两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器制造技术

本发明专利技术公开了两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器，包括主功率电路和控制电路，其中控制电路包括输入电压采样电路、输出电压隔离采样电路、母线电压采样电路、输入电流采样电路、辅助电源电路、隔离驱动电路和单片机。因为变换器后面集成LLC谐振腔，所以后桥臂的占空比固定为位为0.5，通过控制前桥臂占空比来稳定输出电压，通过采样这些信号生成前桥臂和后桥臂的移相角信号，实现电感电流波形的调制，从而实现所有开关管的软开关，同时采样两相输入电流，通过电流内环实现两相电流的均流。本发明专利技术可以在宽输入电压、输出电压和功率范围内实现所有开关管的软开关，使峰值效率达到96％，同时有助于开关频率的提升。同时有助于开关频率的提升。同时有助于开关频率的提升。

【技术实现步骤摘要】
两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器


[0001]本专利技术涉及电能变换装置的直流
‑
直流变换器技术，特别是一种两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器。

技术介绍

[0002]近年来，随着新能源汽车、光伏、储能、绿色数据中心、下一代站点、超算等产业的兴起，强力驱动着系统供电方案朝着宽输入、宽输出、超高密、超高效的方向不断突破创新。LLC谐振变换器全桥LLC谐振变换器能够在全负载范围内实现开关管的ZVS，且当开关频率小于谐振频率时，可以实现副边同步整流管的零电流开关。目前LLC谐振变换器普遍采用变频控制，通过控制变换器的开关频率实现电压增益的调节。但是当增益变化范围较宽时，开关频率变化范围较宽，给磁性元件的设计带来困难，甚至不能满足调压要求。论文《Optimal Design of Planar Magnetic Components for a Two
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Stage GaN
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Based DC
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DC Converter》和《Interleaved本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器，包括主功率电路(1)、控制电路(2)和辅助电源电路(3)，其中控制电路(2)包括单片机模块(4)，输入电压、两相输入电流、两相负电流和母线电压采样电路(5)，输出电压隔离采样电路(6)，以及隔离驱动电路(7)；所述主功率电路(1)分别与辅助电源电路(3)、输入电压、两相输入电流、两相负电流和母线电压采样电路(5)、输出电压隔离采样电路(6)以及隔离驱动电路(7)连接，单片机模块(4)分别与辅助电源电路(3)、输入电压、两相输入电流、两相负电流和母线电压采样电路(5)、输出电压隔离采样电路(6)，以及隔离驱动电路(7)连接，辅助电源电路(3)分别与功率电路(1)、单片机模块(4)、输入电压、两相输入电流、两相负电流和母线电压采样电路(5)、输出电压隔离采样电路(6)、以及隔离驱动电路(7)连接；单片机模块(4)采集输入电压、两相输入电流、两相电感负电流、母线电压和输出电压，并进行处理后输出前桥臂和后桥臂的移相角信号，固定后桥臂占空比为0.5，通过控制前桥臂占空比即可达到稳压的目的，结合移相角信号再通过ePWM模块输出前后桥臂的占空比即可以控制两相电感电流的形状，进而可以实现所有开关管的软开关，最后通过采样两相输入电流并通过电流内环实现两相的均流。2.根据权利要求1两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器，其特征在于：所述的主功率电路(1)包括输入电压源V
in
、第一主电感L
b_1
、第二主电感L
b_2
，开关管Q
1～8
，母线电容C
bus
，谐振电容C
r
，谐振电感L
r
，变压器T
r
，同步整流管Q
SR1～2
，输出电容C
o
和负载R
L
；其中开关管Q1、Q2、Q3、Q4、第一主电感L
b_1
和母线电容C
bus
构成A相四开关Buck
‑
Boost；开关管Q5、Q6、Q7、Q8、第二主电感L
b_2
和母线电容C
bus
构成B相四开关Buck
‑
Boost；其后接谐振电容C
r
，谐振电感L
r
和变压器T
r
，它们共同构成谐振腔，A相和B相四开关Buck
‑
Boost的后桥臂、谐振腔、同步整流管Q
SR1～2
以及输出电容C
o
构成全桥LLC谐振变换器，也即两相四开关Buck
‑
Boost的后桥臂和全桥LLC的开关管是共用的，这有利于减小后桥臂四个开关管的导通损耗。3.根据权利要求1两相交错四开关升降压集成LLC的DCDC隔离变换器，其特征在于：所述的输入电压、两相输入电流、两相负电流和母线电压采样电路(5)需要分别采样输入电压、两相输入电流、两相负电流和母线电压；对于输入电压采样采用同相运算放大器，其输入直接和输入电压源V
in
的正端连接；对于输入电流采样在输入电流采样点有很高的共模电压，采用电流霍尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚凯，任璐军，邵蕃光，甘彬，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：