CN108988637A - 三相全桥llc电路直流增益控制方法、装置及充电桩 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种三相全桥LLC电路直流增益控制方法、装置及充电桩，包括：获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；如果根据采样电压和采样电流确定三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。当三相全桥LLC电路直流增益为低时，通过控制三相全桥LLC电路输入端的部分开关管始终处于关断状态，使得单位时间内传输能量变少，减小了三相全桥LLC电路直流增益。无需控制三相全桥LLC电路输入端开关管工作于间歇发波模式，即不用短时间全部关断所有开关管，从而避免了电路输出能量不连续的问题。

Description

三相全桥LLC电路直流增益控制方法、装置及充电桩

技术领域

本申请涉及直流电源变换技术领域，尤其涉及一种三相全桥LLC电路直流增益控制方法、装置及充电桩。

背景技术

随着对环境保护的重视，电动汽车在市场上逐渐普及。为了给电动汽车充电，需要建立为电动汽车充电的充电桩，而充电桩的核心部分则是充电模块。传统的充电模块的结构如图1所示，包括交流/直流(alternating current/direct current，AC/DC)整流单元和直流/直流(direct current/direct current，DC/DC)变换单元。由于目前充电模块的输出功率大，功率密度高，因此对DC/DC变换单元的电流变换效率和散热性能有比较高的要求。由于三相全桥LLC电路具有电流变换效率高，热源分布均匀的优点，因此常被作为充电模块的DC/DC变换单元。

在将三相全桥LLC电路作为充电模块的DC/DC变换单元时，三相全桥LLC电路的直流增益(直流增益为三相全桥LLC电路在任一负载下，输出电压与输入电压比值的对数，用以表示功率从输入传输到输出的程度)会随着电动汽车充电过程而发生变化，充电初始时刻三相全桥LLC电路输出为重载(输出电流大)，而充电快结束时三相全桥LLC电路输出为轻载(输出电流较小)。此时电动汽车单位时间内充电需要的能量相对较少时，三相全桥LLC电路的直流增益低。由于三相全桥LLC电路输入端的输入电压不变，为了降低三相全桥LLC电路的直流增益，如图2所示，一般可以通过控制三相全桥LLC电路开关管工作在间歇发波Burst模式，使得单位时间内三相全桥LLC电路输入端的输入电流减小，从而保证三相全桥LLC电路工作在轻载时，电路直流增益变小，输出电压达到设定电压。

但是由于当开关管工作时，三相全桥LLC电路才有能量传递；而当开关管不工作时，三相全桥LLC电路没有能量传递。因此控制三相全桥LLC电路开关管工作在间歇发波状态直接导致了三相全桥LLC电路输出端的能量是不连续的。

发明内容

本申请提供了一种三相全桥LLC电路直流增益控制方法、装置及充电桩，以解决传统的三相全桥LLC电路在输出端为轻载时，输出能量不连续的问题。

第一方面，本申请提供了一种三相全桥LLC电路直流增益控制方法，所述方法包括：获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

当三相全桥LLC电路直流增益为低时，通过控制三相全桥LLC电路输入端的部分开关管始终处于关断状态，这样使得单位时间内，传输能量变少，进而减小了原三相全桥LLC电路的直流增益。这样无需控制三相全桥LLC电路输入端开关管工作于间歇发波模式，即不用短时间全部关断所有开关管，从而避免了电路输出能量不连续的问题。

结合第一方面的实现方式，在第一方面第一种可能的实现方式中，如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

结合第一方面的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：获取所述采样电压和采样电流对应的所述开关管的开关频率；如果所述开关频率大于预设频率，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

结合第一方面或第一方面第一至二种可能的实现方式其中任意一种，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

结合第一方面第三种可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述根据第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路，包括：确定所述第一电路模式的电路输入端开关管的第一工作状态；根据所述第一工作状态控制所述三相全桥LLC电路输入端对应开关管保持关断状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

结合第一方面第一种可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，还包括：如果在第一采样时刻所述采样电流大于所述第一预设电流，且小于第二预设电流，则保持当前电路模式，所述第一采样时刻为所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路后的任一时刻，所述第二预设电流大于所述第一预设电流；或者，如果所述采样电流大于或等于所述第二预设电流，则所述三相全桥LLC电路直流增益为高，将当前电路模式切换为三相全桥LLC电路。

第二方面，本申请提供了一种三相全桥LLC电路直流增益控制装置，所述装置包括：获取模块，用于获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；控制模块，用于如果根据所述获取模块获取的所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

结合第二方面的实现方式，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述控制模块包括：第一控制单元，用于如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

结合第二方面的实现方式，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述控制模块包括：第一获取单元，用于获取所述采样电压和采样电流对应的所述开关管的开关频率；第二控制单元，用于如果所述开关频率大于预设频率，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

结合第二方面或第二方面第一至二种可能的实现方式其中任意一种，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述控制模块包括：第二获取单元，用于获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；确定单元，用于确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；第三控制单元，用于根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

结合第二方面第三种可能的实现方式，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述第三控制单元包括：确定子单元，用于确定所述第一电路模式的电路输入端开关管的第一工作状态；控制子单元，用于根据所述第一工作状态控制所述三相全桥LLC电路输入端对应开关管保持关断状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二方面第五种可能的实现方式中，还包括：判断控制单元，用于如果在第一采样时刻所述采样电流大于所述第一预设电流，且小于第二预设电流，保持当前电路模式，所述第一采样时刻为所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路后的任一时刻，所述第二预设电流大于所述第一预设电流；或者，如果所述采样电流大于或等于所述第二预设电流，则所述三相全桥LLC电路直流增益为高，将当前电路模式切换为三相全桥LLC电路。

第三方面，本申请提供了一种包括充电模块，充电模块包括AC/DC整流单元和DC/DC变换单元，其中：所述DC/DC变换单元包括处理器、电压采样模块、电流采样模块和三相全桥LLC电路，所述电压采样模块和所述电流采样模块的信号采样端分别与所述三相全桥LLC电路的输出端电连接，所述电压采样模块用于获得所述三相全桥LLC电路输出端的采样电压，所述电流采样模块用于获得所述三相全桥LLC电路输出端的采样电流；所述电压采样模块和所述电流采样模块的信号输出端分别与所述处理器的信号输入端相连接，将所述采样电压和所述采样电流发送给所述处理器；所述处理器的信号输出端与所述三相全桥LLC电路的各个开关管的控制端相连接，所述处理器执行第一方面及其任一可能的实现方式的方法，获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，当该指令在处理器上运行时，使得该处理器执行第一方面及其任一可能的实现方式的方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种充电桩的结构示意图；

图2为传统的三相全桥LLC电路的开关管工作在Burst模式下的发波示意图；

图3为一种传统的三相全桥LLC电路的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种三相全桥LLC电路直流增益控制方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的一种单相全桥LLC电路的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种单相全桥LLC电路的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种单相半桥LLC电路的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的另一种单相半桥LLC电路的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的不同电路模式直流增益曲线示意图；

图10为本申请实施例提供的一种三相全桥LLC电路直流增益控制装置的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种充电桩的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请实施例中的技术方案，下面结合附图对本申请实施例中技术方案作进一步详细的说明。

为了能够更好的对本申请提供的技术方案进行说明，首先说明一下三相全桥LLC电路的结构。如图3所示，三相全桥LLC电路包括开关单元、谐振单元、变压器和整流单元，开关单元、谐振单元、变压器和整流单元依次连接。其中，开关单元内包括三组并联设置的开关管，谐振单元包括三组串联设置的电感电容组：第一电感Lr1和第一电容Cr1，第二电感Lr2和第二电容Cr2，第三电感Lr3和第三电容Cr3。变压器包括第一变压器T1、第二变压器T2和第三变压器T3，第一变压器对应设置第一励磁电感Lm1，第二变压器T2对应设置第二励磁电感Lm2，第三变压器T3对应设置第三励磁电感Lm3。第一电感Lr1、第一电容Cr1、第一励磁电感Lm1和第二电感Lr2、第二电容Cr2、第二励磁电感Lm2以及第三电感Lr3、第三电容Cr3、第三励磁电感Lm3通过星型连接组成三相全桥LLC的谐振电路。整流单元包括：第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4、第五整流二极管D5和第六整流二极管D6。第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4、第五整流二极管D5和第六整流二极管D6组成三相整流电路。

其中，第一组开关管包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第二组开关管包括：第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三组开关管包括：第五开关管Q5和第六开关管Q6。上述开关管为金属氧化物半导体场效应MOS管。需要指出的是，三相全桥LLC电路工作过程中，所有开关管均按照预设频率开关。

进一步地，第一开关管Q1和第二开关管Q2串联连接，第三开关管Q3和第四开关管Q4串联连接，第五开关管Q5和第六开关管Q6串联连接。

第一电感Lr1的第一端分别与第一开关管Q1和第二开关管Q2的一端相连接，第一电感Lr1的第二端与第一电容Cr1的第一端相连接，第一电容Cr1的第二端与第一变压器T1的主变原边相连接。第二电感Lr2的第一端分别与第三开关管Q3和第四开关管Q4的一端相连接，第二电感Lr2的第二端与第二电容Cr2的第一端相连接，第二电容Cr2的第二端与第二变压器T2的主变原边相连接。第三电感Lr3的第一端分别与第五开关管Q5和第六开关管Q6的一端相连接，第三电感Lr3的第二端与第三电容Cr3的第一端相连接，第三电容Cr3的第二端与第三变压器T3的主变原边相连接。

进一步地，第一整流二极管D1和第二整流二极管D2串联连接，具体地，第一整流二极管D1的正极分别连接第一变压器T1的主变副边和第二整流二极管D2的负极。第三整流二极管D3和第四整流二极管D4串联连接，具体地，第三整流二极管D3的正极分别连接第二变压器T2的主变副边和第四整流二极管D4的负极。第五整流二极管D5和第六整流二极管D6串联连接，具体地，第五整流二极管D5的正极分别连接第三变压器T3的主变副边和第六整流二极管D6的负极。

基于上述三相全桥LLC电路，本申请实施例提供了一种三相全桥LLC电路直流增益的控制方法，如图4所示，该控制方法包括：

S101，获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流。

三相全桥LLC电路由负载存在时，需要三相全桥LLC电路输出合适的输出电压，保证负载的正常工作。由于，负载不同时刻需要的输出电压的不同或者负载的切换，导致需要的工作电压不同，进而三相全桥LLC电路的输出端状态也会发生变化，尤其当负载需要的电流较小时，此时三相全桥LLC电路输出端输出为轻载。

传统技术中的三相全桥LLC电路当输出端为轻载时，三相全桥LLC电路开关管工作在间歇发波Burst模式，此时会导致电路输出能量是间断不连续的。为了防止三相全桥LLC电路在输出端为轻载时，进入到间歇发波Burst模式。本实施例中在三相全桥LLC电路开始工作的时刻，就利用电压采样模块和电流采样模块对三相全桥LLC电路的输出端电压和电流进行采样。采样电压和采样电流用于判断三相全桥LLC电路输出端的状态，便于对三相全桥LLC电路进行控制。

S102，如果根据采样电压和采样电流确定三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

在S101中实时获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流，如果当获取到的采样电压和采样电流发生变化，且当前的采样电压和采样电流指示三相全桥LLC电路直流增益为低时，此时需要对三相全桥LLC电路的开关单元中的开关管进行控制，切换电路模式。

本实施例中判断三相全桥LLC电路的直流增益为低，包括以下两种方式：

预设第一预设电压和第一预设电流，如果当采样电压小于第一预设电压，且采样电流小于第一预设电流，此时可以判定三相全桥LLC电路直流增益为低。需要指出的是，上述两个条件必须同时满足，如果只满足其一则无法判断当前三相全桥LLC电路直流增益是否为低。

示意性举例，第一预设电压为200V，第一预设电流为16A。如果获取到的采样电压为190V，采样电流为15A。由于采样电压190V小于第一预设电压200V，且采样电流15A小于第一预设电流16A，因此判定三相全桥LLC电路直流增益为低。但是如果采样电压为210V或者采样电流为17A，则不能满足判定三相全桥LLC电路直流增益为低的条件，此时默认三相全桥LLC电路直流增益为高。

上述给出的第一预设电压为一个具体的电压值，当然也可以预设一个电压范围，例如200V-300V，当采样电压在该电压范围内时，且采样电流小于第一预设电流，则也可以判定三相全桥LLC电路直流增益为低。由上述可知，判定三相全桥LLC电路直流增益为低时，电压可以为一个具体值，也可以为一个范围值，而电流为一个具体值。

需要指出的是，如果第一时刻采样电压为190V时，获得的采样电流为15.9A，但是由于采样模块可能存在误差，因此在第二时刻可能采样电流为16.01A，这样会导致判断三相全桥LLC电路的直流增益在低于高两种模式之间反复切换。虽然切换模式时，可以满足输出电压动态指标，但是由于检测误差导致的波动，则无法稳定三相全桥LLC电路的正常工作。因此，设置第二预设电流，假设第二预设电流为17A。因此当第一时刻获得采样电压为190V，采样电流为15.9A时，如果此时电路模式为切换后的单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。而第二时刻获得采样电流为16.01A，由于第二时刻的采样电流小于第二预设电流，因此任然判断电路直流增益为低，保持当前电路模式。如果第二时刻获得采样电流为17.1A，则说明此时负载需要的电流较大或者负载进行了切换，电路需要高增益发波，因此判定三相全桥LLC电路直流增益为高，将当前电路模式切换为三相全桥LLC电路。

上述是直接通过采样电压和采样电流判断三相全桥LLC电路的输出端状态，本申请实施例还提供了另外一种判定方法。

本申请中可以引入环路控制器，环路控制器的作用是根据采样电压和采样电流获得对应的三相全桥LLC电路开关管的开关频率，与预设频率进行比较。如果根据环路控制器获取到的开关频率大于预设频率时，则可以判定此时三相全桥LLC电路以较高的频率关断开关管，控制输出端的电流，因此此时三相全桥LLC电路直流增益为低。

示意性举例，当采样电压为200V，采样电流为16A时，对应的开关频率为300KHZ。如果在一时刻，环路控制器根据采样电压和采样电流获得开关频率为400KHZ，则可以判定三相全桥LLC电路直流增益为低，需要控制三相全桥LLC电路进入低增益发波模式。

当根据采样电压和采样电流判定三相全桥LLC电路直流增益为低时，此时需要对三相全桥LLC电路进行电路模式切换，以使得电路直流增益满足输出端负载的需求，而且保证能量持续的输出。

由于三相全桥LLC电路输出端对应不同负载时，电路都可能进入到直流增益为低的情况。而不同的负载需要的输出电流可能也不相同。例如第一负载需要的输出电流为15A，第二负载需要的输出电流为10A。由上述可知，虽然此时三相全桥LLC电路直流增益同为低，但是也分为不同的状态。

因此当三相全桥LLC电路直流增益为低时，获取三相全桥LLC电路的第一直流增益，第一直流增益可以为三相全桥LLC电路直流增益为低时对应的任一直流增益。确定第一直流增益对应的第一直流增益区间，本实施例中直流增益区间可以设置多个，每个直流增益区间对应一种电路模式，因此第一直流增益区间为任一直流增益区间。

确定第一直流增益对应的第一直流增益区间后，确定第一直流增益区间对应的第一电路模式，确定第一电路模式中电路输入端开关管的第一工作状态，开关管的第一工作状态包括：保持关断、保持闭合或者正常工作。

本实施例中通过以下几种电路模式进行说明，当然在实际中不限于几种电路模式，还可以为其他的电路模式。为了方面对以下由三相全桥LLC电路切换为其他电路模式的描述方面，本实施例设置4个直流增益区间分别为[0.3，0.4]，[0.41-0.5]，[0.51-0.6]，[0.61，0.7]。

假设在三相全桥LLC电路直流增益为低的状态下，获得直流增益为0.65，0.65在直流增益区间[0.61，0.7]范围内，而直流增益区间[0.61，0.7]对应的电路模式为第一单相全桥LLC电路。如图5所示，电路模式为第一单相全桥LLC电路时，控制第五开关管Q5和第六开开关管Q6保持常开状态，即控制第五开关管Q5和第六开开关管Q6停止工作。然后第一开关管Q1和第四开关管Q4为一组，第二开关管Q2和第三开关管Q3为一组，两组互补导通。也就是说，当第一开关管Q1和第四开关管Q4闭合导通时，第二开关管Q2和第三开关管Q3断开截止。此时原有三相全桥LLC电路拓扑中变压器主变原边转化为单相全桥LLC电路，变压器主变副边的第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3和第四整流二极管D4转化为全桥整流电路。由于此时的电路在同一时刻只有一条支路有电流传输，因此使得电路输入端相比原有拓扑的三相全桥LLC电路的输入电流是减小的。而且不需要同时控制所有开关管断开，进而保证了能量传输的连续性。

如果获得的三相全桥LLC电路直流增益为0.56，此时三相全桥LLC电路直流增益仍为低，但是相比上述电路模式对应的直流增益更低。因此当直流增益为0.56时，对应直流增益区间[0.51，0.6]的电路模式。

具体地，此时电路模式为第二单相全桥LLC电路。如图6所示，电路模式为第二单相全桥LLC电路时，控制第五开关管Q5保持常开状态，第一开关管Q1、第四开关管Q4和第六开开关管Q6为一组，第二开关管Q2和第三开关管Q3为一组，两组互补导通。此时原有三相全桥LLC电路拓扑中变压器主变原边转化为单相全桥LLC电路，变压器主变副边的第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3、第四整流二极管D4、第五整流二极管D5和第六整流二极管D6转化为三相全桥整流电路。此时同一时刻也只有一条支路有电流传输，相比上述第一单相全桥LLC电路相比，变压器主变副边的整流电路为三相全桥整流电路。

上述获得的两个直流增益对应增益区间对应的电路模式为两种不同的单相全桥LLC电路，而且第二单相全桥LLC电路的直流增益小于第一单相全桥LLC电路的直流增益。

如果获取的三相全桥LLC电路直流增益为0.44，此时三相全桥LLC电路直流增益相比上述两种单相全桥LLC电路模式对应的直流增益更低。此时所在的增益区间[0.41-0.5]对应的电路模式为第一单相半桥LLC电路。

如图7所示，电路模式为第一单相半桥LLC电路时，控制第三开关管Q3、第五开关管Q5和第六开开关管Q6保持常开状态，第四开关管Q4保持常闭状态，第一开关管Q1和第二开关管Q2相互导通，原有三相全桥LLC电路拓扑中变压器主变原边转化为单相半桥LLC电路，变压器主变副边的第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3和第四整流二极管D4转化为全桥整流电路。

当获取的三相全桥LLC电路直流增益更低时，例如0.35，相比上述第一单相半桥LLC的直流增益还要低。此时对应增益区间[0.3，0.4]的电路模式为第二单相半桥LLC电路。如图8所示，电路模式为第二单相半桥LLC电路时，控制第三开关管Q3和第五开关管Q5保持常开状态，第四开关管Q4和第六开开关管Q6保持常闭状态，第一开关管Q1和第二开关管Q2相互导通。此时原有三相全桥LLC电路拓扑中变压器主变原边转化为单相半桥LLC电路，变压器主变副边的第一整流二极管D1、第二整流二极管D2、第三整流二极管D3和第四整流二极管D4转化为全桥整流电路、第五整流二极管D5和第六整流二极管D6转化为三相全桥整流电路。

上述两个增益区间对应的两种不同的单相半桥LLC电路的直流增益不同，而且第二单相半桥LLC电路的直流增益小于第一单相半桥LLC电路的直流增益。且两种单相半桥LLC电路的直流增益均小于上述两种单相全桥LLC电路的直流增益。

如图9所示，为五种电路模式的直流增益曲线，其中曲线s1为三相全桥LLC电路的直流增益曲线，s2为第一单相全桥LLC电路的直流增益曲线，s3为第二单相全桥LLC电路的直流增益曲线，s4为第一单相半桥LLC电路的直流增益曲线，s5为第二单相半桥LLC电路的直流增益曲线。通过对比原有三相全桥LLC电路的直流增益曲线与转换后的4种电路模式的直流增益曲线可知，在相同输出电压，相同负载下，4种电路模式可不同程度降低输出直流增益。加上充电模块中的AC/DC整流单元也可以调节DC/DC变换单元的输入电压，因此电路的直流增益可以在直流增益曲线s1的两段曲线范围内连续调节，从而达到需要的输出电压，这样既可以保证满足电路输出端轻载时的电压需求，还可以保证能量输出的连续性，表现在电压纹波上则可以减小电压纹波的幅度。

本实施例提供的三相全桥LLC电路直流增益的控制方法，通过获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流，当通过获取的采样电压和采样电流判定三相全桥LLC电路直流增益为低时，通过控制三相全桥LLC电路输入端的部分开关管始终处于关断状态，这样使得输入电压相比原始三相全桥LLC电路的输入电压变小，进而减小了原三相全桥LLC电路的直流增益。这样无需控制三相全桥LLC电路输入端开关管工作于间歇发波模式，即不用短时间全部关断所有开关管，从而避免了电路输出能量不连续的问题。

与上述实施例提供的一种三相全桥LLC电路直流增益的控制方法的实施例相对应，本申请实施例还提供了一种三相全桥LLC电路直流增益的控制装置。

如图10所示，三相全桥LLC电路直流增益的控制装置20包括：获取模块201和控制模块202。

获取模块201，用于获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流。控制模块202，用于如果根据获取模块201获取的采样电压和采样电流确定三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

在一个示意性实施例中，控制模块202包括第一控制单元，用于如果采样电压在第一预设电压范围内，且采样电流小于第一预设电流，则通过控制三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

在一个示意性实施例中，控制模块202包括：第一获取单元和第二控制单元。

第一获取单元，用于获取采样电压和采样电流对应的开关管的开关频率。第二控制单元，用于如果开关频率大于预设频率，则通过控制三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

进一步地，控制模块202包括：第二获取单元、确定单元和第三控制单元。

第二获取单元，用于获取三相全桥LLC电路的第一直流增益，第一直流增益为三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益。确定单元，用于确定第一直流增益对应的第一直流增益区间。第三控制单元，用于根据第一直流增益区间对应的第一电路模式将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

其中，第三控制单元包括：确定子单元和控制子单元。

确定子单元，用于确定第一电路模式的电路输入端开关管的第一工作状态。控制子单元，用于根据第一工作状态控制三相全桥LLC电路输入端对应开关管保持关断状态，将三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

可选地，本实施例提供的控制装置还包括判断控制单元，用于如果在第一采样时刻采样电流大于第一预设电流，且小于第二预设电流，则保持当前电路模式，第一采样时刻为所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路后的任一时刻，第二预设电流大于第一预设电流。如果采样电流大于或等于第二预设电流，则三相全桥LLC电路直流增益为高，将当前电路模式切换为三相全桥LLC电路。

由上述实施例可知，本实施例提供的三相全桥LLC电路直流增益的控制装置包括获取模块201和控制模块202。获取模块201获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流，如果根据所述采样电压和采样电流判断三相全桥LLC电路直流增益为低时，通过控制三相全桥LLC电路输入端的部分开关管始终处于关断状态，减小了原三相全桥LLC电路的直流增益。这样无需控制三相全桥LLC电路输入端开关管工作于间歇发波模式，即不用短时间全部关断所有开关管，从而避免了电路输出能量不连续的问题。

本申请实施例还提供了一种充电桩的实施例，充电桩包括充电模块，如图11所示，该充电模块包括：AC/DC整流单元和DC/DC变换单元。

其中，DC/DC变换单元包括处理器301、电压采样模块302、电流采样模块303和三相全桥LLC电路304。电压采样模块302和电流采样模块303的信号采样端分别与三相全桥LLC电路304的输出端电连接。电压采样模块302用于获得三相全桥LLC电路304输出端的采样电压，电流采样模块303用于获得所述三相全桥LLC电路304输出端的采样电流。电压采样模块302和电流采样模块303的信号输出端分别与处理器301的信号输入端相连接，将采样电压和所述采样电流发送给所述处理器301。

处理器301的信号输出端与三相全桥LLC电路304中的各个开关管的控制端相连接，具体的处理器301的信号输出端的输出信号用于控制三相全桥LLC电路304的开关单元。处理器301执行上述三相全桥LLC电路直流增益控制方法，获取三相全桥LLC电路304输出端的采样电压和采样电流，如果根据采样电压和采样电流确定三相全桥LLC电路104直流增益为低，则通过控制三相全桥LLC电路304输入端各个开关管的工作状态，将三相全桥LLC电路304切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

处理器301可以是通用处理器，例如，CPU，NP或者CPU和NP的组合。处理器301也可以是微处理器(MCU)。处理器301还可以包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路(ASIC)，可编程逻辑器件(PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(FPGA)等。

可选地，DC/DC变换单元还包括存储器，存储器用于存储可执行指令，所述可执行指令可以在处理器301内运行。

存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，快闪存储器，。

可选地，DC/DC变换单元还包括传输接口，用于处理器301与电压采样模块302、电流采样模块303、三相全桥LLC电路304和存储器之间的信号传输，传输接口包括采用数字逻辑门电路(与门、非门、或门等)、光耦合器、磁耦隔离器等。

处理器301、电压采样模块302、电流采样模块303、三相全桥LLC电路304和存储器可以通过总线相互连接，总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者转发设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置及充电桩实施例而言，由于其中的方法基本相似于三相全桥LLC电路直流增益控制方法的实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见三相全桥LLC电路直流增益控制方法实施例中的说明即可。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (13)

1.一种三相全桥LLC电路直流增益控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；

如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：

如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：

获取所述采样电压和采样电流对应的所述开关管的开关频率；

如果所述开关频率大于预设频率，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：

获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；

确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；

根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路，包括：

确定所述第一电路模式的电路输入端开关管的第一工作状态；

根据所述第一工作状态控制所述三相全桥LLC电路输入端对应开关管保持关断状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

如果在第一采样时刻所述采样电流大于所述第一预设电流，且小于第二预设电流，则保持当前电路模式，所述第一采样时刻为所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路后的任一时刻，所述第二预设电流大于所述第一预设电流；

或者，

如果所述采样电流大于或等于所述第二预设电流，则所述三相全桥LLC电路直流增益为高，将当前电路模式切换为三相全桥LLC电路。

7.一种三相全桥LLC电路直流增益控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；

控制模块，用于如果根据所述获取模块获取的所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第一控制单元，用于如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第一获取单元，用于获取所述采样电压和采样电流对应的所述开关管的开关频率；

第二控制单元，用于如果所述开关频率大于预设频率，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。

10.根据权利要求7-9任一项所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：

第二获取单元，用于获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；

确定单元，用于确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；

第三控制单元，用于根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第三控制单元包括：

确定子单元，用于确定所述第一电路模式的电路输入端开关管的第一工作状态；

控制子单元，用于根据所述第一工作状态控制所述三相全桥LLC电路输入端对应开关管保持关断状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

判断控制单元，用于如果在第一采样时刻所述采样电流大于所述第一预设电流，且小于第二预设电流，则保持当前电路模式，所述第一采样时刻为所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路后的任一时刻，所述第二预设电流大于所述第一预设电流；

或者，

如果所述采样电流大于或等于所述第二预设电流，则所述三相全桥LLC电路直流增益为高，将当前电路模式切换为三相全桥LLC电路。

13.一种充电桩，包括充电模块，其特征在于，所述充电模块包括AC/DC整流单元和DC/DC变换单元，其中：

所述DC/DC变换单元包括处理器、电压采样模块、电流采样模块和三相全桥LLC电路，所述电压采样模块和所述电流采样模块的信号采样端分别与所述三相全桥LLC电路的输出端电连接，所述电压采样模块用于获得所述三相全桥LLC电路输出端的采样电压，所述电流采样模块用于获得所述三相全桥LLC电路输出端的采样电流；所述电压采样模块和所述电流采样模块的信号输出端分别与所述处理器的信号输入端相连接，将所述采样电压和所述采样电流发送给所述处理器；

所述处理器的信号输出端与所述三相全桥LLC电路的各个开关管的控制端相连接，所述处理器执行权利要求1-6任一项所述的三相全桥LLC电路直流增益控制方法，获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流；

如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。