LLC谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备的制作方法

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种llc谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备。

背景技术：

1、随着电动汽车行业的发展，电池的充电速度是目前制约电动汽车的发展主要因素之一。为了提高电动汽车的充电速度，可以通过配置更大功率的直流充电桩来实现，而充电桩的功率核心单元则是充电模块。传统的充电模块一般采用交流/直流(alternatingcurrent/direct current，ac/dc)整流单元、直流/直流(direct current/directcurrent，dc/dc)整流单元等电路来实现，但是随着电流变换效率和散热性能的要求越来越高，现有的整流电路无法满足要求。由于llc(是lr、lm和cr的缩写，其中，lr为谐振电感，lm为励磁电感，cr为谐振电容)谐振变换器具有开关频率高、关断损耗小、转换效率高、电磁干扰噪声小、开关应力小等优点，因而被广泛的应用在充电桩中。

2、然而，llc谐振变换器的输出功率是有限的，一般适用于中低功率产品中。为了让充电模块获取更高的输出功率，可以采用两路或两路以上的llc谐振变换器并联或串联来实现。但是，如果多个llc谐振变换器进行并联，需要对每个llc谐振变换器均流。如果多个llc谐振变换器进行串联，需要对每个llc谐振变换器均压。为了解决每个llc谐振变换器并联时电流不相同、串联时电压不相同，导致输出的电信号的谐振参数不同，一般需要在多个llc谐振变换器组成的电路上增加均流或均压的电路，这无疑增加整个电路的成本，且导致整个电路的控制策略比较复杂。

技术实现思路

1、为了解决上述的问题，本技术的实施例中提供了一种llc谐振变换电路、充电设备、储能设备和用电设备，通过让llc谐振变换电路的每个谐振电路的变压器相互交叉，可以让整个llc谐振变换电路在串联时进行自主均压，在并联时进行自主均流，无需增加额外电路，从而有效降低了整个llc谐振变换电路的控制策略的复杂度，以及减低了llc谐振变换电路的成本。

2、为此，本技术的实施例中采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术实施例中提供一种llc谐振变换电路，包括：n个谐波电路，n为大于等于2的正整数；每个谐波电路均包括依次电连接的开关电路、lc谐振电路、变压器电路和整流电路；所述变压器电路包括至少三个变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组；其中，第一谐波电路的变压器电路的至少两个变压器的第一绕组的一端，与所述第一谐波电路的lc谐振电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的第一绕组的一端电连接，所述其它谐波电路为所述n个谐波电路中除所述第一谐波电路以外的谐波电路；或所述第一谐波电路的变压器电路的至少两个变压器的第二绕组的一端，与所述第一谐波电路的整流电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的第二绕组的一端电连接。

4、在该实施方式中，由多个谐波电路构成，每个谐波电路中多个变压器相互电连接，并与其它谐波电路的一个变压器电连接，使得谐波电路之间相互交叉，可以将一个谐波电路的电信号分流或分压到另一个谐波电路中，在不增加任何器件的前提下，使得各个谐波电路之间并联时，每个谐波电路的电信号的电流值相同，以及谐波电路之间串联时，每个谐波电路的电信号的电压值相同，有效降低了整个llc谐振变换电路的控制策略的复杂度，以及减低了llc谐振变换电路的成本。

5、在一种实施方式中，每个谐波电路的开关电路之间并联连接时，第一变压器电路中至少两个变压器的第一绕组的一端电连接在第一lc谐振电路上，所述至少两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与第二变压器电路的第一变压器的第一绕组的一端电连接；所述第一变压器的第一绕组的另一端电连接在所述第一lc谐振电路上；所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第一绕组的一端电连接在第二lc谐振电路上，所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与第一变压器电路的第二变压器的第一绕组的一端电连接；所述第二变压器的第一绕组的另一端电连接在所述第二lc谐振电路上；其中，所述第一谐波电路包括所述第一lc谐振电路和所述第一变压器电路，所述第二变压器为所述第一变压器电路中除所述至少两个变压器以外的一个变压器，所述其它谐波电路包括所述第二谐波电路，所述第二谐波电路包括所述第二lc谐振电路和所述第二变压器电路。

6、在该实施方式中，n个谐波电路中开关电路并联时，让一个谐波电路中变压器电路中两个变压器的原边绕组的一端与lc谐振电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的原边绕组电连接，使得该谐波电路中两个变压器的电流值等于其它各个谐波电路的一个变压器的电流值，然后再将每个谐波电路各个变压器的电流值的累加，得到的每个谐波电路的整流电路输出的电流值相同，实现在不增加任何器件的前提下，每个谐波电路的电信号的自主分流。

7、在一种实施方式中，所述第一变压器电路中至少三个变压器的第二绕组的一端电连接在第一整流电路上，所述至少三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；所述第二变压器电路中至少三个变压器的第二绕组的一端电连接在第二整流电路上，所述至少三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；其中，所述第一谐波电路包括所述第一整流电路，所述第二谐波电路包括所述第二整流电路。

8、在该实施方式中，通过让每个变压器的第二绕组之间以并联的方式连接到整流电路中，让每个变压器输出的电流值相同，避免每个变压器的副边绕组上电流不相同时，导致原边绕组上电流不相同，从而影响整个电路的自主分流。

9、在一种实施方式中，每个谐波电路的整流电路之间串联或并联连接。

10、在该实施方式中，通过让各个整流电路之间以并联的方式连接，可以提高整个llc谐振变换电路的电流值，让各个整流电路之间以串联的方式连接，可以提高整个llc谐振变换电路的电压值。

11、在一种实施方式中，每个谐波电路的开关电路之间串联或并联连接时，第一变压器电路中至少两个变压器的第二绕组的一端电连接在第一整流电路上，所述至少两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与第二变压器电路的第一变压器的第二绕组的一端电连接；所述第一变压器的第二绕组的另一端电连接在所述第一整流电路上；所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第二绕组的一端电连接在第二整流电路上，所述第二变压器电路的除所述第一变压器以外的至少两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与第一变压器电路的第二变压器的第二绕组的一端电连接；所述第二变压器的第二绕组的另一端电连接在所述第二整流电路上；其中，所述第一谐波电路包括所述第一变压器电路和所述第一整流电路，所述第二变压器为所述第一变压器电路中除所述至少两个变压器以外的一个变压器，所述其它谐波电路包括所述第二谐波电路，所述第二谐波电路包括所述第二变压器电路和所述第二整流电路。

12、在该实施方式中，n个谐波电路中开关电路并联时，可以让一个谐波电路中变压器电路中两个变压器的副边绕组的一端与整流电路电连接。另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的副边绕组电连接，使得该谐波电路中两个变压器的电流值等于其它各个谐波电路的一个变压器的电流值，然后再将每个谐波电路各个变压器的电流值的累加，得到的每个谐波电路的整流电路输出的电流值相同，实现在不增加任何器件的前提下，每个谐波电路的电信号的自主分流。

13、n个谐波电路中开关电路串联时，让一个谐波电路中变压器电路中两个变压器的副边绕组的一端与整流电路电连接，另一端相互电连接，并与其它谐波电路的变压器电路的一个变压器的副边绕组电连接，使得该谐波电路的两个变压器两端的电压值等于其它各个谐波电路的一个变压器两端的电压值，然后再将每个谐波电路各个变压器的电压值的累加，得到的每个谐波电路的整流电路输出的电压值相同，实现在不增加任何器件的前提下，每个谐波电路的电信号的自主分压。

14、在一种实施方式中，所述第一变压器电路中至少三个变压器的第一绕组的一端电连接在第一lc谐振电路上，所述至少三个变压器的第一绕组的另一端相互电连接；所述第二变压器电路中至少三个变压器的第一绕组的一端电连接在第二lc谐振电路上，所述至少三个变压器的第一绕组的另一端相互电连接；其中，所述第一谐波电路包括所述第一lc谐振电路，所述第二谐波电路包括所述第二lc谐振电路。

15、在该实施方式中，通过让每个变压器的第一绕组之间以并联的方式连接到lc谐振电路中，让每个变压器输入到第二绕组上的电流值和电压值相同，避免每个变压器的第一绕组上电流或电压不相同时，导致第二绕组上电流或电压不相同，从而影响整个电路的自主分流或自主分压。

16、在一种实施方式中，每个谐波电路的整流电路之间并联连接。

17、在该实施方式中，通过让各个整流电路之间以并联的方式连接，可以提高整个llc谐振变换电路的电流值。

18、在一种实施方式中，每个变压器电路的各个变压器相同。

19、在该实施方式中，通过让每个变压器电路的变压器相同，保证每个变压器输入到副边的电压值和电流值之间相同。

20、在一种实施方式中，每个变压器电路的所述至少三个变压器共用一个铁芯。

21、在该实施方式中，通过让每个变压器共用一个铁芯，避免不同变压器的铁芯阻抗不相同，导致每个变压器输入到副边的电压值和电流值之间相同。

22、在一种实施方式中，每个变压器电路的第二绕组包括多个子绕组。。

23、在一种实施方式中，每个变压器电路的各个第二绕组至少包括第一子绕组和第二子绕组，每个变压器电路的还包括至少两个开关，所述至少两个开关，用于处在第一状态时，让每个变压器电路的各个第二绕组的第一子绕组与所述变压器电路的各个第二绕组的第二子绕组串联电连接；以及处在第二状态时，让每个变压器电路的各个第二绕组的第二子绕组断路。

24、在一种实施方式中，每个变压器电路包括第一变压器、第二变压器和第三变压器，所述至少两个开关包括第一开关和第二开关，所述第一开关与所述第二开关均包括三个节点，每个变压器电路的各个第二绕组包括所述第一子绕组和所述第二组绕组，所述第一变压器的第一子绕组的一端与谐波电路的整流电路电连接；所述第一变压器的第一子绕组的另一端与所述第一开关的第一接口电连接；所述第一变压器的第二子绕组的一端与所述第一开关的第二接口电连接；所述第一变压器的第二子绕组的另一端分别与所述第二变压器的第二子绕组的一端和所述第三变压器的第二子绕组的一端电连接；所述第二变压器的第一子绕组的一端与所述谐波电路的整流电路电连接；所述第二变压器的第一子绕组的另一端与所述第二变压器的第二子绕组的另一端电连接；所述第二变压器的第二子绕组的另一端、所述第一开关的第三接口和所述第二开关的第三接口之间相互电连接；所述第三变压器的第一子绕组的一端与所述谐波电路的整流电路电连接；所述第三变压器的第一子绕组的另一端与所述第二开关的第一接口电连接；所述第三变压器的第二子绕组的一端与所述第二开关的第二接口电连接。

25、在一种实施方式中，每个变压器电路的第二绕组的多个子绕组的匝数相同。

26、在一种实施方式中，还包括：控制电路，电连接在两个整流电路之间，用于处在第一状态时，让所述两个整流电路的输出端并联；以及处在第二状态时，让所述两个整流电路的输出端串联。

27、第二方面，本技术实施例中提供一种两路三相llc谐振变换电路，包括：第一谐波电路和第二谐波电路，所述第一谐波电路包括依次电连接的第一开关电路、第一lc谐振电路、第一变压器电路和第一整流电路；所述第二谐波电路包括依次电连接的第二开关电路、第二lc谐振电路、第二变压器电路和第二整流电路；其中，所述第一开关电路和所述第二开关电路串联连接；每个开关电路包括三个输出端口，每个lc谐振电路包括三个谐振电感和三个谐振电容，每个谐振电感与每个谐振电容串联，每个变压器电路包括三个变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组，每个整流电路包括三个输入端口；其中，所述第一开关电路的三个输出端口分别与所述第一lc谐振电路的三个谐振电感和三个谐振电容依次串联连接；所述三个谐振电容的两个谐振电容分别与所述第一变压器电路的三个变压器的两个变压器的第一绕组的一端电连接，所述第一变压器电路的三个变压器的两个变压器的第一绕组的另一端相互电连接，并与所述第二变压器电路的三个变压器的一个变压器的第一绕组的一端电连接；所述第一变压器电路的三个变压器的另一个变压器的第一绕组的一端与所述第二lc谐振电路的三个谐振电容的一个谐振电容电连接，所述第一变压器电路的三个变压器的另一个变压器的第一绕组的另一端与所述第二变压器电路的三个变压器的另外两个变压器的第一绕组的一端电连接；所述第一变压器电路的三个变压器的第二绕组的一端分别与所述第一整流电路的三个输入端口电连接，所述第一变压器电路的三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接；所述第二开关电路的三个输出端口分别与所述第二lc谐振电路的三个谐振电感和三个谐振电容依次串联连接；所述第二lc谐振电路的三个谐振电容的另外两个谐振电容分别与所述第二变压器电路的三个变压器的另外两个变压器的第一绕组的另一端电连接；所述第二变压器电路的三个变压器的第二绕组的一端分别与所述第二整流电路的三个输入端口电连接，所述第二变压器电路的三个变压器的第二绕组的另一端相互电连接。

28、第三方面，本技术实施例中提供一种两路三相llc谐振变换电路，包括：第一谐波电路和第二谐波电路，所述第一谐波电路包括依次电连接的第一开关电路、第一lc谐振电路、第一变压器电路和第一整流电路；所述第二谐波电路包括依次电连接的第二开关电路、第二lc谐振电路、第二变压器电路和第二整流电路；每个开关电路包括三个输出端口，每个lc谐振电路包括三个谐振电感和三个谐振电容，每个谐振电感与每个谐振电容串联，每个变压器电路包括三个变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组，每个整流电路包括三个输入端口；其中，所述第一开关电路的三个输出端口分别与所述第一lc谐振电路的三个谐振电感和三个谐振电容依次串联连接；所述三个谐振电容分别与所述第一变压器电路的三个变压器的第一绕组的一端电连接，所述第一变压器电路的三个变压器的第一绕组的另一端相互电连接；所述第一变压器电路的三个变压器两个变压器的第二绕组的一端分别与所述第一整流电路的三个输入端口的两个输入端口电连接，所述第一变压器电路的三个变压器两个变压器的第二绕组的另一端相互电连接，并与所述第二变压器电路的三个变压器一个变压器的第二绕组的一端电连接；所述第一变压器电路的三个变压器另一个变压器的第二绕组的一端与所述第二整流电路中三个输入端口的一个输入端口电连接，所述第一变压器电路的三个变压器另一个变压器的第二绕组的另一端与所述第二变压器电路的三个变压器另外两个变压器的第二绕组的一端电连接；其中，所述第二开关电路的三个输出端口分别与所述第二lc谐振电路的三个谐振电感和三个谐振电容依次串联连接；所述三个谐振电容分别与所述第二变压器电路的三个变压器的第一绕组的一端电连接，所述第二变压器电路的三个变压器的第一绕组的另一端相互电连接；所述第二变压器电路的三个变压器一个变压器的第二绕组的另一端与所述第一整流电路的三个输入端口的一个输入端口电连接，所述第二变压器电路的三个变压器另外两个变压器的第二绕组的另一端分别与所述第二整流电路中三个输入端口的另外两个输入端口电连接。

29、第四方面，本技术实施例中提供一种充电设备，包括：至少一个如第一方面各个可能实现的llc谐振变换电路。

30、第五方面，本技术实施例中提供一种储能设备，包括：电池；至少一个如第一方面各个可能实现的llc谐振变换电路，其中，所述llc谐振变换电路通过与所述电池电连接，用于对被输入到所述电池内的电信号进行处理，并输入所述电池中。

31、第六方面，本技术实施例中提供一种用电设备，其特征在于，包括：至少一个用电器件；至少一个如第一方面各个可能实现的llc谐振变换电路，其中，所述至少一个llc谐振变换电路通过与所述至少一个用电器件电连接，用于对被输入到至少一个用电器件内的电信号进行处理，并输入到至少一个用电器件中。