一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源制造技术

本发明专利技术提供了一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源，包括输入电容器；一个或两个升压电感；原边开关电路；隔离变压器，隔离变压器的原边绕组两端分别与原边开关电路的交流输出两端相连；谐振电容器，谐振电容器的两端分别与隔离变压器的副边绕组两端相连；副边整流电路，副边整流电路的交流输入两端分别与谐振电容器的两端相连；以及输出电容器，输出电容器的正端与副边整流电路的直流输出正端相连，输出电容器的负端与副边整流电路的直流输出负端相连，一个或两个升压电感连接在原边开关电路和输入电容器之间，原边开关电路由开关管组成。

【技术实现步骤摘要】
一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源
本专利技术涉及整流电源
，尤其涉及一种带隔离功能的交流直流变换电源。
技术介绍
随着电子产品的普及，电源供应器也得到相应的发展，如、相机、个人计算机、笔记型计算机、平板电脑、智能电话、工业用计算机等等。这些电子产品需要使用交流-直流（AC-DC）变换电源，通过开关式结构来启闭电源。另外，交流-直流变换电源也广泛应用于通信电源整流器模块、电动汽车动力电池充电桩等诸多场合。交流-直流变换电源的主要功能是实现电网侧电流的功率因数校正，减小谐波污染和无功损耗；同时为后级电路提供稳定的直流输入电源。现有交流-直流变换电源的体积较大，转换效率和功率密度较低。在通信电源整流器模块、电动汽车动力电池充电桩等应用场合，现有交流-直流变换电源通常采用两级式结构，其中前级使用非隔离型功率因数校正电路，后级额外串接隔离型直流-直流（DC-DC）变换电路，为终端负载提供安全可靠直流电源。这进一步降低了装置的效率，增加了装置的体积。特别的是，传统的功率因数校正电路在输入侧加装了整流电路，例如使用二极管的整流桥电路。该整流电路会进一步拉低电源的整体效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种不需要在输入侧加装整流电路，带有隔离功能，实现软开关工作的交流-直流变换电源，解决了现有技术需要额外串接隔离型DC-DC变换电路，体积大而转换效率与功率密度低等技术问题。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术提供了一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源，包括：一输入电容器；一个或两个升压电感；一原边开关电路；一隔离变压器，所述隔离变压器的原边绕组两端分别与所述原边开关电路的交流输出两端相连；一谐振电容器，所述谐振电容器的两端分别与所述隔离变压器的副边绕组两端相连；一副边整流电路，所述副边整流电路的交流输入两端分别与所述谐振电容器的两端相连；以及一输出电容器，所述输出电容器的正端与所述副边整流电路的直流输出正端相连，所述输出电容器的负端与所述副边整流电路的直流输出负端相连；所述原边开关电路、所述输入电容器和所述一个或两个升压电感有三种连接方式，具体为：（1）使用一个升压电感，所述升压电感的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连并且所述输入电容器的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连；（2）使用一个升压电感，所述升压电感的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连并且所述输入电容器的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连；（3）使用两个升压电感，所述两个升压电感包括升压电感一和升压电感二，所述升压电感一的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感二与所述输入电容器的另一端相连，所述升压电感一的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连，所述升压电感二的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连。所述的原边开关电路包括：一主开关支路，所述主开关支路的两端分别与所述原边开关电路的交流输入正端和交流输入负端相连；一第一桥臂支路，所述第一桥臂支路包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一桥臂支路的两端分别与所述原边开关电路的交流输入正端和交流输入负端相连，即第一上桥臂的正端与原边开关电路的交流输入正端相连，第一上桥臂的负端与第一下桥臂的正端相连并与原边开关电路的交流输出一端相连，第一下桥臂的负端与原边开关电路的交流输入负端相连；以及一第二桥臂支路，所述第二桥臂支路包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二桥臂支路的两端分别与所述原边开关电路的交流输入正端和交流输入负端相连，即第二上桥臂的正端与原边开关电路的交流输入正端相连，第二上桥臂的负端与第二下桥臂的正端相连并与原边开关电路的交流输出另一端相连，第二下桥臂的负端与原边开关电路的交流输入负端相连，所述主开关支路、所述第一上桥臂、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述第二下桥臂由两个开关管反向串联组成。优选地，所述开关管使用MOSFET或者IGBT，当使用IGBT时，开关管反向并联续流二极管。优选地，所述隔离变压器存在寄生漏抗。优选地，在所述隔离变压器的原边绕组或副边绕组上串联漏抗调整电感器，所述隔离变压器通过所述漏抗调整电感器与所述原边开关电路或所述副边整流电路相连。优选地，所述副边整流电路为普通二极管整流桥电路。优选地，所述普通二极管整流桥电路采用快恢复二极管。优选地，所述输入电容器的容值为1-5uF。优选地，所述输出电容器容值大于1000uF。与现有技术相比，本专利技术使用了一套电路实现了功率因数校正和输出隔离直流电源两个功能。与使用有源功率因数校正电路串接隔离型DC-DC变换电路的两级式方案相比较，本专利技术省去了输入侧二极管整流桥，提高了电路的整体效率。并且，本专利技术在变压器原边开关电路中省去了两级电路中间的直流储能电容器，因此减小了电路的体积，提高了电路的功率密度。同时通过第一第二桥臂支路的斩波工作，在隔离变压器原边生成高频方波，使电路能够实现高频隔离，进一步减小电路体积。电路的工作利用了变压器漏感和副边谐振电容器之间的高频谐振机制，实现了原边开关电路中所有开关管的零电流开通与关断，同时也实现了副边整流电路整流二极管的零电流关断，进而有效地减小了电路的损耗，提高了电路的转换效率。附图说明图1是本专利技术的无桥式隔离型软开关交流直流变换电源的典型实施例的系统结构图；图2是本专利技术的无桥式隔离型软开关交流直流变换电源的典型实施例的电路原理图；图3是本专利技术的无桥式隔离型软开关交流直流变换电源电路的一具体实施例；图4a是图3中的具体实施例的工作状态一的电路等效原理图；图4b是图3中的具体实施例的工作状态二的电路等效原理图；图4c是图3中的具体实施例的工作状态三的电路等效原理图；图4d是图3中的具体实施例的工作状态四的电路等效原理图；图4e是图3中的具体实施例的工作状态五的电路等效原理图；图4f是图3中的具体实施例的工作状态六的电路等效原理图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。体现本专利技术的特征与优点的较佳实施例将在后面的说明中详细叙述。须注意的是相同的元件标号指向相同的元件。应理解的是本专利技术能够在不同的结构上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及附图标记在本质上当作说明之用，而非用以限制本专利技术。图1示出了本专利技术的无桥式隔离型软开关交流直流变换电源的典型实施例的系统结构图。如图1所示，本专利技术的隔离型软开关交流直流变换电源由输入电容器，升压电感，原边开关电路，隔离变压器，谐振电容器，副边整流电路以及输出电容器组成。如图1所示，本专利技术的无桥式隔离型软开关交流直流变换电源的典型实施例的整体连接方案为：所述输入电容器的一端与交流输入电网的一端以及所述升压电感的一端共接，所述输入电容器的另一端与交流输入电网的另一端以及所述原边开关电路的交流输入负端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连，所述原边开关电路的交流输出两端与所述隔离变压器的原边绕组两端分别相连，所述隔离变压器的副边绕组两端与所述谐振电容器的两端以及所述副边整流电路的交流输入两端分别共接，所述副边整流电路的直流输出正端与所述输出电容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源，包括：一输入电容器；一升压电感；一原边开关电路；一隔离变压器，所述隔离变压器的原边绕组两端分别与所述原边开关电路的交流输出两端相连；一谐振电容器，所述谐振电容器的两端分别与所述隔离变压器的副边绕组两端相连；一副边整流电路，所述副边整流电路的交流输入两端分别与所述谐振电容器的两端相连；以及一输出电容器，所述输出电容器的正端与所述副边整流电路的直流输出正端相连，所述输出电容器的负端与所述副边整流电路的直流输出负端相连；所述原边开关电路、所述输入电容器和所述升压电感包括以下三种连接方式，具体为：（1）所述升压电感为一个升压电感，所述升压电感的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连并且所述输入电容器的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连；（2）所述升压电感为一个升压电感，所述升压电感的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连并且所述输入电容器的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连；或者（3）所述升压电感为两个升压电感，所述两个升压电感包括升压电感一和升压电感二，所述升压电感一的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感二与所述输入电容器的另一端相连，所述升压电感一的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连，所述升压电感二的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连，所述的原边开关电路包括：一主开关支路，所述主开关支路的两端分别与所述原边开关电路的交流输入正端和交流输入负端相连；一第一桥臂支路，所述第一桥臂支路包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂的正端与原边开关电路的交流输入正端相连，第一上桥臂的负端与第一下桥臂的正端相连并与原边开关电路的交流输出一端相连，第一下桥臂的负端与原边开关电路的交流输入负端相连；以及一第二桥臂支路，所述第二桥臂支路包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二上桥臂的正端与原边开关电路的交流输入正端相连，第二上桥臂的负端与第二下桥臂的正端相连并与原边开关电路的交流输出另一端相连，第二下桥臂的负端与原边开关电路的交流输入负端相连，所述主开关支路、所述第一上桥臂、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述第二下桥臂分别由两个开关管反向串联组成。...

【技术特征摘要】
1.一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源，包括：一输入电容器；一升压电感；一原边开关电路；一隔离变压器，所述隔离变压器的原边绕组两端分别与所述原边开关电路的交流输出两端相连；一谐振电容器，所述谐振电容器的两端分别与所述隔离变压器的副边绕组两端相连；一副边整流电路，所述副边整流电路的交流输入两端分别与所述谐振电容器的两端相连；以及一输出电容器，所述输出电容器的正端与所述副边整流电路的直流输出正端相连，所述输出电容器的负端与所述副边整流电路的直流输出负端相连；所述原边开关电路、所述输入电容器和所述升压电感包括以下三种连接方式，具体为：（1）所述升压电感为一个升压电感，所述升压电感的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连并且所述输入电容器的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连；（2）所述升压电感为一个升压电感，所述升压电感的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连并且所述输入电容器的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连；或者（3）所述升压电感为两个升压电感，所述两个升压电感包括升压电感一和升压电感二，所述升压电感一的一端与所述输入电容器的一端相连，所述升压电感二与所述输入电容器的另一端相连，所述升压电感一的另一端与所述原边开关电路的交流输入正端相连，所述升压电感二的另一端与所述原边开关电路的交流输入负端相连，所述的原边开关电路包括：一主开关支路，所述主开关支路的两端分别与所述原边开关电路的交流输入正端和交流输入负端相连；一第一桥臂支路，所述第一桥臂支路包括第一上桥臂和第一下桥臂，所述第一上桥臂的正端与原边开...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楚杉，许德伟，
申请(专利权)人：珠海清英加德智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44