[发明专利]一种共用整流结构的单级调压变换电路及控制方法

说明书

本发明提出了一种共用整流结构的单级调压变换电路及控制方法。本发明系统包括直流电源、电容分压模块、谐振模块、交流滤波模块、储能电感、第一变压器、第二变压器、第一电能调节逆变模块、电能调节整流模块、第二电能调节逆变模块、负载模块、主控制器。本发明方法能使实现在高效能量传输的同时，实现调压功能；本发明的LLC和DAB电路共用副边整流电路，可以减少开关器件的数量，进一步地提高电路的效率，降低电路的成本。本发明采用移相控制方式，通过控制桥臂之间的移相角，保证所有开关管都为零电压开通的同时，调节功率传输。

技术领域

本发明涉及电力电子变换技术领域，特别涉及一种共用整流结构的单级调压变换电路及控制方法。

背景技术

近年来，LLC谐振变换器由于高效率，隔离型电路等特点，被广泛用于高效率隔离的应用场景中，例如光伏储能，新能源汽车，固态变压器和低压大电流应用场合等。当LLC谐振变换器以谐振频率工作时，其可以获得原边开关管的零电压开通(ZVS)和副边整流二极管的零电流关断(ZCS)，从而可以获得最高的能量转化效率。然而，当电路工作点偏离谐振工作点时，LLC谐振变换器的变压器环流将会增加，导致LLC原边电流增加，电路损耗增大，从而降低了转换效率。

因此，对于需要宽电压增益的应用，题为Two-Stage 48V-12V/6V-1.8V VoltageRegulator Module With Dynamic Bus Voltage Control for Light-Load EfficiencyImprovementC.Fei,et al，《IEEE Transactions on Power Electronics》， 2017,32(7):5628-5636(“具有轻载效率改善的动态母线电压控制的两级 48V-12V/6V-1.8V的电压调节器模块”，《IEEE学报——电力电子期刊》，2017年第32卷第7期5628-5636页)提出了两级转换结构。两级转换结构使用LLC谐振变换器作为LLC DCX(直流变压器)来实现电压隔离，使用非隔离的DC-DC 转换器作为第二级来调整电压增益。两级电路拓扑结构可以使电路实现最佳的性能，例如稳定的输出电压和轻载效率的改善；同时，为了实现系统总体的高效率，可以通过评估不同的中间总线电压对效率的影响来选择最佳的中间总线电压以最大化两级转换结构的整体效率。尽管两级转换结构更容易扩展且更简单，但是第二级降压转换器效率通常较低，从而使得两级转换结构效率较低。