[实用新型]一种LLC谐振变换器

说明书

本实用新型公开一种LLC谐振变换器，包括依次连接的全桥开关网络、谐振网络、变压器传输网络和整流滤波网络，谐振网络中的谐振电感L1、谐振电容C1与第一变压器T1、第二变压器T2的初级绕组的第一励磁电感L2、第二励磁电感L3串联连接，第一励磁电感L2或第二励磁电感L3并联有第一开关S1。本实用新型结构简单，通过在输出重载时将第一开关S1闭合，降低了电感系数k，同时减少了变压器的等效变比n，进而提高了重载条件下LLC谐振变换器的直流电压增益；在输出轻载时将第一开关S1打开，增加了接入LLC谐振变换器的变压器的数目，提高了电感系数k，同时增加了变压器的等效变比n，适当抑制了轻载工况下LLC谐振变换器的直流电压增益，同时增大了励磁电感。

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，具体涉及一种LLC谐振变换器。

背景技术

高效率与高功率密度是开关电源变换器一直以来追求的目标与发展方向。对于由功率器件组成的变换器电路，开关频率的提高会引起功率器件开关损耗的增加，最终导致变换器效率降低。特别是对于高频变换器，为了减小开关损耗，谐振软开关技术应运而生。

如图1所示，为现有谐振变换器，对于动力电池充电电源等典型的变功率输出变换器，其负载情况随充电过程的进行而明显改变。图2为典型的分段式充电曲线，在整个充电过程中，最大功率点P_max出现在恒压(Constant Voltage,CV)与恒流(Constant Current,CC) 模式切换时刻t1，其他阶段皆处于非满载工作状态，并且在恒压充电后期，将保持长时间的轻载运行。此时，存在两个问题，1)、LLC谐振变换器输出重载情况下直流增益偏低、输出轻载情况下直流增益偏高；2)、LLC谐振变换器输出轻载情况下变换效率降低。因此，获得一种能够解决上述问题的LLC谐振变换器十分重要。

实用新型内容

为了解决现有方案中存在的以上技术问题，本实用新型提供一种LLC谐振变换器，包括依次连接的驱动电路、谐振网络、变压器传输网络和整流滤波网络，全桥开关网络输入端与输入直流源相连，全桥开关网络的输出端通过谐振网络连接变压器传输网络输入端，所述变压器传输网络输出端连接整流滤波网络输入端，所述变压器传输网络包括第一变压器T1和与其串联的第二变压器T2；还包括第一开关S1，所述第一开关S1与所述第二变压器T2的励磁电感L3并联。谐振网络包括谐振电感L1和谐振电容C1，谐振电感L1、谐振电容C1与变压器传输网络的第一变压器T1、第二变压器T2的初级绕组的第一励磁电感L2、第二励磁电感 L3串联连接，整流滤波网络的输入端分别与第一变压器T1、第二变压器T2的次级绕组电性连接。第一开关S1的导通与关断是根据所述一种LLC谐振变换器的负载轻重而决定的。

所述驱动电路包括全桥开关网络，包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3 及第四开关管Q4，所述第一开关管Q1与所述第二开关管Q2相串联形成第一串联支路，所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4相串联形成第二串联支路，所述第一串联支路与所述第二串联支路相并联形成第一并联支路；第一开关管Q1与所述第二开关管Q2的连接点通过第一电感L1连接第一变压器T1的原边；所述第三开关管Q3与所述第四开关管Q4的连接点通过谐振电容C1连接第二变压器T2的原边。

整流滤波网络包括第一整流桥D1、第二整流桥D2，第一整流桥D1与第一变压器T1的次级绕组所连接，所述第二整流桥D2与第二变压器T2的次级绕组所连接，第一整流桥D1的输出正极与第二整流桥D2的输出正极相连接形成第一输出正极，第一整流桥D1的输出负极与第二整流桥D2的输出负极相连接形成第一输出负极。还包括第二电容C2，所述第二电容C2 的一端与第一输出正极相连接，第二电容C2的另一端与第一输出负极相连接。