[发明专利]电压变换装置、控制方法及供电设备

说明书

本申请提供一种电压变换装置、控制方法及供电设备，电压变换装置包括三相半桥电路、三相谐振电路、三相变压器、控制电路及切换单元。三相半桥电路包括三个开关桥臂。三相变压器中三个原边绕组的一端分别用于通过三相谐振电路接收三相半桥电路输出的电压，三相变压器中三个原边绕组的另一端相连接形成抽头。切换单元的一端连接抽头，切换单元的另一端连接地，或者连接三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点。响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制切换单元的第一端和切换单元的第二端导通。

技术领域

本申请涉及电力电子领域，尤其涉及一种电压变换装置、控制方法及供电设备。

背景技术

现有的三相交错并联LLC谐振拓扑结构中，多采用相屏蔽(Phase Shielding)的方式使得该拓扑结构基于负载的变化处于三相模式、两相模式或单相模式。

该拓扑结构工作于单相模式时，虽然开关管数量为单相，但是谐振电容、谐振电感，变压器，以及副边整流管还是两相工作模式的数量。如此，在单相模式下该拓扑结构的电源转换效率没有达到最优，进而该拓扑结构没有达到在全负载范围的高效率。因此，如何降低三相交错并联LLC谐振拓扑结构在单相模式下的损耗，以实现全负载范围的效率提升成为当前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电压变换装置、控制方法及供电设备，能够降低三相交错并联LLC谐振拓扑结构在单相模式下的损耗，以实现全负载范围的高效率。

第一方面，本申请提供一种电压变换装置，包括三相半桥电路、三相谐振电路、三相变压器、控制电路及切换单元；三相半桥电路包括三个开关桥臂；三相变压器中三个原边绕组的一端分别用于通过三相谐振电路接收三相半桥电路输出的电压，三相变压器中三个原边绕组的另一端相连接形成抽头；切换单元的一端连接抽头，切换单元的另一端连接地或者连接三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制切换单元的一端和切换单元的另一端导通。

可以理解，通过设置切换单元连接三个原边绕组所形成的抽头和地，或者连接三个原边绕组所形成的抽头和三个开关桥臂中任意一个开关桥臂的桥臂中点，使得电压变换装置能够以半桥LLC结构或者全桥LLC结构工作于单相模式。如此，电压变换装置能够减少谐振电容、谐振电感及变压器的使用，进而降低单相模式下的能量损耗，提升电源转换效率。如此，能够有利于实现电压变换装置在全负载范围的效率提升。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，电压变换装置能够工作在单相模式、两相模式及三相模式；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第一预设范围，电压变换装置工作于三相模式，控制电路控制三个开关桥臂正常工作；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第二预设范围，电压变换装置工作于两相模式，控制电路控制三个开关桥臂中任意两个开关桥臂正常工作；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率处于第三预设范围，电压变换装置工作于单相模式，控制电路控制三个开关桥臂中任意一个开关桥臂正常工作，或者，控制电路控制三个开关桥臂中任意两个开关桥臂正常工作；其中，第二预设范围的最大值小于第一预设范围的最小值；第三预设范围的最大值小于第二预设范围的最小值，第二预设范围的最小值为预设功率值。

可以理解，电压变换装置的输出功率或者输入功率是根据电压变换装置的负载功率对应变化的。当负载功率处于不同范围时，电压变换装置能够相应的切换至不同的工作模式，以实现电压变换装置在全负载范围的效率提升。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，切换单元为开关管，切换单元的第一端连接抽头，切换单元的第二端连接地，切换单元的第三端连接控制电路；响应于电压变换装置的输出功率或输入功率低于预设功率值，控制电路控制三个开关桥臂中一个开关桥臂正常工作，控制三个开关桥臂中另外两个开关桥臂中开关管关断，以及控制切换单元的第一端与切换单元的第二端导通。