[發明專利]一種定頻準諧振變換器

在審

• 申請號: 201711376783.3
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN107911027A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 朱天宇;高超越;楊世彥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 高倩

技術領域

本發明涉及一種諧振變換器，屬于開關電源技術領域。

背景技術

如圖1所示的LLC諧振變換器，由于其優良的軟開關特性，因此在DC/DC變換器領域得到了廣泛的應用。但是其調壓范圍受到開關頻率的限制，當電路需要獲得高電壓增益，開關頻率將大幅下降，當需要獲得高電壓增益，開關頻率將大幅升高，電源工作頻帶過寬，且調壓特性受到負載影響，這些對電源設計產生不利影響。

現有技術往往通過改變變壓器抽頭來改變電感量，改變調壓比來進行調節。由于變壓器抽頭數在制作時便已確定，無法時時修改，因此調節能力有限。為了調節負載對調壓曲線的影響，往往在負載側并聯一個附加負載，但是該負載產生大量損耗，降低了變換器的工作效率。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有LLC諧振變換器工作時開關頻率調整范圍大及負載變化對變換器帶來不利影響的問題，本發明提供一種定頻準諧振變換器。

本發明的一種定頻準諧振變換器，包括逆變電路、LLC諧振網絡和輸出電路，直流電壓依次經過逆變電路、LLC諧振網絡和輸出電路后輸出電壓，所述LLC諧振網絡的諧振電容采用可調電容模塊實現。

優選的是，所述可調電容模塊包括第一電容和電容調節模塊，第一電容與電容調節模塊并聯連接，所述調節模塊為一組反串聯開關管或一組并聯開關管。

優選的是，所述LLC諧振網絡的諧振電容還包括第二電容，所述第二電容與可調電容模塊串聯連接。

優選的是，所述LLC諧振網絡還包括可調電感模塊，所述可調電感模塊與LLC諧振網絡的諧振電感并聯連接。

優選的是，所述可調電感模塊包括第一電感和電感調節模塊，該第一電感與電感調節模塊并聯連接，所述電感調節模塊為一組反串聯開關管或一組并聯開關管。

優選的是，所述逆變電路為全橋功率變換器或半橋功率變換器。

優選的是，所述輸出電路包括整流電路和濾波電容，LLC諧振網絡輸出的電壓經整流電路整流后，再經濾波電路濾波后輸出至負載。

上述技術特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術特征來替代，只要能夠達到本發明的目的。

本發明的有益效果在于，本發明提供一種定頻準諧振變換器，通過對調節諧振電容和諧振電感的等效值，改變LLC諧振變換器的增益曲線，減小開關頻率的變化范圍，同時克服負載變化對變換器帶來的不利影響。

附圖說明

圖1為現有技術的LLC諧振變換器的一種結構示意圖。

圖2為圖1的LLC諧振變換器的增益曲線示意圖，其中M表示電壓增益，M中的第一參數表示勵磁電感Lm與諧振電感Lr的比值，第二個參數是品質因數，fn表示開關頻率與諧振頻率比值；

圖3為本發明實施例1的定頻準諧振變換器的結構示意圖；

圖4為本發明實施例2的定頻準諧振變換器的結構示意圖；

圖5為本發明實施例3的定頻準諧振變換器的結構示意圖；

圖6為本發明實施例4的定頻準諧振變換器的結構示意圖；

圖7為本發明諧振電容和電壓的增益的曲線示意圖；

圖8為本發明實施例4的升壓區的換流過程示意圖，橫坐標表示時間，縱坐標表示幅度，Im表示勵磁電感的電流，Ir表示諧振電感的電流，v表示諧振電容的電壓；

圖9為本發明實施例4的諧振點的換流過程示意圖，橫坐標表示時間，縱坐標表示幅度，Im表示勵磁電感的電流，Ir表示諧振電感的電流，v表示諧振電容的電壓；

圖10為本發明實施例4的降壓區的換流過程示意圖，橫坐標表示時間，縱坐標表示幅度，Im表示勵磁電感的電流，Ir表示諧振電感的電流，v表示諧振電容的電壓。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。

本實施方式所述的一種定頻準諧振變換器，包括逆變電路、LLC諧振網絡和輸出電路，直流電壓依次經過逆變電路、LLC諧振網絡和輸出電路后輸出電壓，所述LLC諧振網絡的諧振電容采用可調電容模塊實現。