一种软开关技术的开关电源制造技术

本发明专利技术涉及开关电源技术领域，尤其涉及一种软开关技术的开关电源，包括输入滤波电路、输入整流电路、PFC电路、LLC谐振电路、输出同步整流电路、输出防倒灌电路和输出滤波电路，所述输入滤波电路连接输入整流电路，输入整流电路连接PFC电路，PFC电路分别连接辅助电源电路、LLC谐振电路，LLC谐振电路连接输出同步整流电路，输出同步整流电路连接输出防倒灌电路，防倒灌电路连接输出滤波电路，本发明专利技术显著地减小了开关过程中产生的电磁干扰，同时大幅度提高了开关电源的效率，节约了能源，降低了开关电源内部的温升，提高了开关电源的可靠性，满足实际的市场中的更多需求，带来了更大经济效益和环保效益。经济效益和环保效益。经济效益和环保效益。

【技术实现步骤摘要】
一种软开关技术的开关电源


[0001]本专利技术涉及开关电源
，尤其涉及一种软开关技术的开关电源。

技术介绍

[0002]传统的开关电源，多数为硬开关电源，这种电源开关器件是在承受电压或电流的情况下接通或断开电路的，因此在接通和关断的过程中会产生较大的损耗，即开关损耗。当电源工作状态一定时，开关器件开通或关断一次的损耗也是一定的，因此开关频率越高，开关损耗也就越大。同时在开关过程中还会激起电路分布电感和寄生电容的震荡，带来附加损耗并产生电磁干扰，因而硬开关电源频率不能太高，还要采取防止电磁干扰的措施。现有的硬开关电源开关损耗大，效率低，不仅浪费了能源，也加剧了开关电源的温升，缩短了开关电源的寿命，限制了开关电源输出功率的进一步提升。
[0003]传统硬开关电源包括半桥硬开关，如图1所示，半桥硬开关电源拓扑结构由电容C1、C2、Co,开关管VT1、VT2，变压器T，二极管VD1、VD2,电感L和输出电容Co等组成。半桥硬开关电源的两个开关管VT1和VT2是轮流导通工作的，当VT1导通时，VT2断开，电流通过VT1、变压器T的初级、C2形成回路电流，把能量传递到变压器次级后经二极管VD1整流，后经过电感L和电容Co到负载RL；当VT2导通时，VT1断开，电流通过C1、变压器T的初级、VT2形成回路电流，把能量传递到变压器次级后经二极管VD2整流，后经过电感L和电容Co到负载RL。
[0004]上述半桥硬开关电源的开关管VT1、VT2在开通时经过开关管的电压不为零，且比较大，在开关管VT1、VT2关断时的电流不为零，且比较大，所以开关管在开通和关断时的损耗都很大，即开关损耗大，所以极大降低了开关电源的效率，加剧了开关电源的温升，缩短了开关电源的寿命。同时还会产生很大的电磁干扰，危害电源本身和其它相关设备的正常运行。

技术实现思路

[0005]软开关电源相对于硬开关电源，即利用LC谐振网络瞬态电流或瞬态电压周期性过零的特征，实现开关管零电压开通或零电流关断操作。软开关电源的开关器件在开通或关断的过程中，或是加于其上的电压为零，即零电压开关，或是通过开关器件的电流为零，即零电流开关。这种开关方式显著地减小了开关过程中产生的电磁干扰，同时大幅度提高了开关电源效率，节约了能源，降低了开关电源内部的温升，提高了开关电源的可靠性。
[0006]本专利技术旨在提供一种能大幅度提高电源效率，节约能源，降低电源内部温升，提高电源可靠性，且能降低电磁干扰，从而满足各行电源需求的软开关技术的开关电源。
[0007]本技术方案如下：一种软开关技术的开关电源，包括输入滤波电路、输入整流电路、PFC电路、LLC谐振电路、输出同步整流电路、输出防倒灌电路和输出滤波电路，所述输入滤波电路连接输入整流电路，输入整流电路连接PFC电路，PFC电路分别连接辅助电源电路、LLC谐振电路，LLC谐振电路连接输出同步整流电路，输出同步整流电路连接输出防倒灌电路，防倒灌电路连
接输出滤波电路，所述LLC谐振电路由控制芯片U5，开关管Q3、Q5，谐振电感L2，变压器T2，谐振电容C2和相关的电阻、电容组成，所述LLC谐振电路用于实现软开关功能，降低开关损耗，并将能量传递到次级。
[0008]进一步的，所述输入滤波电路用于整体电路的输入滤波，所述输入滤波电路由X电容CX1、CX2、CX3，Y电容CY2、CY3、CY7、CY8、CY10、CY11和共模电感LF1、LF2组成。
[0009]进一步的，所述整流电路用于将输入交流电转换为直流电，所述整流电路由整流桥BD1组成。
[0010]进一步的，所述PFC电路用于提高电源高功率因数，减小无功电流，减小线路损耗，改善电网供电质量，所述PFC电路由电感T1、二极管D7、开关管Q4、控制芯片U2和相关电阻、电容组成。
[0011]进一步的，所述辅助电源电路用于提供电源内部供电，所述辅助电源电路由控制芯片U1，电感L1，二极管D1、D2、D5，稳压二极管ZD1，电容CD1、CD2和相关电阻组成。
[0012]进一步的，所述输出同步整流电路用于降低整流损耗，所述输出同步整流电路由控制芯片U8，整流管Q6、Q8和相关的电阻、电容组成。
[0013]进一步的，所述输出防倒灌电路用于防止输出电压倒灌，所述输出防倒灌电路由控制芯片U7，开关管Q1和相关的电阻、电容组成。
[0014]进一步的，所述输出滤波电路用于整体电路的输出滤波，所述输出滤波电路由共模电感LF3和相关的电阻、电容组成。
[0015]专利技术的有益效果：本专利技术提出的一种软开关技术的开关电源显著地减小了开关过程中产生的电磁干扰，同时大幅度提高了开关电源的效率，节约了能源，降低了开关电源内部的温升，提高了开关电源的可靠性，满足实际的市场中的更多需求，带来了更大经济效益和环保效益。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术提出的一种半桥开关电源现有技术电路原理图；图2为本专利技术实施例提出的一种软开关技术的开关电源电路原理图一；图3为本专利技术实施例提出的一种软开关技术的开关电源电路原理图二；图4为本专利技术实施例提出的一种软开关技术的开关电源的LLC谐振电路仿真波形图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0019]实施例1
本实施例提出一种软开关技术的开关电源电路具体功能及工作原理。
[0020]一种软开关技术的开关电源主要包括：输入滤波电路，输入整流电路，功率因数校正（PFC）电路，辅助电源电路，LLC谐振电路，输出同步整流电路，输出防倒灌电路和输出滤波电路。
[0021]其中输入滤波电路：作为输入电磁兼容（EMC）的设计。
[0022]输入整流电路：用于将输入交流电转换成直流电。
[0023]功率因数校正（PFC）电路：用于提电源高功率因数，减小无功电流，减小线路损耗，改善电网供电质量。
[0024]辅助电源电路：用于提供电源内部供电。
[0025]LLC谐振电路：通过让开关管实现软开关功能，降低开关损耗，并将能量传递到次级。
[0026]输出同步整流电路：采用通态电阻极低的专用功率MOSFET来取代整流二极管以降低整流损耗。
[0027]输出防倒灌电路：用于防止输出电压倒灌对电源造成损坏。
[0028]输出滤波电路：作为输出电磁兼容（EMC）的设计。
[0029]本设计的能量转换原理描述：输入交流电经输入滤波电路后，通过整流电路将交流电转换为直流电，然后通过PFC电路提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软开关技术的开关电源，其特征在于，包括输入滤波电路、输入整流电路、PFC电路、LLC谐振电路、输出同步整流电路、输出防倒灌电路和输出滤波电路，所述输入滤波电路连接输入整流电路，输入整流电路连接PFC电路，PFC电路分别连接辅助电源电路、LLC谐振电路，LLC谐振电路连接输出同步整流电路，输出同步整流电路连接输出防倒灌电路，防倒灌电路连接输出滤波电路；所述LLC谐振电路包括控制芯片U5，开关管Q3、Q5，谐振电感L2，变压器T2，谐振电容C2和相关的电阻、电容，所述LLC谐振电路用于实现软开关功能，降低开关损耗，并将能量传递到次级。2.根据权利要求1所述的一种软开关技术的开关电源，其特征在于，所述控制芯片U5的1脚连接电阻R18的一端、电阻R20的一端和电容C15的一端；控制芯片U5的2脚连接电阻R19的一端和电容C14的一端；控制芯片U5的3脚连接电容C13的一端和二极管D4的阳极；控制芯片U5的4脚连接电阻R16的一端、电阻R17的一端、电阻R18的一端和电阻R27的一端；控制芯片U5的5脚连接电阻R27的另一端、电阻R15的一端和电容C17的一端；控制芯片U5的6脚连接电容C22的一端、电阻R46的一端、电阻R47的一端和二极管D10的阴极；控制芯片U5的7脚连接电阻R4的一端、电阻R7的一端和电容C20的一端；控制芯片U5的8脚连接初级参考地GND；控制芯片U5的9脚悬空；控制芯片U5的10脚连接初级参考地GND；控制芯片U5的11脚连接电阻R44的一端；控制芯片U5的12脚连接电容C24的一端、电解电容CD4的阳极和电源Vcc；控制芯片U5的13脚悬空；控制芯片U5的14脚连接电容C25的一端、电阻R32的一端、MOS管Q3的S脚、MOS管Q5的D脚和电感L2的一端；控制芯片U5的15脚连接电阻R31的一端；控制芯片U5的16脚连接电容C25的另一端；MOS管Q3的D脚连接电阻R21的一端和电源Vbus...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雄飞，吴操，赵寒睿，余梦澜，
申请(专利权)人：成都启微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：