[发明专利]一种具有均流特性的高效并联LLC谐振变换器

说明书

本发明涉及一种具有均流特性的高效并联LLC谐振变换器。包括输入直流电源U_in、变压器T₁、变压器T₂、耦合电感L_r1和L_r2、谐振电容C_r1、谐振电容C_r2、第一功率MOS开关管Q₁及其寄生二极管D₁和寄生电容C₁、第二功率MOS开关管Q₂及其寄生二极管D₂和寄生电容C₂、第三功率MOS开关管Q₃及其寄生二极管D₃和寄生电容C₃、第四功率MOS开关管Q₄及其寄生二极管D₄和寄生电容C₄、第一功率二极管D_s1、第二功率二极管D_s2、第三功率二极管D_s3、第四功率二极管D_s4、第一输出电容C_o、负载R_load。本发明通过将两LLC半桥谐振变换器并联，且将其谐振电容共用，谐振电感耦合，减小均流特性的误差源，实现均流、高效、高功率密度、低压大电流等功能。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电器及通讯电源（低压大电流）设计领域，特别是一种具有均流特性的高效并联LLC谐振变换器。

背景技术

随着能源和环境问题的日益严重，电动汽车越来越普及，而电动汽车的使用必然需要一台性能良好，高效可靠的电池充电器。目前，蓄电池的充电方式主要有恒压充电、恒流充电、恒压恒流充电、脉冲充电等，其中恒压恒流充电方式对电池性能维护最好，不易出现过充、欠充等问题，因此可以有效延长蓄电池的使用寿命。常见的充电拓扑有正激、Buck、Boost、串联谐振、并联谐振、串并联谐振等。而半桥 LLC 谐振变换器可以实现全负载和全输入电压范围内功率MOS开关管的 ZVS，副边二极管的ZCS，具有明显的优势。

半桥LLC谐振变换器具有高功率密度、高效率、低成本等优点，且适合低压大电流的输出。但单级半桥LLC谐振变换器在大功率的低压大电流输出的情况下，功率MOS开关管和变压器的电流应力大，对于变压器来讲，不利于变压器的散热，绕制以及功率密度的提高；现有的常用解决方法是将半桥LLC谐振变换器并联，以减小功率MOS开关管和变压器的电流应力，并提高效率。然而由于并联模块的参数具有不可避免的不一致性，并联模块间存在均流问题；目前对于均流问题的常用解决方法要么是增加功率器件来辅助均流，要么是增加均流控制策略。前者必将导致变换器成本的提升且不利于效率的提高，后者使得控制策略变得复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有均流特性的高效并联LLC谐振变换器，通过共用谐振电容Cr1和Cr2，耦合谐振电感Lr1和Lr2来减小两并联LLC半桥谐振变换器的因器件不一致性引起的误差源，因此该变换器具有较好的均流特性，能实现高效，高功率密度，低压大电流输出等功能。