[发明专利]一种双向三电平三相交错LLC变换器及其控制方法

说明书

本发明适用于电子电力功率变换技术领域，提供一种双向三电平三相交错LLC变换器及其控制方法，双向三电平三相交错LLC变换器包括并联的多个三电平三相交错LLC电路，每个所述三电平三相交错LLC电路均包括：原边电路、LLC谐振电路、隔离变压电路以及副边电路，所述原边电路、所述LLC谐振电路、所述隔离变压电路以及所述副边电路依次电连接；所述原边电路包括三相交错的原边三相全桥单元，所述LLC谐振电路包括三相谐振单元，所述隔离变压电路包括与所述三相谐振单元对应连接的三个变压器，所述副边电路包括三相的副边三相全桥单元。本发明实施例的使用范围广泛、成本低、电压应力更强。

技术领域

本发明属于电子电力功率变换技术领域，尤其涉及一种双向三电平三相交错LLC变换器及其控制方法。

背景技术

在电气系统中实施电气隔离，既可以提高系统的安全性，还可以避免接地回路问题。目前，应用最广泛的软开关技术是LLC谐振变换器，LLC谐振变换器能够在谐振频率附近实现开关器件的零电压导通，且EMI干扰小，在DCDC变换领域受到广泛应用。但现有技术中，通常使用的两电平LLC谐振变换器只能用于电压等级不高的场合，例如单向DCDC变换场景，若用于电压等级稍高的场景或功率双向流动的场景，会需要换用耐压等级高的器件，如SiC等，这样会增加变换器成本。此外，半导体开关管电流应力大，导致损耗大，功率等级提升会受到限制，且输入输出直流侧电容的纹波电流大，电容寿命受到影响，甚至需要更多数量的直流侧电容。

发明内容

本发明实施例提供一种双向三电平三相交错LLC变换器，旨在解决现有的双向三电平三相交错LLC变换器存在成本较高，电压应力不够，难以适应多场景应用的问题。

本发明实施例是这样实现的，通过提供一种双向三电平三相交错LLC变换器，包括：并联的多个三电平三相交错LLC电路，每个所述三电平三相交错LLC电路均包括：原边电路、LLC谐振电路、隔离变压电路以及副边电路；

所述原边电路、所述LLC谐振电路、所述隔离变压电路以及所述副边电路依次电连接；

所述原边电路包括三相交错的原边三相全桥单元，所述LLC谐振电路包括三相谐振单元，所述隔离变压电路包括与所述三相谐振单元对应连接的三个变压器，所述副边电路包括三相的副边三相全桥单元，所述原边三相全桥单元的第一桥臂中点、所述原边三相全桥单元的第二桥臂中点以及所述原边三相全桥单元的第三桥臂中点对应与所述三相谐振单元电连接，所述副边三相全桥单元的第一桥臂中点、所述副边三相全桥单元的第二桥臂中点、所述副边三相全桥单元的第三桥臂中点一一对应与所述三个变压器的副边电连接。

更进一步地，所述原边电路还包括第一正极输入端、第一N端以及第一直流侧电容，所述第一直流侧电容的第一端与所述第一正极输入端电连接，所述第一直流侧电容的第二端与所述第一N端电连接。

更进一步地，所述原边三相全桥单元包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管以及第六开关管；

所述第一开关管的源极与所述第二开关管的漏极电连接，形成所述原边三相全桥单元的第一桥臂；

所述第三开关管的源极与所述第四开关管的漏极电连接，形成所述原边三相全桥单元的第二桥臂；

所述第五开关管的源极与所述第六开关管的漏极电连接，形成所述原边三相全桥单元的第三桥臂；

所述第一直流侧电容、所述原边三相全桥单元的第一桥臂、所述原边三相全桥单元的第二桥臂以及所述原边三相全桥单元的第三桥臂并联；其中，

所述第一直流侧电容的第一端与所述第一开关管的漏极、所述第三开关管的漏极、所述第五开关管的漏极电连接，所述第一直流侧电容的第二端与所述第二开关管的源极、所述第四开关管的源极、所述第六开关管的源极电连接。

更进一步地，所述三相谐振单元包括A相谐振单元、B相谐振单元以及C相谐振单元；其中，