[發明專利]多相交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及裝置

在審

• 申請號: 202210586764.8
• 申請日: 2022-05-27
• 公開（公告）號: CN115037158A
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 謝小高;周威;董漢菁
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/088;H02M1/32;H02M1/14;H02M1/38
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為了有效解決多相交錯并聯LLC諧振變換器并聯相之間的電壓增益存在很大的偏差導致每一相諧振變換器輸出的負載電流大小不一的問題，且現有技術存在某一相出現故障會導致整機故障停機的問題，本發明提出一種新型的多相交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及實現裝置，步驟為：步驟一：由N個額定參數一致的半橋LLC諧振變換器采取輸入并聯、輸出并聯的方式構成N相并聯LLC諧振變換器，其中N為大于等于2的整數；步驟二：產生N?1個相位可控的交流電流源，分別注入到N?1相LLC諧振變換器的諧振電容中；步驟三：根據反饋的各相LLC諧振變換器的輸出電流偏差分別調節各注入的交流電流源的相位，實現各相LLC諧振變換器輸出電流均流。

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實現裝置。

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。

針對多路變換器不均流的問題，一種現有技術給出了改變諧振腔內諧振器件參數的思路，如圖1所示。即通過采用在諧振回路中引入可變電感來等效改變諧振腔中的能量，以達到各相諧振變換器的電壓增益實時相等的目標，從而保證負載電流實時相等。類似的，由此思路出發，給出了現有引入開關電容方式的兩相交錯并聯的LLC諧振變換器結構，如圖2所示。通過引入開關電容，能夠比較輕易的改變諧振腔內的能量，最終達到各相均流的目的，但是引入的開關電容控制復雜且系統的體積會增大、成本都會增加，這將不利于系統功率密度和效率的提高。

另外一種現有的技術提出了一種通過變壓器次級繞組分組連接實現各相之間電流自動均流的方法，如圖3所示。該方法無需增加額外的控制策略或額外電路元器件即能實現自動均流，但由于其變壓器次級分組連接的拓撲結構中變壓器副邊繞組串聯連接，當其中某一相出現故障會導致整機故障停機，因此面對實際應用，其可靠性還需提高。

由分析可知，盡管上述的兩種方法都能解決多相諧振變換器的均流問題，但同時又會引入控制方式復雜、成本提高、可靠性差等新問題。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，提出一種新型的多相交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法及實現裝置。

本發明的多相交錯并聯LLC諧振變換器的均流方法的步驟為：

步驟一：由N個額定參數一致的半橋LLC諧振變換器采取輸入并聯、輸出并聯的方式構成N相并聯LLC諧振變換器，其中N為大于等于2的整數；

步驟二：產生N-1個相位可控的交流電流源，分別注入到N-1相LLC諧振變換器的諧振電容中；

步驟三：根據反饋的各相LLC諧振變換器的輸出電流偏差分別調節各注入的交流電流源的相位，實現各相LLC諧振變換器輸出電流均流。

本發明提供一種新型的多相交錯并聯LLC諧振變換器裝置。

本發明的多相交錯并聯LLC諧振變換器裝置包括：