一种谐振软开关充电装置的制作方法

本实用新型涉及充电器技术领域，具体为一种谐振软开关充电装置。

背景技术：

随着新能源技术的发展，各种电池的应用越来越广泛。充电器作为一种能为电池补充电能的装置，在其中起着关键的作用。充电器的输入与电网相连，输出与电池等储能装置相连。通过控制输出电流电压使电池获得足够的电能。高品质充电器能提高电能利用率和延长电池使用寿命。

目前大部分充电器采用传统的反激、半桥等硬开关电路，开关损耗较大，效率低，器件温升较高，影响器件的寿命和可靠性。同时，输入级没有功率因数校正电路（PFC），对电网造成谐波污染。

LLC是近年来广泛使用的一种谐振软开关拓扑结构。由于其功率器件在全负载范围内都工作于软开关状态，其效率远高于其它拓扑结构，并且负载调节特性好。但大部分应用于恒压输出的开关电源中。本专利采用电压/电流双环控制的LLC谐振软开关电路作为充电器的主电路，既可以满足充电要求，又可以有效提高系统的效率和可靠性；现有充电器技术存在硬开关、转换效率低，谐波污染严重等缺点。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供了一种谐振软开关充电装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种谐振软开关充电装置，该装置由整流滤波电路、单相PFC电路、PFC控制电路、LLC电路、输出采样电路、恒压/恒流隔离反馈电路和LLC变频控制电路构成，所述整流滤波电路将交流电网输入的交流变成直流，所述单相PFC电路在PFC控制电路的控制下对功率因数进行校正，所述LLC电路连接于单相PFC电路和PFC控制电路，实现功率变换，其输出电流电压经过输出采样电路进行采样，并经恒压/恒流隔离反馈电路及LLC变频控制电路，产生LLC电路的驱动控制信号，使LLC电路实现恒压/恒流输出。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述LLC电路包括功率场效应管Q1、场效应管Q、谐振电感Lr、揩振电容Cr、变压器T、全波整流二极管D1、全波整流二极管D2及滤波电容Co；所述功率场效应管Q1和功率场效应管Q2串接，所述谐振电感Lr、揩振电容Cr、初级线圈Lr及变压器原边激磁电感Lm串联；所述变压器T的副边通过全波整流二极管D1与输出地线相连，变压器T的副边中心抽头与输出正端相连。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述LLC变频控制电路包括电流采样电阻Rs、电压采样电阻Rvs1和电压采样电阻Rvs2、电压/电流反馈控制电路、变频控制电路构成、其中电压/电流反馈控制电路由电流误差放大器A1，电流误差补偿电阻Ric、补偿电容Cic，电压误差放大器A2，电压误差补偿电阻Rvc、补偿电容Cvc、电压/电流控制选择二极管Di和电压/电流控制选择二极管Dv构成；所述电流采样电阻Rs采样LLC电路输出电流，并送入电流误差放大器A1同相端，与电流控制基准比较，两者误差经补偿电阻Ric、补偿电容Cic构成的补偿网络得到A1输出信号；所述LLC电路输出电压经电压采样电阻Rvs1和电压采样电阻Rvs2采样，送入电流误差放大器A2同相端，与电压控制基准比较，两者误差经补偿电阻Rvc、补偿电容Cvc构成的补偿网络得到A2输出信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：采用半桥LLC谐振软开关电路作为变换的主电路，提高装置的效率；采用电压/电流双环控制，使得充电过程精准可控，延长电池使用寿命，采用了有源功率因数校正电路作为前级电路，减小了对电网造成的谐波污染。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型LCC充电的电路图。

图中：1-整流滤波电路；2-单相PFC电路；3-PFC控制电路；4-LLC电路；5-输出采样电路；6-恒压/恒流隔离反馈电路；7-LLC变频控制电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例：

请参阅图1和图2，本实用新型提供一种技术方案：一种谐振软开关充电装置，该装置由整流滤波电路1、单相PFC电路2、PFC控制电路3、LLC电路4、输出采样电路5、恒压/恒流隔离反馈电路6和LLC变频控制电路7构成，所述整流滤波电路1将交流电网输入的交流变成直流，所述单相PFC电路2在PFC控制电路3的控制下对功率因数进行校正，所述LLC电路4连接于单相PFC电路2和PFC控制电路3，实现功率变换，其输出电流电压经过输出采样电路5进行采样，并经恒压/恒流隔离反馈电路6及LLC变频控制电路7，产生LLC电路4的驱动控制信号，使LLC电路4实现恒压/恒流输出。

所述LLC电路4包括功率场效应管Q1、场效应管Q、谐振电感Lr、揩振电容Cr、变压器T、全波整流二极管D1、全波整流二极管D2及滤波电容Co；所述功率场效应管Q1和功率场效应管Q2串接，所述谐振电感Lr、揩振电容Cr、初级线圈Lr及变压器原边激磁电感Lm串联；所述变压器T的副边通过全波整流二极管D1与输出地线相连，变压器T的副边中心抽头与输出正端相连。

所述LLC变频控制电路7包括电流采样电阻Rs、电压采样电阻Rvs1和电压采样电阻Rvs2、电压/电流反馈控制电路、变频控制电路构成、其中电压/电流反馈控制电路由电流误差放大器A1，电流误差补偿电阻Ric、补偿电容Cic，电压误差放大器A2，电压误差补偿电阻Rvc、补偿电容Cvc、电压/电流控制选择二极管Di和电压/电流控制选择二极管Dv构成；所述电流采样电阻Rs采样LLC电路输出电流，并送入电流误差放大器A1同相端，与电流控制基准比较，两者误差经补偿电阻Ric、补偿电容Cic构成的补偿网络得到A1输出信号；所述LLC电路输出电压经电压采样电阻Rvs1和电压采样电阻Rvs2采样，送入电流误差放大器A2同相端，与电压控制基准比较，两者误差经补偿电阻Rvc、补偿电容Cvc构成的补偿网络得到A2输出信号。

当电池正常充电时，A1输出信号高于A2输出信号，变频控制电路的输入误差信号Vea为A1的输出信号，使LLC变换器保持输出电流恒定；当电池充满电时，A2输出信号高于A1输出信号，变频控制电路的输入误差信号Vea为A2的输出信号，使LLC变换器保持输出电压恒定，充电器涓流充电。

电路正常工作时，变频控制电路根据输入的电压/电流反馈电路产生的控制信号Vea，产生频率可变的驱动信号，改变Q1，Q2的开关频率，从而改变主电路的增益，使输出电压或电流保持稳定，同时使得谐振电感Lr、谐振电容Cr构成的谐振网络呈现感性，Q1，Q2实现软开关。

采用半桥LLC谐振软开关电路作为变换的主电路，提高装置的效率；采用电压/电流双环控制，使得充电过程精准可控，延长电池使用寿命，采用了有源功率因数校正电路作为前级电路，减小了对电网造成的谐波污染。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。