【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及llc谐振电源转换器相关的，具体涉及一种具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换器。
技术介绍
1、在传统的切换式电源中，通常采用磁性组件实现滤波，能量储存和传输。切换组件的工作频率越高，磁性组件的尺寸就可以越小，电源装置的小型化、轻量化和低成本化就越容易实现。切换频率提高会相应的提升切换组件的切换损耗，因此软切换(soft-switching)技术应运而生。要实现理想的软切换，最好的情况是使开关(切换组件)在电压和电流同时为零时关断和导通(zero-voltage switching,zvs；zero-current switching,zcs)，这样损耗才会真正为零。要实现这个目标，必须采用谐振技术。
2、根据电路原理，电感与电容串联或并联可以构成谐振电路，使得在电源为直流电源时，电路中的电流按照正弦规律变化。由于电流或电压按正弦规律变化，存在过零点，如果此时切换组件开通或关断，产生的损耗就为零。
3、llc谐振电源转换器是具有三个电抗组件(reactive elements)的谐振逆变器(resonant inverter)，其中直流输入电压(dc input voltage)通过配置为半桥或全桥的开关网络(switch network)转换为方波，以馈送到llc谐振槽(llc resonant tank)，从而有效滤除谐波，提供如正弦波的电压和电流波形。这反过来又为提供电压缩放和初级-次级隔离的变压器供电。转换器的功率流，是经由调变相对于谐振槽电路谐振的方波频率来控制。在llc谐振电源
4、llc谐振电源转换器是串联谐振转换器的一种拓扑形式，可提供与输入信号隔离的输出电压信号。llc谐振电源转换器包括一个具有与变压器初级绕组的串联谐振电路。切换电路将谐振电路或储能电路的切换节点交替地耦合到正电源节点和接地节点，以提供流过变压器初级绕组的交流谐振电流。次级电路(例如整流器)提供输出电压来驱动负载。其中，次级电路可以包括同步整流器开关或二极管整流器。初级侧切换电路可以被调节，用以规范输出电压。llc谐振转换器具有高效率和高功率密度，并且可以在相当宽的负载范围内为初级侧开关提供零电压切换和低关断电流。这些优势使llc谐振电源转换器适用于各种应用，例如高性能服务器和电信应用。
5、如前面所提及的，当初级侧切换频率低于谐振频率时，初级侧开关可以零电流切换关断。这有助于提高电压增益能力，并且不会降低具有保持时间(hold-up time)要求的应用的效率。在高开关频率下运行可以减小llc谐振电源转换器中磁性组件和电容器的尺寸。然而，这会增加与切换相关的损耗和磁性组件损耗，从而导致效率低下。由于磁芯损耗和绕组损耗，特别是在高切换频率下，用于llc谐振电源转换器的磁性组件仍然是提高转换器效率的限制。需要进一步改进以支持llc谐振电源转换器的更高效率和功率密度。
6、llc谐振电源转换器的谐振槽(resonant tank)设计定型后，当输出电压或电流需要调整时，可以经由改变操作频率来达到期望增益值。然而一旦输出电压或电流要求超出原先谐振槽设计时，电源转换器便无法动作，因此加宽llc谐振电源转换器输出电压和电流范围显得相当重要。
7、llc谐振电源转换器设计定型后，其谐振槽参数固定，输出电压与输出电流范围固定，若输出电压与电流变化超过范围值，因谐振槽参数无法变化，电源转换器无法输出对应的电压或电流。如何通过谐振槽参数的调整，使其满足越来越宽的输出电压电流需求是llc谐振电源转换器发展趋势。
8、因此，通过改变谐振电感与谐振电容调整谐振槽(resonant tank)参数来调整llc谐振电源转换器的输出电压与电流范围值，对于改进现有llc谐振电源转换器的缺失是有迫切需求的。
技术实现思路
1、基于上述，通过改变谐振电感与电容调整谐振槽参数设计，调整输出电压与输出电流范围，使其可以在各个输出区间都能适配。
2、根据上述设计概念，本专利技术提出一种具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换器，包括：一开关电路电性耦接一输入直流电压，用以将直流电压转换为切换信号；一可变谐振槽电性耦接开关电路，该可变谐振槽由一可变谐振电感、一可变激磁电感以及一可变谐振电容串联组成，用于接收切换信号以提供一次侧电流；一变压器电路电性耦接可变谐振槽，该变压器电路具有一次侧绕组以及二次侧绕组；以及一整流滤波电路耦接变压器电路，用于整流滤波由变压器电路的二次侧绕组输出的二次侧电流，以提供一输出电压；其中，可变谐振电感根据llc谐振电源转换器的输出电流的需求，动态地调整llc谐振电源转换器的增益曲线；其中，可变谐振电感一端电性耦合开关电路，另一端串联一次侧绕组；可变激磁电感串联可变谐振电感，可变谐振电容一端串联可变激磁电感及一次侧绕组，另一端电性耦合开关电路；可变激磁电感并联一次侧绕组。
3、以一实施例而言，上述可变激磁电感包含一初始固定激磁电感电性耦接一第一电感；上述可变谐振电感包含一初始固定谐振电感电性耦接一第二电感；上述可变谐振电容包含一初始固定谐振电容耦接一第一电容，其中可变谐振电感、该激磁电感与谐振电容均能通过多个开关配置被动态调整。
4、以一实施例而言，上述可变激磁电感中的该第一电感，是变压器本身的漏感或外加电感，通过开关组件、继电器等任何形式的开关调整可变谐振槽的磁性组件内绕组的变化，或是串并联外加磁性组件的方式来调整谐振槽内电感值；上述可变谐振电感，用于调整品质因子q但保持电感比值k不变，使得llc谐振电源转换器的增益曲线可以随着输出电流io的需求被相应的动态调整。
5、以一实施例而言，上述多个开关为晶体管开关组件、继电器等各种形式的开关。
6、以一实施例而言，上述可变谐振电容中的第一电容为电路杂散电容或外加电容，通过开关组件、继电器等任何形式的开关调整电容串并联来改变谐振槽内电容值。
7、以一实施例而言，上述可变谐振电感中的该第二电感，为变压器本身的电感或外加电感，通过开关组件、继电器等任何形式的开关改变可变谐振槽的磁性组件内绕组的变化，或是以串并联外加磁性组件的方式来调整谐振槽内的电感值。
8、以一实施例而言，上述改变磁性组件内绕组的变化或是串并联外加磁性组件的方式，可以通过对绕组间配置多个开关来实现。
9、以一实施例而言，上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变激磁电感包含一初始固定激磁电感电性耦接一第一电感；上述可变谐振电感包含一初始固定谐振电感电性耦接一第二电感；上述可变谐振电容包含一初始固定谐振电容耦接一第一电容，其中该可变谐振电感、该激磁电感与该谐振电容均能通过多个开关配置被动态调整。
3.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变激磁电感中的该第一电感，是变压器本身的漏感或外加电感，通过开关调整该可变谐振槽的磁性组件内绕组的变化，或是串并联外加磁性组件的方式来调整该谐振槽内电感值；其中该可变激磁电感用于动态地调整其中一个谐振槽参数K，即电感比值，使得该LLC谐振电源转换器的增益曲线随着其输出电流Io的需求被相应动态地调整。
4.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中多个该开关包括晶体管开关组件、继电器开关中的多种。
5.根据权利要求2所述的具有
6.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变谐振电感中的该第二电感，为变压器本身的电感或外加电感，通过开关改变该可变谐振槽的磁性组件内绕组的变化，或是以串并联外加磁性组件的方式来调整该谐振槽内的电感值。
7.根据权利要求6所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中所述改变磁性组件内绕组的变化或是串并联外加磁性组件的方式，是通过对绕组间配置多个开关来实现。
8.根据权利要求5所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变谐振电容，用于调整品质因子Q但保持电感比值K不变，使得该LLC谐振电源转换器的增益曲线随着其输出电流Io的需求被相应的动态调整。
9.根据权利要求7所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变谐振电感用于调整品质因子Q以及电感比值K，使得该LLC谐振电源转换器的增益曲线随着输出电流Io的需求被相应的动态调整。
10.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的LLC谐振电源转换器，其特征在于，其中多个该开关配置，通过一电性耦合该LLC谐振电源转换器的外部控制器，根据该外部控制器所接收到的输出电压回授及输出电流回授，分别对该谐振槽以及该变压器输出相应的谐振电容调整信号以及匝数比调整信号，进而动态调整该谐振电容的大小以及变压器的匝数比，以调整该LLC谐振电源转换器的输出电压和输出电流的范围。
...【技术特征摘要】
1.一种具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换器，其特征在于，包含：
2.根据权利要求1所述的具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变激磁电感包含一初始固定激磁电感电性耦接一第一电感；上述可变谐振电感包含一初始固定谐振电感电性耦接一第二电感；上述可变谐振电容包含一初始固定谐振电容耦接一第一电容，其中该可变谐振电感、该激磁电感与该谐振电容均能通过多个开关配置被动态调整。
3.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变激磁电感中的该第一电感，是变压器本身的漏感或外加电感，通过开关调整该可变谐振槽的磁性组件内绕组的变化，或是串并联外加磁性组件的方式来调整该谐振槽内电感值；其中该可变激磁电感用于动态地调整其中一个谐振槽参数k，即电感比值，使得该llc谐振电源转换器的增益曲线随着其输出电流io的需求被相应动态地调整。
4.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换器，其特征在于，其中多个该开关包括晶体管开关组件、继电器开关中的多种。
5.根据权利要求2所述的具有可变匝数比的llc谐振电源转换器，其特征在于，其中该可变谐振电容中的第一电容为电路杂散电容或外加电容，通过开关调整电容串并联来改变该谐振槽内电容值。
6.根据权利要求2所述的具有可变谐振槽设计的llc谐振电源转换...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊成，李建兴，董耀骏，
申请(专利权)人：飞宏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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