一种磁集成交错并联LLC谐振变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种磁集成交错并联LLC谐振变换器。其特征在于包括：原边直流电源、输入滤波电容、原边逆变桥、输出滤波电容、输出负载；第一相全桥LLC谐振变换器包括第一原边逆变桥、第一谐振电容、谐振电感及变压器、第一副边整流桥，第二相全桥LLC谐振变换器包括第二原边逆变桥、第二谐振电容、谐振电感及变压器、第二副边整流桥；磁集成结构一在一个磁芯中集成了两相全桥LLC谐振变换器的谐振电感，磁集成结构二在一个磁芯中集成了两相全桥LLC谐振变换器的变压器及其励磁电感，整个变换器仅含两个磁元件，有效地减小了磁性元件的重量和体积，以方便实际设计与应用，提高了变换器的功率密度。率密度。率密度。

【技术实现步骤摘要】
一种磁集成交错并联LLC谐振变换器


[0001]本技术涉及电力电子磁集成技术，具体涉及一种磁集成交错并联LLC 谐振变换器。

技术介绍

[0002]近年来，体积小、重量轻、高效率、高功率密度的变换器成为人们不断追求的目标，由于LLC谐振变换器可在全负载范围内实现软开关的优良特性，其在生产、生活等各个领域的应用不断扩大，但随着发展对其容量也提出了新的挑战。将交错并联技术引入到LLC谐振变换器中能够增加变换器的容量，而且在一定输出功率范围内，能够有效减小各相通路中各元件的电压、电流应力，增大了器件选型的灵活度。然而随之带来了磁性元件增多，谐振电感与变压器的设计，变换器体积、重量增加等问题，磁性元件作为变换器中的核心部件，其体积和重量在整个变换器系统中占很高的比例，而且对运行可靠性和效率高低有重要的影响，因此磁性元件成为限制变换器功率密度提升的主要因素。通过引入磁集成技术能够有效地减小磁性元件的体积、重量，减小输出电流纹波，改善变换器动态性能，提高变换器的功率密度。
[0003]现有技术实际设计时，对于交错并联LLC谐振变换器的集成度并不高，只是实现了两相谐振电感之间的集成，其变压器多采用分立器件，不利于功率密度的提升。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的缺陷，本技术提供一种磁集成交错并联LLC谐振变换器，以实现全桥LLC谐振变换器的交错并联运行，以及交错并联后磁性元件的集成设计，进而可以提高输出功率、减小变换器体积、提高变换器的功率密度。
[0005]本技术提供一种磁集成交错并联LLC谐振变换器，包括：原边直流电源V
in
、输入滤波电容C
in
、第一原边逆变桥、第二原边逆变桥、谐振及电压变换、第一副边整流桥、第二副边整流桥、输出滤波电容C0、输出负载R0；所述第一原边逆变桥和第二原边逆变桥、谐振及电压变换连接，所述第二原边逆变桥、谐振及电压变换分别和第一原边逆变桥、第二原边逆变桥、第一副边整流桥、第二副边整流桥连接，所述第一副边整流桥、第二副边整流桥和输出滤波电容 C0、输出负载R0连接，所述第一原边逆变桥和第二原边逆变桥分别和原边直流电源V
in
、输入滤波电容C
in
连接；所述谐振及电压变由磁集成结构一、磁集成结构二组成，所述磁集成结构一在一个磁芯中集成了两相全桥LLC谐振变换器的谐振电感，磁集成结构二在一个磁芯中集成了两相全桥LLC谐振变换器的变压器及其励磁电感；
[0006]所述第一原边逆变桥包括开关器件Q1、开关器件Q2、开关器件Q3、开关器件Q4，开关器件Q1的源极同开关器件Q2的漏极相连接，开关器件Q3的源极同开关器件Q4的漏极相连接，开关器件Q1的漏极同开关器件Q3的漏极相连接，开关器件Q2的源极同开关器件Q4的源极相连接；所述第二原边逆变桥包括开关器件 Q5、开关器件Q6、开关器件Q7、开关器件Q8，开关器件Q5的源极同开关器件Q6的漏极相连接，开关器件Q7的源极同开关器件Q8的漏极相连接，开
关器件Q5的漏极同开关器件Q7的漏极相连接，开关器件Q6的源极同开关器件Q8的源极相连接；所述第一原边逆变桥中开关器件Q1的漏极、开关器件Q3的漏极同第二原边逆变桥中开关器件Q5的漏极、开关器件Q7的漏极相连接形成节点
①
，第一原边逆变桥中开关器件Q2的源极、开关器件Q4的源极同第二原边逆变桥中开关器件 Q6的源极、开关器件Q8的源极相连接形成节点
②
；所述谐振及电压变换包括第一谐振电容C
r1
、第二谐振电容C
r2
、磁集成结构一及磁集成结构二；所述第一副边整流桥包括整流二极管D
r1
、整流二极管D
r2
、整流二极管D
r3
、整流二极管D
r4
，整流二极管D
r1
的阳极同整流二极管D
r2
的阴极相连接，整流二极管D
r3
的阳极同整流二极管D
r4
的阴极相连接，整流二极管D
r1
的阴极同整流二极管D
r3
的阴极相连接，整流二极管D
r2
的阳极同整流二极管D
r4
的阳极相连接；所述第二副边整流桥包括整流二极管D
r5
、整流二极管D
r6
、整流二极管D
r7
、整流二极管D
r8
，整流二极管D
r5
的阳极同整流二极管D
r6
的阴极相连接，整流二极管D
r7
的阳极同整流二极管D
r8
的阴极相连接，整流二极管D
r5
的阴极同整流二极管D
r7
的阴极相连接，整流二极管D
r6
的阳极同整流二极管D
r8
的阳极相连接；所述第一副边整流桥中整流二极管D
r1
的阴极、整流二极管D
r3
的阴极同第二副边整流桥中整流二极管D
r5
的阴极、整流二极管D
r7
的阴极相连接形成节点
③
，第一副边整流桥中整流二极管D
r2
的阳极、整流二极管D
r4
的阳极同第二副边整流桥中整流二极管D
r6
的阳极、整流二极管D
r8
的阳极相连接形成节点
④
；所述输入滤波电容C
in
同节点
①
、节点
②
相连接；所述输出滤波电容C0同节点
③
、节点
④
相连接；所述原边直流电源 V
in
同输入滤波电容C
in
相连接；所述输出负载R0同输出滤波电容C0相连接；所述磁集成结构一端口A'同第一原边逆变桥端口A相连接，磁集成结构一端口C'连接磁集成结构二端口A，磁集成结构二端口B连接第一谐振电容C
r1
后同第一原边逆变桥端口B相连接，磁集成结构二端口C同第一副边整流桥端口C相连接，磁集成结构二端口D同第一副边整流桥端口D相连接，磁集成结构一端口B'同第二原边逆变桥端口E相连接，磁集成结构一端口D'连接磁集成结构二端口E，磁集成结构二端口F连接第二谐振电容C
r2
后同第二原边逆变桥端口F相连接，磁集成结构二端口G同第二副边整流桥端口G相连接，磁集成结构二端口H同第二副边整流桥端口H相连接。
[0007]可选地，所述第一相全桥LLC谐振变换器包括第一原边逆变桥、第一谐振电容、谐振电感及变压器、第一副边整流桥，第二相全桥LLC谐振变换器包括第二原边逆变桥、第二谐振电容、谐振电感及变压器、第二副边整流桥，两相全桥LLC谐振变换器采用输入端并联输出端并联的连接方式。
[0008]可选地，所述磁集成结构一包括UIU磁芯、第一谐振电感绕组L本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁集成交错并联LLC谐振变换器，其特征在于，包括：原边直流电源V
in
、输入滤波电容C
in
、第一原边逆变桥、第二原边逆变桥、谐振及电压变换、第一副边整流桥、第二副边整流桥、输出滤波电容C0、输出负载R0；所述第一原边逆变桥和第二原边逆变桥、谐振及电压变换连接，所述第二原边逆变桥、谐振及电压变换分别和第一原边逆变桥、第二原边逆变桥、第一副边整流桥、第二副边整流桥连接，所述第一副边整流桥、第二副边整流桥和输出滤波电容C0、输出负载R0连接，所述第一原边逆变桥和第二原边逆变桥分别和原边直流电源V
in
、输入滤波电容C
in
连接；所述谐振及电压变由磁集成结构一、磁集成结构二组成，所述磁集成结构一在一个磁芯中集成了两相全桥LLC谐振变换器的谐振电感，磁集成结构二在一个磁芯中集成了两相全桥LLC谐振变换器的变压器及其励磁电感；所述第一原边逆变桥由开关器件Q1、开关器件Q2、开关器件Q3、开关器件Q4组成，所述开关器件Q1的源极同开关器件Q2的漏极相连接，所述开关器件Q3的源极同开关器件Q4的漏极相连接，所述开关器件Q1的漏极同开关器件Q3的漏极相连接，所述开关器件Q2的源极同开关器件Q4的源极相连接；所述第二原边逆变桥由开关器件Q5、开关器件Q6、开关器件Q7、开关器件Q8组成，所述开关器件Q5的源极同开关器件Q6的漏极相连接，所述开关器件Q7的源极同开关器件Q8的漏极相连接，所述开关器件Q5的漏极同开关器件Q7的漏极相连接，所述开关器件Q6的源极同开关器件Q8的源极相连接；所述第一原边逆变桥中开关器件Q1的漏极、开关器件Q3的漏极同第二原边逆变桥中开关器件Q5的漏极、开关器件Q7的漏极相连接形成节点
①
，所述第一原边逆变桥中开关器件Q2的源极、开关器件Q4的源极同第二原边逆变桥中开关器件Q6的源极、开关器件Q8的源极相连接形成节点
②
；所述谐振及电压变换由第一谐振电容C
r1
、第二谐振电容C
r2
、磁集成结构一及磁集成结构二组成；所述第一副边整流桥由整流二极管D
r1
、整流二极管D
r2
、整流二极管D
r3
、整流二极管D
r4
组成，所述整流二极管D
r1
的阳极同整流二极管D
r2
的阴极相连接，所述整流二极管D
r3
的阳极同整流二极管D
r4
的阴极相连接，所述整流二极管D
r1
的阴极同整流二极管D
r3
的阴极相连接，所述整流二极管D
r2
的阳极同整流二极管D
r4
的阳极相连接；第二副边整流桥由整流二极管D
r5
、整流二极管D
r6
、整流二极管D
r7
、整流二极管D
r8
组成，所述整流二极管D
r5
的阳极同整流二极管D
r6
的阴极相连接，所述整流二极管D
r7
的阳极同整流二极管D
r8
的阴极相连接，所述整流二极管D
r5
的阴极同整流二极管D
r7
的阴极相连接，所述整流二极管D
r6
的阳极同整流二极管D
r8
的阳极相连接；所述第一副边整流桥中整流二极管D
r1
的阴极、整流二极管D
r3
的阴极同第二副边整流桥中整流二极管D
r5
的阴极、整流二极管D
r7
的阴极相连形成节点
③
，所述第一副边整流桥中整流二极管D
r2
的阳极、整流二极管D
r4
的阳极同第二副边整流桥中整流二极管D
r6
的阳极、整流二极管D
r8
的阳极相连形成节点
④
；所述输入滤波电容C
in
同节点
①
、节点
②
相连接；所述输出滤波电容C0同节点
③
、节点
④
相连接；所述原边直流电源V
in
同输入滤波电容C
in
相连接；所述输出负载R0同输出滤波电容C0相连接；所述磁集成结构一端口A'同第一原边逆变桥端口A相连接，所述磁集成结构一端口C'
连...

【专利技术属性】
技术研发人员：高圣伟，赵子祎，牛萍娟，刘赫，董晨名，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：新型
国别省市：