CN208508582U - 一种boost-llc直流充电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种BOOST‑LLC直流充电器，包括BOOST电路、LLC半桥谐波电路、同步整流电路、蓄电池、输入控制单元和输出控制单元；BOOST电路的输出端连接LLC半桥谐波电路的输入端；LLC半桥谐波电路的的输出端通过变压器连接同步整流电路，同步整流电路连接蓄电池；输入控制单元连接BOOST电路的输入端；输出控制单元连接LLC半桥谐波电路的输入端；本实用新型通过BOOST+LLC+输出同步整流，实现宽范围输入；在宽负载范围内实现零电压开关，提高产品的效率；输出采用MOS同步整流，可以实现输出大电流，还降低输出功耗，进一步提高产品的效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种应用于高速电动四轮车的串联谐振软开关充电器，具体为一种应用于高速电动四轮车的串联谐振软开关充电器。
背景技术
目前高速电动四轮车在国内得到了蓬勃的发展，高速车载充电器也得到了广泛的使用；市场上的充电器基本用的传统的全桥，半桥等电路，但是传统的全桥，半桥电路有一定的缺陷性，如输入电压做不了很宽，无法实现软开关，输出电流不能做很大，效率低等；现有技术中，Boost和LLC电路为集成无桥Boost和LLC电路的单级LED驱动电路，缺少开关管控制，不能够实现大功率的宽范围输入，例如，专利CN107041036A公开了集成无桥Boost和LLC电路的单级LED驱动电路，缺少开关管控制。
实用新型内容
为解决现有技术问题，本实用新型公开一种BOOST-LLC直流充电器，实现了宽范围输入电压以及输出大电流软开关，提高充电器的效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种BOOST-LLC直流充电器，包括BOOST电路、LLC半桥谐波电路、同步整流电路、蓄电池、输入控制单元和输出控制单元；
BOOST电路的输出端连接LLC半桥谐波电路的输入端；
LLC半桥谐波电路的输出端通过变压器连接同步整流电路，同步整流电路连接蓄电池；
输入控制单元用于控制输入电压；
输出控制单元用于控制输出电压和电流。输入控制单元和输出控制单元的控制方法是本领域技术人员的常用技术手段。
BOOST电路包括：输入电容Cvin、第一二极管D1、第一电感L1、第二二极管D2、第一开关管Q1；
输入电容Cvin并联连接在充电器的输入电压端，第一电感L1串联连接第一开关管Q1后与输入电容Cvin并联连接；第一电感L1连接第一开关管Q1的漏极，输入电容Cvin连接第一开关管Q1的源极；第一二极管D1的截止端连接输入电容Cvin，第一二极管D1的导通端为BOOST电路的输出端；
第二二极管D2的截止端和导通端分别连接第一电感L1和第一二极管D1的导通端。
LLC半桥谐波电路包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、谐振电容C1、谐振电感LR、滤波电容C2、负载电感LM；
所述第二开关管Q2的漏极与第一二极管D1的导通端相连，所述第二开关管Q2的源级与所述第三开关管Q3的漏极相连，第三开关管Q3的源极连接第一开关管Q1的源极；
谐振电容C1和滤波电容C2串联连接后，一端连接第二开关管Q2的漏极，另一端连接第三开关管Q3的源极；
谐振电感LR、负载电感LM串联连接后一端连接第三开关管Q3的漏极，另一端连接谐振电容C1和滤波电容C2的公共连接端。
变压器的原边绕组Np与负载电感LM并联连接，
变压器的副边绕组包括第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2，第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2串联。
同步整流电路包括第一副边绕组滤波电路、第二副边绕组滤波电路和输出电容Cout；
第一副边绕组滤波电路包括第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6；
第二副边绕组滤波电路包括第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9；
第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的漏极连接第一副边绕组NS1；
第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9的漏极连接第二副边绕组NS2；
第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的源极与第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9的源极连接；输出电容Cout的一端连接第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的公共连接点，另一端连接第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的源极。
输出电容Cout的两端并联连接负载电阻RL。
较优地，本实用新型还包括输入滤波电路和输出滤波电路；
输入滤波电路连接在BOOST电路的输入端；
输出滤波电路连接在同步整流电路的输出端。
本实用新型的有益效果包括：
本实用新型公开一种BOOST-LLC直流充电器，通过BOOST+LLC+输出同步整流，实现宽范围输入；在宽负载范围内实现零电压开关，提高产品的效率；输出采用MOS同步整流，可以实现输出大电流，还降低输出功耗，进一步提高产品的效率；
本实用新型更高的效率，减少散热器，从而减小充电器的体积，降低成本。
附图说明
图1本申请一种BOOST-LLC直流充电器结构示意图；
图2为本申请一种BOOST-LLC直流充电器电路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
为了使本实用新型的技术手段、创作特征、工作流程、使用方法达成目的与功效，且为了使该评价方法易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。
如图1所示，一种BOOST-LLC直流充电器，包括BOOST电路、LLC半桥谐波电路、同步整流电路、蓄电池、输入控制单元和输出控制单元；
BOOST电路的输出端连接LLC半桥谐波电路的输入端；
LLC半桥谐波电路的输出端通过变压器连接同步整流电路，同步整流电路连接蓄电池；
输入控制单元用于控制输入电压；
输出控制单元用于控制输出电压和电流。
如图2所示，BOOST电路包括：输入电容Cvin、第一二极管D1、第一电感L1、第二二极管D2、第一开关管Q1；
输入电容Cvin并联连接在充电器的输入电压端，第一电感L1串联连接第一开关管Q1后与输入电容Cvin并联连接；第一电感L1连接第一开关管Q1的漏极，输入电容Cvin连接第一开关管Q1的源极；第一二极管D1的截止端连接输入电容Cvin，第一二极管D1的导通端为BOOST电路的输出端；
第二二极管D2的截止端和导通端分别连接第一电感L1和第一二极管D1的导通端。
LLC半桥谐波电路包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、谐振电容C1、谐振电感LR、滤波电容C2、负载电感LM；
所述第二开关管Q2的漏极与第一二极管D1的导通端相连，所述第二开关管Q2的源级与所述第三开关管Q3的漏极相连，第三开关管Q3的源极连接第一开关管Q1的源极；
谐振电容C1和滤波电容C2串联连接后，一端连接第二开关管Q2的漏极，另一端连接第三开关管Q3的源极；
谐振电感LR、负载电感LM串联连接后一端连接第三开关管Q3的漏极，另一端连接谐振电容C1和滤波电容C2的公共连接端。
变压器的原边绕组Np与负载电感LM并联连接，
变压器的副边绕组包括第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2，第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2串联。
同步整流电路包括第一副边绕组滤波电路、第二副边绕组滤波电路和输出电容Cout；
第一副边绕组滤波电路包括第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6；
第二副边绕组滤波电路包括第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9；
第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的漏极连接第一副边绕组NS1；
第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9的漏极连接第二副边绕组NS2；
第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的源极与第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9的源极连接；输出电容Cout的一端连接第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的公共连接点，另一端连接第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的源极。
输出电容Cout的两端并联连接负载电阻RL。
较优地，本实用新型还包括输入滤波电路和输出滤波电路；
输入滤波电路连接在BOOST电路的输入端；输入控制单元连接输入滤波电路；
输出滤波电路连接在同步整流电路的输出端；输出控制单元连接输出滤波电路。
本实用新型输入控制单元和输出控制单元型号为PT2KW500S14，用于控制充电器的充放电，充电器的充放电属于本领域的常用技术手段，本实用新型不涉及对控制模块的充放电方法改进。
本领域内的技术人员可以对本实用新型进行改动或变型的设计但不脱离本实用新型的思想和范围。因此，如果本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同的技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
包括BOOST电路、LLC半桥谐波电路、同步整流电路、蓄电池、输入控制单元和输出控制单元；
BOOST电路的输出端连接LLC半桥谐波电路的输入端；
LLC半桥谐波电路的输出端通过变压器连接同步整流电路，同步整流电路连接蓄电池；
输入控制单元用于控制输入电压；
输出控制单元用于控制输出电压和电流。
2.根据权利要求1所述的一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
BOOST电路包括：输入电容Cvin、第一二极管D1、第一电感L1、第二二极管D2、第一开关管Q1；
输入电容Cvin并联连接在充电器的输入电压端，第一电感L1串联连接第一开关管Q1后与输入电容Cvin并联连接；第一电感L1连接第一开关管Q1的漏极，输入电容Cvin连接第一开关管Q1的源极；第一二极管D1的截止端连接输入电容Cvin，第一二极管D1的导通端为BOOST电路的输出端；
第二二极管D2的截止端和导通端分别连接第一电感L1和第一二极管D1的导通端。
3.根据权利要求2所述的一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
LLC半桥谐波电路包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、谐振电容C1、谐振电感LR、滤波电容C2、负载电感LM；
所述第二开关管Q2的漏极与第一二极管D1的导通端相连，所述第二开关管Q2的源级与所述第三开关管Q3的漏极相连，第三开关管Q3的源极连接第一开关管Q1的源极；
谐振电容C1和滤波电容C2串联连接后，一端连接第二开关管Q2的漏极，另一端连接第三开关管Q3的源极；
谐振电感LR、负载电感LM串联连接后一端连接第三开关管Q3的漏极，另一端连接谐振电容C1和滤波电容C2的公共连接端。
4.根据权利要求3所述的一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
变压器的原边绕组Np与负载电感LM并联连接，
变压器的副边绕组包括第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2，第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2串联。
5.根据权利要求4所述的一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
同步整流电路包括第一副边绕组滤波电路、第二副边绕组滤波电路和输出电容Cout；
第一副边绕组滤波电路包括第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6；
第二副边绕组滤波电路包括第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9；
第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的漏极连接第一副边绕组NS1；
第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9的漏极连接第二副边绕组NS2；
第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的源极与第七开关管Q7、第八开关管Q8和第九开关管Q9的源极连接；输出电容Cout的一端连接第一副边绕组NS1和第二副边绕组NS2的公共连接点，另一端连接第四开关管Q4、第五开关管Q5和第六开关管Q6的源极。
6.根据权利要求5所述的一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
输出电容Cout的两端并联连接负载电阻RL。
7.根据权利要求1所述的一种BOOST-LLC直流充电器，其特征在于，
还包括输入滤波电路和输出滤波电路；
输入滤波电路连接在BOOST电路的输入端；
输出滤波电路连接在同步整流电路的输出端。
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