[發明專利]全橋LLC直流充電裝置及其設計方法

有效

• 申請號: 202010182427.3
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111262448B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 張立炎;馬志偉;陳凱風;陳啟宏;周克亮;肖朋
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02J7/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 劉琳;馮超

1.一種全橋LLC直流充電裝置的設計方法，其特征在于，所述裝置，包括：LLC諧振全橋變換器拓撲電路，其特征在于，所述拓撲電路包括：諧振變換模塊(3)；

所述諧振變換模塊(3)包括：LLC諧振電路(3.1)和高頻變壓器(3.2)；

所述高頻變壓器(3.2)包括：第一變壓器(T₁)和第二變壓器(T₂)；

所述第一變壓器(T₁)和第二變壓器(T₂)的初級線圈在所述拓撲電路的原邊相互串聯，次級線圈在所述拓撲電路的副邊相互并聯；

所述LLC諧振電路(3.1)包括：勵磁電感(L_m)、諧振電感(L_r)和諧振電容(C_r)；

所述勵磁電感(L_m)包括：相互串聯的第一勵磁電感(L_m1)和第二勵磁電感(L_m2)；

所述第一勵磁電感(L_m1)為第一變壓器(T₁)的初級線圈自感；

所述第二勵磁電感(L_m2)為第二變壓器(T₂)的初級線圈自感；

所述方法包括：

Step1、根據LLC諧振全橋變換器拓撲電路的已知參數值，計算所述裝置的電壓增益數據；

Step2、通過所述參數和增益數據，確認電感比值的最大值和初始值，并將電感比值的初始值作為當前電感比值；

Step3、將當前電感比值結合參數、電壓增益數據，計算當前特征阻抗值、當前勵磁電感值、當前臨界特征阻抗值和當前最小工作頻率值；

Step4、根據實現零電壓開關的條件，計算勵磁電感(L_m)的臨界值；

Step5、結合勵磁電感(L_m)的臨界值、當前臨界特征阻抗值、電感比值的最大值和工作頻率預設值，確定運行范圍；

Step6、判定當前電感比值、當前特征阻抗值、當前勵磁電感值和當前最小工作頻率值，是否在運行范圍內：

若是，則至Step7；若否，則將電感比值的初始值減小后作為當前電感比值，循環執行Step3～6；

Step7、根據當前電感比值，計算LLC諧振全橋變換器拓撲電路的未知參數值。

2.根據權利要求1所述的全橋LLC直流充電裝置的設計方法，其特征在于，所述拓撲電路，還包括：

軟啟動電路(1)，用于減小所述裝置啟動時電壓電流的沖擊；

全橋逆變電路(2)，用于將輸入的直流電轉換為交流電；

同步整流電路(4)，用于減小高頻變壓器(3.2)次級線圈上的損耗；

后級處理電路(5)，用于減小同步整流電路(4)輸出的電壓電流紋波。

3.根據權利要求2所述的全橋LLC直流充電裝置的設計方法，其特征在于，還包括：驅動裝置(6)、切換開關(7)、電壓電流采集裝置(8)和控制器(9)；

所述驅動裝置(6)的輸入端與控制器(9)的輸出端相連，輸出端與全橋逆變電路(2)和同步整流電路(4)相連；

所述切換開關(7)與控制器(9)的輸入端相連；

所述電壓電流采集裝置(8)的輸入端分別與全橋逆變電路(2)和后級處理電路(5)相連，輸出端與控制器(9)的輸入端相連；

所述控制器(9)的輸出端還與軟啟動電路(1)相連；

所述驅動裝置(6)，用于根據控制器(9)輸出的控制指令，驅動全橋逆變電路(2)和同步整流電路(4)，從而生成可控PWM波形；

所述切換開關(7)，用于將輸出電壓的需求等級傳輸至控制器(9)；

所述電壓電流采集裝置(8)，用于采集所述拓撲電路中的電壓電流信號并傳輸至控制器(9)；

所述控制器(9)，用于根據輸出電壓的需求等級和所述拓撲電路中的電壓電流信號，生成控制指令。