一种大功率的直流变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种大功率的直流变换器，包括N条LLC半桥谐振转换电路，LLC半桥谐振转换电路包括变压器、半桥LLC谐振电路和两个输出整流电路；变压器包括原边绕组和两个副边绕组，半桥LLC谐振电路包括半桥和谐振支路；半桥的上桥臂接直流输入端的正极，半桥的下桥臂接直流输入端的负极；谐振支路的第一端接半桥的中点，N条LLC半桥谐振转换电路谐振支路的第二端连接在一起，N条LLC半桥谐振转换电路半桥开关管的驱动依次分别错相360

【技术实现步骤摘要】
一种大功率的直流变换器


[0001]本专利技术涉及直流变换器，尤其涉及一种大功率的直流变换器。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的普及。越来越多的消费者非常关注电动汽车的续航里程。为了提高电动汽车的里程，需要增加电池容量。考虑到电动汽车的线束的走电流能力限制，电动汽车的动力电池会采用高压电池系统500V
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1000V。因此作为电动汽车充电桩需要满足低压的动力电池（200V
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500V）充电也要满足对高压动力电池（500V
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1000V）的充电。LLC电路在谐振开关频率附近可以实现全负载范围的开关器件软开关，在高开关频率下实现较小的开关损耗。高开关频率可以减小磁性元器件体积，从而实现高功率密度。因此充电桩的DC变换器常常选择LLC电路。
[0003]由于充电桩的体积限制和元器件参数的限制，为了实现更大的充电功率，常见的方式为多路LLC原副边串并联来实现更大功率输出。多路LLC原副边串并联需要比较复杂的控制方式来实现各路LLC电路原边的均流和副边的均压。为了充分发挥LLC电路的软开关特性，无法将LLC的输出比输入电压的范围做的很宽，也无法满足200V
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1000V的满载宽电压输出。为了实现宽电压范围输出，比较常见的办法是采用两个LLC电路，两个LLC电路的采用原边并联，低压输出时让两路输出并联，高压输出时让两路输出串联；但在运行中，无法保证两路LLC的输出电压的一致性，造成两路LLC的功率并不一样，进一步导致原边的输入电流不一致。传统的方法需要用到三个接触器或继电器开关，动力电池的电压在充电过程中会慢慢上升，有可能出现整个充电过程中先并联充电然后切换到串联充电，在输出切换过程需要先将变换器输出关闭，然后调整三个输出开关后，再重新输出。传统的方法不仅需要三个输出控制开关，增加了成本和体积，也需要较长的切换时间。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种自动均压均流的大功率的直流变换器。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是，一种大功率的直流变换器，包括直流输入端、直流输出端和N条LLC半桥谐振转换电路， N为大于或等于3的正整数；直流输出端包括两条输出支路，LLC半桥谐振转换电路包括变压器、半桥LLC谐振电路和两个输出整流电路；变压器包括原边绕组和两个副边绕组，半桥LLC谐振电路包括半桥和谐振支路，谐振支路包括谐振电容、谐振电感和变压器的原边绕组；半桥的上桥臂接直流输入端的正极，半桥的下桥臂接直流输入端的负极；谐振支路的第一端接半桥的中点，N条LLC半桥谐振转换电路谐振支路的第二端连接在一起，N条LLC半桥谐振转换电路半桥开关管的驱动依次分别错相360
°
/N；输出整流电路的输入端接对应的副边绕组；LLC半桥谐振转换电路两个输出整流电路的输出端分别接对应的输出支路，两条输出支路串接或并接。
[0006]以上所述的直流变换器，包括串并接切换开关和三个二极管，串并接切换开关的第一端接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极接第一输出支路的正极；第二输出支路的
正极接串并接切换开关的第二端，并连接第二二极管的阳极，第二二极管的阴极接第一输出支路的负极；第三二极管的阳极接第二输出支路的负极，阴极接第一输出支路的负极。
[0007]以上所述的直流变换器，输出支路包括输出电容和泄放电路，输出电容接在输出支路的正极与负极之间，泄放电路与输出电容并接；泄放电路包括泄放电阻和开关管，开关管与泄放电阻串接。
[0008]以上所述的直流变换器，在进行串并接切换前先接通泄放电路的开关管，对输出电容的电荷进行降压释放。
[0009]以上所述的直流变换器，输出整流电路为二极管全桥整流电路，二极管全桥整流电路的两个输入端分别接对应副边绕组的两端，二极管全桥整流电路的输出端正极接对应输出支路的正极，二极管全桥整流电路的输出端负极接对应输出支路的负极。
[0010]以上所述的直流变换器，谐振支路的谐振电容、谐振电感和变压器的原边绕组串接。
[0011]以上所述的直流变换器，所述的N等于3。
[0012]本专利技术通过N条LLC半桥谐振转换电路谐振支路的第二端连接在一起，N条LLC半桥谐振转换电路半桥开关管的驱动依次分别错相360
°
/N，实现N条LLC半桥电路的原边自动均流。每路LLC变压器包括原边绕组和两个副边绕组，两路副边绕组分别对应两条输出支路，实现两条输出支路的自动均压。
附图说明
[0013]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0014]图1是本专利技术实施例大功率直流变换器的电路图。
[0015]图2是本专利技术实施例半桥LLC谐振电路开关管的驱动波形图。
具体实施方式
[0016]本专利技术实施例大功率直流变换器的结构和原理如图1和图2所示，包括直流输入端、直流输出端和三条LLC半桥谐振转换电路。
[0017]直流输出端包括两条输出支路。LLC半桥谐振转换电路包括变压器、半桥LLC谐振电路和两个输出整流电路。变压器包括原边绕组和两个副边绕组，半桥LLC谐振电路包括半桥和谐振支路，谐振支路包括谐振电容、谐振电感和变压器的原边绕组，谐振电容、谐振电感和变压器的原边绕组串接。半桥的上桥臂接直流输入端的正极，半桥的下桥臂接直流输入端的负极。谐振支路的第一端接半桥的中点，三条LLC半桥谐振转换电路谐振支路的第二端连接在一起，三条LLC半桥谐振转换电路半桥开关管的驱动依次分别错相120
°
。
[0018]三条LLC半桥谐振转换电路的组成和结构相同。
[0019]第一LLC半桥谐振转换电路包括上开关管Q1、下开关管Q2、谐振电容Cr1、谐振电感Lr1、变压器T1、整流二极管D1、D2、D3、D4、D13、D14、D15和D16。
[0020]第二LLC半桥谐振转换电路包括上开关管Q3、下开关管Q4、谐振电容Cr2、谐振电感Lr2、变压器T2、整流二极管D5、D6、D7、D8、D17、D18、D19和D20。
[0021]第三LLC半桥谐振转换电路包括上开关管Q5、下开关管Q6、谐振电容Cr3、谐振电感Lr3、变压器T3、整流二极管D9、D10、D11、D12、D21、D22、D23和D24。
[0022]因为三条LLC半桥谐振转换电路的组成和结构相同，现仅以第一LLC半桥谐振转换电路为例说明其连接关系，上开关管Q1和下开关管Q2组成半桥，半桥的上桥臂接直流输入端的正极Vin+，半桥的下桥臂接直流输入端的负极Vin
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。直流输入端的正极Vin+与直流输入端的负极Vin
‑
之间接有输入电容C1，三条LLC半桥谐振转换电路的半桥分别与直流输入端的正负极连接，相当于三条LLC半桥谐振转换电路的直流输入端并接。
[0023]谐振电容Cr1、谐振电感Lr1和变压器T1的原边绕组串接，组成谐振支路，谐振支路的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率的直流变换器，其特征在于，包括直流输入端、直流输出端和N条LLC半桥谐振转换电路，N为大于或等于3的正整数；直流输出端包括两条输出支路，LLC半桥谐振转换电路包括变压器、半桥LLC谐振电路和两个输出整流电路；变压器包括原边绕组和两个副边绕组，半桥LLC谐振电路包括半桥和谐振支路，谐振支路包括谐振电容、谐振电感和变压器的原边绕组；半桥的上桥臂接直流输入端的正极，半桥的下桥臂接直流输入端的负极；谐振支路的第一端接半桥的中点，N条LLC半桥谐振转换电路谐振支路的第二端连接在一起，N条LLC半桥谐振转换电路半桥开关管的驱动依次分别错相360
°
/N；输出整流电路的输入端接对应的副边绕组；LLC半桥谐振转换电路两个输出整流电路的输出端分别接对应的输出支路，两条输出支路串接或并接。2.根据权利要求1所述的直流变换器，其特征在于，包括串并接切换开关和三个二极管，串并接切换开关的第一端接第一二极管的阳极，第一二极管的阴极接第一输出支路的正极；第二输出支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗来柱，刘少勤，
申请(专利权)人：深圳市能效电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：