一种高效率的交流-直流电压转换电路制造技术

依据本发明专利技术的一种高效率的交流-直流电压转换电路，其利用两级结构将输入的交流电源转换为一恒定的直流输出，在第一工作状态时，所述交流电源依次经过两级电压转换电路产生电信号为负载供电；在第二工作状态时，控制第一级电压转换电路的输出与期望电信号匹配以为负载供电，以提高电路的转换效率。由于第二级电压转换电路的拓扑结构优选为降压型变换器，对其输出电容的容值要求较低，无需采用电解电容即可达到要求，降低了成本；另外，交流-直流电压转换电路中的反激式变换器优选采用原边控制方式，而无需采用光耦元件等，因此有利于电路集成。由此采用依据本发明专利技术的交流-直流电压转换电路具有高效率、易集成、低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，更具体的说，涉及一种高效率的交流-直流电压转换电路。
技术介绍
目前交流-直流电压转换电路中比较常用的 两级结构包括PFC电路和反激式变换器。参考图1，为现有技术中由PFC电路和反激式变换器组成的两级式交流-直流电压转换电路的原理框图。其中前一级PFC电路用以提高功率因数，进而提高电源的工作效率，而后级的反激式变换器用以将前级的输出电压通过隔离式的拓扑结构传输至副边。但是由于带有PFC功能的交/直流电路通常采用升压型电路，其输出电压比输入电压高，在用于输入电压较高的宽输出电压范围场合时，将造成输出电压进一步提高，因此某些电路器件如图I中的二极管D1、开关管Q1、开关管Q2以及电容C1均需要采用耐高压器件，此外，电容C1的储能容量也会增大，因此成本较高；另外无论负载如何变化，其两级式结构一直处于工作状态，电路的转换效率难以提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高效率的交流-直流电压转换电路，其利用两级结构将输入的交流电源转换为一恒定的直流输出，在第一工作状态时，所述交流电源依次经过两级电压转换电路产生电信号为负载供电；在第二工作状态时，控制第一级电压转换电路的输出与期望电信号匹配以为负载供电，以提高电路的转换效率。由于第二级电压转换电路的拓扑结构优选为降压型变换器，对其输出电容的容值要求较低，无需采用电解电容即可达到要求，降低了成本；另外，交流-直流电压转换电路中的反激式变换器优选采用原边控制方式，而无需采用光耦元件等，因此有利于电路集成。由此采用依据本专利技术的交流-直流电压转换电路具有高效率、易集成、低成本的优点。依据本专利技术一实施例的一种高效率的交流-直流电压转换电路，包括第一级电压转换电路和第二级电压转换电路，其中，所述第一级电压转换电路为具有功率因数校正功能的隔离型拓扑结构，用以将接收到的交流电源转换为第一输出电压；所述第二级电压转换电路为非隔离型拓扑结构，用以将接收到的所述第一输出电压转换为一;〖亘定的电信号；在第一工作状态时，所述交流电源依次经过第一级电压转换电路和第二级电压转换电路后，产生所述恒定的电信号来驱动后续负载；在第二工作状态时，所述第二级电压转换电路不进行电压转换操作，所述第一级电压转换电路根据当前期望电信号将所述交流电源进行电压转换，以使所述第一级电压转换电路的输出电信号与所述当前期望电信号相匹配。进一步的，所述第一级电压转换电路包括一整流桥，一反激式变换器和一功率因数校正控制电路；其中，所述整流桥与所述交流电源连接，以将所述交流电源转换为一直流电压；所述反激式变换器分别与所述整流桥和所述功率因数校正控制电路连接，以接收所述直流电压，所述功率因数校正控制电路控制所述反激式变换器的输入电压和输入电流同相位。优选的，在第二工作状态时，通过调节所述第一级电压转换电路中的反馈电路的反馈电压或其基准值，以使所述 第一级电压转换电路的输出电信号与所述当前期望电信号相匹配。优选的，在第一工作状态时，所述第二级电压转换电路工作在PWM模式，通过控制开关管的占空比维持输出电信号的恒定；在第二工作状态时，所述第二级电压转换电路的输入端和输出端之间的支路保持直通状态，其他支路保持关断状态以停止电压转换操作。优选的，所述第二级电压转换电路的拓扑结构为非隔离型非同步降压电路，在第二工作状态时，其主功率开关管保持导通状态。优选的，所述第二级电压转换电路的拓扑结构为非隔离型同步降压电路，在第二工作状态时，其主功率开关管保持导通状态，同步功率开关管保持关断状态。进一步的，所述交流-直流电压转换电路进一步包括选择电路、PWM控制电路和线性调节电路，在第一工作状态时，所述选择电路选择所述PWM控制电路控制所述第二级电压转换电路中开关管的开关动作；在第二工作状态时，所述选择电路选择所述线性调节电路控制所述第二级电压转换电路中开关管的开关动作。进一步的，所述交流-直流电压转换电路进一步包括，PWM控制电路、检测电路和逻辑电路；其中，所述检测电路在第二工作状态时输出一有效信号；所述PWM控制电路输出的PWM控制信号以及所述检测电路输出的有效信号通过所述逻辑电路控制所述第二级电压转换电路中开关管的开关状态。优选的，所述反激式变换器采用原边控制方式，通过采样所述反激式变换器的辅助绕组的输出电压控制所述反激式变换器的工作状态。优选的，所述反激式变换器进一步包括一原边开关管，所述反激式变换器的原边与所述原边开关管相连接，所述功率因数校正控制电路采用准谐振控制方式控制所述原边开关管的开关动作。附图说明图I所示为现有的一种两级式交流-直流电压转换电路的原理框图。图2所示为依据本专利技术的一种交流-直流电压转换电路的第一实施例的电路图；图3所示为依据本专利技术的一种交流-直流电压转换电路的第二实施例的电路图；图4所示为依据本专利技术的一种交流-直流电压转换电路的第三实施例的电路图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的几个优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。参考图2，所示为依据本专利技术的一种交流-直流电压转换电路的第一实施例的电路图；其包括第一级电压转换电路和第二级电压转换电路。其中，所述第一级电压转换电路为具有功率因数校正功能的隔离型拓扑结构，其具体包括一整流桥，一反激式变换器和一功率因数校正控制电路；其中，所述整流桥与所述交流电源连接，以将所述交流电源转换为一直流电压；所述反激式变换器分别与所述整流桥和所述功率因数校正控制电路连接，以接收所述直流电压；一原边开关管S1与所述反激式变换器的原边相连接，所述功率因数校正控制电路控制所述原边开关管S1的开关动作，以达到所述反激式变换器的输入电压和输入电流同相位，提高功率因数的目的。所述反激式变换器的副边输出经过一输出二极管D1和一输出电容Cratl后,得到第一输出电压Vtjutl ；所述第二级电压转换电路为非隔离型拓扑结构，在本实施例中具体包括一直流/直流变换器，用以将接收到的所述第一输出电压Vwtl转换为一恒定的直流电压Vtjut输出。为了提高整个电路的转换效率，在第一工作状态时，即所述交流-直流电压转换电路正常工作时，所述交流电源依次经过所述第一级电压转换电路和第二级电压转换电路后，产生恒定直流电压来驱动后续负载；在实际应用中所述第二级电压转换电路可以工作在PWM模式。在第二工作状态时，即所述交流-直流电压转换电路工作在待机状态时，所述第二级电压转换电路通过逻辑控制或线性控制使输入端和输出端之间的支路保持导通，其他支路关断以停止电压转换操作，所述第一级电压转换电路根据当前驱动负载的期望电信号对所述交流电源进行电压转换，使其输出的电信号与期望电信号匹配，以为负载供电。在这里需要说明的是对所述原边开关管S1的控制，其控制模式不限，峰值电流控制模式，恒导通时间控制、平均电流模式控制、单周控制等任何合适的控制模式，均适用于本专利技术。而第二级电压转换电路的拓扑结构也可以为buck、boost、cuk、zeta或sepic等常规非隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鸿国，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：