[發(fā)明專(zhuān)利]一種多諧振LCLLC變換器系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110804881.2
• 申請(qǐng)日: 2021-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113489336B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙楠;鄭澤東;李馳;張志學(xué);陳濤;蘇亮亮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué);中車(chē)株洲電力機(jī)車(chē)研究所有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/335
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 孫楠

本發(fā)明涉及一種多諧振LCLLC變換器系統(tǒng)及其控制方法，其包括：隔離變壓器；第一變換器，設(shè)置在所述隔離變壓器的原邊側(cè)；主諧振支路，設(shè)置在所述第一變換器與所述隔離變壓器之間；輔助諧振支路，與所述主諧振支路并聯(lián)；通過(guò)所述輔助諧振支路調(diào)整諧振電流波形，在傳輸相同的功率下，降低電流的有效值，減少開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通損耗；第二變換器，設(shè)置在所述隔離變壓器的副邊側(cè)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中因拓?fù)涞纫蛩刂萍s無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)寬電壓增益范圍、功率傳輸受限的問(wèn)題，本發(fā)明可以廣泛在電網(wǎng)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域中應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電網(wǎng)領(lǐng)域、電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域和儲(chǔ)能領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種多諧振LCLLC變換器系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)

在電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)充電、儲(chǔ)能電站等電能變換領(lǐng)域，常常采用諧振型隔離型DC/DC變換器，實(shí)現(xiàn)高效的電能變換，并且滿(mǎn)足安全電位隔離的需求。

諧振型隔離型DC/DC變換器具有良好的軟開(kāi)關(guān)效果，能夠大大減小開(kāi)關(guān)損耗，緩解散熱壓力，進(jìn)一步提高變換器的工作頻率、減小變換器體積重量，提高其的功率密度。諧振型隔離型DC/DC變換器中往往包含高頻變壓器，對(duì)原副邊進(jìn)行隔離，保證原副邊的絕緣與安全要求。然而，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合，單諧振型隔離型DC/DC變換器如LLC變換器，受限于變換器調(diào)節(jié)特性，輸出電壓調(diào)節(jié)范圍有限。同時(shí)由于諧振電流為正弦，因此功率傳輸能力受限。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中因拓?fù)涞纫蛩刂萍s無(wú)法有效實(shí)現(xiàn)寬電壓增益范圍、功率傳輸受限的諧振型隔離DC/DC變換器，本發(fā)明的目的是提供一種多諧振LCLLC變換器系統(tǒng)及其控制方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，一方面，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種多諧振LCLLC變換器系統(tǒng)，其包括：隔離變壓器；第一變換器，設(shè)置在所述隔離變壓器的原邊側(cè)；主諧振支路，設(shè)置在所述第一變換器與所述隔離變壓器之間；輔助諧振支路，與所述主諧振支路并聯(lián)；通過(guò)所述輔助諧振支路調(diào)整諧振電流波形，在傳輸相同的功率下，降低電流的有效值，減少開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通損耗；第二變換器，設(shè)置在所述隔離變壓器的副邊側(cè)。

進(jìn)一步，所述主諧振支路包括串聯(lián)的第一電容和第一電感；所述第一電容的一端分別與所述第一變換器的輸出端及所述輔助諧振支路的一端連接，所述第一電容的另一端與所述第一電感的一端連接；所述第一電感的另一端分別與所述輔助諧振支路的另一端及所述隔離變壓器的原邊側(cè)連接。

進(jìn)一步，所述輔助諧振支路串聯(lián)的第二電容和第二電感；所述第二電容的一端分別與所述第一變換器的輸出端及所述第一電容的一端連接，所述第二電容的另一端與所述第二電感的一端連接；所述第二電感的另一端分別與所述第一電感的另一端及所述隔離變壓器的原邊側(cè)連接。

進(jìn)一步，所述第一變換器包括第一橋臂和第二橋臂；所述第一橋臂和所述第二橋臂與輸入電源并聯(lián)；且所述第一橋臂的中點(diǎn)引出線(xiàn)和所述第二橋臂的中點(diǎn)引出線(xiàn)作為所述第一變換器的輸出端。

進(jìn)一步，所述第二變換器包括第三橋臂和第四橋臂；所述第三橋臂和所述第四橋臂與輸出電容并聯(lián)；且所述第一橋臂的中點(diǎn)引出線(xiàn)和所述第二橋臂的中點(diǎn)引出線(xiàn)作為所述第二變換器的輸入端，用于與所述隔離變壓器的副邊側(cè)連接。

進(jìn)一步，所述第一橋臂至所述第四橋臂都由串聯(lián)的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管構(gòu)成；

所述第一變換器內(nèi)的開(kāi)關(guān)管采用MOSFET或IGBT；所述第二變換器內(nèi)的開(kāi)關(guān)管采用MOSFET、IGBT或二極管。

一方面，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種多諧振LCLLC變換器控制方法，該方法基于上述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，包括：

采用方波控制所述第一變換器內(nèi)的開(kāi)關(guān)管動(dòng)作；

根據(jù)所述第二變換器內(nèi)的開(kāi)關(guān)管形式選擇進(jìn)行第一種控制方法或第二種控制方法；