[发明专利]一种适合宽范围输出的LLC谐振变换电路及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种适合宽范围输出的LLC谐振变换电路及其方法。

背景技术

近年来随着新能源汽车的发展，在政策和利益的双向带动下，电动汽车充电机行业发展迅速，同时也带来电动汽车充电机需求和规格的快速变化和发展。目前电动汽车充电机的输出电压范围大致有两种，200V～500V和300V～750V。根据电动汽车类型和规格的不同，在选择充电机时需要费时选择，给电动汽车用户带来了不便的同时，也降低了电动汽车充电机的使用率。为此，有需求提出要统一充电机的输出电压范围为200V～750V，方便用户的同时，也可节省充电站成本投入、提高充电机利用率。

但超宽输出电压范围需求的提出，给充电机的设计带来了更大的挑战。为了在不增加或尽量少增加成本、不影响充电机的效率、以及不影响充电机的其它输出性能指标(如输出电压纹波等)的情况下达到超宽输出电压范围的目的。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种适合宽范围输出的LLC谐振变换电路。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种适合宽范围输出的LLC谐振变换电路及其方法，可有效拓宽电路的输出电压范围，增加一个切换开关、两颗分压电容，所占体积和发热都较小，对成本和性能影响很小。

为实现上述目的，本发明提供了一种适合宽范围输出的LLC谐振变换电路，包括输入电容、第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，第一全桥整流二极管、第二全桥整流二极管、第三全桥整流二极管、第四全桥整流二极管、谐振电容、谐振电感、谐振变压器、切换开关、第一分压电容和第二分压电容，第一分压电容和第二分压电容串联，第一分压电容和第二分压电容连接的端子再与切换开关的一端相连，所述的切换开关、第一分压电容和第二分压电容三者形成一个三端口网络；所述的三端口网络中两个与第一分压电容和第二分压电容相连的端子分别与输入电容的两端相连，三端口网络中与切换开关相连的端子与第一开关管、第四开关管组成的桥臂的中点相连，第一开关管、第四开关管组成的桥臂的中点依次连接谐振电容、谐振电感，谐振电感和第二开关管、第三开关管连接中点分别接于谐振变压器的其中两端，或者三端口网络中与切换开关相连的的端子与第二开关管、第三开关管组成的桥臂的中点相连，第二开关管、第三开关管组成的桥臂的中点依次连接谐振电容、谐振电感，谐振电感和第一开关管、第四开关管连接中点分别接于谐振变压器的其中两端；谐振变压器的另两端与第一全桥整流二极管、第二全桥整流二极管、第三全桥整流二极管、第四全桥整流二极管组成的全桥整流电路相连。

所述的第一分压电容和第二分压电容分压电容，可以是不参与谐振的大容值电容，也可以是参与谐振的小容值电容，所述小容值电容为电容值小于1uF的电容，所述大容值电容为电容值大于1uF的电容。

其变换方法为：在输出电压相对比较高时，当断开切换开关时，使得第一分压电容和第二分压电容脱离电路，则所述第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，第一全桥整流二极管、第二全桥整流二极管、第三全桥整流二极管、第四全桥整流二极管、谐振电容、谐振电感、谐振变压器构成全桥LLC谐振电路。

在输出电压相对比较低时，当闭合切换开关，与切换开关的一端连接的第一开关管、第四开关管)一直处于关断状态；则第二开关管、第三开关管、第一分压电容和第二分压电容、第一全桥整流二极管、第二全桥整流二极管、第三全桥整流二极管、第四全桥整流二极管、谐振电容、谐振电感、谐振变压器构成半桥LLC谐振电路。

本发明的在输出电压相对比较低时，使得工作电路的等效结构为半桥LLC方式；在输出电压相对比较高时，使得工作电路的等效结构为全桥LLC方式。其原理在于，全桥LLC电路的输出电压是同等条件下半桥LLC输出电压的两倍，如此，可有效拓宽电路的输出电压范围。

电路方面，相较于全桥LLC，本发明的电路需增加一个切换开关、两颗分压电容，所占体积和发热都较小，对成本和性能影响很小。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一实施例的结构示意图。

具体实施方式