【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源电路，尤其涉及一种较大功率场景下的电源电路技术。
技术介绍
1、现有技术中应用在较大功率(非200瓦以下)或大功率场景下的电源模块一般包括前后两级电路，前级一般采用基于boost整流器或者等效于boost电路的各种拓扑电路实现功率因数跟踪(也称为pfc)，主流的pfc拓扑方案为三相三线制三电平vienna(例如还包括：两路交错并联三相三线制三电平vienna、单相交错式三相三线制三电平vienna、图腾柱拓补电路、boost电路)；后级dc-dc的方案一般通过基于全桥或者半桥的电路拓扑方式实现降压/稳压。
2、参附图1所示现有技术中电源模块的前级实现pfc的拓扑电路，具体为三相三线制三电平vienna电路的连接示意图，参图2所示为现有技术中的电源模块的后级dc-dc拓扑电路，实现电源模块的稳压/隔离，具体为两组交错式串联二电平全桥llc的连接示意图，仅从图1及图2便可看出现有技术的电源电路包括的元器件多、电路结构非常复杂，必然导致电源电路稳定性差等问题。
3、现有技术使用两级电路实现pfc(power factor correction，译文：功率因数跟踪)及通过dc/dc实现降压/稳压的电源模块产品能耗较高：作为举例，满载效率维持在95％～95.5％之间的电源模块，目前在市场上常见的有：华为编号为r100030g1的充电模块产品公开资料记载其满载效率为95.35％，英飞源产品编号为reg1k0100a2的充电模块产品，公开资料记载其满载效率95.5％等，若以满载效率为95.5％、功率为
4、由此可见，现有技术的电源模块一般需要前后两级电路实现电源的转换和传输，元器件多且电路连接复杂，存在转化率低，同样的转化率成本高、能量损耗大、稳定性较差等问题。
技术实现思路
1、本申请的一个目的是提供一种电源电路及基于该电源电路的第一、第二、第三扩展电源电路，可以解决现有技术中电源电路转化率低、同样的电能转化率成本高、稳定性差等问题。
2、本申请提供一种电源电路，所述电源电路包括信息采集模块、电源电路单元及控制器，其中所述电源电路单元包括电感、开关、电容、变压器、输出半波整流模块；
3、为电源电路提供电能的输入电源的一端与所述电感的一端相连接，所述电感的另一端与所述电容的一端及所述开关的一端相连接；所述电容的另一端与所述变压器的原边绕组的一端相连接；所述开关的另一端及所述变压器原边绕组的另一端与输入电源的另一端相连接并接地；所述变压器副边绕组的其中一个输出端与所述输出半波整流模块相连接，所述半波整流模块的输出端及所述变压器副边绕组的另一个输出端为所述电源电路单元向负载提供电能的输出端；
4、所述信息采集模块用于采集所述电源电路单元电能输入和/或输出端的信息；
5、所述控制器与所述信息采集模块及所述开关相连接，用于根据所述信息采集模块采集的信息及负载对电源电路的输出需求，生成控制所述开关占空比及频率的指令信息，并控制所述开关执行所述指令信息。
6、优选地，所述电源电路输入电压最大值v入与输出电压最大值v出的比例为v入∶v出＝0.2-8.0，输出功率大于200w时，所述电容的参数范围为30nf-3μf，所述变压器原边绕组电感量范围为10μh-1000μh；所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原∶r副＝1∶5-5∶1。
7、优选地，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入∶v出＝0.2-1.0，输出功率200w-1000w时，所述变压器原边绕组的电感量范围为10μh-1000μh，所述电容的参数范围为100nf-3μf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原∶r副＝1∶5-1∶1。
8、优选地，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入∶v出＝0.5-1.5，输出功率1000w-2000w时，所述变压器原边电感量范围为30μh-1000μh，所述电容参数范围为50nf-3μf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原∶r副＝1∶2-2∶1。
9、优选地，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入∶v出＝5-8，输出功率1000w-2000w时，所述变压器原边电感量范围为50μh-250μh，所述电容参数范围为200nf-800nf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原∶r副＝2∶1-5∶1。
10、优选地，所述电源电路的输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入∶v出＝2-5，输出功率2000w-10000w时，所述变压器原边电感量范围为50μh-250μh，所述电容参数值范围为200nf-800nf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原∶r副＝1∶1-2∶1。
11、优选地，在所述电源电路的输入电源为交流电时，所述电源电路还包括为所述电感提供直流电输入的输入整流模块。
12、优选地，所述电源电路的输入整流模块为全波整流电路或半波整流电路。
13、优选地，所述电源电路的输出半波整流模块通过二极管实现半波整流。
14、优选地，所述电源电路的输出半波整流模块通过第五开关及控制所述第五开关的第五控制器实现半波整流。
15、优选地，所述第五控制器根据电源电路的控制器控制开关为变压器的副边绕组感应电能的模式控制第五开关的开关模式。
16、优选地，所述电源电路的开关通过双向开关、开关组件或可控制开关器件实现。
17、优选地，所述电源电路中变压器漏感值范围为小于1.5％。
18、优选地，所述电源电路中变压器结构为铜箔或u型金属片，且绕组方式为并绕。
19、优选地，所述电源电路的电感配合所述控制器对开关工作状态的控制，使所述电源电路同时实现功率因数跟踪及根据输出需要的升/降压的动态调整。
20、本申请还提供一种第一扩展电源电路，在输入电源为交流电时，包括上述的两个电源电路单元，所述第一扩展电源电路包括第一电源电路单元、第二电源电路单元，及用于采集所述第一扩展电源电路的输入及输出端的电压/电流信息的第一信息采集模块，及分别与所述第一、第二电源电路单元相连接的第一二极管、第二二极管，及与所述第一信息采集模块相连接用于控制所述第一/第二电源电路单元中的开关工作状态的第一控制中心。
21、优选地，当输入电源通过所述第一二极管向所述第一电源电路单元输入电流时，所述第一控制中心控制第二电源电路单元的开关处于断开状态，所述第一电源电路单元正常工作；
22、当输入电源通过所述第二二极管向所述第二电源电路单元输入电流时，所述第一控制中心控制第一电源电路单元的开关处于断开状态，所述第二电源电路单元正常工作。
23、优选地，所述第一电源电路的提供电能的输出端与所述第二电源电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电源电路，其特征在于，所述电源电路包括：信息采集模块、电源电路单元及控制器，其中所述电源电路单元包括电感、开关、电容、变压器、输出半波整流模块；
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路输入电压最大值V入与输出电压最大值V出的比例为V入:V出＝0.2-8.0，输出功率大于200W时，所述电容的参数范围为30nF-3μF，所述变压器原边绕组电感量范围为10μH-1000μH；所述变压器原边/副边绕组比例范围为R原:R副＝1:5-5:1。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为V入:V出＝0.2-1.0，输出功率200W-1000W时，所述变压器原边绕组的电感量范围为10μH-1000μH，所述电容的参数范围为100nF-3μF，所述变压器原边/副边绕组比例范围为R原:R副＝1:5-1:1。
4.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为V入:V出＝5.0-8.0，输出功率1000W-2000W时，所述变压器原边
5.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为V入:V出＝0.5-1.5，输出功率1000W-2000W时，所述变压器原边电感量范围为30μH-1000μH，所述电容参数范围为50nF-3μF，所述变压器原边/副边绕组比例范围为R原:R副＝1:2-2:1。
6.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路的输入电压最大值与输出电压最大值的比例为V入:V出＝2.0-5.0，输出功率2000W-10000W时，所述变压器原边电感量范围为50μH-250μH，所述电容参数值范围为200nF-800nF，所述变压器原边/副边绕组比例范围为R原:R副＝1:1-2:1。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路单元的输入电源为交流电时，所述电源电路还包括为所述电感提供直流电输入的输入整流模块。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元的输出半波整流模块通过二极管实现半波整流。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元的输出半波整流模块通过第五开关及控制所述第五开关的第五控制器实现半波整流。
10.根据权利要求9所述的电源电路，其特征在于，所述第五控制器根据电源电路的控制器控制开关为变压器的副边绕组感应电能的模式控制第五开关的开关模式。
11.根据权利要求1至6及10中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元的开关通过双向开关、开关组件或可控制开关器件实现。
12.根据权利要求1至6及10中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元中变压器漏感值范围为小于1.5％。
13.根据权利要求1至6及10中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元中变压器结构为铜箔或U型金属片，且绕组方式为并绕。
14.根据权利要求1至6及10中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路的电感配合所述控制器对开关工作状态的控制，使所述电源电路同时实现功率因数跟踪及根据输出需要的升/降压的动态调整。
15.一种第一扩展电源电路，其特征在于，在输入电源为交流电时，包括如权利要求1至14中任一项所述的两个电源电路单元，所述第一扩展电源电路包括第一电源电路单元、第二电源电路单元，及用于采集所述第一扩展电源电路的输入及输出端的电压/电流信息的第一信息采集模块，及分别与所述第一、第二电源电路单元相连接的第一二极管、第二二极管，及与所述第一信息采集模块相连接用于控制所述第一/第二电源电路单元中的开关工作状态的第一控制中心。
16.根据权利要求15所述的第一扩展电源电路，其特征在于，当输入电源通过所述第一二极管向所述第一电源电路单元输入电流时，所述第一控制中心控制第二电源电路单元的开关处于断开状态，所述第一电源电路单元正常工作；
17.根据权利要求15或16所述的第一扩展电源电路，其特征在于，所述第一电源电路的提供电能的输出端与所述第二电源电路的提供电能的输出端串联或并联连接。
18.一种第二扩展电源电路，其特征在于，在输入电源为交流电时，所述第二扩展电源电路包括如权利要求1至14中任一项所述的两个电源电路单...
【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：信息采集模块、电源电路单元及控制器，其中所述电源电路单元包括电感、开关、电容、变压器、输出半波整流模块；
2.根据权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路输入电压最大值v入与输出电压最大值v出的比例为v入:v出＝0.2-8.0，输出功率大于200w时，所述电容的参数范围为30nf-3μf，所述变压器原边绕组电感量范围为10μh-1000μh；所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副＝1:5-5:1。
3.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入:v出＝0.2-1.0，输出功率200w-1000w时，所述变压器原边绕组的电感量范围为10μh-1000μh，所述电容的参数范围为100nf-3μf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副＝1:5-1:1。
4.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入:v出＝5.0-8.0，输出功率1000w-2000w时，所述变压器原边电感量范围为50μh-250μh，所述电容参数范围为200nf-800nf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副＝2:1-5:1。
5.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入:v出＝0.5-1.5，输出功率1000w-2000w时，所述变压器原边电感量范围为30μh-1000μh，所述电容参数范围为50nf-3μf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副＝1:2-2:1。
6.根据权利要求2所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路的输入电压最大值与输出电压最大值的比例为v入:v出＝2.0-5.0，输出功率2000w-10000w时，所述变压器原边电感量范围为50μh-250μh，所述电容参数值范围为200nf-800nf，所述变压器原边/副边绕组比例范围为r原:r副＝1:1-2:1。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路，其特征在于，在所述电源电路单元的输入电源为交流电时，所述电源电路还包括为所述电感提供直流电输入的输入整流模块。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元的输出半波整流模块通过二极管实现半波整流。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元的输出半波整流模块通过第五开关及控制所述第五开关的第五控制器实现半波整流。
10.根据权利要求9所述的电源电路，其特征在于，所述第五控制器根据电源电路的控制器控制开关为变压器的副边绕组感应电能的模式控制第五开关的开关模式。
11.根据权利要求1至6及10中任一项所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路单元的开关通过双向开关、开关组件或可控制开关...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏昕，毕硕威，
申请(专利权)人：深圳易能时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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