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专利号: 202411594915X
申请人: 泉州师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-01
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,包括逆变模块、谐振腔、变压器和副边整流模块;其特征在于:

所述逆变模块为具有第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂的全桥逆变电路,所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂均具有两个开关管,通过调频控制,所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的开关信号占空比均为50%;

所述谐振腔包括相互并联且相互对称设置的第一谐振腔和第二谐振腔,此第一谐振腔和第二谐振腔均由相互串接的谐振电容、励磁电感和谐振电感组成,此第一谐振腔的一端连接所述逆变模块的第一桥臂的中点,另一端连接所述逆变模块的第三桥臂的中点,此第二谐振腔的一端连接所述逆变模块的第二桥臂的中点,另一端连接所述逆变模块的第三桥臂的中点;

所述变压器包括第一变压器和第二变压器,所述第一变压器的原边线圈与所述第一谐振腔的励磁电感相并联,所述第二变压器的原边线圈与所述第二谐振腔的励磁电感相并联;

所述第一谐振腔和所述第二谐振腔的各元件参数均相同,所述第一变压器和所述第二变压器的参数相同;

所述副边整流模块为具有第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂的全桥整流电路,所述第一变压器的副边线圈的两端分别与所述副边整流模块的第一桥臂的中点、所述副边整流模块的第二桥臂的中点相连接,所述第二变压器的副边线圈的两端分别与所述副边整流模块的第二桥臂的中点、所述副边整流模块的第三桥臂的中点相连接;

所述LLC谐振变换器工作模态的切换方法如下:

所述LLC谐振变换器工作时,检测所述LLC谐振变换器的输入电压;

当所述LLC谐振变换器的输入电压低于第一设定电压值时,检测所述LLC谐振变换器上一个周期的工作模态,若所述LLC谐振变换器上一个周期的工作模态是HGM工作模态,则所述LLC谐振变换器按照现有工作模态继续工作,若所述LLC谐振变换器上一个周期不是HGM工作模态,则使用不对称PWM控制的方式,在十个周期内通过控制移相角变大,使所述LLC谐振变换器需要的工作频率下降到HGM工作模态切换的阈值,通过这十个周期的缓冲调整,避开模态切换过程中的因频率大幅度跳变所导致的所述谐振腔的电压和电流的突变,在所述LLC谐振变换器需要的工作频率下降到HGM工作模态切换的阈值的时候进行模态切换,使得所述LLC谐振变换器平稳进入HGM工作模态,此时所述LLC谐振变换器等效于两个全桥LLC谐振变换器并联;

当所述LLC谐振变换器的输入电压大于或等于第一设定电压值但小于或等于第二设定电压值时,检测所述LLC谐振变换器上一个周期的工作模态,若所述LLC谐振变换器上一个周期的工作模态是TGM工作模态,则所述LLC谐振变换器按照现有工作模态继续工作,若所述LLC谐振变换器上一个周期不是TGM工作模态,则使用不对称PWM控制的方式,在十个周期内通过控制移相角变大,使所述LLC谐振变换器需要的工作频率下降到TGM工作模态切换的阈值,通过这十个周期的缓冲调整,避开模态切换过程中的因频率大幅度跳变所导致的所述谐振腔的电压和电流的突变,在所述LLC谐振变换器需要的工作频率下降到TGM工作模态切换的阈值的时候进行模态切换,使得所述LLC谐振变换器平稳进入TGM工作模态,此时所述LLC谐振变换器等效于两个半桥LLC谐振变换器并联;

当所述LLC谐振变换器的输入电压大于第二设定电压值时,检测所述LLC谐振变换器上一个周期的工作模态,若所述LLC谐振变换器上一个周期的工作模态是LGM工作模态,则所述LLC谐振变换器按照现有工作模态继续工作,若所述LLC谐振变换器上一个周期不是LGM工作模态,则使用不对称PWM控制的方式,在十个周期内通过控制移相角变大,使所述LLC谐振变换器需要的工作频率下降到LGM工作模态切换的阈值,通过十个周期的缓冲调整,避开模态切换过程中因频率大幅度跳变所导致的所述谐振腔的电压和电流的突变,在所述LLC谐振变换器需要的工作频率下降到LGM工作模态切换的阈值的时候进行模态切换,使得所述LLC谐振变换器平稳进入LGM工作模态,此时所述LLC谐振变换器等效于半桥LLC谐振变换器。

2.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:所述第一设定电压值为160V,所述第二设定电压值为320V。

3.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:所述LLC谐振变换器当HGM工作模态向TGM工作模态切换时的工作频率阈值为130khz,当TGM工作模态向HGM工作模态切换时的工作频率阈值为70khz。

4.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:所述LLC谐振变换器当TGM工作模态向LGM工作模态切换时的工作频率阈值为130khz,当LGM工作模态向TGM工作模态切换的工作频率阈值为70khz。

5.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:所述LLC谐振变换器当HGM工作模态向LGM工作模态切换时的工作频率阈值为130khz,当LGM工作模态向HGM工作模态切换的工作频率阈值为70khz。

6.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:当所述LLC谐振变换器处于HGM工作模态下时,所述第一桥臂的上臂开关管、所述第二桥臂的上臂开关管和所述第三桥臂的下臂开关管与所述第一桥臂的下臂开关管、所述第二桥臂的下臂开关管和所述第三桥臂的上臂开关管交替互补导通。

7.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:当所述LLC谐振变换器处于TGM工作模态下时,所述第三桥臂的上臂开关管关断,所述第三桥臂的下臂开关管导通,所述第一桥臂的上臂开关管和所述第二桥臂的上臂开关管与所述第一桥臂的下臂开关管和所述第二桥臂的下臂开关管交替互补导通。

8.根据权利要求1所述的应用于车载DC‑DC变换器的LLC谐振变换器,其特征在于:当所述LLC谐振变换器处于LGM工作模态下时,所述第二桥臂的上臂开关管和所述第三桥臂的上臂开关管保持关断,所述第二桥臂的下臂开关管和所述第三桥臂的下臂开关管保持导通,所述第一桥臂的上臂开关管和所述第一桥臂的下臂开关管交替互补导通。