[發明專利]利用主動式平衡的交錯式LLC變換器

有效

• 申請號: 201110293979.2
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102545596A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: R·L·巴奈特;R·雷迪
• 申請（專利權）人: 世系動力公司
• 主分類號: H02M3/145
• 分類號: H02M3/145
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王朝輝

相關申請的交叉引用

本申請要求由Rick?L.Barnett等人于2010年12月17日提交、標題為“INTERLEAVED?LLC?CONVERTER?USING?ACTIVE?BALANCING”的美國臨時申請序列第61/424,351號的優先權，在此通過引用并入其全部內容。

技術領域

本發明總的來說涉及電感器-電感器-電容器(“LLC”)功率變換器，特別是，涉及多個交錯式LLC功率變換器。

背景技術

LLC功率變換器正成為功率變換系統的重要部分。LLC功率變換器與其它功率變換器相比具有一些優點。這些優點可包括高效率、在整個輸出負載范圍內初級開關上的零電壓切換、和較低的電磁發射。LLC功率變換器還可在比許多其它形式的功率變換器高的切換頻率下工作，這可繼而降低LLC功率變換器中的磁性元件的大小。

在一些應用中，LLC功率變換器可被交錯。交錯功率變換級可提供附加輸出功率能力，同時使輸入和輸出濾波電容最小。然而，當將LLC功率變換器交錯時，也可引起缺點。將LLC功率變換器交錯時的一個缺點是當諧振元件匹配不當時不能在功率級信道之間共享電流。失配可能是由例如由制造或溫度變化引起的值的差異而導致的。

發明內容

在一個方面，本公開內容提供一種交錯式LLC變換器。在一個實施例中，所述LLC變換器包括：(1)多個LLC功率信道，所述多個LLC功率信道中的每個具有獨立功率輸入；和(2)補償控制器，所述補償控制器被構造為主動地調整獨立功率輸入，以使輸出電壓和電流電平基本匹配所述多個LLC功率信道的給定負載條件和通用工作頻率。

在另一方面，提供一種操作具有第一LLC功率信道和第二LLC功率信道的LLC變換器的方法。在一個實施例中，所述方法包括：(1)在第一LLC功率信道的第一LLC功率級從第一獨立功率輸入產生第一DC功率輸出；(2)在第二LLC功率信道的第二LLC功率級從第二獨立功率輸入產生第二DC功率輸出；(3)主動地調整第一功率輸入和第二功率輸入，以使輸出電壓和電流電平基本匹配第一LLC功率級與第二LLC功率級之間的給定負載條件和通用工作頻率；和(4)將第一DC功率輸出和第二DC功率輸出交錯，以提供用于所述LLC變換器的輸出功率。

在又一方面，本公開內容提供一種電源。在一個實施例中，所述電源包括：(1)具有第一LLC功率級和第一專用電源的第一LLC功率信道，所述第一專用電源被構造為產生用于第一LLC功率級的第一獨立功率輸入；(2)具有第二LLC功率級和第二專用電源的第二LLC功率信道，所述第二專用電源被構造為產生用于第二LLC功率級的第二獨立功率輸入，其中，第一LLC功率級和第二LLC功率級的輸出被交錯，和(3)補償控制器，所述補償控制器被構造為主動地調整第一獨立功率輸入和第二獨立功率輸入，以使輸出電壓和電流電平基本匹配第一LLC功率級和第二LLC功率級的給定負載條件和通用工作頻率。

附圖說明

現在對結合附圖進行的以下描述進行論述，在附圖中：

圖1是根據本公開內容的原理構造的交錯式LLC功率變換器的實施例的框圖的圖示；

圖2是根據本公開內容的原理構造的交錯式LLC功率變換器的另一個實施例的示意圖的圖示；

圖3示出了根據本公開內容的原理構造的兩個交錯式LLC功率變換器的輸出電壓的示例的曲線圖；

圖4是根據本公開內容的原理構造的LLC功率變換器的另一個實施例的框圖的圖示；

圖5是根據本公開內容的原理構造的LLC功率變換器的另一個實施例的框圖的圖示；以及

圖6是根據本公開內容的原理執行的、操作交錯式LLC功率變換器的方法的實施例的流程圖的圖示。

具體實施方式

本公開內容對將主動式平衡技術用于交錯式LLC變換器的多個功率信道進行描述。主動式平衡技術可通過下述方式補償多個交錯的功率級信道之間的相對偏差，即，主動地調制用于功率信道的LLC功率級的獨立功率輸入，直到發電廠輸出電壓和電流匹配給定工作條件為止。獨立功率輸入是專用于每個特定的LLC功率級的功率輸入。在一個實施例中，獨立功率輸入是專用于每個LLC功率級的電壓電平。獨立功率輸入可通過改變功率信道的現存預調節器的輸出來調制。這樣，在一些實施例中，不需要附加調節級。