一种交流-直流变换电路和交流-直流变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交流-直流变换电路和交流-直流变换器,所述交流-直流变换电路包括输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边电容以及连接在副边输出滤波电容与驱动电路之间的控制电路，驱动电路连接原边逆变电路。原边逆变电路与原边输入滤波电容构成回路，形成箝位谐振电路。所述交流-直流变换器包括2个、3个或者更多个上述的交流-直流变换电路。本实用新型专利技术能减少整流回路中的二极管损耗，实现逆变开关管的软开关，降低原边开关管及副边整流二极管的电压应力和开关损耗，提高效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种交流-直流变换电路和交流-直流变换器,所述交流-直流变换电路包括输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边电容以及连接在副边输出滤波电容与驱动电路之间的控制电路，驱动电路连接原边逆变电路。原边逆变电路与原边输入滤波电容构成回路，形成箝位谐振电路。所述交流-直流变换器包括2个、3个或者更多个上述的交流-直流变换电路。本技术能减少整流回路中的二极管损耗，实现逆变开关管的软开关，降低原边开关管及副边整流二极管的电压应力和开关损耗，提高效率。【专利说明】一种交流-直流变换电路和交流-直流变换器
本技术涉及开关电源，特别是一种交流-直流变换电路和交流-直流变换器。
技术介绍
属于软开关技术的单级功率因数(Power Factor，简称PF)矫正器、有源箝位反激、有源箝位正激及其改进方案已经在电源中广泛运用，美国专利文献US7301785B2公开的一种开关电源电路，该变换器电路原边的开关管的电压应力会随着负载的状况而变化，且在满载时会偏移到很高，未从根本上克服典型谐振技术的缺点，因此，其可用的功率范围、输入及输出电压变化范围受到限制。中国专利文献CNlO 1692595B公开了 一种有源箝位正反激电路，该电路相比其他已经公开的电路有所改进，但其一次侧因为交流整流滤波的需要，虽然可以不需要大容量的电解电容，但实际使用还是需要额外添加的高频滤波电容，交流输入侧也必须运用全桥整流。二次侧整流电路复杂，无论是输入整流回路还是输出整流回路，多个二极管串联损耗较大。同时其在无大容量的输入电解电容时，输出电压电流纹波都很大；在实际使用中难以运用到较大功率的交流-直流变换电路场所，一般运用到直流-直流变换场所较为合适。此外，该变换器在输入是交流时，由于输入电压的周期性变化引起对应驱动占空比的变化，使得箝位电路在低压输入部分会因为谐振条件不满足而出现损耗加大的情况，降低了电路的稳定性、可靠性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出一种交流-直流变换电路和交流-直流变换器。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案:一种交流-直流变换电路，包括输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边第三至第四电容、副边输出滤波电容以及连接在所述副边输出滤波电容与所述驱动电路之间的控制电路，所述驱动电路连接所述原边逆变电路；所述输入整流电路包括第一至第二输入整流二极管，所述第一输入整流二极管的阳极和所述第二输入整流二极管的阴极连接交流输入火线，所述原边输入滤波电容包括以交流输入零线为中点串联的两个输入高频滤波电容，两个输入高频滤波电容的相反端分别与所述输入整流电路的正端及负端连接；所述原边逆变电路包含第一至第二逆变开关管，所述第一逆变开关管和所述第二逆变开关管分别与所述输入整流电路的正端和负端连接，所述隔离变压器原边绕组的一端与第一、第二逆变开关管串联，所述隔离变压器原边绕组的另一端与输入零线连接；所述原边逆变电路与原边输入滤波电容也构成回路，形成箝位谐振电路；所述副边整流电路包括第三至第四二极管，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极及所述隔离变压器副边绕组的其中一输出端相连，所述第四二极管的阴极与电源的输出正端以及所述副边输出滤波电容的一端连接，所述第三二极管的阳极与电源的输出负端以及所述副边输出滤波电容的另一端相连，所述隔离变压器副边绕组的另一个输出端与副边第三至第四电容的中间点连接，所述副边第三电容连接电源的输出正端，所述副边第四电容连接电源的输出负端。进一步地:所述隔离变压器是磁芯开有气隙的隔离变压器或原边串联有谐振电感的隔离变压器或副边串联有储能电感的隔离变压器。所述隔离变压器是正激工作线圈与反激工作线圈复用的单个副边绕组的变压器。所述副边第三、第四电容是两个串联的无极电容或者有极性电容，且在为有极性电容的情况下，所述副边第三电容的正极接电源的输出正端，所述副边第四电容的负极接电源的输出负端。一种交流-直流变换器，包括2个、3个或者更多个前述的交流-直流变换电路，各交流-直流变换电路的输入连接到具有2个、3个或者更多个相位输入的交流源的不同相位输入。进一步地，各交流源有输入零线且各交流-直流变换电路的原边输入滤波电容的中点都连接至所述输入零线，或者，各交流源无输入零线且各交流-直流变换电路的原边输入滤波电容的中点连接同一点。本技术的有益技术效果:本技术提供一种单相或者多相交流输入单级高功率因数宽范围交流-直流变换电路。根据本技术交流-直流变换电路的结构，输入滤波电容除了能用作输入滤波功能外，还能充当箝位功能，辅助实现原边逆变器开关管的软开关工作，逆变开关管除了逆变开关功能外，还能充当箝位开关。即，本技术的电路能够充分利用交流输入正负半周的开关工作状态差异，复用负(正)端逆变开关管及负(正)端输入滤波电容，实现箝位开关管以及箝位电容的功能，类似三电平整流技术，减少整流回路中的二极管损耗。原边输入滤波电容可以在第一或第二逆变开关管关断时与隔离变压器的漏感产生谐振，使箝位开关管和逆变开关管获得零电压切换(ZVS)，通过谐振将高频隔离变压器漏感的能量传递到副边，避免漏感的能量损耗及瞬间造成逆变开关管的电压尖峰。本技术可以减少整流回路中的二极管损耗，实现正(负)端逆变开关管的软开关，降低原边开关管及副边整流二极管的电压应力和开关损耗。同时利用副边的倍压整流，既降低了副边整流二极管的电压应力，也同时将正激能量和反激能量形成不同的回路，从而巧妙的实现了类似常规的功率因素矫正类似的能量传送。即输出电压是成比例的输入电压(正激能量)加上成比例的电感储存能量(反激能量)的电压。此外，本技术的电路可通过多态的箝位控制模式，让箝位电路在交流整流的全周期分为两种控制工作方式，即在输入低压部分不发驱动信号，在相对高压部分才发驱动信号进行箝位电流的反向谐振，有效地控制箝位电路的损耗并提高电路的可靠和稳定性。本技术尤其适合在三相或多相交流输入且输出电压较高、半导体器件无法承受高压的场合，以及对功率因素，功率密度及体积限制较严格的场合。【专利附图】【附图说明】图1是本技术实施例一的电路图；图2是图1所示电路的变压器等效结构一示意图；图3是图1所不电路开关管驱动时序图；图4是本技术实施例二的电路图；图5是本技术实施例三的电路图。【具体实施方式】以下结合附图对本技术的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用。实施例一如图1所示的交流-直流变换电路，包括输入整流电路、原边输入滤波电容C1、C2、原边逆变电路、驱动电路、高频隔离变压器Tl、副边整流电路、副边第三、第四电容C3、C4、副边输出滤波电容C5以及连接在所述副边输出滤波电容C5与所述驱动电路之间的控制电路。输入整流电路包括两个输入整流二极管Dl、D2，输入整流二极管Dl的阳极和输入整流二极管D2的阴极连接交流输入火线L，所述原边输入滤波电容包括以交流输入零线N为中点的串联的两个输入高频滤波电容Cl、C2，两个输入高频滤波电容Cl、C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流‑直流变换电路，其特征在于,包括输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边第三至第四电容、副边输出滤波电容以及连接在所述副边输出滤波电容与所述驱动电路之间的控制电路，所述驱动电路连接所述原边逆变电路； 所述输入整流电路包括第一至第二输入整流二极管，所述第一输入整流二极管的阳极和所述第二输入整流二极管的阴极连接交流输入火线，所述原边输入滤波电容包括以交流输入零线为中点串联的两个输入高频滤波电容，两个输入高频滤波电容的相反端分别与所述输入整流电路的正端及负端连接； 所述原边逆变电路包含第一至第二逆变开关管，所述第一逆变开关管和所述第二逆变开关管分别与所述输入整流电路的正端和负端连接，所述隔离变压器原边绕组的一端与第一、第二逆变开关管串联,所述隔离变压器原边绕组的另一端与输入零线连接；所述原边逆变电路与原边输入滤波电容也构成回路，形成箝位谐振电路； 所述副边整流电路包括第三至第四二极管，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极及所述隔离变压器副边绕组的其中一输出端相连，所述第四二极管的阴极与电源的输出正端以及所述副边输出滤波电容的一端连接，所述第三二极管的阳极与电源的输出负端以及所述副边输出滤波电容的另一端相连，所述隔离变压器副边绕组的另一个输出端与副边第三至第四电容的中间点连接，所述副边第三电容连接电源的输出正端，所述副边第四电容连接电源的输出负端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伦全，
申请(专利权)人：深圳市保益新能电气有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44