[发明专利]交错式LLC均流变换器

说明书

本发明公开一种交错式LLC均流变换器。所述交错式LLC均流变换器包括：交错式LLC电路，由偶数个LLC电路并联构成；和与所述LLC电路相同个数的多个绕组，其中：每个所述LLC电路的输出直流侧的第一极性端共同构成第一输出端；每个所述绕组的第一端共同构成第二输出端；所述多个绕组中的第一半数以第一方向环绕磁芯，所述多个绕组中的第二半数以第二方向环绕所述磁芯；每个所述多个绕组的感值相等，并且所述多个绕组中的第一半数与所述多个绕组中的第二半数构成反向耦合；和每个所述LLC电路的输出直流侧的第二极性端与一个所述绕组的第二端相连接。

技术领域

本发明涉及一种LLC变换器，尤其是一种交错式LLC均流变换器。

背景技术

LLC拓朴（参见图1）被广泛的应用在各类产品中，如液晶电视，网络电源等。LLC至少具有下列优点：首先，LLC在无外加电路的条件下能实现开关管的ZVS，同时满足高效率和高频率的需求；其次，LLC中的副边整流管ZCS和低的VF进一步实现高效率，因此非常适合用于在前一级为PFC的两级拓扑结构中，有提升交流输入、直流输出时的效率；再其次，LLC无输出电感，成本低；最后，在低于500W的应用中，LLC容易实现磁集成技术。

虽然因为以上的优点使LLC拓朴得到了广泛的应用，但是因为LLC无输出滤波电感，尤其是低电压输出、大电流、大功率的场合，为了解决电流纹波过大的问题，需在输出端并联大量的电容去吸收电流纹波。相对普通LLC拓扑来说，交错式LLC拓扑（参见图2）显着地解决了电流纹波的问题，并减小电容的应力，故在大功率或大电流的应用中，应用交错式LLC是一个较好的选择。交错式LLC是两个LLC变换器在驱动有90°相位差的情况下并机工作。在实际应用中，两谐振腔的参数不一定完全一致。因为交错式LLC的输出电压是相等的，故有相同的增益，当两谐振腔的参数有误差时：

f_r1≠f_r2→f_n1≠f_n2

G₁=G₂→Q₁≠Q₂→I₀₁≠I₀₂。

可见，当两谐振腔的参数不一致时，交错式LLC的两变压器T₁、T₂处于不同的负载条件，愈恶劣的谐振参数的误差导致愈严重的电流不均衡。由图3可见，当900W半桥式交错式LLC的谐振参数存在±5%的误差并且满载运作时，其中一个LLC变换器的输出电流I₀₁几乎为零，处于轻载条件。在实际的应用中，在最恶劣的误差条件下，当其中一个LLC处于轻载时，另一个LLC变换器却已超载，严重时甚至引起损坏。不幸的是，对于交错式LLC来说，准确掌握谐振参数（谐振电感L_r,谐振电容C_r,）向来比较困难，这种困难构成交错式LLC应用上的瓶颈。

发明内容

本发明旨在克服交错式LLC拓朴的均流问题，使之可应用于大功率、大电流和高频率的场合。为解决此技术问题，本发明提供一种交错式LLC均流变换器。所述交错式LLC均流变换器包括：交错式LLC电路，由偶数个LLC电路并联构成和与所述LLC电路相同个数的多个绕组。在所述交错式LLC均流变换器中：每个所述LLC电路的输出直流侧的第一极性端共同构成第一输出端；每个所述绕组的第一端共同构成第二输出端；所述多个绕组中的第一半数以第一方向环绕磁芯，所述多个绕组中的第二半数以第二方向环绕所述磁芯；每个所述绕组的感量相等，并且所述多个绕组中的第一半数与所述多个绕组中的第二半数构成反向耦合；并且，每个所述LLC电路的输出直流侧的第二极性端与一个所述绕组的第二端相连接。

作为本发明的一种改进，在前述交错式LLC均流变换器的基础上，所述交错式LLC均流变换器还包括输出电容，连接于所述第一输出端和所述第二输出端之间。作为本发明的另一种改进，前述输出电容为电解电容。