[发明专利]使用相移开关方法的LC谐振变换器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请基于2014年8月13日在韩国知识产权局提交的韩国专利 申请No.10-2014-0105313并要求其优先权权益，其全部公开内容以引 用的方式并入本文中。

技术领域

本申请涉及电感电容(LC)谐振变换器，并且更具体地，涉及能 够通过谐振限制电流，同时使用相移开关方法促进零电压开关的LC谐 振变换器。

背景技术

储能系统或储能装置使用电池储存电力，并且将该电力供应给负 载。作为该电池，锂离子电池经常被使用并且通常用恒流/恒压充电方 法充电。恒流/恒压充电方法使用恒压充电方法，该方法在恒流操作区 域中设定用以开始充电的预定电流，当根据电池的充电而电压增加时 停止恒流操作，从而增加的电压达到在电池中设定的饱和电压，并因 此来控制电池的电压。

典型的储能装置包括使用零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS) 功率转换装置，其中零电压开关(ZVS)和零电流开关(ZCS)为使用 谐振特性的软开关技术，以便减少由于开关引起的电磁干扰(EMI)噪 声应力。开关技术可实现快速开关并且可实现功率转换装置的小型化 与轻量化，并提高功率转换装置的效率。

谐振变换器通常包括被设计为谐振的变压器、电感器和电容器元 件，并且谐振变换器通过零电压开关或零电流开关操作，以实施软开 关。对于这一点，已有尝试通过将同时存在电压和电流的区段从开关 元件的开关瞬态区段中移除以最小化开关损失。

发明内容

本申请的发明解决了上述在现有技术中出现的问题，同时完整保 持通过现有技术所获得的优点。

本申请的一个方面提供了使用相移开关方法的LC谐振变换器，该 相移开关方法能够促进零电压开关并通过使用谐振电路的谐振限制电 流，其中谐振电路的次级电流侧具有谐振电感器和谐振电容器，以便 在不使用输出过滤器(例如，输出电感器)的情况下限制电流。

根据本申请的实施方式，使用相移开关方法的LC谐振变换器包 括：开关单元，其被配置为接收基于相移控制的开关信号并且当存在 轻负载时，在超前桥臂电路和滞后桥臂电路中执行零电压开关(ZVS)； 变压器，其被配置为将开关单元的输出电压作为预定电平的电压输出； 谐振电路单元，其被配置为转换从变压器传输的交流电压的频率特性； 以及桥式整流电路单元，其被配置为整流交流电压，其中该交流电压 的频率特征被转换成直流电压。

开关单元可包括每个均被配置有两个开关的超前桥臂电路LE和 滞后桥臂电路LA，并且超前桥臂电路LE和滞后桥臂电路LA均可具 有50％的占空比，并且可互补操作。

超前桥臂电路LE可配置有两个开关M1和M2，滞后桥臂电路LA 可配置有两个开关M3和M4，开关M1、M2、M3和M4中的每一个 分别连接到反并联二极管D1、D2、D3和D4，并且每个反并联二极管 的两端均被连接到输出电容器C1、C2、C3和C4。

变压器的初级侧端子可被连接在超前桥臂电路LE的两个开关M1 与M2之间和滞后桥臂电路LA的两个开关M3与M4之间。

谐振电路单元可被配置在变压器的次级侧并且被连接到桥式整流 电路单元。

谐振电路单元可包括谐振电感器Lr和谐振电容器Cr。

谐振电路单元可包括彼此串联连接的谐振电感器Lr和谐振电容器 Cr。

附图说明

图1为示出根据本申请实施方式的使用相移开关方法的LC谐振变 换器的电路图；

图2为每个操作模式下的用于描述使用根据本申请实施方式的相 移开关方法的LC谐振变换器的操作关系的波形图；以及

图3A～3H为取决于每一个使用根据本申请实施方式的相移开关方 法的LC谐振变换器的操作模式的等效电路。

符号说明

100：开关单元

110：变压器

120：谐振电路单元

121：谐振电感器

122：谐振电容器

130：桥式整流电路

140：电容器

150：输出单元

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本申请的上述和其它目标、特征和 优点。