[发明专利]一种LLC谐振变换器反向工作电路及设计方法

说明书

本发明公开了一种LLC谐振变换器反向工作电路及设计方法，包括两组全桥电路、谐振电容C_r、谐振电感L_r、励磁电感L_m和变压器T；两组全桥电路分别并联在变压器T的初级端和次级端，变压器T初级端的全桥电路接电源V_in；谐振电容C_r、谐振电感L_r和励磁电感L_m并联在变压器T的次级端，变压器T次级端的全桥电路接负载Re。通过确定变压器变比N、电路品质因数Q，确定电感比L_n的值，进而确定电路调频区间；得到变换器的最大增益和最小增益；判断电压增益是否满足设计要求；最终确定谐振电容C_r、谐振电感L_r和励磁电感L_m。该电路能实现软开关，有效提升变换器功率密度，适用范围广。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一直LLC谐振变换器反向工作电路及设计方法。

背景技术

双向DC-DC变换器在新能源发电技术和新能源汽车充电机上有较为广泛的应用。通常，双向DC-DC变换器按是否有变压器分隔离和非隔离两类。其中，桥式双向DC-DC隔离变换器更适合高压、大功率的场合。LLC谐振变换器由于其易于实现软开关，具有极高的效率和功率密度，且谐振器件较少，拥有非常广泛的应用。目前，LLC谐振变换器通常应用于单向工作场合。由于LLC谐振变换器正反向的不对称性，其在反向工作过程与正向工作有所区别。若LLC谐振变换器反向工作电路同样能够实现软开关并具有一定的调压能力，即可实现一种基于LLC的新型双向DC-DC变换器，其具有极高的效率和较少的谐振器件，且双向均有较宽的调压范围。因此，LLC谐振变换器反向工作电路的提出对双向DC-DC变换器有着十分重大的意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种LLC谐振变换器反向工作电路。通过对变换器电压增益进行分析，并结合反向工作时软开关实现条件和关断电流大小，提出了LLC谐振变换器反向工作电路的设计方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

本发明给出了一种LLC谐振变换器反向工作电路的设计方法，步骤如下：

步骤1，根据LLC谐振变换器反向工作电路的设计指标确定变压器变比N；

步骤2，根据电路电压增益曲线并结合电路对电压增益大小的需求初步确定电路品质因数Q；

步骤3，由电感比L_n关于品质因数Q的取值范围，确定电感比L_n的值；

步骤4，根据电路初级端开关管关断电流大小确定电路调频区间；

步骤5，由步骤4得到的调频区间，得到变换器的最大增益和最小增益；若电压增益不能满足设计需求，则返回步骤2调整品质因数Q或返回步骤4调整调频区间，直到电压增益满足需求；

步骤6，由步骤2、步骤3分别得到变换器品质因数Q和电感比L_n，确定谐振电容C_r、谐振电感L_r和励磁电感L_m。

本发明的一种LLC谐振变换器反向工作电路，包括两组全桥电路、谐振电容C_r、谐振电感L_r、励磁电感L_m和变压器T；两组全桥电路分别并联在变压器T的初级端和次级端，变压器T初级端的全桥电路接电源V_in；谐振电容C_r、谐振电感L_r和励磁电感L_m并联在变压器T的次级端，变压器T次级端的全桥电路接负载Re。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：