CN208508596U - 一种pfc-llc充电器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种PFC‑LLC充电器，包括PFC电路、LLC半桥电路、蓄电池和控制模块；PFC电路、LLC半桥电路和蓄电池均与控制模块相连接，PFC电路的输出端连接LLC半桥电路的输入端；LLC半桥电路的输出端连接蓄电池；本实用新型拓宽电压输入范围，使得充电器能在更加低的输入交流电压下输出满功率，在电网电压比较低的地区，减小了充电的时间；通过LLC软开关技术，提高的整体效率，减小了充电器的成本，增加了产品本身的性价比；本实用新型减小了充电器对外界的干扰，同时降低输入电流，增加了客户使用充电器的经济性，同时进一步增加了充电器的效率。

Description

一种PFC-LLC充电器
技术领域
本实用新型涉及一种应用于电动汽车的带有源功率因素校正串联谐振软开关充电器。
背景技术
低速电动四轮车在国内得到了蓬勃的发展，低速电动四轮车的充电器市场也是鱼龙混杂，从全桥，半桥，到反接式拓扑结构在不同的功率等级都得到了广泛的使用，但是带来的问题要么受到功率的限制，某些电路拓扑无法稳定可靠地运行，要么充电器的成本比较高。
例如，现有技术CN107852089A公开了一种蓄电池充电器，PFC电路连接在输入端子和输出端子之间，实现了功率因数矫正(PFC)充电，但是不能满足大功率充电。
本专利项目实现了一种用LLC软开关拓扑结构并且带PFC(功率因素校正)的充电器，解决了充电器成本和可靠性的问题，同时提高了充电器的功率因素，减少了对电网的干扰，并且拓宽了充电器输入电压的工作范围，更加适合在电网不稳定的农村市场或者东南亚等电网不稳定的国外市场。
实用新型内容
为解决现有技术问题，本发明公开一种PFC-LLC充电器，用LLC软开关拓扑结构并且带PFC(功率因素校正)的充电器，解决了充电器成本和可靠性的问题，提高了充电器的功率因素，减少了对电网的干扰，并且拓宽了充电器输入电压的工作范围，更加适合在电网不稳定的农村市场或者东南亚等电网不稳定的国外市场。
为了解决所述技术问题，本实用新型的技术方案如下。
一种PFC-LLC充电器，包括PFC电路、LLC半桥电路、蓄电池和控制模块；
PFC电路、LLC半桥电路和蓄电池均与控制模块相连接，PFC电路的输出端连接LLC半桥电路的输入端；LLC半桥电路的输出端连接蓄电池。
PFC电路包括：整流电路、PFC电感Lp、开关管Qp、输出二极管Dp、PFC滤波电容Cp、PFC负载电阻R、输入电压取样电路K、比较器电路、输出电压取样电路H、误差放大电路和乘法器M；
整流电路的输出端串联连接PFC电感Lp、输出二极管Dp和PFC滤波电容Cp，PFC 负载电阻R与PFC滤波电容Cp并联连接；开关管Qp的漏极连接PFC电感Lp，开关管 Qp的源极连接整流电路，开关管Qp的栅极连接比较器电路的输出端；输入电压取样电路 K连接在整流电路在乘法器M之间，比较器电路的两个输入端分别连接乘法器M和整流电路；乘法器M的两个输入端分别连接输入电压取样电路K和误差放大电路；输出电压取样电路H连接误差放大电路。
LLC半桥电路包括变压器、第一开关管Q1、第二开关管Q2、谐振电容Cr、谐振电感Lr、滤波电容C0、负载电阻RL、第一二极管D1、第二二极管D2和原边并联电阻Lm；
所述第一开关管Q1的漏极和电源的正极相连，所述第一开关管Q1的源级与所述第二开关管Q2的漏极相连，所述第二开关管Q2的源级与电源负极相连，所述谐振电感Lr与谐振电容Cr串联后一端连接第一开关管Q1的源级，另一端连接变压器的原边绕组np，所述变压器的原边绕组np与第二开关管Q2的源级相连，所述变压器的副边绕组包括第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2，第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2串联，在变压器副边绕组的两端分别连接有第一二极管D1与第二二极管D2，第一二极管D1与第二二极管D2的导通端相连接，滤波电容C0、负载电阻RL并联连接后一端连接第一副边绕组ns1 和第二副边绕组ns2的公共连接端，另一端连接第一二极管D1的导通端；原边并联电阻 Lm与原边绕组np并联。
整流电路为单相桥式整流电路。
误差放大电路包括比较器VA和放大电容，放大电容连接在比较器VA的输入负极端和输出端之间。
比较器电路包括迟滞比较器和驱动电路，驱动电路用于驱动MOSFET,使得MOSFET可靠地开通和关断；
驱动电路连接在迟滞比较器的输出端。
本实用新型的有益效果包括：
总结本申请的有益效果。
本实用新型公开一种PFC-LLC充电器，拓宽电压输入范围，使得充电器能在更加低的输入交流电压下输出满功率，在电网电压比较低的地区，减小了充电的时间；
本实用新型通过LLC开关，提高的整体效率，减小了充电器的成本，增加了产品本身的性价比；
本实用新型减小了充电器对外界的干扰，同时降低输入电流，增加了客户使用充电器的经济性，同时进一步增加了充电器的效率。
附图说明
图1本申请一种PFC LLC充电器的结构示意图；
图2为本申请LLC电路图；
图3为本申请PFC电路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效，且为了使该评价方法易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种PFC-LLC充电器，包括PFC电路、LLC半桥电路、蓄电池和控制模块；
PFC电路、LLC半桥电路和蓄电池均与控制模块相连接，PFC电路的输出端连接LLC半桥电路的输入端；LLC半桥电路的输出端连接蓄电池。
如图3所示，PFC电路包括：整流电路、PFC电感Lp、开关管Qp、输出二极管Dp、 PFC滤波电容Cp、PFC负载电阻R、输入电压取样电路K、比较器电路、输出电压取样电路H、误差放大电路和乘法器M；
整流电路的输出端串联连接PFC电感Lp、输出二极管Dp和PFC滤波电容Cp，PFC 负载电阻R与PFC滤波电容Cp并联连接；开关管Qp的漏极连接PFC电感Lp，开关管 Qp的源极连接整流电路，开关管Qp的栅极连接比较器电路的输出端；输入电压取样电路 K连接在整流电路在乘法器M之间，比较器电路的两个输入端分别连接乘法器M和整流电路；乘法器M的两个输入端分别连接输入电压取样电路K和误差放大电路；输出电压取样电路H连接误差放大电路。
如图2所示，LLC半桥电路包括变压器、第一开关管Q1、第二开关管Q2、谐振电容Cr、谐振电感Lr、滤波电容C0、负载电阻RL、第一二极管D1、第二二极管D2和原边并联电阻Lm；
所述第一开关管Q1的漏极和电源的正极相连，所述第一开关管Q1的源级与所述第二开关管Q2的漏极相连，所述第二开关管Q2的源级与电源负极相连，所述谐振电感Lr与谐振电容Cr串联后一端连接第一开关管Q1的源级，另一端连接变压器的原边绕组np，所述变压器的原边绕组np与第二开关管Q2的源级相连，所述变压器的副边绕组包括第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2，第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2串联，在变压器副边绕组的两端连接有第一二极管D1与第二二极管D2，第一二极管D1与第二二极管D2 的导通端相连接，滤波电容C0、负载电阻RL并联连接后一端连接第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2的公共连接端，另一端连接第一二极管D1的导通端；原边并联电阻Lm与原边绕组np并联。
整流电路为单相桥式整流电路。
误差放大电路包括比较器VA和放大电容，放大电容连接在比较器VA的输入负极端和输出端之间。
比较器电路包括迟滞比较器和驱动电路，驱动电路用于驱动MOSFET,使得MOSFET可靠地开通和关断；驱动电路连接在迟滞比较器的输出端。
本实用新型控制模块的MCU的型号为STM32F302CBT6，用于控制充电器的充放电，充电器的充放电属于本领域的常用技术手段，本实用新型不涉及对控制模块的充放电方法改进。
本领域内的技术人员可以对本实用新型进行改动或变型的设计但不脱离本实用新型的思想和范围。因此，如果本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同的技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种PFC-LLC充电器，其特征在于：包括PFC电路、LLC半桥电路、蓄电池和控制模块；
PFC电路、LLC半桥电路和蓄电池均与控制模块相连接，PFC电路的输出端连接LLC半桥电路的输入端；LLC半桥电路的输出端连接蓄电池。
2.根据权利要求1所述的一种PFC-LLC充电器，其特征在于：
PFC电路包括：整流电路、PFC电感Lp、开关管Qp、输出二极管Dp、PFC滤波电容Cp、PFC负载电阻R、输入电压取样电路K、比较器电路、输出电压取样电路H、误差放大电路和乘法器M；
整流电路的输出端串联连接PFC电感Lp、输出二极管Dp和PFC滤波电容Cp，PFC负载电阻R与PFC滤波电容Cp并联连接；开关管Qp的漏极连接PFC电感Lp，开关管Qp的源极连接整流电路，开关管Qp的栅极连接比较器电路的输出端；输入电压取样电路K连接在整流电路在乘法器M之间，比较器电路的两个输入端分别连接乘法器M和整流电路；乘法器M的两个输入端分别连接输入电压取样电路K和误差放大电路；输出电压取样电路H连接误差放大电路。
3.根据权利要求1所述的一种PFC-LLC充电器，其特征在于：
LLC半桥电路包括变压器、第一开关管Q1、第二开关管Q2、谐振电容Cr、谐振电感Lr、滤波电容C0、负载电阻RL、第一二极管D1、第二二极管D2和原边并联电阻Lm；
所述第一开关管Q1的漏极和电源的正极相连，所述第一开关管Q1的源级与所述第二开关管Q2的漏极相连，所述第二开关管Q2的源级与电源负极相连，所述谐振电感Lr与谐振电容Cr串联后一端连接第一开关管Q1的源级，另一端连接变压器的原边绕组np，所述变压器的原边绕组np与第二开关管Q2的源级相连，所述变压器的副边绕组包括第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2，第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2串联，在变压器副边绕组的两端分别连接有第一二极管D1与第二二极管D2，第一二极管D1与第二二极管D2的导通端相连接，滤波电容C0、负载电阻RL并联连接后一端连接第一副边绕组ns1和第二副边绕组ns2的公共连接端，另一端连接第一二极管D1的导通端；原边并联电阻Lm与原边绕组np并联。
4.根据权利要求1所述的一种PFC-LLC充电器，其特征在于：
整流电路为单相桥式整流电路。
5.根据权利要求1所述的一种PFC-LLC充电器，其特征在于：
误差放大电路包括比较器VA和放大电容，放大电容连接在比较器VA的输入负极端和输出端之间。
6.根据权利要求1所述的一种PFC-LLC充电器，其特征在于：
比较器电路包括迟滞比较器和驱动电路；驱动电路用于驱动MOSFET；
驱动电路连接在迟滞比较器的输出端。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115864615A (zh) * 2023-02-15 2023-03-28 小神童创新科技(广州)有限公司 带功率因数校正的全桥llc软开关谐振充电器及控制方法

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