CN107888074B - 一种双向llc谐振直流-直流变换器 - Google Patents

一种双向llc谐振直流-直流变换器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种双向LLC谐振直流‑直流变换器。该双向LLC谐振直流‑直流变换器包括：原边谐振变换网络，在能量正向传递时将输入的原边直流电压信号转换为原边高频交流信号，在能量反向传递时将输入的原边高频交流信号转换为原边直流电压信号；副边谐振变换网络，在能量反向传递时将输入的副边直流电压信号转换为副边高频交流信号，在能量正向传递时将输入的副边高频交流信号转换为副边直流电压信号；变压器，至少包含一个原边绕组和两个副边绕组，在能量正向传递时仅一个副边绕组参与能量传递，在能量反向传递时两个副边绕组皆参与能量传递；该双向LLC谐振直流‑直流变换器在能量正向传递和反向传递时都工作在断续模式，提高了效率。

Description

一种双向LLC谐振直流-直流变换器
技术领域
本发明属于双向直流-直流变换器，具体而言，是一种高效率的LLC谐振 直流-直流变换器，适合应用于储能以及新能源发电等应用领域。
背景技术
随着世界能源资源的紧缩以及环境污染的加重，对于新能源的开发利用 已经成为人类急需解决的问题。对于可再生能源而言，如何将这些新能源并 网发电，变换为用户可以直接利用的电能，是分布式发电领域主要的研究方 向。由于分布式能源其自身并没有能量储存的功能，因此现今分布式发电系 统大多数都是含有辅助存储***，从而形成含有储能***的复合式发电***。
对于辅助储能***，如若采用不隔离型变换器拓扑，在输出输入电压相 差较大的时候，变换器的调压范围以及工作效率不是很理想且存在安全隐患。 例如，运用在新能源并网发电过程中由于电路非隔离特性以及光伏板对地之 间电容的存在，逆变电路工作过程中容易受到共模干扰等影响。同时，对于 直流-直流变换器电路中器件的电流电压应力要求较高。
进一步，在某些应用领域，需要变换器具有能量双向流动的能力，如储 能用直流-直流变换器或电动汽车里的直流-直流变换单元。
隔离型LLC谐振直流-直流变换器由于能实现原副边器件软开关从而实现 高效率、高功率密度而得到广泛应用。图1为一种现有结构能实现能量双向 流动的变结构LLC拓扑，即所谓的CLLC谐振直流-直流变换电路。图1所示 CLLC谐振直流-直流变换电路包括：
第一直流源V1，在能量正向流动时提供输入能量，在能量流动时反向存 储/消耗能量；
原边谐振单元，包括开关管Q1～Q4，谐振电感Lr1，谐振电容Cr1；
变压器T，包括原边绕组和副边绕组，提供励磁电感Lm，并起到电压变 换、隔离以及能量隔离传输作用；
副边谐振单元，包括开关管Q5～Q8，谐振电感Lr2，谐振电容Cr2；
第二直流源V2，在能量正向流动时存储能量以及在能量反向流动时提供 能量。
所述CLLC谐振直流-直流变换电路中，所述第一直流源V1的正极和所述 开关管Q1的D极、Q3的D极连接，所述开关管Q1的S极与所述开关管Q2的 D极以及所述谐振电感Lr1的一端连接，所述谐振电感Lr1的另一端与谐振电 容Cr1的一端连接，所述谐振电容Cr1的另一端与所述变压器T原边绕组的 同名端连接，所述开关管Q3的S极与所述开关管Q4的D极以及变压器T原 边绕组的异名端连接，所述开关管Q2的S极、Q4的S极与所述第一直流源 V1的负极连接。所述变压器T副边绕组的同名端与谐振电感Lr2的一端连接， 所述谐振电感Lr2的另一端与所述谐振电容Cr2的一端连接，所述谐振电容 Cr2的另一端与所述开关管Q7的S极以及开关管Q8的D极连接，所述开关管 Q5的D极、Q7的D极与所述第二直流源V2的正极连接，所述开关管Q5的S 极与所述开关管Q6的D极以及所述变压器T副边绕组的异名端连接，所述开 关管Q6的S极、Q8的S极与所述第二直流源V2的负极连接。
图2为所述CLLC谐振直流-直流变换电路的工作曲线，与常规LLC谐振 直流-直流变换电路类似，其中纵轴是输出/输入电压增益，横轴为相对于谐 振频率fr的归一化的工作频率fs/fr。如图2所示，受电路参数影响，电路 存在三个可能的工作区域：区域1、区域2和区域3。其中区域3是容性工作 区域，一般设计应使得电路避免进入该区域；区域1为升压区域，电路工作 在该区域，等效的电压增益大于1，且原副边电流工作于断续模式，原副边开 关管的关断损耗近似为零，另外由于电压增益曲线斜率较大，电路在全负载 范围工作频率变化较小；区域2为降压区域，电路工作在该区域，等效的电 压增益小于1，且原副边电流工作于连续模式，原副边开关管存在一定的开关 损耗从而影响电路的效率，另外由于电压增益曲线斜率较小，导致电路在全 负载范围工作频率变化较大。
由上所述，在设计LLC谐振直流-直流变换电路或CLLC谐振直流-直流变 换电路时应尽量使得电路工作于区域1以获得较好的电路性能。
然而，所述CLLC谐振直流-直流变换电路在用于宽范围输入或输出的双 向直流-直流变换器时，无法使得电路在能量正向和反向流动时都工作于区域 1。举例说明：假设所述CLLC谐振直流-直流变换电路的输入为宽范围输入的 直流源，变化范围为V1min～V1max，而输出电压保持不变为V2。假设变压器T的匝比为n，当电路工作于正向模式，电路的正向电压增益表达式为 Gdcf＝V2/(n＝V1)。为使电路全范围工作于区域1，则变压器的匝比n应使 得输入为V1max时电路的电压增益为1，即n＝V2/V1max，这样当输入电压小 于V1max时，电路的电压增益大于1，电路工作于区域1；然而在该变压器参 数下，当电路工作反向模式时，电路的反向电压增益表达式变为 Gdcr＝(n×V1)/V2.当V1的幅值为V1max时，电路的电压增益等于1，而当 V1的幅值小于V1max时，电路的电压增益小于1。因此当所述CLLC电路反向 工作时，电路工作于区域2，即电流连续模式，电路的整体性能下降。
发明内容
本发明针对现有技术的一些不足，提供了一种高效率的双向LLC谐振直 流-直流变换器，使得在宽范围输入或输出应用场合下，所述双向LLC谐振直 流-直流变换器在能量正向或反向流动时都能工作在电流断续模式，从而降低 开关损耗以及电路的工作频率范围。
为实现上述发明目的，本发明的一种双向LLC谐振直流-直流变换器包括 原边谐振变换网络、副边谐振变换网络、变压器，其中：
所述原边谐振变换网络包括原边桥臂、原边滤波电容、第一谐振电感和 第一谐振电容，用于在能量正向传递时将输入的原边直流电压信号转换为原 边高频交流信号；在能量反向传递时将输入的原边高频交流信号转换为原边 直流电压信号；
所述副边谐振变换网络包括副边桥臂、副边滤波电容、第二谐振电感和 第二谐振电容，用于在能量反向传递时将输入的副边直流电压信号转换为副 边高频交流信号；在能量正向传递时将输入的副边高频交流信号转换为副边 直流电压信号；
所述变压器至少包含一个原边绕组和两个副边绕组，所述变压器耦接所 述原边谐振变换网络和副边谐振变换网络，提供励磁电感，并起到电压变换、 隔离以及能量隔离传输作用，在能量正向传递时仅一个副边绕组参与能量传 递，在能量反向传递时两个副边绕组皆参与能量传递。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开 关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接， 所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管的D极以及所述第一谐振电感Lr1 的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连 接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接， 所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边 绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与 所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂包括第五开关管Q5～第十开关管 Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端 与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关 管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开关管Q9的第一端与所述副边滤 波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐 振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与所述第七开关管 Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所述第二谐振电感Lr2的一端接所 述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与 所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连接，所述第六开关 管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的第二端与所述副边 滤波电容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开 关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接， 所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管的D极以及所述第一谐振电感Lr1 的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连 接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接， 所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边 绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与 所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂包括第五开关管Q5～第十开关管 Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端 与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关 管Q5的D极、第七开关管Q7的D极、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤 波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐 振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第二谐振电感Lr2 的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第七开关管Q7的S极、 第八开关管Q8的D极连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端与所述 第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连接，所述第六开关管Q6 的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电 容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、 第二电容C2，所述第一开关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原 边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D 极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端 与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变 压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容 C2的一端以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的 S极、第二电容C2的另一端与所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂 包括第五开关管Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名 端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管 Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开 关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕 组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2 的另一端与所述第七开关管Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所述 第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述 第二谐振电感Lr2的另一端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10 的第一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开 关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开 关管Q1的D极、第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接，所 述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感 Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端 连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连 接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器 原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S 极与所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂包括第五开关管Q5、第六 开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电容C3和第四电容C4， 所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所 述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5 的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容 的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容 Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第三电容C3的另一端以 及所述第四电容C4的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器 的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第九开关管Q9的第二端、所述第十开关 管Q10的第一端与所述第二谐振电感Lr2的另一端连接，所述第六开关管Q6 的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电 容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、 第二电容C2，所述第一开关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原 边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D 极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端 与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变 压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容 C2的一端以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的 S极、第二电容C2的另一端与所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂 包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三 电容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边 绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连 接，所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一 端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名 端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与 第三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述第二谐振电感 Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第九开关管Q9 的第二端、所述第十开关管Q10的第一端与所述第二谐振电感Lr2的另一端 连接，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10 的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开 关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接， 所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电 感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的 一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名 端连接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变 压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4 的S极与所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂包括第五开关管Q5、 第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电容C3和第四电容 C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端 与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关 管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波 电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振 电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端接所述第二谐振电感 Lr2的一端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与第三电容C3的另一端以及所 述第四电容C4的一端连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端接所述 第九开关管Q9的第二端和所述第十开关管Q10的第一端，所述第六开关管Q6 的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电 容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、 第二电容C2，所述第一开关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原 边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D 极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端 与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变 压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容 C2的一端以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的 S极、第二电容C2的另一端与所述原边滤波电容的负极连接；所述副边桥臂 包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三 电容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边 绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连 接，所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一 端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名 端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端接 所述第二谐振电感Lr2的一端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与第三电容 C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端接所述第九开关管Q9的第二端和所述第十开关管Q10的第一端， 所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二 端与所述副边滤波电容的负极连接。
优选的，所述原边桥臂还包括第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，所 述第十一开关管Q11的第一端与原边滤波电容的正极相连，所述第十一开关 管Q11的第二端、第十二开关管Q12的第一端与所述变压器原边绕组Wp的同 名端连接，所述第十二开关管Q12的第二端与所述原边滤波电容的负极连接。
优选的，所述第一谐振电感和第二谐振电感可用变压器的漏感代替。
优选的，所述第一谐振电容可以被第一电容和第二电容等效替代；
优选的，所述第二谐振电容可以被第三电容和第四电容等效替代；
优选的，所述第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管 是多个半导体器件构成的复合开关。
优选的，所述第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管 是单个半导体开关器件。
优选的，所述原边和副边是一种相对概念，所述能量的正向传递和反向 传递也是一种相对概念，将其进行互换，本质上完全等效。
本发明的工作原理在于：在本发明提供的双向LLC谐振直流-直流变换器 正向传递能量时，所述副边辅助桥臂处于不工作状态，使得仅变压器第一副 边绕组参与工作，而第二辅助绕组不参与工作；因此所述双向LLC谐振直流- 直流变换器正向传递能量时的正向电压增益为Gdcf＝V2/(n1×V1)，其中n1 为所述变压器第一副边绕组匝数与原边绕组匝数的比值；相反，当在本发明 提供的双向LLC谐振直流-直流变换器反向传递能量时，所述副边辅助桥臂工 作并将第二副边绕组接入能量传递回路，因此所述双向LLC谐振直流-直流变 换器反向传递能量时的反向电压增益为Gdcr＝(n2×V1)/V2，其中n2为所述 变压器第一副边绕组匝数加上第二副边绕组匝数之和与原边绕组匝数的比 值。因此，可以设计变压器的匝比n1使得所述双向LLC谐振直流-直流变换 器正向传递能量时使得原边直流电压源V1的值为V1max时电路的正向电压增 益为1，即n1＝V2/V1max，这样当输入电压小于V1max时，电路的电压增益大 于1，电路工作于区域1；而在所述双向LLC谐振直流-直流变换器反向传递 能量时，设计变压器匝比n2使得当V1的幅值为V1min时电路的反向电压增 益等于1，即n2＝V2/V1min，因此当V1的幅值高于V1min时，电路的反向电 压增益大于1，从而使得当双向LLC谐振直流-直流变换器反向传递能量时仍 工作于区域1，即电流断续模式。
本发明的有益效果在于：本发明提供的双向LLC谐振直流-直流变换器相 比传统的CLLC谐振直流-直流变换器，由于引入了变压器第二副边绕组，因 此通过合理的变压器参数设计可以使得电路在能量正向传递和能量反向传递 时都工作在区域1，即电流断续模式，从而降低了电路的开关损耗，并且降低 了宽范围输入/输出以及全负载情况下工作时电路的工作频率范围。
附图说明
图1示出一种现有技术的CLLC谐振直流-直流变换电路；
图2示出现有CLLC谐振直流-直流变换电路的增益曲线；
图3示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换变换器的第一实施例 示意图；
图4示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能 量正向传递时的示意图；
图5示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能 量反向传递时的示意图；
图6示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例示意 图；
图7示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例在能 量正向传递时的示意图；
图8示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例在能 量反向传递时的示意图；
图9示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三实施例示意 图；
图10示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第四实施例示 意图；
图11示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第五实施例示 意图；
图12示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第六实施例示 意图；
图13示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第七实施例示 意图；
图14示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第八实施例示 意图；
图15示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第八实施例在 能量正向传递时的示意图；
图16示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第八实施例在 能量反向传递时的示意图；
图17示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器中的所用多个半 导体器件构成的复合开关具体实施例；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。为了方便描述，在下述 所有的实施例中皆假设原边直流电压信号V1的幅值变化范围为V1min～ V1max，副边直流电压信号V2保持不变。
参考图3示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施 例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波电容 Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1。所述原边桥臂3001包括第一开 关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D 极与所述原边滤波电容Ci的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第 二开关管的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感 Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S极与所 述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第 二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容Ci的负极连 接；
进一步，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波电容 Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。所述副边桥臂包括第五开关管 Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕 组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接， 所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开关管Q9的第一端 与所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名 端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与 所述第七开关管Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所述第二谐振电 感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第二谐振电 感Lr2的另一端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连 接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的 第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，本图3示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 一实施例中，第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T的 原边漏感和副边漏感替代，这是一种本领域的技术人员普遍了解的公知技术， 因此不再用具体实施例进行描述。
优选的，图3示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一 实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合开 关。
优选的，图3示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一 实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
图4示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能 量正向传递时的示意图，其中灰色部分表示不参与工作的电路。由图4可以 看出，在能量正向传递时，所述副边桥臂3002中的第九开关管Q9和第十开 关管Q10不工作，因此变压器T的第二副边绕组Ws2、第二谐振电感Lr2不参 与能量传递；在能量正向传递时，原边直流电压信号V1通过所述原边谐振变 换网络301向变换器提供能量，经原边谐振变换网络301转换为原边高频交 流信号，所述原边高频交流信号经变压器T的原边绕组Wp和第一副边绕组Ws1 传递到变压器副边，然后经副边谐振变换网络302转换为副边直流电压信号 V2；因此所述双向LLC谐振直流-直流变换器正向传递能量时，电路的正向电 压增益为Gdcf＝V2/(n1×V1)，其中n1为所述变压器T的第一副边绕组匝数 与原边绕组匝数的比值。通过设计匝比n1使得原边直流电压信号V1的值为 V1max时电路的正向电压增益为1，即n1＝V2/V1max，这样当输入电压小于 V1max时，电路的正向电压增益大于1，电路工作于区域1；
图5示出根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施例在能 量反向传递时的示意图，其中灰色部分表示不参与工作的电路。由图5可以 看出，在能量反向传递时，所述副边桥臂3002中的第五开关管Q5和第六开 关管Q6不工作，第九开关管Q9和第十开关管Q10工作，因此变压器T的第 二副边绕组Ws2、第二谐振电感Lr2参与反向能量传递，变压器T的第一副边 绕组Ws1和第二副边绕组Ws2串联工作；在能量反向传递时，副边直流电压 信号V2通过所述副边谐振变换网络302向变换器提供能量，经副边谐振变换 网络302转换为副边高频交流信号，所述副边高频交流信号经变压器T的第 一副边绕组Ws1和第二副边绕组Ws2传递到变压器T的原边，然后经原边谐 振变换网络301转换为原边直流电压信号V1；因此所述双向LLC谐振直流- 直流变换器反向传递能量时，电路的反向电压增益为Gdcr＝(n2×V1)/V2，其 中n2为所述变压器第一副边绕组匝数加上第二副边绕组匝数之和与原边绕组 匝数的比值。因此，通过合理设计匝比n2使得当V1的幅值为V1min时电路 的反向电压增益等于1，即n2＝V2/V1min，使得当V1的幅值高于V1min时， 电路的反向电压增益大于1，从而使得所述双向LLC谐振直流-直流变换器反 向传递能量时电路仍工作于区域1。
参考图6示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施 例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1；进一步，所述原边桥臂包 括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、所述第三开关 管Q3的D极与所述原边滤波电容Ci的正极连接，所述第一开关管Q1的S极 与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第 一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3 的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连 接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容 Ci的负极连接；
进一步，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波电容 Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。所述副边桥臂包括第五开关管 Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕 组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接， 所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极、第九开关管Q9的第一端 与所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与 第二谐振电感Lr2的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第七 开关管Q7的S极、第八开关管Q8的D极连接，所述变压器的第二副边绕组 Ws2的同名端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连接， 所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的第二 端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图6示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二 实施例中，第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T的原 边漏感和副边漏感替代。
优选的，图6示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二 实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合开 关。
优选的，图6示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二 实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
图7示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例在 能量正向传递时的示意图，其中灰色部分表示不参与工作的电路。由图7可 以看出，在能量正向传递时，所述副边桥臂3002中的第九开关管Q9和第十 开关管Q10不工作，因此变压器T的第二副边绕组Ws2不参与能量传递；在 能量正向传递时，原边直流电压信号V1通过所述原边谐振变换网络301向变 换器提供能量，经原边谐振变换网络301转换为原边高频交流信号，所述原 边高频交流信号经变压器T的原边绕组Wp和第一副边绕组Ws1传递到变压器 副边，然后经副边谐振变换网络302转换为副边直流电压信号V2；因此所述 双向LLC谐振直流-直流变换器正向传递能量时，电路的正向电压增益为 Gdcf＝V2/(n1×V1)，其中n1为所述变压器T的第一副边绕组匝数与原边绕 组匝数的比值。通过设计匝比n1使得原边直流电压信号V1的值为V1max时 电路的正向电压增益为1，即n1＝V2/V1max，这样当输入电压小于V1max时， 电路的正向电压增益大于1，电路工作于区域1；
图8示出本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施例在能量反 向传递时的示意图，其中灰色部分表示不参与工作的电路。由图8可以看出， 在能量反向传递时，所述副边桥臂3002中的第五开关管Q5和第六开关管Q6 不工作，第九开关管Q9和第十开关管Q10工作，因此变压器T的第二副边绕 组Ws2，变压器T的第一副边绕组Ws1和第二副边绕组Ws2串联工作；在能量 反向传递时，副边直流电压信号V2通过所述副边谐振变换网络302向变换器 提供能量，经副边谐振变换网络302转换为副边高频交流信号，所述副边高 频交流信号经变压器T的第一副边绕组Ws1和第二副边绕组Ws2传递到变压 器T的原边，然后经原边谐振变换网络301转换为原边直流电压信号V1；因 此所述双向LLC谐振直流-直流变换器反向传递能量时，电路的反向电压增益 为Gdcr＝(n2×V1)/V2，其中n2为所述变压器第一副边绕组匝数加上第二副 边绕组匝数之和与原边绕组匝数的比值。因此，通过合理设计匝比n2使得当 V1的幅值为V1min时电路的反向电压增益等于1，即n2＝V2/V1min，使得当V1的幅值高于V1min时，电路的反向电压增益大于1，从而使得所述双向LLC 谐振直流-直流变换器反向传递能量时电路仍工作于区域1。
参考图9示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三实施 例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1；进一步，所述原边桥臂包 括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、第二电容C2，所述第一开 关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原边滤波电容Ci的正极连接， 所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电 感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名 端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端以及所述变压 器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第二电容C2的另 一端与所述原边滤波电容Ci的负极连接；
进一步而言，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波 电容Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。进一步，所述副边桥臂包 括第五开关管Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、 第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6 的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开关 管Q9的第一端与所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容 Cr2的另一端与所述第七开关管Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所 述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所 述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10 的第一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开 关管Q10的第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图9示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三 实施例中，第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T的原 边漏感和副边漏感替代。
优选的，图9示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三 实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合开 关。
优选的，图9示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三 实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
优选的，图9示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三 实施例中，第一谐振电感Cr1可以被第一电容C1和第二电容C2等效替代。
对比图3示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施 例示意图和图9示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第三实 施例示意图可以看出，二者结构基本类似，除了将图3的第三开关管Q3和第 四开关管Q4换成了图9中的第一电容C1和第二电容C2，工作过程基本类似， 不再详细分析。
参考图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换的第四实施 例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1；进一步，所述原边桥臂包 括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、第三开关管Q3 的D极与所述原边滤波电容Ci的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所 述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐 振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1 的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S 极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接， 所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容Ci的 负极连接；
进一步而言，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波 电容Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。进一步，所述副边桥臂包 括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电 容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕 组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接， 所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与 所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端 与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第 三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述第二谐振电感Lr2 的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第九开关管Q9的第 二端、所述第十开关管Q10的第一端与所述第二谐振电感Lr2的另一端连接， 所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 四实施例中，所述第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T 的原边漏感和副边漏感替代。
优选的，图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 四实施例中，所述第二谐振电容Cr2可以被第三电容C3和第四电容C4等效 替代。
优选的，图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 四实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合 开关。
优选的，图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 四实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
对比图3示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第一实施 例示意图和图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第四 实施例示意图可以看出，二者结构基本类似，除了将图3的第七开关管Q7和 第八开关管Q8换成了图10中的第三电容C3和第四电容C4，工作过程基本类 似，不再详细分析。
参考图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第五实 施例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1；进一步，所述原边桥臂包 括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、第二电容C2，所述第一开 关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原边滤波电容Ci的正极连接， 所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电 感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名 端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端以及所述变压 器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第二电容C2的另 一端与所述原边滤波电容Ci的负极连接；
进一步而言，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波 电容Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。进一步，所述副边桥臂包 括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电 容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕 组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接， 所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与 所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端 与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第 三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述第二谐振电感Lr2 的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第九开关管Q9的第 二端、所述第十开关管Q10的第一端与所述第二谐振电感Lr2的另一端连接， 所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 五实施例中，所述第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T 的原边漏感和副边漏感替代。
优选的，图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 五实施例中，所述第一谐振电容Cr1可以被第一电容C1和第二电容C2等效 替代；
优选的，图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 五实施例中，所述第二谐振电容Cr2可以被第三电容C3和第四电容C4等效 替代；
优选的，图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 五实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合 开关。
优选的，图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 五实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
对比图10示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第四实 施例示意图和图11示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 五实施例示意图可以看出，二者结构基本类似，除了将图1的第三开关管Q3 和第四开关管Q4换成了图11中的第一电容C1和第二电容C2，工作过程基本 类似，不再详细分析。
参考图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第六实 施例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1；进一步，所述原边桥臂包 括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、所述第三开关 管Q3的D极与所述原边滤波电容Ci的正极连接，所述第一开关管Q1的S极 与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第 一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3 的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连 接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容 Ci的负极连接；
进一步而言，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波 电容Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。进一步，所述副边桥臂包 括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电 容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕 组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接， 所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与 所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端 与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端接所 述第二谐振电感Lr2的一端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与第三电容C3 的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2 的同名端接所述第九开关管Q9的第二端和所述第十开关管Q10的第一端，所 述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 六实施例中，所述第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T 的原边漏感和副边漏感替代。
优选的，图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 六实施例中，所述第二谐振电容Cr2可以被第三电容C3和第四电容C4等效 替代。
优选的，图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 六实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合 开关。
优选的，图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 六实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
对比图6示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第二实施 例示意图和图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第六 实施例示意图可以看出，二者结构基本类似，工作过程基本类似，不再详细 分析。
参考图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第七实 施例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1；进一步，所述原边桥臂包 括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、第二电容C2，所述第一开 关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原边滤波电容Ci的正极连接， 所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电 感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名 端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端以及所述变压 器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第二电容C2的另 一端与所述原边滤波电容Ci的负极连接；
进一步而言，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波 电容Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。进一步，所述副边桥臂包 括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电 容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕 组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接， 所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与 所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端 与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端接所 述第二谐振电感Lr2的一端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与第三电容C3 的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2 的同名端接所述第九开关管Q9的第二端和所述第十开关管Q10的第一端，所 述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 七实施例中，所述第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T 的原边漏感和副边漏感替代。
优选的，图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 七实施例中，所述第一谐振电容Cr2可以被第一电容C1和第二电容C2等效 替代。
优选的，图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 七实施例中，所述第二谐振电容Cr2可以被第三电容C3和第四电容C4等效 替代。
优选的，图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 七实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是多个半导体器件构成的复合 开关。
优选的，图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 七实施例中，第九开关管Q9和第十开关管Q10是单个半导体器件构成的开关。
对比图12示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第六实 施例示意图和图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 七实施例示意图可以看出，二者结构基本类似，工作过程基本类似，不再详 细分析。
优选的，图3、图6和图9～图13示出的根据本发明的双向LLC谐振直流 -直流变换器的若干种实施例中，原边谐振变换网络301还可以包括第十一开 关管Q11和第十二开关管Q12从而构成若干种新的本发明实施例，所述第十 一开关管Q11的第一端与原边滤波电容Ci的正极相连，所述第十一开关管Q11 的第二端、第十二开关管Q12的第一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连 接，所述第十二开关管Q12的第二端与所述原边滤波电容Ci的负极连接。由 于可以构成的新的本发明实施例种类繁多，这里仅以图3示出的根据本发明 的双向LLC谐振直流-直流变换器第一实施例为例，当原边谐振变换网络301 还包括第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，可以构成如图14所示的根据 本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器第八实施例。
参考图14示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第八实 施例示意图，所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括：原边谐振变换网络301、 变压器T、副边谐振变换网络302，进一步，所述变压器T包含原边绕组Wp 和第一副边绕组Ws1、第二副边绕组Ws2。
进一步而言，所述原边谐振变换网络301包含原边桥臂3001、原边滤波 电容Ci、第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1。所述原边桥臂3001包括第 一开关管Q1～第四开关管Q4以及第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，所 述第一开关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容Ci 的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所 述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边 绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D 极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、 第四开关管的S极与所述原边滤波电容Ci的负极连接，所述第十一开关管Q11 的第一端与原边滤波电容Ci的正极相连，所述第十一开关管Q11的第二端、 第十二开关管Q12的第一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第十二开关管Q12的第二端与所述原边滤波电容Ci的负极连接。
进一步而言，所述副边谐振变换网络302包含副边桥臂3002、副边滤波 电容Co、第二谐振电感Lr2和第二谐振电容Cr2。进一步，所述副边桥臂包 括第五开关管Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、 第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6 的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开关 管Q9的第一端与所述副边滤波电容Co的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容 Cr2的另一端与所述第七开关管Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所 述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所 述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10 的第一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开 关管Q10的第二端与所述副边滤波电容Co的负极连接。
优选的，图14示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 八实施例中，所述第一谐振电感Lr1和第二谐振电感Lr2可以分别用变压器T 的原边漏感和副边漏感替代。
优选的，图14示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 八实施例中，第九开关管Q9～第十二开关管Q12是多个半导体器件构成的复合 开关。
优选的，图14示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第 八实施例中，第九开关管Q9～第十二开关管Q12是单个半导体器件构成的开关。
图15示出本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第八实施例在能量 正向传递时的示意图，其中灰色部分表示不参与工作的电路。由图15可以看 出，在能量正向传递时，所述第十一开关管Q11、第十二开关管Q12以及副边 桥臂3002中的第九开关管Q9和第十开关管Q10不工作，因此变压器T的第 二副边绕组Ws2、第二谐振电感Lr2不参与能量传递；在能量正向传递时，原 边直流电压信号V1通过所述原边谐振变换网络301向变换器提供能量，经原 边谐振变换网络301转换为原边高频交流信号，所述原边高频交流信号经变 压器T的原边绕组Wp和第一副边绕组Ws1传递到变压器副边，然后经副边谐 振变换网络302转换为副边直流电压信号V2；因此所述双向LLC谐振直流- 直流变换器正向传递能量时，电路的正向电压增益为Gdcf＝V2/(n1×V1)， 其中n1为所述变压器T的第一副边绕组匝数与原边绕组匝数的比值。通过设 计匝比n1使得原边直流电压信号V1的值为V1max时电路的正向电压增益为1， 即n1＝V2/V1max，这样当输入电压小于V1max时，电路的正向电压增益大于1，电路工作于区域1；
图16示出本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器的第八实施例在能量 反向传递时的示意图，其中灰色部分表示不参与工作的电路。由图16可以看 出，在能量反向传递时，所述副边桥臂3002中的第五开关管Q5和第六开关 管Q6不工作，第九开关管Q9和第十开关管Q10工作，因此变压器T的第二 副边绕组Ws2、第二谐振电感Lr2参与反向能量传递，变压器T的第一副边绕 组Ws1和第二副边绕组Ws2串联工作；在能量反向传递时，所述原边桥臂3001 中的第一开关管Q1和第二开关管Q2不工作，使得第一谐振电感Lr1和第一 谐振电容Cr1从能量传递回路中脱离而不参与能量传递；在能量反向传递时， 副边直流电压信号V2通过所述副边谐振变换网络302向变换器提供能量，经 副边谐振变换网络302转换为副边高频交流信号，所述副边高频交流信号经 变压器T的第一副边绕组Ws1和第二副边绕组Ws2传递到变压器T的原边， 然后经原边谐振变换网络301中的第三开关管Q3、第四开关管Q4、第十一开 关管Q11和第十二开关管Q12构成的整流电路转换为原边直流电压信号V1； 因此所述双向LLC谐振直流-直流变换器反向传递能量时，电路的反向电压增 益为Gdcr＝(n2×V1)/V2，其中n2为所述变压器第一副边绕组匝数加上第二 副边绕组匝数之和与原边绕组匝数的比值。因此，通过合理设计匝比n2使得 当V1的幅值为V1min时电路的反向电压增益等于1，即n2＝V2/V1min，使得 当V1的幅值高于V1min时，电路的反向电压增益大于1，从而使得所述双向 LLC谐振直流-直流变换器反向传递能量时电路仍工作于区域1。进一步，由于第一谐振电感Lr1和第一谐振电容Cr1不参与能量传递，使得电路的效率 可以提高。
图3、图6和图9～图14示出的根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变 换器的实施例以及本发明的权利要求的表述中，对第一开关管Q1～第八开关管 Q8的描述都是以功率MOSFET为例，但其并不是用来限定本发明，本专业领域 的技术人员应当知道，所述开关管并不限定为功率MOSFET，也可以用其它类 型开关功率器件替代。
图17(a)为第九开关管Q9～第十二开关管Q12所用多个半导体器件构成 的复合开关的第一实施例，所述复合开关由两个体二极管互顶的功率MOS管 串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的第一端，K端为所述功率 单向流动的开关管的第二端；
图17(b)为第九开关管Q9～第十二开关管Q12所用多个半导体器件构成 的复合开关的第二实施例，所述复合开关由一个功率MOS管和一个与其体二 极管阴极互顶的二极管串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的 第一端，K端为所述功率单向流动的开关管的第二端；
图17(c)为第九开关管Q9～第十二开关管Q12所用的多个半导体器件构 成的复合开关第三实施例，所述复合开关由两个体二极管互顶的功率IGBT串 联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的第一端，K端为所述功率单 向流动的开关管的第二端；
图17(d)为第九开关管Q9～第十二开关管Q12所用多个半导体器件构成 的复合开关的第四实施例，所述复合开关由一个功率IGBT管和一个与其体二 极管阴极互顶的二极管串联构成，其中A端为所述功率单向流动的开关管的 第一端，K端为所述功率单向流动的开关管的第二端.
图17仅示出了多个半导体器件构成的复合开关的四种实施例，并未穷尽 所有可能的实现方案，本专业领域的技术人员不难构造出其它类型半导体器 件或其它实施方式构成实现该功能的其它方案。
根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器实施例，为了描述方便而定 义了原边和副边，本专业领域的技术人员应当知道，对于双向直流-直流变换 器而言，所谓原边和副边只是一种相对概念，能量的正向传递和反向传递也 是一种相对概念，所以本专业领域的技术人员也可以将根据本发明的双向LLC 谐振直流-直流反过来进行描述，本质上完全等效。
根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器实施例在具体应用时还需要 根据其工作模式配置具体的控制电路，由于所述控制电路并非本发明的核心 所在，因此在说明书中没有加以详述，但其并不是用来限定本发明。
根据本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器实施例虽然在描述的时候以 工作在电流断续模式来实现高效率，但其并不是用来限定本发明。本专业领 域的技术人员应当知道，本发明的双向LLC谐振直流-直流变换器同样可以设 计在电流连续模式或电流断续/连续混合模式，获得相比现有技术更好的效 果。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，并未穷尽本发明所有可能的实现方 案，例如，本发明也可以基于三电平的LLC拓扑结构实现，因此其并不是用 来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可 以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所 界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述双向LLC谐振直流-直流变换器包括原边谐振变换网络、副边谐振变换网络、变压器；
所述原边谐振变换网络包括原边桥臂、原边滤波电容、第一谐振电感和第一谐振电容，用于在能量正向传递时将输入的原边直流电压信号转换为原边高频交流信号；在能量反向传递时将输入的原边高频交流信号转换为原边直流电压信号；
所述副边谐振变换网络包括副边桥臂、副边滤波电容、第二谐振电感和第二谐振电容，用于在能量反向传递时将输入的副边直流电压信号转换为副边高频交流信号；在能量正向传递时将输入的副边高频交流信号转换为副边直流电压信号；
所述变压器至少包含一个原边绕组和两个副边绕组，所述变压器耦接所述原边谐振变换网络和副边谐振变换网络，提供励磁电感，并起到电压变换、隔离以及能量隔离传输作用，在能量正向传递时仅一个副边绕组参与能量传递，在能量反向传递时两个副边绕组皆参与能量传递。
2.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与所述第七开关管Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
3.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第二谐振电感Lr2的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第七开关管Q7的S极、第八开关管Q8的D极连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
4.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、第二电容C2，所述第一开关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第二电容C2的另一端与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5～第十开关管Q10，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第七开关管Q7的D极和第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与所述第七开关管Q7的S极以及第八开关管Q8的D极连接，所述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与所述第九开关管Q9的第二端、第十开关管Q10的第一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第八开关管Q8的S极、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
5.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第九开关管Q9的第二端、所述第十开关管Q10的第一端与所述第二谐振电感Lr2的另一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
6.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、第二电容C2，所述第一开关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第二电容C2的另一端与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端与第三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述第二谐振电感Lr2的一端接所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端，所述第九开关管Q9的第二端、所述第十开关管Q10的第一端与所述第二谐振电感Lr2的另一端连接，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
7.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1～第四开关管Q4，所述第一开关管Q1的D极、所述第三开关管Q3的D极与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第三开关管Q3的S极与所述第四开关管Q4的D极以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第四开关管Q4的S极与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端接所述第二谐振电感Lr2的一端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与第三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端接所述第九开关管Q9的第二端和所述第十开关管Q10的第一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
8.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边桥臂包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电容C1、第二电容C2，所述第一开关管Q1的D极、所述第一电容C1的一端与所述原边滤波电容的正极连接，所述第一开关管Q1的S极与所述第二开关管Q2的D极以及所述第一谐振电感Lr1的一端连接，所述第一谐振电感Lr1的另一端与第一谐振电容Cr1的一端连接，所述第一谐振电容Cr1的另一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第一电容C1的另一端与所述第二电容C2的一端以及所述变压器原边绕组Wp的异名端连接，所述第二开关管Q2的S极、第二电容C2的另一端与所述原边滤波电容的负极连接；
所述副边桥臂包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第三电容C3和第四电容C4，所述变压器的第一副边绕组Ws1的同名端、第二副边绕组Ws2的异名端与所述第五开关管Q5的S极以及第六开关管Q6的D极连接，所述第五开关管Q5的D极、第三电容C3的一端、第九开关管Q9的第一端与所述副边滤波电容的正极连接，所述变压器的第一副边绕组Ws1的异名端与所述第二谐振电容Cr2的一端连接，所述第二谐振电容Cr2的另一端接所述第二谐振电感Lr2的一端，所述第二谐振电感Lr2的另一端与第三电容C3的另一端以及所述第四电容C4的一端连接，所述变压器的第二副边绕组Ws2的同名端接所述第九开关管Q9的第二端和所述第十开关管Q10的第一端，所述第六开关管Q6的S极、第四电容C4的另一端、第十开关管Q10的第二端与所述副边滤波电容的负极连接。
9.如权利要求2-8中任意一个所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：
所述原边桥臂还包括第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，所述第十一开关管Q11的第一端与原边滤波电容的正极相连，所述第十一开关管Q11的第二端、第十二开关管Q12的第一端与所述变压器原边绕组Wp的同名端连接，所述第十二开关管Q12的第二端与所述原边滤波电容的负极连接。
10.如权利要求1所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第一谐振电感和第二谐振电感用变压器的漏感代替。
11.如权利要求4、权利要求6、权利要求8中任意一个所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第一谐振电容用第一电容和第二电容等效替代；
12.如权利要求5-8中任意一个所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第二谐振电容用第三电容和第四电容等效替代；
13.如权利要求2-8中任意一个所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管是多个半导体器件构成的复合开关。
14.如权利要求2-8中任意一个所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管是单个半导体开关器件。
15.如权利要求1-8中任意一个所述的一种双向LLC谐振直流-直流变换器，其特征在于：所述原边和副边是一种相对概念，所述能量的正向传递和反向传递也是一种相对概念，将其进行互换，本质上完全等效。
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