[发明专利]一种LLC谐振变换器

说明书

本申请涉及电力电子技术领域，公开了本发明所提供的一种LLC谐振变换器，包括：谐振网络、有源钳位网络、第一变压器、第二变压器，谐振网络的第一输入端、第二输入端分别与有源钳位网络的第一输入端和第二输入端连接，有源钳位网络的第一输出端、第二输出端分别与第二变压器原边绕组的同名端和异名端连接，用于获取移相控制的目标驱动波以控制LLC谐振变换器的电压增益，并钳位第一变压器原边开关管的关断电流。由此，通过新增的有源钳位网络以移相调节的方式进行电压增益调节，避免通过调节开关管频率的方式导致开关管损耗增加，有源钳位网络可将第一变压器原边开关管的关断电流钳位至很小，进一步降低开关管损耗，提升系统效率和性能。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种LLC谐振变换器。

背景技术

LLC谐振变换器是一种隔离型的DC-DC变换器，由于其具备软开关性能，使用的元件较少，且具有良好的电磁干扰（EMI）性能，因此广泛应用于分布式发电和电动汽车等领域。

传统的LLC谐振变换器由桥式电路、谐振网络、变压器和整流电路等部分组成，目前，调节LLC谐振变换器的电压增益时，通常采用变频控制的方式进行调节，即，通过调节开关管的开关频率以调节LLC谐振变换器的电压增益，然而，为实现宽增益调压，需要对变换器进行宽频率范围调节，这会增加开关管的损耗，降低变换器的效率。

此外，LLC谐振变换器通常需要在开关频率大于谐振频率的情况下工作，此时，会导致变换器副边的整流二极管失去零电流关断（ZCS）的软开关性能，增加整流二极管的损耗。同时，变压器原边的开关管的关断损耗会随着关断电流的增大而提高，进而导致系统的整体性能和效率较低。

由此可见，如何在保证LLC谐振变换器实现宽电压增益的基础上，降低变换器中各开关管的损耗，降低变压器原边开关管的关断电流，提升系统效率和性能，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种LLC谐振变换器，可以实现宽范围调压，并降低LLC谐振变换器中各开关管的损耗，降低变压器原边开关管的关断电流，进而提升系统效率和性能。

为解决上述技术问题，本申请提供一种LLC谐振变换器，包括：谐振网络、有源钳位网络、第一变压器、第二变压器；

所述谐振网络的第一输入端与所述有源钳位网络的第一输入端连接所产生的公共端与电源的正极连接，所述谐振网络的第二输入端与所述有源钳位网络的第二输入端连接产生的公共端与电源的负极连接，所述谐振网络的第一输出端与所述第一变压器原边绕组的同名端连接，第二输出端与所述第一变压器原边绕组的异名端连接；

所述有源钳位网络的第一输出端与所述第二变压器原边绕组的同名端连接，第二输出端与所述第二变压器原边绕组的异名端连接，用于获取移相控制的目标驱动波以控制所述LLC谐振变换器的电压增益，并钳位所述第一变压器原边开关管的关断电流。

优选地，所述谐振网络包括：全桥开关网络和谐振槽电路；

所述全桥开关网络包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，所述第一开关管的漏极与所述第三开关管的漏极连接产生的公共端作为所述谐振网络的第一输入端，所述第一开关管的源极和所述第二开关管的漏极连接所产生的公共端与所述谐振槽电路的输入端连接；

所述第二开关管的源极与所述第四开关管的源极连接所产生的公共端作为所述谐振网络的第二输入端，所述第三开关管的源极和所述第四开关管的漏极连接；

所述谐振槽电路包括谐振电感、谐振电容和第一励磁电感，所述谐振电感、所述谐振电容和所述第一励磁电感依次串联，且所述谐振电容与所述第一励磁电感串联产生的公共端作为所述谐振网络的第一输出端，所述谐振电感的另一端作为所述谐振槽电路的输入端，所述第一励磁电感的另一端与所述第四开关管的漏极连接所产生的公共端作为所述谐振网络的第二输出端。