等于n
b3
等于an
a1
等于an
a2
等于an
b1
等于an
b2
，且n
a1
、n
a2
、n
a3
、n
b1
、n
b2
、n
b3
、an
a1
、an
a2
、an
b1
、an
b2
均为正数。
18.所述谐振单元(04)的谐振频率等于所有所述开关管的开关频率。
19.所述输入端第一端(v
in+
)与所述输入端第二端(v
in-)之间电压为输入电压(v
in
)，所述输出端第一端正极(v
o+
)与所述输出端第二端(v
o-)之间的电压为输出电压(vo)，所述输入电压(v
in
)与所述输出电压(vo)之间的关系符合如下等式：
20.其中n
a1
为所述a相变压器第一绕组(t
a1
)匝数，n
a2
为所述a相变压器第二绕组(t
a2
)匝数。
21.本发明有以下效果：
22.变换器通过改变变压器匝比可以改变最终增益效果。
23.变换器整体结构简单，效率高，且电压器与自耦变压器易于磁集成。
24.变换器可以高频开关工作，有效的减小变压器的体积与重量，实现高功率密度。
25.变换器所有磁芯的磁通固定且可相同，易进行磁集成，可支持高功率密度的实现。
附图说明
26.附图1为本发明一种适用于低压大电流场景的变换电路拓扑。
27.附图2为本发明一种适用于低压大电流场景的变换电路工作时的主要波形。
28.q1是开关管(p1)的驱动信号，q2是开关管(p2)的驱动信号，电流i
lra
是流过a相谐振电感(l
ra
)的谐振电流，电流i
lrb
是流过b相谐振电感(l
rb
)的谐振电流，电流i
sra1
是流过开关管(sr
a1
)的电流，电流i
sra2
是流过开关管(sr
a2
)的电流，电流i
srb1
是流过开关管(sr
b1
)的电流，电流i
srb2
是流过开关管(sr
b2
)的电流，电流is是流过开关管(s)的电流，电流i
sa
是流过开关管(sa)的电流，电流i
sb
是流过开关管(sb)的电流。
具体实施方式
29.为使本发明的目的、实施方案和优点清晰明了，下面结合附图对本发明进行详细的描述。以下所述仅用于具体说明，并不对本发明的范围限制。
30.如附图1所示，为本发明一种适用于低压大电流场景的变换电路，所述输入滤波单元(01)包含与所述输入端第一端(v
in+
)相连的输入滤波电容(c
in
)，所述输入滤波电容(c
in
)的另一端与所述输入端第二端(v
in-)相连。
31.所述开关单元(02)包含开关管(p1)、开关管(p2)，所述开关管(p1)的一端与所述输入端第一端(v
in+
)相连，所述开关管(p1)的另一端与所述开关管(p2)的一端相连形成结点(j1)。
32.所述谐振单元(03)包含谐振电容(cr)、谐振电感(l
ra
)、谐振电感(l
rb
)，所述谐振电容(cr)的一端与所述结点(j1)相连，所述谐振电容(cr)的另一端与所述谐振电感(l
ra
)的一端相连形成结点(j2)，所述谐振电感(l
rb
)的一端与所述结点(j2)相连。
33.所述a相变压器及其整流单元(04)包含a相变压器(ta)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
a2
)，所述a相变压器(ta)包含a相变压器第一绕组(t
a1
)、a相变压器第二绕组(t
a2
)、a相变压器第三绕组(t
a3
)，所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的一端与所述谐振电感(l
ra
)的另一端相连，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的一端与所述开关管(sr
a1
)的一端相连，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述开关管(sr
a1
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的另一端与所述开关管(sr
a2
)的一端相连，所述开关管(sr
a2
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连。
34.所述b相变压器及其整流单元(05)包含b相变压器(tb)、开关管(sr
b1
)、开关管(sr
b2
)，所述b相变压器(tb)包含b相变压器第一绕组(t
b1
)、b相变压器第二绕组(t
b2
)、b相变压器第三绕组(t
b3
)，所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的一端与所述谐振电感(l
rb
)的另一端相连，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的一端与所述开关管(sr
b1
)的一端相连，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述开关管(sr
b1
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相
连，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的另一端与所述开关管(sr
b2
)的一端相连，所述开关管(sr
b2
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连。
35.所述自耦变压器及其整流单元(06)包含a相自耦变压器(ata)、b相自耦变压器(atb)、开关管(sa)、开关管(sb)、开关管(s)，所述a相自耦变压器(ata)包含a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)、a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)，所述b相自耦变压器(atb)包含b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)、b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的一端与所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的另一端连接形成结点(j4)，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的另一端与所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)连接形成结点(j3)，所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的另一端与所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的另一端连接形成结点(j5)，所述开关管(sa)的一端与所述结点(j4)相连，所述开关管(sa)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(s)的一端与所述结点(j3)相连，所述开关管(s)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(sb)的一端与所述结点(j5)相连，所述开关管(sb)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(p2)的另一端与结点(j3)相连。
36.所述输出滤波单元(07)包含与所述输出端第一端(v
o+
)相连的输出滤波电容(co)，所述输出滤波电容(co)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述输出端第二端(v
o-)与所述输入端第二端(v
in-)相连。
37.所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)同步导通及关断，所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(sa)、开关管(sb)同步导通及关断，且所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)与所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(sa)、开关管(sb)接收的控制信号的占空比分别都为50％且两者交错180度相位。
38.附图2为为本发明一种适用于低压大电流的变换电路的一个拓扑工作时的主要波形，在[t1，t2]期间，t1时刻，所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)同步导通，谐振电容(cr)、a相谐振电感(l
ra
)、b相谐振电感(l
rb
)进行谐振，电流i
lra
是流过a相谐振电感(l
ra
)的谐振电流，电流il
rb
是流过b相谐振电感(l
rb
)的谐振电流，电流i
sra1
是流过开关管(sr
a1
)的电流，电流i
srb1
是流过开关管(sr
b1
)的电流，电流is是流过开关管(s)的电流，t2时刻，所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)同步关断，谐振腔结束谐振；在[t2，t3]期间，谐振电流i
lr
保持不变；在[t3，t4]期间，t3时刻，所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(sa)、开关管(sb)同步导通，谐振电容(cr)、a相谐振电感(l
ra
)、b相谐振电感(l
rb
)进行谐振，电流i
sra2
是流过开关管(sr
a2
)的电流，电流i
srb2
是流过开关管(sr
b2
)的电流，电流i
sa
是流过开关管(sa)的电流，电流i
sb
是流过开关管(sb)的电流，t4时刻，所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(sa)、开关管(sb)同步关断。
[0039]
所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的匝数为n
a1
，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的匝数为n
a2
，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的匝数为n
a3
，所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的匝数为n
b1
，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的匝数为n
b2
，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的匝数为n
b3
，
所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的匝数为an
a1
，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的匝数为an
a2
，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的匝数为an
b1
，所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)的匝数为an
b2
，其中，n
a1
等于n
b1
，n
a2
等于n
a3
等于n
b2
等于n
b3
等于an
a1
等于an
a2
等于an
b1
等于an
b2
，且n
a1
、n
a2
、n
a2
、n
b1
、n
b2
、n
b3
、an
a1
、an
a2
、an
b1
、an
b2
均为正数。
[0040]
所述谐振单元(04)的谐振频率等于所有所述开关管的开关频率。
[0041]
所述输入端第一端(v
in+
)与所述输入端第二端(v
in-)之间电压为输入电压(v
in
)，所述输出端第一端正极(v
o+
)与所述输出端第二端(v
o-)之间的电压为输出电压(vo)，所述输入电压(v
in
)与所述输出电压(vo)之间的关系符合如下等式：
[0042]
其中n
a1
为所述a相变压器第一绕组(t
a1
)匝数，n
a2
为所述a相变压器第二绕组(t
a2
)匝数。
[0043]
以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，对于本技术领域的普通技术人员来说，在并不使相应的技术方案本质上脱离本发明的精神和原则之内，本发明可以有的各种修改、变化和替换，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种适用于低压大电流场景的变换电路，其特征在于：所述一种适用于低压大电流场景的变换电路有输入端口和输出端口，其中所述输入端口包含输入端第一端(v
in+
)、输入端第二端(v
in-)；所述输出端口包含输出端第一端(v
o+
)、输出端第二端(v
o-)；所述一种适用于低压大电流场景的变换电路包含输入滤波单元(01)、开关单元(02)、谐振单元(03)、a相变压器及其整流单元(04)、b相变压器及其整流单元(05)、自耦变压器及其整流单元(06)、输出滤波单元(07)；所述输入滤波单元(01)包含1个输入滤波电容；所述开关单元(02)包含2个开关管；所述谐振单元(03)包含1个谐振电容、2个谐振电感；所述a相变压器及其整流单元(04)包含1个变压器、2个开关管；所述b相变压器及其整流单元(05)包含1个变压器、2个开关管；所述自耦变压器及其整流单元(06)包含2个自耦变压器、3个开关管；所述输出滤波单元(07)包含1个输出滤波电容。2.根据权利要求1所述的一种适用于低压大电流场景的变换电路，其中，所述输入滤波单元(01)包含与所述输入端第一端(v
in+
)相连的输入滤波电容(c
in
)，所述输入滤波电容(c
in
)的另一端与所述输入端第二端(v
in-)相连；所述开关单元(02)包含开关管(p1)、开关管(p2)，所述开关管(p1)的一端与所述输入端第一端(v
in+
)相连，所述开关管(p1)的另一端与所述开关管(p2)的一端相连形成结点(j1)；所述谐振单元(03)包含谐振电容(c
r
)、谐振电感(l
ra
)、谐振电感(l
rb
)，所述谐振电容(c
r
)的一端与所述结点(j1)相连，所述谐振电容(c
r
)的另一端与所述谐振电感(l
ra
)的一端相连形成结点(j2)，所述谐振电感(l
rb
)的一端与所述结点(j2)相连；所述a相变压器及其整流单元(04)包含a相变压器(t
a
)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
a2
)，所述a相变压器(t
a
)包含a相变压器第一绕组(t
a1
)、a相变压器第二绕组(t
a2
)、a相变压器第三绕组(t
a3
)，所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的一端与所述谐振电感(l
ra
)的另一端相连，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的一端与所述开关管(sr
a1
)的一端相连，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述开关管(sr
a1
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的另一端与所述开关管(sr
a2
)的一端相连，所述开关管(sr
a2
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连；所述b相变压器及其整流单元(05)包含b相变压器(t
b
)、开关管(sr
b1
)、开关管(sr
b2
)，所述b相变压器(t
b
)包含b相变压器第一绕组(t
b1
)、b相变压器第二绕组(t
b2
)、b相变压器第三绕组(t
b3
)，所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的一端与所述谐振电感(l
rb
)的另一端相连，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的一端与所述开关管(sr
b1
)的一端相连，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述开关管(sr
b1
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的另一端与所述开关管(sr
b2
)的一端相连，所述开关管(sr
b2
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连；所述自耦变压器及其整流单元(06)包含a相自耦变压器(at
a
)、b相自耦变压器(at
b
)、开关管(s
a
)、开关管(s
b
)、开关管(s)，所述a相自耦变压器(at
a
)包含a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)、a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)，所述b相自耦变压器(at
b
)包含b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)、b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的一端与
所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的另一端连接形成结点(j4)，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的另一端与所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)连接形成结点(j3)，所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)的另一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的一端与所述输出端第一端(v
o+
)相连，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的另一端与所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的另一端连接形成结点(j5)，所述开关管(s
a
)的一端与所述结点(j4)相连，所述开关管(s
a
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(s)的一端与所述结点(j3)相连，所述开关管(s)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(s
b
)的一端与所述结点(j5)相连，所述开关管(s
b
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述开关管(p2)的另一端与结点(j3)相连；所述输出滤波单元(07)包含与所述输出端第一端(v
o+
)相连的输出滤波电容(c
o
)，所述输出滤波电容(c
o
)的另一端与所述输出端第二端(v
o-)相连，所述输出端第二端(v
o-)与所述输入端第二端(v
in-)相连。3.根据权利要求2所述的一种适用于低压大电流场景的变换电路，其中，所述a相变压器第一绕组(t
a1
)的匝数为n
a1
，所述a相变压器第二绕组(t
a2
)的匝数为n
a2
，所述a相变压器第三绕组(t
a3
)的匝数为n
a3
，所述b相变压器第一绕组(t
b1
)的匝数为n
b1
，所述b相变压器第二绕组(t
b2
)的匝数为n
b2
，所述b相变压器第三绕组(t
b3
)的匝数为n
b3
，所述a相自耦变压器第一绕组(at
a1
)的匝数为an
a1
，所述a相自耦变压器第二绕组(at
a2
)的匝数为an
a2
，所述b相自耦变压器第一绕组(at
b1
)的匝数为an
b1
，所述b相自耦变压器第二绕组(at
b2
)的匝数为an
b2
，其中，n
a1
等于n
b1
，n
a2
等于n
a3
等于n
b2
等于n
b3
等于an
a1
等于an
a2
等于an
b1
等于an
b2
，且n
a1
、n
a2
、n
a3
、n
b1
、n
b2
、n
b3
、an
a1
、an
a2
、an
b1
、an
b2
均为正数。4.根据权利要求3所述的一种适用于低压大电流场景的变换电路，其中所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)同步导通及关断，所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(s
a
)、开关管(s
b
)同步导通及关断，且所述开关管(p1)、开关管(s)、开关管(sr
a1
)、开关管(sr
b1
)与所述开关管(p2)、开关管(sr
a2
)、开关管(sr
b2
)、开关管(s
a
)、开关管(s
b
)接收的控制信号的占空比分别都为50％且两者交错180度相位。5.根据权利要求4所述的一种适用于低压大电流场景的变换电路，所述谐振单元(04)的谐振频率等于所有所述开关管的开关频率。

技术总结
本发明涉及一种适用于低压大电流场景的变换电路，属于电力电子变换器技术领域。所述变换电路拓扑包含输入滤波单元、开关单元、谐振单元、A相变压器及其整流单元、B相变压器及其整流单元、自耦变压器及其整流单元、输出滤波单元构成。变换电路利用多种变压器的组合来合理分配每个变压器处理的功率，大大减少了单个变压器的压力，同时变压器原边有一定的功率是直接通过自耦变压器传输到负载，能够有效提高变换器效率。该发明提供的变换电路在非隔离、高变比、大电流、高效率的场景使用。高效率的场景使用。高效率的场景使用。


技术研发人员：李泽伟 张瑜 吴红飞
受保护的技术使用者：南京航空航天大学
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/8/13