[发明专利]利用主动式平衡的交错式LLC变换器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求由Rick L.Barnett等人于2010年12月17日提交、标题为“INTERLEAVED LLC CONVERTER USING ACTIVE BALANCING”的美国临时申请序列第61/424,351号的优先权，在此通过引用并入其全部内容。

技术领域

本发明总的来说涉及电感器-电感器-电容器(“LLC”)功率变换器，特别是，涉及多个交错式LLC功率变换器。

背景技术

LLC功率变换器正成为功率变换系统的重要部分。LLC功率变换器与其它功率变换器相比具有一些优点。这些优点可包括高效率、在整个输出负载范围内初级开关上的零电压切换、和较低的电磁发射。LLC功率变换器还可在比许多其它形式的功率变换器高的切换频率下工作，这可继而降低LLC功率变换器中的磁性元件的大小。

在一些应用中，LLC功率变换器可被交错。交错功率变换级可提供附加输出功率能力，同时使输入和输出滤波电容最小。然而，当将LLC功率变换器交错时，也可引起缺点。将LLC功率变换器交错时的一个缺点是当谐振元件匹配不当时不能在功率级信道之间共享电流。失配可能是由例如由制造或温度变化引起的值的差异而导致的。

发明内容

在一个方面，本公开内容提供一种交错式LLC变换器。在一个实施例中，所述LLC变换器包括：(1)多个LLC功率信道，所述多个LLC功率信道中的每个具有独立功率输入；和(2)补偿控制器，所述补偿控制器被构造为主动地调整独立功率输入，以使输出电压和电流电平基本匹配所述多个LLC功率信道的给定负载条件和通用工作频率。

在另一方面，提供一种操作具有第一LLC功率信道和第二LLC功率信道的LLC变换器的方法。在一个实施例中，所述方法包括：(1)在第一LLC功率信道的第一LLC功率级从第一独立功率输入产生第一DC功率输出；(2)在第二LLC功率信道的第二LLC功率级从第二独立功率输入产生第二DC功率输出；(3)主动地调整第一功率输入和第二功率输入，以使输出电压和电流电平基本匹配第一LLC功率级与第二LLC功率级之间的给定负载条件和通用工作频率；和(4)将第一DC功率输出和第二DC功率输出交错，以提供用于所述LLC变换器的输出功率。

在又一方面，本公开内容提供一种电源。在一个实施例中，所述电源包括：(1)具有第一LLC功率级和第一专用电源的第一LLC功率信道，所述第一专用电源被构造为产生用于第一LLC功率级的第一独立功率输入；(2)具有第二LLC功率级和第二专用电源的第二LLC功率信道，所述第二专用电源被构造为产生用于第二LLC功率级的第二独立功率输入，其中，第一LLC功率级和第二LLC功率级的输出被交错，和(3)补偿控制器，所述补偿控制器被构造为主动地调整第一独立功率输入和第二独立功率输入，以使输出电压和电流电平基本匹配第一LLC功率级和第二LLC功率级的给定负载条件和通用工作频率。

附图说明

现在对结合附图进行的以下描述进行论述，在附图中：

图1是根据本公开内容的原理构造的交错式LLC功率变换器的实施例的框图的图示；

图2是根据本公开内容的原理构造的交错式LLC功率变换器的另一个实施例的示意图的图示；

图3示出了根据本公开内容的原理构造的两个交错式LLC功率变换器的输出电压的示例的曲线图；

图4是根据本公开内容的原理构造的LLC功率变换器的另一个实施例的框图的图示；

图5是根据本公开内容的原理构造的LLC功率变换器的另一个实施例的框图的图示；以及

图6是根据本公开内容的原理执行的、操作交错式LLC功率变换器的方法的实施例的流程图的图示。

具体实施方式

本公开内容对将主动式平衡技术用于交错式LLC变换器的多个功率信道进行描述。主动式平衡技术可通过下述方式补偿多个交错的功率级信道之间的相对偏差，即，主动地调制用于功率信道的LLC功率级的独立功率输入，直到发电厂输出电压和电流匹配给定工作条件为止。独立功率输入是专用于每个特定的LLC功率级的功率输入。在一个实施例中，独立功率输入是专用于每个LLC功率级的电压电平。独立功率输入可通过改变功率信道的现存预调节器的输出来调制。这样，在一些实施例中，不需要附加调节级。