[实用新型]LLC谐振型DC/DC变换器

说明书

本实用新型公开了一种LLC谐振型DC/DC变换器，包括三电平开关电路、谐振电路和N个功率单元，功率单元包括两台变压器和两个整流电路；谐振电路的谐振电容、谐振电感与所有变压器的原边绕组串联后接三电平开关电路的输入端；变压器包括两个副边绕组，在同一个功率单元中，第一变压器的第一副边绕组与第二变压器的第一副边绕组并接后第一桥式整流电路的输入端，第一变压器的第二副边绕组与第二变压器的第二副边绕组并接后第二桥式整流电路的输入端。本实用新型通过每个功率单元内的两组变压器原边串联和副边交错并串实现了每个变压器的每个绕组功率分摊和副边整流管的电压应力、电流应力减半，提高了电路的可靠性。

[技术领域]

本实用新型涉及DCDC变换，尤其涉及一种LLC谐振型DC/DC变换器。

[背景技术]

在大功率高压直流到直流变换领域，为了满足体积小、功率大、安全可靠的需求，需要隔离高功率密度的拓扑结构。LLC电路在谐振开关频率附近可以实现全负载范围的开关器件软开关，在高开关频率下实现较小的开关损耗。高开关频率可以减小磁性元器件体积，从而实现高功率密度。LLC电路在电力电子领域，应用也越来越广。但是在大功率应用场合，采用单一磁性元器件体积会加大，会导致整个产品的体积加大，不利于产品的整体设计。为了解决这一问题，可以采用多组分立磁性元器件进行组串，也可以采用多路拓扑进行组串，进行功率分摊输出。

多组分立磁性元器件组串和多路拓扑组串的难点在于多路组串的功率均衡、热设计、元器件应力设计。因为多路元器件的磁性器件很难做到完全一致，包括其他开关器件的寄生参数的差异等等，经常会导致几路组串功率单元的功率不均衡。功率不均衡会导致其中的过载的功率单元发热过大，带来器件损坏的风险，严重影响了整个电路的可靠性。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可靠性好的LLC谐振型DC/DC变换器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种LLC谐振型 DC/DC变换器，包括三电平开关电路，三电平开关电路包括逆变电路、谐振电路和N个功率单元，功率单元包括两台相同的隔离变压器和两个相同的桥式整流电路，所述的N为正整数；谐振电路的谐振电容、谐振电感与所有隔离变压器的原边绕组串联后接逆变电路的输出端；每台隔离变压器包括两个同样的副边绕组，在同一个功率单元中，第一隔离变压器的第一副边绕组与第二隔离变压器的第一副边绕组并接后第一桥式整流电路的输入端，第一隔离变压器的第二副边绕组与第二隔离变压器的第二副边绕组并接后第二桥式整流电路的输入端；第一桥式整流电路的输出端与第一桥式整流电路的输出端串接后作为功率单元的输出端。

以上所述的LLC谐振型DC/DC变换器，当N＞1时，所有功率单元的输出端并接。

以上所述的LLC谐振型DC/DC变换器，所述的逆变电路三电平逆变电路，包括分压电容、箝位电路和半桥逆变器，半桥逆变器的上臂和下臂各包括两个开关管，分压电容包括两个串接的、相同的电容，箝位电路包括两个二极管；分压电容接在逆变电路的两个直流输入端口之间，第一二极管的阳极接分压电容的中点，阴极接半桥逆变器上臂和两个开关管的连接点，第二二极管的阴极接分压电容的中点，阳极接半桥逆变器下臂和两个开关管的连接点；谐振电路的谐振电容、谐振电感与所有隔离变压器的原边绕组串联后，一端接分压电容的中点，另一端接半桥逆变器的上臂与下臂的连接点。

以上所述的LLC谐振型DC/DC变换器，所述的桥式整流电路包括四个二极管的桥式电路、输出电容和均压电阻，输出电容接在桥整流电路的两个输出端口之间，均压电阻与输出电容并接。

以上所述的LLC谐振型DC/DC变换器，包括复数个所述的三电平开关电路，复数个三电平开关电路的输入端并接，输出端并接。

本实用新型通过N个功率单元的原边串联，副边并联，实现每个功率单元的功率分摊。通过每个功率单元内的两组变压器原边串联和副边交错并串实现了每个变压器的功率分摊和副边整流管的电压应力、电流应力减半，提高了电路的可靠性。