[发明专利]基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及充电机控制领域，尤其涉及一种基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路。

背景技术

全球能源日益紧张，温室效应、空气污染愈加严重，各国政府大力推进新能源技术发展。电动车作为新能量技术重要组成部分，须加快其充电设施及设备建设。而充电机建设要求高功率密度、高效率、高PF值、低THD。有源PFC 与全桥LLC全桥谐振电路组合可以很好满足要求。全桥LLC谐振电路具有出色的优点：在全负载范围内(包括轻载)，能实现零电压开关；工作频率小于等于谐振频率时，次边二极管实现零电流开关；次边二极管应力钳位为输出电压。但是，针对宽范围电压输出充电机，由于传统PFC采用固定电压输出，导致LLC谐振电路不是全输出电压范围内工作在较佳状态，严重限制了充电机的高效率。而且充电机不仅要求高效率，在实际设计过程中，还要考虑高PF值、低THD。

发明内容

本发明的目的在于通过一种基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路，其包括PFC主功率电路、LLC变换器、反馈电路及PFC控制电路；所述PFC主功率电路的电源端连接AC输入，所述PFC主功率电路的输出端与所述LLC变换器的输入端、所述PFC控制电路的取样端a1连接，所述PFC主功率电路的输入端连接所述PFC 控制电路的控制端c1；所述LLC变换器的输出端与所述反馈电路的取样端a2连接；所述反馈电路的输出端b2与所述PFC控制电路的输入端b1连接。

特别地，所述反馈电路包括第一信号转换电路、信号隔离电路及第二信号转换电路；所述第一信号转换电路的取样端a2连接LLC变换器；所述第一信号转换电路的输出端连接信号隔离电路；所述信号隔离电路连接所述第二信号转换电路，所述第二信号转换电路的输出端b2连接所述PFC控制电路。

特别地，所述PFC控制电路包括PFC控制芯片和取样比例调节电路；所述 PFC控制芯片的基准端Vref连接反馈电路；所述取样比例调节电路的取样端a1 连接PFC主功率电路的输出端；所述取样比例调节电路的输出端连接PFC控制芯片。

本发明提出的基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路中反馈电路实时对LLC变换器的输出电压VO2进行取样，将取样信号转换成PFC控制信号，通过PFC控制电路调节PFC主功率电路的输出电压VO1，使VO1实时跟踪 VO2。本发明在给定输入AC电压范围内都能保持高PF值、低THD，满足充电机相关标准。本发明可以有效的保证在宽输出电压范围内充电机工作在较佳状态，提高充电机效率。本发明采用硬件控制，与软件控制相比，结构简单、可靠性高、设计便捷、成本低。本发明通过可以确保LLC主功率工作在较佳状态，提高了充电机的效率和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路结构图；

图2为本发明实施例提供的基于PFC与LLC拓扑宽范围电压输出充电机控制电路工作原理框图；

图3为本发明实施例提供的反馈电路与PFC控制电路的电路连接关系图；

图4为本发明实施例提供的电压增益特性图；

图5为本发明实施例提供的开环控制框图；

图6a为本发明实施例提供的反馈电路中运放U3输出端的输出波形；

图6b为本发明实施例提供的反馈电路中比较器U2输入负端in2的波形；

图6c为本发明实施例提供的反馈电路中比较器U2的输出端O2占空比与输出电池电压关系图；

图6d为本发明实施例提供的运放U4输出电压幅值与输出电池电压关系图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。