[發明專利]一種正反混激式開關電源

在審

• 申請號: 201410412232.8
• 申請日: 2014-08-20
• 公開（公告）號: CN104158407A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 曾茂良;陳俊輝;謝俊和
• 申請（專利權）人: 成都邁碩電氣有限公司
• 主分類號: H02M3/338
• 分類號: H02M3/338
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 郭霞

所屬技術領域

本發明涉一種正反混激式開關電源。

背景技術

隨著經濟的發展，環境污染問題和能源緊缺問題日益嚴重。可再生能源的開發利用是解決這個問題的有效方法之一。可再生能源發電主要有風力、光伏、水利、燃料電池等，但是，受氣候條件的影響，可再生能源具有輸出電壓范圍寬的特點。因此，為了能有效的利用新能源，需要一種能在寬輸入電壓范圍內高效工作的DC/DC變換器。根據工作模式的不同，DC-DC變換器可分為降壓式、升壓式、降壓/升壓式、反激式、正激式、半橋式、全橋式、推挽式等拓撲結構。

推挽正激變換器因其兼具正激電路和推挽電路的優點而成為了低壓大電流的優選方案，在推挽正激電路的整流方式中，全波整流是整流電路中效率最高的一種整流方式，然而全波整流推挽正激電路是在硬開關的狀態下工作，這樣的工作模式不僅產生大量的熱和電磁干擾噪聲，浪費了大量的能源，而且嚴重降低了變換器的效率和功率密度；同時由于變壓器副邊漏感的存在和整流二極管反向恢復的特性造成了非常高的關斷尖峰，在實際電路的設計中往往需要增加尖峰吸收支路，這樣不僅影響了變流的穩定性和可靠性，而且必須選用耐壓較高的整流二極管，增加了變換器的成本。

低輸出電壓的轉換器，整流二極管正向壓降的傳導損耗成為主導損失，這種損失在某些情況下可以達到50％的總功率損耗。反激式開關電源在電源技術領域是指在開關電源開關管導通時，原邊將能量存儲在變壓器的勵磁電感里面，而在開關管關斷時，勵磁電感釋放能量給負載和輸出電容供電，下一個開關管導通時輸出電容維持負載輸出。

在小功率應用場合,反激變換器在業界被廣泛使用，由于反激變換器具有輸入電壓范圍寬,使用元件少，成本低，輸出與輸入隔離等特性，常用于需要多路輸出的應用中。反激變換器以隔離變壓器原副邊為分界，可分為原邊電路和副邊電路兩部分。原邊電路主要包括變壓器原邊電感、功率開關管和原邊漏感能量處理電路。副邊電路主要包括副邊電感、整流電路和濾波電路。其中，反激變換器的原邊電路中的原邊漏感對電路影響較大，而副邊電路在多路輸出應用時，存在輸出繞組間交叉調整的問題。

隨著對開關電源性能要求的提高，需要開發出新的電路拓撲結構，以實現高效率的DC-DC變換器。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供一種正反混激式開關電源，該開關電源，集成了正激式變換器和反激式變換器的優點，功率因素和電能轉換效率高。

為了實現上述目的，本發明提供一種正反混激式開關電源，該開關電源包括：

整流模塊，用于將外部的AC轉換為DC；

第一電子開關，通過高速的導通和關斷，將整流模塊輸出的DC轉換成高頻AC；

變壓器，包括原邊繞組和副邊繞組，其中副邊繞組具有第一副邊繞組和第二副邊繞組；

正激式AC/DC轉換模塊，和第一副邊繞組相連，用于將原邊繞組傳遞過來的高頻AC轉換為DC輸出；

反激式AC/DC轉換模塊，和第二副邊繞組相連，用于將原邊繞組傳遞過來的高頻AC轉換為DC輸出；

檢測模塊，用于檢測外部AC輸入的電壓、電流、頻率及相位，以及負載的變化情況；

控制模塊，用于控制整流模塊、第一電子開關、正激式AC/DC轉換模塊和反激式DC/AC轉換模塊的運行，控制模塊根據外部AC輸入的情況和負載的變化情況，確定最佳控制策略，使得開關電源保持高轉換效率。

優選的，該控制模塊包括開關控制單元，該開關控制單元，包括：

整流模塊驅動信號生成電路，用于根據檢測模塊檢測到的外部AC采樣電壓信號生成整流驅動電流信號，所述驅動電流信號的波形跟隨所述采樣電壓信號的波形，用于控制整流模塊的整流電子開關的關斷，并保持高整流功率因素；

第一電子開關驅動信號生成電路，連接至所述第一電子開關的門極，用于控制所述第一電子開關的開斷頻率及占空比；

正激式AC/DC轉換模塊驅動信號生成電路，用于控制正激式AC/DC轉換模塊的電子管的開斷；

反激式AC/DC轉換模塊驅動信號生成電路，用于控制正激式AC/DC轉換模塊的電子管的開斷。

優選的，所述控制模塊包括控制策略分析單元，該控制策略分析單元對檢測模塊采集的外部輸入AC的電壓、電流、頻率及相位，以及負載信息，進行分析，來確定控制策略。