[發明專利]可變結構整流LLC諧振變換器及控制方法

在審

• 申請號: 202210746772.4
• 申請日: 2022-06-29
• 公開（公告）號: CN115051575A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 陽晨;盧建寧;侯慧云
• 申請（專利權）人: 上海應用技術大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M1/32;H02M1/088
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種可變結構整流LLC諧振變換器，其特征在于，包括直流電源、全橋逆變電路、LLC諧振腔、隔離變壓器、可變結構整流器以及濾波電容；

所述全橋逆變電路一方面連接所述直流電源，另一方面通過LLC諧振腔與隔離變壓器的初級繞組連接；

所述隔離變壓器的次級繞組連接可變結構整流器；所述濾波電容連接所述可變結構整流器；所述濾波電容用于可變結構整流器輸出給定電壓時的濾波。

2.根據權利要求1所述的可變結構整流LLC諧振變換器，其特征在于，所述全橋逆變電路包括開關管Q1、開關管Q2、開關管Q3以及開關管Q4；

所述開關管Q1的D端連接所述直流電源的正極，所述開關管Q1的S端連接所述開關管Q2的D端，所述開關管Q2的S端連接所述直流電源的負極；

所述開關管Q3的D端連接所述直流電源的正極，所述開關管Q3的S端連接所述開關管Q4的D端，所述開關管Q4的S端連接所述直流電源的負極。

3.根據權利要求2所述的可變結構整流LLC諧振變換器，其特征在于，所述LLC諧振腔包括諧振電容C_r、諧振電感L_r以及磁化電感L_m；

所述諧振電容C_r的一端連接在所述開關管Q1的S端與所述開關管Q2的D端之間以及所述開關管Q3的S端與所述開關管Q4的D端之間；

所述諧振電容C_r的另一端連接所述諧振電感L_r的一端，所述諧振電感L_r的另一端的另一端連接所述磁化電感L_m的一端，所述磁化電感L_m的另一端連接在開關管Q3的S端與所述開關管Q4的D端之間；

所述磁化電感L_m與所述隔離變壓器的初級繞組并聯。

4.根據權利要求1所述的可變結構整流LLC諧振變換器，其特征在于，所述可變結構整流器包括電容器C_b、開關管Q5、開關管Q6、二極管D1以及二極管D2；

所述隔離變壓器的次級繞組一端連接所述電容器C_b的一端，另一端連接所述開關管Q6的S端和二極管D2的負極；

所述電容器C_b的另一端連接開關管Q5的D端和二極管D1的正極；所述開關管Q5的S端連接所述開關管Q6的D端；

所述二極管D1的負極和所述二極管D2的正極形成給定電壓的輸出端。

5.根據權利要求4所述的可變結構整流LLC諧振變換器，其特征在于，所述濾波電容包括濾波電容C_o1和濾波電容C_o2；

所述濾波電容C_o1的一端連接所述二極管D1的負極，另一端連接所述開關管Q5的D端和所述濾波電容C_o2的一端；

所述濾波電容C_o2的一端連接所述二極管D2的正極。

6.一種權利要求2至5任一項所述的可變結構整流LLC諧振變換器的控制方法，其特征在于，包括：

當開關管Q1和Q4交替導通以及開關管Q2和Q3交替導通時，所述變換器處于全橋工作模式；

當開關管Q1和Q2交替導通，Q3常閉，Q4常開時，所述變換器處于半橋工作模式；其中半橋工作模式下變壓器副邊繞組壓降為全橋模式下的一半。

7.根據權利要求6所述的可變結構整流LLC諧振變換器的控制方法，其特征在于，所述全橋工作模式包括全橋VQR模式和全橋VDR模式；所述半橋工作模式包括半橋VDR模式；

其中，全橋VQR模式下輸出電壓為全橋VDR模式的兩倍，而全橋VDR模式下的輸出電壓為半橋VDR模式的兩倍。

8.根據權利要求6所述的可變結構整流LLC諧振變換器的控制方法，其特征在于，當變換器前端處于半橋工作模式，可變結構整流器為兩倍壓整流模式時，此時變換器即以半橋VDR模式運行；

當變換器前端處于全橋工作模式，可變結構整流器為兩倍壓整流模式時，此時變換器即以全橋VDR模式運行；

當變換器前端處于全橋工作模式，可變結構整流器為四倍壓整流模式時，此時變換器即以全橋VQR模式運行。