[发明专利]LLC电路

说明书

本发明涉及LLC电路，包括依次连接的逆变电路、谐振电路、变压器和整流电路，所述变压器副边绕组的两端连接整流电路形成第一电压输出，所述变压器副边绕组的两端之间设有一个分接头，该分接头与所述变压器副边绕的两端中的其中一端连接整流电路形成第二电压输出；由于变压器采取了分段式设计，电源的输出电压可分成高压段和低压段，通过变换匝比，LLC电路分别在两个较小电压范围内工作，电源的工作频率f可以在各自的谐振频率点fr、fr2附近的较小范围内变化，且不会偏离其较多，故损耗可以大幅降低，同时LLC电路很容易进入连续模式，大幅减小其输出纹波。

技术领域

本发明涉及一种高压宽输出分段式LLC电路。

背景技术

LLC即DC转DC，电源主功率拓扑电路的一种，具有较好的软开关特性，为目前大功率电源中最常用的电路拓扑之一。目前，LLC电路拓扑在大功率整流电路中较为常见，其优良的软开关特性可以大幅减小电源的开关损耗，提供能量的传输效率，显著降低电源的噪声和EMI，是目前使用最普遍的大功率拓扑之一。

对于车载电池充电机等大功率充电器，由于电池型号众多，充电机要实现对各种不同型号电池均能充电，其需要有较宽的输出电压范围(输出高压与输出低压比值接近2。)

LLC电路拓扑在这些宽范围输出应用时，由于其输入输出传输特性，决定了其在低压输出时会存在如下问题：1，严重的断续模式，电源的纹波很大，难以达到充电电池的使用要求；2，连续工作时，电源工作频率接近上限值，整机损耗大幅增加，极大地增加了电源的散热要求。

目前常用的LLC高压电路如图1所示。电路的主要部分是：开关电路、变压器、谐振电路和整流滤波电路，开关电路可为半桥电路，也可为全桥电路，谐振电路的输出端与变压器的原边绕组耦合，变压器的副边绕组的输出端连入整流滤波电路，其中全桥开关电路包括四个功率MOSFET(Q1、Q2、Q3、Q4，)谐振电路包括谐振电容Cr、励磁电感Lp和谐振电感Ls，变压器的原、副边的匝数相同，整流电路为双桥臂式整流电路。

LLC电路器件：变压器，电感和谐振电容选定后，其Lp、Ls，Cr值确定，则其它相关参数：变压器匝比n(＝Np/Ns、)LLC的谐振频率最低工作频率fmin、最高工作频率fmax等值均确定，其中，fminfrfmax。

为保证电路在高压满载时能稳定工作，谐振频率fr一般较接近电源的最低工作频率fmin。对于LLC电路拓扑，工作频率f越接近谐振频率fr，电源的工作效率越高。当LLC电路进入降压区时，电源的工作频率ffr；此时，输出电压越低，电路的工作频率f就越大，其偏离谐振频率fr也越多，由变压器和电感等器件产生的损耗就越大。

对于低压输出时，由于其输入输出传输特性，电源为了维持输出电压恒定，在空载和轻载情况下均处于断续状态。当输出电压接近下限电压时，电源会处于严重的断续状态，此时其输出纹波很大。当给电源加以重载时其才会进入连续模式；而进入连续模式后，电源仍以接近最大频率fmax工作，电源的损耗很大，其散热要求更高。

发明内容

本发明的目的是提供一种LLC电路，以解决现有LLC电路在宽电压输出应用时，低压输出频率远离谐振频率而使整机损耗增大的问题。

为实现上述目的，本发明的LLC电路包括依次连接的逆变电路、谐振电路、变压器和整流电路，所述变压器副边绕组的两端连接整流电路形成第一电压输出，所述变压器副边绕组的两端之间设有一个分接头，该分接头与所述变压器副边绕的两端中的其中一端连接整流电路形成第二电压输出。

所述整流电路为三相全桥整流电路，所述分接头连接整流电路中间相，副边绕组两端分别连接两相的桥臂，副边绕组其中一端通过开关连接，当开关闭合时，电路处于高压段；开关断开时，电路处于低压段。

所述开关为继电器或可控交流开关。