[發明專利]一種大功率高效率開關電源的隔離轉換電路及其工作方法

在審

• 申請號: 202110553874.X
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113098292A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 習美泉;楊梅英;方勇
• 申請（專利權）人: 江蘇兆能電子有限公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M3/07
• 代理公司: 南京創略知識產權代理事務所(普通合伙) 32358
• 代理人: 閆方圓

本發明公開了一種大功率高效率開關電源的隔離轉換電路及其工作方法，包括輸入電容、輸入側功率電路單元、隔離變壓器單元、輸出側功率電路單元、輸出電容，通過功率開關管的開通與關斷，給電感、電容充電或者放電，產生可升可降的轉換電壓，該轉換電壓可以通過調節隔離變壓器單元的匝比，設計在合適的值，使得電感磁芯的磁路偏置最小，磁芯損耗最小，電感和電容的傳輸能量達到最大，提高了傳輸功率，功率開關管可以長時間處于完全直通的狀態，減少了開關損耗，電路結構設計合理，構思巧妙，易于實現，為大功率高效率的開關電源發展做出貢獻，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，具體涉及一種大功率高效率開關電源的隔離轉換電路及其工作方法。

背景技術

在現代電力電子系統中，開關電源應用非常廣泛。開關電源主要是通過一些功率轉換電路的拓撲架構，將不符合設備需求的輸入電壓源轉換成符合需求的電壓源或電流源。目前，現有的開關電源主要包含電壓電流功率轉換電路，采樣電路，功率開關管控制電路和驅動電路，故障保護電路和輔助供電電路等。其中，電壓電流功率轉換電路的設計方案，對功率的傳輸和效率的轉換起著決定性的作用，當前的開關電源內的電壓電流功率轉換電路，存在效率低，功耗大，造成了散熱成本高，功率小等問題。

如何克服上述問題，構建效率大，功耗小，功率大的適用于開關電源的電壓電流功率轉換電路，是當前急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是克服現有的大功率高效率開關電源的隔離轉換電路及其工作方法，提高了傳輸功率，功率開關管可以長時間處于完全直通的狀態，減少了開關損耗，電路結構設計合理，構思巧妙，易于實現，為大功率高效率的開關電源發展做出貢獻，具有良好的應用前景。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：

一種大功率高效率開關電源的隔離轉換電路，包括輸入電容、輸入側功率電路單元、隔離變壓器單元、輸出側功率電路單元、輸出電容，所述輸入電容并聯在輸入側功率電路單元的輸入側，所述輸出電容并聯在輸出側功率電路單元的輸出側，所述輸入側功率電路單元的輸出側通過隔離變壓器單元與輸出側功率電路單元的輸入側相連接，

所述輸入側功率電路單元，包括依次連接的第一橋臂子單元、第二橋臂子單元、第三橋臂子單元和第四橋臂子單元，所述第一橋臂子單元、第二橋臂子單元之間跨接有第一電感，所述第二橋臂子單元、第三橋臂子單元之間并聯有第一電容，所述隔離變壓器單元的輸入側跨接在第三橋臂子單元、第四橋臂子單元的輸出端之間，

所述輸入側功率電路單元通過第一橋臂子單元、第二橋臂子單元內功率開關管的開通或者關斷給第一電感和第一電容進行充電放電，進而產生轉換電壓；該轉換電壓通過第三橋臂子單元和第四橋臂子單元內的功率開關管、隔離變壓器單元、輸出側功率電路單元、輸出電容進而轉換成所需要的輸出電壓。

前述的大功率高效率開關電源的隔離轉換電路，所述第一橋臂子單元、第二橋臂子單元、第三橋臂子單元和第四橋臂子單元，所述第一橋臂子單元、第二橋臂子單元之間跨接有第一電感，所述第二橋臂、輸出側功率電路單元內使用的功率開關管均為N型MOSFET。

前述的大功率高效率開關電源的隔離轉換電路，所述第一橋臂子單元包括第一功率開關管、第二功率開關管，所述第一功率開關管的漏極連接輸入電容的一端、輸入電壓的正極，所述第一功率開關管的源極連接第一電感的一端和第二功率開關管的漏極，所述第二功率開關管的源極接輸入電容的另一端和輸入電壓的負極。

前述的大功率高效率開關電源的隔離轉換電路，所述第二橋臂子單元包括第三功率開關管、第四功率開關管，所述第三功率開關管的漏極連接第一電容的一端，所述第三功率開關管的源極連接第一電感的另一端和第四功率開關管的漏極，所述第四功率開關管的源極連接輸入電壓的負端。