实现±400V母线输入电压的LLC谐振转换器的制作方法

本实用新型涉及开关电源技术领域，具体涉及一种实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器。

背景技术：

伴随着开关电源技术的高速发展，大功率开关电源得到了广泛应用。在大功率开关电源应用中，其输入电压大都是三相交流输入，经过三相pfc整流之后，直流母线电压会高到800左右，如此高的母线电压给后级dc/dc变换器设计带来挑战。

目前常用的半桥llc谐振电路相对普及，一般由方波产生器，谐振网络，整流网络组成，请参阅图1。因为整个网络的器件只有两个开关管，单个开关管的耐压有限，器件能承受的功率有限，输入功率无法达到6kw以上。如果要提高效率和功率，全桥llc谐振电路是一个很好的选择，典型拓扑请参阅图2。但是全桥llc的控制中每个臂需要开关管的数量和各自的驱动，增加了系统的复杂度，且可靠性比半桥llc谐振电路低，成本较高。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种可以实现高频率、大功率的实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器。

一种实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器，包括输入电路、与所述输入电路连接的两路双管半桥llc谐振电路、输出整流电路和输出滤波电路，所述两路双管半桥llc谐振电路在所述输入电路的输入电压的正负半周交替工作，将所述输入电路输入的感应电压转换为直流电压，并通过所述输出整流电路和所述输出滤波电路输出。

进一步地，所述输入电路包括正向电压输入端和反向电压输入端，所述正向电压输入端和所述反向电压输入端之间设有接地点。

进一步地，所述两路双管半桥llc谐振电路包括第一路双管半桥llc谐振电路和第二路双管半桥llc谐振电路，所述第一路双管半桥llc谐振电路和所述第二路双管半桥llc谐振电路串联接入于所述正向电压输入端和所述反向电压输入端之间，所述第一路双管半桥llc谐振电路和所述第二路双管半桥llc谐振电路之间的连接点连接至所述接地点。

进一步地，所述第一路双管半桥llc谐振电路包括第一谐振电感l1、第一变压器初级电感l2、第一谐振电容c1、第一开关管q1和第二开关管q2；所述第一开关管q1的漏极连接至所述正向电压输入端，所述第一开关管q1的源极连接至所述第二开关管q2的漏极，所述第二开关管q2的源极连接至所述接地点。

进一步地，所述第一谐振电感l1、所述第一变压器初级电感l2和所述第一谐振电容c1依次串联，并跨接于所述第二开关管q2两端；所述第一谐振电感l1的自由端连接至所述第二开关管q2的漏极，所述第一谐振电容c1的自由端连接至所述第二开关管q2的源极。

进一步地，所述第二路双管半桥llc谐振电路包括第二谐振电感l3、第二变压器初级电感l4、第二谐振电容c2、第三开关管q3和第四开关管q4；所述第三开关管q3的漏极连接至所述接地点，所述第三开关管q3的源极连接至所述第四开关管q4的漏极，所述第四开关管q4的源极连接至所述反向电压输入端。

进一步地，所述第二谐振电感l3、所述第二变压器初级电感l4和所述第二谐振电容c2依次串联，并跨接于所述第四开关管q4两端；所述第二谐振电感l3的自由端连接至所述第三开关管q3的漏极，所述第二谐振电容c2的自由端连接至所述第四开关管q4的源极。

进一步地，所述输出整流电路包括第一变压器次级第一线圈l5、第一变压器次级第二线圈l6、第二变压器次级第一线圈l7、第二变压器次级第二线圈l8、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4。

进一步地，所述第一变压器次级第一线圈l5的一端连接至所述第一二极管d1的阴极，所述第一变压器次级第二线圈l6的一端连接至所述第二二极管d2的阴极，所述第二变压器次级第一线圈l7的一端连接至所述第三二极管d3的阴极，所述第二变压器次级第二线圈l8的一端连接至所述第四二极管d4的阴极；所述第一变压器次级第一线圈l5的另一端、所述第一变压器次级第二线圈l6的另一端、所述第二变压器次级第一线圈l7的另一端和所述第二变压器次级第二线圈l8的另一端连接在一起，作为输出端的正极；所述第一二极管d1的阳极、所述第二二极管d2的阳极、所述第三二极管d3的阳极和所述第四二极管d4的阳极连接在一起，作为输出端的负极。

进一步地，所述输出滤波电路包括输出滤波电容c3，所述输出滤波电容c3的阳极连接至输出端的正极，所述输出滤波电容c3的阴极连接至输出端的负极。

上述实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器中，所述第一路双管半桥llc谐振电路和所述第二路双管半桥llc谐振电路分别对应工作于所述输入电路的正负半周，所述输入电路的母线输入感应电压达到800v，实现了高频率、大功率的开关电源转换。本实用新型的安装结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

附图说明

图1是常用的半桥llc谐振电路的结构示意图。

图2是传统的全桥llc谐振电路的结构示意图。

图3是本实用新型实施例的实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器的电路结构示意图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例和附图对本实用新型进行详细说明。

请参阅图3，示出本实用新型的实施例提供的一种实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器100，包括输入电路、与所述输入电路连接的两路双管半桥llc谐振电路、输出整流电路和输出滤波电路，所述两路双管半桥llc谐振电路在所述输入电路的输入电压的正负半周交替工作，将所述输入电路输入的感应电压转换为直流电压，并通过所述输出整流电路和所述输出滤波电路输出。

进一步地，所述输入电路包括正向电压输入端和反向电压输入端，所述正向电压输入端和所述反向电压输入端之间设有接地点。

具体地，所述接地点为所述正向电压输入端和所述反向电压输入端的中间点，即零电位点。

具体地，本专利文件中的llc谐振转换器在三相电输入的情况下，以输入的三相电压为基准，经过整流的电压高于输入的三相电压，其工作范围取决于所使用的电容的耐压值和容量。

具体地，在本实施例中，llc谐振转换器的工作范围为740v至870v。

优选地，所述正向电压输入端的输入电压值为+400v，所述反向电压输入端的输入电压值为-400v。

进一步地，所述两路双管半桥llc谐振电路包括第一路双管半桥llc谐振电路和第二路双管半桥llc谐振电路，所述第一路双管半桥llc谐振电路和所述第二路双管半桥llc谐振电路串联接入于所述正向电压输入端和所述反向电压输入端之间，所述第一路双管半桥llc谐振电路和所述第二路双管半桥llc谐振电路之间的连接点连接至所述接地点。

进一步地，所述第一路双管半桥llc谐振电路包括第一谐振电感l1、第一变压器初级电感l2、第一谐振电容c1、第一开关管q1和第二开关管q2；所述第一开关管q1的漏极连接至所述正向电压输入端，所述第一开关管q1的源极连接至所述第二开关管q2的漏极，所述第二开关管q2的源极连接至所述接地点。所述第一谐振电感l1、所述第一变压器初级电感l2和所述第一谐振电容c1依次串联，并跨接于所述第二开关管q2两端；所述第一谐振电感l1的自由端连接至所述第二开关管q2的漏极，所述第一谐振电容c1的自由端连接至所述第二开关管q2的源极。

进一步地，所述第二路双管半桥llc谐振电路包括第二谐振电感l3、第二变压器初级电感l4、第二谐振电容c2、第三开关管q3和第四开关管q4；所述第三开关管q3的漏极连接至所述接地点，所述第三开关管q3的源极连接至所述第四开关管q4的漏极，所述第四开关管q4的源极连接至所述反向电压输入端。所述第二谐振电感l3、所述第二变压器初级电感l4和所述第二谐振电容c2依次串联，并跨接于所述第四开关管q4两端；所述第二谐振电感l3的自由端连接至所述第三开关管q3的漏极，所述第二谐振电容c2的自由端连接至所述第四开关管q4的源极。

进一步地，所述输出整流电路包括第一变压器次级第一线圈l5、第一变压器次级第二线圈l6、第二变压器次级第一线圈l7、第二变压器次级第二线圈l8、第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4。

进一步地，所述第一变压器次级第一线圈l5的一端连接至所述第一二极管d1的阴极，所述第一变压器次级第二线圈l6的一端连接至所述第二二极管d2的阴极，所述第二变压器次级第一线圈l7的一端连接至所述第三二极管d3的阴极，所述第二变压器次级第二线圈l8的一端连接至所述第四二极管d4的阴极；所述第一变压器次级第一线圈l5的另一端、所述第一变压器次级第二线圈l6的另一端、所述第二变压器次级第一线圈l7的另一端和所述第二变压器次级第二线圈l8的另一端连接在一起，作为输出端的正极；所述第一二极管d1的阳极、所述第二二极管d2的阳极、所述第三二极管d3的阳极和所述第四二极管d4的阳极连接在一起，作为输出端的负极。

进一步地，所述输出滤波电路包括输出滤波电容c3，所述输出滤波电容c3的阳极连接至输出端的正极，所述输出滤波电容c3的阴极连接至输出端的负极。

具体地，所述第一开关管q1、所述第二开关管q2、所述第三开关管q3和所述第四开关管q4组成开关网络。

当±400v电压在正半周工作时，所述第二开关管q2先导通180°，此时所述第一开关管q1、所述第三开关管q3、所述第四开关管q4关断；中间所述第二开关管q2经过90°的时间，在负半周工作，所述第四开关管q4先导通180°，此时第一开关管q1、所述第三开关管q3关断；等所述第二开关管q2导通180°后关断，所述第一开关管q1再导通180°，此时所述第二开关管q2、所述第三开关管q3关断，完成正半周的开关工作；等所述第四开关管q4导通180°后关断，所述第三开关管q3再导通180°，此时所述第二开关管q2、所述第四开关管q4关断，完成负半周的开关工作。

然后通过所述第一路双管半桥llc谐振电路的所述第一谐振电感l1、所述第一变压器初级电感l2、所述第一谐振电容c1和所述第二路双管半桥llc谐振电路的所述第二谐振电感l3、所述第二变压器初级电感l4、所述第二谐振电容c2把初级侧的能量通过变压器传递到次级侧；次级侧的所述第一变压器次级第一线圈l5、所述第一变压器次级第二线圈l6、所述第二变压器次级第一线圈l7、所述第二变压器次级第二线圈l8、所述第一二极管d1、所述第二二极管d2、所述第三二极管d3、所述第四二极管d4把感应电压变换成稳定的直流电压，并到达所述输出滤波电容c3，完成输出。这样就在初级侧母线±400v的工作下实现了高效率大功率的目的，进一步提高了±400v母线工作时的效率和可靠性。

上述实现±400v母线输入电压的llc谐振转换器中，所述第一路双管半桥llc谐振电路和所述第二路双管半桥llc谐振电路分别对应工作于所述输入电路的正负半周，所述输入电路的母线输入感应电压达到800v，实现了高频率、大功率的开关电源转换。本实用新型的安装结构简单，易于生产，成本低廉，便于推广。

需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。