本发明专利技术公开了一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器，属于电力电子变换器技术领域。所述一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器由输入源、原边输入滤波电容、原边LLC谐振电路、变压器、副边整流电路、第一和第二输出滤波电容、第一和第二输出负载构成。本发明专利技术采用输入输出串并联混合式结构，可以有效降低开关管电压、电流应力，且部分功率无需经过变换器处理而直接输出，因此能够有效提高变换器效率；本发明专利技术无需增加变压器输出绕组和功率器件数量，即实现了两路电压输出；本发明专利技术为高效率、高功率密度、低成本多路输出直流功率变换提供了关键技术解决方案。
【技术实现步骤摘要】
一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器
本专利技术涉及一种双输出LLC谐振变换器，属于电力电子变换器
，尤其属于多路输出直流-直流电能变换
。
技术介绍
在航空、航天、汽车、医疗、计算机、通信系统等
的应用中，为了满足不同负载供电电压的需求，经常需要采用双输出电源。如何减少变换器所用功率器件的数量、降低成本、提高变换器效率和功率密度一直是该
所关注的重点问题。当输入电压远高于输出电压且输入输出不要求隔离时，采用Buck变换器是最直接的解决方案，但Buck变换器的开关器件需要承受输入电压和输出电流、应力较高，开关管硬开关、开关损耗较大，而输入输出电压相差悬殊还会导致Buck变换器的有效占空比减小、动态性能变差。此外，采用单个Buck变换器很难实现多路输出。利用软开关隔离变换器也可以实现非隔离功率变换，例如采用LLC谐振变换器，能够实现所有开关管的软开关，具有高效率、高功率密度、高可靠性、低成本等优点，而且能够比较容易的实现多路输出。传统的双输出LLC变换器通过增加变压器耦合绕组来增加输出路数，如图1所示，输出的路数越多，所需变压器绕组数量和整流开关器件的数量也越多。这会使得变换器所用功率器件相对较多，成本相对较高。不仅如此，由于所有的功率都需要经过LLC变换器处理，不利于效率的进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，为双输出功率变换场合提供一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的:所述一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器由输入源(Uin)、原边输入滤波电容(C1)、原边LLC谐振电路(10)、变压器(T)、副边整流电路(20)、第一输出滤波电容(CJi二输出滤波电容(Ctj2)、第一输出负载(Rtjl)和第二输出负载(R&)构成，其中原边LLC谐振电路(10)由原边第一开关管(Spi)、原边第二开关管(Sp2)、原边第三开关管(Sp3)、原边第四开关管(Sp4)、第一谐振电感(LJ、第二谐振电感(Lm)和谐振电容(Cr)组成，变压器⑴包含一个原边绕组(Np)和两个副边绕组(NS1、NS2)，副边整流电路(20)由副边第一开关管(Ssi)、副边第二开关管(Ss2)、副边第三开关管(Ss3)和副边第四开关管(Ss4)组成；所述原边LLC谐振电路(10)的原边第一开关管(Spi)的漏极连于原边第三开关管(Sp3)的漏极、原边输入滤波电容(C1)的一端和输入源(Uin)的正端，原边第一开关管(Spi)的源极连于原边第二开关管(Sp2)的漏极和第一谐振电感(LJ的一端，第一谐振电感(LJ的另一端连于谐振电容(Cr)的一端，谐振电容(Cr)的另一端连于第二谐振电感(Lm)的一端和变压器⑴原边绕组(Np)的一端，第二谐振电感(Lm)的另一端连于变压器⑴原边绕组(Np)的另一端、原边第三开关管(Sp3)的源极和原边第四开关管(Sp4)的漏极，原边第四开关管(Sp4)的源极连于原边第二开关管(Sp2)的源极、原边输入滤波电容(C1)的另一端、第一输出滤波电容(CJ的一端、第一输出负载(Rtjl)的一端、副边第一开关管(Ssi)的漏极和副边第二开关管(Ss2)的漏极；所述副边第一开关管(Ssi)的源极连于副边第二开关管(Ss2)的漏极和变压器(T)第一副边绕组(Nsi)的同名端，变压器⑴第一副边绕组(Nsi)的非同名端连于变压器⑴第二副边绕组(Ns2)的同名端、第二输出滤波电容(Ctj2)的一端和第二输出负载(Rtj2)的一端，变压器(T)第二副边绕组(Ns2)的非同名端连于副边第三开关管(Ss3)的源极和副边第四开关管(Ss4)的漏极，副边第四开关管(Ss4)的源极连于副边第二开关管(Ss2)的源极、第一输出滤波电容(Ctjl)的另一端、第二输出滤波电容(Ctj2)的另一端、第一输出负载(Rtjl)的另一端、第二输出负载(RJ的另一端和输入源(Uin)的负端。所述一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器由输入源(Uin)、原边输入滤波电容(C1)、原边LLC谐振电路(10)、变压器(T)、副边整流电路(20)、第一输出滤波电容(CJi二输出滤波电容(Ctj2)、第一输出负载(Rtjl)和第二输出负载(R&)构成，其中原边LLC谐振电路(10)由原边第一开关管(Spi)、原边第二开关管(Sp2)、原边第三开关管(Sp3)、原边第四开关管(Sp4)、第一谐振电感(LJ、第二谐振电感(Lm)和谐振电容(Cr)组成，变压器⑴包含一个原边绕组(Np)和两个副边绕组(NS1、NS2)，副边整流电路(20)由副边第一二极管(Dsi)、副边第二二极管(Ds2)、副边第三二极管(Ds3)和副边第四二极管(Ds4)组成；所述原边LLC谐振电路(10)的原边第一开关管(Spi)的漏极连于原边第三开关管(Sp3)的漏极、原边输入滤波电容(C1)的一端和输入源(Uin)的正端，原边第一开关管(Spi)的源极连于原边第二开关管(Sp2)的漏极和第一谐振电感(LJ的一端，第一谐振电感(LJ的另一端连于谐振电容(Cr)的一端，谐振电容(Cr)的另一端连于第二谐振电感(Lm)的一端和变压器⑴原边绕组(Np)的一端，第二谐振电感(Lm)的另一端连于变压器⑴原边绕组(Np)的另一端、原边第三开关管(Sp3)的源极和原边第四开关管(Sp4)的漏极，原边第四开关管(Sp4)的源极连于原边第二开关管(Sp2)的源极、原边输入滤波电容(C1)的另一端、第一输出滤波电容(CJ的一端、第一输出负载(Rtjl)的一端、副边第一二极管(Dsi)的漏极和副边第二二极管(Ds2)的漏极；所述副边第一二极管(Dsi)的源极连于副边第二二极管(Ds2)的漏极和变压器(T)第一副边绕组(Nsi)的同名端，变压器⑴第一副边绕组(Nsi)的非同名端连于变压器⑴第二副边绕组(Ns2)的同名端、第二输出滤波电容(Ctj2)的一端和第二输出负载(Rtj2)的一端，变压器(T)第二副边绕组(Ns2)的非同名端连于副边第三二极管(Ds3)的源极和副边第四二极管(Ds4)的漏极，副边第四二极管(Ds4)的源极连于副边第二二极管(Ds2)的源极、第一输出滤波电容(Ctjl)的另一端、第二输出滤波电容(Ctj2)的另一端、第一输出负载(Rtjl)的另一端、第二输出负载(RJ的另一端和输入源(Uin)的负端。本专利技术技术方案与既有技术方案的本质区别在于，在不增加LLC变换器的变压器输出绕组和功率器件的情况下，通过从变压器副边桥式整流结构中拉出副边中心抽头构造出第二路输出。本专利技术采用输入输出准并联方式进一步提高变换器的效率。本专利技术可以明显降低原边LLC谐振电路中开关管电压应力、减少功率器件数量、提高变换器效率和功率山/又ο本专利技术具有如下有益效果:(I)变换器副边采用中心抽头桥式整流的方式，可以实现双路输出；(2)减少变换器副边功率器件数量、降低成本；(3)变换器副边功率半导体器件能够自然实现电压箝位，器件电压应力低；(4)具有效率高、功率密度高等优点；(5)输入输出准并联的方式降低了原边LLC谐振电路中开关管的电压应力；(6)输入输出准并联的方式让输入源直接向输出提供部分功率，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器，其特征在于：所述一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器由输入源(Uin)、原边输入滤波电容(C1)、原边LLC谐振电路(10)、变压器(T)、副边整流电路(20)、第一输出滤波电容(Co1)、第二输出滤波电容(Co2)、第一输出负载(Ro1)和第二输出负载(Ro2)构成，其中原边LLC谐振电路(10)由原边第一开关管(SP1)、原边第二开关管(SP2)、原边第三开关管(SP3)、原边第四开关管(SP4)、第一谐振电感(Lr)、第二谐振电感(Lm)和谐振电容(Cr)组成，变压器(T)包含一个原边绕组(NP)和两个副边绕组(NS1、NS2)，副边整流电路(20)由副边第一开关管(SS1)、副边第二开关管(SS2)、副边第三开关管(SS3)和副边第四开关管(SS4)组成；所述原边LLC谐振电路(10)的原边第一开关管(SP1)的漏极连于原边第三开关管(SP3)的漏极、原边输入滤波电容(C1)的一端和输入源(Uin)的正端，原边第一开关管(SP1)的源极连于原边第二开关管(SP2)的漏极和第一谐振电感(Lr)的一端，第一谐振电感(Lr)的另一端连于谐振电容(Cr)的一端，谐振电容(Cr)的另一端连于第二谐振电感(Lm)的一端和变压器(T)原边绕组(NP)的一端，第二谐振电感(Lm)的另一端连于变压器(T)原边绕组(NP)的另一端、原边第三开关管(SP3)的源极和原边第四开关管(SP4)的漏极，原边第四开关管(SP4)的源极连于原边第二开关管(SP2)的源极、原边输入滤波电容(C1)的另一端、第一输出滤波电容(Co1)的一端、第一输出负载(Ro1)的一端、副边第一开关管(SS1)的漏极和副边第二开关管(SS2)的漏极；所述副边第一开关管(SS1)的源极连于副边第二开关管(SS2)的漏极和变压器(T)第一副边绕组(NS1)的同名端，变压器(T)第一副边绕组(NS1)的非同名端连于变压器(T)第二副边绕组(NS2)的同名端、第二输出滤波电容(Co2)的一端和第二输出负载(Ro2)的一端，变压器(T)第二副边绕组(NS2)的非同名端连于副边第三开关管(SS3)的源极和副边第四开关管(SS4)的漏极，副边第四开关管(SS4)的源极连于副边第二开关管(SS2)的源极、第一输出滤波电容(Co1)的另一端、第二输出滤波电容(Co2)的另一端、第一输出负载(Ro1)的另一端、第二输出负载(Ro2)的另一端和输入源(Uin)的负端。...
【技术特征摘要】
1.一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器，其特征在于: 所述一种串并联混合式双输出LLC谐振变换器由输入源(Uin)、原边输入滤波电容(C1)、原边LLC谐振电路(10)、变压器(T)、副边整流电路(20)、第一输出滤波电容(CJi二输出滤波电容(Ctj2)、第一输出负载(Rtjl)和第二输出负载(R&)构成，其中原边LLC谐振电路(10)由原边第一开关管(Spi)、原边第二开关管(Sp2)、原边第三开关管(Sp3)、原边第四开关管(Sp4)、第一谐振电感(LJ、第二谐振电感(Lm)和谐振电容(Cr)组成，变压器⑴包含一个原边绕组(Np)和两个副边绕组(NS1、NS2)，副边整流电路(20)由副边第一开关管(Ssi)、副边第二开关管(Ss2)、副边第三开关管(Ss3)和副边第四开关管(Ss4)组成；所述原边LLC谐振电路(10)的原边第一开关管(Spi)的漏极连于原边第三开关管(Sp3)的漏极、原边输入滤波电容(C1)的一端和输入源(Uin)的正端，原边第一开关管(Spi)的源极连于原边第二开关管(Sp2)的漏极和第一谐振电感(LJ的一端，第一谐振电感(LJ的另一端连于谐振电容(Cr)的一端，谐振电容(Cr)的另一端连于第二谐振电感(Lm)的一端和变压器⑴原边绕组(Np)的一端，第二谐振电感(Lm)的另一端连于变压器⑴原边绕组(Np)的另一端、原边第三开关管(Sp3)的源极和原边第四开关管(Sp4)的漏极，原边第四开关管(Sp4)的源极连于原边第二开关管(Sp2)的源极、原边输入滤波电容(C1)的另一端、第一输出滤波电容(CJ的一端、第一输出负载(Rtjl)的一端、副边第一开关管(Ssi)的漏极和副边第二开关管(Ss2)的漏极；所述副边第一开关管(Ssi)的源极连于副边第二开关管(Ss2)的漏极和变压器(T)第一副边绕组(Nsi)的同名端，变压器⑴第一副边绕组(Nsi)的非同名端连于变压器⑴第二副边绕组(Ns2)的同名端、第二输出滤波电容(Ctj2)的一端和第二输出负载(Rtj2)的一端，变压器(T)第二副边绕组(Ns2)的非同名端连于副边第三开关管(Ss3)的源极和副边第四开关管(Ss4)的漏极，副边第四开关管(Ss4)的源极连于副边第二开关管(Ss2)的源极、第一输出滤波电容(Ctjl)的另一端、第二输出滤波电容(Ctj2)的另一端、第一输出负载(Rtjl)的另一端、第二输出负载(RJ的另一端和输入源(Uin)的负端。2...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴红飞，孙文进，夏天，陈立群，邢岩，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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