一种电源电路和电源设备制造技术

本申请公开了一种电源电路和电源设备，该电源电路包括：直流电源、主控电路、全桥逆变电路、谐振电路、隔离变压器以及调节电路，隔离变压器包括原边绕组和副边绕组；其中，全桥逆变电路连接直流电源、主控电路以及谐振电路，谐振电路连接原边绕组，原边绕组耦合副边绕组，调节电路连接副边绕组，且主控电路和调节电路用于连接外部的负载电路；主控电路和调节电路检测负载电路的输入电压，以根据输入电压分别控制全桥逆变电路的工作模式和原边绕组与副边绕组的等效匝数比；其中，工作模式包括全桥工作模式和半桥工作模式。本申请中的电源电路开关损耗较低，转换效率高，输出功率的范围较宽广。宽广。宽广。

【技术实现步骤摘要】
一种电源电路和电源设备


[0001]本申请涉及电源管理
，尤其涉及一种电源电路和电源设备。

技术介绍

[0002]现今，因电压变换器是实现电气系统电能变换和传输的重要电气设备，被广泛应用于国民经济的各行各业，特别是近几年来，随着电动汽车市场在国内外的快速发展，作为电动汽车充电系统核心DC/DC(直流变直流)变换器的研究愈发重视。目前市场上主流的充电模块均以全桥LLC(电感电容电路)拓扑或其它衍生LLC拓扑为主要电路形式。但同时，充电模块为了兼容更多不同车型、不同电压等级电池的充电系统，DC/DC变换器充电模块的输出电压范围往往需覆盖到50V
‑
1000V，超宽的输出电压范围给LLC的高效率转化也带来了一定的挑战。
[0003]而虽然LLC变换器辅以高低压组合方式实现了宽电压范围输出，但往往受拓扑结构和控制方式限制，以致在直流输出为50V
‑
200V时，往往会存在变换器中的开关管频率远高于谐振频率，造成开关管应力严峻，模块转换效率低，输出功率受限等问题。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种电源电路和电源设备，该电源电路能够解决现有技术中的电压变换器在兼顾宽电压输出时，将造成开关管应力严峻，模块转换效率低，输出功率受限的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种电源电路，其中，该电源电路包括：直流电源、主控电路、全桥逆变电路、谐振电路、隔离变压器以及调节电路，隔离变压器包括原边绕组和副边绕组；其中，全桥逆变电路连接直流电源、主控电路以及谐振电路，谐振电路连接原边绕组，原边绕组耦合副边绕组，调节电路连接副边绕组，且主控电路和调节电路用于连接外部的负载电路；主控电路和调节电路检测负载电路的输入电压，以根据输入电压分别控制全桥逆变电路的工作模式和原边绕组与副边绕组的等效匝数比；其中，工作模式包括全桥工作模式和半桥工作模式。
[0006]其中，主控电路在确定输入电压高于第一电压阈值时，向全桥逆变电路发送第一控制信号，以使全桥逆变电路工作在全桥工作模式；主控电路在确定输入电压低于第一电压阈值，并高于第二电压阈值时，向全桥逆变电路发送第二控制信号，以使全桥逆变电路工作在全桥工作模式；主控电路在确定输入电压低于第二电压阈值时，向全桥逆变电路发送第三控制信号，以使全桥逆变电路工作在半桥工作模式。
[0007]其中，全桥逆变电路包括第一电容、第二电容、第一至第八开关管以及第一至第四续流二极管；其中，第一电容的第一端连接直流电源的正极、第一开关管的第一端以及第五开关管的第一端，第一电容的第二端连接第二电容的第一端、第一续流二极管的第一端、第二续流二极管的第二端、第三续流二极管的第一端、第四续流二极管的第二端，第一开关管的第二端连接第一续流二极管的第二端和第二开关管的第一端，第五开关管的第二端连接
第三续流二极管的第二端和第六开关管的第一端，第二开关管的第二端连接第三开关管的第一端和全桥逆变电路的第一端，第六开关管的第二端连接第七开关管的第一端和全桥逆变电路的第二端，第三开关管的第二端连接第二续流二极管的第一端、第四开关管的第一端，第七开关管的第二端连接第四续流二极管的第一端和第八开关管的第一端，第二电容的第二端连接直流电源的负极、第四开关管的第二端以及第八开关管的第二端，第一至第八开关管的第三端分别连接于主控电路的第一至第八端。
[0008]其中，主控电路在确定输入电压高于第二电压阈值时，在向第一开关管、第二开关管、第七开关管以及第八开关管发送驱动信号后，交替向第三开关管、第四开关管、第五开关管以及第六开关管发送驱动信号。
[0009]其中，主控电路在确定输入电压低于第二电压阈值时，在向第一开关管和第二开关管发送驱动信号后，交替向第三开关管和第四开关管发送驱动信号，并持续向第五开关管和第六开关管发送驱动信号。
[0010]其中，主控电路在确定输入电压低于第二电压阈值时，在向第一开关管和第二开关管发送驱动信号后，交替向第三开关管和第四开关管发送驱动信号，并持续向第七开关管和第八开关管发送驱动信号。
[0011]其中，主控电路在确定输入电压低于第二电压阈值时，在向第五开关管和第六开关管发送驱动信号后，交替向第七开关管和第八开关管发送驱动信号，并持续向第一开关管和第二开关管发送驱动信号；或，在向第五开关管和第六开关管发送驱动信号后，交替向第七开关管和第八开关管发送驱动信号，并持续向第三开关管和第四开关管发送驱动信号。
[0012]其中，副边绕组包括第一副边绕组和第二副边绕组，第一副边绕组和第二副边绕组耦合原边绕组，并连接调节电路。
[0013]其中，调节电路在确定输入电压高于第一电压阈值时，向第一副边绕组和第二副边绕组发送第一调节信号，以使第一副边绕组与第二副边绕组相串联；调节电路在确定输入电压低于第一电压阈值，并高于第二电压阈值时，向第一副边绕组和第二副边绕组发送第二调节信号，以使第一副边绕组与第二副边绕组相并联；调节电路在确定输入电压低于第二电压阈值时，向第一副边绕组和第二副边绕组发送第三调节信号，以使第一副边绕组与第二副边绕组相并联。
[0014]为解决上述技术问题，本申请采用的又一个技术方案是：提供一种电源设备，其中，该电源设备包括壳体及连接于壳体的电源电路；其中，该电源电路为如上任一项所述电源电路。
[0015]本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的电源电路中的主控电路和调节电路能够对应检测负载电路的输入电压，以根据该输入电压灵活控制全桥逆变电路工作在全桥工作模式或半桥工作模式，并辅以对原边绕组与副边绕组的等效匝数比的配合控制，从而能够有效降低电源电路中的开关管电压应力，以实现变换器的超宽输出电压范围，且电源电路中的开关管在各个电压输出范围内可以实现在谐振电路的谐振频率点附近工作，以便最优的谐振软开关实现，减小开关损耗，提高变换器整体转换效率，并使输出功率的范围更宽广。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0017]图1是本申请电源电路第一实施例的结构示意图；
[0018]图2是本申请电源电路第二实施例的结构示意图；
[0019]图3是全桥逆变电路工作在全桥工作模式时各开关管的驱动波形示意图；
[0020]图4是全桥逆变电路工作在半桥工作模式时各开关管在一实施例中的驱动波形示意图；
[0021]图5是全桥逆变电路工作在半桥工作模式时各开关管在另一实施例中的驱动波形示意图；
[0022]图6是本申请电源电路在全桥逆变电路分别工作在全桥工作模式和半桥工作模式下的输出电压示意图；
[0023]图7是本申请电源电路在全桥逆变电路分别工作在全桥工作模式和半桥工作模式下输出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：直流电源、主控电路、全桥逆变电路、谐振电路、隔离变压器以及调节电路，所述隔离变压器包括原边绕组和副边绕组；其中，所述全桥逆变电路连接所述直流电源、所述主控电路以及所述谐振电路，所述谐振电路连接所述原边绕组，所述原边绕组耦合所述副边绕组，所述调节电路连接所述副边绕组，且所述主控电路和所述调节电路用于连接外部的负载电路；所述主控电路和所述调节电路检测所述负载电路的输入电压，以根据所述输入电压分别控制所述全桥逆变电路的工作模式和所述原边绕组与所述副边绕组的等效匝数比；其中，所述工作模式包括全桥工作模式和半桥工作模式。2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述主控电路在确定所述输入电压高于第一电压阈值时，向所述全桥逆变电路发送第一控制信号，以使所述全桥逆变电路工作在全桥工作模式；所述主控电路在确定所述输入电压低于所述第一电压阈值，并高于第二电压阈值时，向所述全桥逆变电路发送第二控制信号，以使所述全桥逆变电路工作在全桥工作模式；所述主控电路在确定所述输入电压低于所述第二电压阈值时，向所述全桥逆变电路发送第三控制信号，以使所述全桥逆变电路工作在半桥工作模式。3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述全桥逆变电路包括第一电容、第二电容、第一至第八开关管以及第一至第四续流二极管；其中，所述第一电容的第一端连接所述直流电源的正极、第一开关管的第一端以及第五开关管的第一端，所述第一电容的第二端连接所述第二电容的第一端、第一续流二极管的第一端、第二续流二极管的第二端、第三续流二极管的第一端、所述第四续流二极管的第二端，所述第一开关管的第二端连接所述第一续流二极管的第二端和第二开关管的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述第三续流二极管的第二端和第六开关管的第一端，所述第二开关管的第二端连接第三开关管的第一端和所述全桥逆变电路的第一端，所述第六开关管的第二端连接第七开关管的第一端和所述全桥逆变电路的第二端，所述第三开关管的第二端连接所述第二续流二极管的第一端、第四开关管的第一端，所述第七开关管的第二端连接所述第四续流二极管的第一端和所述第八开关管的第一端，所述第二电容的第二端连接所述直流电源的负极、所述第四开关管的第二端以及所述第八开关管的第二端，所述第一至第八开关管的第三端分别连接于所述主控电路的第一至第八端。4.根据权利要求3所述的电源电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耿博，史栋毅，曹彦哲，吴学政，魏宇亮，王科磊，
申请(专利权)人：西安麦格米特电气有限公司，
类型：发明
国别省市：