[发明专利]一种提高LLC拓扑电源输出参数及合理利用的方法及电路

说明书

本发明涉及多通道LLC谐振拓扑电源电路的合理利用，采用串联独立电感LLC拓扑谐振，50%脉宽付边双波整流、电容滤波基本电路；选择输出通道数及电压电流匹配连接的基本结构；在变压器付边通路上选择设置组合切换点。其有益效果是直流电源的智能化多规格内嵌合一，而实现多规格输出；有效降低冗余功率，直接应用智能化控制，实现多工况下的输出电压电流及功率的订制性能要求。节能环保。

技术领域

本发明涉及开关电源电路，特别涉及多通道LLC谐振拓扑电源电路的合理利用。

背景技术

直流开关电源是按直流提供输出电压、输出电流及输出功率的有源功率变换电子设备。

现有技术中，通用电子测试设备行业一般采用多个独立直流电源单元，或附加直流变换器单元，以提供多通道直流输出。其中每一个单元的输出电压、输出电流及输出功率，均按固定的工况设计在额定值或限定值点上，相应的设定值点在最大值下有限窄幅范围内可向下设定；但输出电压、输出电流及输出功率之间是互相对应限制的，因此其设备的电压电流与功率相互之间的容量储备，多数场合下无法利用，浪费极大，成为固定的冗余储备；如果针对生产或批量测试的设备采用此类模式应用，则十分不经济且技术落后。

例如，某便携测试设备用于野外作业，在相同功率下两个独立额定区段工作，具体要求是：工况1是[200-250V,1-10A,2.5KW]，工况2是[100-125V,2-20A,2.5KW]；其中工况1电流无需20A，相反工况2电压无需250V；如果按两种工况合并后最大参数[250V,20A]设计，则设备总功率达到5KW，比原设备实际要求大了一倍。

在锂电池小型动力应用中，常常会选用中功率0.5-2KWH的锂电池组，但配合动力电机的成本设计依赖于电压，于是相关品类电池组电压等级繁多，诸如：36V/48V/60V/72V/96V，所以当某商业用途同时兼容选用2-3个额定电压品种的电池组时，其换电系统的通用充电电源就需要按智能电池协议约定的电压电流，完成相关的值点设定及流程，实现标充或快充。

在1KWH左右动力电池应用行业，充电器功率一般选择200-1500W，但智能化系统要求充电器能满足不同规格的锂电池充电规范，其中额定电压包括48V、60V、72V，额定容量可选择，也即对应输出电流可智能设定；如某智能动力锂电池组标准充电设备要求为：

工况1是 [PC：(0.01C,39-47V)，CC：(0.1C,48-54V，CV：(54.3V,0.02C)]，48V25Ah，500W

工况2是 [PC：(0.01C,48-57V)，CC：(0.1C,58-66V，CV：(66.8V,0.02C)]，60V20Ah，500W

工况3是 [PC：(0.01C,60-71V)，CC：(0.1C,72-82V，CV：(83.5V,0.02C)]，72V15Ah，500W

参数中，输出电流限制值以电池额定安时容量C的百分比系数表达，C常用10/20/30Ah，充电控制采用三段式，PC是预充段、CC是恒流段、CV是恒压段；上述三种工况合并同时考虑48V25Ah电池的0.4C快充电流时，电压电流的范围均急剧放大为（39-82V，0.2-10A），功率达到820W而超过各独立工况的功率设计值500W。

常规的普通产品设计最简单的方法是将几个独立的标准电源装入设备内或分别安置在同一设备内而采用不同的输出接点端子或接插件由用户自行连接，技术显然十分落后。

如进一步在相关输出部分，针对不同规格自动电子连接装置按智能化要求设计，则技术水平会有所提高，但因内部安置多个独立标准电源，显然其成本、空间都造成极大浪费。