[實(shí)用新型]一種雙向多路并聯(lián)全橋LLC諧振變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921663194.8
• 申請(qǐng)日: 2019-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN210380663U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于加興;王飛飛;吳良材;丁永強(qiáng);鄧蜀云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/335
• 分類號(hào): H02M3/335;H02M7/537
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 彭家恩;彭愿潔

一種雙向多路并聯(lián)全橋LLC諧振變換器，包括LLC諧振變換器模塊，LLC諧振變換器模塊由兩個(gè)并聯(lián)連接的LLC諧振變換器單元構(gòu)成，每個(gè)LLC諧振變換器單元包括依次連接的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)、諧振網(wǎng)絡(luò)和整流網(wǎng)絡(luò)；其中，諧振網(wǎng)絡(luò)為L(zhǎng)LC諧振腔，包括串聯(lián)連接的諧振電容Cs、諧振電感Ls、變壓器勵(lì)磁電感Lm和均流電感Lb。由于兩個(gè)LLC諧振變換器單元的均流電感Lb相互互感，使得兩路LLC單元在不增加任何控制策略的情況下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)均流，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雙向多路并聯(lián)全橋LLC諧振變換器。

背景技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)各類電子產(chǎn)品的需求也日益提高。對(duì)于小功率便攜產(chǎn)品，人們追求小巧輕便；對(duì)于大功率產(chǎn)品，出于對(duì)能源緊缺和環(huán)境污染的擔(dān)心，人們追求更高的效率。在電力電子領(lǐng)域，對(duì)于電源產(chǎn)品的要求也越來(lái)越高，高效率、高功率密度是電源產(chǎn)品不斷追求優(yōu)化的目標(biāo)。

增大電源的工作頻率能顯著減少磁性元件的體積，有利于功率密度的提高。得益于半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，電源的開(kāi)關(guān)頻率不斷上升。然而開(kāi)關(guān)頻率的提高也意味著電路開(kāi)關(guān)損耗的提高，這又限制了開(kāi)關(guān)電源功率密度的提高。為了兼顧高頻率和小損耗，軟件開(kāi)關(guān)技術(shù)得到應(yīng)用。軟件開(kāi)關(guān)技術(shù)指在開(kāi)關(guān)管開(kāi)通或關(guān)斷之前，將電壓或電流降低到零，從而降低開(kāi)關(guān)損耗。但是實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)所需的額外的電路元件與控制策略增加了開(kāi)關(guān)電源的成本。直流諧振變換器具有電流或電壓周期性過(guò)零的特點(diǎn)，在合適的參數(shù)與控制下，能夠通過(guò)拓?fù)渥陨淼奶匦裕瑢?shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。由于諧振變換器通常使用變頻調(diào)壓控制，控制環(huán)路的設(shè)計(jì)較為困難，與被普遍使用的PWM控制型拓?fù)湎啾龋煽啃圆蛔悖虼嗽谥耙恢蔽幢淮笠?guī)模應(yīng)用。直到近幾年，人們對(duì)LLC諧振變換器的研究更為深入。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、損耗小、功率密度大等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，在PC電源、通訊和航空航天等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。

隨著LLC諧振軟開(kāi)關(guān)電路更加深入廣泛地應(yīng)用，LLC的優(yōu)點(diǎn)得到完美的體現(xiàn)：首先，LLC的軟開(kāi)關(guān)特性在不加任何額外電路下得以實(shí)現(xiàn)寬電壓范圍的零電壓開(kāi)通(ZeroVoltage Switch,ZVS)和次級(jí)整流管零電流關(guān)斷(Zero Current Switch,ZCS)，達(dá)到高效率和高頻率的目標(biāo)要求；其次，軟開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)與負(fù)載條件無(wú)關(guān)，在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)，都是以相同的方式實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，無(wú)控制復(fù)雜度的增加；再次，在小功率或大功率的某些特定場(chǎng)合可以實(shí)現(xiàn)磁集成技術(shù)，且無(wú)輸出濾波電感，成本低、體積小。LLC諧振軟開(kāi)關(guān)電路在具備上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，因?yàn)闊o(wú)輸出濾波電感，尤其是在大功率低壓場(chǎng)合，輸出紋波電路非常大，對(duì)濾波電容的數(shù)量、溫升、壽命產(chǎn)生極大的影響，因此交錯(cuò)式LLC并聯(lián)的需要變得非常的迫切，交錯(cuò)并聯(lián)后，能有效降低輸出電流紋波，極大減小對(duì)輸出濾波電容的不利影響。

而并聯(lián)全橋LLC諧振變換器需要解決的技術(shù)問(wèn)題是均流問(wèn)題，即如何將負(fù)載電流平均地分配，同時(shí)使輸出電壓符合并保證系統(tǒng)穩(wěn)定的要求。如果無(wú)法保證負(fù)載電流的均分，必使某些LLC諧振變換器的輸出電流較大，而另外一些LLC諧振變換器輸出電流較小，甚至不輸出。這會(huì)導(dǎo)致分擔(dān)電流多的LLC諧振變換器的熱應(yīng)力增大，降低了系統(tǒng)的可靠性。此外為了實(shí)現(xiàn)可靠的LLC諧振變換器并聯(lián)還要解決包括提高系統(tǒng)容錯(cuò)能力和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，降低噪音等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是并聯(lián)全橋LLC諧振變換器均流問(wèn)題。

根據(jù)第一方面，一種實(shí)施例中提供一種雙向多路并聯(lián)全橋LLC諧振變換器，包括LLC諧振變換器模塊；

所述LLC諧振變換器模塊包括兩個(gè)并聯(lián)連接的LLC諧振變換器單元；

每個(gè)LLC諧振變換器單元包括兩個(gè)輸入端；一個(gè)LLC諧振變換器單元的一個(gè)輸入端與另一個(gè)LLC諧振變換器單元的一個(gè)輸入端連接，作為所述LLC諧振變換器模塊的一個(gè)輸入端；所述一個(gè)LLC諧振變換器單元的另一個(gè)輸入端與所述另一個(gè)LLC諧振變換器單元的另一個(gè)輸入端連接，作為所述LLC諧振變換器模塊的另一個(gè)輸入端；所述LLC諧振變換器模塊的兩個(gè)輸入端作為所述全橋LLC諧振變換器的兩個(gè)輸入端，以用于連接在電源的兩端；