[实用新型]一种基于变压器组合拓扑的电源电路

说明书

本实用新型公开了一种基于变压器组合拓扑的电源电路，输入电容Cin1和Cin2将母线分成两部分串联，输入电容Cin1通过第一谐振回路和第二谐振回路分别连接至输出电容Co1和Co2；输入电容Cin2通过第三谐振回路和第四谐振回路分别连接至输出电容Co1和Co2，第一谐振回路和第三谐振回路与输出电容Co1之间分别连接有整流网络，第二谐振回路和第四谐振回路与输出电容Co2之间分别连接有整流网络，通过合理的电路结构设计，解决了因为制作工艺限制无法保证变压器参数一致性带来的输入串联电容和输出电容不均压问题，进一步避免变压器原副边绕组的不均流问题，起到保护开关器件的作用。

技术领域

本实用新型属于电源电路技术领域，具体涉及一种基于变压器组合拓扑的电源电路。

背景技术

当今电源技术的发展趋势之一是高功率密度。提高功率密度的最有效方法是提高电源机箱的空间利用率。在大功率电源中，磁性元器件往往高度比较高，严重影响电源模块功率密度提高。为了降低高度，通常采用的方案是对电源模块的电感，变压器分裂成若干个串并联使用。

对于高压大功率电源，在降低高度的要求下，兼顾分散热点，变压器分裂方式一般有以下两种方式，(1)变压器原边串联，副边并联；(2)变压器原边并联，副边串联。

另外，一般来说通信电源、充电桩用电源模块均由PFC与DC/DC两级组成。三相市电经过PFC整流之后，母线电压可达800V左右，这样后级DC/DC电源斩波管需要采用1200V器件或者是采用650V器件(三电平拓扑)。另外一种解决方案是母线采用正负两组全桥串联方案，其优点是单边母线电压为400V，可以采用650VMOSFET斩波。LLC拓扑由于其原边开关管工作在ZVS区，副边整流二极管工作在ZCS区，副边不需要大滤波电感等优点，在通信电源与充电桩电源中应用广泛。

当采用LLC全桥拓扑串联时，由于变压器的制作工艺限制，励磁电感和漏感无法严格相等，从而带来以下问题：(1)输入串联电容不均压，(2)输出串联电容不均压；当严重不均压时会导致开关管、电容过压损坏。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种基于变压器组合拓扑的电源电路，能有效解决因为制作工艺限制无法保证变压器参数一致性带来的输入串联电容和输出电容不均压问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于变压器组合拓扑的电源电路，输入电容Cin1和Cin2将母线分成两部分串联，输入电容Cin1通过第一谐振回路和第二谐振回路分别连接至输出电容Co1和Co2；输入电容Cin2通过第三谐振回路和第四谐振回路分别连接至输出电容Co1和Co2，第一谐振回路和第三谐振回路与输出电容Co1之间分别连接有整流网络，第二谐振回路和第四谐振回路与输出电容Co2之间分别连接有整流网络，输入电容Cin1与第一谐振回路和第二谐振回路之间连接有第一斩波电路，输入电容Cin2与第三谐振回路和第四谐振回路之间连接有第二斩波电路。

所有谐振回路均包括变压器以及串联在变压器原边第一端的谐振电容和谐振电感，其中，第一谐振回路与第二谐振回路共用谐振电容和谐振电感，第三谐振回路与第四谐振回路共用谐振电容和谐振电感。

各谐振回路的变压器副边分别连接有全桥整流网络，副边第一端连接至全桥整流网络的第一桥臂，副边第二端连接至全桥整流网络的第二桥臂。

第一斩波电路和第二斩波电路为全桥斩波电路，其中：

第一斩波电路输入端与输入电容Cin1两端连接，谐振电感Lr11一端连接在第一斩波电路的第一桥臂，另一端通过谐振电容Cr11连接至变压器T11和T12原边第一端，变压器T11和T12原边第二端均连接至第一斩波电路的第二桥臂，变压器T11的原边第一端和原边第二端之间连接有励磁电感Lm11，变压器T12的原边第一端和原边第二端之间连接有励磁电感Lm12；