LLC谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备制造技术

本申请提供了一种LLC谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备，涉及电力电子技术领域。其中，该LLC谐振变换电路是由多个谐波电路构成，每个谐波电路中多个变压器相互电连接，并与其它谐波电路的一个变压器电连接，使得谐波电路之间相互交叉，可以将一个谐波电路的电信号分流或分压到另一个谐波电路中，在不增加任何器件的前提下，使得各个谐波电路之间并联时，每个谐波电路的电信号的电流值相同，以及谐波电路之间串联时，每个谐波电路的电信号的电压值相同，有效降低了整个LLC谐振变换电路的控制策略的复杂度，以及减低了LLC谐振变换电路的成本。变换电路的成本。变换电路的成本。

【技术实现步骤摘要】
LLC谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备


[0001]本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种LLC谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备。

技术介绍

[0002]随着电动汽车行业的发展，电池的充电速度是目前制约电动汽车的发展主要因素之一。为了提高电动汽车的充电速度，可以通过配置更大功率的直流充电桩来实现，而充电桩的功率核心单元则是充电模块。传统的充电模块一般采用交流/直流(alternating current/direct current，AC/DC)整流单元、直流/直流(direct current/direct current，DC/DC)整流单元等电路来实现，但是随着电流变换效率和散热性能的要求越来越高，现有的整流电路无法满足要求。由于LLC(是Lr、Lm和Cr的缩写，其中，Lr为谐振电感，Lm为励磁电感，Cr为谐振电容)谐振变换器具有开关频率高、关断损耗小、转换效率高、电磁干扰噪声小、开关应力小等优点，因而被广泛的应用在充电桩中。
[0003]然而，LLC谐振变换器的输出功率是有限的，一般适用于中低功率产品中。为了让充电模块获取更高的输出功率，可以采用两路或两路以上的LLC谐振变换器并联或串联来实现。但是，如果多个LLC谐振变换器进行并联，需要对每个LLC谐振变换器均流。如果多个LLC谐振变换器进行串联，需要对每个LLC谐振变换器均压。为了解决每个LLC谐振变换器并联时电流不相同、串联时电压不相同，导致输出的电信号的谐振参数不同，一般需要在多个LLC谐振变换器组成的电路上增加均流或均压的电路，这无疑增加整个电路的成本，且导致整个电路的控制策略比较复杂。

技术实现思路

[0004]为了解决上述的问题，本申请的实施例中提供了一种LLC谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备，通过让LLC谐振变换电路的每个谐振电路的变压器相互交叉，可以让整个LLC谐振变换电路在串联时进行自主均压，在并联时进行自主均流，无需增加额外电路，从而有效降低了整个LLC谐振变换电路的控制策略的复杂度，以及减低了LLC谐振变换电路的成本。
[0005]为此，本申请的实施例中采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本申请实施例中提供一种LLC谐振变换电路，包括：N个谐波电路，N为大于等于2的正整数；每个谐波电路均包括依次电连接的开关电路、LC谐振电路、变压器电路和整流电路；所述变压器电路包括至少三个变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组；其中，第一谐波电路的变压器电路的至少两个变压器的第一绕组的一端，与所述第一谐波电路的LC谐振电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的第一绕组的一端电连接，所述其它谐波电路为所述N个谐波电路中除所述第一谐波电路以外的谐波电路；或所述第一谐波电路的变压器电路的至少两个变压器的第二绕组的一端，与所述第一谐波电路的整流电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变
压器电路的一个变压器的第二绕组的一端电连接。
[0007]在该实施方式中，由多个谐波电路构成，每个谐波电路中多个变压器相互电连接，并与其它谐波电路的一个变压器电连接，使得谐波电路之间相互交叉，可以将一个谐波电路的电信号分流或分压到另一个谐波电路中，在不增加任何器件的前提下，使得各个谐波电路之间并联时，每个谐波电路的电信号的电流值相同，以及谐波电路之间串联时，每个谐波电路的电信号的电压值相同，有效降低了整个LLC谐振变换电路的控制策略的复杂度，以及减低了LLC谐振变换电路的成本。
[0008]在一种实施方式中，每个谐波电路的开关电路之间并联连接时，第一变压器电路中至少两个变压器的第一绕组的一端电连接在第一LC谐振电路上，所述至少两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与第二变压器电路的第一变压器的第一绕组的一端电连接；所述第一变压器的第一绕组的另一端电连接在所述第一LC谐振电路上；所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第一绕组的一端电连接在第二LC谐振电路上，所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与第一变压器电路的第二变压器的第一绕组的一端电连接；所述第二变压器的第一绕组的另一端电连接在所述第二LC谐振电路上；其中，所述第一谐波电路包括所述第一LC谐振电路和所述第一变压器电路，所述第二变压器为所述第一变压器电路中除所述至少两个变压器以外的一个变压器，所述其它谐波电路包括所述第二谐波电路，所述第二谐波电路包括所述第二LC谐振电路和所述第二变压器电路。
[0009]在该实施方式中，N个谐波电路中开关电路并联时，让一个谐波电路中变压器电路中两个变压器的原边绕组的一端与LC谐振电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的原边绕组电连接，使得该谐波电路中两个变压器的电流值等于其它各个谐波电路的一个变压器的电流值，然后再将每个谐波电路各个变压器的电流值的累加，得到的每个谐波电路的整流电路输出的电流值相同，实现在不增加任何器件的前提下，每个谐波电路的电信号的自主分流。
[0010]在一种实施方式中，所述第一变压器电路中至少三个变压器的第二绕组的一端电连接在第一整流电路上，所述至少三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；所述第二变压器电路中至少三个变压器的第二绕组的一端电连接在第二整流电路上，所述至少三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；其中，所述第一谐波电路包括所述第一整流电路，所述第二谐波电路包括所述第二整流电路。
[0011]在该实施方式中，通过让每个变压器的第二绕组之间以并联的方式连接到整流电路中，让每个变压器输出的电流值相同，避免每个变压器的副边绕组上电流不相同时，导致原边绕组上电流不相同，从而影响整个电路的自主分流。
[0012]在一种实施方式中，每个谐波电路的整流电路之间串联或并联连接。
[0013]在该实施方式中，通过让各个整流电路之间以并联的方式连接，可以提高整个LLC谐振变换电路的电流值，让各个整流电路之间以串联的方式连接，可以提高整个LLC谐振变换电路的电压值。
[0014]在一种实施方式中，每个谐波电路的开关电路之间串联或并联连接时，第一变压器电路中至少两个变压器的第二绕组的一端电连接在第一整流电路上，所述至少两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与第二变压器电路的第一变压器的第二绕组的一端
电连接；所述第一变压器的第二绕组的另一端电连接在所述第一整流电路上；所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第二绕组的一端电连接在第二整流电路上，所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与第一变压器电路的第二变压器的第二绕组的一端电连接；所述第二变压器的第二绕组的另一端电连接在所述第二整流电路上；其中，所述第一谐波电路包括所述第一变压器电路和所述第一整流电路，所述第二变压器为所述第一变压器电路中除所述至少两个变压器以外的一个变压器，所述其它谐波电路包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LLC谐振变换电路，其特征在于，包括：N个谐波电路，N为大于等于2的正整数；每个谐波电路均包括依次电连接的开关电路、LC谐振电路、变压器电路和整流电路；所述变压器电路包括至少三个变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组；其中，第一谐波电路的变压器电路的至少两个变压器的第一绕组的一端，与所述第一谐波电路的LC谐振电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的第一绕组的一端电连接，所述其它谐波电路为所述N个谐波电路中除所述第一谐波电路以外的谐波电路；或所述第一谐波电路的变压器电路的至少两个变压器的第二绕组的一端，与所述第一谐波电路的整流电路电连接，另一端相互电连接，并与所述其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的第二绕组的一端电连接。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，每个谐波电路的开关电路之间并联连接时，第一变压器电路中至少两个变压器的第一绕组的一端电连接在第一LC谐振电路上，所述至少两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与第二变压器电路的第一变压器的第一绕组的一端电连接；所述第一变压器的第一绕组的另一端电连接在所述第一LC谐振电路上；所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第一绕组的一端电连接在第二LC谐振电路上，所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与第一变压器电路的第二变压器的第一绕组的一端电连接；所述第二变压器的第一绕组的另一端电连接在所述第二LC谐振电路上；其中，所述第一谐波电路包括所述第一LC谐振电路和所述第一变压器电路，所述第二变压器为所述第一变压器电路中除所述至少两个变压器以外的一个变压器，所述其它谐波电路包括所述第二谐波电路，所述第二谐波电路包括所述第二LC谐振电路和所述第二变压器电路。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述第一变压器电路中至少三个变压器的第二绕组的一端电连接在第一整流电路上，所述至少三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；所述第二变压器电路中至少三个变压器的第二绕组的一端电连接在第二整流电路上，所述至少三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；其中，所述第一谐波电路包括所述第一整流电路，所述第二谐波电路包括所述第二整流电路。4.根据权利要求1
‑
3任意一项所述的电路，其特征在于，每个谐波电路的整流电路之间串联或并联连接。5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，每个谐波电路的开关电路之间串联或并联连接时，第一变压器电路中至少两个变压器的第二绕组的一端电连接在第一整流电路上，所述至少两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与第二变压器电路的第一变压器的第二绕组的一端电连接；所述第一变压器的第二绕组的另一端电连接在所述第一整流电路上；所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第二绕组的一端
电连接在第二整流电路上，所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与第一变压器电路的第二变压器的第二绕组的一端电连接；所述第二变压器的第二绕组的另一端电连接在所述第二整流电路上；其中，所述第一谐波电路包括所述第一变压器电路和所述第一整流电路，所述第二变压器为所述第一变压器电路中除所述至少两个变压器以外的一个变压器，所述其它谐波电路包括所述第二谐波电路，所述第二谐波电路包括所述第二变压器电路和所述第二整流电路。6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述第一变压器电路中至少三个变压器的第一绕组的一端电连接在第一LC谐振电路上，所述至少三个变压器的第一绕组的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱玉萍，陈建生，刘洋，李永发，吕泽杰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：