[发明专利]双向SCC型LLC谐振变换器及其中的电路、控制方法

说明书

本申请公开了一种双向SCC型LLC谐振变换器及其中的电路、控制方法。LLC谐振电路包括：第一电感；第二电感；第二电感的第一端分别与变压器的第一端、第一电感的第一端连接，第二端用于分别与变压器的第二端和逆变/整流桥的第一端连接；电容单元；电容单元的第一端与第一电感的第二端连接，第二端用于与逆变/整流桥的第二端连接；电容单元的电容值可调，在正向以及反向工作时，调节谐振电容值，从而改变电路的特性，例如它的谐振点、品质因数、增益等参数，使得反向工作电路的输入输出的增益在理想的频率带内可以实现大幅度变化，最终得到理想的输出。

技术领域

本申请涉及LLC谐振电路技术领域，尤其涉及一种双向SCC型LLC谐振变换器及其中的电路、控制方法。

背景技术

直流-直流(Direct current-Direct current，DC/DC)变换器是在直流电路中将一个电压值的电能变为另一个电压值的电能的装置。大型数据中心、航空航天系统、新能源发电、LED照明和电动汽车充电等领域都对DC/DC变换器的容量、效率和功率密度提出越来越高的要求，因此，发展高效率、高功率密度、高可靠性的DC/DC变换器是工业节能和应用需要。LLC谐振变换器是目前比较常见的DC/DC变换器。一方面，LLC谐振变换器实现了原边侧零电压开关(Zero Voltage Switching，ZVS)和副边侧零电流开关(Zero CurrentSwitching，ZCS)，大幅减小了元件损耗，具有较高的效率，另一方面，由于损耗的降低缓解了散热，开关频率可以进一步提升，磁性元件体积进一步减小，从而可以获得高功率密度性能，因此，相比于其他DC/DC变换器，LLC谐振变换器具有更高效率和更高功率密度，使得LLC谐振变换器获得了更快速的发展，具有更广阔的应用前景，成为了DC/DC变换器领域的主流变换器。

随着科技的发展，对双向DC/DC变换器的需求越来越多，双向DC/DC变换器是指可以实现能量双向流动的DC/DC变换器，正向工作时，能量可以从输入端到输出端，反向工作时，能量可以从输出端到输入端。

相关技术中，基于传统的LLC谐振变换器可以直接进行能量的双向流动，但是，在宽电压输入输出需求的情况下，反向工作时，输出端变成了输入端，输入端变成了输出端，为了达到与正向工作时相同的宽电压输入输出，工作频率会有一个很大范围的变化，工作频率的变化范围往往会超出理想的频率带，导致输出波形质量变差，比如会存在谐波等，从而导致实现能量双向流动的效果较差。

发明内容

本申请的目的是提供一种双向SCC型LLC谐振变换器及其中的电路、控制方法，以解决相关技术中基于传统的LLC谐振电路实现能量双向流动时输出质量差的问题。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

一种LLC谐振电路，应用于双向SCC型LLC谐振变换器中，所述LLC谐振变换器至少包括逆变/整流桥、变压器和整流/逆变桥，所述LLC谐振电路用于分别与所述逆变/整流桥和所述变压器连接，所述变压器还与所述整流/逆变桥连接；所述LLC谐振电路包括：

第一电感；

第二电感；所述第二电感的第一端分别与所述变压器的第一端、所述第一电感的第一端连接，第二端用于分别与所述变压器的第二端和所述逆变/整流桥的第一端连接；

电容单元；所述电容单元的第一端与所述第一电感的第二端连接，第二端用于与所述逆变/整流桥的第二端连接；

所述电容单元的电容值可调，用于在正向工作时，产生所需的谐振电容值，以使所述双向SCC型LLC谐振变换器将输入的第一区间的电压变换成第二区间的电压并输出；在反向工作时，调节所述谐振电容值，使得所述LLC谐振电路的电路参数发生改变以使所述双向SCC型LLC谐振变换器将输入的第二区间的电压变换成第一区间的电压并输出。

可选的，所述电容单元包括：相互并联的N个电容；其中，N的取值为正整数；