[发明专利]变换器电路及其布局以及谐振变换器电路及其布局

说明书

相关专利申请的交叉引用

本申请为共同未决的美国专利申请No.13/090,925(由Haoyi Ye等在2011年4月20日提交且名称为“并联谐振变换器电路及其控制方法”)的部分继续申请，该美国专利申请No.13/090,925自身为另一美国专利申请No.12/394,571(由Haoyi Ye等在2009年2月27日提交且名称为“并联谐振变换器电路及其控制方法”)的继续申请，该美国专利申请No.12/394,571的状态为放弃且其自身依据美国法典第35部分第119条(a)款(35U.S.C.§119(a))主张要求中国台湾专利申请No.097109222(由Haoyi Ye等在2008年3月14日提交且名称为“并联谐振变换器电路及其控制方法”)的优先权及权益，以上专利申请的全部内容通过全部引用的方式并入于此。

技术领域

本发明一般性涉及具有多变压器和多整流器的交错式变换器电路，更特别是涉及一种谐振变换器，以及交错式LLC-SRC电路的多变压器和多整流器布局。

背景技术

LLC串联谐振变换器(LLC-SRC)已经被广泛地应用于多种电源装置中，这是由于它相对于其他类型的变换器具有多种优势。例如，其设计比较简单，并且可以在全载范围内实现原边MOS(金属氧化物半导体)的零电压开关(ZVS)运行和副边MOS的零电流开关(ZCS)运行，从而提高了系统效率。

然而，LLC-SRC的输出电流具有“半弦”的波形。并且，在开关频率小于谐振频率时，副边MOS的电流断续且峰值比较高，这不仅增加元件电流的预定/额定值，而且也增加了变换器的导通损耗。

传统的LLC-SRC具有输出电流纹波大的缺点。为了满足相对于传统PWM变换器相同的输出电压纹波以及满足电容的电流纹波要求，输出端需要并联耦接许多电容。要将LLC-SRC应用于强电流场合，有必要采用交错模式，即，将两个或N个LLC-SRC并联连接/交错。利用控制电路使各个LLC-SRC的开关错相90°或180°/N驱动，可以有效降低输出电流纹波并提高输出电流纹波的频率，从而减少输出电容的数目，降低功率开关元件的规格，以达到降低成本以及增加输出功率和功率密度的目的，同时仍具有LLC-SRC的ZVS和ZCS的优点。

并联交错式LLC-SRC适用于高功率及高电流的电源。并联交错式LLC-SRC主要是指一种两个或多个LLC-SRC的输出并联连接且耦接至共用输出滤波电容的变换器。当两个LLC-SRC交错时，有两种输入连接方式：一种是输入并联连接，其适用于低输入电压并且仅用于功率放大；另一种是输入串联连接，其中通常在输入之前耦接三相PFC。因此，使用具有较小电压应力的开关可以满足高输入电压的要求。在两相交错式LLC-SRC中，副边侧整流器输出的分布相对于共用输出电容对称，由此使两相中整流器的输出电流幅值相等，而相位相差90°。在叠加输出电流后，可以实现具有小纹波的输出电容输出电流。

然而，在实践中，将两相交错式LLC-SRC副边侧整流器输出传输到共用输出电容的导线的长度差异会在其中导致不同的寄生电阻和寄生电感，从而必然引起输出电流的不对称性。因此，在两相整流器输出电流中产生幅值和相位偏移，这导致输出电容的纹波电流的增加，使并联交错效果变差。

在低电压和强电流的应用中，由于产品规格的原因，每个并联交错式LLC-SRC可具有两个或更多个变压器。考虑到整流器MOS的电流应力限制和成本问题，每个LLC-SRC会具有两个或更多个对应的整流器。如果变压器和整流器的布局不合理，交错效果将会大大降低。

因此，本领域中存在目前未得到解决的需求从而引起以上所述的缺点及不足。

发明内容

本发明，在一个方面，涉及一种变换器电路。在一个实施例中，该变换器电路具有第一输出和第二输出，并包括第一变换器和第二变换器。

每个变换器包括：开关网络电路；第一变压器和第二变压器，每个变压器具有初级线圈以及至少一个次级线圈，其中所述开关网络电路与所述第一变压器和第二变压器的初级线圈彼此电性连接；以及第一整流器和第二整流器，其分别电性耦接至所述第一变压器和所述第二变压器的次级线圈，每个整流器具有第一输出和第二输出。