[发明专利]全桥LLC直流充电装置及其设计方法

权利要求书

1.一种全桥LLC直流充电装置的设计方法，其特征在于，所述装置，包括：LLC谐振全桥变换器拓扑电路，其特征在于，所述拓扑电路包括：谐振变换模块(3)；

所述谐振变换模块(3)包括：LLC谐振电路(3.1)和高频变压器(3.2)；

所述高频变压器(3.2)包括：第一变压器(T₁)和第二变压器(T₂)；

所述第一变压器(T₁)和第二变压器(T₂)的初级线圈在所述拓扑电路的原边相互串联，次级线圈在所述拓扑电路的副边相互并联；

所述LLC谐振电路(3.1)包括：励磁电感(L_m)、谐振电感(L_r)和谐振电容(C_r)；

所述励磁电感(L_m)包括：相互串联的第一励磁电感(L_m1)和第二励磁电感(L_m2)；

所述第一励磁电感(L_m1)为第一变压器(T₁)的初级线圈自感；

所述第二励磁电感(L_m2)为第二变压器(T₂)的初级线圈自感；

所述方法包括：

Step1、根据LLC谐振全桥变换器拓扑电路的已知参数值，计算所述装置的电压增益数据；

Step2、通过所述参数和增益数据，确认电感比值的最大值和初始值，并将电感比值的初始值作为当前电感比值；

Step3、将当前电感比值结合参数、电压增益数据，计算当前特征阻抗值、当前励磁电感值、当前临界特征阻抗值和当前最小工作频率值；

Step4、根据实现零电压开关的条件，计算励磁电感(L_m)的临界值；

Step5、结合励磁电感(L_m)的临界值、当前临界特征阻抗值、电感比值的最大值和工作频率预设值，确定运行范围；

Step6、判定当前电感比值、当前特征阻抗值、当前励磁电感值和当前最小工作频率值，是否在运行范围内：

若是，则至Step7；若否，则将电感比值的初始值减小后作为当前电感比值，循环执行Step3～6；

Step7、根据当前电感比值，计算LLC谐振全桥变换器拓扑电路的未知参数值。

2.根据权利要求1所述的全桥LLC直流充电装置的设计方法，其特征在于，所述拓扑电路，还包括：

软启动电路(1)，用于减小所述装置启动时电压电流的冲击；

全桥逆变电路(2)，用于将输入的直流电转换为交流电；

同步整流电路(4)，用于减小高频变压器(3.2)次级线圈上的损耗；

后级处理电路(5)，用于减小同步整流电路(4)输出的电压电流纹波。

3.根据权利要求2所述的全桥LLC直流充电装置的设计方法，其特征在于，还包括：驱动装置(6)、切换开关(7)、电压电流采集装置(8)和控制器(9)；

所述驱动装置(6)的输入端与控制器(9)的输出端相连，输出端与全桥逆变电路(2)和同步整流电路(4)相连；

所述切换开关(7)与控制器(9)的输入端相连；

所述电压电流采集装置(8)的输入端分别与全桥逆变电路(2)和后级处理电路(5)相连，输出端与控制器(9)的输入端相连；

所述控制器(9)的输出端还与软启动电路(1)相连；

所述驱动装置(6)，用于根据控制器(9)输出的控制指令，驱动全桥逆变电路(2)和同步整流电路(4)，从而生成可控PWM波形；

所述切换开关(7)，用于将输出电压的需求等级传输至控制器(9)；

所述电压电流采集装置(8)，用于采集所述拓扑电路中的电压电流信号并传输至控制器(9)；

所述控制器(9)，用于根据输出电压的需求等级和所述拓扑电路中的电压电流信号，生成控制指令。