CN112737346B - 超宽范围大功率变换器电路 - Google Patents

超宽范围大功率变换器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN112737346B
CN112737346B CN202011613945.2A CN202011613945A CN112737346B CN 112737346 B CN112737346 B CN 112737346B CN 202011613945 A CN202011613945 A CN 202011613945A CN 112737346 B CN112737346 B CN 112737346B
Authority
CN
China
Prior art keywords
network
voltage
transformer
module
sharing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011613945.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112737346A (zh
Inventor
刘慧�
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen youyou Green Energy Co.,Ltd.
Original Assignee
Shenzhen Uugreenpower Electrical Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Uugreenpower Electrical Co ltd filed Critical Shenzhen Uugreenpower Electrical Co ltd
Priority to CN202011613945.2A priority Critical patent/CN112737346B/zh
Publication of CN112737346A publication Critical patent/CN112737346A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112737346B publication Critical patent/CN112737346B/zh
Priority to PCT/CN2021/107056 priority patent/WO2022142278A1/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明涉及一种超宽范围大功率变换器电路，包括变压器模块、原边输入模块、第一和第二副边输出模块、高低压模式控制模块，以及负载输出模块。所述第一副边输出模块包括第一整流网络、第二整流网络和第一参数均压网络，所述第二副边输出模块包括第三整流网络、第四整流网络和第二参数均压网络。该电路还包括第一谐振均压网络和/或第二谐振均压网络。该谐振均压网络连接在第一整流网络的输出端和第二整流网络的输入端之间或连接在第一整流网络的输入端和第二整流网络的输出端之间。在本发明中，令人惊讶地发现，通过设置谐振均压网络，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题可以完美地解决。

Description

超宽范围大功率变换器电路
技术领域
本发明涉及电源模块领域，更具体地说，涉及一种超宽范围大功率变换器电路。
背景技术
在大功率应用领域，输入为三相交流电网，因为功率因素的要求，前级需要设计三相有源功率因素校正电路。因为三相电网输入，三相有源功率因素校正电路输出母线电压较高，根据目前器件的情况，通常采用电解电容串联的方式，如图1所示。
在充电电源模块两级拓扑的应用中，前级电路的输出BUS+和BUS-作为后级DC/DC变换器的输入。通常，根据需求不同有两种不同的连接方式，如图2A-2B所示。两个方式各有优缺点，图2A把DC输入母线电容中点和PFC输出母线电容中点连接在一起，这样DC 变换器输入母线电容没有均压的问题，但是PFC输出母线电容有较大的均压压力，需要PFC侧进行均压控制。同时DC变换器高频纹波会进入PFC输出母线电容。图2B中，DC输入母线电容中点和PFC输出母线电容中点经过电阻隔开，这样PFC侧不受DC影响，高频纹波不会影响PFC输出母线电容。
为了实现能够同时兼顾高低压、实现宽范围恒功率输出，我司开发了一种宽范围恒功率变换器，其可以用作图2A-2B中的DC/DC变换器，从而可以实现可以覆盖1000V~250V高低压电动汽车的超宽范围恒功率充电，可以给不同电压等级的车进行快充。图3中示出了该宽范围恒功率变换器的结构示意图。在图3所示的拓扑结构中，电路元件例如谐振电容Lr，谐振电容Cr，变压器励磁电感Lm等谐振元件参数的差异，这些谐振元件参数的偏差通常在5%，10%的范围。为了解决拓扑结构中电路参数差异导致的均压问题，在变压器的副边设置了4个均压网络以解决拓扑中电路参数差异导致的均压问题，从而确保原副边电容的均压能力。
在后期应用中我们发现，当将图3所示的宽范围恒功率变换器应用到图2A所示的拓扑结构中时，其能够正常运行。但是，当将图3所示的宽范围恒功率变换器应用到图2B所示的拓扑结构中时，在轻载或者带轻载启机时，可能会面临原边和副边串联电容均压的问题。
经过长期的研究实验，我们发现，鉴于LLC谐振变换器，在常用的PFM 发波控制下，轻载会存在增益不单调的问题，导致输出电压不稳定。因此，轻载情况下，LLC的发波控制需要改变。不同的人，可能采用不同的发波方式，如改为移相发波（移相全桥拓扑的发波方式），PWM发波，间歇发波（Burst）等。轻载不同的发波方式，有各自的优点，能够解决PFM发波的问题，但也可能带来其他的问题。对于PWM发波或间歇发波等情况，会有一段时间不发波。在不发波的情况下，功率管的寄生参数，PCB寄生参数等会参与和谐振电容Cr，谐振电感Lr，以及变压器励磁电感Lm的自由谐振。在特定输入电压，输出电压，轻载不同的负载，及不同的负载形式（如逆变器负载，电子负载的CC档，CV档，CR档等），在特定的动态过程中，发现图3所示的宽范围恒功率变换器并不能保证原副边电容均压。
例如：在输出电压700V，电子负载CC档带载0.1A时，在启机过程中，输出电容出现较大偏压，不能自动调节，触发副边偏压关机。如果只是更换负载形式，换成电子负载的CR档，或者CV档（限流保证同样负载），同样负载同样输出电压则不会偏压关机。同样负载情况，输出电压换到500V，也不会出现偏压关机。或者只是更改负载大小，也不会出现偏压关机。或者带其它更大的负载，启机后调节到0.1A稳态，也不会出现偏压关机。这种的偏压，只会出现在特定情况下轻载，重载则不会发生。原边偏压关机同样类似，这里不详细描述。
通过进一步地研究发现，这种特定情况偏压的原因，不是因为谐振元件参数偏差导致的，而是因为LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的，因此图3所示的宽范围恒功率变换器无法解决这样的均压问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述的特定情况下，LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起偏压问题，提供一种能够解决该特殊均压问题的超宽范围大功率变换器电路。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，构造一种超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块、第二变压器模块、设置在所述第一变压器模块原边的第一原边输入模块、设置在所述第一变压器模块副边的第一副边输出模块、设置在所述第二变压器模块原边的第二原边输入模块、设置在所述第二变压器模块副边的第二副边输出模块、以及用于控制所述第一副边输出模块和所述第二副边输出模块在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块，以及用于接收所述第一副边输出模块和所述第二副边输出模块的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块；所述第一副边输出模块包括第一整流网络、第二整流网络和第一参数均压网络，所述第二副边输出模块包括第三整流网络、第四整流网络和第二参数均压网络，所述第一副边输出模块或所述第二副边输出模块进一步包括第一谐振均压网络，所述第一整流网络的输入端连接所述第一变压器模块的副边、输出端经所述第一参数均压网络连接所述第四整流网络，所述第二整流网络的输入端连接所述第一变压器模块的副边、输出端经所述第二参数均压网络连接所述第三整流网络，所述第三整流网络和所述第四整流网络还连接所述第二变压器模块的副边；所述超宽范围大功率变换器电路进一步包括第一谐振均压网络和/或第二谐振均压网络，所述第一谐振均压网络的第一端和第二端分别连接所述第一整流网络的两个输出端，第三端连接所述第二整流网络的输入端；所述第二谐振均压网络的第一端和第二端分别连接所述第二整流网络的两个输出端，第三端连接所述第一整流网络的输入端；通过设置谐振均压网络，解决在LLC谐振变换器轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述超宽范围大功率变换器电路包括第一谐振均压网络和第二谐振均压网络，所述第一谐振均压网络包括第一谐振均压单元和第二谐振均压单元，所述第二谐振均压网络包括第三谐振均压单元和第四谐振均压单元；所述第一参数均压网络包括第一参数均压单元和第二参数均压单元，所述第二参数均压网络包括第三参数均压单元和第四参数均压单元。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述第一变压器模块包括至少第一变压器网络和第二变压器网络，所述第一变压器网络和所述第二变压器网络的原边串联，所述第一变压器网络和所述第二变压器网络的副边分别连接所述第一副边输出模块，所述第二变压器模块包括至少第三变压器网络和第四变压器网络，所述第三变压器网络和所述第四变压器网络的原边串联，所述第三变压器网络和所述第四变压器网络的副边分别连接所述第二副边输出模块。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述第一整流网络的第一输入端连接所述第一变压器网络的副边，第二输入端连接所述第二变压器网络的副边，第一输出端连接所述第三整流网络的第一端、所述第一参数均压单元的第一端和所述第二参数均压单元的第一端，所述第一谐振均压单元的第一端和所述第二谐振均压单元的第一端，第二输出端连接所述第三整流网络的第五端和第六端、所述第一参数均压单元的第二端和所述第二参数均压单元的第二端，所述第一谐振均压单元的第二端和所述第二谐振均压单元的第二端；所述第二整流网络的第一输入端连接所述第一变压器网络的副边，第二输入端连接所述第二变压器网络的副边，第一输出端连接所述第四整流网络的第一端和第二端、所述第三参数均压单元的第一端和所述第四参数均压单元的第一端，所述第三谐振均压单元的第一端和所述第四谐振均压单元的第一端，第二输出端连接所述第四整流网络的第五端和第六端、所述第三参数均压单元的第二端和所述第四参数均压单元的第二端，所述第三谐振均压单元的第二端和所述第四谐振均压单元的第二端；所述第一参数均压单元的第三端连接所述第四整流网络的第四端；所述第二参数均压单元的第三端连接所述第四整流网络的第三端；所述第三参数均压单元的第三端连接所述第三整流网络的第三端；所述第四参数均压单元的第三端连接所述第三整流网络的第四端；所述第一谐振均压单元的第三端连接所述第二整流网络的第一输入端；所述第二谐振均压单元的第三端连接所述第二整流网络的第二输入端；所述第三谐振均压单元的第三端连接所述第一整流网络的第二输入端；所述第四谐振均压单元的第三端连接所述第一整流网络的第一输入端。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述第一原边输入模块包括第一原边均压网络、第一开关模块和第一LC模块，所述第二原边输入模块包括第二原边均压网络、第二开关模块和第二LC模块，所述第一原边均压网络连接在第一输入电容和第二开关模块之间，所述第二原边均压网络连接在第二输入电容和所述第一开关模块之间，所述第一开关模块经所述第一LC模块连接所述第一变压器模块，所述第二开关模块经所述第二LC模块连接所述第二变压器模块。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述第一原边均压网络包括第一原边均压单元和第二原边均压单元，所述第一开关模块包括第一开关网络和第二开关网络，所述第一LC模块包括第一LC网络和第二LC网络，所述第二原边均压网络包括第三原边均压单元和第四原边均压单元，所述第二开关模块包括第三开关网络和第四开关网络，所述第二LC模块包括第三LC网络和第四LC网络。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述第一输入电容的第一端连接所述第一原边均压单元的第一端、所述第二原边均压单元的第一端、所述第一开关网络的第一端和所述第二开关网络的第一端；所述第一输入电容的第二端连接所述第二输入电容的第一端、所述第三原边均压单元的第一端、所述第四原边均压单元的第一端、所述第二开关网络的第二端、所述第三开关网络的第一端、所述第四开关网络的第一端和所述第一开关网络的第二端；所述第二输入端电容的第二端连接所述第三开关网络的第二端和所述第四开关网络的第二端；所述第一原边均压单元的第二端、所述第二原边均压单元的第二端连接所述第二开关网络的第一端；所述第一原边均压单元的第三端连接所述第三开关网络的第三端和所述第三变压器网络；所述第二原边均压单元的第三端连接所述第四开关网络的第三端和所述第四变压器网络；所述第三原边均压单元的第三端连接所述第二开关网络的第三端和所述第二变压器网络；所述第四原边均压单元的第三端连接所述第一开关网络的第三端和所述第一变压器网络；所述第一开关网络的第四端经所述第一LC网络连接所述第一变压器网络；所述第二开关网络的第四端经所述第二LC网络连接所述第二变压器网络；所述第三开关网络的第四端经所述第三LC网络连接所述第三变压器网络；所述第四开关网络的第四端经所述第四LC网络连接所述第四变压器网络。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，每个均压单元包括至少一个二极管串联分压支路和至少一个LC谐振支路，所述二极管串联分压支路包括至少一对串联二极管，所述至少一对串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成所述均压单元的第一端和第二端；所述LC谐振支路包括至少一组串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述高低压模式控制模块包括第一切换开关、第二切换开关和第三切换开关，所述第一切换开关连接在所述高低压模式控制模块的第一端和第二端之间，所述第二切换开关连接在所述高低压模式控制模块的第一端和所述负载输出模块的第二端之间，所述第三切换开关连接在所述高低压模式控制模块的第二端和所述负载输出模块的第一端之间。
在本发明所述的超宽范围大功率变换器电路中，所述第一变压器网络、所述第二变压器网络分别包括一个变压器或者一个以上彼此串联的变压器。
实施本发明的所述的超宽范围大功率变换器电路，令人惊讶地发现，通过设置谐振均压网络，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题可以完美地解决。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的充电电源模块的三相有源功率因素校正电路的连接示意图；
图2A是现有技术的第一方式的充电电源模块两级拓扑的电路示意图；
图2B是现有技术的第二方式的充电电源模块两级拓扑的电路示意图；
图3是背景技术中提及的宽范围恒功率变换器的电路拓扑图；
图4是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的原理框图；
图5是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的优选实施例的电路原理图；
图6是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的又一优选实施例的原理框图；
图7是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的又一优选实施例的电路原理图；
图8是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的再一优选实施例的电路原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明涉及一种超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块、第二变压器模块、设置在所述第一变压器模块原边的第一原边输入模块、设置在所述第一变压器模块副边的第一副边输出模块、设置在所述第二变压器模块原边的第二原边输入模块、设置在所述第二变压器模块副边的第二副边输出模块、以及用于控制所述第一副边输出模块和所述第二副边输出模块在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块，以及用于接收所述第一副边输出模块和所述第二副边输出模块的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块；所述第一副边输出模块包括第一整流网络、第二整流网络和第一参数均压网络，所述第二副边输出模块包括第三整流网络、第四整流网络和第二参数均压网络，所述第一副边输出模块或所述第二副边输出模块进一步包括第一谐振均压网络，所述第一整流网络的输入端连接所述第一变压器模块的副边、输出端经所述第一参数均压网络连接所述第四整流网络，所述第二整流网络的输入端连接所述第一变压器模块的副边、输出端经所述第二参数均压网络连接所述第三整流网络，所述第三整流网络和所述第四整流网络还连接所述第二变压器模块的副边；所述超宽范围大功率变换器电路进一步包括第一谐振均压网络和/或第二谐振均压网络，所述第一谐振均压网络的第一端和第二端分别连接所述第一整流网络的两个输出端，第三端连接所述第二整流网络的输入端；所述第二谐振均压网络的第一端和第二端分别连接所述第二整流网络的两个输出端，第三端连接所述第一整流网络的输入端。在本发明中，令人惊讶地发现，通过设置谐振均压网络，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题可以完美地解决。
图4是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的原理框图。如图4所示，本发明的超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块210、第二变压器模块220、设置在所述第一变压器模块210原边的第一原边输入模块110、设置在所述第一变压器模块210副边的第一副边输出模块310、设置在所述第二变压器模块220原边的第二原边输入模块120、设置在所述第二变压器模块220副边的第二副边输出模块320、以及用于控制所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块400，以及用于接收所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块500。进一步如图4所示，所述第一副边输出模块310包括第一整流网络311、第二整流网络312、第一参数均压网络313。所述第二副边输出模块320包括第三整流网络321、第四整流网络322和第二参数均压网络323。进一步地，在图4所示实施例中，所述第一副边输出模块310进一步包括第一谐振均压网络314和第二谐振均压网络315。
在本实施例中，所述第一整流网络311的输入端连接所述第一变压器模块210的副边、输出端经所述第一参数均压网络313连接所述第四整流网络322，所述第二整流网络312的输入端连接所述第一变压器模块210的副边、输出端经所述第二参数均压网络323连接所述第三整流网络321，所述第三整流网络321的输入端和所述第四整流网络322还连接所述第二变压器模块220的副边。所述第一谐振均压网络314的第一端和第二端分别连接所述第一整流网络311的两个输出端，第三端连接所述第二整流网络312的输入端。所述第二谐振均压网络315的第一端和第二端分别连接所述第二整流网络312的两个输出端，第三端连接所述第一整流网络311的输入端。在本发明的简化优选实施例中，可以只设置所述第一谐振均压网络314或只设置所述第二均压谐振网络315。当然更加优选的是，同时设置第一谐振均压网络314和第二谐振均压网络315。
在本发明的优选实施例中，第一原边输入模块110、第二原边输入模块120、所述第一变压器模块210、第二变压器模块220、高低压模式控制模块400和负载输出模块500可以采用本领域已知的任何模块构建。
进一步地，在本发明的进一步的优选实施例中，所述的超宽范围大功率变换器电路还可以进一步包括第三变压器模块、设置在所述第三变压器模块原边的第三原边输入模块、设置在所述第三变压器模块副边的第三副边输出模块，所述高低压模式控制模块400进一步用于控制所述第一副边输出模块310、所述第二副边输出模块320和第三副边输出模块在高压模式下串联且在低压模式下并联，所述负载输出模块500用于接收所述第一副边输出模块310、所述第二副边输出模块320和第三副边输出模块的串联输出电压或者并联输出电压。所述第三变压器模块、第三原边输入模块和第三副边输出模块可以分别参考第一变压器模块210、第二变压器模块220、第一原边输入模块110、第二原边输入模块120、第一副边输出模块310和第二副边输出模块320构建。在本发明的一个优选实施例中，第一整流网络311、第二整流网络312、第三整流网络321、第四整流网络322可以包括二极管全桥整流单元、开关管全桥整流单元、二极管半桥整流单元、和/或开关管半桥整流单元。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一谐振均压网络314包括第一谐振均压单元和第二谐振均压单元，所述第二谐振均压网络315包括第三谐振均压单元和第四谐振均压单元；所述第一参数均压网络313包括第一参数均压单元和第二参数均压单元，所述第二参数均压网络323包括第三参数均压单元和第四参数均压单元。当然，在本发明的其他优选实施中，所述第一谐振均压网络314和所述第二谐振均压网络315可以分别只包括一个谐振均压单元，也可以包括三个或者更多个谐振均压单元。同理，所述第一参数均压网络313和第二参数均压网络323也可以分别只包括一个参数均压单元，也可以包括三个或者更多个参数均压单元。
上述第一谐振均压单元、第二谐振均压单元、第三谐振均压单元、第四谐振均压单元、第一参数均压单元、第二参数均压单元、第三参数均压单元和第四参数均压单元的构造可以相同。每个均压单元可以包括至少一个二极管串联分压支路和至少一个LC谐振支路。所述二极管串联分压支路包括至少一对串联二极管，所述至少一对串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成该均压单元的第一端和第二端。所述LC谐振支路包括至少一组串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。在本发明的优选实施例中，所述谐振电感和谐振电容的位置可以交换。
在本发明中，令人惊讶地发现，通过设置谐振均压网络，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题可以完美地解决。
图5是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的优选实施例的电路原理图。如图5所示，本发明的超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块210、第二变压器模块220、设置在所述第一变压器模块210原边的第一原边输入模块110、设置在所述第一变压器模块210副边的第一副边输出模块310、设置在所述第二变压器模块220原边的第二原边输入模块120、设置在所述第二变压器模块220副边的第二副边输出模块320、以及用于控制所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块400，以及用于接收所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块500。
进一步如图5所示，所述第一变压器模块210包括至少第一变压器网络211和第一变压器网络212，所述第一变压器网络211和所述第一变压器网络212的原边串联，所述第一变压器网络211和所述第一变压器网络212的副边分别连接所述第一副边输出模块310，所述第二变压器模块220包括至少第三变压器网络221和第四变压器网络222，所述第三变压器网络221和所述第四变压器网络222的原边串联，所述第三变压器网络221和所述第四变压器网络222的副边分别连接所述第二副边输出模块320。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一变压器网络211、第二变压器网络212、第三变压器网络221和第四变压器网络222分别包括一个变压器，其原边电感可分别与变压器的原边绕组并联，这里原边电感可以是单独设计的电感，也可以集成设计在变压器里。例如，所述第一变压器网络211可以包括变压器Ta1，其等效电感为Lma1，第二变压器网络212包括变压器Ta2，其等效电感为Lma2，最终等效为电感Lm。电感Lm可以集成或者单独设计的电感Lma1、Lma12的等效，也可是单独设计的电感Lm，均在本专利保护范围内。对于第三变压器网络221和第四变压器网络222，也是同样的。当然，所述第一变压器网络211、第二变压器网络212、第三变压器网络221和第四变压器网络222还可以分别包括多个变压器。
如图5所示，变压器Ta1和Ta2原边绕组串联，变压器Ta3和T1a4原边绕组串联，变压器Ta1和Ta3副边串联，变压器Ta3和T1a4副边绕组串联。同理，其余变压器模块也可以类似构造。当然，在本发明的其他优选实施例中，可以根据实际需要调整变压器网络中变压器的实际数量，或者变压器模块中变压器网络的数量。在本发明的进一步的优选实施例中，各个变压器网络之间可以彼此串联，也可以彼此并联。
进一步如图5所示，所述第一副边输出模块310包括第一整流网络311、第二整流网络312、第一参数均压网络313、第一谐振均压网络314和第二谐振均压网络315。所述第二副边输出模块320包括第三整流网络321、第四整流网络322和第二参数均压网络323。
在本实施例中，所述第一整流网络311、第二整流网络312和第三整流网络321、第四整流网络322为四个二极管构成的全桥整流网络。所述第一谐振均压网络314包括第一谐振均压单元和第二谐振均压单元，所述第二谐振均压网络315包括第三谐振均压单元和第四谐振均压单元；所述第一参数均压网络313包括第一参数均压单元和第二参数均压单元，所述第二参数均压网络323包括第三参数均压单元和第四参数均压单元。在本实施例中，每个均压单元可以包括二极管串联分压支路和LC谐振支路。所述二极管串联分压支路包括一对串联二极管，所述串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成该均压单元的第一端和第二端。所述LC谐振支路包括串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。
因此，如图5所示，所述第一整流网络311的第一输入端连接所述第一变压器网络211的副边，即变压器Ta1的输出同名端；第二输入端连接所述第二变压器网络212的副边，即变压器Ta3的输出异名端；第一输出端连接所述第三整流网络321的第一端、所述第一参数均压单元31的第一端和所述第二参数均压单元32的第一端，所述第一谐振均压单元41的第一端和所述第二谐振均压单元42的第一端；第二输出端连接所述第三整流网络321的第五端和第六端、所述第一参数均压单元31的第二端、所述第二参数均压单元32的第二端，所述第一谐振均压单元41的第二端和所述第二谐振均压单元42的第二端。所述第二整流网络312的第一输入端连接所述第一变压器网络211的副边，即变压器Ta2的输出同名端；第二输入端连接所述第二变压器网络212的副边，即变压器Ta4的输出异名端；第一输出端连接所述第四整流网络322的第一端和第二端、所述第三参数均压单元33的第一端和所述第四参数均压单元34的第一端，所述第三谐振均压单元43的第一端和所述第四谐振均压单元44的第一端；第二输出端连接所述第四整流网络322的第五端和第六端、所述第三参数均压单元33的第二端和所述第四参数均压单元34的第二端，所述第三谐振均压单元43的第二端和所述第四谐振均压单元44的第二端。所述第一参数均压单元31的第三端连接所述第四整流网络322的第四端；所述第二参数均压单元32的第三端连接所述第四整流网络322的第三端；所述第三参数均压单元33的第三端连接所述第三整流网络321的第三端；所述第四参数均压单元34的第三端连接所述第三整流网络321的第四端。所述第一谐振均压单元41的第三端连接所述第二整流网络312的第一输入端；所述第二谐振均压单元42的第三端连接所述第二整流网络312的第二输入端；所述第三谐振均压单元43的第三端连接所述第一整流网络311的第二输入端；所述第四谐振均压单元44的第三端连接所述第一整流网络311的第一输入端。
如图5所示，第一谐振均压单元41、第二谐振均压单元42、第三谐振均压单元43、第四谐振均压单元44、第一参数均压单元31、第二参数均压单元32、第三参数均压单元33和第四参数均压单元34的构造相同，每个均压单元包括一个二极管串联分压支路和一个LC谐振支路。所述二极管串联分压支路包括一对串联二极管，所述一对串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成该均压单元的第一端和第二端。所述LC谐振支路包括至少一组串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。在本发明的优选实施例中，所述谐振电感和谐振电容的位置可以交换。在本发明的进一步的优选实施例中，可以仅仅设置第一谐振均压单元41、第二谐振均压单元42、第三谐振均压单元43和第四谐振均压单元44中的至少一者，或者两者，或者三者。
在本发明中，通过在整流网络的输入端和输出端之间交叉设置谐振均压单元，申请人意外地发现，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题可以完美地解决。
在本实施例中，所述高低压模式控制模块400包括第一切换开关K1、第二切换开关K2和第三切换开关K3，以及控制该第一切换开关K1、第二切换开关K2和第三切换开关K3的高低压模式控制器410。所述第一切换开关K1连接在所述高低压模式控制模块400的第一端和第二端之间，所述第二切换开关K2连接在所述高低压模式控制模块400的第一端和负载R0的第二端，所述第三切换开关K3连接在所述高低压模式控制模块400的第二端和所述负载R0的第一端之间。同时，所述高低压模式控制模块400的第一端分别连接第一和第三整流网络311和321的一个输出端，第二端分别连接第二和第四整流网络321和322的一个输出端。这样，给低压的电动汽车充电时，选择低压模式，通过高低压模式控制器410控制逻辑，让切换开关K1断开，切换开关K2，K3闭合，实现低压模式恒功率输出。当给高压档的电动汽车充电时，选择高压模式，通过控制逻辑，让切换开关K1闭合，K2，K3断开，实现高压模式恒功率输出。
进一步如图5所示，所述第一原边输入模块110包括第一开关模块和第一LC模块；所述第二原边输入模块120包括第二开关模块和第二LC模块。所述第一开关模块包括第一开关网络111和第二开关网络112，所述第一LC模块包括第一LC网络113和第二LC网络114。所述第二开关模块包括第三开关网络121和第四开关网络122，所述第二LC模块包括第三LC网络123和第四LC网络124。
在本发明的一个优选实施例中，第一开关网络111和第二开关网络112，第三开关网络121和第四开关网络122分别为相互并联的第一和第二开关管全桥网络。每个开关管全桥网络包括四个开关管。第一LC网络113、第二LC网络114、第三LC网络123和第四LC网络124分别包括串联的一组电容和电感。如图5所示，开关管Sa1-Sa8构成第一开关网络，开关管Sb1-Sb8构成第二开关网络，电容Cra1和电阻Lra1构成的第一LC网络113连接第一开关网络111的输出端和第一变压器网络211的原边，电容Cra2和电阻Lra2构成的第二LC网络连接第二开关网络112的输出端和第二变压器网络212的原边，电容Cra3和电阻Lra3构成的第三LC网络123连接第三开关网络121的输出端和第三变压器网络221的原边，电容Cra4和电阻Lra4构成的第四LC网络124连接第四开关网络122的输出端和第四变压器网络222的原边。
实施本发明的所述的超宽范围大功率变换器电路，通过设置参数均压单元，可以解决器件参数差异导致的电压严重不均衡问题，可以满足高压大功率的需求；而同时通过谐振均压单元，可以解决在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题。
图6是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的又一优选实施例的原理框图。如图6所示，本发明的超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块210、第二变压器模块220、设置在所述第一变压器模块210原边的第一原边输入模块110、设置在所述第一变压器模块210副边的第一副边输出模块310、设置在所述第二变压器模块220原边的第二原边输入模块120、设置在所述第二变压器模块220副边的第二副边输出模块320、以及用于控制所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块400，以及用于接收所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块500。
进一步如图6所示，所述第一原边输入模块110包括第一原边均压网络115、第一开关模块11和第一LC模块13。所述第二原边输入模块120包括第二原边均压网络125、第二开关模块12和第二LC模块14，所述第一原边均压网络115连接在第一输入电容Cin1和第二开关模块12之间，所述第二原边均压网络125连接在第二输入电容Cin2和所述第一开关模块11之间，所述第一开关模块11经所述第一LC模块13连接所述第一变压器模块210，所述第二开关模块12经所述第二LC模块14连接所述第二变压器模块220。
在本发明中，所述第一变压器模块210、第二变压器模块220、第一副边输出模块310、第二副边输出模块320、高低压模式控制模块400和所述负载输出模块500可以根据本发明中已知的任何模块构建。又例如，上述各个模块也可以参照图4-5中所示的任意实施例构建。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一开关模块11和所述第二开关模块12可以是是相同电路连接的结构，其可以是全桥拓扑，也可以是对称半桥或不对称半桥拓扑。所述第一LC模块13和第二LC模块14可以分别包括串联的一组电容和电感。
在本发明的优选实施例中，所述第一原边均压网络115可以包括第一原边均压单元和第二原边均压单元，所述第二原边均压网络包括第三原边均压单元和第四原边均压单元。每个均压单元包括至少一个二极管串联分压支路和至少一个LC谐振支路，所述二极管串联分压支路包括至少一对串联二极管，所述至少一对串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成所述均压单元的第一端和第二端；所述LC谐振支路包括至少一组串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。在本发明的其他优选实施例中，所述第一原边均压网络115和所述第二原边均压网络125也可以只包括一个均压单元。
在本发明中，通过在变压器的原边的开关模块和输入电容之间交叉设置均压网络，申请人意外地发现，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的原边偏压问题可以完美地解决。
图7是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的又一优选实施例的电路原理图。结合图6-7所示，本发明的超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块210、第二变压器模块220、设置在所述第一变压器模块210原边的第一原边输入模块110、设置在所述第一变压器模块210副边的第一副边输出模块310、设置在所述第二变压器模块220原边的第二原边输入模块120、设置在所述第二变压器模块220副边的第二副边输出模块320、以及用于控制所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块400，以及用于接收所述第一副边输出模块310和所述第二副边输出模块320的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块500。
所述第一变压器模块210包括至少第一变压器网络211和第一变压器网络212，所述第一变压器网络211和所述第一变压器网络212的原边串联，所述第一变压器网络211和所述第一变压器网络212的副边分别连接所述第一副边输出模块310，所述第二变压器模块220包括至少第三变压器网络221和第四变压器网络222，所述第三变压器网络221和所述第四变压器网络222的原边串联，所述第三变压器网络221和所述第四变压器网络222的副边分别连接所述第二副边输出模块320。
在本发明的一个优选实施例中，所述第一变压器网络211、第二变压器网络212、第三变压器网络221和第四变压器网络222分别包括一个变压器，其原边电感可分别与变压器的原边绕组并联，这里原边电感可以是单独设计的电感，也可以集成设计在变压器里。例如，所述第一变压器网络211可以包括变压器Ta1，其等效电感为Lma1，第二变压器网络212包括变压器Ta2，其等效电感为Lma2，最终等效为电感Lm。电感Lm可以集成或者单独设计的电感Lma1、Lma12的等效，也可是单独设计的电感Lm，均在本专利保护范围内。对于第三变压器网络221和第四变压器网络222，也是同样的。当然，所述第一变压器网络211、第二变压器网络212、第三变压器网络221和第四变压器网络222还可以分别包括多个变压器。
如图7所示，变压器Ta1和Ta2原边绕组串联，变压器Ta3和T1a4原边绕组串联，变压器Ta1和Ta3副边串联，变压器Ta3和T1a4副边绕组串联。同理，其余变压器模块也可以类似构造。当然，在本发明的其他优选实施例中，可以根据实际需要调整变压器网络中变压器的实际数量，或者变压器模块中变压器网络的数量。在本发明的进一步的优选实施例中，各个变压器网络之间可以彼此串联，也可以彼此并联。
进一步如图7所示，所述第一副边输出模块310包括第一整流网络311、第二整流网络312。所述第二副边输出模块320包括第三整流网络321、第四整流网络322。所述第一整流网络311的第一输入端连接所述第一变压器网络211的副边，即变压器Ta1的输出同名端；第二输入端连接所述第二变压器网络212的副边，即变压器Ta3的输出异名端；第一输出端连接所述第三整流网络321的第一端；第二输出端连接所述第三整流网络321的第五端和第六端。所述第二整流网络312的第一输入端连接所述第一变压器网络211的副边，即变压器Ta2的输出同名端；第二输入端连接所述第二变压器网络212的副边，即变压器Ta4的输出异名端；第一输出端连接所述第四整流网络322的第一端和第二端；第二输出端连接所述第四整流网络322的第五端和第六端。
所述高低压模式控制模块400包括第一切换开关K1、第二切换开关K2和第三切换开关K3，以及控制该第一切换开关K1、第二切换开关K2和第三切换开关K3的高低压模式控制器410。所述第一切换开关K1连接在所述高低压模式控制模块400的第一端和第二端之间，所述第二切换开关K2连接在所述高低压模式控制模块400的第一端和负载R0的第二端，所述第三切换开关K3连接在所述高低压模式控制模块400的第二端和所述负载R0的第一端之间。同时，所述高低压模式控制模块400的第一端分别连接第一和第三整流网络311和321的一个输出端，第二端分别连接第二和第四整流网络321和322的一个输出端。这样，给低压的电动汽车充电时，选择低压模式，通过高低压模式控制器410控制逻辑，让切换开关K1断开，切换开关K2，K3闭合，实现低压模式恒功率输出。当给高压档的电动汽车充电时，选择高压模式，通过控制逻辑，让切换开关K1闭合，K2，K3断开，实现高压模式恒功率输出。
进一步如图7所示，所述第一原边输入模块110包括第一原边均压网络115、第一开关网络111、第二开关网络112、第一LC网络113和第二LC网络114。所述第二原边输入模块120包括第二原边均压网络125、第三开关网络121、第四开关网络122，第三LC网络123和第四LC网络124。如图7所示，第一开关网络111和第二开关网络112，第三开关网络121和第四开关网络122分别为相互并联的第一和第二开关管全桥网络。每个开关管全桥网络包括四个开关管。第一LC网络113、第二LC网络114、第三LC网络123和第四LC网络124分别包括串联的一组电容和电感。如图7所示，开关管Sa1-Sa8构成第一开关网络，开关管Sb1-Sb8构成第二开关网络，电容Cra1和电阻Lra1构成的第一LC网络113连接第一开关网络111的输出端和第一变压器网络211的原边，电容Cra2和电阻Lra2构成的第二LC网络连接第二开关网络112的输出端和第二变压器网络212的原边，电容Cra3和电阻Lra3构成的第三LC网络123连接第三开关网络121的输出端和第三变压器网络221的原边，电容Cra4和电阻Lra4构成的第四LC网络124连接第四开关网络122的输出端和第四变压器网络222的原边。
如图7所示，所述第一原边均压网络115包括第一原边均压单元51和第二原边均压单元52，所述第二原边均压网络125包括第三原边均压单元61和第四原边均压单元62。如图7所示，所述第一输入电容Cin1的第一端连接所述第一原边均压单元51的第一端、所述第二原边均压单元52的第一端、所述第一开关网络111的第一端和所述第二开关网络112的第一端。所述第一输入电容Cin的第二端连接所述第二输入电容Cin2的第一端、所述第三原边均压单元61的第一端、所述第四原边均压单元62的第一端、所述第二开关网络112的第二端、所述第三开关网络121的第一端、所述第四开关网络122的第一端和所述第一开关网络111的第二端。所述第二输入端电容Cin2的第二端连接所述第三开关网络121的第二端和所述第四开关网络122的第二端。所述第一原边均压单元51的第二端、所述第二原边均压单元52的第二端连接所述第二开关网络112的第一端。所述第一原边均压单元51的第三端连接所述第三开关网络121的第三端和所述第三变压器网络221。所述第二原边均压单元52的第三端连接所述第四开关网络122的第三端和所述第四变压器网络222。所述第三原边均压单元61的第三端连接所述第二开关网络112的第三端和所述第二变压器网络212。所述第四原边均压单元62的第三端连接所述第一开关网络111的第三端和所述第一变压器网络211。所述第一开关网络111的第四端经所述第一LC网络连接所述第一变压器网络211；所述第二开关网络112的第四端经所述第二LC网络连接所述第二变压器网络212；所述第三开关网络121的第四端经所述第三LC网络连接所述第三变压器网络221；所述第四开关网络122的第四端经所述第四三LC网络连接所述第四变压器网络222。
如图7所示，第一原边均压单元51、第二原边均压单元52、第三原边均压单元61和第四原边均压单元62分别包括一个二极管串联分压支路和一个LC谐振支路，所述二极管串联分压支路包括一对串联二极管，所述一对串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成所述均压单元的第一端和第二端；所述LC谐振支路包括至少一组串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。
在本实施例中，所述高低压模式控制模块400包括第一切换开关K1、第二切换开关K2和第三切换开关K3，以及控制该第一切换开关K1、第二切换开关K2和第三切换开关K3的高低压模式控制器410。所述第一切换开关K1连接在所述高低压模式控制模块400的第一端和第二端之间，所述第二切换开关K2连接在所述高低压模式控制模块400的第一端和负载R0的第二端，所述第三切换开关K3连接在所述高低压模式控制模块400的第二端和所述负载R0的第一端之间。同时，所述高低压模式控制模块400的第一端分别连接第一和第三整流网络311和321的一个输出端，第二端分别连接第二和第四整流网络321和322的一个输出端。这样，给低压的电动汽车充电时，选择低压模式，通过高低压模式控制器410控制逻辑，让切换开关K1断开，切换开关K2，K3闭合，实现低压模式恒功率输出。当给高压档的电动汽车充电时，选择高压模式，通过控制逻辑，让切换开关K1闭合，K2，K3断开，实现高压模式恒功率输出。
在本发明中，通过在变压器的原边的开关模块和输入电容之间交叉设置均压网络，申请人意外地发现，在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的原边偏压问题可以完美地解决。
图8是根据本发明的优选实施例的超宽范围大功率变换器电路的再一优选实施例的电路原理图。在图8所示的优选实施例中，其同时包括设置在原边的第一原边均压单元51、第二原边均压单元52、第三原边均压单元61和第四原边均压单元62以及设置在副边的第一谐振均压单元41、第二谐振均压单元42、第三谐振均压单元43和第四谐振均压单元44。因此，其可以同时解决在LLC谐振变换器在轻载下发波控制的变化引起的特定的原边和副边的偏压问题。基于本发明的教导，本领域技术人员能够实现图8所示的实施例，在此就不再累述了。
虽然本发明是通过具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或材料，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超宽范围大功率变换器电路，包括第一变压器模块、第二变压器模块、设置在所述第一变压器模块原边的第一原边输入模块、设置在所述第一变压器模块副边的第一副边输出模块、设置在所述第二变压器模块原边的第二原边输入模块、设置在所述第二变压器模块副边的第二副边输出模块、以及用于控制所述第一副边输出模块和所述第二副边输出模块在高压模式下串联且在低压模式下并联的高低压模式控制模块，以及用于接收所述第一副边输出模块和所述第二副边输出模块的串联输出电压或者并联输出电压的负载输出模块；所述第一副边输出模块包括第一整流网络、第二整流网络和第一参数均压网络，所述第二副边输出模块包括第三整流网络、第四整流网络和第二参数均压网络，所述第一副边输出模块或所述第二副边输出模块进一步包括第一谐振均压网络，所述第一整流网络的输入端连接所述第一变压器模块的副边、输出端经所述第一参数均压网络连接所述第四整流网络，所述第二整流网络的输入端连接所述第一变压器模块的副边、输出端经所述第二参数均压网络连接所述第三整流网络，所述第三整流网络和所述第四整流网络还连接所述第二变压器模块的副边；其特征在于，所述超宽范围大功率变换器电路进一步包括第一谐振均压网络和/或第二谐振均压网络，所述第一谐振均压网络的第一端和第二端分别连接所述第一整流网络的两个输出端，第三端连接所述第二整流网络的输入端；所述第二谐振均压网络的第一端和第二端分别连接所述第二整流网络的两个输出端，第三端连接所述第一整流网络的输入端；通过设置谐振均压网络，解决在LLC谐振变换器轻载下发波控制的变化引起的特定的副边偏压问题。
2.根据权利要求1所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述超宽范围大功率变换器电路包括第一谐振均压网络和第二谐振均压网络，所述第一谐振均压网络包括第一谐振均压单元和第二谐振均压单元，所述第二谐振均压网络包括第三谐振均压单元和第四谐振均压单元；所述第一参数均压网络包括第一参数均压单元和第二参数均压单元，所述第二参数均压网络包括第三参数均压单元和第四参数均压单元。
3.根据权利要求2所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述第一变压器模块包括至少第一变压器网络和第二变压器网络，所述第一变压器网络和所述第二变压器网络的原边串联，所述第一变压器网络和所述第二变压器网络的副边分别连接所述第一副边输出模块，所述第二变压器模块包括至少第三变压器网络和第四变压器网络，所述第三变压器网络和所述第四变压器网络的原边串联，所述第三变压器网络和所述第四变压器网络的副边分别连接所述第二副边输出模块。
4.根据权利要求3所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述第一整流网络的第一输入端连接所述第一变压器网络的副边，第二输入端连接所述第二变压器网络的副边，第一输出端连接所述第三整流网络的第一端、所述第一参数均压单元的第一端和所述第二参数均压单元的第一端，所述第一谐振均压单元的第一端和所述第二谐振均压单元的第一端，第二输出端连接所述第三整流网络的第五端和第六端、所述第一参数均压单元的第二端和所述第二参数均压单元的第二端，所述第一谐振均压单元的第二端和所述第二谐振均压单元的第二端；所述第二整流网络的第一输入端连接所述第一变压器网络的副边，第二输入端连接所述第二变压器网络的副边，第一输出端连接所述第四整流网络的第一端和第二端、所述第三参数均压单元的第一端和所述第四参数均压单元的第一端，所述第三谐振均压单元的第一端和所述第四谐振均压单元的第一端，第二输出端连接所述第四整流网络的第五端和第六端、所述第三参数均压单元的第二端和所述第四参数均压单元的第二端，所述第三谐振均压单元的第二端和所述第四谐振均压单元的第二端；所述第一参数均压单元的第三端连接所述第四整流网络的第四端；所述第二参数均压单元的第三端连接所述第四整流网络的第三端；所述第三参数均压单元的第三端连接所述第三整流网络的第三端；所述第四参数均压单元的第三端连接所述第三整流网络的第四端；所述第一谐振均压单元的第三端连接所述第二整流网络的第一输入端；所述第二谐振均压单元的第三端连接所述第二整流网络的第二输入端；所述第三谐振均压单元的第三端连接所述第一整流网络的第二输入端；所述第四谐振均压单元的第三端连接所述第一整流网络的第一输入端。
5.根据权利要求4所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述第一原边输入模块包括第一原边均压网络、第一开关模块和第一LC模块，所述第二原边输入模块包括第二原边均压网络、第二开关模块和第二LC模块，所述第一原边均压网络连接在第一输入电容和第二开关模块之间，所述第二原边均压网络连接在第二输入电容和所述第一开关模块之间，所述第一开关模块经所述第一LC模块连接所述第一变压器模块，所述第二开关模块经所述第二LC模块连接所述第二变压器模块。
6.根据权利要求5所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述第一原边均压网络包括第一原边均压单元和第二原边均压单元，所述第一开关模块包括第一开关网络和第二开关网络，所述第一LC模块包括第一LC网络和第二LC网络，所述第二原边均压网络包括第三原边均压单元和第四原边均压单元，所述第二开关模块包括第三开关网络和第四开关网络，所述第二LC模块包括第三LC网络和第四LC网络。
7.根据权利要求6所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述第一输入电容的第一端连接所述第一原边均压单元的第一端、所述第二原边均压单元的第一端、所述第一开关网络的第一端和所述第二开关网络的第一端；所述第一输入电容的第二端连接所述第二输入电容的第一端、所述第三原边均压单元的第一端、所述第四原边均压单元的第一端、所述第二开关网络的第二端、所述第三开关网络的第一端、所述第四开关网络的第一端和所述第一开关网络的第二端；所述第二输入端电容的第二端连接所述第三开关网络的第二端和所述第四开关网络的第二端；所述第一原边均压单元的第二端、所述第二原边均压单元的第二端连接所述第二开关网络的第一端；所述第一原边均压单元的第三端连接所述第三开关网络的第三端和所述第三变压器网络；所述第二原边均压单元的第三端连接所述第四开关网络的第三端和所述第四变压器网络；所述第三原边均压单元的第三端连接所述第二开关网络的第三端和所述第二变压器网络；所述第四原边均压单元的第三端连接所述第一开关网络的第三端和所述第一变压器网络；所述第一开关网络的第四端经所述第一LC网络连接所述第一变压器网络；所述第二开关网络的第四端经所述第二LC网络连接所述第二变压器网络；所述第三开关网络的第四端经所述第三LC网络连接所述第三变压器网络；所述第四开关网络的第四端经所述第四LC网络连接所述第四变压器网络。
8.根据权利要求7所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，每个均压单元包括至少一个二极管串联分压支路和至少一个LC谐振支路，所述二极管串联分压支路包括至少一对串联二极管，所述至少一对串联二极管的中央连接点为分压点，所述二极管串联分压支路的两端构成所述均压单元的第一端和第二端；所述LC谐振支路包括至少一组串联的谐振电感和谐振电容，所述LC谐振支路的第一端连接所述分压点、第二端构成所述均压单元的第三端。
9.根据权利要求8所述的超宽范围大功率变换器电路，其特征在于，所述第一变压器网络、所述第二变压器网络分别包括一个变压器或者一个以上彼此串联的变压器。
CN202011613945.2A 2020-12-30 2020-12-30 超宽范围大功率变换器电路 Active CN112737346B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011613945.2A CN112737346B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 超宽范围大功率变换器电路
PCT/CN2021/107056 WO2022142278A1 (zh) 2020-12-30 2021-07-19 超宽范围大功率变换器电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011613945.2A CN112737346B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 超宽范围大功率变换器电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112737346A CN112737346A (zh) 2021-04-30
CN112737346B true CN112737346B (zh) 2021-07-09

Family

ID=75611115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011613945.2A Active CN112737346B (zh) 2020-12-30 2020-12-30 超宽范围大功率变换器电路

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN112737346B (zh)
WO (1) WO2022142278A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112737346B (zh) * 2020-12-30 2021-07-09 深圳市优优绿能电气有限公司 超宽范围大功率变换器电路
CN113541493B (zh) * 2021-07-15 2022-04-01 深圳市优优绿能电气有限公司 一种超大功率宽范围恒功率变换器
CN117767762A (zh) * 2023-12-27 2024-03-26 深圳市优优绿能股份有限公司 一种自动均流的双向dcdc电路

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103580042B (zh) * 2012-07-25 2016-12-21 艾默生网络能源有限公司 功率因数校正pfc电路自动均衡母线电压的方法及装置
CN106100346A (zh) * 2016-07-08 2016-11-09 北京交通大学 一种具有均压均流功能的组合式谐振变换器
CN106169873A (zh) * 2016-07-21 2016-11-30 连云港杰瑞电子有限公司 适用于高压或大电流输出的混合串并联全桥电路及其控制方法
CN106341049A (zh) * 2016-10-27 2017-01-18 深圳市优优绿能电气有限公司 一种输出高压llc谐振变换器
CN110138239B (zh) * 2019-05-20 2024-06-21 深圳市优优绿能股份有限公司 一种宽范围恒功率变换器电路
CN211127587U (zh) * 2019-12-06 2020-07-28 深圳市优优绿能电气有限公司 一种宽范围恒功率双向直流变换器
CN110995008A (zh) * 2019-12-06 2020-04-10 深圳市优优绿能电气有限公司 一种宽范围恒功率双向直流变换器
CN112737346B (zh) * 2020-12-30 2021-07-09 深圳市优优绿能电气有限公司 超宽范围大功率变换器电路
CN112737347B (zh) * 2020-12-30 2021-07-13 深圳市优优绿能电气有限公司 一种超宽范围大功率变换器电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN112737346A (zh) 2021-04-30
WO2022142278A1 (zh) 2022-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112737346B (zh) 超宽范围大功率变换器电路
CN112737347B (zh) 一种超宽范围大功率变换器电路
CN110168896B (zh) Dc到dc变流器和控制方法
US9024465B2 (en) Uninterruptible power system
US20140133189A1 (en) Resonant-mode power supply with a multi-winding inductor
CN104078992A (zh) 一种储能电压平衡电力电子电能变换系统及其控制方法
CN102324852A (zh) 一种多相错相并联双级变换器
KR102131866B1 (ko) 단일전력단 ac-dc 컨버터
CN104218813A (zh) 电感电容复合利用的级联型谐振dc-dc变换电路
US20230223856A1 (en) Power conversion apparatus having multiple llc converters and capable of achieving desired output voltage even in changes in load current
EP2975753B1 (en) A three-level converter
CN112688572A (zh) 一种双向dc-dc变换器
CN110601544A (zh) 基于两级变换结构的模块化组合式中压直流变换器及控制方法
Zhang et al. A novel three-level phase-shift modulation for serial half bridge LLC resonant converter
CN107276393B (zh) 一种高压电源电路
KR101937013B1 (ko) 역률 개선 컨버터
CN115580150A (zh) 一种三相交错宽范围高效隔离双向变换器
US20170310221A1 (en) Isolated step-up converter
Dhanalakshmi et al. A Review on Two-Stage Back End DC-DC Converter in On-Board Battery Charger for Electric Vehicle
CN211240180U (zh) 一种宽电压范围输出电路及电子装置
CN110729913B (zh) 一种单级式高增益五开关Boost型逆变器
CN112953231A (zh) 一种具有半桥直流母线电容电压均衡能力的磁集成串联式反激电路
CN111835208A (zh) 一种具有pfc电路的开关电源
KR20210063707A (ko) Llc 공진 컨버터
KR102428668B1 (ko) 단일전력단 3 레벨 컨버터

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 518000 Room 301, building 1, hualite Industrial Park, Tongguan Road, Tianliao community, Yutang street, Guangming District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen youyou Green Energy Co.,Ltd.

Address before: 518000 Room 301, building 1, hualite Industrial Park, Tongguan Road, Tianliao community, Yutang street, Guangming District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: SHENZHEN UUGREENPOWER ELECTRIC Co.,Ltd.