[发明专利]一种基于LLC谐振的高频变压器并联电路

说明书

本发明公开了一种基于LLC谐振的高频变压器并联电路，包括多个并联的功率单元，每个功率单元包括：H桥1、H桥2、谐振电感Lr和N个变压器并联单元；H桥1的直流侧输入端1和输入端2分别连接直流母线V1的正极和负级；H桥2的直流侧输入端1和输入端2分别连接直流母线V2的正极和负级；H桥1的交流侧输出端3和输出端4分别连接变压器并联单元1～N的输入端1和输入端2；H桥2的交流侧输出端3连接谐振电感Lr的一端，谐振电感Lr的另一端连接变压器并联单元1～N的输出端3；H桥2的交流侧输出端4连接变压器并联单元1～N的输出端4。本发明可使用同一种变压器实现任意功率等级的扩容，且不增加额外的技术难度和成本。

技术领域

本发明涉及电子变换技术领域，更具体的说是涉及一种基于LLC谐振的高频变压器并联电路。

背景技术

随着新能源领域的发展，从事电力电子研发的公司日益增长，对测试电源的需求也日益增加，目前普遍遇到问题是现有的办公楼大都难以进入并摆放笨重的大功率测试电源设备，尤其是百千瓦等级以上的电源设备，而采用高频小型测试电源并联的成本又太高。大功率测试电源设备中大都采用工频变压器隔离方式，造成电源的体积和重量增加。采用高频双向隔离DCDC在体积和重量上比工频变压器更有优势，而随着开关频率的提高，单个高频变压器的容量受限，因此需对变压器进行并联扩容。

高频变压器的扩容方法有两种：第一种是变压器原副边分别并联，这样做的问题是，变压器的均流取决于变压器的加工工艺的一致性，而高频下影响均流的主要是变压器漏感，影响变压器漏感的因素较多，例如匝数、磁导率、绕制工艺、气隙等，此外还包含并联过程中的线路引入的额外电感量，因此这种方法几乎没有使用在高频变压器的并联扩容；第二种是高频变压器扩容方法在于一侧串联，另一侧并联，优点是变压器的均流和均压会非常一致，适合变压器并联数量较少的场合，但是变压器并联数量很多的时候，就需要平衡变压器数量与变压器的变比和绕线工艺，难度和成本都会大大增加。

因此，如何提供一种扩容结构简单、成本低的基于LLC谐振的高频变压器并联电路是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于LLC谐振的高频变压器并联电路，可使用同一种变压器实现任意功率等级的扩容，且不增加额外的技术难度和成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于LLC谐振的高频变压器并联电路，包括多个并联的功率单元，每个功率单元包括：H桥1、H桥2、谐振电感Lr和N个变压器并联单元；

所述H桥1的直流侧输入端1和输入端2分别连接直流母线V1的正极和负级；所述H桥2的直流侧输入端1和输入端2分别连接直流母线V2的正极和负级；所述H桥1的交流侧输出端3和输出端4分别连接所述变压器并联单元1～N的输入端1和输入端2；所述H桥2的交流侧输出端3连接所述谐振电感Lr的一端，所述谐振电感Lr的另一端连接所述变压器并联单元1～N的输出端3；所述H桥2的交流侧输出端4连接所述变压器并联单元1～N的输出端4。

进一步的，每个所述变压器并联单元均包括：谐振电容Cr和高频变压器T；所述谐振电容Cr的一端作为所述变压器并联单元的输入端1，谐振电容Cr的另一端连接到所述高频变压器T原边绕组的一端,所述高频变压器T的原边绕组另一端作为所述变压器并联单元的输入端2；所述高频变压器T的副边绕组的两端分别作为所述变压器并联单元的输出端3和输出端4。

进一步的，所述高频变压器T还具有均流绕组，各所述功率单元中的各所述高频变压器的均流绕组相并联，形成均流母线。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于LLC谐振的高频变压器并联电路，具有以下有益效果：

1)变压器的差异影响小：在本发明结构下，变压器可通过谐振电容阻抗自动均流，而变压器本身的漏感等影响可以忽略。