[发明专利]LLC平衡

说明书

本发明涉及LLC平衡。一种转换器布置(C.5、C.7、C.8、C.9、C.11、C.12)，其具有至少两个单个LLC转换器(L)、每单个LLC转换器(L)的脉冲发生器(2)、和输出控制器(11)，其中每个脉冲发生器(2)都被配置为将开关脉冲供给至一个单个LLC转换器(L)，并且该输出控制器(11)被配置为使用开关频率控制和/或相移控制，以控制该脉冲发生器(2)，该转换器布置(C.5、C.7、C.8、C.9、C.11、C.12)包括负载平衡控制(7.5、7.7、7.8、7.9、7.11、7.12)，用于克服转换器布置(C.5、C.7、C.8、C.9、C.11、C.12)的不平衡负载。

本申请是2013年7月4日提交的、发明名称为“LLC平衡”的专利申请(申请号2013102787040)的分案申请。

技术领域

本发明涉及转换器布置，该布置包括至少两个单个LLC转换器、每个单个LLC转换器一个脉冲发生器，其中每个脉冲发生器都被配置为将开关脉冲供给至一个单个LLC转换器，并且输出控制器被配置为使用开关频率控制和/或相移控制以控制脉冲发生器。此外，本发明涉及用于操作所述转换器布置的方法。

背景技术

LLC谐振转换器越来越多地用于现代电源设计，由于它们在适度的(moderate)电路以高效率工作的能力和控制复杂性。此外，交织(interleaving)方法、即组合多个单个LLC谐振转换器(特别是并联连接)通常用于现代电源设计中，以增加每个单位最大输出功率、以分散功率损耗、以在轻负载操作中应用切相(phase shedding)并且以减少输入和输出滤波器的尺寸。诸如有效电流共享控制的附加措施通常是交织转换器所需的，以在单个转换器间平衡负载。使用并联连接的LLC转换器也需要负载平衡，尤其是如果基于经济和实践事物给出该谐振电路元件的标准部件值精确度(component value precision)(例如±5％)。不幸地，使用根据交织PWM转换器公知的共同有效电流共享方法对于并联连接的谐振转换器和/或LLC转换器具有一些主要缺点：平行的转换器的开关频率会彼此接近，但是不会完全相同，导致拍频效应(beat frequency effect)，这可能对EMI技术要求非常关键并且因此提供广泛的滤波。同样地，所期望的交织开关转换器的电流波纹消除效应将不会生效，再次使得更大的滤波器是必需的。由那些问题的促动，已经提出为交织LLC转换器实现负载平衡的数个变通方法(workarounds)(例如，在US 20090231887中)，但是这些方法与原始LLC转换器的性能相比，全部都有减少最终得到的LLC转换器布置的可靠性和实用性的缺点。

发明内容

本发明的目的是创造属于最初提到的技术领域的转换器布置，也就是说其能够克服不同的单个LLC转换器的不平衡负载，而维持该转换器布置的良好的可靠性、实用性和效率。

本发明的解决方案由权利要求1的特征指定。根据本发明，转换器布置，包括

·至少两个单个LLC转换器，

·每个单个LCC转换器一个脉冲发生器，其中每个脉冲发生器都被配置为将开关脉冲供给至一个单个LLC转换器，以及

·输出控制器，其被配置为使用开关频率控制和/或相移控制，以控制该脉冲发生器，该转换器布置包括负载平衡控制，用于控制该转换器布置的负载平衡。

在典型的实施例中，该转换器布置是LLC转换器布置。在优选的实施例中，每个单个LLC转换器都优选包括四个开关。在进一步优选的实施例中，该转换器布置包括输入电容器和输出电容器。该负载平衡控制优选地是有源负载平衡控制。

这种转换器布置具有优点：能够以可靠且便利的方式克服不同的单个LLC转换器的不平衡负载。

可以以各种方式来完成LLC转换器的电源。例如通过把它们直接连接至诸如AC或DC线之类的外部电源，或者通过提供外馈功率源并且将每个LLC转换器连接至那个功率源。