[发明专利]宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器及参数设计方法

权利要求书

1.一种宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器，其特征在于，在现有半桥LLC谐振变换器的基础上，采用陷波滤波器代替LLC中的谐振电感。

2.根据权利要求1所述的宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器，其特征在于，所述陷波滤波器包括陷波电容C_p、谐振电感L_r和陷波电感L_p，

陷波电容C_p和谐振电感L_r串联后再与陷波电感L_p并联形成陷波滤波器。

3.根据权利要求2所述的宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器，其特征在于，

所述CL-LLC谐振变换器包括：

直流输入电源的正极连接开关管S₁的漏极，开关管S₁的源极连接开关管S₂的漏极，开关管S₂的源极连接直流输入电源的负极；谐振电容Cr、变压器原边和陷波滤波器依次串联在开关管S₂的漏极和源极之间；变压器副边两端连接两个二极管的阳极，变压器副边中心抽头和两个二极管的阴极之间连接输出电容Co，负载电阻R_L和输出电容Co并联。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器，其特征在于，所述CL-LLC谐振变换器还包括驱动控制电路，所述驱动控制电路包括模数变换器ADC、数字PI控制器和PWM驱动电路，

将负载电阻R_L两端电压经模数变换器ADC转换后与电压给定值进行比较，比较结果送入数字PI控制器进行调节，调节结果经PWM驱动电路输出后，控制前级逆变器的开关频率；数字PI控制器的调节结果使直流输入电源电压发生改变时，负载电阻R_L两端电压不变；

所述逆变器为由开关管S₁和开关管S₂组成的半桥逆变电路。

5.一种宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器参数设计方法，基于权利要求3所述的宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器实现，其特征在于包括：

谐振频率的选择：

在谐振腔的阻抗为0时，设定谐振变换器的两个串联谐振频率为f_r1和f_r2；设定陷波滤波器的并联谐振点为f_rp；

为利用注入的三次谐波传递能量，使：

f_r2＝3f_r1，

f_rp＝2f_r1；

所述谐振腔由谐振电容Cr和陷波滤波器组成。

6.根据权利要求5所述的宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器参数设计方法，其特征在于，

在谐振腔的阻抗为0时，得到：

为简化分析，设定如下中间变量：

其中f_r0为谐振电感L_r与谐振电容C_r发生谐振时的频率；

将公式(2)代入公式(1)并求解得到：

7.根据权利要求6所述的宽范围输入电压的高阶CL-LLC谐振变换器参数设计方法，其特征在于，由公式(3)和(4)求解获得：

式中η为陷波系数，表示串联谐振频率为f_r1和谐振电感L_r与谐振电容C_r发生谐振时的频率之间的关系。