一种低电磁干扰电源变换器制造技术

一种低电磁干扰电源变换器，包括前级非隔离的电压调整变换器、后级半桥谐振变换器及反馈控制电路，前级非隔离的电压调整变换器包括第一滤波电容、第一开关管，第二开关管、储能电感及第二充电电容，第一滤波电容连接在输入电源的输入端和电源参考端之间，第一开关管的源极连接电源输入端，第一开关管的漏极与第二开关管的源极连接，第二开关管的漏极连接电源参考端，第二开关管的源极连接储能电感的输入端，储能电感的输出端为调整变换器的电压输出端，第一、第二开关管的栅极为反馈信号输入端，第二充电电容连接在电压输出端和电源参考端之间。在不同输入电压下变换器效率都比较高，后级半桥谐振变换器省去主要元器件，体积缩小、成本降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种开关电源，尤其指一种低电磁干扰电源变换器。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，对开关电源提出了诸如高效率、小型化、高功率密度以及低电磁干扰EMI等方面的要求。在开关电源的 高效率的道路上，谐振软开关无疑扮演了十分重要的角色。谐振软开 关技术不但很容易提高变换器效率，而且由于减小了电流和电压变化 速度，对变换器的电磁干扰(EMI)性能也是十分有贡献的。变换器 电磁干扰EMI的一个重要来源就是高频功率变压器，所以，对新型 高频功率变压器的研究非常重要，而且将其应用于谐振软开关技术是 十分有意义的。这样就从源头上减少，甚至遏止了 EMI的产生，从 而可以縮短研发周期，减少元件，縮小体积，降低成本。
技术实现思路
本专利技术公开了 一种低电磁干扰电源变换器。为达到上述目的，本专利技术通过以下的技术措施来实现 一种低电 磁干扰电源变换器，包括前级非隔离的电压调整变换器、其工作频率 恒定的后级半桥谐振变换器及反馈控制电路，其特征在于所述前级非 隔离的电压调整变换器主要包括第一滤波电容、第一开关管，第二开关管、储能电感及第二充电电容，第一滤波电容连接在输入电源的输 入端和电源参考端之间，第一开关管的源极连接电源输入端，第一开 关管的漏极与第二开关管的源极连接，第二开关管的漏极连接电源参 考端，第二开关管的源极还连接储能电感的输入端，储能电感的输出 端作为调整变换器的电压输出端，第一开关管和第二开关管的栅极作 为反馈信号输入端，第二充电电容连接在电压输出端和电源参考端之 间；电源信号先通过前级非隔离的电压调整变换器转换为稳定电压 后，再输入后级半桥谐振变换器，后级半桥谐振变换器相当于一个固 定变压比的功率变换器，输入的稳定电压再经过功率变换后直接输出 给负载供电；同时，后级半桥谐振变换器输出电压通过反馈控制电路 直接去控制前级的非隔离电压调整变换器，使前级电压调整变换器输 出的稳定电压是一个能使随着负载不同而变化的值，保持后级半桥谐 振变换器工作在固定频率状态。所述后级半桥谐振变换器主要由半桥式连接的第三、第四开关管 和压电陶瓷变压器连接而成，其工作频率恒定。所述第三、第四开关管的栅极由定频率驱动电路驱动，定频率驱 动电路的频率与压电陶瓷变压器的谐振频率相关，实现两个开关管处 于谐振软开关工作状态，两个开关管的转换频率即为固定工作频率。所述反馈控制电路主要包括反馈电路和PWM控制电路连接，反 馈电路的反馈电压采样部分连接后级半桥谐振变换器的输出，PWM 控制电路控制输出连接前级电压调整变换器，通过反馈环路控制前级电压调整变换器中开关管的占空比，实现输出的稳定电压随着负载不 同而变化。所述反馈控制电路中设有光耦隔离电路，该光耦隔离电路连接于反馈电路和PWM控制电路之间。所述反馈控制电路中设有隔离驱动电路，该隔离驱动电路连接于 PWM控制电路与前级电压调整变换器之间。所述反馈电压采样部分电路主要包括第一分压电阻、第一二极管、 第二分压电阻、滤波电容，后级半桥谐振变换器的输出端经第一分压 电阻连接二极管的阳极，第一二极管的阴极一路经第二分压电阻接 地，第一二极管的阴极一路经滤波电容接地，经第一二极管的单向导 通特性，取得输出电压的半波，再由滤波电阻和滤波电容进行滤波从 而得到可以反映输出电压信息的直流平滑电压反馈信号。作为本专利技术的另一种实施方式， 一种低电磁干扰电源变换器，包括前级非隔离的电压调整变换器、其工作频率恒定的后级半桥谐振变 换器及反馈控制电路，其特征在于所述前级非隔离的电压调整变换器 主要包括第一滤波电容、第一开关管，续流二极管、储能电感及第二 充电电容，第一滤波电容连接在输入电源的输入端和电源参考端之 间，第一开关管的源极连接电源输入端，第一开关管的漏极与续流二 极管的阴极连接，续流二极管的阳极连接电源参考端，续流二极管的 阴极还连接储能电感的输入端，储能电感的输出端作为调整变换器的 电压输出端，第一开关管的栅极作为反馈信号输入端，第二充电电容 连接在电压输出端和电源参考端之间， 电源信号先通过前级非隔离的电压调整变换器转换为稳定电压 后，再输入后级半桥谐振变换器，后级半桥谐振变换器相当于一个固 定变压比的功率变换器，输入的稳定电压再经过功率变换后直接输出给负载供电；同时，后级半桥谐振变换器输出电压通过反馈控制电路直接去控制前级的非隔离电压调整变换器，使前级电压调整变换器输 出的稳定电压是一个能使随着负载不同而变化的值，保持后级半桥谐 振变换器工作在固定频率状态。与现有技术相比，本专利技术具有以下特点1、 由于后级半桥谐振变换器一直工作在能够实现软开关的谐振 频率点上，使得变换器的效率能够在不同的输入电压情况下 都比较高；2、 由于在后级半桥谐振变换器中采用了压电变压器，其特点是以"电能---机械能--电能"的转换过程代替了传统的电磁耦合过程，所以从源头上减少了 EMI的产生，且产品的生产 效率极大提高；3、 在传统的半桥式压电陶瓷变压器变换器中，需要增加与变压 器串联的外接电感，而本专利技术中通过反馈控制前级非隔离电 压调整变换器来调整半桥电路的输入电压，使得半桥电路保 持工作在固定频率状态，这样后级半桥谐振变换器省去了主 要使用元器件，相应的体积縮小了，成本降低了。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。 附图说明图1为本专利技术实施例一的电路图； 图2为本专利技术实施例二的电路图； 图3为本专利技术实施例三的电路具体实施例方式下面结合具体实施例对本专利技术所述的一种低电磁干扰电源变换 器进一步加以阐述。在图1所示的实施例一中，滤波电容C1、开关管Q1，开关管Q2、 储能电感Ll及充电电容C2连接组成前级非隔离电压调整变换器电 路，滤波电容C1连接在输入电源的输入端和电源参考端之间，开关 管Ql的源极连接电源输入端，开关管Ql的漏极与开关管Q2的源 极连接，开关管Q2的漏极连接电源参考端，开关管Q2的源极还连 接储能电感Ll的输入端，储能电感Ll的输出端作为调整变换器的 电压输出端，开关管Ql和开关管Q2的栅极作为反馈信号输入端， 充电电容C2连接在电压输出端和电源参考端之间。后级半桥谐振变换器主要由半桥式连接的两个开关管Q3、 Q4 和压电陶瓷变压器连接而成，图中电容Cdl、电阻R、电感L、电容 C、理想l:N变压器和电容Cd2是压电陶瓷变压器的等效电路，压电 陶瓷变压器可采用现有的各种型号，上述充电电容C2连接电源参考 端的一端连接开关管Q4的漏极，充电电容C2的另一端连接开关管 Q3的源极，作为后级半桥谐振变换器的电压输入；两个开关管Q3、Q4的栅极分别连接由定频率驱动电路的驱动信号输出端，开关管Q3 的漏极和开关管Q4的源极连接，其中开关管Q3的漏极和源极连接 压电陶瓷变压器的输入端，构成半桥式连接电路，压电陶瓷变压器的 输出端连接负载。反馈控制电路主要包括负反馈电路、光耦隔离电路、PWM控制 电路以及驱动电路；在变压器输出端，如果所接是一等效电阻负载， 即输出为交流，电压采样将比较复杂，负反馈电路中反馈电压采样部 分主要包括第一分压电阻Rsensel、 二极管Dl 、第二分压电阻 Rsense2、滤波电容C3，后级半桥谐振变换器的输出端经第一分压电 阻连接二极管的阳极，二极管的阴极一路经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低电磁干扰电源变换器，包括前级非隔离的电压调整变换器、其工作频率恒定的后级半桥谐振变换器及反馈控制电路，其特征在于：所述前级非隔离的电压调整变换器主要包括第一滤波电容、第一开关管，第二开关管、储能电感及第二充电电容，第一滤波电容连接在输入电源的输入端和电源参考端之间，第一开关管的源极连接电源输入端，第一开关管的漏极与第二开关管的源极连接，第二开关管的漏极连接电源参考端，第二开关管的源极还连接储能电感的输入端，储能电感的输出端作为调整变换器的电压输出端，第一开关管和第二开关管的栅极作为反馈信号输入端，第二充电电容连接在电压输出端和电源参考端之间；　电源信号先通过前级非隔离的电压调整变换器转换为稳定电压后，再输入后级半桥谐振变换器，后级半桥谐振变换器相当于一个固定变压比的功率变换器，输入的稳定电压再经过功 率变换后直接输出给负载供电；同时，后级半桥谐振变换器输出电压通过反馈控制电路直接去控制前级的非隔离电压调整变换器，使前级电压调整变换器输出的稳定电压是一个能使随着负载不同而变化的值，保持后级半桥谐振变换器工作在固定频率状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江剑，龚晟，张红军，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]