[发明专利]交错并联LLC谐振变换器的均流方法及装置

说明书

本发明针对现有均流技术的不足，提出一种新型的交错并联LLC谐振变换器的均流方法及装置。多相交错并联LLC谐振变换器装置包括：由N个半桥LLC谐振变换器模块构成的多相交错并联LLC谐振变换器、N*(N‑1)/2个有源阻抗平衡单元及一个控制器，其中N等于2或3，所述有源阻抗平衡单元分别串接在每两相LLC谐振变换器模块之间，所述有源阻抗平衡单元的第一端和第二端与所连接的两相LLC谐振变换器模块的谐振电容以及原边地构成环路。通过改变串接在各相LLC谐振变换器模块之间的有源阻抗平衡单元的等效阻抗，使得各相LLC谐振变换器模块输出电流不受谐振元件参数偏差影响，可实现多相交错并联LLC谐振变换器输出均流。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域的开关电源技术，涉及到一种新型多相交错并联LLC谐振变换器的均流方法及装置。

背景技术

LLC谐振变换器凭借其高效率、低EMI、高功率密度等优点在对变换器效率、功率密度要求高的场合得到了广泛的应用。而在大功率、大电流的应用场合中要求变换器具有更大的容量、更高的功率密度、更低的损耗，显然单相LLC谐振变换器已经无法满足要求。因此，通常采用多相交错并联LLC谐振变换器来减小输出电流纹波，提高输出功率。

然而由于LLC谐振变换器的电压增益与谐振器件的参数息息相关，在实际应用的多相并联系统中，由于制造工艺的偏差、环境变化引起参数变化等问题，各谐振元件难以避免的会存在差异，进而会导致各并联相之间的电压增益存在很大的偏差，从而导致每一相谐振变换器输出的负载电流大小不一，这将严重影响整个系统的效率、可靠性和使用寿命。

为了有效解决多相交错并联LLC谐振变换器各相不均流问题，同时提高整个系统的转换效率以及可靠性，针对多相LLC谐振变换器的均流问题提出行之有效的方案是一项非常具有实际意义和挑战性的工作。

发明内容

本发明针对现有均流技术的不足，提出一种新型的交错并联LLC谐振变换器的均流方法及装置。

本发明的交错并联LLC谐振变换器的均流方法的步骤为：

步骤一：在变换器启动过程中，通过检测并比较各相输出电流的大小，通过控制电路确定各模块之间的超前滞后关系：依次将输出电流大的模块作为超前相，输出电流小的模块作为滞后相，并控制各相LLC谐振变换器模块的相位差获得较优的电流输出纹波抵消效果：即当模块并联数N＝2时，控制LLC谐振变换器模块的相位差为90°，当模块并联数N＝3时，控制LLC谐振变换器模块的相位差为60°或120°.

步骤二：当变换器进入稳态后，根据输出电压反馈信息或输出总电流信息调节同步调节各相LLC谐振变换器模块的频率，实现输出电压稳压或输出总电流稳流，同时根据反馈的每两相LLC谐振变换器模块的输出电流偏差分别调节其对应的有源阻抗平衡单元的等效阻抗，实现各相LLC谐振变换器模块输出电流均流。

根据本发明提出的多相交错并联LLC谐振变换器的均流方法得到的实现装置包括：

由N个半桥LLC谐振变换器模块构成的多相交错并联LLC谐振变换器、N*(N-1)/2个有源阻抗平衡单元及一个控制器，其中N等于2或3，所述有源阻抗平衡单元分别串接在每两相LLC谐振变换器模块之间，所述有源阻抗平衡单元的第一端和第二端与所连接的两相LLC谐振变换器模块的谐振电容以及原边地构成环路。

优选的，所述有源阻抗平衡单元包括一个辅助电感，一个辅助电容和两个MOS管构成的双向开关；所述辅助电感的第一端为有源阻抗平衡单元的第一端，辅助电感的第二端连接辅助电容的第一端，辅助电容的第二端接双向开关的第一端，双向开关的第二端为有源阻抗平衡单元的第二端。