本发明属于电力电子变换器，具体涉及一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，适用于直流输入电源电压差距达十余倍的直流输电网电能变换场合。
背景技术：
1、电能作为一种清洁能源，在当今飞速发展人类社会中，全面深入地应用于生产、生活的全部领域。而直流变换器在工业、能源、电力、交通等领域应用广泛，研究适用性强、高效率、软开关、集成化、电气隔离的直流变换器具有较强的现实意义。llc直流变换器因具备电气隔离、软开关等优点，在新能源汽车、led驱动、通信电源等诸多领域应用非常广泛。
2、llc在常规pfm(脉冲频率调制)控制下输出-输入电压增益变化范围窄，通常为0.8-2.5，应用范围受限。为了克服该问题，研究人员在拓扑结构和控制策略上进行改进，能够拓宽电压增益范围至原来的2-3倍，使得llc拓扑结构能够应用在较宽输入电压范围等情况下。对于输入电压超宽范围变化的情况(最高电压为最低电压数倍以上)，如数百伏直流电网和数十伏蓄电池分别作为供电电源时，往往需要通过在输入端增加一级变换电路，把宽范围输入电压先稳定在一个统一的母线电压上，再进行llc变换。如此，则能量转换级数增多，影响系统转换效率，同时较多转换级数也意味着需要更多元器件数量及多级控制方案，使系统变得复杂。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器。
2、本发明的上述目的通过以下技术手段来实现：
3、一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，包括输入电源vin、谐振电感lr、谐振电容cr、以及高频变压器t、重构开关t1、重构开关t2、升压电感lb、半桥开关s1、半桥开关s2、同步整流开关sr1、同步整流开关sr2、以及滤波电容cf；
4、输入电源vin的正极与重构开关t1的一端以及重构开关t2的一端连接，重构开关t1的另一端与半桥开关s1的一端以及母线电容cb的一端连接，重构开关t2的另一端与升压电感lb的一端连接，半桥开关s1的另一端与升压电感lb的另一端、谐振电感lr的一端、以及半桥开关s2的一端连接，半桥开关s2的另一端与二极管di的正极、母线电容cb的另一端、以及谐振电容cr的一端连接，二极管di的负极与输入电源vin的负极连接，谐振电感lr的另一端与高频变压器t的原边绕组的同名端连接，高频变压器t的原边绕组的异名端与谐振电容cr的另一端连接，高频变压器t的励磁电感lm并联在高频变压器t的原边绕组两端；
5、高频变压器t的第一副边绕组的同名端与同步整流开关sr1的一端连接，高频变压器t的第一副边绕组的异名端与高频变压器t的第二副边绕组的同名端、滤波电容cf的一端、以及负载电阻rl的一端连接，同步整流开关sr1的另一端与滤波电容cf的另一端、负载电阻rl的另一端、以及同步整流开关sr2的一端连接，同步整流开关sr2的另一端与高频变压器t的第二副边绕组的异名端连接。
6、如上所述输入电源vin是高压直流电源或低压直流电源：
7、当输入电源vin为高压直流电源时，重构开关t1打开并保持常通，重构开关t2保持关断状态，半桥开关s1和半桥开关s2交替导通；
8、当输入电源vin为低压直流电源时，重构开关t2打开并保持常通，重构开关t1保持关断状态。
9、如上所述当输入电源vin为高压直流电源，且半桥开关s1导通，半桥开关s2断开时，输入电源vin给谐振电容cr充电，谐振电流ilr正向增大，励磁电流ilm线性增大，谐振电流ilr的增大速度高于励磁电流ilm的增大速度，谐振电流ilr与励磁电流ilm的差值it流至高频变压器t的原边绕组，经高频变压器t副边的同步整流管sr1变为输出直流电。
10、如上所述当输入电源vin为高压直流电源，且半桥开关s2导通，半桥开关s1断开时，谐振电流ilr减小，当谐振电流ilr降至零后，谐振电容cr反向放电，谐振电流ilr反向增大，谐振电流ilr与励磁电流ilm的差值it流至高频变压器t的原边绕组，经高频变压器t副边的同步整流管sr2变为输出直流电。
11、如上所述当输入电源vin为低压直流电源时，半桥开关s1和半桥开关s2交替导通：
12、当半桥开关s2导通，半桥开关s1断开时，输入电源vin对升压电感lb充电。
13、如上所述当输入电源vin为低压直流电源，且半桥开关s1导通，半桥开关s2断开时，升压电感lb存储的能量通过半桥开关s1对母线电容cb充电，同时输入电源vin也对母线电容cb充电，得到直流母线电压。
14、如上所述重构开关t1、重构开关t2、半桥开关s1、半桥开关s2、同步整流开关sr1、以及同步整流开关sr2均为nmos管。
15、本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：
16、(1)、本发明将llc谐振电路和boost升压电路集成于一体，通过工作过程中重构开关t1和重构开关t2开启和关断改变llc直流-直流变换器的主电路拓扑结构，以适应不同类型输入电源，避免了在不同电压等级的电源供电时需要多套电路，降低了llc直流-直流变换器的主电路复杂程度。
17、(2)、本发明把实现相同功能的多级变换器主电路变为单级变换器主电路，减少了能量传递级数。能够克服以往输入电压超宽范围变化时需要多级变换，导致系统方案复杂、效率降低的问题。
1.一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，包括输入电源vin、谐振电感lr、谐振电容cr、以及高频变压器t，其特征在于，还包括重构开关t1、重构开关t2、升压电感lb、半桥开关s1、半桥开关s2、同步整流开关sr1、同步整流开关sr2、以及滤波电容cf；
2.根据权利要求1所述一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，其特征在于，所述输入电源vin是高压直流电源或低压直流电源：
3.根据权利要求2所述一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，其特征在于，所述当输入电源vin为高压直流电源，且半桥开关s1导通，半桥开关s2断开时，输入电源vin给谐振电容cr充电，谐振电流ilr正向增大，励磁电流ilm线性增大，谐振电流ilr的增大速度高于励磁电流ilm的增大速度，谐振电流ilr与励磁电流ilm的差值it流至高频变压器t的原边绕组，经高频变压器t副边的同步整流管sr1变为输出直流电。
4.根据权利要求3所述一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，其特征在于，所述当输入电源vin为高压直流电源，且半桥开关s2导通，半桥开关s1断开时，谐振电流ilr减小，当谐振电流ilr降至零后，谐振电容cr反向放电，谐振电流ilr反向增大，谐振电流ilr与励磁电流ilm的差值it流至高频变压器t的原边绕组，经高频变压器t副边的同步整流管sr2变为输出直流电。
5.根据权利要求4所述一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，其特征在于，所述当输入电源vin为低压直流电源时，半桥开关s1和半桥开关s2交替导通：
6.根据权利要求5所述一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，其特征在于，所述当输入电源vin为低压直流电源，且半桥开关s1导通，半桥开关s2断开时，升压电感lb存储的能量通过半桥开关s1对母线电容cb充电，同时输入电源vin也对母线电容cb充电，得到直流母线电压。
7.根据权利要求1所述一种基于主电路动态重构的llc直流-直流变换器，其特征在于，所述重构开关t1、重构开关t2、半桥开关s1、半桥开关s2、同步整流开关sr1、以及同步整流开关sr2均为nmos管。
