一种多变压器的LLC谐振电路制造技术

本申请提供了一种多变压器的LLC谐振电路，包括：两组变压器的隔离变压电路，两组变压器的原边绕组并联；两组变压器中的一组内，各个变压器的副边绕组同名端通过整流电路中相应的整流管连接滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组异名端连接滤波电路的正极；两组变压器中的另一组内，各个变压器的副边绕组异名端通过整流电路中相应的整流管连接滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组同名端连接滤波电路的正极，使得在需要输出大功率时，仅需要增加变压器、开关管以及整流管的数量，和调整谐振电路的参数，即可有效提升开关电源的输出功率，实现快速扩容，并且无需增加开关电源的高度，实现小型化、扁平化设计。

A LLC resonant circuit with multiple transformers

【技术实现步骤摘要】
一种多变压器的LLC谐振电路
本技术涉及集成电路领域，具体涉及一种多变压器的LLC谐振电路。
技术介绍
开关电源凭借其高效率、高可靠性、体积小等优点广泛应用于工业领域。随着开关电源技术的高速发展，高效率、高功率密度、大功率、小体积逐渐成为电源的主要发展方向。LLC谐振电路可以在全负载范围内实现原边开关管管的ZVS(ZeroVoltageSwitch，零电压开关)和副边整流管的ZCS(ZeroCurrentSwitch，零电流开关)，从而减小开关损耗，提高效率。但是，随着开关电源输出功率的增加，传统的LLC谐振电路很难满足高效率、高功率密度、大功率、小体积的要求。现有的大功率LLC谐振电路的方案主要是通过增大磁性器件的规格和增加功率器件的数量来实现，但是，这样会增大开关电源的高度，不能满足小型化的要求。具体的，随着开关电源输出功率的增大，电路中的开关管和整流管需要采用功率更大的器件或者采用并联方式使用，磁性器件如变压器和谐振电感需要调整参数，并更换更大体积的骨架进行绕制，还需要增加线径和减小铜损，进而导致了开关电源整体高度大幅增加。
技术实现思路
基于上述现有技术的不足，本技术提出了一种多变压器的LLC谐振电路，以解决现有的大功率LLC谐振电路增大磁性器件的规格、增加功率器件的数量和更改其连接方式后，导致的开关电源高度大幅增加的问题。为实现上述目的，本技术实施例提供如下技术方案：本申请公开了一种多变压器的LLC谐振电路，包括：直流源、逆变电路、谐振电路、隔离变压电路、整流电路、滤波电路以及控制电路；其中：所述直流源与所述逆变电路的直流侧相连；所述逆变电路的交流侧依次通过所述谐振电路、所述隔离变压电路、所述整流电路与所述滤波电路相连；所述控制电路分别与所述逆变电路和所述整流电路的控制端及检测端相连；所述隔离变压电路包括两组变压器，所述两组变压器的原边绕组并联；所述两组变压器中的一组内，各个变压器的副边绕组同名端通过所述整流电路中相应的整流管连接所述滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组异名端连接所述滤波电路的正极；所述两组变压器中的另一组内，各个变压器的副边绕组异名端通过所述整流电路中相应的整流管连接所述滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组同名端连接所述滤波电路的正极。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述谐振电路包括：谐振电感、谐振电容及多个励磁电感；其中：各个所述励磁电感分别由所述隔离变压电路中相应变压器的原边电感构成；所述谐振电感的一端与所述逆变电路的第一交流端相连；所述谐振电感的另一端分别与各个变压器的原边绕组同名端相连；所述谐振电容的一端与所述逆变电路的第二交流端相连；所述谐振电容的另一端分别与各个变压器的原边绕组异名端相连。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述逆变电路为全桥拓扑；所述全桥拓扑内两个桥臂的中点分别作为所述逆变电路的第一交流端和第二交流端；同一桥臂内两个开关管的驱动信号互补，且保持预设死区时间。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述逆变电路中对角设置的两个开关管的驱动信号为以下任意一种：固定占空比变频控制模式下的固定占空比变频率信号；固定频率变占空比控制模式下的固定频率变占空比信号；混合控制模式下处于不同工作阶段的固定占空比变频信号和固定频率变占空比信号。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，若所述LLC谐振电路工作于固定占空比变频控制模式时，所述逆变电路中各个开关管的驱动信号为：占空比固定，开关频率为跟随输入电压和输出负载而变化的信号；所述逆变电路中与所述谐振电感相连的上桥臂开关管和所述逆变电路中与所述谐振电容相连的下桥臂开关管驱动信号一致；所述逆变电路中与所述谐振电感相连的下桥臂开关管，所述逆变电路中与所述谐振电容相连的上桥臂开关管驱动信号一致；所述整流电路中不同组变压器相连的整流管的驱动信号互补，并随开关频率变化，且所述整流管的占空比与开关频率和谐振频率之间的比值满足对应预设关系。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，若所述LLC谐振电路工作于固定频率变占空比控制模式时，所述逆变电路中各个开关管以及所述整流电路中各个整流管的驱动信号均为：开关频率固定，占空比为跟随输入电压和输出负载而变化的信号；所述整流电路中不同组变压器相连的整流管的驱动信号互补；所述逆变电路中，与所述谐振电感相连的上桥臂开关管以及与所述谐振电容相连的下桥臂开关管，驱动信号之间存在移相角；所述逆变电路中，与所述谐振电感相连的下桥臂开关管以及与所述谐振电容相连的上桥臂开关管，驱动信号之间存在移相角。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述逆变电路为不对称半桥拓扑；所述不对称半桥拓扑内桥臂的中点作为所述逆变电路的第一交流端，所述不对称半桥拓扑内桥臂与所述直流源的负极相连的一端作为所述逆变电路的第二交流端；同一桥臂内两个开关管的驱动信号互补，且保持预设死区时间。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述LLC谐振电路工作于固定占空比变频控制模式时，所述逆变电路中各个开关管的驱动信号为：占空比固定，开关频率为跟随输入电压和输出负载而变化的信号；所述整流电路中不同组变压器相连的整流管的驱动信号互补，并随开关频率变化，且所述整流管的占空比与开关频率和谐振频率之间的比值满足对应预设关系。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述逆变电路为对称半桥拓扑；同一桥臂内两个开关管的驱动信号互补，且保持预设死区时间。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述谐振电路包括：谐振电感、第一谐振电容以及第二谐振电容及多个励磁电感；其中：各个所述励磁电感分别由所述隔离变压电路中相应变压器的原边电感构成；所述谐振电感的一端与所述对称半桥拓扑内桥臂的中点相连；所述谐振电感的另一端分别与各个变压器的原边绕组同名端相连；所述第一谐振电容的一端与所述直流源的正极相连；所述第一谐振电容的另一端和所述第二谐振电容的一端与各个变压器的原边绕组异名端相连；所述第二谐振电容的另一端与所述直流源的负极相连。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述LLC谐振电路工作于固定占空比变频控制模式时，所述逆变电路中各个开关管的驱动信号为：占空比固定，开关频率为跟随输入电压和输出负载而变化的信号；所述整流电路中不同组变压器相连的整流管的驱动信号互补，并随开关频率变化，且所述整流管的占空比与开关频率和谐振频率之间的比值满足对应预设关系。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述隔离变压电路的两组变压器中，一组变压器的变压器个数为N，另一组变压器的变压器个数为M；N和M均为大于1的正整数；全部变压器的参数结构均相同。可选地，在上述多变压器的LLC谐振电路中，所述滤波电路包括：至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，包括：直流源、逆变电路、谐振电路、隔离变压电路、整流电路、滤波电路以及控制电路；其中：/n所述直流源与所述逆变电路的直流侧相连；/n所述逆变电路的交流侧依次通过所述谐振电路、所述隔离变压电路、所述整流电路与所述滤波电路相连；/n所述控制电路分别与所述逆变电路和所述整流电路的控制端及检测端相连；/n所述隔离变压电路包括两组变压器，所述两组变压器的原边绕组并联；所述两组变压器中的一组内，各个变压器的副边绕组同名端通过所述整流电路中相应的整流管连接所述滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组异名端连接所述滤波电路的正极；所述两组变压器中的另一组内，各个变压器的副边绕组异名端通过所述整流电路中相应的整流管连接所述滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组同名端连接所述滤波电路的正极。/n

【技术特征摘要】
1.一种多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，包括：直流源、逆变电路、谐振电路、隔离变压电路、整流电路、滤波电路以及控制电路；其中：
所述直流源与所述逆变电路的直流侧相连；
所述逆变电路的交流侧依次通过所述谐振电路、所述隔离变压电路、所述整流电路与所述滤波电路相连；
所述控制电路分别与所述逆变电路和所述整流电路的控制端及检测端相连；
所述隔离变压电路包括两组变压器，所述两组变压器的原边绕组并联；所述两组变压器中的一组内，各个变压器的副边绕组同名端通过所述整流电路中相应的整流管连接所述滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组异名端连接所述滤波电路的正极；所述两组变压器中的另一组内，各个变压器的副边绕组异名端通过所述整流电路中相应的整流管连接所述滤波电路的负极和地，各个变压器的副边绕组同名端连接所述滤波电路的正极。


2.根据权利要求1所述的多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，所述谐振电路包括：谐振电感、谐振电容及多个励磁电感；其中：
各个所述励磁电感分别由所述隔离变压电路中相应变压器的原边绕组构成；
所述谐振电感的一端与所述逆变电路的第一交流端相连；
所述谐振电感的另一端分别与各个变压器的原边绕组同名端相连；
所述谐振电容的一端与所述逆变电路的第二交流端相连；
所述谐振电容的另一端分别与各个变压器的原边绕组异名端相连。


3.根据权利要求2所述的多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，所述逆变电路为全桥拓扑；所述全桥拓扑内两个桥臂的中点分别作为所述逆变电路的第一交流端和第二交流端；
同一桥臂内两个开关管的驱动信号互补，且保持预设死区时间。


4.根据权利要求3所述的多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，所述逆变电路中对角设置的两个开关管的驱动信号为以下任意一种：
固定占空比变频控制模式下的固定占空比变频信号；
固定频率变占空比控制模式下的固定频率变占空比信号；
混合控制模式下处于不同工作阶段的固定占空比变频信号和固定频率变占空比信号。


5.根据权利要求4所述的多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，所述LLC谐振电路工作于固定占空比变频控制模式时，所述逆变电路中各个开关管的驱动信号为：占空比固定，开关频率为跟随输入电压和输出负载而变化的信号；
所述逆变电路中与所述谐振电感相连的上桥臂开关管和所述逆变电路中与所述谐振电容相连的下桥臂开关管，驱动信号一致；
所述逆变电路中与所述谐振电感相连的下桥臂开关管和所述逆变电路中与所述谐振电容相连的上桥臂开关管，驱动信号一致；
所述整流电路中不同组变压器相连的整流管的驱动信号互补，并随开关频率变化，且所述整流管的占空比与开关频率和谐振频率之间的比值满足对应预设关系。


6.根据权利要求4所述的多变压器的LLC谐振电路，其特征在于，所述LLC谐振电路工作于固定频率变占空比控制模式时，所述逆变电路中各个开关管以及所述整流电路中各个整流管的驱动信号均为：开关频率固定、占空比为跟随输入电压和输出负载而变化的信号；
所述整流电路中不同组变压器相连的整流管的驱动信号互补；
所述逆变电路中，与所述谐振电感相连的上桥臂开关管以及与所述谐振电容相连的下桥臂开关管，驱动信号之间存在移相角；
所述逆变电路中，与所述谐振电感相连的下桥臂开关管以及与所述谐振电容相连的上桥臂开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：李随军，胡方，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34