交流-直流转换电路和方法以及充电器技术

依据本发明专利技术的实施例揭露了一种交流

【技术实现步骤摘要】
交流-直流转换电路和方法以及充电器
[0001]本申请是申请日为2019年4月3日、申请号为201910267274X、专利技术名称为“交流-直流转换电路和方法以及充电器”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种交流-直流转换电路和方法以及充电器。

技术介绍

[0003]随着手机、电脑的广泛普及和使用，充电器的应用越来越广泛。在PD或者QC充电器的应用中，其输入电压需要适应100～240V的交流电源输入。现有技术如图1所示，所述充电器包括交流-直流转换电路、直流-直流转换电路和充电控制电路，所述整流桥接收100～240V的交流电，其输出端连接直流-直流转换电路的输入端，直流-直流转换电路的输出端连接充电控制电路的输入端，所述充电控制电路的输出端连接充电器件。
[0004]现有技术中所述的交流-直流转换电路为普通的整流桥，利用普通的整流桥将100～240V的交流电直接转换成直流电，故直流-直流转换电路的输入电压范围较大，不利于后级功率器件的优化，造成充电器的体积较大，而市场对于充电器大功率小体积的需求越来越明显，若可以使得直流-直流转换电路的输入电压范围较小，则可以优化后级功率管和变压器等功率器件，从而减小充电器的体积。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提出了一种新型的交流-直流转换电路和方法以及充电器，以减小直流-直流转换电路的输入电压范围，解决了现有技术中的直流-直流转换电路的输入电压范围较大，不利于后级功率器件的优化，造成充电器的体积较大等技术问题。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种交流-直流转换电路，包括自适应整流模块，所述自适应整流模块接收不同数值的交流输入电压，根据所述交流输入电压的范围，调整所述自适应整流模块的工作状态，以减小所述自适应整流模块的直流输出电压的波动范围。
[0007]优选地，当所述交流输入电压在低电压范围时，所述自适应整流模块以升压模式工作，以增加所述直流输出电压的数值，使得所述直流输出电压接近交流输入电压在高电压范围时的所述直流输出电压的数值。
[0008]优选地，当所述交流输入电压在高电压范围时，所述自适应整流模块以降压模式工作，以减小所述直流输出电压的数值，使得所述直流输出电压接近交流输入电压在低电压范围时的所述直流输出电压的数值。
[0009]优选地，当所述交流输入电压在低电压范围时，所述自适应整流模块被配置为倍压整流器工作；当所述交流输入电压在高电压范围时，所述自适应整流模块被配置为全桥整流器工作。
[0010]优选地，所述自适应整流模块包括全桥整流器、第一功率器件、第一电容和第二电容，所述全桥整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述全桥整流器的第一输入端和第二输入端接收交流输入电压，所述第一电容和第二电容串联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述第一功率器件的一端连接所述第一输入端或第二输入端，所述第一功率器件的另一端连接所述第一电容和第二电容的公共端。
[0011]优选地，所述交流-直流转换电路还包括电压检测模块，所述电压检测模块用以产生表征交流输入电压范围的第一信号，所述第一信号通过控制所述第一功率器件的工作状态以调整自适应整流模块的工作状态。
[0012]优选地，当所述交流输入电压在低电压范围时，所述第一信号控制所述第一功率器件导通；当所述交流输入电压在高电压范围时，所述第一信号控制所述第一功率器件关断。
[0013]优选地，所述第一功率器件被配置为具有导通和关断功能的功率器件，且可承受正向电压和负向电压。
[0014]优选地，所述第一功率器件导通时，所述交流输入电压在正半周期和负半周期分别对第一电容和第二电容充电，所述第一电容和第二电容的电压之和作为所述直流输出电压。
[0015]优选地，当所述交流输入电压在低电压范围时，所述自适应整流模块被配置为倍压整流器工作；当所述交流输入电压在高电压范围时，所述自适应整流模块被配置为降压型开关调节器工作。
[0016]优选地，所述自适应整流模块包括全桥整流器、开关型调节器、第一电容和第二电容，所述开关型调节器复用所述全桥整流器中的至少两个整流晶体管，所述开关型调节器将交流输入电压转换为所述第一电容和所述第二电容两端的电压，所述第一电容和第二电容两端的电压之和被配置为所述直流输出电压。
[0017]优选地，所述开关型调节器在交流输入电压的正负半周期分别复用所述全桥整流器中的至少一个整流晶体管，所述开关型调节器的输出电压在正负半周期分别为所述第一电容和所述第二电容的电压。
[0018]优选地，所述开关型调节器还包括第二功率器件和第一电感，所述全桥整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述全桥整流器的第一输入端经所述第二功率器件和第二输入端接收交流输入电压或所述全桥整流器的第二输入端经所述第二功率器件和第一输入端接收交流输入电压，所述第一电容和第二电容串联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述第一电感的一端与所述第二功率器件连接至相同的所述第一输入端或第二输入端，所述第一电感的另一端连接所述第一电容和第二电容的公共端。
[0019]优选地，所述交流-直流转换电路还包括电压检测模块，所述电压检测模块用以产生表征交流输入电压范围的第一信号，所述第一信号通过控制所述第二功率器件的工作状态以调整自适应整流模块的工作状态。
[0020]优选地，当所述交流输入电压在低电压范围时，根据所述第一信号，所述第二功率器件被导通；当所述交流输入电压在高电压范围时，根据所述第一信号，所述第二功率器件工作在PWM状态。
[0021]优选地，所述第二功率器件导通时，所述交流输入电压在正半周期和负半周期分
别对第一电容和第二电容充电；所述第二功率器件工作在PWM状态时，所述交流输入电压通过buck电路在正半周期和负半周期分别控制第一电容和第二电容上的电压值。
[0022]优选地，交流输入电压的所述低电压范围为90V-160V，所述高压范围为190V-290V。
[0023]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种交流-直流转换方法，包括：接收不同数值的交流输入电压，根据所述交流输入电压的范围，调整不同的工作状态，以减小直流输出电压的波动范围。
[0024]优选地，当所述交流输入电压在低电压范围时，以升压模式工作，以增加所述直流输出电压的数值，使得所述直流输出电压接近交流输入电压在高电压范围时的所述直流输出电压的数值。
[0025]优选地，当所述交流输入电压在高电压范围时，以降压模式工作，以减小所述直流输出电压的数值，使得所述直流输出电压接近交流输入电压在低电压范围时的所述直流输出电压的数值。
[0026]优选地，交流输入电压的所述低电压范围为90V-160V，所述高压范围为190V-290V。
[0027]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种充电器，包括以上任意所述的交流-直流转换电路、直流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流-直流转换电路，其特征在于：包括自适应整流模块，所述自适应整流模块接收不同数值的交流输入电压，根据所述交流输入电压的范围，调整所述自适应整流模块的工作状态，以减小所述自适应整流模块的直流输出电压的波动范围。2.根据权利要求1所述的交流-直流转换电路，其特征在于：当所述交流输入电压在低电压范围时，所述自适应整流模块以升压模式工作，以增加所述直流输出电压的数值，使得所述直流输出电压接近交流输入电压在高电压范围时的所述直流输出电压的数值；当所述交流输入电压在高电压范围时，所述自适应整流模块以降压模式工作，以减小所述直流输出电压的数值，使得所述直流输出电压接近交流输入电压在低电压范围时的所述直流输出电压的数值。3.根据权利要求1所述的交流-直流转换电路，其特征在于：当所述交流输入电压在低电压范围时，所述自适应整流模块被配置为倍压整流器工作；当所述交流输入电压在高电压范围时，所述自适应整流模块被配置为降压型开关调节器工作。4.根据权利要求1-3任意一项所述的交流-直流转换电路，其特征在于：所述自适应整流模块包括全桥整流器、开关型调节器、第一电容和第二电容，所述开关型调节器复用所述全桥整流器中的至少两个整流晶体管，所述开关型调节器被配置为将交流输入电压转换为所述第一电容和所述第二电容两端的电压，所述第一电容和第二电容两端的电压之和被配置为所述直流输出电压。5.根据权利要求4所述的交流-直流转换电路，其特征在于：所述开关型调节器在交流输入电压的正负半周期分别复用所述全桥整流器中的至少一个整流晶体管，所述开关型调节器的输出电压在正负半周期分别为所述第一电容和所述第二电容的电压。6.根据权利要求5所述的交流-直流转换电路，其特征在于：所述开关型调节器还包括第二功率器件和第一电感，所述全桥整流器包括第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，所述全桥整流器的第一输入端经所述第二功率器件和第二输入端接收交流输入电压或所述全桥整流器的第二输入端经所述第二功率器件和第一输入端接收交流输入电压，所述第一电容和第二电容串联在所述第一输出端和第二输出端之间，所述第一电感的一端与所述第二功率器件连接至相同的所述第一输入端或第二输入端，所述第一电感的另一端连接所述第一电容和第二电容的公共端。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：黄秋凯，邓建，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：