[发明专利]带功率因数校正的全桥LLC软开关谐振充电器及控制方法

权利要求书

1.一种带功率因数校正的全桥LLC软开关谐振充电器，其特征在于，所述充电器包括PFC电路、LLC全桥电路和控制模块；所述控制模块分别与所述PFC电路、所述LLC全桥电路和待充电的锂电池连接；所述PFC电路的输入端与外置电源连接，输出端与所述LLC全桥电路的输入端连接；所述LLC全桥的输出端与所述锂电池相连接；

所述控制模块，用于控制所述PFC电路和所述LLC全桥电路工作向所述锂电池进行充电；

所述PFC电路为采用Boost有源功率因数校正器的主功率电路，由整流电路和Boost变换器组成；所述整流电路将输入的正负交替的交流电转换成无负值的馒头波型直流电；Boost变换器采用预设占空比，将馒头波型直流电的电压变换成的母线直流电压，并保证输入侧电感电流呈现与输入电压波形包络线一致的正弦电流；

所述LLC全桥电路包括逆变网络、谐振网络和整流网络；所述逆变网络包括主功率MOS管Q₁、Q₂、Q₃和Q₄，Q₁和Q₃串联，Q₂和Q₄串联，且Q₁和Q₃之间与Q₂和Q₄之间通过所述谐振网络桥接；所述谐振网络包括串联的谐振电感L_r、励磁电感L_m和谐振电容C_r。

2.根据权利要求1所述的一种带功率因数校正的全桥LLC软开关谐振充电器，其特征在于，所述整流电路为桥式整流电路；所述Boost变换器包括电感、MOS管、输出二极管、滤波电容、负载电阻、输入采样电路、比较器电路、输出电压取样电路、误差放大器电路和乘法器；

所述整流电路的输出端与所述电感串联，所述电感的另一端分别与MOS管的D极和输出二极管的阳极相连，输出二极管的阴极与滤波电容和负载电阻相连；负载电阻的一端为所述PFC电路的输出端Vo，负载电阻的另一端与滤波电容的阴极及MOS管的源极S接到整流电路的输出负极；MOS管的栅极与迟滞比较器的输出端相连；输入电压取样电路两端分别连接所述整流电路和乘法器，迟滞比较器的同相输入端连接乘法器，反相输入端连接整流电路的输出正极；输出采样电路连接误差放大电路的反相输入端，误差放大电路的同相输入端为预设参考电压。

3.根据权利要求2所述的一种带功率因数校正的全桥LLC软开关谐振充电器，其特征在于，所述逆变网络包括：主功率MOS管Q₁、Q₂、Q₃和Q₄，Q₁、Q₂、Q₃和Q₄分别对应的体二极管D₁、D₂、D₃和D₄，Q₁、Q₂、Q₃和Q₄分别对应的漏源极之间的寄生电容C₁、C₂、C₃和C₄；所述整流网络包括；主功率变压器Tr、输出整流二极管D_R1和D_R2、输出滤波电容C_f，负载电阻R_ld；所述整流网络和所述谐振网络组成LLC谐振腔。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种带功率因数校正的全桥LLC软开关谐振充电器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取所述谐振电感L_r、所述励磁电感L_m和所述谐振电容C_r；

根据所述谐振电感L_r和所述谐振电容C_r计算第一谐振频率，所述谐振电感L_r、所述励磁电感L_m和所述谐振电容C_r计算第二谐振频率；

根据所述第一谐振频率和所述第二谐振频率确定目标开关频率，以使所述目标开关频率大于所述第二谐振频率并且不大于所述第一谐振频率；

控制第一开关组与第二开关组以所述目标开关频率交替互补导通；所述第一开关组包括Q₁和Q₄，所述第二开关组包括Q₂和Q₃。