本发明涉及lcc电路机构，特别是涉及一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构。
背景技术：
1、在实现高电压供电时，lcc谐振变换器能够实现零电压开关(zvs)和零电流开关(zcs)是最常见的拓扑结构之一。然而，由于lcc谐振变换器谐振腔元件的严格要求和对控制策略的复杂性，要实现输出电压范围的可调仍存在一些挑战。现有技术主要有lcc谐振电路调频调压(pfm)、buck+lcc全桥逆变方式和移相交错调制的拓扑结构等。
2、为了实现lcc谐振变换器的宽范围输出电压调节，通过调频调压，可以实时调节输出电压，满足不同应用需求，并且具有较高的调整精度和响应速度。但是该方法存在以下问题：(1)当输出功率比较大时，lcc串并联谐振电路的谐振电流峰值较高，开关器件流过的额定电流较大，电路损耗增加、元件选型困难，同时可能引起电磁干扰和效率下降等若干问题；(2)在调频调压的过程中，系统工作频率需做出相应的大范围变化，为了避免变压器磁饱和，变压器设计裕量需考虑很大，磁芯利用率将大幅下降，工程实用价值降低。
3、基于lcc谐振电路调频调压(pfm)具有以上问题，有人提出了采用buck+lcc全桥逆变方式来进行宽范围输出电压调节。在保留lcc串并联谐振变换器的基础上，通过改变母线电压使逆变器工作在固定工作频率来实现输出宽范围电压调节，并且可以降低电路的设计复杂性。但该方法也存在以下不足：(1)buck电路和lcc谐振电路之间存在耦合和交互作用，它们相互传递能量，参数和工作条件的变化会相互影响，进而影响输出电压纹波。同时，lcc逆变电路工作在谐振频率点，在谐振频率附近，谐振电路的q值发生变化，也会导致输出电压纹波的幅值变化。(2)采用buck+lcc谐振电路，由于是两级控制，若某个环节的传递函数具有较高的阻尼或较低的增益，那么整个2级电路的动态响应可能会受到限制，反应速度将会较慢，并且传输效率也会降低。(3)采用buck+lcc谐振电路，由于buck电路中的开关管会产生高频噪音和快速变化的电流和电压，lcc电路中的电感和电容在谐振过程中也会产生高频振荡，其次，滤波电路中的电感元件也可能成为电磁辐射和互感耦合的源头，从而导致抗电磁干扰能力弱等问题。
4、移相调制交错llc谐振变换器可以实现超宽的输出电压范围调节。该拓扑结构由两个平行连接的半桥llc谐振腔组成，两个变压器的二次侧端子采用反向串联连接，输出整流桥由两个谐振单元共享。电路总是工作在谐振频率点，通过两个半桥之间的移相可以实现输出电压宽范围调节。但该方法也存在以下不足：(1)该电路采用llc谐振拓扑，对于需要输出高压时，变压器高压侧的寄生电容不能忽略，寄生电容会对电路谐振腔产生影响，导致输出电压不稳定或谐振频率偏移，从而影响电路的性能和稳定性。(2)该电路采用了两个变压器，其中变压器二次侧采用反向串联连接，并通过整流桥进行输出，在需要双极性输出的场合，该电路无法满足其要求。
5、综上所述，现有的技术虽然能有效实现输出电压的宽范围调节。但是存在系统控制复杂、效率降低、纹波大、成本增加、功能受限以及emi等问题，限制了这些技术方案推广应用。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，本发明解决了现有技术中系统控制复杂、效率降低、纹波大、成本增加、功能受限的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，包括：
4、依次连接的输入电压、半桥lcc谐振变换模块、变压器模块、倍压整流电路、极性转换开关和输出电压；
5、所述半桥lcc谐振变换模块用于对输入电压进行调节，得到调节电压，所述变压器模块用于对所述调节电压进行宽范围调节，得到宽范围电压，所述倍压整流电路对所述宽范围电压进行倍压整流得到整流电压，所述极性转换开关用于用于对所述整流电压进行极性转换，得到输出电压。
6、优选地，所述半桥lcc谐振变换模块，包括：
7、均与所述变压器模块连接的第一半桥lcc谐振变换器和第二半桥lcc谐振变换器，所述第一半桥lcc谐振变换器和第二半桥lcc谐振变换器并联；
8、所述第一半桥lcc谐振变换器包括：
9、第一半导体器件、第二半导体器件、第一串联谐振电感、第一串联谐振电容和第一并联谐振电容；
10、所述第一半导体器件和所述第二半导体器件串联，所述第一半导体器件的漏极与所述输入电压的正极连接，所述第二半导体器件的源极与所述输入电压的负极连接，所述第一串联谐振电感的一端与所述第一半导体器件的源极和所述第二半导体器件的漏极连接，所述第一串联谐振电容的一端与所述第二半导体器件的源极连接，所述第一并联谐振电容的一端与所述第一串联谐振电感的另一端连接，所述第一并联谐振电容的另一端和第一串联谐振电容的另一端连接；
11、所述第二半桥lcc谐振变换器包括：
12、第三半导体器件、第四半导体器件、第二串联谐振电感、第二串联谐振电容和第二并联谐振电容；
13、所述第三半导体器件和所述第四半导体器件串联，所述第三半导体器件的漏极与所述输入电压的正极连接，所述第四半导体器件的源极与所述输入电压的负极连接，所述第二串联谐振电感的一端与所述第三半导体器件的源极和所述第四半导体器件的漏极连接，所述第二串联谐振电容的一端与所述第四半导体器件的源极连接，所述第二并联谐振电容的一端与所述第二串联谐振电感的另一端连接，所述第二并联谐振电容的另一端和第二串联谐振电容的另一端连接。
14、优选地，所述变压器模块为双变压器结构或四变压器结构；
15、所述双变压器结构包括：
16、第一变压器和第二变压器；
17、所述第一变压器和所述第二变压器均包括：1个初级绕组和2个次级绕组；
18、所述第一变压器的初级绕组与所述第一并联谐振电容并联，所述第二变压器的初级绕组与所述第二并联谐振电容并联，所述第一变压器的第一个次级绕组与所述第二变压器的第一个次级绕组反向串联并与所述倍压整流电路连接，所述第一变压器的第二个次级绕组与所述第二变压器的第二个次级绕组反向串联并与所述倍压整流电路连接；
19、所述四变压器结构包括：
20、第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器；
21、所述第三变压器、第四变压器、第五变压器和第六变压器均包括：1个初级绕组和1个次级绕组；
22、所述所述第三变压器的初级绕组和所述第五变压器的初级绕组与所述第一并联谐振电容并联，所述所述第四变压器的初级绕组和所述第六变压器的初级绕组与所述第二并联谐振电容并联，所述第三变压器的次级绕组与所述第四变压器的次级绕组反向串联并与所述倍压整流电路连接，所述第五变压器的次级绕组与所述第六变压器的次级绕组反向串联并与所述倍压整流电路连接。
23、优选地，所述倍压整流电路，包括：
24、第一倍压整流子电路和第二倍压整流子电路；
25、所述第一倍压整流子电路和第二倍压整流子电路串联连接；
26、所述第一倍压整流子电路，包括：
27、串联连接的第一倍压电容、第二倍压电容和并联第一二极管和第二二极管；
28、串联后的第一倍压电容、第二倍压电容与并联后的第一二极管和第二二极管并联连接；
29、所述所述第二倍压整流子电路，包括：
30、串联连接的第三倍压电容、第四压电容和并联第三二极管和第四二极管；
31、串联后的第三倍压电容、第四倍压电容与并联后的第三二极管和第四二极管并联连接。
32、优选地，所述极性转换开关，包括：
33、第一干簧继电器、第二干簧继电器、第三干簧继电器和第四干簧继电器；
34、所述第一干簧继电器、第二干簧继电器、第三干簧继电器和第四干簧继电器构成全桥结构，所述输出电压的一端连接在第一干簧继电器和三干簧继电器的中点位置，所述输出电压的另一端连接在所述第二干簧继电器和四干簧继电器的中点位置。
35、优选地，若所述变压器模块为双变压器结构，则第一变压器的第一个次级绕组的一端与第一二极管和第二二极管串联后的中点连接，第一变压器的第一个次级绕组的另一端与所述第二变压器的第一个次级绕组的一端连接，所述第二变压器的第一个次级绕组的另一端与所述第一倍压电容和所述第二倍压电容串联后的中点连接，所述第一变压器的第二个次级绕组的一端与第三二极管和第四二极管串联后的中点连接，第一变压器的第二个次级绕组的另一端与所述第二变压器的第二个次级绕组的一端连接，所述第二变压器的第二个次级绕组的另一端与所述第三倍压电容和所述第四倍压电容串联后的中点连接。
36、优选地，若所述变压器模块为四变压器结构，则所述第三变压器的次级绕组的一端与第一二极管和第二二极管串联后的中点连接，所述第三变压器的次级绕组的另一端与所述第四变压器的次级绕组的一端连接，所述第四变压器的次级绕组的另一端与所述第一倍压电容和所述第二倍压电容串联后的中点连接，所述第五变压器的次级绕组的一端与第三二极管和第四二极管串联后的中点连接，所述第五变压器的次级绕组的另一端与所述第六变压器的次级绕组的一端连接，所述第六变压器的次级绕组的另一端与所述第三倍压电容和所述第四倍压电容串联后的中点连接。
37、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
38、本发明提供了一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，包括：
39、依次连接的输入电压、半桥lcc谐振变换模块、变压器模块、倍压整流电路、极性转换开关和输出电压；
40、所述半桥lcc谐振变换模块用于对输入电压进行调节，得到调节电压，所述变压器模块用于对所述调节电压进行宽范围调节，得到宽范围电压，所述倍压整流电路对所述宽范围电压进行倍压整流得到整流电压，所述极性转换开关用于用于对所述整流电压进行极性转换，得到输出电压。本发明由两个平行连接的半桥lcc谐振腔组成，变压器二次侧反向串联连接，输出端由4个继电器控制输出极性的转换。该电路结构不仅可以实现输出电压的宽范围调节，并且可以满足双极性输出的需求，具有简化的磁性部件设计、高电源利用率、高输出电压精度、高功率密度、低纹波、低成本与响应速度快的优势，进一步提高了效率和可靠性。
1.一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，所述半桥lcc谐振变换模块，包括：
3.根据权利要求2所述的一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，所述变压器模块为双变压器结构或四变压器结构；
4.根据权利要求3所述的一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，所述倍压整流电路，包括：
5.根据权利要求4所述的一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，所述极性转换开关，包括：
6.根据权利要求4所述的一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，若所述变压器模块为双变压器结构，则第一变压器的第一个次级绕组的一端与第一二极管和第二二极管串联后的中点连接，第一变压器的第一个次级绕组的另一端与所述第二变压器的第一个次级绕组的一端连接，所述第二变压器的第一个次级绕组的另一端与所述第一倍压电容和所述第二倍压电容串联后的中点连接，所述第一变压器的第二个次级绕组的一端与第三二极管和第四二极管串联后的中点连接，第一变压器的第二个次级绕组的另一端与所述第二变压器的第二个次级绕组的一端连接，所述第二变压器的第二个次级绕组的另一端与所述第三倍压电容和所述第四倍压电容串联后的中点连接。
7.根据权利要求4所述的一种极性转换的宽范围调压交错调制lcc电路结构，其特征在于，若所述变压器模块为四变压器结构，则所述第三变压器的次级绕组的一端与第一二极管和第二二极管串联后的中点连接，所述第三变压器的次级绕组的另一端与所述第四变压器的次级绕组的一端连接，所述第四变压器的次级绕组的另一端与所述第一倍压电容和所述第二倍压电容串联后的中点连接，所述第五变压器的次级绕组的一端与第三二极管和第四二极管串联后的中点连接，所述第五变压器的次级绕组的另一端与所述第六变压器的次级绕组的一端连接，所述第六变压器的次级绕组的另一端与所述第三倍压电容和所述第四倍压电容串联后的中点连接。
