[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

本發明涉及電力電子技術技術領域，尤其涉及全橋LLC直流充電裝置及其設計方法。所述裝置包括：LLC諧振全橋變換器拓撲電路，所述拓撲電路包括：諧振變換模塊；所述諧振變換模塊包括：LLC諧振電路和高頻變壓器；所述高頻變壓器包括：第一變壓器和第二變壓器；所述第一變壓器和第二變壓器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諧振電路包括：勵磁電感、諧振電感和諧振電容；所述勵磁電感包括：相互串聯的第一勵磁電感和第二勵磁電感；所述第一勵磁電感為第一變壓器的初級線圈自感；所述第二勵磁電感為第二變壓器的初級線圈自感。本發明能夠實現兩級可選的輸出充電電壓。

技術領域

本發明涉及電力電子技術技術領域，尤其涉及全橋LLC直流充電裝置及其設計方法。

背景技術

目前電力電子技術已經發展到了很高的技術水平，在許多實際應用中，要求功率轉換電路需要輸出較寬的電壓范圍。

為了進一步提高能量利用效率，通過減小MOSFET開關管電壓和電流在開通及關斷過程中的交疊區來減小開關損耗，其實現方法可分為零電流開關(ZCS)和零電壓開關(ZVS)。在直流充電系統中，LLC拓撲結構因具有寬電壓輸入輸出范圍、高功率密度、高效率的諸多優點，常常被設計作為中間轉換電路。而且LLC拓撲結構可以同時實現零電流開關(ZCS)和零電壓開關(ZVS)，減小傳輸過程中的損耗。

在某些特定的充電環境中，需要有不同電壓等級可選的充電裝置。

發明內容

本發明提供的全橋LLC直流充電裝置及其設計方法，能夠實現兩級可選的輸出充電電壓。

一方面，本發明提供的全橋LLC直流充電裝置，包括：LLC諧振全橋變換器拓撲電路，所述拓撲電路包括：諧振變換模塊；

所述諧振變換模塊包括：LLC諧振電路和高頻變壓器；

所述高頻變壓器包括：第一變壓器和第二變壓器；

所述第一變壓器和第二變壓器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諧振電路包括：勵磁電感、諧振電感和諧振電容；

所述勵磁電感包括：相互串聯的第一勵磁電感和第二勵磁電感；

所述第一勵磁電感為第一變壓器的初級線圈自感；

所述第二勵磁電感為第二變壓器的初級線圈自感。

進一步地，所述拓撲電路，還包括：

軟啟動電路，用于減小所述裝置啟動時電壓電流的沖擊；

全橋逆變電路，用于將輸入的直流電轉換為交流電；

同步整流電路，用于減小高頻變壓器次級線圈上的損耗；

后級處理電路，用于減小同步整流電路輸出的電壓電流紋波。

更進一步地，還包括：驅動裝置、切換開關、電壓電流采集裝置和控制器；

所述驅動裝置的出入端與控制器的輸出端相連，輸出端與全橋逆變電路和同步整流電路相連；

所述切換開關與控制器的輸入端相連；

所述電壓電流采集裝置的輸入端分別與全橋逆變電路和后級處理電路相連，輸出端與控制器的輸入端相連；

所述控制器的輸出端還與軟啟動電路相連；

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

所述切換開關，用于將輸出電壓的需求等級傳輸至控制器；