谐振变换器系统技术方案

本发明专利技术提供了一种谐振变换器系统。上述谐振变换器系统包括布置在LLC谐振变换器内的变压器的次级侧。上述变压器的次级侧以单个线圈进行配置。此外，LLC谐振变换器的次级侧的整流器包括单个二极管。

Resonant converter system

The present invention provides a resonant converter system. The resonant converter system includes a secondary side of the transformer arranged in the LLC resonant converter. The secondary side of the transformer is configured with a single coil. In addition, the rectifier of the secondary side of the LLC resonant converter includes a single diode.

【技术实现步骤摘要】
谐振变换器系统
本专利技术涉及一种谐振变换器系统，其通过改善双电感器和单电容谐振变换器系统(LLC谐振变换器系统)来减少输出电流纹波，并且减少由于变压器的次级侧的电感偏差而产生的电流偏差。
技术介绍
近来对于插电式混合动力电动车辆(PHEV)和电动车辆(EV)的需求已经增加。通常情况下，PHEV或者EV需要给高压电池充电的充电器。例如，快速充电器使用外部电源供应器和车载充电器来使用普通市用交流电(AC)电源执行充电功能。一般地，PHEV包括发动机，并且因此，作为布置在车辆内的所需设备，例如，发动机、电动机、功率变换器，这些装置的数量将增加。因此，车辆的内部空间妨碍了对于可选的用途的使用。相较于传统车辆，PHEV更加昂贵并且因此，将增加降低成本的措施，包括减少电池充电器尺寸、减少材料成本等。在某些车辆中，车载充电器包括执行高频开关操作的功率变换器。例如，由于高频开关操作将导致产生EMI问题。由于车载充电器直接连接至系统电源，因此EMI过滤器将最小化在车载充电器内部产生的、引入至交流(AC)系统电源中的噪声。车载充电器包括将AC电转换成直流(DC)电的PFC变换器。因此，功率因素得以提高，并且车载充电器包括DC/DC变换器，其调整输出电压来执行响应于电池电压的充电。已经进行各种用于控制转换电压等级来执行响应于电池电压等级的充电的DC/DC变换器的研究，并且提出了一种可在宽输入电压范围内获得稳定输出的DC/DC变换器。如图1所示，现有的LLC谐振变换器包括普通的变换器初级侧，该初级侧形成具有配置成包括两个开关电路、电感器和电容器的初级侧12。初级侧连接至变压器14，并且通过变压器将初级侧电压转换成所需要的形式，并且随后将其传输至次级侧。进一步地，变压器连接至整流器16。具体地，整流器包括各种实施例，例如，全桥形式和半桥形式。如图所示，图1示出的整流器为半桥形式。此外，电容器18连接至输出端以补偿在次级侧产生的输出电流的纹波。与其他脉冲宽度调制(PWM)变换器不同的是，LLC谐振变换器10可执行变压器的初级侧的主开关的零电流开关(ZVS)关断操作。例如，LLC谐振变换器10可在无需用于软开关操作的额外的辅助电路的情况下使用谐振电流。此外，LLC谐振变换器10提供提高的转换效率。具体地，通过谐振近似正弦波的电流来驱动电路。此外，相较于现有LLC谐振变换器10，电路的噪声引入将减少。然而，现有的LLC谐振变换器10具有如下缺陷，其中，由于输出电感器的移除，输出电流的纹波和输出电容器的电容将增加。换句话说，由于两个次级侧阻抗之间的偏差导致电流集中在一侧，并且因此，在低负载上的效率降低。作为现有技术描述的内容仅提供来帮助本专利技术的背景的理解，并且不应当被认为是对应于本领域的技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术提供了一种谐振变换器系统，其能够减少车载充电器的尺寸、减少材料成本，并且减少输出电流纹波。根据本专利技术的实施例，一种具有布置在LLC谐振变换器中的变压器的次级侧的谐振变换器系统可以单个线圈进行配置，LLC谐振变换器的次级侧的整流器可以单个二极管进行配置。上述谐振变换器系统还可包括：电感器，其具有连接至变换器的次级侧的整流器的第一侧，以及连接至变换器的输出端的第二侧。可设置有电容器，其具有连接至变压器的次级侧的第一侧，以及连接至变换器的次级侧的整流器的第二侧。上述电感器和上述电容器可设置在变压器的次级侧。在某些示例性实施例中，整流器的二极管的阴极可连接至电容器的第二侧，并且其阳极可连接至变压器的次级侧。上述谐振变换器系统可进一步地包括：输出电容器，其与变换器的输出端并联连接。附图说明从下文结合附图进行的详细描述中，本专利技术的上述及其他目标、特征和其他优势将更加清晰易懂。图1是根据现有技术的示例性实施例的LLC谐振变换器系统的示例性配置图；图2是根据本专利技术的示例性实施例的LLC谐振变换器系统的示例性配置图；图3是根据本专利技术的示例性实施例的LLC谐振变换器的示例性电压和电流曲线图；以及图4是根据本专利技术的示例性实施例的示例性AC等效电路图。具体实施方式在下文中，将参考附图描述本专利技术的示例性实施例，在结合示例性实施例描述本专利技术时，应当理解的是，本文说明并不意图于将本专利技术限制于这些示例性实施例。正相反，本专利技术旨在不仅覆盖示例性实施例，而是包括可被包含在如所附权利要求所界定的精神和范围内的各种变化、修改、等效和其他实施例。应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公交车、卡车、各式商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。本文所使用的专有名词仅是为了说明特定实施例的目的，而非意在限制本专利技术。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在也包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何或全部组合。例如，为了使本专利技术的描述清晰，将不示出不相关的部分，并且，为了清晰将夸大层和区域的厚度。进一步地，当陈述某一层位于另一层或基质“上”时，该层可直接位于另一层或基板上，或者在该层和另一层或基板之间布置有第三层。如图2所示，在根据本专利技术的示例性实施例的谐振变换器系统20中，布置在LLC谐振变换器内的变压器24的次级侧可包括单个线圈，并且变换器的次级侧的整流器可包括单个二极管25。然而，在某些示例性实施例中，变换器20的初级侧22将保持与现有LLC谐振变换器10相同的形式。通过图1和图2进行对比所示，与现有的LLC谐振变换器10不同的是，根据示例性实施例，变压器的次级侧可以单个线圈进行配置。因此，整流器将不需要图1示出的使用两个二极管的半桥电路，并且因此，根据示例性实施例，整流器可包括单个二极管25。如上所述，与其次级侧不包括电感器的现有LLC谐振变换器10不同的是，根据示例性实施例，LLC谐振变换器20可包括电感器27，电感器27具有连接至变换器20的次级侧的整流器的第一侧，以及连接至变换器的输出端的第二侧，并且LLC谐振变换器20可包括电容器26，该电容器26具有连接至变压器24的次级侧的第一侧，以及连接至变换器20的次级侧的整流器25的第二侧，以允许更平滑地减少输出电流的纹波。如图2所示，对应于次级侧整流器的单个二极管25可包括连接至电容器26的第二侧的阴极，以及连接至变压器24的次级侧的阳极。具体地，可提高次级侧整流二极管的零电流开关(ZCS)控制的准确性。进一步地，与现有LLC谐振变换器类似，根据示例性实施例的LLC谐振变换器可包括并联连接至变换器的输出端的输出电容器28，来补偿在输出电流中产生的纹波。然而，根据示例性实施例的输出电容器28可具有小于现有LLC谐振变换器10的输出电容器18的容量。谐振变换器10可进一步地包括电感器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种谐振变换器系统，包括：布置在LLC谐振变换器中的、具有单个线圈的变压器的次级侧；以及具有单个二极管的所述LLC谐振变换器的次级侧的整流器。

【技术特征摘要】
2015.12.10 KR 10-2015-01763831.一种谐振变换器系统，包括：布置在LLC谐振变换器中的、具有单个线圈的变压器的次级侧；以及具有单个二极管的所述LLC谐振变换器的次级侧的整流器。2.根据权利要求1所述的谐振变换器系统，还包括：电感器，具有连接至所述变换器的次级侧的整流器的第一侧，以及连接至所述变换器的输出端的第二侧。3.根据权利要求2所述的谐振变换器系统，还包括：电容器，其具有连接至所述变压器的次级侧的第一侧，以及连接至所述变换器的次级侧的整流器的第二侧。4.根据权利要求3所述的谐振变换器系统，其中所述电感器和所述电容器布置在所述变压器的次级侧。5.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁时熏，李宇宁，金荣珍，梁珍荣，杨真明，崔奎英，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR