[发明专利]一种基于切换开关的双向LLC谐振变换器

摘要

本发明提供了一种基于切换开关的双向LLC谐振变换器。它包括三个主要部分，即单向LLC谐振变换部分、切换开关网络部分、稳压放电部分。单向LLC谐振变换部分作用是通过控制MOSFET开关频率，将直流电转换成到相应的高频交流电；切换开关网络部分作用是进行电路充放电功能转换；稳压放电部分作用是在电路充放电结束后对电路进行放电，保证电路不带电。本文利用切换开关设计出的双向LLC电路，通过开关K1和K2闭合，其他开关断开，DC/DC变换器根据控制器触发信号对电池进行充电；通过开关K3和K4闭合，其他开关断开，进行电池升压放电。通过K5闭合，其他开关断开，进行稳压电容放电。这种方式使用的可控开关器件少，辅助器件少，使得电路结构较为简单、稳定。

主权项

一种基于切换开关的LLC充放电电路，其特征在于，包括三个主要部分，即：单向LLC谐振变换部分、切换开关网络部分、稳压放电部分。单向LLC谐振变换部分作用是通过控制MOSFET开关频率，将直流电转换成到相应的高频交流电；切换开关网络部分作用是进行电路充放电功能转换；稳压放电部分作用是在电路充放电结束后对电路进行放电，保证电路不带电。具体的说，主要包括输入直流源DCS、第一功率MOS开关管M1、第二功率MOS开关管M2、谐振电容Cr、谐振电感Lr、高频隔离变压器T1及其漏感Lm、第一功率二极管D1、第二功率二极管D2、稳压电容C、稳压电感R、开关K1、带有辅助二极管的开关K2、带有辅助二极管的开关K3、开关K4、开关K5、负载动力电池BAT；所述变压器由漏感Lm、原边绕组Np、副边中心抽头输出绕组Ns1和Ns2构成；所述输入直流源DCS正向输出端连接第二功率MOS开关管M2的源级、开关K1、带有辅助二极管的开关K3、高压隔离变压器T1的漏感Lm及其原边绕组Np；所述开关K1连接开关K4、第一功率MOS开关管M1的漏级；所述第一功率MOS开关管M1的源级连接谐振电容Cr、开关K1和K4、第二功率MOS开关管M2的漏级；所述第二功率MOS开关管M2的漏级连接谐振电容Cr、第一功率MOS开关管M1；所述谐振电容Cr连接谐振电感Lr、第一功率MOS开关管M1的源级、第二功率MOS开关管M2的漏级；所述谐振电感Lr连接谐振电容Cr、谐振电感Lr、变压器原边绕组Np的同名端及其漏感Lm；所述变压器副边中心抽头输出绕组Ns1的同名端连接第一功率二极管D1的正极；所述变压器副边中心抽头输出绕组Ns1的异名端连接变压器副边中心抽头输出绕组Ns2的同名端；所述变压器中心抽头输出绕组Ns2的同名端连接稳压电容的阴极、稳压电感R、负载动力电池的阴极；所述中心抽头输出绕组Ns2的异名端连接第二功率二极管D2的正极；所述第一功率二极管D1的负极以及第二功率二极管D2的负极连接第二功率二极管D2的负极、连接K2开关的辅助二极管的正极、稳压电容C、开关K5；所述开关K1连接开关K3、输入直流源正端、开关K4、第一功率MOS开关管漏级；所述开关K3连接输入直流源DCS的正端、开关K1；所述开关K4连接开关K1、第一功率MOS开关管M1的漏级、开关K2、负载动力电池BAT；所述开关K3连接其辅助二极管阴极、开关K1、输入直流源的正端；所述开关K5连接稳压电容C、稳压电感R、第一功率二极管D1的负极、开关K2的辅助二极管的正极。