[發(fā)明專利]一種交錯(cuò)并聯(lián)磁集成雙向全橋LLC諧振變換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710329118.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-11
• 公開（公告）號(hào): CN106936320A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊玉崗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M3/158
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司21109
• 代理人: 梁焱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交錯(cuò)并聯(lián)磁集成雙向全橋LLC諧振變換器。

背景技術(shù)

近年來，為各種用電設(shè)備提供電能的開關(guān)電源正朝著低電壓、大電流、體積小、重量輕、效率高、薄型化和集成化方向發(fā)展，包括為計(jì)算機(jī)的中央處理器(Central Processing Unit，CPU)和數(shù)字信號(hào)處理器(Digital Signal Processing,DSP)等高精度、高速度微處理器提供精密電源的電壓調(diào)整模塊，以及近年來興起的廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力車、不間斷電源、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)電源、航空電源、新能源發(fā)電及超導(dǎo)儲(chǔ)能等需要能量雙向流動(dòng)場合的雙向開關(guān)電源，這些開關(guān)電源通過采用LLC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使得開關(guān)管可以在全負(fù)載范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)ZVS，由于該變換器副邊沒有濾波電感，因此如果采用全橋整流，整流二極管的電壓應(yīng)力僅為輸出電壓，而且可以實(shí)現(xiàn)ZCS，從而減小開關(guān)損耗。此外，為了減小LLC諧振變換器的體積，需要將其諧振變壓器和諧振電感進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。

現(xiàn)有技術(shù)下的LLC變換器大多采用半橋結(jié)構(gòu)，只能單向運(yùn)行，磁集成也只是實(shí)現(xiàn)了單個(gè)變壓器和單個(gè)電感的集成，難以實(shí)現(xiàn)LLC諧振變換器的大功率、高變比、小體積和雙向高效率運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種交錯(cuò)并聯(lián)磁集成雙向全橋LLC諧振變換器，實(shí)現(xiàn)全橋LLC諧振變換器的交錯(cuò)并聯(lián)，以及交錯(cuò)并聯(lián)之后的雙向運(yùn)行和磁集成，實(shí)現(xiàn)LLC諧振變換器的大功率、高變比、小體積和雙向高效率運(yùn)行。

一種交錯(cuò)并聯(lián)磁集成雙向全橋LLC諧振變換器，包括兩路交錯(cuò)并聯(lián)的雙向全橋LLC諧振變換器，兩路交錯(cuò)并聯(lián)的雙向全橋LLC諧振變換器中的諧振變壓器和諧振電感采用集成磁件實(shí)現(xiàn)磁集成；第一路雙向全橋LLC諧振變換器包括第一原邊電路、第一副邊電路和諧振變壓器T_R1及其勵(lì)磁電感L_m1；第一原邊電路包括功率開關(guān)管S₁₁～S₁₄、諧振電感L₁₁和諧振電容C₁₁；第一副邊電路包括功率開關(guān)管S₁₅～S₁₈、諧振電感L₁₂和諧振電容C₁₂；第二路雙向全橋LLC諧振變換器包括第二原邊電路、第二副邊電路和諧振變壓器T_R2及其勵(lì)磁電感L_m2；第二原邊電路包括功率開關(guān)管S₂₁～S₂₄、諧振電感L₂₁和諧振電容C₂₁；第二副邊電路包括功率開關(guān)管S₂₅～S₂₈、諧振電感L₂₂和諧振電容C₂₂；每路雙向全橋LLC諧振變換器的原邊電路和副邊電路均采用全橋式LLC諧振電路，用于實(shí)現(xiàn)能量的雙向流通。

進(jìn)一步地，一種方案是，交錯(cuò)并聯(lián)磁集成雙向全橋LLC諧振變換器還包括兩個(gè)輸入電容C₁和C₂，輸入電容C₁和C₂串聯(lián)，串聯(lián)后的輸入電容C₁連接在第一路雙向全橋LLC諧振變換器的兩個(gè)輸入端，輸入電容C₂連接在第二路雙向全橋LLC諧振變換器的兩個(gè)輸入端。

另一種方案是，交錯(cuò)并聯(lián)磁集成雙向全橋LLC諧振變換器還包括中間電容C和兩路交錯(cuò)并聯(lián)磁集成的雙向Buck/Boost變換器；第一路雙向Buck/Boost變換器包括功率開關(guān)管S₁、S₂和電感L₁，第二路雙向Buck/Boost變換器包括功率開關(guān)管S₃、S₄和電感L₂；第一路雙向Buck/Boost變換器的電感L₁和第二路雙向Buck/Boost變換器的電感L₂進(jìn)行反向磁耦合，形成磁集成耦合電感；交錯(cuò)并聯(lián)后的兩路雙向Buck/Boost變換器的輸出端與中間電容C并聯(lián)，所述兩路交錯(cuò)并聯(lián)的雙向全橋LLC諧振變換器的輸入端均連接在中間電容C的兩端。