一种输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源制造技术

技术编号:40173688 阅读:4 留言:0更新日期:2024-01-26 23:42
本技术提供一种输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,包括依次串接在交流输入端和直流输出端之间的PFC电路、LLC半桥电路和整流电路,其特征在于:直流输出端V<subgt;0</subgt;和PFC电路的直流电压检测端Vsen之间串接HV‑OUT电压调节电路,该电路根据开关电源输出端电压V<subgt;0</subgt;调整PFC电路输出端HV‑OUT电压。本技术的电源系统发热量小,能够实现小型化;系统可靠性高,采用软开关技术便于EMC设计,综合成本低,适合多种电池充电场合的应用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关电源锂电池充电器领域,具体是一种llc串联谐振拓扑结构的开关电源改进电路。


技术介绍

1、近年来,应绿色环保,节能的要求,具有寿命长,高效节能的开关电源技术已经有了飞速发展和提高。开关电源也向着高频、高效、高功率和绿色电源发展,但是传统的硬开关电源在应用中出现很多问题,如随着频率升高开关交叉损耗变大导致效率低,高频整流二极管的反向恢复问题严重影响效率,且给emc设计带来很大的麻烦。为解决这些问题,软开关的技术应运而生。

2、llc谐振型开关变换器作为软开关的一种,具有工作频率高、损耗小、效率高、体积小、可靠性高等优点。其能够在全负载范围内实现原边开关管的zvs开通,次边整流二极管的zcs关断的特点和便于磁集成、便于emc设计等优势,在高频开关领域获得了广泛应用。

3、目前市场上高pf充电器有以下几种方案,a.两级方案:pfc+反激结构;b.两级方案:pfc+正激结构,c.两级方案:pfc+桥式结构,d.两级方案:pfc+llc结构,可实现高pf,低谐波,输出恒压恒流的直流充电电路。

4、以上四种方案都可以实现pf>0.95,实现恒压恒流的充电电路,但是方案a是硬开关电路,此拓扑结构只适合输出功率较小场合;b和c也是硬开关电路,给emc设计带来困难,且有较大的开关交叉损耗,需要较大的散热器或风扇来解决系统散热问题,还有输出端需要较大的储能电感,带来成本问题,难满足电源小型化要求;d.效率高,系统发热小,散热问题便于解决,输出端不需要储能电感,成本经济些,可以提高谐振频率,相应的磁性元件体积可以减小,可满足电源体积小型化要求,但是只适合输出的直流电压较窄的场合。

5、本方案技术主要针对市场上对充电器要求高pf,高效率,电源体积小型化,满足emc要求及低成本化的要求,对以上d方案进行改进优化,可以满足电池充电电压曲线的要求,可以实现输出较宽直流电压范围。

6、因此,亟待一种高pf高效、体积小,既满足emc要求又可以实现输出较宽的直流电压范围的开关电源。


技术实现思路

1、本技术的目的是针对市场上对充电器要求高pf,高效率,体积小以及满足emc要求及低成本化的问题,提出一种输出宽范围直流电压的llc谐振开关电源。

2、本技术的技术方案是:

3、一种输出宽范围直流电压的llc谐振开关电源,包括依次串接在交流输入端和直流输出端之间的pfc电路、llc半桥电路和整流电路,其特征在于:直流输出端v0和pfc电路的直流电压检测端vsen之间串接hv-out电压调节电路,该电路根据开关电源输出端电压v0调整pfc电路输出端hv-out电压。

4、进一步地,交流输入端电压ac100-240v。

5、进一步地,所述hv-out电压调节电路包括一个,或两个并联的检测电路,当开关电源输出端电压v0大于对应检测电路的基准电压时,对应检测电路输出端的电阻接入pfc电路的直流电压检测端vsen,从而调整hv-out电压。

6、进一步地,所述检测电路为两个,

7、检测电路一包括比较器u1、电阻r1、r2、r5、三极管qn1、qn2和光耦u3,所述比较器u1的检测端分别接基准电压1和开关电源输出端电压v0,比较器u1的输出端串接电阻r1后接三极管qn1的基极,三极管qn1的发射极接地,三极管qn1的集电极接光耦u3的输入端,光耦u3的输出端串接电阻r2后接三极管qn2的基极,三极管qn2的发射极接地,集电极串接电阻r5后作为检测电路一的输出接pfc电路的直流电压检测端vsen;

8、检测电路二包括比较器u2、电阻r3、r4、r6、三极管qn3、qn4和光耦u4,所述比较器u2的检测端分别接基准电压2和开关电源输出端电压v0,比较器u2的输出端串接电阻r3后接三极管qn3的基极,三极管qn3的发射极接地,三极管qn3的集电极接光耦u4的输入端,光耦u4的输出端串接电阻r4后接三极管qn4的基极,三极管qn4的发射极接地,集电极串接电阻r6后作为检测电路二的输出接pfc电路的直流电压检测端vsen。

9、进一步地,基准电压2>基准电压1。

10、进一步地,所述光耦u3、u4分别接辅助电源vc1、vc2的对应供电端。本技术的有益效果:

11、本方案采用pfc+llc谐振改进方案,实现系统效率至少提高4%,有效解决散热问题;输出纹波<2%,可使用较小滤波电容;可以使用较高的谐振频率,减少磁元件体积,功率密度可以大大提高,电源体积至少减少10%。

12、本技术的电源系统发热量小,能够实现小型化;系统可靠性高,采用软开关技术便于emc设计,综合成本低,适合多种电池充电场合的应用。

13、本技术的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,包括依次串接在交流输入端和直流输出端之间的PFC电路、LLC半桥电路和整流电路,其特征在于:直流输出端V0和PFC电路的直流电压检测端Vsen之间串接HV-OUT电压调节电路,该电路根据开关电源输出端电压V0调整PFC电路输出端HV-OUT电压。

2.根据权利要求1所述的输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,其特征在于交流输入端电压AC100-240V。

3.根据权利要求1所述的输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,其特征在于,所述HV-OUT电压调节电路包括一个,或两个并联的检测电路,当开关电源输出端电压V0大于对应检测电路的基准电压时,对应检测电路输出端的电阻接入PFC电路的直流电压检测端Vsen,从而调整HV-OUT电压。

4.根据权利要求3所述的输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,其特征在于,所述检测电路为两个,

5.根据权利要求4所述的输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,其特征在于,基准电压2>基准电压1。

6.根据权利要求4所述的输出宽范围直流电压的LLC谐振开关电源,其特征在于,所述光耦U3、U4分别接辅助电源VC1、VC2的对应供电端。

...

【技术特征摘要】

1.一种输出宽范围直流电压的llc谐振开关电源,包括依次串接在交流输入端和直流输出端之间的pfc电路、llc半桥电路和整流电路,其特征在于:直流输出端v0和pfc电路的直流电压检测端vsen之间串接hv-out电压调节电路,该电路根据开关电源输出端电压v0调整pfc电路输出端hv-out电压。

2.根据权利要求1所述的输出宽范围直流电压的llc谐振开关电源,其特征在于交流输入端电压ac100-240v。

3.根据权利要求1所述的输出宽范围直流电压的llc谐振开关电源,其特征在于,所述hv-out电压调节电路包括一个,...

【专利技术属性】
技术研发人员:方以锋
申请(专利权)人:江苏谊和电子有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1