LLC制造技术

本申请提供一种

【技术实现步骤摘要】
LLC变换器、电源模块和充电装置


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种
LLC
变换器
、
电源模块和充电装置
。

技术介绍

[0002]LLC
变换器是一种通过控制开关频率来实现输出电压恒定的谐振电路，可广泛应用于各种电源中
。LLC
变换器的拓扑结构中一般包括
L(
变压器中的励磁电感
)、L(
电感
)
和
C(
电容
)
，以及开关元件，这些器件可组成逆变电路
、
谐振电路和整流电路等
。
通过这些模块中元件的协同作用，
LLC
变换器可实现直流
DC
‑
DC
变换，实现高效能的电能转换
。LLC
变换器的优点在于它可以实现软开关
、
提供高效率
、
低功率损耗和低电磁干扰，有利于满足电源行业对产品的高频化
、
小型化要求
。
但目前三相
LLC
变换器工作时共模噪声较大，存在电磁兼容性
EMC
问题
。

技术实现思路

[0003]本申请提供了一种
LLC
变换器
、
电源模块和充电装置，可解决
LLC
变换器的
EMC
问题
。
[0004]第一方面，本申请提供了一种
LLC
变换器，该
LLC
变换器包括逆变电路
、
谐振电路
、
整流电路和共模电感，逆变电路通过谐振电路连接整流电路；谐振电路包括第一谐振支路
、
第二谐振支路和第三谐振支路；其中，第一谐振支路包括串联的第一电感
、
第一电容
、
第一变压器和共模电感中的第一绕组，第二谐振支路包括串联的第二电感
、
第二电容
、
第二变压器和共模电感中的第二绕组
。
可理解的，该
LLC
变换器可为三相
LLC
变换器，第一谐振支路
、
第二谐振支路和第三谐振支路可分别对应该三相
LLC
变换器中的一相
。
第一电感
、
第二电感分别为三相
LLC
变换器的第一相
、
第二相中的谐振电感，第一电容
、
第二电容分别为三相
LLC
变换器的第一相
、
第二相中的谐振电容，各相中的谐振电感
、
谐振电容和变压器的励磁电感可构成
LLC
谐振
。
第一绕组和第二绕组绕制在共模电感中的同一个磁芯上，匝数相同
。
第一绕组和第二绕组分别串联在第一谐振支路和第二谐振支路中
。
在本申请中，当该
LLC
变换器中存在共模电流时，该共模电流可经过第一谐振支路中的第一电感，以及经过第二谐振支路中的第二电感，分别串联在第一谐振支路和第二谐振支路中的第一绕组和第二绕组可以提供共模阻抗，使得该
LLC
变换器中的共模电流减小，从而降低共模电流对
LLC
变换器造成的干扰，减小共模噪声，降低因共模电流产生的磁损耗，提高
LLC
变换器的工作效率，解决
EMC
问题
。
[0005]在一种可行的实现方式中，上述第一变压器的原边绕组与副边绕组之间
、
上述第二变压器的原边绕组与副边绕组之间均存在原副边寄生电容，第一参考地与第二参考地之间存在目标寄生电容，上述逆变电路的输入负端连接上述第一参考地，上述整流电路的输出负端连接上述第二参考地
。
第一参考地和第二参考地之间是相互隔离的，此时，上述共模电流可以是因为
LLC
变换器同一相中的谐振电感和变压器的原副边寄生电容发生谐振而产生的，产生的共模电流为高频振荡电流，该共模电流可经过上述目标电容
。
本申请中，由于
共模电感的第一绕组和第二绕组分别串联在第一谐振支路和第二谐振支路中，可提供共模阻抗，使得因谐振电感与变压器的原副边寄生电容谐振而产生的共模电流减小，从而使得
LLC
变换器中的共模电流减小，降低共模噪声，解决
EMC
问题
。
[0006]在一种可行的实现方式中，上述第一谐振支路中的第一节点与上述第一参考地之间
、
上述第二谐振支路中的第二节点与上述第一参考地之间均存在印刷电路板
PCB
寄生电容；其中，上述第一节点位于上述第一电感与上述第一变压器的原边绕组的第一端之间，上述第二节点位于上述第二电感与上述第二变压器的原边绕组的第一端之间；上述第一绕组串联于上述第一谐振支路的输入端与上述第一节点之间；上述第二绕组串联于上述第二谐振支路的输入端与上述第二节点之间
。
也就是说，共模电感的第一绕组可处于第一电感与第一节点之间，或者，第一绕组处于第一电感和第一节点之前
。
第二绕组的位置与第一绕组类似
。
此时，位于同一相的谐振电感和变压器的原副边寄生电容以及该相对应的
PCB
寄生电容一起产生谐振
。
本申请中，共模电感设置在上述描述的位置，可对流过变压器的原副边寄生电容的共模电流产生抑制，可也对流过
PCB
寄生电容的共模电流产生抑制，从而使得
LLC
变换器中的共模电流减小，使得共模噪声降低，解决
EMC
问题，提高
LLC
变换器的转换效率
。
[0007]在一种可行的实现方式中，上述第三谐振支路包括串联的第三电感
、
第三电容
、
第三变压器和上述共模电感中的第三绕组
。
这里，第三绕组和第一绕组
、
第二绕组的匝数均相同，且这三个绕组绕在同一个磁芯上
。
该共模电感为三相共模电感
。
本申请中，当该
LLC
变换器中存在共模电流时，该共模电流分别流经第一电感
、
第二电感和第三电感，该三相共模电感可以提供共模阻抗，使得流经各谐振电感的共模电流均减小，从而使得该
LLC
变换器中的共模电流减小，优化
EMC
效果
。
[0008]在一种可行的实现方式中，上述第三变压器的原边绕组与副边绕组之间存在上述原副边寄生电容
。
那么在
LLC
变换器各相中均存在共模电流，这样，由于共模电感的第一绕组
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
LLC
变换器，其特征在于，所述
LLC
变换器包括逆变电路
、
谐振电路
、
整流电路和共模电感，所述逆变电路通过所述谐振电路连接所述整流电路；所述谐振电路包括第一谐振支路
、
第二谐振支路和第三谐振支路；其中，所述第一谐振支路包括串联的第一电感
、
第一电容
、
第一变压器和所述共模电感中的第一绕组，所述第二谐振支路包括串联的第二电感
、
第二电容
、
第二变压器和所述共模电感中的第二绕组，其中，所述第一绕组和所述第二绕组均绕制在所述共模电感的磁芯上
。2.
根据权利要求1所述的
LLC
变换器，其特征在于，所述第一变压器的原边绕组与副边绕组之间
、
所述第二变压器的原边绕组与副边绕组之间均存在原副边寄生电容，第一参考地与第二参考地之间存在目标寄生电容，所述逆变电路的输入负端连接所述第一参考地，所述整流电路的输出负端连接所述第二参考地
。3.
根据权利要求2所述的
LLC
变换器，其特征在于，所述第一谐振支路中的第一节点与所述第一参考地之间
、
所述第二谐振支路中的第二节点与所述第一参考地之间均存在印刷电路板
PCB
寄生电容；其中，所述第一节点位于所述第一电感与所述第一变压器的原边绕组的第一端之间，所述第二节点位于所述第二电感与所述第二变压器的原边绕组的第一端之间；所述第一绕组串联于所述第一谐振支路的输入端与所述第一节点之间；所述第二绕组串联于所述第二谐振支路的输入端与所述第二节点之间
。4.
根据权利要求2或3所述的
LLC
变换器，其特征在于，所述第三谐振支路包括串联的第三电感
、
第三电容
、
第三变压器和所述共模电感中的第三绕组
。5.
根据权利要求4所述的
LLC
变换器，其特征在于，所述第三变压器的原边绕组与副边绕组之间存在所述原副边寄生电容
。6.
根据权利要求1‑5任一项所述的
LLC
变换器，其特征在于，所述逆变电路包括第四电容
、
三个第一开关和三个第二开关，所述三个第一开关分别和所述三个第二开关串联，所述三个第一开关的第一端均连接所述第四电容的第一端，所述三个第二开关的第二端均连接所述第四电容的第二端，所述三个第二开关的第二端连接所述逆变电路的输入负端，所述三个第一开关与所述三个第二开关的串联连接点分别连接所述第一谐振支路的输入端
、
所述第二谐振支路的输入端和所述第三谐振支路的输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊孝斌，沈定华，温灿堂，冉均祥，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：