多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置及实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术针对现有技术的不足，提出一种新型的多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置及实现方法。通过在某一相LLC谐振变换器的谐振腔中串入其他路模块的变压器辅助绕组构造出虚拟受控电压源，结合移相控制，可以实现精确的多相均流，减小输出电流纹波，提高系统整体效率。本发明专利技术的多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置包括由N个LLC谐振变换器模块构成的多相交错并联LLC谐振变换器及一个控制器。所述控制器包含电压环或电流环，以及均流环。通过变压器辅助绕组构造的虚拟受控电压源理论上不会给电路带来损耗，因此可以实现高效率。

【技术实现步骤摘要】
多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置及实现方法
本专利技术属于电力电子
中的开关电源技术，涉及一种多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置及实现方法。
技术介绍
近年来，随着对电力电子变换器高效率、高功率密度地不断追求。LLC谐振变换器以其结构简单、损耗小、功率密度高等优点，被广泛应用于各种直流-直流电能变换领域。而在中大功率应用领域，受制于单路变换器有限的功率传输能力，通常采用基于模块化设计的多相变换器实现串并联组合。各功率单元结构相同，能够实现模块化设计，有利于设备标准化以及成本控制，从而满足输入输出高电压和大电流的应用需求。LLC谐振变换器由于其自身特点，二次侧电流波动较大，因此在输出端需要大量昂贵的低ESR电容并联以减少输出电压纹波和电容的电流应力，不仅增大了系统的体积，而且对系统的效率有一定的影响，极大地阻碍了LLC谐振变换器在大功率尤其是大电流场合的应用。为解决这一问题，交错并联技术得到应用，即多台LLC谐振变换器并联工作，保证每一台变换器主开关管的工作频率是相等的，主开关管之间的相位相差一定的交错角，可以有效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，其特征在于，包括：/n由N个LLC谐振变换器模块构成的多相交错并联LLC谐振变换器及一个控制器；/n所述多相交错并联LLC谐振变换器中包含N个或N-1个虚拟受控电压源，分别串接在N相或N-1相LLC谐振变换器模块的谐振腔中；/n所述控制器包含电压环或电流环，以及均流环。/n

【技术特征摘要】
1.多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，其特征在于，包括：
由N个LLC谐振变换器模块构成的多相交错并联LLC谐振变换器及一个控制器；
所述多相交错并联LLC谐振变换器中包含N个或N-1个虚拟受控电压源，分别串接在N相或N-1相LLC谐振变换器模块的谐振腔中；
所述控制器包含电压环或电流环，以及均流环。


2.根据权利要求1所述的多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，其特征在于，所述的虚拟受控电压源由某一相LLC谐振变换器的变压器辅助绕组或若干相LLC谐振变换器的变压器辅助绕组串接构成；
所述的控制器检测多相交错并联LLC谐振变换器的输出电压或总输出电流的反馈信号，通过其内部的电压环或电流环调节所有相并联LLC谐振变换器的开关频率同步变化来调节输出电压或者总输出电流；
所述控制器检测单相LLC谐振变换器的输出电流与1/N总输出电流值之间的偏差，或每两相LLC谐振变换器之间的输出电流偏差，通过均流环调节多相并联LLC谐振变换器之间的相位差，实现所有LLC谐振变换器输出电流均流。


3.根据权利要求1所述的多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，其特征在于，所述多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置为两相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，包括：
A相LLC谐振变换器：所述A相LLC谐振变换器包括开关管Q11和开关管Q12构成的开关桥臂、谐振电容Cr1、谐振电感Lr1、变压器T1、整流管Q13、整流管Q14和输出电容Co1；
B相LLC谐振变换器：所述B相LLC谐振变换器包括开关管Q21和开关管Q22构成的开关桥臂、谐振电容Cr2、谐振电感Lr2、变压器T2、变压器T1的辅助绕组Waux1构成的虚拟受控电压源Vaux1、整流管Q23、整流管Q24和输出电容Co2；
及控制器101；
其中：开关管Q11的漏极接输入电压源VDC的正端，其源极接开关管Q12的漏极及谐振电容Cr1的一端，开关管Q12的源极接原边地，谐振电容Cr1的另一端接谐振电感Lr1的一端，谐振电感Lr1的另一端接变压器T1的原边绕组的同名端，变压器T1的原边绕组的异名端接原边地，变压器T1的第一副边绕组的同名端接整流管Q13的源极，整流管Q13的漏极接输出电容Co1的正端，变压器T1的第二副边绕组的同名端接变压器T1的第一副边绕组的异名端及输出电容Co1的负端，变压器T1的第二副边绕组的异名端接整流管Q14的源极，整流管Q14的漏极接输出电容Co1的正端；
开关管Q21的漏极接输入电压源VDC的正端，其源极接开关管Q22的漏极和变压器T1的辅助绕组的异名端，开关管Q22的源极接原边地，变压器T1的辅助绕组的同名端接变压器T2的原边绕组的同名端，变压器T2的原边绕组的异名端接谐振电感Lr2的一端，谐振电感Lr2的另一端接谐振电容Cr2的一端，谐振电容Cr2的另一端接原边地，变压器T2的第一副边绕组的同名端接整流管Q23的源极，整流管Q23的漏极接输出电容Co2的正端，变压器T2的第二副边绕组的同名端接变压器T2的第一副边绕组的异名端及输出电容Co2的负端，变压器T2的第二副边绕组的异名端接整流管Q24的源极，整流管Q24的漏极接输出电容Co2的正端；
输出电容Co1的输出端与输出电容Co2的输出端并联；
控制器101接收所述交错并联谐振器的输出电压的反馈信号Vo_FB或总输出电流的反馈信号Io_FB、A相LLC谐振变换器的输出电流反馈信号Io1_FB和B相LLC谐振变换器的输出电流反馈信号Io2_FB，输出开关管Q11～Q22的驱动信号VG11～VG22；
其中，VG11和VG12为留有一定死区时间、占空比接近50％、两两互补的方波脉冲信号，VG21和VG22为留有一定死区时间、占空比接近50％、两两互补的方波脉冲信号；
控制器101根据接收输出电压的反馈信号Vo_FB或总输出电流的反馈信号Io_FB，通过内部电压环或电流环调节A相和B相并联LLC谐振变换器的开关频率同步变化来调节输出电压或者总输出电流；进一步，所述控制器101根据A相LLC谐振变换器的输出电流反馈信号Io1_FB和B相LLC谐振变换器的输出电流反馈信号Io2_FB之间的偏差，通过均流环调节B相LLC谐振变换器和A相LLC谐振变换器的驱动信号相位差，实现两相LLC谐振变换器输出电流均流。


4.根据权利要求1所述的多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，其特征在于，所述多相均流的交错并联LLC谐振变换器装置为两相均流的交错并联LLC谐振变换器装置，包括：
A相LLC谐振变换器：所述A相LLC谐振变换器包括开关管Q11和开关管Q12构成的开关桥臂、谐振电容Cr1、谐振电感Lr1，变压器T1、变压器T2的辅助绕组Waux2、整流管Q13、整流管Q14和输出电容Co1；
B相LLC谐振变换器：所述B相LLC谐振变换器包括开关管Q21和开关管Q22构成的开关桥臂、谐振电容Cr2、谐振电感Lr2，变压器T2、变压器T1的辅助绕组Waux1、整流管Q23、整流管Q24和输出电容Co2；
及控制器101；
其中：开关管Q11的漏极接输入电压源VDC的正端，其源极接开关管Q12的漏极及变压器T2的辅助绕组Waux2的异名端，开关管Q12的源极接原边地，变压器T2的辅助绕组Waux2的同名端接变压器T1原边绕组的同名端，变压器T1原边绕组的异名端接谐振电感Lr1的一端，谐振电感Lr1的另一端接谐振电容Cr1的一端，谐振电容Cr1的另一端接原边地，变压器T1的第一副边绕组的同名端接整流管Q13的源极，整流管Q13的漏极接输出电容Co1的正端，变压器T1的第二副边绕组的同名端接变压器T1的第一副边绕组的异名端及输出电容Co1的负端，变压器T1的第二副边绕组的异名端接整流管Q14的源极，整流管Q14的漏极接输出电容Co1的正端；
开关管Q21的漏极接输入电压源VDC的正端，其源极接开关管Q22的漏极和变压器T1的辅助绕组的同名端，开关管Q22的源极接原边地，变压器T1的辅助绕组的异名端接变压器T2的原边绕组的同名端，变压器T2的原边绕组的异名端接谐振电感Lr2的一端，谐振电感Lr2的另一端接谐振电容Cr2的一端，谐振电容Cr2的另一端接原边地，变压器T2的第一副边绕组的同名端接整流管Q23的源极，整流管Q23的漏极接输出电容Co2的正端，变压器T2的第二副边绕组的同名端接变压器T2的第一副边绕组的异名端及输出电容Co2的负端，变压器T2的第二副边绕组的异名端接整流管Q24的源极，整流管Q24的漏极接输出电容Co2的正端；
输出电容Co1的输出端与输出电容Co2的输出端并联；
控制器101接收所述交错并联谐振器的输出电压的反馈信号Vo_FB或总输出电流的反馈信号Io_FB、A相LLC谐振变换器的输出电流反馈信号Io1_FB和B相LLC谐振变换器的输出电流反馈信号Io2_FB，输出开关管Q11～Q22的驱动信号VG11～VG22；
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【专利技术属性】
技术研发人员：谢小高，董汉菁，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33