一種llc電路的製作方法
2023-05-24 02:07:01 3
專利名稱:一種llc電路的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種LLC電路，本實用新型採用兩個變壓器代替原來的一個變壓器，兩個變壓器的原邊繞組並聯等效於單變壓器原邊繞組分成兩個並聯的原邊繞組，由於兩個並聯的原邊繞組具有均分電流的作用，所以使得原來流經一個原邊繞組的電流分開流入兩個繞組，因此流入一個原邊繞組的電流變小，所以現有原邊繞組的線徑變小，同時，原來單變壓器的熱量分散到兩個變壓器，由於兩個變壓器相對於一個變壓器而言增大了散熱面積，所以可有效降低變壓器的溫度。並且，由於流經原邊繞組的電流減小，所以磁芯的窗口面積變小，使得LLC變壓器的高度降低。所以本實用新型能夠實現降低LLC電路溫度和高度的目的。
【專利說明】一種LLC電路
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及變壓器【技術領域】，尤其涉及一種LLC電路。
【背景技術】
[0002]目前大功率的電源都會選擇LLC電路結構，如圖1所示為現有的LLC電路，由圖1中可看出傳統LLC電路中的變壓器採用單變壓器設計，單變壓器的原邊一個繞組，副邊兩個繞組，原邊繞組和副邊繞組之間採用單磁芯設計。
[0003]現有LLC變壓器採用單變壓器設計，由於電源的功率較大，流經原邊繞組和副邊繞組的電流也較大，導致單變壓器的原邊繞組需要採用線徑較大的銅線以及窗口面積較大的磁芯來承載較大的電流，較大的線徑和較大的窗口面積增加了 LLC變壓器的高度及漏感，導致LLC變壓器難於應用在高度受限的場合。此外，LLC變壓器在工作時溫度較高，這限制了 LLC電路在大功率電源中的使用。
[0004]所以現在需要一種LLC電路來降低現有技術中LLC變壓器在工作時溫度較高的問題並且降低LLC變壓器高度。
實用新型內容
[0005]本實用新型提供了一種LLC電路，本申請能夠降低現有技術中LLC變壓器在工作時溫度較高的問題並且降低LLC變壓器高度，使LLC電路能夠在大功率電源中的使用。
[0006]為了實現上述目的，本申請採用以下技術手段:
[0007]一種LLC電路，包括:
[0008]相互並聯的第一變壓器和第二變壓器，第一開關管，第二開關管，諧振電容，諧振電感，第一二極體和第二二極體；
[0009]所述第一開關管的漏極與電源正極相連，所述第一開關管的源極與所述第二開關管的漏極相連，所述第二開關管的源極與電源負極相連，所述諧振電感的第一端與所述第一開關管和所述第二開關管的公共連接點相連，所述諧振電容的第一端與所述電源負極相連，所述諧振電感的第二端與所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第一端相連，所述諧振電容的第二端與所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第二端相連，所述第一變壓器和所述第二變壓器的副邊繞組採用中心抽頭方式連接，所述第一二極體與所述第一變壓器的副邊繞組的第一端相連，所述第二二極體與所述第二變壓器副邊繞組的第二端相連。
[0010]優選的，所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第一端為同名端，所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第二端為異名端，所述第一變壓器的副邊繞組的第一端為同名端，所述第二變壓器副邊繞組的第二端為異名端；或
[0011]所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第一端為異名端，所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第二端為同名端，所述第一變壓器的副邊繞組的第一端為異名端，所述第二變壓器副邊繞組的第二端為同名端。
[0012]優選的，所述第一二極體與所述第一變壓器的副邊繞組的同名端相連，所述第二二極體與所述第二變壓器的異名端相連包括:
[0013]所述第一二極體的正極與所述第一變壓器副邊繞組的同名端相連；
[0014]所述第二二極體的正極與所述第二變壓器副邊繞組的異名端相連；
[0015]所述第一二極體的負極和所述第二二極體的負極相連；
[0016]兩個副邊繞組的公共連接點與所述第一二極體的負極之間連接負載。
[0017]優選的，還包括:
[0018]電解電容；
[0019]所述電解電容的正極與所述第一二極體的負極相連，所述電解電容的負極與兩個副邊繞組的公共連接點相連。
[0020]優選的，所述第一二極體與所述第一變壓器的副邊繞組的同名端相連，所述第二二極體與所述第二變壓器的異名端相連包括:
[0021]所述第一二極體的負極與所述第一變壓器副邊繞組的同名端相連；
[0022]所述第二二極體的負極與所述第二變壓器副邊繞組的異名端相連；
[0023]所述第一二極體的正極和所述第二二極體的正極相連；
[0024]兩個副邊繞組的公共連接點與所述第二二極體的正極之間連接負載。
[0025]優選的，還包括:
[0026]電解電容；
[0027]所述電解電容的正極與兩個副邊繞組的公共連接點相連，所述電解電容的負極與所述第二二極體的正極相連。
[0028]優選的，還包括:
[0029]與所述第一開關管和所述第二開關管的柵極相連的驅動電路。
[0030]優選的，所述第一開關管和所述第二開關管為MOS管。
[0031 ] 優選的，所述第一變壓器和所述第二變壓器匝數相同，且與副邊繞組的匝比相同。
[0032]本實用新型提供了一種LLC電路，本實用新型採用兩個變壓器代替原來的一個變壓器，兩個變壓器的原邊繞組並聯等效於單變壓器原邊繞組分成兩個並聯的原邊繞組，由於兩個並聯的原邊繞組具有均分電流的作用，所以使得原來流經一個原邊繞組的電流分開流入兩個繞組，因此流入一個原邊繞組的電流變變小，所以現有原邊繞組的線徑變小，同時，原來單變壓器的熱量分散到兩個變壓器，由於兩個變壓器相對於一個變壓器而言增大了散熱面積，所以可有效降低變壓器的溫度，進而降低LLC電路的溫度。並且，由於流經原邊繞組的電流減小，所以磁芯的窗口面積變小，使得LLC變壓器的高度降低。
[0033]此外，由於本實用新型降低了流經原邊繞組的電流，所以還可以有效減小趨膚效應和鄰近效應引起的損耗，從而可以降低LLC電路的總損耗。
【附圖說明】
[0034]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0035]圖1為現有技術中公開的一種LLC電路電路圖；
[0036]圖2a_2b為本實用新型實施例公開的一種LLC電路電路圖；
[0037]圖3為本實用新型實施例公開的又一種LLC電路電路圖；
[0038]圖4為本實用新型實施例公開的又一種LLC電路電路圖；
[0039]圖5為本實用新型實施例公開的一種LLC電路中變壓器的原邊繞組的電流示意圖；
[0040]圖6為本實用新型實施例公開的又一種LLC電路中變壓器的原邊繞組的電流示意圖；
[0041]圖7為現有技術中LLC電路中變壓器的原邊繞組的電流示意圖。
【具體實施方式】
[0042]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0043]如圖2所示，本實用新型提供了一種LLC變壓器，包括:
[0044]相互並聯的第一變壓器BI和第二變壓器B2，第一開關管Q1，第二開關管Q2，諧振電容C，諧振電感L，第一二極體Dl和第二二極體D2 ；
[0045]所述第一開關管Ql的漏極與電源正極相連，所述第一開關管Ql的源極與所述第二開關管Q2的漏極相連，所述第二開關管Q2的源極與電源負極相連，所述諧振電感L的第一端與所述第一開關管Ql和所述第二開關管Q2的公共連接點相連，所述諧振電容C的第一端與所述電源負極相連，所述諧振電感L的第二端與所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的原邊繞組的第一端相連，所述諧振電容C的第二端與所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的原邊繞組的第二端相連，所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的副邊繞組採用中心抽頭方式連接，所述第一二極體Dl與所述第一變壓器BI的副邊繞組的第一端相連，所述第二二極體D2與所述第二變壓器B2的第二端相連。
[0046]其中，如圖2a所示，所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的原邊繞組的第一端為同名端，所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的原邊繞組的第二端為異名端，所述第一變壓器BI的副邊繞組的第一端為同名端，所述第二變壓器B2副邊繞組的第二端為異名立而;
[0047]還可以採用另外一種方式，如圖2b所示，所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的原邊繞組的第一端為異名端，所述第一變壓器BI和所述第二變壓器B2的原邊繞組的第二端為同名端，所述第一變壓器BI的副邊繞組的第一端為異名端，所述第二變壓器B2副邊繞組的第二端為同名端。
[0048]其中，第一變壓器BI中的磁芯為Tl，第二變壓器B2的磁芯為T2，第一變壓器BI的原邊繞組和第二變壓器B2的原邊繞組匝數相同，且與現有技術單變壓器設計時的原邊繞組的匝數相同，且兩個變壓器原邊繞組與副邊繞組的匝比不變，不會改變副邊繞組的輸出電壓，能夠實現原有LLC電路的功能。
[0049]由於並聯的兩個原邊繞組具有分流作用，所以能夠將流經原來一個原邊繞組的電流均為至兩個原邊繞組，使得每個原邊繞組的電流變小，流經原邊繞組的電流變小，隨之原邊繞組的線徑變小，發熱量降低，散熱面積增大，所以能夠有效地降低變壓器的溫度。並且隨著原邊繞組的電流降低，磁芯的窗口面積變小，變壓器的高度也隨之降低。
[0050]本實用新型提供了一種LLC電路，本實用新型採用兩個變壓器代替原來的一個變壓器，兩個變壓器的原邊繞組並聯等效於單變壓器原邊繞組分成兩個並聯的原邊繞組，由於兩個並聯的原邊繞組具有均分電流的作用，所以使得原來流經一個原邊繞組的電流分開流入兩個繞組，因此流入一個原邊繞組的電流變小，所以現有原邊繞組的線徑變小，同時，原來單變壓器的熱量分散到兩個變壓器，由於兩個變壓器相對於一個變壓器而言增大了散熱面積，所以可有效降低變壓器的溫度，進而降低LLC電路的溫度。並且，由於流經原邊繞組的電流減小，所以磁芯的窗口面積變小，使得LLC變壓器的高度降低，進而降低LLC電路的高度。
[0051]此外，由於本實用新型降低了流經原邊繞組的電流，所以還可以有效減小趨膚效應和鄰近效應引起的損耗，從而可以降低LLC電路的總損耗。
[0052]由於本實用新型中將原來的單變壓器改為並聯的兩個變壓器，也由原來的一根磁芯變為兩個磁芯，從散熱上來講，由原來的一根磁芯散熱改為兩根磁芯散熱，所以能夠提高散熱效率。下面介紹第一變壓器BI和第二變壓器B2的副邊繞組的結構。
[0053]如圖3所示，為副邊繞組的一種情況，包括:
[0054]所述第一二極體Dl的正極與所述第一變壓器BI副邊繞組的同名端相連；
[0055]所述第二二極體D2的正極與所述第二變壓器B2副邊繞組的異名端相連；
[0056]所述第一二極體Dl的負極和所述第二二極體D2的負極相連；
[0057]兩個副邊繞組的公共連接點與所述第一二極體Dl的負極之間連接負載。
[0058]正極與所述第一二極體的負極相連，負極與兩個副邊繞組的公共連接點相連的電解電容Cl。
[0059]本實用新型中的電源為交流電源，所以流經第一變壓器BI和第二變壓器B2的電壓有正有負，當流經第一變壓器BI和第二變壓器B2的原邊繞組的電壓上端為正下端為負時，第一二極體Dl導通，當電壓上端為負下端為正時，第一二極體Dl截止，由於負載連接在第一二極體的輸出端，所以只有在第一二極體導通時，才會輸出電壓至負載，第一二極體Dl截止時，不能有效輸出電壓至負載。
[0060]電解電容的作用為濾波，能夠對輸出至負載的電壓進行濾波，以濾除高次諧波。
[0061]如圖4所示，為副邊繞組的另外一種情況，包括:
[0062]所述第一二極體Dl的負極與所述第一變壓器BI副邊繞組的同名端相連；
[0063]所述第二二極體D2的負極與所述第二變壓器B2副邊繞組的異名端相連；
[0064]所述第一二極體Dl的正極和所述第二二極體D2的正極相連；
[0065]兩個副邊繞組的公共連接點與所述第二二極體D2的正極之間連接負載。
[0066]正極與兩個副邊繞組的公共連接點相連，負極與所述第二二極體D2的正極相連的電解電容Cl。
[0067]圖4中的方式與圖3中的結構方式相反，所以處理方式也是相反的，當流經第一變壓器BI和第二變壓器B2的原邊繞組的電壓上端為正下端為負時，第二二極體D2導通，當電壓上端為負下端為正時，第一二極體D2截止，由於負載連接在第二二極體D2的輸出端，所以只有在第二二極體導通時，才會輸出電壓至負載，第二二極體Dl截止時，不能有效輸出電壓至負載。
[0068]優選的，本實用新型的所述第一開關管和所述第二開關管為MOS管，此外，本實用新型提供的LLC變壓器還包括:與所述第一開關管和所述第二開關管的柵極相連的驅動電路(未在圖示中標出)，驅動電路為現有常用的驅動電路，主要作用為驅Ql和Q2正常工作，從而實現LLC電路的穩壓作用。
[0069]如圖5和圖6所示，為本申請在圖2的提供的結構基礎上，第一變壓器BI和第二變壓器B2原邊繞組的電流示意圖，如圖7所示為現有技術中單變壓器的原邊繞組的電流示意圖，圖5、圖6和圖7所採用的坐標系相同，其中橫軸為時間，縱軸為電壓幅值。
[0070]從圖5、圖6和圖7中可以看出，就單個原邊繞組而言，本實用新型中一個原邊繞組中的電流比現有技術中的原邊繞組電流小，所以能夠減小原邊繞組的線徑和磁芯的窗口面積，進而降低LLC變壓器的溫度和降低LLC變壓器的高度，從而降低LLC電路的溫度和高度。
[0071]本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似部分互相參見即可。
[0072]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本實用新型將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
【權利要求】
1.一種LLC電路，其特徵在於，包括: 相互並聯的第一變壓器和第二變壓器，第一開關管，第二開關管，諧振電容，諧振電感，第一二極體和第二二極體； 所述第一開關管的漏極與電源正極相連，所述第一開關管的源極與所述第二開關管的漏極相連，所述第二開關管的源極與電源負極相連，所述諧振電感的第一端與所述第一開關管和所述第二開關管的公共連接點相連，所述諧振電容的第一端與所述電源負極相連，所述諧振電感的第二端與所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第一端相連，所述諧振電容的第二端與所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第二端相連，所述第一變壓器和所述第二變壓器的副邊繞組採用中心抽頭方式連接，所述第一二極體與所述第一變壓器的副邊繞組的第一端相連，所述第二二極體與所述第二變壓器副邊繞組的第二端相連。2.權利要求1所述的LLC電路，其特徵在於，所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第一端為同名端，所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第二端為異名端，所述第一變壓器的副邊繞組的第一端為同名端，所述第二變壓器副邊繞組的第二端為異名端；或 所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第一端為異名端，所述第一變壓器和所述第二變壓器的原邊繞組的第二端為同名端，所述第一變壓器的副邊繞組的第一端為異名端，所述第二變壓器副邊繞組的第二端為同名端。3.如權利要求1所述的LLC電路，其特徵在於，所述第一二極體與所述第一變壓器的副邊繞組的同名端相連，所述第二二極體與所述第二變壓器的異名端相連包括: 所述第一二極體的正極與所述第一變壓器副邊繞組的同名端相連； 所述第二二極體的正極與所述第二變壓器副邊繞組的異名端相連； 所述第一二極體的負極和所述第二二極體的負極相連； 兩個副邊繞組的公共連接點與所述第一二極體的負極之間連接負載。4.如權利要求3所述的LLC電路，其特徵在於，還包括: 電解電容； 所述電解電容的正極與所述第一二極體的負極相連，所述電解電容的負極與兩個副邊繞組的公共連接點相連。5.如權利要求1所述的LLC電路，其特徵在於，所述第一二極體與所述第一變壓器的副邊繞組的同名端相連，所述第二二極體與所述第二變壓器的異名端相連包括: 所述第一二極體的負極與所述第一變壓器副邊繞組的同名端相連； 所述第二二極體的負極與所述第二變壓器副邊繞組的異名端相連； 所述第一二極體的正極和所述第二二極體的正極相連； 兩個副邊繞組的公共連接點與所述第二二極體的正極之間連接負載。6.如權利要求5所述的LLC電路，其特徵在於，還包括: 電解電容； 所述電解電容的正極與兩個副邊繞組的公共連接點相連，所述電解電容的負極與所述第二二極體的正極相連。7.如權利要求1所述的LLC電路，其特徵在於，還包括: 與所述第一開關管和所述第二開關管的柵極相連的驅動電路。8.如權利要求1所述的LLC電路，其特徵在於，所述第一開關管和所述第二開關管為MOS 管。9.如權利要求1所述的LLC電路，其特徵在於，所述第一變壓器和所述第二變壓器匝數相同，且與副邊繞組的匝比相同。
【文檔編號】H02M3-335GK204271918SQ201420732771
【發明者】王紀周, 張趙淼, 徐迎春 [申請人]英飛特電子（杭州）股份有限公司