继前面介绍了三电平全桥LLC之后,这次介绍三相全桥LLC拓扑结构以及控制方式。三相LLC拓扑一般用于高效电源模块之中,从早期HUAWEI 3KW 通信电源98%高效模块到现在大功率充电桩的应用,已经得到了市场的验证。
三相全桥LLC拓扑变压器激磁电感分两种方式连接,一种是三角形连接,一种是星形连接。但是大部分厂家变压器的原副边均采用星形连接方式,原副边的中点不引出,如下图:
三相LLC拓扑结构图
三相LLC变换器有哪些优势?
- 大幅度降低LLC输出电流纹波,可以减少输出侧滤波电容,从而减少系统体积;
- 扩大单相LLC变换器的输出功率容量;
- 相比直接并联,三相交错后相间易于均流;
- 轻负载时还可以以两相全桥模式工作。
下图是采用单相/交错/三相的输出电流对比:
三个桥臂各相差120°进行错相,发波对比图如下:
三相交错LLC原副边采用星形连接方式使得三相相互之间有电气的耦合,可以减小各相之间谐振参数的不对称带来的不利影响,相比两相交错并联LLC的均流能力更强,对器件的容差性更大。
下面介绍一下其工作原理:
模式1【S1/S4/S6 ON, S2/S3/S5 OFF;D1/D4/D6 ON D2/D3/D5 OFF】
模式2【S1/S3/S6 ON,S2/S4/S5 OFF; D1/D3/D6 ON, D2/D4/D5 OFF】
模式3【S2/S3/S6 ON, S1/S4/S5 OFF; D2/D3/D6 ON, D1/D4/D5 OFF】
模式4【S2/S3/S5 ON, S1/S4/S6 OFF; D2/D3/D5 ON,D1/D4/D5 OFF】
模式5【S2/S4/S5 ON, S1/S3/S6 OFF;D2/D4/D5 ON, D1/D3/D6 OFF】
对三相LLC拓扑进行仿真,如下:
关于如何实现数字化PWM配置,请参考《数字化实现之(7)-全桥LLC控制》文章,里面有如何实现关于交错并联全桥LLC的方式,这里就不再赘述。