CN114977830B - 一种高电压增益桥式直流-直流变换器 - Google Patents

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Abstract

一种高电压增益桥式直流‑直流变换器，包括直流电源Ui、变压器T、与变压器原边绕组相连的原边电路、与变压器副边绕组相连的副边电路以及输出电容Co和负载电阻Ro。与变压器原边绕组相连的原边电路包括两个输入电容Ci1、Ci2，四个功率开关管S1、S2、S3、S4及其四个反并二极管D1、D2、D3、D4，一个谐振电容Cr，一个谐振电感Lr。本发明在传统半桥LLC谐振变换器的基础上，增加了两个功率开关管S1、S3，并将谐振电感移至S1、S3和直流侧之间，在功率开关管保持软开关性能的前提下，增加了在LC谐振阶段可传递的能量。在保持LC谐振特性的基础上，实现了电压增益的提高。

Description

一种高电压增益桥式直流-直流变换器
技术领域
本发明涉及一种高电压增益桥式直流-直流变换器，属电力电子技术领域。
背景技术
谐振变换器因具有软开关高效率的优点，在新能源中的应用越来越广泛。在谐振变换器中，LLC谐振变换器凭借其拓扑结构简单、效率高、软开关性能优越等优点，成为了研究的热点（见-胡海兵,王万宝,孙文进,丁顺,邢岩，“LLC谐振变换器效率优化设计”.中国电机工程学报,2013,33(18):0258-8013）。
然而，传统LLC谐振变换器电压增益Gv特性受负载的影响，重载（品质因数Q值较大）时最大电压增益不高，难以实现宽范围输出。
因此，有必要在传统LLC谐振变换器的基础上，提出一种新型的谐振变换器，既保留了传统LLC谐振变换器原有的优点，又有比它更高的电压增益，适用于宽电压范围场合使用。
发明内容
本发明的目的是，为了解决传统半桥LLC谐振变换器在重载时的电压增益Gv不高的问题，提出一种高电压增益桥式直流-直流变换器。
本发明实现的技术方案如下，一种高电压增益桥式直流-直流变换器，包括直流电源Ui、变压器T、与变压器原边绕组相连的原边电路、与变压器副边绕组相连的副边电路；其拓扑结构如图1所示。
所述变换器将谐振电感Lr移至第一功率开关管S1、第三功率开关管S3和直流侧之间，在LC谐振前对谐振电感进行提前储能，使LC谐振的初始状态为非零的储能状态，有效提高电压增益。
所述与变压器原边绕组相连的原边电路包括两个输入电容，四个功率开关管及其四个反并二极管，一个谐振电容，一个谐振电感和四个电容；所述输入电容包括第一输入电容Ci1和第二输入电容Ci2；所述功率开关管包括第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4；所述二极管包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；所述电容包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4。
所述直流电源的正极连接第一输入电容Ci1的上端、第一功率开关管S1和第二功率开关管S2的漏极；第一功率开关管S1的源极与第三功率开关管S3的漏极串联,并与谐振电感Lr的右端相连，谐振电感Lr的左端与第一输入电容Ci1的下端相连；第二功率开关管S2的源极与第四功率开关管S4的漏极串联,并与谐振电容Cr的左端相连；谐振电容Cr的右端与变压器原边绕组Lm的同名端相连，变压器原边绕组Lm的异名端与谐振电感Lr的右端相连；直流电源的负极连接第二输入电容Ci2的下端、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4的源极；变压器副边绕组连接整流电路。
所述与变压器副边绕组相连的副边电路包括整流电路和输出电路；整流电路一端连接变压器副边绕组，另一端连接输出电路；输出电路包括输出电容C0和负载电阻R0，输出电容C0和负载电阻R0并联。
所述整流电路如图2所示，由第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8构成全桥整流电路；第五二极管D5的阳极和第七二极管D7的阴极连接变压器副边绕组的同名端；第六二极管D6的阳极和第八二极管D8的阴极连接变压器副边绕组的异名端；第五二极管D5和第六二极管D6的阴极接输出电容C0的上端,即输出电压的正极；第七二极管D7和第八二极管D8的阴极接输出电容C0的下端,即输出电压的负极。
所述第一二极管D1与第一电容C1并联于第一功率开关管S1的源极与漏极之间；所述第二二极管D2与第二电容C2并联于第二功率开关管S2的源极与漏极之间；所述第三二极管D3与第三电容C3并联于第三功率开关管S3的源极与漏极之间；所述第四二极管D4与第四电容C4并联于第四功率开关管S4的源极与漏极之间。
所述变换器的第一功率开关管S1～第四功率开关管S4的栅源极分别接收外部电路提供的开关信号Ugs1～Ugs4。所述的开关信号Ugs为高电平时，对应的功率开关管导通；开关信号Ugs为低电平时，对应的功率开关管关断。
所述变换器的第一功率开关管S1～第四功率开关管S4采用固定开关频率fs控制，在一个开关周期Ts内分为to～t8八个阶段，动作顺序如下：
（1）[t0～t1]阶段：Ugs1输出高电平，Ugs2、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tL；
（2）[t1～t2]阶段：Ugs2输出高电平，Ugs1、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tR1；
（3）[t2～t3]阶段：Ugs2输出高电平，Ugs1、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tR2；
（4）[t3～t4]阶段：Ugs1、Ugs2、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为td；
（5）[t4～t5]阶段：Ugs3输出高电平，Ugs1、Ugs2、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tL；
（6）[t5～t6]阶段：Ugs4输出高电平，Ugs1、Ugs2、Ugs3输出低电平，此阶段持续时间为tR1；
（7）[t6～t7]阶段：Ugs4输出高电平，Ugs1、Ugs2、Ugs3输出低电平，此阶段持续时间为tR2；
（8）[t7～t8]阶段：Ugs1、Ugs2、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为td；开关时序中，t0～t4和t4～t8各为开关周期Ts的一半。
所述变换器的整流结构除了使用全桥整流电路，还可以使用全波整流电路，减少了二极管的数量。全波整流电路的结构如图3所示，四个功率开关管的开关信号如图4所示。
所述全波整流电路由第九二极管D9和第十二极管D10构成；与之相连的变压器副边绕组含中间抽头；变压器副边绕组上端接第九二极管D9的阳极；变压器的副边绕组下端接第十二极管D10的阳极；变压器的中间抽头接输出电容的下端；第九二极管D9的阴极与第十二极管D10的阴极相连，并接到输出电容的上端。
本发明的有益效果在于，本发明与传统半桥LLC谐振变换器对比，本发明添加了S1、S3两个功率开关管，通过对S1、S3的控制，在一个周期内增加了[t0～t1]和[t4～t5]两个谐振电感Lr预储能阶段，使得谐振电感Lr在进行LC谐振前就进行了预储能，从而让LC谐振具有了初始状态，而非零状态，提高了谐振腔的能量，进而获得更高的电压增益。本发明可以通过调节谐振电感预储能占空比DL（DL=[2(t1-t0)/Ts]）的大小，来调整初始储能的幅值，从而灵活地改变LC谐振阶段谐振电感Lr的初始电流，改变在LC谐振阶段传递的能量，进而调整电压增益。
本发明相对传统的半桥LLC谐振变换器的优点是:在各功率开关管仍为软开关的前提下，将谐振电感移Lr至输入电容Ci1、Ci2和S1、S3之间，通过对S1、S3的控制，在一个周期内增加了[t0～t1]和[t4～t5]两个谐振电感Lr预储能阶段。通过调节[t0～t1]和[t4～t5]两个阶段的时间，使谐振电感Lr在LC谐振之前能灵活地提前储能,增加了在LC谐振阶段可传递的能量。在保留了LC谐振特性的基础上,实现了电压增益的提高。
本发明适用于宽电压范围的各类充电电源中。
附图说明
图1为本发明一种高电压增益桥式直流-直流变换器电路图；
图2为全桥整流电路及其周边连接电路；
图3为全波整流电路及其周边连接电路；
图4为一种高电压增益桥式直流-直流变换器中的四个开关管的开关信号；
图5为采用了全桥整流电路的一种高电压增益桥式直流-直流变换器；
图6为实施例理想的开关信号及谐振电感电流波形；
图7为实施例在DL=0条件下的测试波形（从上到下依次为S2的驱动电压Ugs2、S4的驱动电压Ugs4、谐振电感电流iLr、输出电压Uo）；
图8为实施例在DL=0.31条件下的测试波形（从上到下依次为S1的驱动电压Ugs1、S2的驱动电压Ugs2、谐振电感电流iLr、输出电压Uo）。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如附图所示。
本实施例如图5所示，本实施例一种高电压增益桥式直流-直流变换器的实施电路，其与变压器T副边绕组相连的整流电路是全桥整流电路。电路包括直流电源Ui、两个输入电容Ci1和Ci2、四个带反并联二极管的功率开关管:第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3、第四功率开关管S4，一个谐振电容Cr、一个谐振电感Lr、与变压器T副边绕组相连的四个二极管：第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7、第八二极管D8构成的全桥整流电路，以及输出电容Co和负载电阻Ro。
直流电源Ui的正极连接输入电容Ci1的上端、第一功率开关管Sl和第二功率开关管S2的漏极；第一功率开关管S1的源极与第三功率开关管S3的漏极串联,并与谐振电感Lr的右端（A点）相连，谐振电感Lr的左端与输入电容Ci1的下端相连；第二功率开关管S2的源极与第四功率开关管S4的漏极串联，并与谐振电容Cr的左端（B点）相连。谐振电容Cr的右端与变压器T原边绕组的同名端相连。直流电源的负极连接输入电容Ci2的下端、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4的源极。变压器T副边绕组的同名端接第五二极管D5的阳极和第七二极管D7的阴极，变压器T副边绕组的异名端接第六二极管D6的阳极和第八二极管D8的阴极；第五二极管D5和第六二极管D6的阴极接输出电容Co的上端,即输出电压Uo的正极；第七二极管D7和第八二极管D8的阴极接输出电容Co的下端,即输出电压Uo的负极。
假设所有电容、电感、开关管、二极管和变压器均为理想器件，励磁电感Lm>>Lr。
变压器原副边变比为1。
如图6所示为四个功率开关管:第一功率开关管S1～第四功率开关管S4在一个开关周期Ts内的理想开关信号Ugs1～Ugs4及谐振电流iLr波形,本实施例的工作原理如下所述:
t0时刻以前：电路处于S4关断后的死区阶段，反并二极管D2导通，谐振电容Cr上的初始电压为-∆UCr，iLr、iCr为0。
（1）[t0～t1]谐振电感预储能阶段：t0时刻，因为Lr的作用，S1实现ZCS开通。S1开通后，Ui/2对Lr充电，iLr线性上升。由于Lm很大，可认为UCr不变，iCr依旧为0。t1时刻，iLr上升为[Ui×(t1-t0)/(2Lr)]。
（2）[t1～t2]谐振腔LC谐振阶段：t1时刻，S1关断，S2实现ZVS开通，副边二极管D5、D8导通，Lr与Cr发生谐振，能量由原边向副边传输。到t2时刻，iLr降为0，谐振腔LC谐振阶段结束，Cr两端电压上升至ΔUCr，iD5、iD8下降为0，从而D5、D8实现ZCS关断。
（3）[t2～t3]续流阶段：t2时刻，谐振腔LC谐振阶段结束，但S2仍然导通。此时副边二极管D5、D8关断，Lr、Lm、Cr形成谐振网络，iCr=iLr≈0，因Lm>>Lr，iCr近似不变。t3时刻，S2实现ZCS关断。
（4）[t3～t4]死区阶段：t3时刻，S2关断，因iCr近似不变，C2充电同时C4放电。当C4放电至零时D4导通，为S4的ZVS导通创造条件，Lr、Lm、Cr通过D4形成谐振网络。t4时刻之后，电路进入下半工作周期。
（5）[t4～t5]谐振电感预储能阶段：t4时刻，因为Lr的作用，S3实现ZCS开通。S3开通后，Ui/2对Lr充电，iLr线性上升。由于Lm很大，可认为UCr不变，iCr依旧为0。t5时刻，iLr下降为-[Ui×(t5-t4)/(2Lr)]。
（6）[t5～t6]谐振腔LC谐振阶段：t5时刻，S3关断，S4实现ZVS开通，副边二极管D6、D7导通，Lr与Cr发生谐振，能量由原边向副边传输。到t6时刻，iLr降为0，谐振腔LC谐振阶段结束，Cr两端电压下降至-ΔUCr，iD6、iD7下降为0，从而D6、D7实现ZCS关断。
（7）[t6～t7]续流阶段：t6时刻，谐振腔LC谐振阶段结束，但S4仍然导通。此时副边二极管D6、D7关断，Lr、Lm、Cr形成谐振网络，iCr=iLr≈0，因Lm>>Lr，iCr近似不变。t7时刻，S4实现ZCS关断。
（8）[t7～t8]死区阶段：t7时刻，S4关断，因iCr近似不变，C4充电同时C2放电。当C2放电至零时D2导通，为S2的ZVS导通创造条件，Lr、Lm、Cr通过D2形成谐振网络。t8时刻之后，电路一个工作周期结束。
所述变换器通过在LC谐振前对谐振电感Lr进行预储能，以此来获得高电压增益。所述变换器比传统的半桥LLC谐振变换器具有更高电压增益的原理是：因为添加了S1、S3两个功率开关管，且将谐振电感移至输入电容和S1、S3之间，通过对S1、S3的控制，在一个周期内增加了[t0～t1]和[t4～t5]两个谐振电感Lr预储能阶段，故所述变换器的LC谐振是一个谐振电感电流iLr非零初始状态的谐振；而传统的半桥LLC谐振变换器在此阶段产生的LLC谐振是一个谐振电感电流初始状态为零的谐振。根据Li2/2的能量公式，显然所述变换器具有更高的能量，进而拥有更高的电压增益。假设t时刻所述变换器中谐振电感Lr的初始电流为i(0-)，根据电路原理，可以等效为一个串联在电路中的电压源[Lr×i(0-)]，其值等于[Ui×(t1-t0)/2]，再将其在半个开关周期内平均，等于[Ui×(t1-t0)/Ts]。在LC谐振阶段，所述变换器的LC谐振腔的输入电压UBA可以认为是输入电压加上谐振电感Lr初始状态的电压，可表示为[Ui/2+Ui×(t1-t0)/Ts]。而传统的半桥LLC谐振变换器在这个阶段输入电压UBA为Ui/2。由此可见，提高[t0～t1]谐振电感预储能阶段和[t4～t5]谐振电感预储能阶段在开关周期中的占比，所述变换器在LC谐振阶段会有更高的等效谐振腔输入电压UBA，进而有更高的输出电压和电路电压增益。显然，当[t0～t1]阶段和[t4～t5]阶段的时间为0时，本变换器的电压增益就与传统半桥LLC变换器的增益一样了。
所述变换器谐振参数的设计方法可参考传统半桥LLC谐振变换器。本实施例中，输入电源Ui为200V,变压器T原副边匝比为l，谐振电感Lr=15.5uH，谐振电容Cr=201nF，变压器T的励磁电感Lm为300uH，输出电容Co=470uF。谐振频率fr=90kHz，Ro=40.1欧姆，品质因数Q=0.36。
图7所述为DL=0，开关频率fs=55kHz的测试波形：从上到下依次为S2的驱动电压Ugs2、S4的驱动电压Ugs4、谐振电感电流iLr、输出电压Uo。此时输出电压Uo为104V，这种工作情况与传统半桥LLC谐振变换器一样。
图8所示为DL=0.31，开关频率fs=90kHz的测试波形。从上到下依次为S1的驱动电压Ugs1、S2的驱动电压Ugs2、谐振电感电流iLr、输出电压Uo。此时输出电压Uo为135V。所述变换器能够通过增加谐振电感预储能占空比DL，提高变换器的电压增益，提高输出电压Uo。
对比图7和图8的测试波形可见，在负载较重（品质因数Q值较大）时，所提变换器能够有效提升电压增益。

Claims (6)

1.一种高电压增益桥式直流-直流变换器，包括直流电源、变压器、与变压器原边绕组相连的原边电路、与变压器副边绕组相连的副边电路，其特征在于，所述变换器将谐振电感Lr移至第一功率开关管S1、第三功率开关管S3和直流侧之间，在LC谐振前对谐振电感进行提前储能，使LC谐振的初始状态为非零的储能状态，有效提高电压增益；
所述与变压器原边绕组相连的原边电路包括两个输入电容，四个功率开关管及其四个反并二极管，一个谐振电容，一个谐振电感和四个电容；所述输入电容包括第一输入电容Ci1和第二输入电容Ci2；所述功率开关管包括第一功率开关管S1、第二功率开关管S2、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4；所述二极管包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4；所述电容包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4；
所述直流电源的正极连接第一输入电容Ci1的上端、第一功率开关管S1和第二功率开关管S2的漏极；第一功率开关管S1的源极与第三功率开关管S3的漏极串联,并与谐振电感Lr的右端相连，谐振电感Lr的左端与第一输入电容Ci1的下端相连；第二功率开关管S2的源极与第四功率开关管S4的漏极串联,并与谐振电容Cr的左端相连；谐振电容Cr的右端与变压器原边绕组Lm的同名端相连，变压器原边绕组Lm的异名端与谐振电感Lr的右端相连；直流电源的负极连接第二输入电容Ci2的下端、第三功率开关管S3和第四功率开关管S4的源极；变压器副边绕组连接整流电路；
所述与变压器副边绕组相连的副边电路包括整流电路和输出电路；整流电路一端连接变压器副边绕组，另一端连接输出电路；输出电路包括输出电容C0和负载电阻R0, 输出电容C0和负载电阻R0并联；
所述变换器的第一功率开关管S1～第四功率开关管S4采用固定开关频率fs控制，在一个开关周期Ts内分为to～t8八个阶段，动作顺序如下：
（1）[t0～t1]阶段：Ugs1输出高电平，Ugs2、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tL；
（2）[t1～t2]阶段：Ugs2输出高电平，Ugs1、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tR1；
（3）[t2～t3]阶段：Ugs2输出高电平，Ugs1、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tR2；
（4）[t3～t4]阶段：Ugs1、Ugs2、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为td；
（5）[t4～t5]阶段：Ugs3输出高电平，Ugs1、Ugs2、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为tL；
（6）[t5～t6]阶段：Ugs4输出高电平，Ugs1、Ugs2、Ugs3输出低电平，此阶段持续时间为tR1；
（7）[t6～t7]阶段：Ugs4输出高电平，Ugs1、Ugs2、Ugs3输出低电平，此阶段持续时间为tR2；
（8）[t7～t8]阶段：Ugs1、Ugs2、Ugs3、Ugs4输出低电平，此阶段持续时间为td；开关时序中，t0～t4和t4～t8各为开关周期Ts的一半。
2.根据权利要求1所述的一种高电压增益桥式直流-直流变换器，其特征在于，所述整流电路，由第五二极管D5、第六二极管D6、第七二极管D7和第八二极管D8构成全桥整流电路；第五二极管D5的阳极和第七二极管D7的阴极连接变压器副边绕组的同名端；第六二极管D6的阳极和第八二极管D8的阴极连接变压器副边绕组的异名端；第五二极管D5和第六二极管D6的阴极接输出电容C0的上端,即输出电压的正极；第七二极管D7和第八二极管D8的阴极接输出电容C0的下端,即输出电压的负极。
3.根据权利要求1所述的一种高电压增益桥式直流-直流变换器，其特征在于，所述第一二极管D1与第一电容C1并联于第一功率开关管S1的源极与漏极之间；所述第二二极管D2与第二电容C2并联于第二功率开关管S2的源极与漏极之间；所述第三二极管D3与第三电容C3并联于第三功率开关管S3的源极与漏极之间；所述第四二极管D4与第四电容C4并联于第四功率开关管S4的源极与漏极之间。
4. 根据权利要求1所述的一种高电压增益桥式直流-直流变换器，其特征在于，所述变换器的第一功率开关管S1～第四功率开关管S4的栅源极分别接收外部电路提供的开关信号Ugs1～Ugs4 ；所述的开关信号Ugs为高电平时，对应的功率开关管导通；开关信号Ugs为低电平时，对应的功率开关管关断。
5.根据权利要求1所述的一种高电压增益桥式直流-直流变换器，其特征在于，所述第一输入电容与第二输入电容相等，即Ci1=Ci2。
6.根据权利要求2所述的一种高电压增益桥式直流-直流变换器，其特征在于，所述整流桥可用以下全波整流电路结构替代应用：
所述全波整流电路由第九二极管D9和第十二极管D10构成；与之相连的变压器副边绕组含中间抽头；变压器副边绕组上端接第九二极管D9的阳极；变压器的副边绕组下端接第十二极管D10的阳极；变压器的中间抽头接输出电容的下端；第九二极管D9的阴极与第十二极管D10的阴极相连，并接到输出电容的上端。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104980037A (zh) * 2015-07-07 2015-10-14 南京航空航天大学 一种副边调整型定频谐振变换器及其控制方法
CN109245545A (zh) * 2018-10-30 2019-01-18 华东交通大学 一种高电压增益的lcl谐振式直流-直流变换器
WO2021077757A1 (zh) * 2019-10-22 2021-04-29 广州金升阳科技有限公司 一种变拓扑llc谐振变换器的宽增益控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104980037A (zh) * 2015-07-07 2015-10-14 南京航空航天大学 一种副边调整型定频谐振变换器及其控制方法
CN109245545A (zh) * 2018-10-30 2019-01-18 华东交通大学 一种高电压增益的lcl谐振式直流-直流变换器
WO2021077757A1 (zh) * 2019-10-22 2021-04-29 广州金升阳科技有限公司 一种变拓扑llc谐振变换器的宽增益控制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
一种桥型副边LC谐振变换器及其建模和设计;袁义生;朱本玉;张伟平;彭春华;;电工电能新技术;20151115(第11期);全文 *
一种桥型副边LLC谐振直流直流变换器;袁义生;罗峰;胡盼安;;中国电机工程学报;20141225(第36期);全文 *

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