CN111969700A - Llc谐振变换器及具有llc谐振变换器的充电系统 - Google Patents

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Kia Motors Corp
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Abstract

本公开涉及一种LLC谐振变换器及具有LLC谐振变换器的充电系统，基于通过LC谐振确定其输出的LLC谐振变换器的特征，LLC谐振变换器及具有LLC谐振变换器的充电系统能够解决初始启动时出现的过电流产生和输出电压偏离。

Description

LLC谐振变换器及具有LLC谐振变换器的充电系统
技术领域
本公开涉及LLC谐振变换器及具有该LLC谐振变换器的充电系统，并且更具体地，涉及能够基于LLC谐振变换器的特性，解决初始启动时出现的过电流产生与输出电压偏离的LLC谐振变换器及具有LLC谐振变换器的充电系统，其中，LLC谐振变换器的输出由LC谐振决定。
背景技术
需要对电池充电的环境友好型车辆具有转换外部AC电力并且输出用于对电池充电的DC电力的车载充电器，电池是诸如电动车辆或插电式混合动力车辆的车辆中的驱动电机的能量源。
通常，车载充电器包括：功率因数校正电路，用于对外部AC电力的功率因数进行补偿并且将电力作为DC输出；和DC-DC变换器，将功率因数校正电路输出的DC转换成用于对电池充电的DC电压。此处，可以采用使用LC谐振的LLC谐振变换器(例如，两个电感器与一个电容器的组合(“L-L-C”)作为DC-DC变换器。
通过两个电感器和一个电容器(即，变压器外围的谐振腔)确定的谐振频率决定LLC谐振变换器的特性。LLC谐振变换器的优点在于，通过使用由两个电感器和一个电容器产生的谐振电流，能够极大地减少开关损耗与二极管损耗。进一步地，LLC谐振变换器控制开关频率(而非其中包括的开关元件的占空比)，以确定输入/输出关系，并且由此得到非线性输入/输出电压增益特性曲线。相应地，LLC谐振变换器具有的缺点在于，其控制较困难。
具体地，因为LC谐振清晰地限定增益曲线，所以在输入和输出区域之外的任意区中控制LLC谐振变换器是不可行的。例如，当在初始充电时，使用LLC谐振变换器的充电器的输出端子通过继电器连接至待充电的电池时，过电流可能流动并且设置在充电器的输出端子处的电容器可能被烧坏。由此，在连接继电器之前，应在无负载条件下执行LLC谐振变换器的电压和电流控制。然而，因为未形成LLC谐振变换器的输出电压，所以LLC谐振变换器被切换至最大开关频率。相应地，可能由于LC谐振而产生过电流，并且由此构成电路的元件可能被烧坏。在无负载条件下，开关频率应为无穷大以产生最小负载，但是，由控制开关元件的微计算机产生的最大频率的限制导致输出电压持续增加并且偏离的问题。
仅提供作为相关技术领域描述的内容来帮助理解本公开的背景技术，并且作为相关技术领域描述的内容不应被视为与本领域普通技术人员已知的相关技术领域对应。
发明内容
本公开的目标在于提供这样一种LLC谐振变换器及具有该LLC谐振变换器的充电系统，即，能够基于LLC谐振变换器的特性，解决初始启动时在无负载状态下控制电压和电流时出现的过电流产生和输出电压偏离，其中LLC谐振变换器的输出由LC谐振决定。
根据本公开的示例性实施方式，一种LLC谐振变换器可以包括：多个开关元件，连接至输入端子并且构成桥式电路；谐振腔，接收通过切换多个开关元件而形成的电力以用于谐振；变压器，具有连接至谐振腔的初级线圈和连接至负载侧的次级线圈；整流器电路，连接在次级线圈与输出端子之间；输出电容器，连接至输出端子；以及控制器，基于通过检测输出端子处的电压而获得的输出电压感测值、连接至输出端子的负载的电压、以及预设输出电压命令值，确定是否切换多个开关元件以及多个开关元件的开关占空比。
LLC谐振变换器可以进一步包括具有两端分别连接至输出端子和负载的继电器，并且当输出端子处的电压处于负载所需的正常电压范围内时，控制器可以执行继电器的短路。
在将继电器短路之前，控制器可以将开关占空比调整为具有比继电器短路之后预设施加的开关占空比更小的值。
当输出电压感测值小于或等于预设的参考值时，在继电器短路之前，控制器可以将开关占空比调整为具有比负载连接至输出端子的正常状态下设置施加的开关占空比更小的值。
参考值可以是这样一种值，即，基于连接至输出端子的负载的特性决定负载的连接状态的基础。
负载可以是通过接收来自输出端子的电力而被充电的电池，并且参考值可以与电池处于正常状态时所输出的最小电压值对应。
控制器可以基于输出电压感测值与输出电压命令值的差异，确定是否对多个开关元件进行切换。
当输出电压感测值小于通过将第一预设裕度值与输出电压命令值相加而获得的值时，控制器可以对开关元件执行切换，并且当输出电压感测值等于或大于通过将第一预设裕度值与输出电压命令值相加而获得的值时，控制器可以停止对开关元件的切换。
在停止对开关元件的切换之后，当输出电压感测值减小至通过从输出电压命令值中减去第二预设裕度值而获得的值时，控制器可以恢复对开关元件的切换。
第一预设裕度值的大小可以等于或大于在初始启动终止之后负载连接至输出端子的正常操作状态下所产生的输出电压的波动大小并且可以小于预设上限值。
根据本公开的另一示例性实施方式，一种充电系统可以包括：LLC谐振变换器，包括：多个开关元件，连接至输入端子并且构成桥式电路；谐振腔，接收通过对多个开关元件短路和断路而形成的电力以用于谐振；变压器，具有连接至谐振腔的初级线圈和连接至负载侧的次级线圈；整流器电路，连接在次级线圈与输出端子之间；以及输出电容器，连接至输出端子；继电器，具有连接至输出端子的一端；电池，连接至继电器的另一端以被充电；以及控制器，当开始电池充电时，控制继电器处于断路状态，以运行初始充电模式，并且基于通过在初始充电模式下检测输出端子处的电压而获得的输出电压感测值、电池的电压、以及预设的输出电压命令值，确定是否对多个开关元件进行切换以及多个开关元件的开关占空比。
控制器可以将在初始充电模式下施加的开关占空比调整为具有比在初始充电模式终止之后继电器短路的正常状态下预设施加的开关占空比更小的值。
当输出电压感测值小于或等于初始充电模式的参考值时，控制器可以将开关占空比调整为具有比在初始充电模式终止之后继电器短路的正常状态下设置施加的开关占空比更小的值。
参考值可以与电池正常操作时所输出的最小电压值对应。
控制器可以基于输出电压感测值与输出电压命令值之间的差异，确定是否对开关元件进行切换。
当输出电压感测值小于通过将第一预设裕度值与输出电压命令值相加而获得的值时，控制器可以对开关元件执行切换，并且当输出电压感测值等于或大于通过将第一预设裕度值与输出电压命令值相加而获得的值时，控制器可以停止对开关元件的切换。
在停止对开关元件的切换之后，当输出电压感测值减小至通过从输出电压命令值中减去第二预设裕度值而获得的值时，控制器可以恢复对开关元件的切换。
第一预设裕度值的大小可以等于或大于在初始启动终止之后电池连接至输出端子的正常操作状态下所产生的输出电压的波动大小并且可以小于预设上限值。
当在初始充电模式下输出电容器被充电至预设的充电电压时，控制器可以使继电器短路而终止初始充电模式。
附图说明
图1是根据本公开的示例性实施方式的具有LLC谐振变换器的充电系统的电路图。
图2是示出一般LLC谐振变换器及对应操作区的输入/输出电压增益曲线的示图。
图3是更具体地示出了根据本公开的示例性实施方式的LLC谐振变换器的控制器的框图。
图4是示出根据本公开的示例性实施方式的通过LLC谐振变换器的控制器执行的开关占空比控制的方法的流程图。
图5是用于说明根据本公开的示例性实施方式的控制是否执行由LLC谐振变换器的控制器执行的脉冲宽度调制的方法的示图。
具体实施方式
在下文中，将参考所附附图详细描述根据本公开的各个实施方式的LLC谐振变换器及具有LLC谐振变换器的充电系统。
图1是根据本公开的示例性实施方式的具有LLC谐振变换器的充电系统的电路图。
参考图1，根据本公开的示例性实施方式的具有LLC谐振变换器的充电系统可以包括：电磁干扰(EMI)滤波器11，除去外部AC电力的噪音分量；整流器电路13，对由EMI滤波器11滤波的电力进行整流；平滑电容器Cs，用于平滑整流器电路13的输出；功率因数校正电路15，接收经平滑电容器Cs平滑的电力并且提高所接收的电力的功率因数，以将电力作为DC电力输出；LLC谐振变换器17，转换从功率因数校正电路15输出的DC电力的电压幅度并且输出用于对电池19进行充电的充电电压Vo；电池19，通过接收由LLC谐振变换器17提供的电压而被充电；以及谐振腔171，位于LLC谐振变换器17中。
EMI滤波器11被设置为除去输入的外部AC电力的高频分量的噪音，是本领域中已经熟知的电路。通过利用多个二极管实现的桥式电路形式可以实现整流器电路13，并且平滑电容器Cs连接在整流器电路13的两端之间。整流器电路13和平滑电容器Cs也是本领域中已经熟知的电路元件。
可以使用包括电感器LBS、开关元件QBS、以及二极管DBS的升压变换器的拓扑结构，来实现被设置为提高AC电力的功率因数的功率因数校正电路15。采用升压变换器的拓扑结构的这种功率因数校正电路15的操作机制是通常普遍已知的。
电容器CBS可以连接至功率因数校正电路15的输出端子而形成DC连接端子。在图1的实施例中，具有相同电容大小的两个DC连接电容器CBS可以串联地连接，以在功率因数校正电路15的后续阶段连接半桥式LLC谐振变换器17，并且连接两个DC连接电容器CBS的端子可以在后续阶段连接至半桥式LLC谐振变换器17的谐振腔171。
LLC谐振变换器17可以包括：开关元件Q1和Q2，连接至其输入端子以构成桥式电路；谐振腔171，接收因短路和断路开关元件Q1和Q2而形成的电力；变压器173，具有连接至谐振腔171的初级线圈和连接至输出侧的次级线圈，被充电的对象连接至输出侧；整流器电路175，连接至变压器173的次级线圈；以及输出电容器Co，连接至输出端子。
图2是示出一般LLC谐振变换器及对应操作区的输入/输出电压增益曲线的示图。在图2中，虚线示出了根据由电感器Lr和电容器Cr产生的谐振的输入/输出电压增益并且是低负载时的增益曲线，并且实线示出了根据由电感器Lr和Lm及电容器Cr产生的谐振的输入/输出电压增益并且是高负载时的增益曲线。
参考图2，LLC谐振变换器主要具有三个操作区。
第一操作区是开关元件Q1和Q2的开关频率fsw等于由电感器Lr和Lm及电容器Cr产生的谐振频率fsr的点对应的区域。该区域是将开关频率fsw设置为等于谐振频率fsr的部分并且是具有最小开关损耗的fsw。因为开关频率fsw与谐振频率fsr应完全相同，所以该区域存在于非常小的部分中。
第二操作区是开关元件Q1和Q2的开关频率fsw大于由电感器Lr和Lm及电容器Cr产生的谐振频率fsr的区域。该区域是开关频率fsw大于谐振频率fsr的区域并且是可以减少零电压开关(ZVS)损耗、但可产生零电流开关损耗的区域。
第三操作区是开关元件Q1和Q2的开关频率fsw小于由电感器Lr和Lm及电容器Cr产生的谐振频率fsr、并且大于由电感器Lr和电容器Cr产生的谐振频率fpr的区域。该区域是开关频率fsw小于谐振频率fsr并且开关损耗较小的区域，由此提高效率。
如上所述，LLC谐振变换器17可以对桥式电路中的开关元件Q1和Q2的开关频率进行调整，以确定操作区与增益并且由此确定充电电压Vo的大小。具体地，通过在使开关元件Q1和Q2的开关占空比固定(例如，开关占空比为50％)的同时控制开关频率而实现对LLC谐振变换器17的开关频率的调整。
然而，控制LLC谐振变换器的一般方法存在的问题在于，当在初始启动时执行无负载控制时，开关元件的开关频率最大化，并且由此由于LC谐振而产生过电流并且输出电压持续增加并且发生偏离。
相应地，本公开提供一种控制技术，该技术能够解决在LLC谐振变换器的初始启动时在无负载条件下由于LC谐振而导致的过电流产生和输出电压偏离的问题。
返回参考图1，控制器100是用于执行控制以解决上述一般LLC谐振变换器的问题的元件，可以实现为例如微计算机形式，微计算机包括用于执行算法处理和控制所需的计算的处理器；以及用于存储由处理器执行的算法处理和计算所需的信息的存储器。
首先，控制器100可以控制LLC谐振变换器17中的开关元件Q1和Q2接通或断开。进一步地，控制器100可以控制功率因数校正电路15中的开关元件QBS和继电器RLY，功率因数校正电路15设置在包括LLC谐振变换器17的充电器中，继电器RLY确定LLC谐振变换器17与电池19之间的电连接状态。本公开解决在LLC谐振变换器的初始启动时在无负载状态下的控制期间出现的问题。因此，本描述将集中于主要由控制器100执行的对LLC谐振变换器17进行的控制。
图3是更为具体地示出了根据本公开的示例性实施方式的LLC谐振变换器的控制器的框图。进一步地，图4是示出根据本公开的示例性实施方式的由LLC谐振变换器的控制器执行的开关占空比控制的方法的流程图，并且图5是用于说明根据本公开的示例性实施方式的控制是否执行由LLC谐振变换器的控制器执行的脉冲宽度调制的方法的示图。
参考图3，根据本公开的示例性实施方式的LLC谐振变换器的控制器100可以包括：电压控制器110和确定LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的开关频率的电流控制器130；占空比确定单元150，确定LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的开关占空比；以及脉冲宽度调制(PWM)信号生成单元151，生成具有由电流控制器130确定的开关频率和由占空比确定单元150确定的开关占空比的PWM信号。
根据本公开的示例性实施方式的LLC谐振变换器的控制器100可以包括：PWM执行判定单元170，判定是否执行LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的切换；和PWM执行确定单元190，根据PWM执行判定单元170的判定结果，确定是将由PWM信号生成单元151生成的PWM信号发送至开关元件Q1和Q2还是阻止由PWM信号生成单元151生成的PWM信号。
控制器100可以执行上述单元150、151、170、以及190的各种功能。利用在控制器100的处理器上运行的软件指令实现下述单元120、130、140、以及150。
控制器100中的电压控制器110和电流控制器130是用于控制电路设备的元件，电路设备通过应用诸如变换器和逆变器的一般开关元件而转换电力。更具体地，电压控制器110可以接收通过使用传感器等检测LLC谐振变换器的输出电压而获得的输出电压感测值、和与通过LLC谐振变换器输出的期望电压对应的输出电压命令值，并且通过使用诸如比例积分(PI)控制器或比例积分微分(PID)控制器的一般控制器，而生成用于使输出电压感测值与输出电压命令值之间的误差最小化的特定输出值。在图3的实施例中，电压控制器110可以生成用于使输出电压感测值与输出电压命令值之间的误差最小化的输出电流命令值。电流控制器130可以接收从电压控制器110提供的输出电流命令值、和通过传感器等在LLC谐振变换器的输出端子处检测的输出电流感测值，并且通过使用诸如比例积分(PI)控制器或比例积分微分(PID)控制器的一般控制器，确定LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的开关频率，以使输出电流感测值与输出电流命令值之间的误差最小化。
电压控制器110和电流控制器130是相关领域中用于控制开关元件Q1和Q2，以使得LLC谐振变换器的输出电压是期望值(输出电压命令值)的一般技术。由此，将省去额外的细节描述。
如图4所示，控制器100中的占空比确定单元150将通过传感器等检测LLC谐振变换器的输出电压(S11)而获得的输出电压感测值与预设的参考值进行比较(S12)，并且然后，当输出电压感测值大于参考值时，确定开关元件Q1和Q2的开关频率作为通常的第一开关占空比(例如，50％)(S13)，或当输出电压感测值小于或等于参考值时，确定开关元件Q1和Q2的开关频率作为第二开关占空比(例如，15％)(具有比第一开关占空比更小的值)(S14)。
在本公开的示例性实施方式中，当输出电压感测值小于指定的参考值时，即，当未形成输出电压或输出电压较低时，为了防止在未形成LLC谐振变换器的输出电压的状态下由于LC谐振而导致过电流产生，占空比确定单元150将LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的占空比改变为具有比预设基础占空比更小的值。根据本公开的示例性实施方式，来自LLC谐振变换器中的谐振腔的LC谐振电流可能未达到最大值，并且仅发送低电流，由此防止内部元件由于过电流而被烧坏。
此处，可以将输入至占空比确定单元150并且与输出电压感测值相比较的参考值设置为这样一种值，即，用于判定在LLC谐振变换器的初始启动时的无负载状态的基础。即，参考值可以是这样一种值，即，在初始启动状态终止之后，基于连接至LLC谐振变换器的输出端子的负载的特性判定无负载状态的基础。
例如，考虑到在包括LLC谐振变换器的充电系统中LLC谐振变换器的输出连接至被充电的电池19，当LLC谐振变换器的检测输出电压值小于电池19正常操作时能够输出的最小电压值(如由电池19的规格限定的)时，可以估测LLC谐振变换器处于无负载状态。即，占空比确定单元150中使用的参考值可以是在正常状态下电池能够输出的最小电压值。
第一开关占空比是在LLC谐振变换器的输出正常连接至负载的状态下，被提供至内部开关元件Q1和Q2的PWM信号的占空比。例如，可以提前确定第一开关占空比近似为50％。第二开关占空比具有比第一开关占空比更小的值，可以根据LLC谐振变换器中的谐振腔171的LC谐振量而改变。例如，第二开关占空比可以被确定为这样的值，该值使LC谐振的最大值小于在LLC谐振变换器的输出电压是0V的条件下基于LLC谐振变换器的规格预设的额定电流的值。
控制器100的PWM信号生成单元151生成具有由电流控制器130确定的开关频率和由占空比确定单元150确定的开关占空比的PWM信号。将该PWM信号提供至LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的栅极，以调整开关元件Q1和Q2接通或断开，并且由此可以称为栅极信号。
控制器100中的PWM执行判定单元170可以接收输出电压感测值和预设的第二参考值，并且判定是否执行LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的切换。参考图5，PWM执行判定单元170将通过传感器等检测LLC谐振变换器的输出电压(S11)而获得的输出电压感测值与预设的参考值(输出电压命令值+第一裕度值)进行比较，并且当输出电压感测值小于参考值时，判定是否继续LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的PWM驱动。相反，当输出电压感测值大于或等于参考值(输出电压命令值+第一裕度值)时，PWM执行判定单元170判定停止LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2的切换。
在PWM执行判定单元170中，在初始启动时与输出电压感测值相比较的参考值可以是通过将第一预设裕度值(α)与输出电压命令值相加而获得的值。基于LLC谐振变换器初始启动之后负载连接至LLC谐振变换器的输出端子的正常操作状态下产生的输出电压的波动大小，可以确定第一预设裕度值(α)。这是因为在正常状态下输出端子的电压可以是输出电压加上波动的值，并且由此通过将与波动对应的值与输出电压相加而获得的值应被视为正常。更具体地，第一预设裕度值(α)可以被确定为等于或大于在LLC谐振变换器初始启动之后负载连接至LLC谐振变换器的输出端子的正常操作状态下所产生的输出电压的波动大小，并且等于或小于不对变换器或构成负载的零件产生坏影响的预设上限值。
在因为初始启动时的输出电压感测值等于或大于通过将第一预设裕度值(α)与输出电压命令值相加而获得的值，而停止开关元件Q1和Q2的切换之后，当输出电压感测值减小至通过从输出电压命令值中减去第二预设裕度值(β)而获得的值时，PWM执行判定单元170可以恢复开关元件Q1和Q2的切换。
此处，第一预设裕度值(α)和第二预设裕度值(β)可以是通过实验方法进行适当选择的正值。
控制器100的PWM执行确定单元190根据PWM执行判定单元170的判定结果，将由PWM信号生成单元151生成的PWM信号发送至开关元件Q1和Q2，以继续开关元件Q1和Q2的切换，或者控制器100的PWM执行确定单元190根据PWM执行判定单元170的判定结果，阻止由PWM信号生成单元151生成的PWM信号，以停止开关元件Q1和Q2的切换。
根据本公开的示例性实施方式，当输出电压继续增加并且由于LLC谐振变换器初始启动时提供至开关元件的最大切换频率的限制而变得大于预定参考值(输出电压命令值+α)时，控制器100能够通过阻止PWM信号被提供至LLC谐振变换器中的开关元件Q1和Q2而解决输出电压偏离问题。
如上所述，通过利用无负载状态下的电压/电流来减少LLC谐振变换器初始启动时提供至LLC谐振变换器的PWM信号的占空比，来中止过电流产生，并且当LLC谐振变换器的输出电压增加至预定电平或以上时，通过阻止PWM信号来防止发生偏离，本公开的各个实施方式能够实现LLC谐振变换器的输出端子处的电容器在无负载条件下初始启动时被充电。
如图1所示，当LLC谐振变换器应用于充电系统时，一旦充电系统的操作开始，如图3至图5中阐明的，控制器100则对用于控制LLC谐振变换器17中的开关元件Q1和Q2的PWM信号的占空比进行调整，并且在继电器RLY处于断开状态下确定是否发送PWM信号，由此使得可以在继电器RLY短路之前在无负载状态下对LLC谐振变换器17的输出电容器Co进行稳定地充电。当输出电容器Co的充电终止并且在LLC谐振变换器17的输出端子处LLC谐振变换器17的输出电压形成为负载(电池)所需的预设电压时，控制器100使继电器RLY短路，以使得可以将充电功率稳定地供应至电池19。
根据LLC谐振变换器及具有上述LLC谐振变换器的充电系统，可以防止在LLC谐振变换器的初始启动时在无负载状态下控制输出电压和电流的过程中由于LC谐振而导致的过电流产生并且解决由于开关频率限制而发生的输出电压偏离。
根据LLC谐振变换器及具有上述LLC谐振变换器的充电系统，还可以在LLC谐振变换器的初始启动时在无负载状态下对LLC谐振变换器的输出端子处的电容器进行稳定地充电。
从本公开中获得的效果并不局限于上面提及的效果，并且从下列描述中，本领域技术人员可以清晰地理解上面未提及的其他效果。
尽管已经针对具体实施方式对本公开进行示出和描述，然而，对本领域普通技术人员显而易见的是，在不背离由所附权利要求限定的本公开的实质和范围的情况下，可以对本公开进行各种改造和更改。

Claims (19)

1.一种LLC谐振变换器，包括：
多个开关元件，连接至输入端子并且构成桥式电路；
谐振腔，接收通过切换所述多个开关元件而形成的电力以用于谐振；
变压器，具有连接至所述谐振腔的初级线圈和连接至负载侧的次级线圈；
整流器电路，连接在所述次级线圈与输出端子之间；
输出电容器，连接至所述输出端子；以及
控制器，基于通过检测所述输出端子处的电压而获得的输出电压感测值、连接至所述输出端子的负载的电压以及预设的输出电压命令值，确定是否对所述多个开关元件进行切换以及所述多个开关元件的开关占空比。
2.根据权利要求1所述的LLC谐振变换器，还包括两端分别连接至所述输出端子和所述负载的继电器，
其中，当所述输出端子处的所述电压处于所述负载所需的正常电压范围内时，所述控制器执行所述继电器的短路。
3.根据权利要求2所述的LLC谐振变换器，其中，在所述继电器短路之前，所述控制器将所述开关占空比调整为具有比所述继电器短路之后预设施加的开关占空比更小的值。
4.根据权利要求2所述的LLC谐振变换器，其中，当所述输出电压感测值小于或等于预设的参考值时，所述控制器将所述开关占空比调整为具有比所述负载连接至所述输出端子的正常状态下设置施加的开关占空比更小的值。
5.根据权利要求4所述的LLC谐振变换器，其中，所述参考值是这样的值，即，该值是基于连接至所述输出端子的所述负载的特性判定所述负载的连接状态的基础。
6.根据权利要求5所述的LLC谐振变换器，其中，所述负载是通过接收来自所述输出端子的电力而被充电的电池，并且所述参考值与所述电池处于正常状态时输出的最小电压值对应。
7.根据权利要求1所述的LLC谐振变换器，其中，所述控制器基于所述输出电压感测值与所述输出电压命令值的差异确定是否对多个所述开关元件进行切换。
8.根据权利要求1所述的LLC谐振变换器，其中，当所述输出电压感测值小于通过将第一预设裕度值与所述输出电压命令值相加而获得的值时，所述控制器对所述开关元件执行切换，并且
当所述输出电压感测值等于或大于通过将所述第一预设裕度值与所述输出电压命令值相加而获得的值时，所述控制器停止对所述开关元件的切换。
9.根据权利要求8所述的LLC谐振变换器，其中，在停止对所述开关元件的切换之后，当所述输出电压感测值减小至通过从所述输出电压命令值中减去第二预设裕度值而获得的值时，所述控制器恢复对所述开关元件的切换。
10.根据权利要求8所述的LLC谐振变换器，其中，所述第一预设裕度值的大小等于或大于在初始启动终止之后所述负载连接至所述输出端子的正常操作状态下所产生的输出电压的波动大小，并且小于预设上限值。
11.一种充电系统，包括：
LLC谐振变换器，包括：多个开关元件，连接至输入端子并且构成桥式电路；谐振腔，接收通过使所述多个开关元件短路和断路而形成的电力以用于谐振；变压器，具有连接至所述谐振腔的初级线圈和连接至负载侧的次级线圈；整流器电路，连接在所述次级线圈与输出端子之间；以及输出电容器，连接至所述输出端子；
继电器，具有连接至所述输出端子的一端；
电池，连接至所述继电器的另一端以被充电；以及
控制器，当所述电池的充电开始时，控制所述继电器处于断路状态，以执行初始充电模式，并且基于通过在所述初始充电模式下检测所述输出端子处的电压而获得的输出电压感测值、所述电池的电压、以及预设的输出电压命令值，确定是否对所述多个开关元件进行切换以及所述多个开关元件的开关占空比。
12.根据权利要求11所述的充电系统，其中，所述控制器将在所述初始充电模式下施加的所述开关占空比调整为具有比在所述初始充电模式终止之后所述继电器短路的正常状态下预设施加的开关占空比更小的值。
13.根据权利要求11所述的充电系统，其中，当所述输出电压感测值小于或等于预设的参考值时，所述控制器将所述开关占空比调整为具有比在所述初始充电模式终止之后所述继电器短路的正常状态下设置施加的开关占空比更小的值。
14.根据权利要求13所述的充电系统，其中，所述参考值与所述电池正常操作时输出的最小电压值对应。
15.根据权利要求11所述的充电系统，其中，所述控制器基于所述输出电压感测值与所述输出电压命令值的差异确定是否对所述开关元件进行切换。
16.根据权利要求11所述的充电系统，其中，当所述输出电压感测值小于通过将第一预设裕度值与所述输出电压命令值相加而获得的值时，所述控制器对所述开关元件执行切换，并且当所述输出电压感测值等于或大于通过将所述第一预设裕度值与所述输出电压命令值相加而获得的值时，所述控制器停止对所述开关元件的切换。
17.根据权利要求16所述的充电系统，其中，在停止对所述开关元件的切换之后，当所述输出电压感测值减小至通过从所述输出电压命令值中减去第二预设裕度值而获得的值时，所述控制器恢复对所述开关元件的切换。
18.根据权利要求16所述的充电系统，其中，所述第一预设裕度值的大小等于或大于在初始启动终止之后所述电池连接至所述输出端子的正常操作状态下产生的输出电压的波动大小，并且小于预设上限值。
19.根据权利要求11所述的充电系统，其中，当所述输出电容器在所述初始充电模式中被充电至预设的充电电压时，所述控制器使所述继电器短路而终止所述初始充电模式。
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