[發明專利]交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及裝置

在審

• 申請號: 202210585937.4
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN114785107A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 謝小高;董漢菁
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02M1/14;H02M5/293
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明針對現有均流技術的不足，提出一種新型的交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及裝置。多相交錯并聯LLC諧振變換器裝置包括：由N個半橋LLC諧振變換器模塊構成的多相交錯并聯LLC諧振變換器、N*(N?1)/2個有源阻抗平衡單元及一個控制器，其中N等于2或3，所述有源阻抗平衡單元分別串接在每兩相LLC諧振變換器模塊之間，所述有源阻抗平衡單元的第一端和第二端與所連接的兩相LLC諧振變換器模塊的諧振電容以及原邊地構成環路。通過改變串接在各相LLC諧振變換器模塊之間的有源阻抗平衡單元的等效阻抗，使得各相LLC諧振變換器模塊輸出電流不受諧振元件參數偏差影響，可實現多相交錯并聯LLC諧振變換器輸出均流。

技術領域

本發明屬于電力電子技術領域的開關電源技術，涉及到一種新型多相交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及裝置。

背景技術

LLC諧振變換器憑借其高效率、低EMI、高功率密度等優點在對變換器效率、功率密度要求高的場合得到了廣泛的應用。而在大功率、大電流的應用場合中要求變換器具有更大的容量、更高的功率密度、更低的損耗，顯然單相LLC諧振變換器已經無法滿足要求。因此，通常采用多相交錯并聯LLC諧振變換器來減小輸出電流紋波，提高輸出功率。

然而由于LLC諧振變換器的電壓增益與諧振器件的參數息息相關，在實際應用的多相并聯系統中，由于制造工藝的偏差、環境變化引起參數變化等問題，各諧振元件難以避免的會存在差異，進而會導致各并聯相之間的電壓增益存在很大的偏差，從而導致每一相諧振變換器輸出的負載電流大小不一，這將嚴重影響整個系統的效率、可靠性和使用壽命。

為了有效解決多相交錯并聯LLC諧振變換器各相不均流問題，同時提高整個系統的轉換效率以及可靠性，針對多相LLC諧振變換器的均流問題提出行之有效的方案是一項非常具有實際意義和挑戰性的工作。

發明內容

本發明針對現有均流技術的不足，提出一種新型的交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及裝置。

本發明的交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法的步驟為：

步驟一：在變換器啟動過程中，通過檢測并比較各相輸出電流的大小，通過控制電路確定各模塊之間的超前滯后關系：依次將輸出電流大的模塊作為超前相，輸出電流小的模塊作為滯后相，并控制各相LLC諧振變換器模塊的相位差獲得較優的電流輸出紋波抵消效果：即當模塊并聯數N＝2時，控制LLC諧振變換器模塊的相位差為90°，當模塊并聯數N＝3時，控制LLC諧振變換器模塊的相位差為60°或120°.

步驟二：當變換器進入穩態后，根據輸出電壓反饋信息或輸出總電流信息調節同步調節各相LLC諧振變換器模塊的頻率，實現輸出電壓穩壓或輸出總電流穩流，同時根據反饋的每兩相LLC諧振變換器模塊的輸出電流偏差分別調節其對應的有源阻抗平衡單元的等效阻抗，實現各相LLC諧振變換器模塊輸出電流均流。

根據本發明提出的多相交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法得到的實現裝置包括：

由N個半橋LLC諧振變換器模塊構成的多相交錯并聯LLC諧振變換器、N*(N-1)/2個有源阻抗平衡單元及一個控制器，其中N等于2或3，所述有源阻抗平衡單元分別串接在每兩相LLC諧振變換器模塊之間，所述有源阻抗平衡單元的第一端和第二端與所連接的兩相LLC諧振變換器模塊的諧振電容以及原邊地構成環路。

優選的，所述有源阻抗平衡單元包括一個輔助電感，一個輔助電容和兩個MOS管構成的雙向開關；所述輔助電感的第一端為有源阻抗平衡單元的第一端，輔助電感的第二端連接輔助電容的第一端，輔助電容的第二端接雙向開關的第一端，雙向開關的第二端為有源阻抗平衡單元的第二端。