[實用新型]一種無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關電源

有效

• 申請號: 201220374932.9
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN202750023U
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 朱穎
• 申請（專利權）人: 美國躍華國際公司
• 主分類號: H02M7/12
• 分類號: H02M7/12;H02M5/293
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 王翀

技術領域

本實用新型涉及一種高頻開關電源，更具體的說，它涉及一種無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關電源。?

背景技術

目前，無橋整流技術大體都是圍繞著把工頻交流變為直流的技術路線來展開的，所以，這些方案中，都會有由整流二極管構成的AC/DC整流電路。現有無橋AC/DC整流技術與傳統的兩級和單級功率轉換電路相結合而形成兩類開關電源轉換裝置，無橋兩級高頻開關電源和無橋單級高頻開關電源。這兩種裝置最大的問題就是需要緩沖高壓儲能電容，在電源負荷變化較大時，電容上會形成很高的電壓應力，從而降低裝置的可靠性。這種裝置不可避免地需要整流二極管和高頻開關管，電路元器件多，控制復雜，系統瞬態反應慢，效率偏低。美國專利技術US6038142，提出一種有橋有源功率因數校正技術和一種單級全橋隔離的具有有源鉗位功能的Boost型轉換裝置。該技術在有AC/DC（Vin）整流橋的條件下，較好的解決了單級隔離電流型功率因數校正電路電壓應力問題和有源鉗位零電壓轉換，變壓器勵磁電流路徑，安全隔離及輸出整流濾波問題。但這種電路最大缺陷還是需要低效的AC/DC整流電路。?

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術中的不足，提供一種不需要把工頻交流轉變成直流，而是直接把工頻交流電變成高頻交流電，把功率因數校正和DC/DC轉換整流部分合并為一個整流輸出，真正做到無整流橋和無功率因數校正整流二極管和高頻開關管，無緩沖儲能高壓電容的無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關電源。?

本實用新型的技術方案如下：?

包括輸入交流串聯網絡、負荷耦合電路、輸出整流濾波電路、電壓鉗位電路、高頻開關網絡電路和控制該高頻開關網絡電路的控制電路；

高頻開關網絡電路，包括至少兩組雙向開關晶體管，該至少兩組雙向開關晶體管以電橋方式連接；

控制電路包括采樣監控電路和脈寬調制控制器；

采樣監控電路的輸入端與輸入交流輸入火線、中性線相連，采樣監控電路的另一個輸入端與所述的高頻網絡開關電路中兩個橋臂連接點相連；

采樣監控電路的輸入端監控輸入交流串聯網絡的正負半周信號，另一個輸入端輸入高頻開關網絡零電壓轉換條件信號；

脈寬調制控制器的輸入端與采樣監控電路的輸出端相連，脈寬調制控制器的輸出端與高頻開關網絡電路中的所有雙向開關晶體管的控制輸入端相連，脈寬調制控制器的另一個輸出端與輸出整流濾波電路相連；

脈寬調制控制器的輸入端輸入所述的采樣監控電路傳來的零電壓轉換控制信號，脈寬調制控制器的一個輸出端根據輸入端輸入的信號輸出控制信號驅動高頻開關網絡的各雙向開關晶體管的導通和關閉；所述的脈寬調制控制器的另一個輸出端輸出同步整流控制信號，為所述的負荷電路提供直流輸出電壓和電流；

其中，輸入交流串聯網絡的一個輸出端與電壓鉗位電路的輸入端相連，輸入交流串聯網絡的另一個輸出端與boost型輸入電抗器的輸入端相連；?boost型輸入電抗器輸出端與電壓鉗位電路的另一個輸入端相連；電壓鉗位電路的輸出端分別于高頻網絡開關電路中兩個橋臂連接點相連；負荷耦合電路的一個輸入端與高頻開關網絡電路的超前橋臂的中點相連，負荷耦合電路的另一個輸入端與高頻開關網絡電路的滯后橋臂的中點相連；負荷耦合電路的輸出端與輸出整流濾波電路的輸入端相連。

所述的電壓鉗位電路用于為高頻開關網絡電路提供零電壓轉換的條件，以限制高頻開關網絡各雙向開關晶體管在開關時的電壓尖峰?

所述的電壓鉗位電路在交流正半周階段，電壓鉗位電路中與交流電容器直接相連的雙向開關晶體管總是導通狀態，與boost型輸入電抗器直接相連的雙向開關晶體管與高頻開關網絡電路按脈寬調制方式聯動；所述的電壓鉗位電路在交流負半周階段，電壓鉗位電路中直接與boost型輸入電抗器相連的雙向開關晶體管總是導通狀態，直接與交流電容器相連的雙向開關晶體管與高頻開關網絡電路按脈寬調制方式聯動。

所述的高頻開關網絡電路是由四組雙向開關晶體管組成的推挽全橋或半橋電路。?

所述的高頻開關網絡電路是包括四組雙向開關晶體管的全橋電路。?

所述的高頻開關網絡電路是包括兩組雙向開關晶體管的半橋電路。?

所述的負荷耦合電路包括電感器、電容器和高頻變壓器。?

所述的負荷耦合電路中電感器、電容器串聯形成諧振回路，該諧振回路與高頻變壓器串聯。?

所述的負荷耦合電路中電感器、電容器串聯形成諧振回路，該諧振回路與高頻變壓器串聯,另一電感器與變壓器并聯，形成所謂LLC諧振電路。?