[发明专利]全桥LLC直流充电装置及其设计方法

说明书

本发明涉及电力电子技术技术领域，尤其涉及全桥LLC直流充电装置及其设计方法。所述装置包括：LLC谐振全桥变换器拓扑电路，所述拓扑电路包括：谐振变换模块；所述谐振变换模块包括：LLC谐振电路和高频变压器；所述高频变压器包括：第一变压器和第二变压器；所述第一变压器和第二变压器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谐振电路包括：励磁电感、谐振电感和谐振电容；所述励磁电感包括：相互串联的第一励磁电感和第二励磁电感；所述第一励磁电感为第一变压器的初级线圈自感；所述第二励磁电感为第二变压器的初级线圈自感。本发明能够实现两级可选的输出充电电压。

技术领域

本发明涉及电力电子技术技术领域，尤其涉及全桥LLC直流充电装置及其设计方法。

背景技术

目前电力电子技术已经发展到了很高的技术水平，在许多实际应用中，要求功率转换电路需要输出较宽的电压范围。

为了进一步提高能量利用效率，通过减小MOSFET开关管电压和电流在开通及关断过程中的交叠区来减小开关损耗，其实现方法可分为零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)。在直流充电系统中，LLC拓扑结构因具有宽电压输入输出范围、高功率密度、高效率的诸多优点，常常被设计作为中间转换电路。而且LLC拓扑结构可以同时实现零电流开关(ZCS)和零电压开关(ZVS)，减小传输过程中的损耗。

在某些特定的充电环境中，需要有不同电压等级可选的充电装置。

发明内容

本发明提供的全桥LLC直流充电装置及其设计方法，能够实现两级可选的输出充电电压。

一方面，本发明提供的全桥LLC直流充电装置，包括：LLC谐振全桥变换器拓扑电路，所述拓扑电路包括：谐振变换模块；

所述谐振变换模块包括：LLC谐振电路和高频变压器；

所述高频变压器包括：第一变压器和第二变压器；

所述第一变压器和第二变压器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谐振电路包括：励磁电感、谐振电感和谐振电容；

所述励磁电感包括：相互串联的第一励磁电感和第二励磁电感；

所述第一励磁电感为第一变压器的初级线圈自感；

所述第二励磁电感为第二变压器的初级线圈自感。

进一步地，所述拓扑电路，还包括：

软启动电路，用于减小所述装置启动时电压电流的冲击；

全桥逆变电路，用于将输入的直流电转换为交流电；

同步整流电路，用于减小高频变压器次级线圈上的损耗；

后级处理电路，用于减小同步整流电路输出的电压电流纹波。

更进一步地，还包括：驱动装置、切换开关、电压电流采集装置和控制器；

所述驱动装置的出入端与控制器的输出端相连，输出端与全桥逆变电路和同步整流电路相连；

所述切换开关与控制器的输入端相连；

所述电压电流采集装置的输入端分别与全桥逆变电路和后级处理电路相连，输出端与控制器的输入端相连；

所述控制器的输出端还与软启动电路相连；

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

所述切换开关，用于将输出电压的需求等级传输至控制器；