一种LLC谐振变换器、充电模块及充电桩的制作方法

一种llc谐振变换器、充电模块及充电桩
技术领域
1.本实用新型属于电力电子技术领域，更具体地说，是涉及一种llc谐振变换器、充电模块及充电桩。


背景技术：

2.在新能源汽车领域中，充电桩行业内的充电模块作为直流充电桩的核心模块，随着电池能量密度增加、允许充电的电流增加以及产品整机成本等因素，对产品的功率密度要求越来越高，输出功率越来越大。llc拓扑作为高频软开关拓扑，特别适合输入高压、输出高压以及大功率的应用场合，但受限于当前半导体器件和磁性元器件的输出功率能力，仍需要多路llc拓扑并联工作输出，提升产品的总输出功率，才能满足充电桩行业的使用要求。然而，多路llc拓扑并联时存在不均流、产品体积大的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种llc谐振变换器、充电模块及充电桩，旨在减小多路llc拓扑的体积，同时实现多路llc拓扑均流。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例的第一方面提供了一种llc谐振变换器，包括：
5.至少两个开关回路、至少两个谐振回路、至少两个整流回路；
6.各个开关回路的输入端并联连接构成llc谐振变换器的输入端；
7.每个谐振回路均包含谐振电容、第一谐振电感、第二谐振电感和均流变压器，每个谐振回路中的谐振电容、第一谐振电感、第二谐振电感和均流变压器的初级绕组串联构成该谐振回路的第一串联线路，该谐振回路的第一串联线路的两端构成该谐振回路的输入端；每个谐振回路的输入端都对应连接一个开关回路的输出端；各个谐振回路的第二谐振电感之间正向磁耦合；
8.每个谐振回路中均流变压器的次级绕组都被均分为n段，所有谐振回路中的n段次级绕组串联构成n个第二串联线路；其中，每个第二串联线路中均包含各个谐振回路的一段次级绕组，且各个第二串联线路中的次级绕组不重复，n为谐振回路的个数；每个第二串联线路的两端都对应连接一个整流回路的输入端；各个整流回路的输出端连接构成所述llc谐振变换器的输出端。
9.可选的，各个整流回路的输出端并联连接构成llc谐振变换器的输出端。
10.可选的，各个整流回路的输出端串联连接构成llc谐振变换器的输出端。
11.可选的，llc谐振变换器的输入端包括正输入端和负输入端；正输入端和负输入端之间连接有输入电容。
12.可选的，llc谐振变换器的输出端包括正输出端和负输出端；正输出端和负输出端之间连接有输出电容。
13.可选的，各个谐振回路的第二谐振电感双线并绕在同一个铁芯磁柱上，以实现正
向磁耦合。
14.可选的，开关回路为全桥型开关回路或半桥型开关回路。
15.可选的，整流回路为二极管整流桥。
16.本实用新型实施例的第二方面提供了一种充电模块，包括如上述第一方面的llc谐振变换器。
17.本实用新型实施例的第三方面提供了一种充电桩，包括如上述第二方面的充电模块。
18.本实用新型实施例与现有技术相比存在的有益效果是：
19.本实用新型实施例采用磁集成方案，即各个谐振回路中串联有第一谐振电感和第二谐振电感，通过各个谐振回路的第二谐振电感正向磁耦合，配合外置的第一谐振电感，实现两路llc拓扑的均流；并且，通过对各个均流变压器的次级绕组进行均分和交错连接，保证各个整流回路的电流也完全均分。本实用新型实施例的llc谐振变换器体积小，且实现了多路llc拓扑均流。
附图说明
20.图1为本实用新型实施例提供的llc谐振变换器的结构示意图一；
21.图2为本实用新型实施例提供的llc谐振变换器的结构示意图二。
具体实施方式
22.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。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。
23.请一并参见图1及图2，现对本实用新型实施例提供的llc谐振变换器进行说明。该llc谐振变换器包括：
24.至少两个开关回路、至少两个谐振回路、至少两个整流回路。
25.一般地，一组对应的开关回路、谐振回路和整流回路可认为是一路llc拓扑，本实施例仅以图1和图2所示的两路llc拓扑为例进行说明。可以理解的是，对于两路以上llc拓扑的llc谐振变换器，实现方式相同。
26.例如图1和图2所示，各个开关回路的输入端并联连接构成llc谐振变换器的正、负输入端。每个谐振回路均包含谐振电容c0、第一谐振电感l1、第二谐振电感l2和均流变压器t。每个谐振回路中的谐振电容c0、第一谐振电感l1、第二谐振电感l2和均流变压器t的初级绕组串联构成该谐振回路的第一串联线路，该谐振回路的第一串联线路的两端构成该谐振回路的输入端。每个谐振回路的输入端都对应连接一个开关回路的输出端。
27.各个谐振回路的第二谐振电感l2之间正向磁耦合。
28.所有谐振回路中的n段次级绕组串联构成n个第二串联线路；其中，每个第二串联线路中均包含各个谐振回路的一段次级绕组，且各个第二串联线路中的次级绕组不重复，n为谐振回路的个数。
29.例如在图1和图2中，每个谐振回路中均流变压器t的次级绕组都被均分为两段，从每个均流变压器t中选取一段次级绕组串联构成第二串联线路，第二串联线路的两端对应
连接一个整流回路的输入端。可选的，如图1所示，各个整流回路的输出端并联连接构成llc谐振变换器的正、负输出端。或者，如图2所示，各个整流回路的输出端串联连接构成llc谐振变换器的输出端。
30.在本实用新型实施例中，通过磁集成设计将两路llc拓扑建立联系，各个谐振回路中串联有第一谐振电感和第二谐振电感，通过各个谐振回路的第二谐振电感正向磁耦合，配合外置的第一谐振电感，抵消由于两路llc拓扑的器件差异性等原因导致的不均流，并且，通过对各个均流变压器的次级绕组进行均分和交错连接，保证各个整流回路的电流也完全均分。本实用新型实施例的llc谐振变换器体积小，且实现了多路llc拓扑均流。
31.可选的，参见图1和图2所示，llc谐振变换器的输入端包括正输入端和负输入端，正输入端和负输入端之间连接有输入电容c
in
。
32.可选的，参见图1和图2所示，llc谐振变换器的输出端包括正输出端和负输出端，正输出端和负输出端之间连接有输出电容c
out
。
33.可选的，各个谐振回路的第二谐振电感l2双线并绕在同一个铁芯磁柱上，以实现正向磁耦合。
34.在本实用新型实施例中，各个谐振回路的第二谐振电感l2采用双线并绕的方式，能够保证电感的一致性，抵消由于两路llc拓扑的器件差异性导致的不均流。除此之外，也可以利用多层印制板等方式绕制在一个铁芯磁柱上，实现第二谐振电感l2的磁集成，本技术对此不作限定。
35.可选的，开关回路为全桥型开关回路或半桥型开关回路。
36.本实用新型实施例所示的图1和图2均为全桥型开关回路，可以理解的是，采用对称半桥型开关回路、不对称半桥型开关回路等相似拓扑仍可实现本方案，连接方式与全桥型开关回路相同，本技术在此不再进行赘述。
37.可选的，参见图1和图2所示，整流回路为二极管整流桥。
38.可选的，还可以通过继电器和半导体器实现整流回路串并联的切换，使得各个整流回路既可以工作于串联模式，也可以工作于并联模式。
39.本实用新型所提出的基于磁集成的llc谐振变换器，可以大大减小产品整机体积，提高产品功率密度，同时能够解决多路llc并联均流问题。
40.本实用新型实施例提供了一种充电模块，包括如上述的llc谐振变换器。
41.本实用新型实施例还提供了一种充电桩，包括如上述的充电模块。
42.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。