[发明专利]一种准Z源LLC谐振变换器及其控制方法

权利要求书

1.一种准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，包括直流电源V_g、储能电感L₁、第一开关管S₁、第一二极管D₁、第二电容C₂、第一耦合变压器、桥臂开关管单元、LLC谐振单元、第二耦合变压器；

所述直流电源V_g的正极和储能电感L₁的一端相连，所述第一开关管S₁并联在直流电源V_g的负极和储能电感L₁的另一端之间，所述储能电感的另一端分别与第一二极管D₁的阳极和第二电容C₂的负极相连，所述第一二极管D₁的阴极与所述第一耦合变压器的原边的同名端相连，所述第一耦合变压器的副边与负载侧相连；

所述第二电容C₂的正极分别与所述第一耦合变压器的原边的异名端和所述桥臂开关管单元的输入端相连，所述桥臂开关管单元的输出端与所述LLC谐振单元的谐振腔相连，所述第二耦合变压器的原边并联在所述谐振腔的一侧，所述第二耦合变压器的副边与负载侧相连。

2.根据权利要求1所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，还包括第三电容C₃和第二二极管D₂，所述第一耦合变压器的副边的同名端与所述第三电容C₃的负极连接，所述第一耦合变压器的副边的异名端与第二二极管D₂的阳极连接，所述第三电容C₃的正极与所述第二二极管D₂的阴极连接。

3.根据权利要求1所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，所述变换器还包括第一电容，所述第一电容并联在直流电源的负极和第一二极管的阴极之间。

4.根据权利要求2所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，所述第一耦合变压器的原边与副边的绕组匝数比为1：n，其中，n根据变换器的电压增益取值。

5.根据权利要求1所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，所述桥臂开关管单元包括4个开关管，第一开关管和桥臂开关管单元中的4个开关管均反并联二极管和缓冲电容。

6.根据权利要求1所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，所述LLC谐振单元包括谐振电容、谐振电感和第二励磁电感，所述谐振电容、谐振电感和第二励磁电感串联形成谐振腔；所述第二励磁电感与所述第二耦合变压器的原边并联。

7.根据权利要求1所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，还包括桥式整流电路，所述第二耦合变压器的副边连接所述桥式整流电路的输入端，所述桥式整流电路的输出端连接所述负载侧。

8.根据权利要求5所述的准Z源LLC谐振变换器，其特征在于，第一开关管S₁和桥臂开关管单元中的4个开关管均采用N沟道的MOS管，每个开关管的栅极用来接收外部主控MCU产生的控制信号。

9.一种准Z源LLC谐振变换器的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制如权利要求7所述的准Z源LLC谐振变换器，包括如下步骤：

通过单极性的PWM+PFM控制方法，控制第一开关管和桥臂开关管单元中4个开关管的导通时间和频率，将频率控制在谐振点附近；

根据预先设置的桥臂开关管单元的死区时间，通过LLC谐振单元谐振，使桥臂开关管单元中4个开关管上的缓冲电容完全充放电，令桥臂开关管单元中4个开关管工作在零电压导通，令桥式整流电路中的第五二极管、第六二极管、第七二极管和第八二极管工作在零电流关断。