一種雙向全橋LLC變換電路及汽車制造技術

本發明專利技術公開了一種雙向全橋LLC變換電路及汽車，該變換電路包括：變壓器；第一變換電路；連接于變壓器與第一變換電路之間的第一諧振電路；與第一諧振電路并聯連接的第一控制開關；第二變換電路；連接于變壓器與第二變換電路之間的第二諧振電路；與第二諧振電路并聯連接的第二控制開關。在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從第一變換電路流到第二變換電路時，第一控制開關呈斷開狀態，第二控制開關呈閉合狀態；在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從第二變換電路流到第一變換電路時，第一控制開關呈閉合狀態，第二控制開關呈斷開狀態。本方案的拓撲結構簡單，雙向工作時均可以實現標準的LLC諧振，且控制簡單，工作效率高，系統的可靠性強。

【技術實現步驟摘要】
一種雙向全橋LLC變換電路及汽車
本專利技術涉及電氣
，尤其涉及一種雙向全橋LLC變換電路及汽車。
技術介紹
目前，雙向全橋LLC變換電路僅在變壓器原邊側與第一變換電路之間設有第一諧振電路，這樣在功率正向傳輸時，第一諧振電路起到穩定輸出電壓、提高工作效率的作用。但是在功率反向傳輸時無法實現零電壓控制，且工作效率較低，輸入電壓范圍小。例如，在變壓器的副邊側與第二變換電路之間設置第二諧振電路。這樣，能量從第一變換電路傳輸至第二變換電路時，第二諧振電路的第二諧振電容的影響未被考慮，而是直接忽略該諧振電容的作用。這種拓撲結構的交流等效電路與LLC諧振電路的交流等效電路一致，對應增益特性也保持一致。但實際上如果第一諧振電路的第一諧振電容與第二諧振電容的電容值接近時，則正向運行時在第二諧振電容的影響下，電路的電壓增益在大于第一諧振電路的第一諧振電容與第一諧振電感決定的諧振頻率的高頻段還會出現一個增益峰值點。這樣，電路在變頻運行時電壓增益可能會隨頻率的升高而增大，使控制電路進入正反饋，并且第二諧振電容的使電路實現零電壓控制的工作頻率范圍大大縮小，不利于電路優化。
技術實現思路
為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種雙向全橋LLC變換電路及汽車，解決了雙向全橋LLC變換電路在反向傳輸時工作效率低，輸入電壓范圍小的問題。為了達到上述目的，本專利技術實施例提供了一種雙向全橋LLC變換電路，包括：變壓器；第一變換電路；連接于所述變壓器與所述第一變換電路之間的第一諧振電路；與所述第一諧振電路并聯連接的第一控制開關；第二變換電路；連接于所述變壓器與所述第二變換電路之間的第二諧振電路；與所述第二諧振電路并聯連接的第二控制開關；其中，在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第一變換電路流到所述第二變換電路時，所述第一控制開關呈斷開狀態，所述第二控制開關呈閉合狀態；在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第二變換電路流到所述第一變換電路時，所述第一控制開關呈閉合狀態，所述第二控制開關呈斷開狀態。優選地，所述第一變換電路包括：第一功率開關、第二功率開關、第三功率開關和第四功率開關；其中所述第一功率開關和所述第四功率開關構成第一橋臂；所述第二功率開關和所述第三功率開關構成第二橋臂；所述第一諧振電路的一端連接于所述第一功率開關和所述第三功率開關之間的第一連接端，所述第一諧振電路另一端連接于所述變壓器的原邊的第一端；所述變壓器的原邊的第二端連接于所述第二功率開關和所述第四功率開關之間的第二連接端。優選地，所述第一功率開關、所述第二功率開關、所述第三功率開關和所述第四功率開關為功率場效應晶體管(MOSFET)。優選地，所述第一諧振電路包括：第一電容和第一電感；其中，所述第一電容的一端分別與所述第一連接端、所述第一控制開關的第一端連接，所述第一電容的另一端與所述第一電感連接；所述第一電感的另一端分別與所述變壓器的原邊的第一端、所述第一控制開關的第二端連接。優選地，所述第二變換電路包括：第五功率開關、第六功率開關、第七功率開關和第八功率開關；其中所述第五功率開關和所述第八功率開關構成第三橋臂；所述第六功率開關和所述第七功率開關構成第四橋臂；所述第二諧振電路的一端連接于所述第五功率開關和所述第七功率開關之間的第三連接端，所述第二諧振電路的另一端連接于所述變壓器的副邊的第一端；所述變壓器的副邊的第二端連接于所述第六功率開關和所述第八功率開關之間的第四連接端。優選地，所述第五功率開關、所述第六功率開關、所述第七功率開關和所述第八功率開關為功率MOSFET。優選地，所述第二諧振電路包括：第二電容和第二電感；其中，所述第二電容的一端分別與所述第三連接端、所述第二控制開關的第一端連接，所述第二電容的另一端與所述第二電感連接；所述第二電感的另一端分別與所述變壓器的副邊的第一端、所述第二控制開關的第二端連接。優選地，所述第一控制開關包括第一繼電器。優選地，所述第二控制開關包括第二繼電器。本專利技術實施例還提供了一種汽車，包括車載供電系統，其中所述車載供電系統包括上述的雙向全橋LLC變換電路。本專利技術的實施例的有益效果是：上述方案中，通過在設置于第一變換電路與變壓器之間的第一諧振電路上并聯第一控制開關，在設置于第二變換電路與變壓器之間的第二諧振電路上并聯第二控制開關。一方面，在功率傳輸方向為從第一變換電路流向第二變換電路的正向傳輸時，第一控制開關處于斷開狀態，第二控制開關處于閉合狀態，保證正向傳輸時的工作效率以及輸出電壓穩定，以免正向傳輸時引入第二諧振電路的電容造成電路實現零電壓控制的工作頻率縮小。另一方面，在功率傳輸方向為從第二變換電路流向第一變換電路的反向傳輸時，第一控制開關處于閉合狀態，第二控制開關處于斷開狀態，保證電路在反向傳輸時可以實現零電壓控制，并且提高了反向傳輸時的工作效率，保證輸出電壓穩定。本方案的拓撲結構簡單，保證電路正向傳輸和反向傳輸的工作狀態下的硬件參數一致，在雙向工作時均可以實現標準的LLC諧振，增強了系統的可靠性，避免控制的復雜性。附圖說明圖1表示本專利技術實施例的雙向全橋LLC變換電路的結構框圖；圖2表示本專利技術實施例的雙向全橋LLC變換電路的示意圖；圖3表示本專利技術實施例的變換電路在正向傳輸時的能量流動示意圖之一；圖4表示本專利技術實施例的變換電路在正向傳輸時的能量流動示意圖之二；圖5表示本專利技術實施例的變換電路在反向傳輸時的能量流動示意圖之一；圖6表示本專利技術實施例的變換電路在反向傳輸時的能量流動示意圖之二。具體實施方式下面將參照附圖更詳細地描述本專利技術的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本專利技術的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本專利技術而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本專利技術，并且能夠將本專利技術的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。參見圖1，本專利技術實施例提供了一種雙向全橋LLC變換電路，包括：變壓器1；第一變換電路2；連接于所述變壓器1與所述第一變換電路2之間的第一諧振電路3；與所述第一諧振電路3并聯連接的第一控制開關4；第二變換電路5；連接于所述變壓器1與所述第二變換電路5之間的第二諧振電路6；與所述第二諧振電路6并聯連接的第二控制開關7。其中，在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第一變換電路2流到所述第二變換電路5時，所述第一控制開關4呈斷開狀態，所述第二控制開關7呈閉合狀態；在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第二變換電路5流到所述第一變換電路2時，所述第一控制開關4呈閉合狀態，所述第二控制開關7呈斷開狀態。具體的，該雙向全橋LLC變換電路為直流-直流變換電路。在第一變換電路2的第一端連接直流供電電源，即功率傳輸方向為從第一變換電路2流向第二變換電路5的正向傳輸時，第一變換電路2作為逆變電路，第二變換電路5作為整流電路，第一控制開關4處于斷開狀態，第二控制開關7處于閉合狀態，此時第二諧振電路6視為未接入電路。直流供電電源輸出直流電經第一變換電路2，輸出交流電。再經過第一諧振電路3后，經過變壓器1升壓/降壓輸出至第二變換電路5，第二變換電路5將交流電經過整流，輸出一穩定直流電壓。其中第一諧振電路3起到穩定電壓、提高工作效率的作用。在第二變換電路5的第一端連接供電電源，即功率傳輸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙向全橋LLC變換電路，其特征在于，包括：變壓器；第一變換電路；連接于所述變壓器與所述第一變換電路之間的第一諧振電路；與所述第一諧振電路并聯連接的第一控制開關；第二變換電路；連接于所述變壓器與所述第二變換電路之間的第二諧振電路；與所述第二諧振電路并聯連接的第二控制開關；其中，在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第一變換電路流到所述第二變換電路時，所述第一控制開關呈斷開狀態，所述第二控制開關呈閉合狀態；在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第二變換電路流到所述第一變換電路時，所述第一控制開關呈閉合狀態，所述第二控制開關呈斷開狀態。

【技術特征摘要】
1.一種雙向全橋LLC變換電路，其特征在于，包括：變壓器；第一變換電路；連接于所述變壓器與所述第一變換電路之間的第一諧振電路；與所述第一諧振電路并聯連接的第一控制開關；第二變換電路；連接于所述變壓器與所述第二變換電路之間的第二諧振電路；與所述第二諧振電路并聯連接的第二控制開關；其中，在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第一變換電路流到所述第二變換電路時，所述第一控制開關呈斷開狀態，所述第二控制開關呈閉合狀態；在雙向全橋LLC變換電路的功率傳輸方向從所述第二變換電路流到所述第一變換電路時，所述第一控制開關呈閉合狀態，所述第二控制開關呈斷開狀態。2.根據權利要求1所述的雙向全橋LLC變換電路，其特征在于，所述第一變換電路包括：第一功率開關、第二功率開關、第三功率開關和第四功率開關；其中所述第一功率開關和所述第四功率開關構成第一橋臂；所述第二功率開關和所述第三功率開關構成第二橋臂；所述第一諧振電路的一端連接于所述第一功率開關和所述第三功率開關之間的第一連接端，所述第一諧振電路另一端連接于所述變壓器的原邊的第一端；所述變壓器的原邊的第二端連接于所述第二功率開關和所述第四功率開關之間的第二連接端。3.根據權利要求2所述的雙向全橋LLC變換電路，其特征在于，所述第一功率開關、所述第二功率開關、所述第三功率開關和所述第四功率開關為功率場效應晶體管MOSFET。4.根據權利要求2所述的雙向全橋LLC變換電路，其特征在于，所述第一諧振電路包括：第一電容和第一電感；其中，所述第一電容的一端分別與所述第一連接端、所述第一控制開關的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：閻交生，蔣榮勛，蘇偉，肖勝然，莊啟超，李志猛，
申請(專利權)人：北京新能源汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京,11