諧振變換器系統技術方案

本發明專利技術提供了一種諧振變換器系統。上述諧振變換器系統包括布置在LLC諧振變換器內的變壓器的次級側。上述變壓器的次級側以單個線圈進行配置。此外，LLC諧振變換器的次級側的整流器包括單個二極管。

Resonant converter system

The present invention provides a resonant converter system. The resonant converter system includes a secondary side of the transformer arranged in the LLC resonant converter. The secondary side of the transformer is configured with a single coil. In addition, the rectifier of the secondary side of the LLC resonant converter includes a single diode.

【技術實現步驟摘要】
諧振變換器系統
本專利技術涉及一種諧振變換器系統，其通過改善雙電感器和單電容諧振變換器系統(LLC諧振變換器系統)來減少輸出電流紋波，并且減少由于變壓器的次級側的電感偏差而產生的電流偏差。
技術介紹
近來對于插電式混合動力電動車輛(PHEV)和電動車輛(EV)的需求已經增加。通常情況下，PHEV或者EV需要給高壓電池充電的充電器。例如，快速充電器使用外部電源供應器和車載充電器來使用普通市用交流電(AC)電源執行充電功能。一般地，PHEV包括發動機，并且因此，作為布置在車輛內的所需設備，例如，發動機、電動機、功率變換器，這些裝置的數量將增加。因此，車輛的內部空間妨礙了對于可選的用途的使用。相較于傳統車輛，PHEV更加昂貴并且因此，將增加降低成本的措施，包括減少電池充電器尺寸、減少材料成本等。在某些車輛中，車載充電器包括執行高頻開關操作的功率變換器。例如，由于高頻開關操作將導致產生EMI問題。由于車載充電器直接連接至系統電源，因此EMI過濾器將最小化在車載充電器內部產生的、引入至交流(AC)系統電源中的噪聲。車載充電器包括將AC電轉換成直流(DC)電的PFC變換器。因此，功率因素得以提高，并且車載充電器包括DC/DC變換器，其調整輸出電壓來執行響應于電池電壓的充電。已經進行各種用于控制轉換電壓等級來執行響應于電池電壓等級的充電的DC/DC變換器的研究，并且提出了一種可在寬輸入電壓范圍內獲得穩定輸出的DC/DC變換器。如圖1所示，現有的LLC諧振變換器包括普通的變換器初級側，該初級側形成具有配置成包括兩個開關電路、電感器和電容器的初級側12。初級側連接至變壓器14，并且通過變壓器將初級側電壓轉換成所需要的形式，并且隨后將其傳輸至次級側。進一步地，變壓器連接至整流器16。具體地，整流器包括各種實施例，例如，全橋形式和半橋形式。如圖所示，圖1示出的整流器為半橋形式。此外，電容器18連接至輸出端以補償在次級側產生的輸出電流的紋波。與其他脈沖寬度調制(PWM)變換器不同的是，LLC諧振變換器10可執行變壓器的初級側的主開關的零電流開關(ZVS)關斷操作。例如，LLC諧振變換器10可在無需用于軟開關操作的額外的輔助電路的情況下使用諧振電流。此外，LLC諧振變換器10提供提高的轉換效率。具體地，通過諧振近似正弦波的電流來驅動電路。此外，相較于現有LLC諧振變換器10，電路的噪聲引入將減少。然而，現有的LLC諧振變換器10具有如下缺陷，其中，由于輸出電感器的移除，輸出電流的紋波和輸出電容器的電容將增加。換句話說，由于兩個次級側阻抗之間的偏差導致電流集中在一側，并且因此，在低負載上的效率降低。作為現有技術描述的內容僅提供來幫助本專利技術的背景的理解，并且不應當被認為是對應于本領域的技術人員已知的現有技術。
技術實現思路
本專利技術提供了一種諧振變換器系統，其能夠減少車載充電器的尺寸、減少材料成本，并且減少輸出電流紋波。根據本專利技術的實施例，一種具有布置在LLC諧振變換器中的變壓器的次級側的諧振變換器系統可以單個線圈進行配置，LLC諧振變換器的次級側的整流器可以單個二極管進行配置。上述諧振變換器系統還可包括：電感器，其具有連接至變換器的次級側的整流器的第一側，以及連接至變換器的輸出端的第二側。可設置有電容器，其具有連接至變壓器的次級側的第一側，以及連接至變換器的次級側的整流器的第二側。上述電感器和上述電容器可設置在變壓器的次級側。在某些示例性實施例中，整流器的二極管的陰極可連接至電容器的第二側，并且其陽極可連接至變壓器的次級側。上述諧振變換器系統可進一步地包括：輸出電容器，其與變換器的輸出端并聯連接。附圖說明從下文結合附圖進行的詳細描述中，本專利技術的上述及其他目標、特征和其他優勢將更加清晰易懂。圖1是根據現有技術的示例性實施例的LLC諧振變換器系統的示例性配置圖；圖2是根據本專利技術的示例性實施例的LLC諧振變換器系統的示例性配置圖；圖3是根據本專利技術的示例性實施例的LLC諧振變換器的示例性電壓和電流曲線圖；以及圖4是根據本專利技術的示例性實施例的示例性AC等效電路圖。具體實施方式在下文中，將參考附圖描述本專利技術的示例性實施例，在結合示例性實施例描述本專利技術時，應當理解的是，本文說明并不意圖于將本專利技術限制于這些示例性實施例。正相反，本專利技術旨在不僅覆蓋示例性實施例，而是包括可被包含在如所附權利要求所界定的精神和范圍內的各種變化、修改、等效和其他實施例。應當理解的是，本文所使用的術語“車輛”或“車輛的”或者其他相似術語包括一般的機動車輛，例如包括運動型多用途車(SUV)、公交車、卡車、各式商用車輛在內的載客車輛，包括各種艇和船在內的水運工具，以及航空器等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、內燃車輛、插電式混合動力電動車輛、氫動力車輛以及其他代用燃料車輛(例如，從石油以外的資源取得的燃料)。本文所使用的專有名詞僅是為了說明特定實施例的目的，而非意在限制本專利技術。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，單數形式“一個”、“一種”和“該”意在也包括復數形式。還將理解的是，當在本說明書中使用時，詞語“包括”和/或“包含”規定所述特征、整數、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一個或多個其他特征、整數、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。如本文所使用的，詞語“和/或”包括一個或多個相關列出項目的任何或全部組合。例如，為了使本專利技術的描述清晰，將不示出不相關的部分，并且，為了清晰將夸大層和區域的厚度。進一步地，當陳述某一層位于另一層或基質“上”時，該層可直接位于另一層或基板上，或者在該層和另一層或基板之間布置有第三層。如圖2所示，在根據本專利技術的示例性實施例的諧振變換器系統20中，布置在LLC諧振變換器內的變壓器24的次級側可包括單個線圈，并且變換器的次級側的整流器可包括單個二極管25。然而，在某些示例性實施例中，變換器20的初級側22將保持與現有LLC諧振變換器10相同的形式。通過圖1和圖2進行對比所示，與現有的LLC諧振變換器10不同的是，根據示例性實施例，變壓器的次級側可以單個線圈進行配置。因此，整流器將不需要圖1示出的使用兩個二極管的半橋電路，并且因此，根據示例性實施例，整流器可包括單個二極管25。如上所述，與其次級側不包括電感器的現有LLC諧振變換器10不同的是，根據示例性實施例，LLC諧振變換器20可包括電感器27，電感器27具有連接至變換器20的次級側的整流器的第一側，以及連接至變換器的輸出端的第二側，并且LLC諧振變換器20可包括電容器26，該電容器26具有連接至變壓器24的次級側的第一側，以及連接至變換器20的次級側的整流器25的第二側，以允許更平滑地減少輸出電流的紋波。如圖2所示，對應于次級側整流器的單個二極管25可包括連接至電容器26的第二側的陰極，以及連接至變壓器24的次級側的陽極。具體地，可提高次級側整流二極管的零電流開關(ZCS)控制的準確性。進一步地，與現有LLC諧振變換器類似，根據示例性實施例的LLC諧振變換器可包括并聯連接至變換器的輸出端的輸出電容器28，來補償在輸出電流中產生的紋波。然而，根據示例性實施例的輸出電容器28可具有小于現有LLC諧振變換器10的輸出電容器18的容量。諧振變換器10可進一步地包括電感器2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種諧振變換器系統，包括：布置在LLC諧振變換器中的、具有單個線圈的變壓器的次級側；以及具有單個二極管的所述LLC諧振變換器的次級側的整流器。

【技術特征摘要】
2015.12.10 KR 10-2015-01763831.一種諧振變換器系統，包括：布置在LLC諧振變換器中的、具有單個線圈的變壓器的次級側；以及具有單個二極管的所述LLC諧振變換器的次級側的整流器。2.根據權利要求1所述的諧振變換器系統，還包括：電感器，具有連接至所述變換器的次級側的整流器的第一側，以及連接至所述變換器的輸出端的第二側。3.根據權利要求2所述的諧振變換器系統，還包括：電容器，其具有連接至所述變壓器的次級側的第一側，以及連接至所述變換器的次級側的整流器的第二側。4.根據權利要求3所述的諧振變換器系統，其中所述電感器和所述電容器布置在所述變壓器的次級側。5.根據權利要求3所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁時熏，李宇寧，金榮珍，梁珍榮，楊真明，崔奎英，
申請(專利權)人：現代自動車株式會社，
類型：發明
國別省市：韓國,KR