CN213243820U - 增益可调的谐振变换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种谐振变换装置，包括串联的逆变电路、谐振电路和整流电路，所述谐振电路包括第一开关、第一谐振模块和第二谐振模块，所述第一开关根据输入和输出电压的变比选择第一谐振模块或者第二谐振模块参与谐振变换装置的电能变换。第一谐振模块和第二谐振模块中的谐振参数不同，谐振参数可调节使得谐振变换装置能够适应宽范围的输入电压条件。
Description
技术领域
本实用新型有关电源变换装置，且特别是有关于谐振变换装置。
背景技术
对于串联谐振变换装置，如图1所示，谐振电路12与整流电路13串联，谐振电路12与整流电路13串联分压，通过改变电压Vd的频率，改变谐振电路12的阻抗，从而改变谐振电路12与整流电路13的电压分配配比。输出电压Vo不变，在输入电压Vin较小的条件下，谐振电路12的阻抗相对于整流电路13阻抗需要非常小，使得全部电压大部分都落在整流电路13上；在输入电压较大的条件下，谐振电路12的阻抗相对整流电路13的阻抗需要非常大，使得输入电压Vin大部分都落在谐振电路12上。在输入电压Vin变化范围较宽的应用场合中，需要电压Vd的频率在较大范围内变化，但是逆变电路11的开关频率变化范围是有限的，不能够达到理论值的无限大。
发明内容
本实用新型提供一种谐振变换装置，能够调节所述谐振电路的谐振参数，适应输入或输出电压变化范围较宽的应用场合。
采用的技术方案是：一种谐振变换装置，包括逆变电路、谐振电路和整流电路，所述逆变电路、谐振电路和整流电路依次串联连接，所述谐振电路包括第一开关、第一谐振模块和第二谐振模块，所述第一开关根据输入和输出电压的变比选择第一谐振模块或者第二谐振模块参与谐振变换装置的电能变换。
上述一种谐振变换装置，在相同开关频率的条件下，所述第一谐振模块的等效阻抗小于所述第二谐振模块的等效阻抗。
上述谐振变换装置还包括变压器，所述变压器的原边绕组与所述谐振电路串联，所述变压器的副边绕组与所述整流电路串联。
上述原边绕组包括第一原边绕组和第二原边绕组，所述第一谐振模块包括第一电容和第一电感，所述第一电容、第一电感和第一原边绕组串联，所述第二谐振模块包括第二电容和第二电感，所述第二电容、第二电感和第二原边绕组串联。
上述第一电感和第二电感为一具有中间抽头的第三电感的第一部分和第二部分。
上述第一电容、第一电感和第一原边绕组串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与所述逆变电路的输出端连接。
上述第一电容、第一电感和第一原边绕组串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第一电感、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与所述逆变电路的输出端连接。
上述第一电容、第一电感串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第一电感、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与第一原边绕组串联后与所述逆变电路的输出端连接。
上述谐振电路还包括第三谐振模块，所述第一开关切换选择第一、第二或第三谐振模块。
上述逆变电路为全桥逆变电路或者半桥逆变电路。
上述整流电路为全桥整流电路或者半桥整流电路。
本实用新型设置第一谐振模块和第二谐振模块，两者在相同的开关频率下的等效阻抗不同，从而能够同时使用开关频率、谐振模块的等效阻抗、原副边变压器的变比这三个量来调节谐振变换装置的增益，使其能够适用于输入电压变动较大的场合。
为让本实用新型的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为已知技术中谐振变换装置电路示意图。
图2为本实用新型谐振变换装置实施例框图。
图3为本实用新型第一具体实施例电路示意图。
图4为本实用新型第二具体实施例电路示意图。
图5为本实用新型第三具体实施例电路示意图。
图6为本实用新型第四具体实施例电路示意图。
图7为本实用新型第五具体实施例电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
图2所示为本实用新型提供谐振变换装置的框图，所述谐振变换装置包括逆变电路21、谐振电路22和整流电路23，所述逆变电路21将输入电压Vin进行逆变并输出至谐振电路22，所述逆变电路21调节其输出电压Vd的占空比D和频率f，所述谐振电路22包括开关221、第一谐振模块222、第二谐振模块223，所述开关221切换选择第一谐振模块222或第二谐振模块223，所述第一谐振模块222和第二谐振模块223的谐振参数不同，在相同的频率f，两者的等效阻抗不同。所述开关221根据输入电压Vin和输出电压Vo的变比选择第一谐振模块222或者第二谐振模块223参与谐振变换装置的电能变换，在输出直流电压Vo为恒压，输入电压为宽范围时，采样输入电压，本实用新型专利通过可以在谐振变换装置开机前先判断输入电压Vin在哪个范围内，通过软件判断，采集输入电压进行判断，或者采样输入电压再通过比较器来判断。例如宽输入电压范围为300Vac～550Vac将这个输入电压范围分为低压段(300Vac～400Vac)和高压段(400Vac～550Vac)。然后使用开关221选择到具有对应的谐振参数的谐振模块，例如低压段接通触点P11选择使用第一谐振模块222，高压端接通触点P12选择使用第二谐振模块223。若输入电压恒定，即可通过采样输出电压Vo，根据输出电压Vo的范围控制开关221选择对应的谐振模块。
如图3所示，为本实用新型一具体实施例的电路示意图，本实施例中，谐振变换装置包括逆变电路31、谐振电路32、变压器T、整流电路33，逆变电路31为全桥变换电路，开关S1/S2/S3/S4构成全桥变换电路，其输入端并联输入电容Cin接受输入电压Vin，其输出端并联谐振电路32，所述谐振电路32包括开关321、第一谐振电路322、第二谐振电路323，所述开关321的端子P1与逆变电路的输出端连接，端子P11与第一谐振电路322连接，端子P12与第二谐振电路323连接，所述开关321为可控的选择开关，例如继电器。
第一谐振模块322包括串联连接的电感Lr1、电容Cr1和变压器T原边绕组N11，第二谐振模块323包括串联连接的电感Lr2、电容Cr2和变压器T原边绕组N12，这两者在相同的频率f的等效阻抗不同，开关321接通端子P1和P11时，第一谐振模块322参与谐振，开关321接通端子P1和P12时，第二谐振模块323参与谐振，在谐振变换装置启动之前根据输入电压选择所述开关321的开通状态，首先根据硬件或者软件电路来判断输入电压处于哪个范围段，需要哪组谐振参数进行工作，然后将继电器切到对应的谐振模块，第一谐振模块322或第二谐振模块323。
所述整流电路33为全波整流电路，所述全波整流电路的输入端与变压器T的副边绕组并联，所述全波整流电路优二极管D1-D4组成。
参考图4，与图3不同的是，本实施例中的谐振电路42，第一谐振电路包括电感Lr1，电容Cr1和变压器T的原边绕组N11，第二谐振电路包括电感Lr1、电感Lr2、电容Cr1和变压器T的原边绕组N11和N12，第二谐振电路共用第一谐振电路的原件，从而进一步减小了电路的体积。
参考图5，本实施例与图4实施例不同的是，所述电感Lr具有中间抽头，并分成了两部分电感Lr1和电感Lr2进一步减小了电路的体积。另外本实施例中使用了逆变电路51使用了半桥电路，整流电路53使用了半波整流电路。
参考图6，与其他实施例不同的是，本实施例中第一谐振电路和第二谐振电路仅有电容不同，其余原件相同，开关621切换电容Cr1和电容Cr2，第一谐振电路包括电感Lr1，电容Cr1和变压器T的原边绕组N11，第一谐振电路包括电感Lr1，电容Cr2和变压器T的原边绕组N11。本实施例以此为示列，通过切换单个原件，达到切换不同谐振电路的目的，例如通过开关621切换其中的电感或者变压器T的原边绕组。
如图7所示，与图4所示实施例相比，本实施例中，第一谐振电路包括电感Lr1、电容Cr1和变压器T的原边绕组N11，第二谐振电路包括电感Lr1、电容Cr1、电感Lr2、电容Cr2和变压器T的原边绕组N12。
可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种谐振变换装置，包括逆变电路、谐振电路和整流电路，所述逆变电路、谐振电路和整流电路依次串联连接，其特征在于，所述谐振电路包括第一开关、第一谐振模块和第二谐振模块，所述第一开关根据输入和输出电压的变比选择第一谐振模块或者第二谐振模块参与谐振变换装置的电能变换。
2.如权利要求1所述一种谐振变换装置，其特征在于，在相同开关频率的条件下，所述第一谐振模块的等效阻抗小于所述第二谐振模块的等效阻抗。
3.如权利要求2所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述谐振变换装置还包括变压器，所述变压器的原边绕组与所述谐振电路串联，所述变压器的副边绕组与所述整流电路并联。
4.如权利要求3所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述原边绕组包括第一原边绕组和第二原边绕组，所述第一谐振模块包括第一电容和第一电感，所述第一电容、第一电感和第一原边绕组串联，所述第二谐振模块包括第二电容和第二电感，所述第二电容、第二电感和第二原边绕组串联。
5.如权利要求4所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述第一电感和第二电感为一具有中间抽头的第三电感的第一部分和第二部分。
6.如权利要求4所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述第一电容、第一电感和第一原边绕组串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与所述逆变电路的输出端连接。
7.如权利要求4所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述第一电容、第一电感和第一原边绕组串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第一电感、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与所述逆变电路的输出端连接。
8.如权利要求4所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述第一电容、第一电感串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第一电感、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与第一原边绕组串联后与所述逆变电路的输出端连接。
9.如权利要求4所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述第一电容、第一电感串联后与所述第一开关的第一端子连接，所述第二电容、第一电感、第二电感和第二原边绕组串联后与所述第一开关的第二端子连接，所述第一开关的第三端子与第一原边绕组串联后与所述逆变电路的输出端连接。
10.如权利要求1所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述谐振电路还包括第三谐振模块，所述第一开关切换选择第一、第二或第三谐振模块。
11.如权利要求3所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述逆变电路为全桥逆变电路或者半桥逆变电路。
12.如权利要求3所述一种谐振变换装置，其特征在于，所述整流电路电路为全桥整流电路或者半桥整流电路。
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