一种交错式LLC均流电路的制作方法

一种交错式llc均流电路
技术领域
1.本实用新型涉及开关电源均流技术领域，特别涉及交错式llc均流技术。


背景技术：

2.llc谐振变换器由于它的转换效率高、成本适中被广泛应用于现代电源设计。但llc谐振变换器天然有输出纹波电流大的缺点，故在大电流输出的场合中，采用多级llc同频交错并联显得十分必要。但由于llc的输出增益受谐振腔元件参数影响，不同的llc单元的谐振腔元件误差一般在10％内，这会导致各llc单元输出电流严重不均。本实用新型提供一种电路能有效解决各llc单元同频交错并联输出电流不均的问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种交错式llc均流电路，能有效解决各llc单元同频交错并联输出电流不均的问题。
4.本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：
5.一种交错式llc均流电路，其特征在于：
6.包括第一非隔离dc/dc变换器、第二非隔离dc/dc变换器、第一llc变换器、第二llc变换器、第一误差放大器、第二误差放大器、第三误差放大器；
7.第一llc变换器和第二llc变换器工作模式配置为：同频移相控制；
8.第一非隔离dc/dc变换器的输入端和第二非隔离dc/dc变换器的输入端并联后形成正负两个输入端，用于连接输入源的正负两个输出端，第一非隔离dc/dc变换器的输出端和第一llc变换器的输入端串联，第二非隔离dc/dc变换器的输出端和第二llc变换器的输入端串联，第一llc变换器的输出端和第二llc变换器的输出端并联；第一误差放大器的一个输入端输入第一llc变换器的输出电压vo，第一误差放大器的另外一个输入端用于输入参考电压vref，第一误差放大器的输出端同时连接第二误差放大器的一个输入端和第三误差放大器的一个输入端，第二误差放大器的另外一个输入端输入第一llc变换器谐振腔电流i1，第三误差放大器的另外一个输入端输入第二llc变换器谐振腔电流i2，第二误差放大器的输出端和第三误差放大器的输出端分别将各自输出的误差信号e1和误差信号e2对应提供给第一非隔离dc/dc变换器和第二非隔离dc/dc变换器调节各自的输出电压v1和v2，从而确保第一llc变换器谐振腔电流i1和第二llc变换器谐振腔电流i2一致。
9.上述技术方案拓展至两个以上llc变换器的并联时如下：
10.一种交错式llc均流电路，其特征在于：
11.包括第一非隔离dc/dc变换器、第二非隔离dc/dc变换器、...、第n 2非隔离dc/dc变换器、第一llc变换器、第二llc变换器、...、第n 2llc变换器、第一误差放大器、第二误差放大器、第三误差放大器、...、第n 3误差放大器；n为大于或等于3的自然数；
12.第一llc变换器、第二llc变换器、...、第n 2llc变换器工作模式配置为：同频移相控制；
13.第一非隔离dc/dc变换器的输入端、第二非隔离dc/dc变换器的输入端、...、第n非隔离dc/dc变换器的输入端并联后形成正负两个输入端，用于连接输入源的正负两个输出端；第一非隔离dc/dc变换器的输出端和第一llc变换器的输入端串联、第二非隔离dc/dc变换器的输出端和第二llc变换器的输入端串联、...、第n非隔离dc/dc变换器的输出端和第n llc变换器的输入端串联；第一llc变换器的输出端、第二llc变换器的输出端、...、第n llc变换器的输出端并联；第一误差放大器的一个输入端输入第一llc变换器的输出电压vo，第一误差放大器的另外一个输入端用于输入参考电压vref，第一误差放大器的输出端同时连接第二误差放大器的一个输入端、第三误差放大器的一个输入端、...、第n 1误差放大器的一个输入端；第二误差放大器的另外一个输入端输入第一llc变换器谐振腔电流i1、第三误差放大器的另外一个输入端输入第二llc变换器谐振腔电流i2、...、第n 1误差放大器的另外一个输入端输入第n llc变换器谐振腔电流in；第二误差放大器的输出端、第三误差放大器的输出端、...、第n 1误差放大器的输出端分别将各自输出的误差信号e1、误差信号e2、...、误差信号en对应提供给第一非隔离dc/dc变换器、第二非隔离dc/dc变换器、...、第n非隔离dc/dc变换器调节各自的输出电压v1、v2、...、vn，从而确保第一llc变换器谐振腔电流i1、第二llc变换器谐振腔电流i2、...、第n llc变换器谐振腔电流in一致。
14.优选地，各llc变换器为全桥llc变换器或者半桥llc变换器。
15.优选地，各非隔离dc/dc变换器为buck变换器、boost变换器或者buck
‑
boost变换器。
16.优选地，各非隔离dc/dc变换器的工作模式配置为同频移相控制。
17.优选地，各llc变换器为开环工作或者闭环工作。
18.术语含义说明：
19.同频移相控制：指的是对于多个llc变换器并联的应用场合，控制各变换器的工作频率相同、相位相差180
°
除以变换器的个数；对于多个非隔离dc/dc变换器并联的应用场合，控制各变换器的工作频率相同、相位相差360
°
除以变换器的个数；这样的应用方案也简称为交错并联。例如，在本实用新型两个llc变换器并联的方案中，第一llc变换器的输出端和第二llc变换器的输出端并联，将这两个模块工作模式配置为同频移相控制，指的是第一llc变换器的输出端和第二llc变换器的频率相同，相位相差90
°
(即180
°
除以2)；第一非隔离dc/dc变换器的输入端和第二非隔离dc/dc变换器的输入端并联，将这两个模块工作模式配置为同频移相控制，指的是第一非隔离dc/dc变换器的输入端和第二非隔离dc/dc变换器的频率相同，相位相差180
°
(即360
°
除以2)。
20.与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
21.多级llc变换器同频交错并联，各级llc变换器前分别单独加一级非隔离dc/dc变换器来控制llc变换器输入母线电压，从而确保各级llc变换器谐振腔电流一致，各llc变换器谐振腔电流一致有利于提高整机效率，热分布更平均，更利于批量生产。
附图说明
22.图1为本实用新型包含两个llc变换器并联的实施例原理图；
23.图2为本实用新型包含两个以上llc变换器并联的实施例原理图。
具体实施方式
24.为了使本实用新型更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.图2为本实用新型包含两个llc变换器并联的实施例原理图，本实用新型的交错式llc均流电路包括第一非隔离dc/dc变换器、第二非隔离dc/dc变换器、第一llc变换器、第二llc变换器、第一误差放大器u1、第二误差放大器u2和第三误差放大器u3；
26.第一llc变换器和第二llc变换器工作模式配置为：同频移相控制；
27.第一非隔离dc/dc变换器的输入端和第二非隔离dc/dc变换器的输入端并联后形成正负两个输入端，用于连接输入源的正负两个输出端，第一非隔离dc/dc变换器的输出端和第一llc变换器的输入端串联，第二非隔离dc/dc变换器的输出端和第二llc变换器的输入端串联，第一llc变换器的输出端和第二llc变换器的输出端并联；第一误差放大器u1的同向输入端输入第一llc变换器的输出电压vo，第一误差放大器u1的反向输入端用于输入参考电压vref，第一误差放大器u1的输出端同时连接第二误差放大器u2的反向输入端和第三误差放大器u3的同向输入端，第二误差放大器u2的同向输入端输入第一llc变换器谐振腔电流i1，第三误差放大器u3的反向输入端输入第二llc变换器谐振腔电流i2，第二误差放大器u2的输出端和第三误差放大器u3的输出端分别将各自输出的误差信号e1和误差信号e2对应提供给第一非隔离dc/dc变换器和第二非隔离dc/dc变换器调节各自的输出电压v1和v2，从而确保第一llc变换器谐振腔电流i1和第二llc变换器谐振腔电流i2一致。
28.工作原理分析如下：
29.分别采样第一llc变换器输出电压vo和基准电压vref送到第一误差放大器的同向输输入端和反向输入端作误差放大，输出基准电流iref，分别将基准电流iref和第一llc变换器谐振腔电流i1送到第二误差放大器u2的反向输入端和同向输入端作误差放大，输出误差信号e1；同时分别将基准电流iref和第二llc变换器谐振腔电流i2送到第三误差放大器u3的同向输入端和反向输入端作误差放大，输出误差信号e2；将误差信号e1和误差信号e2分别送到第一非隔离dc/dc变换器和第二非隔离dc/dc变换器调节各自的输出电压v1和v2从而确保第一llc变换器谐振腔电流i1和第二llc变换器谐振腔电流i2一致。
30.需要说明的是：
31.(1)各误差放大器的同向输入端和反向输入端的连接关系可以对调；
32.(2)变换器的输入端并联指的是各正输入端连接在一起、各负输入端连接在一起；变换器的输出端并联指的是各正输出端连接在一起、各负输出端连接在一起；前级变换器的输出端与后级变换器的输入端串联，指的是前级变换器的正输出端与后级变换器的正输入端连接在一起、前级变换器的负输出端与后级变换器的负输入端连接在一起；
33.(3)第一llc变换器和第二llc变换器可以是全桥llc变换器或者半桥llc变换器；
34.(4)第一llc变换器和第二llc变换器工作模式配置为同频移相控制有利于减少输入纹波，第一非隔离dc/dc变换器和第二非隔离dc/dc变换器的工作模式可以配置为同频移相控制有利于进一步减少输入纹波；
35.(5)第一llc变换器和第二llc变换器可以是开环工作或者闭环工作。
36.此外，上述实施例针对的是两个llc变换器并联，本实用新型还可以拓展至两个以
上llc变换器的并联，参见图2所示，此时，本实用新型的交错式llc均流电路包括：
37.第一非隔离dc/dc变换器、第二非隔离dc/dc变换器、...、第n非隔离dc/dc变换器；第一llc变换器、第二llc变换器、...、第n llc变换器；第一误差放大器、第二误差放大器、第三误差放大器、...、第n 1误差放大器；n为大于或等于3的自然数；
38.第一llc变换器、第二llc变换器、...、第n llc变换器工作模式配置为：同频移相控制；
39.第一非隔离dc/dc变换器的输入端、第二非隔离dc/dc变换器的输入端、...、第n非隔离dc/dc变换器的输入端并联后形成正负两个输入端，用于连接输入源的正负两个输出端；第一非隔离dc/dc变换器的输出端和第一llc变换器的输入端串联、第二非隔离dc/dc变换器的输出端和第二llc变换器的输入端串联、...、第n非隔离dc/dc变换器的输出端和第n llc变换器的输入端串联；第一llc变换器的输出端、第二llc变换器的输出端、...、第n llc变换器的输出端并联；第一误差放大器的一个输入端输入第一llc变换器的输出电压vo，第一误差放大器的另外一个输入端用于输入参考电压vref，第一误差放大器的输出端同时连接第二误差放大器的一个输入端、第三误差放大器的一个输入端、...、第n 1误差放大器的一个输入端；第二误差放大器的另外一个输入端输入第一llc变换器谐振腔电流i1、第三误差放大器的另外一个输入端输入第二llc变换器谐振腔电流i2、...、第n 1误差放大器的另外一个输入端输入第n llc变换器谐振腔电流in；第二误差放大器的输出端、第三误差放大器的输出端、...、第n 1误差放大器的输出端分别将各自输出的误差信号e1、误差信号e2、...、误差信号en对应提供给第一非隔离dc/dc变换器、第二非隔离dc/dc变换器、...、第n非隔离dc/dc变换器调节各自的输出电压v1、v2、...、vn，从而确保第一llc变换器谐振腔电流i1、第二llc变换器谐振腔电流i2、...、第n llc变换器谐振腔电流in一致。
40.需要说明的是本实施例各误差放大器的同向输入端和反向输入端的连接关系也可以对调。
41.本实施例的工作原理本领域的技术人员由两个llc变换器并联时的情形可以推知，在此不赘述。
42.应当理解的是，尽管出于帮助更好地了解和理解本实用新型而描述了上述的的具体实施例，然而还存在与上述实施例等同的其他实施例。以上实施例仅是为了以图解说明的方式给出示例，不应当被视作对本实用新型保护范围的限制，任何不脱离本实用新型精神或实质而对该实施例所记载的技术方案中的全部或部分技术特性进行的修改或替换，均应视为涵盖于权利要求范围之内。