三相交错谐振变换器和电源电路制造技术

本申请公开了一种三相交错谐振变换器和电源电路。三相交错谐振变换器包括：三相逆变电路、三相变压器、三相谐振电路以及三相整流滤波电路。三相逆变电路连接输入电压且包括第一输出节点、第二输出节点和第三输出节点；三相变压器包括三个变压器；三相谐振电路包括三个谐振电容和三个谐振电感。三个谐振电感的一端分别与第一输出节点、第二输出节点和第三输出节点连接，另一端分别与三个谐振电容和三个变压器的原边绕组所交错连接形成的三角型进行连接。三相整流滤波电路分别与三个变压器的副边绕组连接，用以分别对三个变压器的副边绕组输出的副边电流进行整流及滤波，并据以产生输出电压。因此，三相交错谐振变换器具有自然均流的能力。均流的能力。均流的能力。

【技术实现步骤摘要】
三相交错谐振变换器和电源电路


[0001]本申请涉及谐振变换器
，尤其涉及一种三相交错谐振变换器和电源电路。

技术介绍

[0002]单相LLC谐振变换器因其实现了原边侧零电压开关(Zero Voltage Switching，ZVS)和副边侧零电压开关/零电流开关(Zero Current Switching，ZCS)，并优化了并联绕组和同步整流器之间的均流问题和端接损耗(termination loss)，适合应用于高效率、高功率密度的电源电路。
[0003]由于单相LLC谐振变换器存在输出电流纹波大和输出滤波电容的体积大的问题，以及随着功率与功率密度的需求提高，相关业者提出多相交错谐振变换器，借以减小输出电流纹波、减小输出滤波电容的体积和数量以及改善热量分布。然而，在实际多相交错谐振变换器中，由于制作工艺的偏差、元器件(例如：谐振电感与谐振电容)的参数差异以及环境变化引起的参数变化等原因，导致每一相变换器分担的负载电流不均衡，进而降低了多相交错谐振变换器的效率、可靠性和寿命。另外，多相交错谐振变换器也会存在器件数量多的问题。
[0004]因此，如何提供一种简化的多相交错谐振变换器，使其运行时能够实现电流均衡，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种三相交错谐振变换器和电源电路，可以有效解决现有技术中，多相交错谐振变换器运行时，存在每一相谐振变换器的电流不均衡的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
>[0007]第一方面，提供了一种三相交错谐振变换器，其包括：三相逆变电路、三相变压器、三相谐振电路以及三相整流滤波电路。三相逆变电路连接输入电压且包括第一输出节点、第二输出节点和第三输出节点；三相变压器包括三个变压器；三相谐振电路包括三个谐振电容和三个谐振电感。三个谐振电感的一端分别与第一输出节点、第二输出节点和第三输出节点连接，三个谐振电感的另一端分别与三个谐振电容和三个变压器的原边绕组所交错连接形成的三角进行连接。三相整流滤波电路分别与三个变压器的副边绕组连接，用以分别对三个变压器的副边绕组输出的副边电流进行整流及滤波，并据以产生输出电压。
[0008]第二方面，提供了一种电源电路，其包括：本申请实施例的三相交错谐振变换器。
[0009]在本申请实施例中，三相交错谐振变换器和电源电路通过第一输出节点、第二输出节点和第三输出节点分别与三个谐振电感串联，然后再与三个谐振电容和三个变压器的原边绕组所交错连接形成的三角型进行连接的电路拓扑设计，使得器件数量不多的三相交错谐振变换器在运行时具有自然均流的能力，无需额外的均流控制手段。另外，由于三个谐振电容和三个变压器的原边绕组交错连接形成三角形，使得所述谐振电容的体积(或电容
值)可以减少三分之二，提高功率密度。
附图说明
[0010]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0011]图1为依据本申请的三相交错谐振变换器的一实施例电路拓扑图；
[0012]图2为图1的第一开关桥臂的一实施例驱动波形图；
[0013]图3为图1的第二开关桥臂的一实施例驱动波形图；
[0014]图4为图1的第三开关桥臂的一实施例驱动波形图；
[0015]图5至图7分别为图1的三个谐振电感的电流和三个励磁电感中任两个之间的电流差值的一实施例波形图；
[0016]图8为图1的三个励磁电感的电压应力的一实施例波形图；
[0017]图9为图1的每一个整流桥臂的上部二极管的电流的一实施例波形图；
[0018]图10为图1的输出电压的一实施例波形图；
[0019]图11为图1的三个谐振电感的电流的一实施例波形图；
[0020]图12为图1的三个励磁电感的电流的一实施例波形图；
[0021]图13为图1的三个谐振电容的电压应力的一实施例波形图；及
[0022]图14为依据本申请的三相交错谐振变换器的另一实施例电路拓扑图。
具体实施方式
[0023]以下将配合相关附图来说明本专利技术的实施例。在这些附图中，相同的标号表示相同或类似的组件或方法流程。
[0024]必须了解的是，使用在本说明书中的“包含”、“包括”等词，是用于表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件和/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、作业处理、组件、组件，或以上的任意组合。
[0025]必须了解的是，当组件描述为“连接”或“耦接”至另一组件时，可以是直接连结、或耦接至其他组件，可能出现中间组件。相反地，当组件描述为“直接连接”或“直接耦接”至另一组件时，其中不存在任何中间组件。
[0026]请参阅图1，其为依据本申请的三相交错谐振变换器的一实施例电路拓扑图。如图1所示，在本实施例中，三相交错谐振变换器100包括：三相逆变电路110、三相变压器120、三相谐振电路130以及三相整流滤波电路140。其中，三相逆变电路110连接输入电压Vin且包括第一输出节点A、第二输出节点B和第三输出节点K，三相变压器120包括三个变压器(即第一变压器T1、第二变压器T2和第三变压器T3)，三相谐振电路130包括三个谐振电容(即第一谐振电容C1、第二谐振电容C2和第三谐振电容C3)和三个谐振电感(即第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和第三谐振电感L3)。三个谐振电感(即第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和第三谐振电感L3)的一端分别与第一输出节点A、第二输出节点B和第三输出节点K连接，三个谐振电感(即第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和第三谐振电感L3)的另一端分别与三个谐振电容(即第一谐振电容C1、第二谐振电容C2和第三谐振电容C3)和三个变压器的原边绕组(即第一变压器T1的原边绕组Np1、第二变压器T2的原边绕组Np2和第三变压器T3的原边
绕组Np3)所交错连接形成的三角进行连接。三相整流滤波电路140分别与三个变压器的副边绕组(即第一变压器T1的副边绕组Ns1、第二变压器T2的副边绕组Ns2和第三变压器T3的副边绕组Ns3)连接，用以分别对三个变压器的副边绕组(即第一变压器T1的副边绕组Ns1、第二变压器T2的副边绕组Ns2和第三变压器T3的副边绕组Ns3)输出的副边电流进行整流及滤波，并据以产生输出电压Vo。
[0027]需注意的是，第一谐振电容C1、第二谐振电容C2和第三谐振电容C3为具有相同规格的谐振电容，第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和第三谐振电感L3为具有相同规格的谐振电感，第一变压器T1、第二变压器T2和第三变压器T3为具有相同规格的变压器。
[0028]在本实施例中，三相交错谐振变换器100可通过第一输出节点A、第二输出节点B和第三输出节点K分别与第一谐振电感L1、第二谐振电感L2和第三谐振电感L3串联，然后再与第一谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三相交错谐振变换器，其特征在于，包括：三相逆变电路，连接输入电压且包括：第一输出节点、第二输出节点和第三输出节点；三相变压器，包括：三个变压器；三相谐振电路，包括：三个谐振电容和三个谐振电感，所述三个谐振电感的一端分别与所述第一输出节点、所述第二输出节点和所述第三输出节点连接，所述三个谐振电感的另一端分别与所述三个谐振电容和所述三个变压器的原边绕组所交错连接形成的三角型进行连接；以及三相整流滤波电路，分别与所述三个变压器的副边绕组连接，并分别对所述三个变压器的副边绕组输出的副边电流进行整流及滤波，并据以产生输出电压。2.根据权利要求1所述的三相交错谐振变换器，其特征在于，所述三个变压器中的每一个的励磁电感与所述原边绕组并联连接。3.根据权利要求1所述的三相交错谐振变换器，其特征在于，所述三相整流滤波电路包括并联的三个整流桥臂，所述三个整流桥臂的中点分别与所述三个变压器的副边绕组相互连接所形成的三角型进行连接。4.根据权利要求3所述的三相交错谐振变换器，其特征在于，所述三个整流桥臂中的每一个包括相互串联的两个开关管或二极管。5.根据权利要求3所述的三相交错谐振变换器，其特征在于，所述三相整流滤波电路还包括：滤波电容，与所述三个整流桥臂并联，用以将经由所述三个整流桥臂整流后的所述副边电流变换成对输出负载电路提供能量的所述输出电压。6.根据权利要求1所述的三相交错谐振变换器，其特征在于，所述三相逆变电路包括并联的第一开关桥臂、第二开关桥臂和第三开关桥臂，所述第一开关桥臂的中点为所述第一输出节点，所述第二开关桥臂的中点为所述第二输出节点，所述第三开关桥臂的中点为所述第三输出节点，所述第一开关桥臂的驱动脉冲和所述第二开关桥臂的驱动脉冲之间的相位相差120度，所述第二开关桥臂的驱动脉冲和所述第三开关桥臂的驱动脉冲之间的相位相差120...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岩，孙露，吕培贤，李晓强，
申请(专利权)人：光宝电子广州有限公司，
类型：发明
国别省市：