[发明专利]一种基于双变压器的半桥-全桥组合式LLC谐振直流变换器

说明书

本发明实施例公开了一种基于双变压器的半桥‑全桥组合式LLC谐振直流变换器，包括第一至第四开关管，第一至第五电容，第一至第六整流二极管，第一、第二隔离变压器，滤波电感。在全桥变换器结构的基础上，加入第二变压器及第一、第二电容，构成半桥结构，两种结构在副边均采用全桥整流电路，并共用其中一对二极管，第二变压器的副边非同名端加入了LC串联，与励磁电感形成了LLC谐振。采用本发明，具有无环流损耗特点，可以在宽输入电压范围内实现高效率能量转换，在宽负载范围内实现开关管软开关。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种基于双变压器的半桥-全桥组合式LLC谐振直流变换器。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展，直流变换器是电气系统电能转换和电力传输的重要组成部分，被广泛应用于通信、航空航天、交通运输、新能源充电等辅助电源领域。而LLC变换器又是当下直流变换器里被广泛应用的一种，相对于其他的直流变换器，LLC谐振变换器有着高效率、高功率密度、开关数量少等优点，但是传统的LLC谐振变换器通常有如下缺点：原边存在环流损耗，需要随着输入电压的变压改变开关频率，不利于闭环控制的设计，变换器在轻载的时候可能会失控，不适合应用于宽范围输出。

因此，如何提供一种解决上述问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种基于双变压器的半桥-全桥组合式LLC谐振直流变换器，用于解决在宽输入电压范围内实现高效率能量转换，在宽负载范围内实现开关管软开关的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于双变压器的半桥-全桥组合式LLC谐振直流变换器,包括第一至第四开关管，第一至第五电容，第一至第六整流二极管，第一、第二隔离变压器，谐振电感，其中，所述第一、第二电容串联后并联在直流电源的正负输出端，所述第一、第三开关管串联后正向并联在直流电源的正负输出端，所述第二、第四开关管串联后同样正向并联在直流电源的正负输出端，所述第一变压器初级绕组的非同名端与所述第三电容串联后与第二、第四开关管的连接点连接，所述第一变压器的同名端、所述第二变压器的同名端与第一开关管、第三开关管的连接点共同连接，所述第二变压器的非同名端与第一、第二电容的连接点连接；所述第一变压器的副边绕组的同名端与所述第一整流二极管的阳极、所述第四整流二极管的阴极连接，非同名端与所述第二变压器的副边绕组的同名端的连接点且与所述第二整流二极管的阳极、第五整流二极管的阴极连接，所述第二变压器的副边绕组的非同名端与所述谐振电感、第四电容串联后与述第三整流二极管的阳极、第六整流二极管的阴极连接，所述第一整流二极管的阴极、所述第二整流二极管的阴极、所述第三整流二极管的阴极与所述滤波电容的一端相连接，所述第五电容的另一端与所述第四整流二极管的阳极、所述第五整流二极管的阳极、所述第六整流二极管的阳极相连。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明在变压器的原边，采用了与移相全桥变换器相同的控制方式，在变压器的滞后桥臂，引入第二变压器和分压电路，构造出了半桥拓扑结构，在第二变压器的副边串联谐振电容、谐振电感构成LLC谐振，能够消除原边的环流损耗，在仅使用了滤波电容的结构下，降低了输出纹波，提升了变换器的功率密度，移相控制可以使得LLC谐振电路持续工作在谐振工作点，提升转化效率，并可在宽负载范围内实现零电压开关，在宽输入电压变化范围内工作。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于双变压器的半桥-全桥组合式LLC谐振直流变换器的整体电路结构示意图；