一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器制造技术

本实用新型专利技术涉及可再生能源电源转换领域，具体涉及一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，包括直流输入电源V

【技术实现步骤摘要】
一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器


[0001]本技术涉及可再生能源电源转换领域，具体涉及一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器。

技术介绍

[0002]随着全球电力消费的增加和可持续发展的推进，可再生能源已成为电力生产的重要领域。在现有的技术中，太阳能转换或光伏(PV)设备被证明是一种有效的方法它已成为发展最快的可再生能源之一。因此，迫切需要针对这一具体应用的功率调节解决方案。我们可以采用提供控制和操作灵活性的模块化操作实现功率调节，其中一个重要组件是用于分离控制和转换的微转换器，而LLC变换器二次结构在光伏微变换器有广泛应用。
[0003]在谐振变换器系列中，LLC变换器在保持一定范围调节能力的同时，具有很高的效率。但也有其局限性，由于无源开关元件缺乏可控性，操作范围受到限制。因此，在固定频率工作时，为了扩大工作范围，需要增加双向交流开关，这在一定程度上无法达到使用电压倍频器减少元件数量的目的。因此，在次级桥整流网络中的电容器同时也充当谐振电容从而减少元件数量是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中的不足，本技术提供一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，该变换器对变压器的匝比要求更低，且在高于谐振频率时保持了LLC变换器的软开关优势，具体如下：
[0005]一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征是：它包括直流输入电源V
th
、输出电源V0、滤波电阻R
th
、电感L
m
、L
r/>、滤波电容C
in
、谐振电容C1、C2、C3、MOSFET Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6模块和与之对应的反并联二极管以及电容、变压器。
[0006]根据所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于所述的全桥LLC变换器模块由直流电源V
th
正极与MOSFET Q1的漏极串联；所述的MOSFET Q1与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q2同样与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q1的源极与MOSFET Q2的漏极连接在一起并形成并联支路；所述的MOSFET Q3同样与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q4同样与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q3的源极与MOSFET Q4的漏极连接在一起并形成并联支路；所述的变压器一次侧上端连接在MOSFET Q1的源极和MOSFET Q2的漏极之间；所述的变压器一次侧下端连接在MOSFET Q3的源极和MOSFET Q4的漏极之间；所述的谐振电感L
r
串联在变压器二次侧上端；所述的变压器二次侧上端连接在MOSFET Q5的源极和MOSFET Q6的漏极之间；所述的变压器二次侧下端连接在电容C1和电容C2之间；所述的MOSFET Q5与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q6与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的电容C3两端分别连在MOSFET Q5的漏极和MOSFET Q6的源级；所述的输出电源V0并联在电容C3两端。
[0007]根据所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于所述的倍压器模块由电容C1与电容C2串联后并联在MOSFET Q5和MOSFET Q6的串联支路上。
[0008]根据所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于所述的降低电路纹波和消除谐波模块由直流电源V
th
与滤波电阻R
th
串联；所述的滤波电容C
in
与电源和电阻的串联支路并联。
[0009]根据所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于所述的提供磁化电流续流并可充当电源模块由所述的磁化电感L
m
并联在变压器二次侧。
[0010]优选的，所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于采用电容C1与电容C2串联后并联在MOSFET Q5和MOSFET Q6的串联支路，对于全桥拓扑，通过将整个二次谐振槽短路至短路变压器二次侧从而来实现升压操作，通过替换路径，可以分割热量产生，减轻热压力，它也避免了对设备的过度压力和造成不平衡磨损，最终提高了设备的寿命。当实际输入电压低于标称电压时，使用升压操作。可以通过短路二次电源，使电感电流充电来实现。
[0011]优选的，所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于采用磁化电感L
m 在ZVS放电期磁化电流已被充电到峰值，可将充磁电感视为一个带有充磁电流峰值值的电流源，从而实现充电续流的作用。
[0012]优选的，所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于采用滤波电阻R
th
和滤波电容C
in
串并联在输入电源V
in
两端，从而起到降低电路纹波、消除谐波和防止短路过电流的作用。
[0013]本技术的有益效果：该变化器可以适应应用中所需的高电压转换比的要求，前端采用全桥整流网络，输出端采用倍压器，对变压器的匝比要求更低，且在高于谐振频率时保持了LLC变换器的软开关优势。同时允许更快的切换操作和避免反向恢复损失，从而减少损耗，替换路径减轻热压力也提高了设备的寿命。
附图说明
[0014]图1为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器的结构图。
[0015]图2为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器状态一的等效电路图。
[0016]图3为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器状态二的等效电路图。
[0017]图4为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器状态三的等效电路图。
[0018]图5为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器状态四的等效电路图。
[0019]图6为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器状态五的等效电路图。
[0020]图7为一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器状态六的等效电路图。
具体实施方式
[0021]结合图1、2、3、4、5、6、7说明本实施方式，本实施方式所述一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征是：它包括直流输入电源V
th
、输出电源V0、滤波电阻R
th
、电感L
m
、L
r
、滤波电容C
in
、谐振电容C1、C2、C3、MOSFET Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6模块和与之对应的反并联二极管以及电容、变压器。
[0022]根据所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于所述的全桥
LLC变换器模块由直流电源V
th
正极与MOSFET Q1的漏极串联；所述的MOSFET Q1与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征是：它包括直流输入电源V
th
、输出电源V0、滤波电阻R
th
、磁化电感L
m
、谐振电感L
r
、滤波电容C
in
、谐振电容C1、C2、C3、MOSFET Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6模块和与之对应的反并联二极管以及电容、变压器；所述的电源V0、MOSFET Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6模块和与之对应的反并联二极管以及电容、变压器、谐振电容C1、C2、C3构成全桥LLC变换器模块；所述的谐振电容C1、C2、MOSFET Q5和MOSFET Q6构成倍压器模块；所述的滤波电阻R
th
和滤波电容C
in
构成降低电路纹波和消除谐波模块；所述的磁化电感L
m
和变压器构成提供磁化电流续流并可充当电源模块；所述的电源V0与降低电路纹波和消除谐波模块连接；所述的降低电路纹波和消除谐波模块与全桥LLC变换器模块的一次侧连接；所述的全桥LLC变换器模块二次侧左侧与提供磁化电流续流并可充当电源模块连接；所述的全桥LLC变换器模块的二次侧右侧与倍压器模块连接。2.根据权利要求1所述的一种二次侧带有源倍压器的全桥LLC变换器，其特征在于所述的全桥LLC变换器模块由直流电源V
th
正极与MOSFET Q1的漏极串联；所述的MOSFET Q1与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q2同样与电容并联并与二极管反并联连接在一起；所述的MOSFET Q1的源极与MOSFET Q2的漏极连接在一...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜景斌，王怡斐，朱强，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：