[发明专利]一种反向可调频升压三相双向LLC谐振变换器

说明书

本发明提供了一种双向三相LLC谐振变换器，包括原边电路、LLC谐振网络、高频变压器和副边电路，LLC谐振网络包括连接在原边侧的谐振电容Cra、Crb、Crc，励磁电感Lma、Lmb、Lmc和连接在副边侧的谐振电感Lra、Lrb、Lrc，本方案能够解决现在全频率段反向工作电压增益小于1从而反向只能降压不能升压的技术问题，而且不增加多余的谐振器件数量。

技术领域

本发明涉及领域电力电子谐振软开关技术领域，具体涉及一种反向可调频升压三相双向LLC谐振变换器。

背景技术

三相双向谐振变换器具备软开关，损耗小，功率密度高等优点被广泛应用。但在双向宽范围调压问题上还存在不足。

传统三相双向LLC如图1所示，谐振电感和谐振电容都在原边侧，正向工作时随频率变化增益曲线会有大于1的频率段，正向工作可以通过PFM（脉冲频率调制：英文全称为Pulse frequency modulation）控制升压；其反向工作电压增益曲线如图4，全频率段电压增益均小于1，PFM控制反向工作只能降压无法实现升压。

此外,现有双向三相对称CLLC谐振变换器如图2，该电路是在传统三相双向LLC的基础上进行改进的，其中变压器的原副边均有电感和电容组成的谐振腔，无论变换器正向运行还是反向运行，交流等效电路几乎一致，正反向均可实现电压增益大于1。但该拓扑并未广泛应用的原因是，在实际工程应用中，通常是基于基波分析法设计电路，这给谐振腔的参数设计带来较大的麻烦，而且变换器在实际运行时，变压器副边的谐振腔会折算到变压器原边，影响电压增益，并且存在多个增益峰值点，这给变换器控制方法的设计带来诸多麻烦。由于变压器原副边均有谐振电容的存在，也使得实现开关管ZVS 导通的工作频率范围缩小很多，这同样限制了该拓扑在宽调压场合的应用。这个拓扑也存在谐振器件多的问题。

发明内容

本发明目的是提供一种双向三相LLC谐振变换器，能够解决现在全频率段反向工作电压增益小于1从而反向只能降压不能升压的技术问题，而且不增加多余的谐振器件数量。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种反向可调频升压三相双向LLC谐振变换器，包括原边电路、LLC谐振网络、高频变压器和副边电路，所述LLC谐振网络包括连接在原边侧的谐振电容Cra、Crb、Crc，励磁电感Lma、Lmb、Lmc和连接在副边侧的谐振电感Lra、Lrb、Lrc。

所述原边电路包括原边母线电容C1和原边三相半桥开关电路，所述副边电路包括副边母线电容C2和副边三相半桥开关，所述高频变压器包括A相变压器、B相变压器和C相变压器，三个变压器原边第一端分别对应与所述原边电路三个桥臂中点连接，三个变压器副边第一端分别通过谐振电感与副边电路三个桥臂中点连接，所述谐振电容Cra连接在A相变压器第二端和B相变压器第二端之间，Crb连接在B相变压器第二端和C相变压器第二端之间，Crc连接在A相变压器第二端和C相变压器第二端之间，所述励磁电感Lma、Lmb、Lmc分别对应并联在三个变压器的原边，所述谐振电感Lra、Lrb、Lrc分别连接在三个变压器副边第一端和对应的副边电路桥臂中点，三个变压器副边第二端连接在一起。