[發明專利]一種無電解隔離型諧振開關電源

在審

• 申請號: 201410021452.8
• 申請日: 2014-02-26
• 公開（公告）號: CN103762859A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 楊華新;王紹先
• 申請（專利權）人: 楊華新;王紹先
• 主分類號: H02M7/04
• 分類號: H02M7/04;H02M1/44;H02M1/42;H02M3/335
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 侯蔚寰

技術領域

????本發明應用于工礦惡劣的需要直流供電的設備，主要包括大功率LED燈具以及機械設備，具體的說是涉及一種無電解隔離型諧振開關電源。

背景技術

目前針對大功率LED燈具以及機械設備所用的直流驅動電源為燈具以及設備正常工作提供電能（直流電），它能將交流電的輸入電壓逆變成負載所需的直流電壓或電流，當輸入電壓或負載發生變化時依然能夠為負載提供穩定的電壓和電流，從而保障負載的正常工作。在實現方法一般采用將交流電整流成直流電，通過直流逆變穩壓技術實現穩定的直流輸出。

????這類電源中都有一個必不可少的重要器件電解電容，電解電容起到儲能和平抑低頻紋波的作用，是電源能夠輸出符合負載工作要求的保證性器件，電解電容所含的電解質對于工作溫度和存儲時間都有限制條件，行業公認電解電容在標稱溫度下工作時限是8000-10000小時，電解質在工作過程中有趨于干涸的過程，這將致使電解電容的容量值的下降，從而使得電源輸出的參數變壞，甚至使電源失效，由于電源的其他組成器件（變壓器、電感、晶體管以及集成電路）在允許的工作溫度和壽命上都遠遠大于電解電容的工作許可條件，所以在評估電源的性能和壽命上電解電容就是主要的短板，它主要限定了電源的壽命和參數的穩定性。

發明內容

針對上述技術中的不足，本發明提供了一種無電解隔離型諧振開關電源，該開關電源在本發明的電源中使用無極性高頻電容取代電解電容，這種取代不是簡單的更換，由于無極性高頻電容在實際應用中都有體積上的限定，與電解電容同體積的無極性高頻電容的容量只有電解電容的四十分之一，所以為滿足燈具和設備的安裝要求，電源的外形尺寸被限定，那么無極性高頻電容的容量值遠遠低于傳統電源的電解電容容量。

為解決上述技術問題，本發明通過以下方案來實現：一種無電解隔離型諧振開關電源，包括：

對輸入的交流電整流成直流，同時采用差模電感LF1、共模電感LF2/LF3、濾波電容器件CY1/CY2/CY3/CX1/CX2對進入電源和電源內部反射到電網的傳導噪聲進行抑制的整流濾波模塊；

采用有源功率因數校正電路保證電源具有高的功率因數校正模塊；

將PFC輸出的直流逆變成符合負載要求的電壓或電流直流逆變模塊；

采樣電壓或電流的變化量，將這個變化量反饋給逆變控制芯片來調節輸出量，以期達到輸出的穩定的反饋控制模塊。

進一步的，無電解隔離型諧振開關電源還包括為功率因數校正模塊、直流逆變模塊、反饋控制模塊、輔助電源芯片和電路供給相應電能的輔助電源模塊。

進一步的，所述差模電感LF1、共模電感LF2/LF3串聯在電路中，與濾波電容器件CY1/CY2/CY3/CX1/CX2濾除電網端的噪聲，以及抑制電源向電網的傳導噪聲，避免電網噪聲對電源工作的影響，滿足電磁兼容的要求。

進一步的，在共模電感LF2/LF3后電性連接整流橋DB1,?該整流橋DB1整流獲得直流，經PFC電感L1、整流二極管D1、開關管Q1、無極性電容C3以及PFC控制芯片共同作用下校正流經輸入端的電壓、電流的相位以及總諧波失真，實現功率因數校正的目的。

進一步的，所述PFC電感L1輸出的直流加載到由開關管Q2、開關管Q3、L3、隔離開關變壓器T2、C15組成的半橋諧振電路，U3是開關管Q2、開關管Q3的驅動控制實現固定占空比的變頻調制，其工作頻率依據負載的大小進行相應的變化，同時U3通過光耦接收輸出端的變量信號，其對該變量進行內部運算調節開關頻率，穩定輸出參數。

進一步的，所述開關管Q2、開關管Q3的驅動變壓器是T3，L3、C15以及隔離開關變壓器T2初級電感共同組成LLC諧振電路，使得隔離開關變壓器T2的初級電流波形是準正弦波，因此次級的電流波形也和初級相同，這將有效降低開關管Q2、開關管Q3的開關損耗，降低溫升提高電源的轉換效率。

進一步的，所述隔離開關變壓器T2實現輸出端與輸入端的絕緣隔離，提高電源的安全性；D4、D5是高頻整流管，它們將T2次級輸出的交變電轉為直流，經無極性電容L2和無極性電容C8濾波到輸出端，R15是采樣電阻，其對回流到T2的電流進行采樣，次采樣電壓經過運放U4的放大處理驅動光耦U5B的光電管，由于流過U5A的電流變化帶來U5B的Vce變化，從而調節工作頻率，穩定輸出參數，這部分實現不論輸入電壓和負載的變化，確保流進負載的電流穩定在預期范圍之內。

本發明的有益效果是：