[發明專利]一種集成電感諧振變換器

有效

• 申請號: 201310335489.3
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103368404A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 陶順祝
• 申請（專利權）人: 陶順祝
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/219
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 巴曉艷

技術領域:

本發明屬于電力電子技術領域，涉及一種諧振變換器，具體涉及LLC諧振變換器、DC/DC直流變換器及開關電源。

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技術背景：

????傳統的LLC諧振變換器設計均使用單一電感，如圖1所示，諧振電路包括串接在主變壓器原邊繞組一端的一個諧振電感Lr，傳統的諧振電路采用單一電感的設計方案，在全橋變換器模式下存在如下缺陷：在電子開關關閉期間，主變壓器和諧振電感Lr釋放剩余的能量Io，不能等能量地反饋給左右兩個半橋臂中點A和B，導致左右兩個半橋臂中點不能同時進入零電壓狀態；降低了諧振變換器的效率、可靠性變差。

?由于主變壓器原邊、副邊繞組之間的耦合電容、匝間電容，EMI電容，各種不確定分布電容的影響，在電子開關關閉期間，其主變壓器和諧振電感釋放的剩余能量Io，通過等效分布電容Cp1和Cp2形成不確定的回路電流Io3和Io4，由于C1、C2、C3、C4是相同容量的人為附加電容，其容量遠遠大于Q1、Q2、Q3、Q4的Cce，導致了C1、C2和C3、C4的充放電電流Io1和Io2不相等，等效電路如圖2，其結果是兩個半橋中點不能同時進入零電壓狀態；

在專利申請號為200810127974.0的文獻中，采用兩只電感分別串聯在諧振回路中，由于上述原因，也不能解決變壓器和電感釋放的剩余能量Io，等能量地釋放給左右兩個半橋臂中點電容C1C2和C3C4的問題。

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發明內容：

本發明的目的就是解決現有技術中的問題，提供一種諧振變換器，在電子開關關閉期間，諧振回路釋放的剩余能量Io，能夠等能量地釋放給左右兩個半橋臂電容C1C2和C3C4，兩個半橋中點同時進入零電壓狀態；

此外，本發明的目的還在于，提供采用該諧振變換器的DC/DC變換器及開關電源。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種諧振變換器,包括諧振電路和主變壓器，所述諧振電路的輸出端和所述主變壓器的原邊繞組相耦合，其特征在于，所屬諧振電路包括分別串接在所述主變壓器的原邊繞組兩端的雙繞組電感單元；

優選的，所述雙繞組電感單元是兩組線圈構成的集成電感；

所述雙繞組電感單元是作用于一個閉合磁路的兩組線圈；

所述雙繞組電感單元是兩組線圈圈數相同的集成電感；

所述雙繞組電感單元是兩組反相位連接的集成電感；

所述諧振電路為LLC拓撲；

一種DC/DC變換器,包括開關電路和諧振變換器，所述開關電路的輸出端與所述諧振變換器的輸入端相耦合，所述諧振變換器為前述的諧振變換器；

所述開關電路的輸出端與所述諧振變換器的輸入端相耦合，其所述諧振變換器為前述的諧振變換器；

?所述DC/DC變換器還包括與串接在所述諧振變換器和所述開關電路之間的諧振電感；

優選地，所述開關電路為全橋斬波器；

一種開關電源，包括交流輸入模塊、變換器和直流輸出模塊，其特征在于，所述變換器為如前所述的DC/DC變換器。

本發明有益的技術效果是：

在主變壓器的原邊繞組兩端分別布置雙繞組電感單元的兩組反相位繞組，相比于傳統設計方案，本發明將布置在主變壓器原邊繞組一端的諧振電感，變成了兩個繞組、圈數相同、反相位連接、作用于一個閉合磁路的的集成電感，分布在原邊繞組兩端的電感；由于兩個繞組的磁耦合作用，在電子開關關閉期間，其主變壓器和諧振電感的剩余能量Io，等能量地向左右兩個半橋臂電容C1C2和C3C4釋放，Io1始終等于Io2，不受分布電容Cp1/Cp2的分路電流Io3和Io4的干擾，其結果是，左右兩個半橋臂同時零電壓開通。

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附圖說明：??

圖1為傳統的LLC諧振變換器的電路原理圖；

圖2為傳統的LLC諧振變換器電子開關關閉期間的等效電路；

圖3為本發明實施例一的LLC諧振電路的電路原理圖；

圖4為本發明實施例二的LLC諧振電路的電路原理圖；

圖5為本發明實施例三的LLC諧振電路的電路原理圖；

圖6為本發明實施例一的LLC諧振電路在電子開關關閉期間的等效電路；

圖7為本發明實施例二的LLC諧振電路在電子開關關閉期間的等效電路；

圖8為本發明實施例三的LLC諧振電路在電子開關關閉期間的等效電路。

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具體實施方式：