一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC‑DC变换器，包括：输入电源；三相LLC谐振电路，采用频率调制方式将直流输入电压变换为高直流输出电压，副边为全波整流电路结构；移相全桥电路，包括第一支路和第二支路，所述第一支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第一桥臂与第二桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第一低直流输出电压；所述第二支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第二桥臂与第三桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第二低直流输出电压；副边为全波整流电路结构。该变换器具有电气隔离、低成本、高效率等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器
本专利技术属于电力电子领域，具体涉及一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器。
技术介绍
随着现代科技的发展，许多新型用电设备对供电的要求越来越高，许多用电设备在运行时需要多路直流电压进行供电，为保证供电的可靠性与独立性，需要各路直流电压之间相互隔离。例如，在电动汽车中，在对动力电池进行充电的同时，需要同时对车上的其他设备进行供电。在传统的变换器中，采用多个变换器对用电设备进行供电，这样会增加系统的成本与体积，不利于设备的集成化。有些研究者提出了若干个集成式多路输出DC/DC变换器，但是这些变换器存在诸如多路输出相互之间不隔离，难以满足对各路输出隔离的要求；几路输出电压之间具有交叉调整率等问题。公开号为CN1870408A的专利申请公开了一种多路输出直流-直流变换器，包括隔离变压器、主整流电路和辅路整流电路、PWM控制电路，隔离变压器副边绕组输出端与主整流电路、辅路整流电路输入端相连；还设有第一、二开关管串联组成的斩波器，PWM控制电路分别输出占空比为D和1-D的脉冲至第一、二开关管的控制端，使第一、第二开关管截止的时间固定，还设有由谐振电容、第一谐振电感、并联于隔离变压器原边绕组的第二谐振电感串联组成的谐振回路，谐振回路的输入端与斩波器的输出端相连，第一谐振电感与谐振电容谐振实现第一、二开关管准零电流关断，第二谐振电感，第一谐振电感Lr和谐振电容谐振实现第一、二开关管零电压开通。该
技术实现思路
能够较易实现软开关，提高效率，但是没有实现各路输出之间的相互独立与隔离。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术提出一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器。该变换器通过两种不同的电路拓扑实现三路相互隔离的电压输出，且三路输出相互隔离，独立调压；该变换器通过控制输出电压，实现稳定的直流电压输出；同时该变换器具有高频隔离变压器，可以实现电气隔离功能。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器，包括：输入电源；三相LLC谐振电路，采用频率调制方式将直流输入电压变换为高直流输出电压，副边为全波整流电路结构；移相全桥电路，包括第一支路和第二支路，所述第一支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第一桥臂与第二桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第一低直流输出电压；所述第二支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第二桥臂与第三桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第二低直流输出电压；副边为全波整流电路结构。本专利技术的DC-DC变换器具有电气隔离、低成本、高效率、高功率密度、不同输出电压间相互独立等优点。优选地，所述三相LLC谐振电路的原边包括：第一桥臂，与所述输入电源并联，由串联的第一功率开关管和第二功率开关管组成，第一功率开关管的漏极与所述输入电源的正极相连，第二功率开关管的源极与所述输入电源的负极相连；第二桥臂，与所述输入电源并联，由串联的第三功率开关管和第四功率开关管组成，第三功率开关管的漏极与所述输入电源的正极相连，第四功率开关管的源极与所述输入电源的负极相连；第三桥臂，与所述输入电源并联，由串联的第五功率开关管和第六功率开关管组成，第五功率开关管的漏极与所述输入电源的正极相连，第六功率开关管的源极与所述输入电源的负极相连；第一谐振腔，由依次连接的第一谐振电容、第一谐振电感以及第一隔离变压器原边绕组组成，其中，第一谐振电容的正极与所述第一功率开关管的源极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端与所述第二功率开关管的源极相连；第二谐振腔，由依次连接的第二谐振电容、第二谐振电感以及第二隔离变压器原边绕组组成，其中，第二谐振电容的正极与所述第三功率开关管的源极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端与所述第四功率开关管的源极相连；第三谐振腔，由依次连接的第三谐振电容、第三谐振电感以及第三隔离变压器原边绕组组成，其中，第三谐振电容的正极与所述第五功率开关管的源极相连，第三隔离变压器原边绕组的异名端与所述第六功率开关管的源极相连；所述第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管、第五功率开关管和第六率开关管带有反并二极管。优选地，所述三相LLC谐振电路的副边包括：第一隔离变压器副边绕组、第二隔离变压器副边绕组、第三隔离变压器副边绕组，第一功率二极管、第二功率二极管、第三功率二极管、第四功率二极管、第五功率二极管、第六功率二极管以及第一输出滤波电容，其中，第一隔离变压器副边绕组的同名端与第一功率二极管阳极和第二功率二极管阴极相连，第一功率二极管阴极连接到第一输出滤波电容阳极，第二功率二极管阳极连接到第一输出滤波电容阴极；第二隔离变压器副边绕组的同名端与第三功率二极管阳极和第四功率二极管阴极相连，第三功率二极管阴极连接到第一输出滤波电容阳极，第四功率二极管阳极连接到第一输出滤波电容阴极；第三隔离变压器副边绕组的同名端与第五功率二极管阳极和第六功率二极管阴极相连，第五功率二极管阴极连接到第一输出滤波电容阳极，第六功率二极管阳极连接到第一输出滤波电容阴极；第一隔离变压器副边绕组、第二隔离变压器副边绕组、第三隔离变压器副边绕组三者的异名端相连；所述第一滤波电容的正极与所述第二滤波电容的负极作为DC-DC变换器的高直流电压输出端。优选地，所述移相全桥电路的原边包括：第一支路原边，由依次连接的第一隔直电容、第四隔离变压器原边绕组组成，第一隔直电容的正极与所述第一功率开关管的源极相连，第四隔离变压器原边绕组的异名端与所述第三功率开关管的源极相连；第二支路原边，由依次连接的第二隔直电容、第五隔离变压器原边绕组组成，第二隔直电容的正极与所述第三功率开关管的源极相连，第五隔离变压器原边绕组的异名端与所述第五功率开关管的源极相连。优选地，所述移相全桥电路的副边包括：第四隔离变压器的第一副边绕组、第四隔离变压器的第二副边绕组，所述第一副边绕组的异名端与第二副边绕组的同名端相连；第七功率二极管，阳极与所述第一副边绕组的同名端相连，第八功率二极管，阳极与所述第二副边绕组的异名端相连，阴极与所述第七功率二极管的阴极相连；第一滤波电感，正极与所述第七功率二极管的阴极相连，负极与第二滤波电容的正极相连；第二滤波电容，正极与所述第一滤波电感的负极相连，负极与所述第一副边绕组的异名端相连；所述第二滤波电容的正极与负极作为DC-DC变换器的第一低直流电压输出端。优选地，所述移相全桥电路的副边包括：第五隔离变压器的第三副边绕组、第五隔离变压器的第四副边绕组，所述第三副边绕组的异名端与第四副边绕组的同名端相连；第九功率二极管，阳极与所述第三副边绕组的同名端相连，第十功率二极管，阳极与所述第四副边绕组的异名端相连，阴极与所述第九功率二极管的阴极相连；第二滤波电感，正极与所述第九功率二极管的阴极相连，负极与第三滤波电容的正极相连；第三滤波电容，正极与所述第二滤波电感的负极相连，负极与所述第三副边绕组的异名端相连；所述第三滤波电容的正极与负极作为DC-DC变换器的第二低直流电压输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC‑DC变换器，其特征在于，包括：输入电源；三相LLC谐振电路，采用频率调制方式将直流输入电压变换为高直流输出电压，副边为全波整流电路结构；移相全桥电路，包括第一支路和第二支路，所述第一支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第一桥臂与第二桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第一低直流输出电压；所述第二支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第二桥臂与第三桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第二低直流输出电压；副边为全波整流电路结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器，其特征在于，包括：输入电源；三相LLC谐振电路，采用频率调制方式将直流输入电压变换为高直流输出电压，副边为全波整流电路结构；移相全桥电路，包括第一支路和第二支路，所述第一支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第一桥臂与第二桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第一低直流输出电压；所述第二支路连接于所述并联全桥LLC谐振电路的第二桥臂与第三桥臂之间，采用调节该两个桥臂间的相位方式将直流输入电压变换为第二低直流输出电压；副边为全波整流电路结构。2.如权利要求1所述的基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器，其特征在于，所述三相LLC谐振电路的原边包括：第一桥臂，与所述输入电源并联，由串联的第一功率开关管和第二功率开关管组成，第一功率开关管的漏极与所述输入电源的正极相连，第二功率开关管的源极与所述输入电源的负极相连；第二桥臂，与所述输入电源并联，由串联的第三功率开关管和第四功率开关管组成，第三功率开关管的漏极与所述输入电源的正极相连，第四功率开关管的源极与所述输入电源的负极相连；第三桥臂，与所述输入电源并联，由串联的第五功率开关管和第六功率开关管组成，第五功率开关管的漏极与所述输入电源的正极相连，第六功率开关管的源极与所述输入电源的负极相连；第一谐振腔，由依次连接的第一谐振电容、第一谐振电感以及第一隔离变压器原边绕组组成，其中，第一谐振电容的正极与所述第一功率开关管的源极相连，第一隔离变压器原边绕组的异名端与所述第二功率开关管的源极相连；第二谐振腔，由依次连接的第二谐振电容、第二谐振电感以及第二隔离变压器原边绕组组成，其中，第二谐振电容的正极与所述第三功率开关管的源极相连，第二隔离变压器原边绕组的异名端与所述第四功率开关管的源极相连；第三谐振腔，由依次连接的第三谐振电容、第三谐振电感以及第三隔离变压器原边绕组组成，其中，第三谐振电容的正极与所述第五功率开关管的源极相连，第三隔离变压器原边绕组的异名端与所述第六功率开关管的源极相连；所述第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管和第四功率开关管、第五功率开关管和第六功率开关管均带有反并二极管。3.如权利要求2所述的基于三相LLC谐振电路和移相全桥电路的隔离混合调制三路输出DC-DC变换器，其特征在于，所述三相LLC谐振电路的副边包括：第一隔离变压器副边绕组、第二隔离变压器副边绕组、第三隔离变压器副边绕组，第一功率二极管、第二功率二极管、第三功率二极管、第四功率二极管、第五功率二极管、第六功率二极管以及第一输出滤波电容，其中，第一隔离变压器副边绕组的同名端与第一功率二极管阳极和第二功率二极管阴极相连，第一功率二极管阴极连接到第一输出滤波电容阳极，第二功率二极管阳极连接到第一输出滤波电容阴极；第二隔离变压器副边绕组的同名端与第三功率二极管阳极和第四功率二极管阴极相连，第三功率二极管阴极连接到第一输出滤波电容阳极，第四功率二极管阳极连接到第一输出滤波电容阴极；第三隔离变压器副边绕组的同名端与第五功率二极管阳极和第六功率二极管阴极相连，第五功率二极管阴极连接到第一输出滤波电容阳极，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓焰，李广地，夏晋，王昆，陈桂鹏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33