[发明专利]一种加辅助电路的全桥LLC谐振变换器

说明书

技术领域

本发明属于开关操作电源领域，涉及一种全桥LLC变换器，尤其是一种加辅助电路的全桥LLC谐振变换器。

背景技术

能源转换效率一直是人们关注的热点，其中功率转换器件作为电力行业效率转换的一个代表，被广泛应用在如开关电源，分布式电源，不间断电源等各个方面，传统的功率转换器件大多工作于硬开关状态具有开关损耗大，电压应力大，功率密度低，EMI大，转换效率低等诸多问题，而LLC谐振变换器则能很好的削弱或者解决这些问题。

LLC谐振变换器工作于软开关状态，减小开关损耗，提高变换器效率，为变换器高频化提供了可能性，进一步缩小变换器的体积和重量，提高变换器的功率密度和动态性能，同时改善电磁兼容。

另外，除了电能质量和效率一直是关注焦点外，现代社会对电源的供电稳定性，尤其是在针对精密仪器和大数据中心等，这种必须保证稳定工作的的场所，更是倍加关注。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种在电路输入电压短时间下降或断掉的情况下能继续高效、稳定工作的加辅助电路的全桥LLC谐振变换器。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种加辅助电路的全桥LLC谐振变换器，其特征在于，包括直流供电电源V1、全桥LLC变换电路和辅助电路；全桥变换电路包括开关电路、谐振网络、变压器TR以及输出整流滤波电路；开关电路的输入端接直流共供电电源V1，输出端通过谐振网络连接到变压器TR的原边绕组上，输出整流滤波电路的输入端接变压器TR的副边绕组，输出端为全桥LLC谐振变换器的输出端；辅助电路通过谐振网络与变压器TR的原边绕组相连。

本发明进一步的改进在于：

开关电路包括四个开关MOS管，每个开关MOS管均并联有体二极管和寄生电容；其中，开关MOS管Q1的漏极和开关MOS管Q2的源极与直流电源相连，开关MOS管Q1的源极和开关MOS管Q2的漏极相连，开关MOS管Q2的源极接地，开关MOS管Q3的漏极和开关MOS管Q4的源极与直流电源相连。

开关MOS管Q1的源极接直流供电电源V1的正极，开关MOS管Q2的漏极接直流供电电源V1的负极。

谐振网络包括主谐振沟槽和辅助谐振网络；主谐振沟槽包括谐振电感Lr、励磁电感Lm和谐振电容Cr1；辅助谐振网络包括谐振电感Lr、谐振电容Cr1、励磁电感Lm和辅助电容Cr2；其中，谐振电感Lr的一端连接在开关MOS管Q1和开关MOS管Q2之间的节点上，另一端依次串联励磁电感Lm和谐振电容Cr1，励磁电感Lm并联在变压器TR的原边绕组两端，谐振电容Cr1的另一端连接在开关MOS管Q3和开关MOS管Q4之间的节点上。

辅助电路包括辅助开关管Qf、并联在辅助开关管Qf漏极和源极上的体二极管Df和寄生电容Cf；辅助开关管Qf的漏极串接辅助电容Cr2后，并联在谐振电容Cr1两端。

输出整流滤波电路包括四个整流MOS管，每个整流MOS管均并联有体二极管和寄生电容；其中，变压器TR副边绕组与整流MOS管SR1的漏极和整流MOS管SR2的源极相连，整流MOS管SR1的源极和整流MOS管SR2的漏极相连，整流MOS管SR3的漏极和整流MOS管SR4的源极与变压器TR副边绕组相连，滤波电容Co和输出负载R并联在整流MOS管SR3的源极和整流MOS管SR4的漏极之间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明添加辅助电路，以利于实现转化效率高，电能质量稳定的应用，在变换器输入掉电或突降时，稳定输出电压，继续保持高效率的电能变换，保护精密用电设备。本发明增加辅助电路，在正常工作期间辅助电路对主电路没有任何影响，只有在hold-up时间内主电路原边电压器的电压突降或波动，无法满足输出需要时，辅助电路此时通过增加谐振电容Cr1的值提高增益向副边提供能量，保持输出端满足需求。本发明全桥LLC的结构，可以成分保证所有开关MOS管的零电压转换软开关。本发明辅助电路为一个电容和一个开关管组成，只需要简单的控制电路，该控制电路与主控制电路相互独立，不增加主控制电路的复杂度。

附图说明

图1是全桥LLC谐振变换器电路拓扑结构；

图2a是电路工作的波形图；b为hold-up时的LLC谐振电流和励磁电流波形；

图3是正常输出和hold-up输出波形。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：