[實用新型]單級LLC串聯諧振AC/DC變換器

無效

• 申請號: 200720182617.5
• 申請日: 2007-10-08
• 公開（公告）號: CN201134750Y
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 薛曉明
• 申請（專利權）人: 薛曉明
• 主分類號: H02M1/12
• 分類號: H02M1/12;H02M5/06;H02M1/42;H02M3/335
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種單級LLC串聯諧振AC/DC變換器。具體為具有單級PFC+LLC?DC/DC串聯諧振變換器的高功率因數AC/DC變換器，屬于電能變換與控制技術領域。

背景技術

中國專利CN?136878A公開的半橋LLC串聯諧振DC/DC變換器(見圖1)，該變換器有兩個諧振特征頻率：一個是電容Cs與Ls構成的諧振頻率fs，fS=1/2πLSCS,]]>另一個是電容Cs與Ls+Lm構成的諧振頻率fm，fm=1/2π(LS+Lm)CS,]]>其中fm＜fs，當變換器的工作頻率大于fm時，該變換器具有在全負載和全輸入電壓范圍內具有開關管零電壓(ZVS)軟開關、高效率、低EMI的優異性能，使得該變換器非常適用于高效率、高功率密度的場合。但目前在實際應用時，為了提高功率因數，減少輸入電流的諧波含量，通常增加一級功率因數校正(PFC)環節，這種方案的優點是：具有高的功率因數和快速輸出電壓的調節，但缺點是：需要兩套開關和控制電路，器件多、成本高、功耗大。為了解決上述問題，通常采用把PFC級和DC/DC變換器集成在一起的單級AC/DC變換器，目前有兩種典型的單級高功率因數LLC串聯諧振AC/DC變換器技術：

其一由臺灣清華大學電機工程系提出的boost?PFC+LLC串聯諧振DC/DC的單級AC/DC變換器。這種變換器的問題是：由于在輕載和高輸入電壓時，直流母線電壓大于最大輸入電壓最大值的兩倍，因此這種變換器的交流輸入電壓有效值的范圍是110±20％V(參考文獻為：Industrial?Technology，2006.ICIT?2006.IEEE?International?Conference?on)不能滿足交流輸入電壓有效值范圍為180～265V的要求。

其二是加拿大皇后大學電氣與計算機工程系功率電子應用研究室提出的boost?PFC+三電平LLC串聯諧振AC/DC變換器，它雖然解決了輸入電壓適應范圍為180～265Vrms，但它所用的功率開關管的數量是單電平LLC諧振變換器的兩倍，結構復雜，成本較高。(參考文獻為：Applied?Power?Electronics?Conferenceand?Exposition，2006.APEC。Twenty-First?Annual?IEEE?Volume，Issue，19-23March?2006Page(s)：6pp.-)

發明內容

本實用新型的目的是提供一種既具有LLC串聯諧振DC/DC變換器的所有優點，又具有接近于1的高功率因數，滿足IEC61000-2-3類標準的輸入電流，較低的直流母線電壓，較寬的輸入電壓適應范圍，低成本的單級LLC串聯諧振AC/DC變換器。

本實用新型的單級LLC串聯諧振AC/DC變換器，由輸入濾波分壓電路、功率因數(PFC)校正控制電路、整流電路和LLC串聯諧振DC/DC變換器組成。其特征在于輸入濾波分壓電路的電容由兩個電容串聯而成，而功率因數(PFC)校正電路采用電感和電容串聯電路，以諧振的模式實現功率因數校正，諧振的頻率為fr，電感和電容串聯后的一端與輸入濾波分壓電路的電容中點相接，另一端與LLC串聯諧振DC/DC變換器的逆變開關的中點相連接，此外，LLC串聯諧振DC/DC變換器的濾波分壓電容不僅作為逆變器的供電電容，也作為功率因數校正的儲能電容。