一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路，属于开关电源中充电桩模块技术领域，包括信号控制处理电路，还包括第一谐振变换电路、第二谐振变换电路、谐振电流检测电路、电容CL和电阻RL，第一谐振变换电路与第二谐振变换电路星型连接，第一谐振变换电路的Vi+输入端与第二谐振变换电路的Vi﹣输入端串联，且第一谐振变换电路的Vi+输入端与第二谐振变换电路的Vi﹣输入端串联后与GND端连接，第一谐振变换电路的第一输出端和第二谐振变换电路的第一输出端均与谐振电流检测电路的输入端连接。输入端连接。输入端连接。

【技术实现步骤摘要】
一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路


[0001]本技术涉及开关电源中充电桩模块
，更具体地说，涉及一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路。

技术介绍

[0002]目前业界在输出高压较大电流的充电桩模块，如500VDC/40A/20KW，采用的电源DCDC变换技术少数采用移相全桥技术，该技术变换效率相对稍低，体积较大，功率密度较低；如采用单一全桥LLC谐振DCDC变换，利用LLC全桥谐振电路中MOSFET全负载范围零压开关(ZVS)、开关频率小于等于谐振频率时通过增大励磁电感大大减小关断电流，且副边整流二极管几乎没有反向恢复，这些特点皆可提升转换效率，但存在输出端电流脉动较大，原边谐振槽电流较大，开关管因损耗较大而导致散热困难以及可靠性风险较大，且成本相对较高；采用高频星型LLC谐振可以有效降低输出脉动，降低功率的电应力，减少空间和降低成本，提升可靠性，使得工程实现上更可行，但两个高频星型LLC谐振组合时，典型的有输入输出都并联、输入串联输出并联、输入串联输出并联和串联切换的三种拓扑，都需要采用一些有效控制策略来保证两个高频星型LLC谐振变换的均流；对于输入串联输出串联的拓扑通常先保证两个星型LLC谐振的原边输入电压相等，如采用中点平衡法或其它有效控制策略；而对于两个高频星型LLC谐振组合变换的输出直接并联的拓扑或串并联切换的拓扑，在输出并联工作情况下，当谐振参数偏离中心值较大时，两路变换的输出电流仍差异明显，下面对现有两个高频星型LLC谐振输入串联输出并联的技术进行具体说明。
[0003]如图1所示两个高频星型LLC谐振DCDC组合变换电路结构，输入为正负400V串联，输出为500VDC/40A/20KW，当第一个星型谐振变换中的谐振电感偏离中心值为
‑
5％，而谐振电容偏离中心值
‑
5％时，第二个星型谐振中的谐振电感偏离中心值为+5％，而谐振电容偏离中心值+5％时，两个谐振变换在同一频率的驱动信号下，第一个星型谐振变换输出电流比第二个谐振变换输出电流约大1800％，第一个星型LLC谐振输出电流约38A，第二个星型LLC谐振输出电流约2A；两者差异很大，严重不均流，这将导致两个高频谐振变换功率开关管、二极管谐振电感及主变压器在损耗上差异很大，易导致电应力和热应力远超出设计的要求，很容易导致可靠性功率管或磁件损坏等可靠性问题。

技术实现思路

[0004]1.要解决的技术问题
[0005]针对现有技术中存在的问题，本技术的目的在于提供一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路，它通过对两个电流值的相对大小做比较计算出电流差值ΔI，ΔI＝Io1
‑
Io2，依据ΔI来调节两个星型LLC谐振变换的工作频率或调节有效占空度(如移相控制或调宽)，使得将两个高频星型LLC谐振变换输出电流均流，可有效解决现有技术中存在的问题，两个高频星型LLC谐振变换的输出电流基本相等，实现良好的均流性能，可有效解决图1中因参数离散所带来的重大可靠性隐患，降低功率管和磁件的功率容量、成本和空间尺
寸，具有高效率、低成本和高可靠性等优势。
[0006]2.技术方案
[0007]为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案：
[0008]一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路，包括信号控制处理电路，还包括第一谐振变换电路、第二谐振变换电路、谐振电流检测电路、电容CL和电阻RL，所述第一谐振变换电路与第二谐振变换电路星型连接，所述第一谐振变换电路的Vi+输入端与第二谐振变换电路的Vi﹣输入端串联，且第一谐振变换电路的Vi+输入端与第二谐振变换电路的Vi﹣输入端串联后与GND端连接，所述第一谐振变换电路的第一输出端和第二谐振变换电路的第一输出端均与谐振电流检测电路的输入端连接，所述谐振电流检测电路分别输出第一谐振电流信号ISE﹣S1﹣DSC和第二谐振电流信号ISE﹣S2﹣DSC与信号控制处理电路连接，所述信号控制处理电路输出第一谐振变换驱动信号与第一谐振变换电路连接，所述信号控制处理电路输入第二谐振变换驱动信号与第二谐振变换电路连接，所述第一谐振变换电路的第二输出端还分别与电容CL的输入端和电阻RL的输入端连接，所述电容CL的输出端和电阻RL的输出端连接，且电容CL的输出端和电阻RL的输出端连接后与GND端连接，并且电容CL的输出端和电阻RL的输出端连接后还与第一谐振变换电路形成回路，所述第二谐振变换电路的第二输出端与电容CL的输入端和电阻RL的输入端连接，所述第一谐振变换电路的第二输出端和第二谐振变换电路的第二输出端还连接V0端。
[0009]作为本技术的一种优选方案，所述第一谐振变换电路包括开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2、电容C3、第一变压器T1、第二变压器T2、第三变压器T3、第七电流互感器T7、第八电流互感器T8、第九电流互感器T9、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，所述第一谐振变换电路的Vi+输入端分别与开关S1的输入端、开关S3的输入端和开关S5的输入端连接，所述开关S1的输出端分别与开关S2的输入端和电感L1的输入端连接，所述开关S2的输入端与GND端连接，所述电感L1的输入端与电容C1的输入端连接，所述开关S3的输出端分别与开关S4的输入端和电感L2的输入端连接，所述开关S4的输入端与GND端连接，所述电感L2的输入端与电容C2的输入端连接，所述开关S5的输出端分别与开关S6的输入端和电感L3的输入端连接，所述开关S6的输入端与GND端连接，所述电感L3的输入端与电容C3的输入端连接，所述电容C1的输出端与第一变压器T1的原边绕组一端连接，所述第一变压器T1的原边绕组另一端分别与第二变压器T2的原边绕组一端和第三变压器T3的原边绕组一端连接，所述电容C2的输出端与第二变压器T2的原边绕组另一端连接，所述电容C3的输出端与第三变压器T3的原边绕组另一端连接，所述第一变压器T1的副边绕组一端与二极管D1的输入端连接，所述第二变压器T2的副边绕组一端与二极管D2的输入端连接，所述第三变压器T3的副边绕组一端与二极管D3的输入端连接，所述第一变压器T1的副边绕组另一端跟别与第二变压器T2的副边绕组另一端和第三变压器T3的副边绕组连接，所述二极管D4的输入端与二极管D1的输入端连接，所述二极管D5的输入端与二极管D2的输入端连接，所述二极管D6的输出端与二极管D3的输入端连接，所述电容CL的输出端、电阻CL的输出端、二极管D1的输出端、二极管D2的输出端和二极管D3的输出端均与V0端连接，所述第七电流互感器T7的原边绕组与第一变压器T1的原边绕组互感，所述第八电流互感器T8的原边绕组与第二变压器T2的原边绕组互感，所述第九电流互感器T9的原边绕组与第三变压器T3的原边绕组互感，所述第七电流
互感器T7的原边绕组两端与谐振电流检测电路连接，所述第八电流互感器T8的原边绕组两端与谐振电流检测电路连接，所述第九电流互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路，包括信号控制处理电路，其特征在于，还包括第一谐振变换电路、第二谐振变换电路、谐振电流检测电路、电容CL和电阻RL，所述第一谐振变换电路与第二谐振变换电路星型连接，所述第一谐振变换电路的Vi+输入端与第二谐振变换电路的Vi﹣输入端串联，且第一谐振变换电路的Vi+输入端与第二谐振变换电路的Vi﹣输入端串联后与GND端连接，所述第一谐振变换电路的第一输出端和第二谐振变换电路的第一输出端均与谐振电流检测电路的输入端连接，所述谐振电流检测电路分别输出第一谐振电流信号ISE﹣S1﹣DSC和第二谐振电流信号ISE﹣S2﹣DSC与信号控制处理电路连接，所述信号控制处理电路输出第一谐振变换驱动信号与第一谐振变换电路连接，所述信号控制处理电路输入第二谐振变换驱动信号与第二谐振变换电路连接，所述第一谐振变换电路的第二输出端还分别与电容CL的输入端和电阻RL的输入端连接，所述电容CL的输出端和电阻RL的输出端连接，且电容CL的输出端和电阻RL的输出端连接后与GND端连接，并且电容CL的输出端和电阻RL的输出端连接后还与第一谐振变换电路形成回路，所述第二谐振变换电路的第二输出端与电容CL的输入端和电阻RL的输入端连接，所述第一谐振变换电路的第二输出端和第二谐振变换电路的第二输出端还连接V0端。2.根据权利要求1所述的一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路，其特征在于，所述第一谐振变换电路包括开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、电感L1、电感L2、电感L3、电容C1、电容C2、电容C3、第一变压器T1、第二变压器T2、第三变压器T3、第七电流互感器T7、第八电流互感器T8、第九电流互感器T9、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5和二极管D6，所述第一谐振变换电路的Vi+输入端分别与开关S1的输入端、开关S3的输入端和开关S5的输入端连接，所述开关S1的输出端分别与开关S2的输入端和电感L1的输入端连接，所述开关S2的输入端与GND端连接，所述电感L1的输入端与电容C1的输入端连接，所述开关S3的输出端分别与开关S4的输入端和电感L2的输入端连接，所述开关S4的输入端与GND端连接，所述电感L2的输入端与电容C2的输入端连接，所述开关S5的输出端分别与开关S6的输入端和电感L3的输入端连接，所述开关S6的输入端与GND端连接，所述电感L3的输入端与电容C3的输入端连接，所述电容C1的输出端与第一变压器T1的原边绕组一端连接，所述第一变压器T1的原边绕组另一端分别与第二变压器T2的原边绕组一端和第三变压器T3的原边绕组一端连接，所述电容C2的输出端与第二变压器T2的原边绕组另一端连接，所述电容C3的输出端与第三变压器T3的原边绕组另一端连接，所述第一变压器T1的副边绕组一端与二极管D1的输入端连接，所述第二变压器T2的副边绕组一端与二极管D2的输入端连接，所述第三变压器T3的副边绕组一端与二极管D3的输入端连接，所述第一变压器T1的副边绕组另一端跟别与第二变压器T2的副边绕组另一端和第三变压器T3的副边绕组连接，所述二极管D4的输入端与二极管D1的输入端连接，所述二极管D5的输入端与二极管D2的输入端连接，所述二极管D6的输出端与二极管D3的输入端连接，所述电容CL的输出端、电阻CL的输出端、二极管D1的输出端、二极管D2的输出端和二极管D3的输出端均与V0端连接，所述第七电流互感器T7的原边绕组与第一变压器T1的原边绕组互感，所述第八电流互感器T8的原边绕组与第二变压器T2的原边绕组互感，所述第九电流互感器T9的原边绕组与第三变压器T3的原边绕组互感，所述第七电流互感器T7的原边绕组两端与谐振电流检测电路连接，所述第八电流互感器T8的原边绕组两端与谐振电流检测电路连接，所述第九电流互感器T9的原边绕组两端与谐振电流检测电路连接。
3.根据权利要求2所述的一种高频星型LLC谐振组合变换充电桩电路，其特征在于，所述第二谐振变换电路包括开关S7、开关S8、开关S9、开关S10、开关S11、开关S12、电感L4、电感L5、电感L6、电容C4、电容C5、电容C6、第四变压器T4、第五变压器T5、第六变压器T6、第十电流互感器T10、第十一电流互感器T11、第十二电流互感器T12、二极管D7、二极管D8、二极管D9、二极管D10、二极管D11、二极管D12，所述第一谐振变换电路的Vi+输入端还分别与开关S7的输入端、开关S9的输入端、开关S11的输入端、GND端和第二谐振变换电路的Vi﹣输入端连接，所述开关S7的输出端分别与开关S8的输入端和电感L4的输入端连接，所述开关S8的输入端与GND端连接，所述电感L4的输入端与电容C4的输入端连接，所述开关S9的输出端分别与开关S10的输入端和电感L5的输入端连接，所述开关S10的输入端与GND端连接，所述电感L5的输入端与电容C5的输入端连接，所述开关S11的输出端分别与开关S12的输入端和电感L6的输入端连接，所述开关S12的输入端与GND端连接，所述电感L6的输入端与电容C6的输入端连接，所述电容C4的输出端与第四变压器T4的原边绕组一端连接，所述第四变压器T4的原边绕组另一端分别与第五变压器T5的原边绕组一端和第六变压器T6的原边绕组一端连接，所述电容C5的输出端与第五变压器T5的原边绕组另一端连接，所述电容C6的输出端与第六变压器T6的原边绕组另一端连接，所述第四变压器T4的副边绕组一端与二极管D7的输入端连接，所述第五变压器T5的副边绕组一端与二极管D8的输入端连接，所述第六变压器T6的副边绕组一端与二极管D9的输入端连接，所述二极管D10的输出端与二极管D7的输入端连接，所述二极管D11的输出端与二极管D8...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑大成，温治权，
申请(专利权)人：深圳市华瑞新能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：