電流輸入型並聯諧振直/直變換器及方法
2023-07-27 11:00:21 1
專利名稱：電流輸入型並聯諧振直/直變換器及方法
技術領域：
本發明涉及一種電流輸入型並聯諧振直/直變換器及方法，屬於諧振式DC/DC變 換電路的技術領域。
背景技術：
LLC諧振式DC/DC變換器因其簡單而高效的特點正被廣泛應用於許多功率電換電 源中，比如計算機電源適配器。但是，其尚存的一些問題依然限制著或阻礙著在一些領域的 應用，比如通信和伺服器電源領域。這些問題包括同步整流管(SR)的可靠驅動；輸出電容 上的大電流紋波；多機並聯時的限流運行等。為了解決上述問題，IC晶片解決商和電源制 造業正在投入大量的精力。例如，迄今為止，工業界還只能依賴於「智能驅動IC」來解決SR 的驅動問題，但依然存在動態條件下的可靠工作問題。
發明內容
本發明目的是針對現有技術存在的缺陷提供一種電流輸入型並聯諧振直/直變 換器及方法。本發明為實現上述目的，採用如下技術方案本發明一種電流輸入型並聯諧振直/直變換器，包括逆變電路、諧振網絡、變壓 器、全波整流電路和輸出濾波電路，逆變電路串接諧振網絡後分別接變壓器原邊繞組的兩 端，變壓器副邊繞組的一次繞組的同名端和變壓器副邊繞組的二次繞組的異名端分別接全 波整流電路的輸入端，全波整流電路的輸出端和變壓器副邊繞組的中間端分別接輸出濾波 電路的輸入端。優選地，所述濾波電路包括輸出濾波電感和輸出濾波電容，濾波電感的一端接全 波整流電路的輸出端，濾波電感的另一端接輸出濾波電容的一端，輸出濾波電容的另一端 接變壓器副邊繞組的中間端。—種電流輸入型並聯諧振直/直變換方法，首先，採用逆變電路將輸入直流電壓 逆變為正負交變的方波電流；其次，採用諧振網絡將方波電流變換為正弦電流；然後，採用 變壓器將正弦電流變換為正弦電壓；最後，將正弦電壓經過全波整流電路整流後，經輸出濾 波電路產生直流輸出電壓。本發明原邊開關管和副邊二極體(或SR)的電壓為正弦半波。這將大大改善DC/ DC電路的EMI性能。同時，由於輸出濾波電感的引入，使得輸出濾波電容的紋波電流大大 減小。另外，副邊同步整流管的驅動可以直接利用原邊的PWM驅動信號，而無需像「智能驅 動IC」那樣去檢測SR的電流來決定SR的開通和關斷。從而避免了特殊工況下的誤驅動問題。
圖1:本發明電路原理圖2:本發明仿真波形圖。
具體實施例方式如圖1所示，一種電流輸入型並聯諧振直/直變換器，包括逆變電路1、諧振網絡 2、變壓器T、全波整流電路3和輸出濾波電路4，逆變電路1串接諧振網絡2後分別接變壓 器T原邊繞組的兩端，變壓器T副邊繞組的一次繞組的同名端和變壓器T副邊繞組的二次 繞組的異名端分別接全波整流電路3的輸入端，全波整流電路3的輸出端和變壓器T副邊 繞組的中間端分別接輸出濾波電路4的輸入端。其中，所述濾波電路4包括輸出濾波電感、和輸出濾波電容『濾波電感Ltj的一 端接全波整流電路3的輸出端，濾波電感Ltj的另一端接輸出濾波電容Ctj的一端，輸出濾波 電容Q的另一端接變壓器T副邊繞組的中間端。一種電流輸入型並聯諧振直/直變換方法，首先採用逆變電路1將輸入直流電壓 逆變為正負交變的方波電流；其次採用諧振網絡2將方波電流變換為正弦電流；然後採用 變壓器T將正弦電流變換為正弦電壓；最後將正弦電壓經過全波整流電路3整流後，經輸出 濾波電路4產生直流輸出電壓。該電路的輸入為一直流電流源。通過Ql Q4的交替導通將該直流電流逆變為一 正負交變的方波。該方波電流被用來激勵後面的諧振網絡Ll-Cl以及變壓器及負載。由於 諧振網絡的作用，變壓器的原邊將產生一個與方波電流同頻的正弦電壓。該正弦電壓經Dl ； D2整流後，經LO-CO濾波，產生直流輸出電壓。如圖2所示，Ql Q4的開關頻率被固定在Ll-Cl的諧振頻率點。為了調節輸出電 壓，可以通過前級調節直流輸入電流源的幅值，或控制逆變輸出電流(即諧振網絡的激勵 電流)為準方波電流，通過佔空比的調製調解準方波電流的死區時間，從而達到控制準方 波電流的基波分量的目的。下圖為開關佔空比位50%情況下的仿真波形。Ql和Q4的驅動 信號可以通過隔離傳輸直接驅動Dl。Q2和Q3的驅動信號可以通過隔離傳輸直接驅動D2。
權利要求
1.一種電流輸入型並聯諧振直/直變換器，其特徵在於包括逆變電路(1)、諧振網絡 O)、變壓器(T)、全波整流電路(3)和輸出濾波電路G)，逆變電路(1)串接諧振網絡⑵ 後分別接變壓器(T)原邊繞組的兩端，變壓器(T)副邊繞組的一次繞組的同名端和變壓器 (T)副邊繞組的二次繞組的異名端分別接全波整流電路C3)的輸入端，全波整流電路(3)的 輸出端和變壓器⑴副邊繞組的中間端分別接輸出濾波電路⑷的輸入端。
2.根據權利要求1所述的電流輸入型並聯諧振直/直變換器，其特徵在於所述濾波電 路(4)包括輸出濾波電感(L0)和輸出濾波電容(Q)，濾波電感(Ltj)的一端接全波整流電路 (3)的輸出端，濾波電感OJ的另一端接輸出濾波電容(Ctj)的一端，輸出濾波電容(Ctj)的 另一端接變壓器(T)副邊繞組的中間端。
3.一種電流輸入型並聯諧振直/直變換方法，其特徵在於首先，採用逆變電路(1)將 輸入直流電壓逆變為正負交變的方波電流；其次，採用諧振網絡( 將方波電流變換為正 弦電流；然後，採用變壓器(T)將正弦電流變換為正弦電壓；最後，將正弦電壓經過全波整 流電路C3)整流後，經輸出濾波電路(4)產生直流輸出電壓。
全文摘要
本發明公布了一種電流輸入型並聯諧振直/直變換器及方法，所述變換器包括逆變電路、諧振網絡、變壓器、全波整流電路和輸出濾波電路，逆變電路串接諧振網絡後分別接變壓器原邊繞組的兩端，變壓器副邊繞組的一次繞組的同名端和變壓器副邊繞組的二次繞組的異名端分別接全波整流電路的輸入端，全波整流電路的輸出端和變壓器副邊繞組的中間端分別接輸出濾波電路的輸入端。所述方法，首先採用逆變電路將輸入直流電壓逆變為正負交變的方波電流；其次採用諧振網絡將方波電流變換為正弦電流；然後採用變壓器將正弦電流變換為正弦電壓；最後，將正弦電壓經過全波整流電路整流後，經輸出濾波電路產生直流輸出電壓。本發明結構簡單、工作穩定可靠。
文檔編號H02M3/338GK102064708SQ201010253498
公開日2011年5月18日 申請日期2010年8月13日 優先權日2010年8月13日
發明者孫巨祿, 徐 明 申請人:南京博蘭得電子科技有限公司