CN203708109U - 一种lcc谐振变换器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于开关电源技术领域，具体涉及一种LCC谐振变换器。该LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用半桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全波整流加滤波电容输出。其有益效果是：开关损耗小转换效率高，电路的电磁辐射低，能够降低成本和损耗。

Description

一种LCC谐振变换器

技术领域

本实用新型属于开关电源技术领域，具体涉及一种LCC谐振变换器。

背景技术

目前常用的开关电源的“硬开关技术”，由于开关管结电容的存在、整流管结电容或着反向恢复时间的存在，当开关电源工作在高频状态时电源的开关损耗大，随着开关电源工作频率的提高，电源的开关损耗也就越突出。采用“硬开关技术”的电源在开关管开关的时刻容易产生高频谐波，这都会增加电源的电磁干扰。而且器件在硬开关的过程中承受很大的应力，这对器件的寿命也存在影响。

在一定程度内增加开关电源的工作频率，可以使降低输出变压器的体积、输出滤波电感的体积和输出滤波电容的体积，从而可以实现开关电源高功率密度的设计、并且可以降低成本。然而电源的的开关损耗制约它的工作频率。现有的元器件参数已经确定，要想降低开关损耗，提高电源的工作频率，目前一般是使用谐振变换器让开关管和整流管在“零电压”或着“零电流”的状态下进行开关。“串联谐振变换电路”和“并联谐振变换电路”存在着峰值电压或着峰值电流比较高的问题，造成元器件成本比较高，同时该类型电路对电路中的寄生参数比较敏感。“串联谐振变换电路”和“并联谐振变换电路”存在着电器参数不好控制和电路控制方式不好选择的的问题，所以这两种谐振变换器电路没能普及市场。

目前普及的，市场上常见LLC谐振变换器可以说是优点众多，LLC谐振变换器既可以使用半桥结构驱动，也可以采用全桥结构驱动。在制作几百瓦左右，并且带有功率因数矫正的电源，具有成本低、体积小、效率高的优点。LLC谐振变换器可以使开关管工作零电压导通状态，当变换器工作频率高于谐振电感和谐振电容的谐振频率时整流管才能零电流导通和关闭。一个LLC变换器的输入电压范围不能很宽，输出电压范围也不能很宽，这就限制了它在一些场合的应用，一般的LLC的使用都要在其前面增加一级变换电路使LLC的输入电压基本稳定。LLC变换器采用磁集成技术，变压器的漏感比较大，电磁辐射就会大，而且变压器还得使用不常用的多槽骨架绕制，为了克服明显的“临近效应”还得才有价格比较高的“绞线”绕制，变压器的磁芯还需要磨制，变压器漏感的调试以及后期量产时的控制都是比较难的。如果不采用磁集成技术，因为对变压器一次侧的励磁电感值有要求，变压器的磁芯也需要磨制或着垫气息，这样也会造成变压器的漏感大、电磁辐射大，如果用来做多路输出的电源，电源的交叉调整率不是很好。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种以克服现有技术存在的缺陷的LCC谐振变换器。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用半桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全波整流加滤波电容输出。

进一步，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容分别为单个元件。

进一步，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容为多个元件等效而成。

进一步，所述谐振网络两端使用全桥结构施加方波电压。

进一步，所述开关变压器的二次侧采用全桥整流加滤波电容输出。

本实用新型的有益效果是：开关损耗小转换效率高，开关管和整流管都工作在“零电压导通”“零电压关闭”状态，变压器不用磨制磁芯，对变压器一次侧的电感量精度要求不高，变压器好加工，变压器漏感小，电路的电磁辐射低，绕组之间耦合系数高，用来制作多路输出的开关电源交叉调整率好，工作频率可以设定的比较高，可以制作功率密度比较高的电源，相比普通的开关电源拓扑可以选用更小耐压值的输出整流二极管，能够降低成本和损耗。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型实施例1的电路图；

图2为本实用新型实施例2的电路图；

图3为本实用新型实施例3的电路图；

图4为本实用新型实施例4的电路图；

图5为本实用新型实施例5的电路图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明

实施例1

如图1所示，一种LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用半桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全波整流加滤波电容输出。

图1中，Q1和Q2两个开关管组成了半桥驱动结构，Q1和Q2的轮流导通和关闭为L1、C1、C2三者串联组成的谐振网络的两端提供所需要的电压方波，D1，D2两个整流管与开关变压器T1二次侧的两个绕组形成全波整流，C3为输出滤波电容，图中所描绘的元件均可以使用几个元件等效而成。

实施例2

如图2所示，一种LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用半桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全波整流加滤波电容输出，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容为多个元件等效而成。

图2中，C4和C2与图1中的C2等效，Q1和Q2两个开关管组成了半桥驱动结构，Q1和Q2的轮流导通和关闭为L1、C1、C2、C4等效成的谐振网络的两端提供所需要的电压方波，D1，D2两个整流管与开关变压器T1二次侧的绕组形成全波整流，C3为输出滤波电容。

实施例3

如图3所示，一种LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用半桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全桥整流加滤波电容输出，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容为多个元件等效而成。

图3中，Q1和Q2两个开关管组成了半桥驱动结构，Q1和Q2的轮流导通和关闭为L1、C1、C2、C4等效成的谐振网络的两端提供所需要的电压方波，D1，D2，D3，D4四个整流管与开关变压器T1二次侧的绕组形成全桥整流，C3为输出滤波电容，图中所描绘的元件均可以使用几个元件等效而成。

实施例4

如图4所示，一种LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用全桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全桥整流加滤波电容输出。

图4中，Q1、Q2、Q3和Q4四个开关管组成了全桥驱动结构。Q1和Q4为一组，两个开关管同时开关，Q2和Q3为一组，两个开关管同时开关，两组开关管的轮流导通和关闭为L1、C1、C2、组成成的谐振网络的两端提供所需要的电压方波，D1，D2，D3，D4四个整流管与开关变压器T1二次侧的绕组形成全桥整流，C3为输出滤波电容，图中所描绘的元件均可以使用几个元件等效而成。

实施例5

如图5所示，一种LCC谐振变换器，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用全桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全波整流加滤波电容输出。

图5中，Q1、Q2、Q3和Q4四个开关管组成了全桥驱动结构，Q1和Q4为一组，两个开关管同时开关，Q2和Q3为一组，两个开关管同时开关，两组开关管的轮流导通和关闭为L1、C1、C2、组成的谐振网络的两端提供所需要的电压方波，D1，D2两个整流管与开关变压器T1二次侧的绕组形成全波整流，C3为输出滤波电容，图中所描绘的元件均可以使用几个元件等效而成。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (5)

1.一种LCC谐振变换器，其特征在于，包括谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容，所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容串联组成谐振网络，在谐振网络两端使用半桥结构施加方波电压，开关变压器的一次侧并联到谐振电容的两端，二次侧采用全波整流加滤波电容输出。

2.根据权利要求1所述的一种LCC谐振变换器，其特征是：所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容分别为单个元件。

3.根据权利要求1所述的一种LCC谐振变换器，其特征是：所述谐振电感、谐振电容和辅助谐振电容为多个元件等效而成。

4.根据权利要求1所述的一种LCC谐振变换器，其特征是：所述谐振网络两端使用全桥结构施加方波电压。

5.根据权利要求1所述的一种LCC谐振变换器，其特征是：所述开关变压器的二次侧采用全桥整流加滤波电容输出。