[发明专利]一种宽负载宽增益的交错并联型LCLC谐振变换器

说明书

本发明公开了一种宽负载宽增益的交错并联型LCLC谐振变换器，包括输入直流源、两个原边逆变网络、两个第一谐振电感、两个第一谐振电容、两个第二谐振电感、两个第二谐振电容、两个变压器、副边整流网络、输出滤波电容和输出负载，采用变频加移相的混合控制方式实现宽负载条件下的宽电压增益。第二谐振电容与第二谐振电感串联得到的等效励磁电感可调，低频时等效励磁电感较小利于高电压增益的实现，高频时等效励磁电感较大利于提升工作效率。最大开关频率为谐振频率，此频率下通过调整两个模块间的相位进一步拓宽电压增益，整个工作范围内都可以保证原边开关管的零电压开通和副边整流管的零电流关断，有利于高效率和高功率密度的实现。

技术领域

本发明涉及电力电子变换器技术领域，具体涉及一种宽负载宽增益的交错并联型LCLC谐振变换器。

背景技术

随着环境污染和能源匮乏问题的日益加重，可再生能源越来越受到人们的重视，国家也开始大力发展和推进新能源发电技术以及新能源汽车，但是应用于这些场合的电力电子变换器都需要具有较宽的增益范围。因此，为了能够高效地利用可再生能源、减少能源浪费，需要一种能够实现宽增益调节范围同时具有较高工作效率和功率密度的电力电子变换器。

近年来，谐振变换器因其软开关特性引起了大量的关注和重视，特别是LLC串联谐振变换器得到了快速的发展和广泛的应用。但是LLC谐振变换器由于自身的谐振特性，它只有工作在谐振点附近时整体效率较有优势，并不适用于要求宽电压增益范围的场合。

基于传统LLC谐振变换器，国内外学者提出了一系列的改进措施来追求宽电压增益和高效率的同时实现。这些改进措施大体可以分为两类：拓扑结构的改进和控制策略的改进。

对拓扑结构的改进包括改进原边开关网络来调整注入谐振腔方波的幅值和脉宽，从而拓宽系统电压增益，这种方法多用于新能源发电等宽输入的场合。如公开号为CN108429465A的专利说明书公开的全桥三电平LLC谐振变换器、公开号为CN108233719A的专利说明书公开的Boost与LLC级联电路，这类方案都可以简化谐振腔参数的设计，同时可以使得LLC电路始终工作在谐振点附近，但是一般都需要增加额外的开关器件，控制策略相对复杂。

对拓扑结构的改进还包括对谐振腔结构的改进。如公开号为CN108667300A的专利说明书公开的激磁电感可变的LLC谐振变换器，这种方案可以有效地提升轻载效率，但是对增益范围的拓宽作用有限。

对控制策略的改进的方案有：公开号为CN108258910A的专利说明书公开的基于传统全桥结构进行全桥工作模式和半桥工作模式的切换、公开号为CN107196512A的专利说明书公开的将变频控制、移相控制以及间歇控制相结合来拓宽增益等。这类方案可以有效地拓宽增益范围，但是均存在突变的模式切换，可能会带来过冲的问题，而且参数设计时需要考虑不同模式下增益的连续性。

为了拓宽电压增益范围同时保证较高的整体工作效率，现有对传统LLC谐振变换器的改进措施均存在一定的局限性，因此急需一种新的改进拓扑来实现高效率下的宽电压增益。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，基于传统LLC谐振变换器拓扑结构，本发明提供了一种宽负载宽增益的交错并联型LCLC谐振变换器，可以在宽负载情况下实现宽电压增益。