[发明专利]用于宽输出电压范围大功率充电器的LLC电路及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于宽输出电压范围大功率充电器的LLC电路及其控制方法，该LLC电路包括变压器、第一至第四二极管、开关器件和开关器件控制电路；变压器的次级包括四个依次串联的绕组，在电池电量不足一半时，开关器件处于断开状态，由第一、第二绕组和第一、第二二极管构成全波整流电路输出电压；当电池电量超过满电的一半时，电池MCU向开关器件控制电路输出一高电平信号，使开关器件控制电路控制开关器件导通，从而将第三绕组、第三二极管、第四绕组和第四二极管接入电路，而第一、第二二极管反向截止，由第一、第三绕组和第三二极管，连同第二、第四绕组和第四二极管构成全波整流电路输出电压。

技术领域

本发明涉及充电器电路技术领域，具体涉及一种用于宽输出电压范围大功率充电器的LLC电路及其控制方法。

背景技术

近年来随着人工智能产品的兴起，作为动力的锂电池需求也在直线上升，随之动力锂电池的充电器需求量也在上升。锂电池的电压范围较宽，每一节的电压可以从1V～4.2V，一个20串的电池包电压范围可以从20V～84V。对于这种超宽范围的输出电压，目前的LLC电路充电器是很难满足其要求的，因为目前的充电器常用的电路结构为反激电路，输出电压可以通过调节占空比来实现，虽然输出范围可以做得非常宽，但因功率小即输出电流小导致充电时间过长，已无法满足现如今快充的需求。

近年来，虽然大功率LLC电路被用在了充电器上，但LLC电路不适合做宽输出电压范围，因为LLC为变频控制方式，其电路工作在谐振频率或附近效率才是最优的。宽输出电压使得LLC电路的增益变化非常大，频率变化也非常大而远离谐振频率，导致谐振腔环流和关断电流都非常大，从而导致电路工作效率低。所以目前针对宽输出范围电压的充电器设计是，输出分段设计成几个充电器，但这样不仅成本高而且不方便携带。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提出一种用于宽输出电压范围大功率充电器的LLC电路及其控制方法，以解决目前的大功率LLC电路工作效率低且无法实现超宽电压输出范围的问题。

本发明为达上述目的提出以下技术方案：

一种用于宽输出电压范围大功率充电器的LLC电路，包括变压器、第一至第四二极管、开关器件以及开关器件控制电路；所述变压器的初级绕组串联谐振电容和谐振电感，次级绕组包括第一至第四绕组，第三绕组第一端连接第三二极管的正极，第三绕组第二端连接第一绕组第一端，第一绕组第二端连接第二绕组第一端，第二绕组第二端连接第四绕组第一端，第四绕组第二端连接第四二极管的正极，第一二极管的正极连接于第三绕组第二端与第一绕组第一端之间，第二二极管的正极连接于第二绕组第二端与第四绕组第一端之间；第一二极管与第二二极管的负极连接在一起形成第一取电点，第三二极管与第四二极管的负极连接在一起形成第二取电点，所述开关器件串联于所述第一取电点与所述第二取电点之间；第一绕组第二端与第二绕组第一端之间引出一点作为零电位点；所述开关器件控制电路的输出端连接于所述开关器件的控制端，用于在满足预设条件时通过接收来自电池MCU的一高电平信号使所述开关器件导通；其中，所述预设条件是电池的电压超过满电状态电压的一半；当电池的电压不超过满电状态电压的一半时，所述开关器件处于断开状态，所述LLC电路的输出电压取自于所述第一取电点与所述零电位点之间；当电池的电压超过满电状态电压的一半时，所述开关器件导通，使得第一二极管和第二二极管反向截止，所述LLC电路的输出电压取自于所述第二取电点与所述零电位点之间。

本发明另还提出一种电路控制方法，用来控制前述用于宽输出电压范围大功率充电器的LLC电路，包括：当电池的电压超过满电状态电压的一半时，向所述开关器件控制电路输出一高电平信号，以使所述开关器件控制电路控制所述开关器件导通。

本发明的有益效果在于：在大功率充电器中使用该LLC电路，能够在保证工作效率不下降的同时，无需采用输出分段式多个充电器的模式，也能满足宽输出电压的要求。

附图说明