一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器制造技术

本发明专利技术涉及一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器，包括直流输入电源，直流输入电源与全桥逆变模块相连，全桥逆变模块的输出端与高频变压器T的原边线圈的两端A、B相连，全桥整流模块的输入端与高频变压器T的副边线圈的两端C、D相连，滤波模块的输入端与全桥整流模块的输出端相连，负载R

【技术实现步骤摘要】
一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器


[0001]本专利技术涉及谐振变换器
，尤其是一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器。

技术介绍

[0002]DC
‑
DC变换器广泛应用于新能源发电、建筑储能、直流配电和电动汽车等领域，是电力电子领域的研究重点。其中，能够实现宽增益和宽软开关范围、高效率传输和高功率密度特性的谐振变换器更是该领域的热点研究方向。串联谐振变换器(SRC)和并联谐振变换器(PRC)是最早提出并得到应用的谐振变换器。SRC的环流损耗小，开关频率范围较宽，但空载无法调压；PRC轻载环流较大，开关频率范围较窄，空载能够调压。LCC谐振变换器具有SRC与PRC两者的优点，轻载环流损耗小，空载可调压，因而备受研究人员的广泛关注。
[0003]LCC谐振变换器在变压器与桥臂间增加了电感
‑
电容
‑
电容器件，使电路中的储能元件处于谐振状态，能够实现开关管的零电压开通(ZVS)，减少开关损耗。其中，LCC谐振变换器在变频控制时，可以在宽输入电压和宽负载范围内实现开关管的ZVS开通，但存在开关频率变化范围大的问题。而LCC谐振变换器在移相控制时，通过调整原边开关管导通角实现变换器控制，开关频率固定，避免了开关频率变化范围大的问题。但随着变换器输入电压升高或负载减轻，移相控制LCC谐振变换器原边开关管ZVS易丢失，且随着负载加重，变换器的谐振电流峰值也越大。此外，移相控制LCC谐振变换器的谐振电容电压应力也较大。
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技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种在移相控制下，能够提高变换器的ZVS性能，降低重载时谐振电流应力，降低谐振电容电压应力的降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器，包括直流输入电源、全桥逆变模块、谐振槽模块、全桥整流模块、滤波模块和负载R
o
，谐振槽模块包括高频变压器T；所述直流输入电源与全桥逆变模块相连，全桥逆变模块的输出端与高频变压器T的原边线圈的两端A、B相连，全桥整流模块的输入端与高频变压器T的副边线圈的两端C、D相连，滤波模块的输入端与全桥整流模块的输出端相连，负载R
o
与滤波模块的输出端相连，直流输入电源两端的电压为直流输入电压V
in
，负载R
o
两端的电压为直流输出电压V
o
。
[0006]所述全桥逆变模块包括超前桥臂模块和滞后桥臂模块，所述超前桥臂模块包括第一开关模块与第二开关模块，所述滞后桥臂模块包括第三开关模块与第四开关模块；所述第一开关模块包括开关管S1、体二极管D
S1
和寄生电容C
S1
，体二极管D
S1
的阴极与开关管S1的漏极相连，体二极管D
S1
的阳极与开关管S1的源极相连，寄生电容C
S1
并联在体二极管D
S1
的两端上；所述第二开关模块包括开关管S2、体二极管D
S2
和寄生电容C
S2
，体二极管D
S2
的阴极与开关管S2的漏极相连，体二极管D
S2
的阳极与开关管S2的源极相连，寄生电容C
S2
并联在体二
极管D
S2
的两端上；所述第三开关模块包括开关管S3、体二极管D
S3
和寄生电容C
S3
，体二极管D
S3
的阴极与开关管S3的漏极相连，体二极管D
S3
的阳极与开关管S3的源极相连，寄生电容C
S3
并联在体二极管D
S3
的两端上；所述第四开关模块包括开关管S4、体二极管D
S4
和寄生电容C
S4
，体二极管D
S4
的阴极与开关管S4的漏极相连，体二极管D
S4
的阳极与开关管S4的源极相连，寄生电容C
S4
并联在体二极管D
S4
的两端上；所述高频变压器T的原边线圈的A端连接在第一开关模块与第二开关模块之间；所述高频变压器T的原边线圈的B端连接在第三开关模块与第四开关模块之间。
[0007]所述谐振槽模块包括辅助电感L
a
和LCC谐振网络，所述LCC谐振网络由谐振电感L
r
、串联谐振电容C
s
和并联谐振电容C
p
组成，谐振电感L
r
、串联谐振电容C
s
和并联谐振电容C
p
构成电感
‑
电感
‑
电容
‑
电容拓扑结构；所述谐振电感L
r
与高频变压器T的原边线圈串联连接，所述辅助电感L
a
与高频变压器T的原边线圈并联连接，所述串联谐振电容C
s
与高频变压器T的副边线圈串联连接，所述并联谐振电容C
p
与高频变压器T的副边线圈并联连接。
[0008]所述全桥整流模块包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3和整流二极管D4；所述高频变压器T的副边线圈的C端连接在整流二极管D1与整流二极管D2之间；所述高频变压器T的副边线圈的D端连接在整流二极管D3与整流二极管D4之间。
[0009]所述滤波模块包括滤波电感L
f
和滤波电容C
f
，所述滤波电感L
f
和滤波电容C
f
串联后再并联在全桥整流模块的两端。
[0010]由上述技术方案可知，本专利技术的有益效果为：第一，本专利技术在移相控制策略下，可以实现宽输入电压和宽负载范围内原边开关管的ZVS开通；第二，本专利技术在移相控制策略下，能降低重载时谐振电流应力，同时能降低谐振电容电压应力；第三，本专利技术拓扑结构简单，设计调节灵活，具有较强的实用性。
附图说明
[0011]图1为本专利技术的拓扑结构示意图；
[0012]图2为本专利技术的控制电路示意图；
[0013]图3为本专利技术的稳态波形示意图；
[0014]图4为本专利技术第1阶段的工作示意图；
[0015]图5为本专利技术第2阶段的工作示意图；
[0016]图6为本专利技术第3阶段的工作示意图；
[0017]图7为本专利技术第4阶段的工作示意图；
[0018]图8为本专利技术第5阶段的工作示意图。
具体实施方式
[0019]如图1所示，一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器，包括直流输入电源1、全桥逆变模块2、谐振槽模块3、全桥整流模块4、滤波模块5和负载R
o
，谐振槽模块3包括高频变压器T；所述直流输入电源1与全桥逆变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器，其特征在于：包括直流输入电源(1)、全桥逆变模块(2)、谐振槽模块(3)、全桥整流模块(4)、滤波模块(5)和负载R
o
，谐振槽模块(3)包括高频变压器T；所述直流输入电源(1)与全桥逆变模块(2)相连，全桥逆变模块(2)的输出端与高频变压器T的原边线圈的两端A、B相连，全桥整流模块(4)的输入端与高频变压器T的副边线圈的两端C、D相连，滤波模块(5)的输入端与全桥整流模块(4)的输出端相连，负载R
o
与滤波模块(5)的输出端相连，直流输入电源(1)两端的电压为直流输入电压V
in
，负载R
o
两端的电压为直流输出电压V
o
。2.根据权利要求1所述的降低谐振电流和谐振电容电压应力的LLCC谐振变换器，其特征在于：所述全桥逆变模块(2)包括超前桥臂模块和滞后桥臂模块，所述超前桥臂模块包括第一开关模块与第二开关模块，所述滞后桥臂模块包括第三开关模块与第四开关模块；所述第一开关模块包括开关管S1、体二极管D
S1
和寄生电容C
S1
，体二极管D
S1
的阴极与开关管S1的漏极相连，体二极管D
S1
的阳极与开关管S1的源极相连，寄生电容C
S1
并联在体二极管D
S1
的两端上；所述第二开关模块包括开关管S2、体二极管D
S2
和寄生电容C
S2
，体二极管D
S2
的阴极与开关管S2的漏极相连，体二极管D
S2
的阳极与开关管S2的源极相连，寄生电容C
S2
并联在体二极管D
S2
的两端上；所述第三开关模块包括开关管S3、体二极管D
S3
和寄生电容C
S3
，体二极管D
S3
的阴极与开关管S3的漏极相连，体二极管D
S3
的阳极与开关管S3的源极相连，寄生电容C
S3
并联在体二极管D
S3
的两端上；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶伟，邓其龙，储君，刘进进，李剑卿，汪刘峰，
申请(专利权)人：南瑞集团有限公司，
类型：发明
国别省市：