一種無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關(guān)電源制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)提供了一種無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關(guān)電源，它包括輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、負荷耦合電路、輸出整流濾波電路、高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路、脈寬調(diào)制控制器、采樣監(jiān)控濾波電路和電壓鉗位電路。脈寬調(diào)制控制器用于根據(jù)監(jiān)控電路送來的信號驅(qū)動高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路和電壓鉗位電路中的相應(yīng)開關(guān)。采樣監(jiān)控濾波電路，用于監(jiān)控輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的正負半周信號和高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)零電壓轉(zhuǎn)換條件信號。（*該技術(shù)在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

—種無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關(guān)電源
本技術(shù)涉及一種高頻開關(guān)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(guān)電源。
技術(shù)介紹
目前，無橋整流技術(shù)大體都是圍繞著把工頻交流變?yōu)橹绷鞯募夹g(shù)路線來展開的， 所以，這些方案中，都會有由整流二極管構(gòu)成的AC/DC整流電路。現(xiàn)有無橋AC/DC整流技術(shù)與傳統(tǒng)的兩級和單級功率轉(zhuǎn)換電路相結(jié)合而形成兩類開關(guān)電源轉(zhuǎn)換裝置，無橋兩級高頻開關(guān)電源和無橋單級高頻開關(guān)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(yīng)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(guān)管，電路元器件多，控制復(fù)雜，系統(tǒng)瞬態(tài)反應(yīng)慢，效率偏低。美國專利技術(shù)US6038142，提出一種有橋有源功率因數(shù)校正技術(shù)和一種單級全橋隔離的具有有源鉗位功能的Boost型轉(zhuǎn)換裝置。該技術(shù)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(shù)校正電路電壓應(yīng)力問題和有源鉗位零電壓轉(zhuǎn)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。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種不需要把工頻交流轉(zhuǎn)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(shù)校正和DC/DC轉(zhuǎn)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(shù)校正整流二極管和高頻開關(guān)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(guān)電源。本技術(shù)的技術(shù)方案如下包括輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、負荷耦合電路、輸出整流濾波電路、電壓鉗位電路、高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路和控制該聞頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的控制電路；聞頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路，包括至少兩組雙向開關(guān)晶體管，該至少兩組雙向開關(guān)晶體管以電橋方式連接；控制電路包括采樣監(jiān)控電路和脈寬調(diào)制控制器；采樣監(jiān)控電路的輸入端與輸入交流輸入火線、中性線相連，采樣監(jiān)控電路的另一個輸入端與所述的高頻網(wǎng)絡(luò)開關(guān)電路中兩個橋臂連接點相連；采樣監(jiān)控電路的輸入端監(jiān)控輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的正負半周信號，另一個輸入端輸入高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)零電壓轉(zhuǎn)換條件信號；脈寬調(diào)制控制器的輸入端與采樣監(jiān)控電路的輸出端相連，脈寬調(diào)制控制器的輸出端與高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路中的所有雙向開關(guān)晶體管的控制輸入端相連，脈寬調(diào)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(diào)制控制器的輸入端輸入所述的采樣監(jiān)控電路傳來的零電壓轉(zhuǎn)換控制信號，4脈寬調(diào)制控制器的一個輸出端根據(jù)輸入端輸入的信號輸出控制信號驅(qū)動高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的各雙向開關(guān)晶體管的導(dǎo)通和關(guān)閉；所述的脈寬調(diào)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(lián)網(wǎng)絡(luò)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(lián)網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)開關(guān)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(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的超前橋臂的中點相連，負荷稱合電路的另一個輸入端與聞頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的滯后橋臂的中點相連；負荷率禹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(guān)網(wǎng)絡(luò)電路提供零電壓轉(zhuǎn)換的條件，以限制高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)各雙向開關(guān)晶體管在開關(guān)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(guān)晶體管總是導(dǎo)通狀態(tài)，與boost型輸入電抗器直接相連的雙向開關(guān)晶體管與高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路按脈寬調(diào)制方式聯(lián)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(guān)晶體管總是導(dǎo)通狀態(tài)，直接與交流電容器相連的雙向開關(guān)晶體管與高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路按脈寬調(diào)制方式聯(lián)動。所述的高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路是由四組雙向開關(guān)晶體管組成的推挽全橋或半橋電路。所述的高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路是包括四組雙向開關(guān)晶體管的全橋電路。所述的聞頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路是包括兩組雙向開關(guān)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(lián)形成諧振回路，該諧振回路與高頻變壓器串聯(lián)。所述的負荷耦合電路中電感器、電容器串聯(lián)形成諧振回路，該諧振回路與高頻變壓器串聯(lián)，另一電感器與變壓器并聯(lián)，形成所謂LLC諧振電路。所述的負荷耦合電路中電感器、電容器串并聯(lián)形成諧振回路，首先，電感器與電容器串聯(lián)，另一電容器與變壓器并聯(lián)。所述的輸出整流濾波電路為LC濾波電路或電容C濾波電路。所述的輸出整流濾波電路為半波整流電路。所述的輸出整流濾波電路為全波整流電路。由于采用了以上技術(shù)方案，本技術(shù)的有益效果是，省略了傳統(tǒng)的AC/DC整流模塊，Boost三端網(wǎng)絡(luò)的高頻開關(guān)和高壓直流輸出整流二極管，boost三端網(wǎng)絡(luò)輸出高壓緩沖儲能電容器電路及其相關(guān)的控制電路。節(jié)約AC/DC整流模塊整流二極管正向?qū)〒p耗及 Boost三端網(wǎng)絡(luò)高頻開關(guān)的高頻開關(guān)損耗，高壓直流輸出整流二極管正向?qū)〒p耗。同時簡化電路，減少電路元件數(shù)量可提高其運行可靠性。附圖說明圖I :本技術(shù)的第一個實施例的電路原理圖。圖2 :本技術(shù)的實施例的工作時序圖。圖3 :本技術(shù)的第二個實施例的電路原理圖。圖4 :本技術(shù)的第三個實施例的電路原理圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖與具體實施方案對本技術(shù)作進一步詳細描述如圖I所示，本技術(shù)所述的無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關(guān)電源，輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)電路包括交流電輸入火線L，交流電輸入中性線N，接地線GND和抗電磁干擾電路EMI。交流電輸入火線L直接連接boost型輸入電抗器Lfl的第一端。boost型輸入電抗器Lfl的第二端與電壓鉗位電路和高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的點I相連。交流電輸入中性線N直接連接電壓鉗位電路和高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的點2。電壓鉗位電路，由雙向開關(guān)晶體管SI，雙向開關(guān)晶體管S2和交流電容器Cc2組成.雙向開關(guān)晶體管SI的第一端與boost型輸入電抗器Lfl和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的點I相連， 雙向開關(guān)晶體SI的第二端與雙向開關(guān)晶體管S2的第二端相連，雙向開關(guān)晶體管S2的第一端與交流電容器Cc2的第一端相連，交流電容器Cc2的第二端與交流輸入中性線N和開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的點2相連。電壓鉗位電路在交流正半周階段雙向開關(guān)晶體管S2總是導(dǎo)通狀態(tài)，雙向開關(guān)晶體管SI與開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路按脈寬調(diào)制方式聯(lián)動，如圖2所示。電壓鉗位電路在交流負半周階段雙向開關(guān)晶體管SI總是導(dǎo)通狀態(tài)，雙向開關(guān)晶體管S2與高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路70按脈寬調(diào)制方式聯(lián)動，如圖2所示。高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路，由四組雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)以電橋的方式實現(xiàn)。雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S3、雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S4、雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S5和雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S6 組成超如橋臂；雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S7、雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S8、雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S9、 雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)SlO組成滯后橋臂；聞頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S3的漏極與雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S7的漏極相連并鏈接在boost型輸入電抗器Lfl的第二端的點 I。雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)S6的漏極與雙向場效應(yīng)晶體開關(guān)SlO的漏極相連并與電壓鉗位電路的點2相連接。雙向場效應(yīng)晶體開本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種無AC/DC整流橋電流型單級隔離高頻開關(guān)電源，包括輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、負荷耦合電路、輸出整流濾波電路、電壓鉗位電路，其特征在于，它還包括高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路和控制該高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路的控制電路；所述的高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路，包括至少兩組雙向開關(guān)晶體管，該至少兩組雙向開關(guān)晶體管以電橋方式連接；所述的控制電路包括采樣監(jiān)控電路和脈寬調(diào)制控制器；所述的采樣監(jiān)控電路的輸入端與輸入交流輸入火線、中性線相連，采樣監(jiān)控電路的另一個輸入端與所述的高頻網(wǎng)絡(luò)開關(guān)電路中兩個橋臂連接點相連；所述的采樣監(jiān)控電路的輸入端監(jiān)控輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的正負半周信號，另一個輸入端輸入高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)零電壓轉(zhuǎn)換條件信號；所述的脈寬調(diào)制控制器的輸入端與采樣監(jiān)控電路的輸出端相連，脈寬調(diào)制控制器的輸出端與高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)電路中的所有雙向開關(guān)晶體管的控制輸入端相連，脈寬調(diào)制控制器的另一個輸出端與輸出整流濾波電路相連；所述的脈寬調(diào)制控制器的輸入端輸入所述的采樣監(jiān)控電路傳來的零電壓轉(zhuǎn)換控制信號，脈寬調(diào)制控制器的一個輸出端根據(jù)輸入端輸入的信號輸出控制信號驅(qū)動高頻開關(guān)網(wǎng)絡(luò)的各雙向開關(guān)晶體管的導(dǎo)通和關(guān)閉；所述的脈寬調(diào)制控制器的另一個輸出端輸出同步整流控制信號，為所述的符合耦合電路提供直流輸出電壓和電流；其中，所述的輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個輸出端與所述的電壓鉗位電路的輸入端相連，輸入交流串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的另一個輸出端與boost型輸入電抗器的輸入端相連；所述的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；所述的電壓鉗位電路的輸出端分別于所述的高頻網(wǎng)絡(luò)開關(guān)電路中兩個橋臂連接點相連；所述的負荷耦合電路的一個輸入端與電壓鉗位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電壓鉗位電路的滯后橋臂的中點相連；所述的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。...

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱穎，
申請(專利權(quán))人：美國躍華國際公司，
類型：實用新型
國別省市：