[實用新型]一種基于變壓器組合拓撲的電源電路

有效

• 申請號: 201721430769.2
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN207442701U
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 王利強;郭鵬
• 申請（專利權）人: 西安特銳德智能充電科技有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本實用新型公開了一種基于變壓器組合拓撲的電源電路，輸入電容Cin1和Cin2將母線分成兩部分串聯，輸入電容Cin1通過第一諧振回路和第二諧振回路分別連接至輸出電容Co1和Co2；輸入電容Cin2通過第三諧振回路和第四諧振回路分別連接至輸出電容Co1和Co2，第一諧振回路和第三諧振回路與輸出電容Co1之間分別連接有整流網絡，第二諧振回路和第四諧振回路與輸出電容Co2之間分別連接有整流網絡，通過合理的電路結構設計，解決了因為制作工藝限制無法保證變壓器參數一致性帶來的輸入串聯電容和輸出電容不均壓問題，進一步避免變壓器原副邊繞組的不均流問題，起到保護開關器件的作用。

技術領域

本實用新型屬于電源電路技術領域，具體涉及一種基于變壓器組合拓撲的電源電路。

背景技術

當今電源技術的發展趨勢之一是高功率密度。提高功率密度的最有效方法是提高電源機箱的空間利用率。在大功率電源中，磁性元器件往往高度比較高，嚴重影響電源模塊功率密度提高。為了降低高度，通常采用的方案是對電源模塊的電感，變壓器分裂成若干個串并聯使用。

對于高壓大功率電源，在降低高度的要求下，兼顧分散熱點，變壓器分裂方式一般有以下兩種方式，(1)變壓器原邊串聯，副邊并聯；(2)變壓器原邊并聯，副邊串聯。

另外，一般來說通信電源、充電樁用電源模塊均由PFC與DC/DC兩級組成。三相市電經過PFC整流之后，母線電壓可達800V左右，這樣后級DC/DC電源斬波管需要采用1200V器件或者是采用650V器件(三電平拓撲)。另外一種解決方案是母線采用正負兩組全橋串聯方案，其優點是單邊母線電壓為400V，可以采用650VMOSFET斬波。LLC拓撲由于其原邊開關管工作在ZVS區，副邊整流二極管工作在ZCS區，副邊不需要大濾波電感等優點，在通信電源與充電樁電源中應用廣泛。

當采用LLC全橋拓撲串聯時，由于變壓器的制作工藝限制，勵磁電感和漏感無法嚴格相等，從而帶來以下問題：(1)輸入串聯電容不均壓，(2)輸出串聯電容不均壓；當嚴重不均壓時會導致開關管、電容過壓損壞。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供了一種基于變壓器組合拓撲的電源電路，能有效解決因為制作工藝限制無法保證變壓器參數一致性帶來的輸入串聯電容和輸出電容不均壓問題。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種基于變壓器組合拓撲的電源電路，輸入電容Cin1和Cin2將母線分成兩部分串聯，輸入電容Cin1通過第一諧振回路和第二諧振回路分別連接至輸出電容Co1和Co2；輸入電容Cin2通過第三諧振回路和第四諧振回路分別連接至輸出電容Co1和Co2，第一諧振回路和第三諧振回路與輸出電容Co1之間分別連接有整流網絡，第二諧振回路和第四諧振回路與輸出電容Co2之間分別連接有整流網絡，輸入電容Cin1與第一諧振回路和第二諧振回路之間連接有第一斬波電路，輸入電容Cin2與第三諧振回路和第四諧振回路之間連接有第二斬波電路。

所有諧振回路均包括變壓器以及串聯在變壓器原邊第一端的諧振電容和諧振電感，其中，第一諧振回路與第二諧振回路共用諧振電容和諧振電感，第三諧振回路與第四諧振回路共用諧振電容和諧振電感。

各諧振回路的變壓器副邊分別連接有全橋整流網絡，副邊第一端連接至全橋整流網絡的第一橋臂，副邊第二端連接至全橋整流網絡的第二橋臂。

第一斬波電路和第二斬波電路為全橋斬波電路，其中：

第一斬波電路輸入端與輸入電容Cin1兩端連接，諧振電感Lr11一端連接在第一斬波電路的第一橋臂，另一端通過諧振電容Cr11連接至變壓器T11和T12原邊第一端，變壓器T11和T12原邊第二端均連接至第一斬波電路的第二橋臂，變壓器T11的原邊第一端和原邊第二端之間連接有勵磁電感Lm11，變壓器T12的原邊第一端和原邊第二端之間連接有勵磁電感Lm12；