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一種電源轉(zhuǎn)換器的制作方法

文檔序號:12488272閱讀:206來源:國知局
一種電源轉(zhuǎn)換器的制作方法與工藝

本申請涉及電源轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種電源轉(zhuǎn)換器。



背景技術(shù):

在電源轉(zhuǎn)換技術(shù)中,電源轉(zhuǎn)換器是必不可少的元件。通常情況下,電源轉(zhuǎn)換器采用LLC諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),以減小電源轉(zhuǎn)換器在電壓轉(zhuǎn)換時(shí)的損耗,在電源轉(zhuǎn)換器的回路中,根據(jù)電流互感器的副邊電流控制電源轉(zhuǎn)換器中開關(guān)管的開通和關(guān)斷,從而實(shí)現(xiàn)對變壓器的副邊繞組兩端的交流電壓的整流和濾波,得到需要的直流電壓。

具體的,如圖1所示,一種LLC諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電源轉(zhuǎn)換器,包括原邊控制電路100、開關(guān)管Q1、開關(guān)管Q2、開關(guān)管Q3和開關(guān)管Q4、主變壓器T1、電流互感器T2、副邊控制電路101、電容C1、電容C2和電容C3、電感Lr,其中主變壓器T1包括原邊繞組L1和副邊繞組L2,電流互感器T2包括原邊繞組L3和副邊繞組L4,具體的工作原理為,輸入的直流電壓Vin通過Q1、Q2轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓,其中由原邊控制電路控制Q1和Q2的開通和斷開,當(dāng)脈沖電壓的頻率與由Lr和C1組成的諧振電路的諧振頻率相同時(shí),轉(zhuǎn)換效率最高,將L2中的電流通過T2輸入到副邊控制電路得到控制信號,控制Q3、Q4的開關(guān)和斷開,對L2兩端的電壓進(jìn)行整流,通過C2和C3對整流后的電壓進(jìn)行濾波,然后輸出Vo。

然而,通過現(xiàn)有的電源轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換電壓,當(dāng)回路中的功率電流較大時(shí),特別是低壓大電流場合,會(huì)導(dǎo)致所使用的電流互感器T2體積大,增大了電路的面積,并且電流互感器由于導(dǎo)線很細(xì)容易斷開,因此現(xiàn)有的電源轉(zhuǎn)換器的可靠性較差。

申請內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N電源轉(zhuǎn)換器,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中電源轉(zhuǎn)換器存在可靠性較低的問題。

本發(fā)明的第一方面,提供了一種電源轉(zhuǎn)換器,包括:

輸入電路,用于將輸入的第一直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓;

變壓器,所述變壓器的原邊繞組的一端與所述輸入電路相連,用于將輸入電路輸出的所述脈沖電壓中的第一交流電壓變換成第二交流電壓;

諧振電路,與所述變壓器的原邊繞組的另一端相連,用于在所述第一交流電壓的頻率等于所述諧振電路的諧振頻率時(shí),發(fā)生諧振;

感應(yīng)電壓電路,與所述變壓器相連,用于感應(yīng)所述變壓器中原邊繞組兩端的電壓,產(chǎn)生第一感應(yīng)電壓,對所述第一感應(yīng)電壓移相和分壓得到第一信號電壓,以及與所述諧振電路的諧振電感相連,用于感應(yīng)所述諧振電路中諧振電感兩端的電壓,產(chǎn)生第二感應(yīng)電壓,對所述第二感應(yīng)電壓移相和分壓得到第二信號電壓,疊加所述第一信號電壓和所述第二信號電壓得到輸出的第三信號電壓;

副邊控制電路,所述副邊控制電路的輸入端與所述感應(yīng)電壓電路的輸出端相連,用于將所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓比較,根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生并輸出控制信號;

輸出電路,與所述變壓器的副邊繞組的兩端、以及所述副邊控制電路的輸出端相連,用于根據(jù)所述副邊控制電路輸出的控制信號對所述第二交流電壓整流和濾波,得到第二直流電壓并輸出。

結(jié)合第一方面,在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述感應(yīng)電壓電路,包括繞在所述變壓器上的第一輔助繞組、繞在所述諧振電路中的諧振電感上的第二輔助繞組、第一RC電路、第二RC電路以及疊加電路,所述第一輔助繞組的一端與所述第一RC電路的一個(gè)輸入端連接,所述第一輔助繞組的另一端與所述第一RC電路的另一個(gè)輸入端連接,所述第一RC電路的輸出端與所述疊 加電路的一個(gè)輸入端連接,所述第二輔助繞組的一端與所述第二RC電路的一個(gè)輸入端連接,所述第二輔助繞組的另一端與所述第二RC電路的另一個(gè)輸入端連接,所述第二RC電路的輸出端與所述疊加電路的另一個(gè)輸入端連接,所述疊加電路的輸出端與所述副邊控制電路連接,用于通過所述第一輔助繞組感應(yīng)所述原邊繞組兩端的電壓,產(chǎn)生第一感應(yīng)電壓,通過所述第一RC電路對所述第一感應(yīng)電壓移相和分壓得到第一信號電壓,通過所述第二輔助繞組感應(yīng)所述諧振電路中諧振電感兩端的電壓,產(chǎn)生第二感應(yīng)電壓,通過所述第二RC電路對所述第二感應(yīng)電壓移相和分壓得到第二信號電壓,通過所述疊加電路疊加所述第一信號電壓和所述第二信號電壓得到所述第三信號電壓。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述第一RC電路包括第一電阻、第二電阻和第一電容,所述第一電阻的一端與所述第一輔助繞組的一端連接,所述第一電阻的另一端與所述第一電容連接、且連接點(diǎn)與所述第二電阻的一端連接,所述第一電容的另一端與所述第一輔助繞組的另一端連接、且連接點(diǎn)接地,所述第二電阻的另一端與所述疊加電路的一個(gè)輸入端連接。

結(jié)合第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述第二RC電路包括第三電阻、第四電阻和第二電容,所述第三電阻的一端與所述第二輔助繞組的一端連接,所述第四電阻的另一端與所述第二電容連接、且連接點(diǎn)與所述第四電阻的一端連接,所述第二電容的另一端與所述第一輔助繞組的另一端連接、且連接點(diǎn)接地,所述第四電阻的另一端與所述疊加電路的另一個(gè)輸入端連接。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述感應(yīng)電壓電路對所述第一感應(yīng)電壓移相的角度為θ1,其中,|θ1-90|≤δ,所述感應(yīng)電壓電路對所述第二感應(yīng)電壓移相的角度為θ2,|θ2-90|≤δ,且|θ1-θ2|≤σ,δ為所允許的第一最大誤差值,0≤δ≤10,σ為所允許的第二最大 誤差值,0≤σ≤10。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述輸出電路包括第三開關(guān)管和第四開關(guān)管、第三電容和第四電容;

其中,第三開關(guān)管和第四開光管的柵極分別連接所述副邊控制電路的兩個(gè)輸出端,第三開關(guān)管的源極和第四開關(guān)管的漏極作為所述輸出電路的兩個(gè)輸出端,第三開關(guān)管的漏極和第四開關(guān)管的源極連接、且連接點(diǎn)連接所述變壓器中的副邊繞組的一端,第三開關(guān)管的源極與第三電容的一端連接、且連接點(diǎn)接地,第四開關(guān)管的漏極和第四電容的一端連接,所述第三電容的另一端和第四電容的另一端連接、且連接點(diǎn)連接所述變壓器中的副邊繞組的另一端;

所述副邊控制電路包括比較電路和驅(qū)動(dòng)電路,其中:

比較電路與所述感應(yīng)電壓電路相連,用于在所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓大于第一預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第一控制信號;在所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓大于第二預(yù)設(shè)參考電壓且小于第一預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第二控制信號;在所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓小于第二預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第三控制信號;

所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接比較電路的輸出端,所述驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)輸出端分別連接所述第三開關(guān)管和所述第四開光管的柵極,用于在所述比較電路輸出第一控制信號時(shí),驅(qū)動(dòng)所述第三開關(guān)管開啟,并驅(qū)動(dòng)所述第四開關(guān)管關(guān)閉;在所述比較電路輸出第二控制信號時(shí),驅(qū)動(dòng)所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管關(guān)閉;在所述比較電路輸出第一控制信號時(shí),驅(qū)動(dòng)所述第三開關(guān)管關(guān)閉,并驅(qū)動(dòng)所述第四開關(guān)管開啟。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第六種可能的實(shí) 現(xiàn)方式中,所述輸入電路包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管以及原邊控制電路,其中:

所述原邊控制電路與所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的柵極分別連接,用于控制所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài);

所述第一開關(guān)管的漏極連接用于輸入所述第一直流電壓的電源,所述第二開關(guān)管的源極接地;

所述第一開關(guān)管的源極和所述第二開關(guān)管的漏極連接、且連接點(diǎn)與所述變壓器中的原邊繞組的一端相連。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述諧振電路包括諧振電感和諧振電容,所述諧振電感與所述諧振電容串聯(lián),所述諧振電感的一端與所述變壓器的原邊繞組的另一端連接,所述諧振電感的另一端與所述諧振電容的一端連接,所述諧振電容的另一端接地,在所述第一交流電壓的頻率等于所述諧振電路的諧振頻率時(shí),發(fā)生諧振。

本發(fā)明的第二方面,提供了一種電源轉(zhuǎn)換器,包括:

輸入電路,用于將輸入的第一直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓;

變壓器,所述變壓器的原邊繞組的一端與所述輸入電路相連,所述變壓器原邊繞組的另一端與隔直電容的一端連接,所述隔直電容的另一端接地,用于將輸入電路輸出的所述脈沖電壓中的第一交流電壓變換成第二交流電壓;

諧振電路,與所述變壓器的副邊繞組的一端相連,用于在所述第二交流電壓的頻率等于所述諧振電路的諧振頻率時(shí),發(fā)生諧振;

感應(yīng)電壓電路,與所述諧振電路的諧振電感相連,用于感應(yīng)所述諧振電路中諧振電感兩端的電壓,產(chǎn)生第三感應(yīng)電壓,并對所述第三感應(yīng)電壓移相和分壓得到輸出的第三信號電壓;

副邊控制電路,所述副邊控制電路的輸入端與所述感應(yīng)電壓電路的輸出端相連,用于將所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓比較,根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生并輸出控制信號;

輸出電路,與所述變壓器的副邊繞組的另一端、所述諧振電路以及所述副邊控制電路的輸出端相連,用于根據(jù)所述副邊控制電路輸出的控制信號對所述第二交流電壓整流和濾波,得到第二直流電壓并輸出。

結(jié)合第二方面,在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述感應(yīng)電壓電路,包括繞在所述諧振電路中的諧振電感上的第三輔助繞組和第三RC電路,所述第三輔助繞組的一端與所述第三RC電路的一個(gè)輸入端連接,所述第三輔助繞組的另一端與所述第三RC電路的另一個(gè)輸入端連接,所述第三RC電路的輸出端與所述副邊控制電路連接,用于通過第三輔助繞組感應(yīng)所述諧振電路中諧振電感兩端的電壓,產(chǎn)生第三感應(yīng)電壓,通過所述第三RC電路對所述第三感應(yīng)電壓移相和分壓得到所述第三信號電壓。

結(jié)合第二方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述第三RC電路包括第五電阻、第六電阻和第五電容,所述第五電阻的一端與所述第三輔助繞組的一端連接,所述第五電阻的另一端與所述第五電容連接、且連接點(diǎn)與所述第六電阻的一端連接,所述第五電容的另一端與所述第三輔助繞組的另一端連接、且連接點(diǎn)接地,所述第六電阻的另一端與所述副邊控制電路的輸入端連接。

結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述感應(yīng)電壓電路對所述第三感應(yīng)電壓移相的角度為θ3,其中,|θ3-90|≤ξ,ξ為所允許的第三最大誤差值,0≤ξ≤10。

結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述輸出電路包括第三開關(guān)管和第四開關(guān)管、第三電容和第四 電容;

其中,第三開關(guān)管和第四開光管的柵極分別連接所述副邊控制電路的兩個(gè)輸出端,第三開關(guān)管的源極和第四開關(guān)管的漏極作為所述輸出電路的兩個(gè)輸出端,第三開關(guān)管的漏極和第四開關(guān)管的源極連接、且連接點(diǎn)連接所述諧振電路中諧振電容的一端,第三開關(guān)管的源極與第三電容的一端連接、且連接點(diǎn)接地,第四開關(guān)管的漏極和第四電容的一端連接,所述第三電容的另一端和第四電容的另一端連接、且連接點(diǎn)連接所述變壓器中的副邊繞組的另一端;

所述副邊控制電路包括比較電路和驅(qū)動(dòng)電路,其中:

比較電路與所述感應(yīng)電壓電路相連,用于在所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓大于第一預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第一控制信號;在所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓大于第二預(yù)設(shè)參考電壓且小于第一預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第二控制信號;在所述感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓小于第二預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第三控制信號;

所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端連接比較電路的輸出端,所述驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)輸出端分別連接所述第三開關(guān)管和所述第四開光管的柵極,用于在所述比較電路輸出第一控制信號時(shí),驅(qū)動(dòng)所述第三開關(guān)管開啟,并驅(qū)動(dòng)所述第四開關(guān)管關(guān)閉;在所述比較電路輸出第二控制信號時(shí),驅(qū)動(dòng)所述第三開關(guān)管和所述第四開關(guān)管關(guān)閉;在所述比較電路輸出第一控制信號時(shí),驅(qū)動(dòng)所述第三開關(guān)管關(guān)閉,并驅(qū)動(dòng)所述第四開關(guān)管開啟。

結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述輸入電路包括第一開關(guān)管和第二開關(guān)管以及原邊控制電路,其中:

所述原邊控制電路與所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的柵極分別連接,用于控制所述第一開關(guān)管和所述第二開關(guān)管的開關(guān)狀態(tài);

所述第一開關(guān)管的漏極連接用于輸入所述第一直流電壓的電源,所述第二 開關(guān)管的源極接地;

所述第一開關(guān)管的源極和所述第二開關(guān)管的漏極連接、且連接點(diǎn)與所述變壓器中的原邊繞組的一端相連。

結(jié)合第二方面或第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第二方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式或第一方面的第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式,在第二方面的第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中,所述諧振電路包括諧振電感和諧振電容,所述諧振電感與所述諧振電容串聯(lián),諧振電容的一端連接所述第三開關(guān)管的漏極和第四開關(guān)管的源極連接的連接點(diǎn),所述諧振電感的一端與所述變壓器的副邊繞組的一端連接,所述諧振電感的另一端與所述諧振電容的另一端連接,在所述第二交流電壓的頻率等于所述諧振電路的諧振頻率時(shí),發(fā)生諧振。

在本申請中,由于通過感應(yīng)電壓電路感應(yīng)得到的第三信號電壓產(chǎn)生控制信號,避免了使用電流互感器得到的電流產(chǎn)生控制信號,從而提高了電源轉(zhuǎn)換的可靠性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中LLC諧振拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的電源轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本申請電源轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本申請電源轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本申請電源轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本申請電源轉(zhuǎn)換器電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚,下面將結(jié)合附圖對本申請作進(jìn)一步地詳細(xì)描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本申請的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒旧暾堉械膶?shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做 出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例,都屬于本申請保護(hù)的范圍。

下面結(jié)合附圖對本申請進(jìn)行詳細(xì)說明。

參閱圖2所示,本申請?zhí)峁┮环N電源轉(zhuǎn)換器,包括:

輸入電路200,用于將輸入的第一直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓;

變壓器201,變壓器201的原邊繞組L1的一端與輸入電路200相連,用于將輸入電路200輸出的脈沖電壓中的第一交流電壓變換成第二交流電壓;

諧振電路202,與變壓器201的原邊繞組L1的另一端相連,用于在第一交流電壓的頻率等于諧振電路202的諧振頻率時(shí),發(fā)生諧振;

感應(yīng)電壓電路203,與變壓器201相連,用于感應(yīng)變壓器201中原邊繞組兩端的電壓,產(chǎn)生第一感應(yīng)電壓,對第一感應(yīng)電壓移相和分壓得到第一信號電壓,以及與諧振電路202的諧振電感相連,用于感應(yīng)諧振電路202中諧振電感兩端的電壓,產(chǎn)生第二感應(yīng)電壓,對第二感應(yīng)電壓移相和分壓得到第二信號電壓,疊加第一信號電壓和第二信號電壓得到輸出的第三信號電壓;

副邊控制電路204,副邊控制電路204的輸入端與感應(yīng)電壓電路203的輸出端相連,用于將感應(yīng)電壓電路輸出的第三信號電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓比較,根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生并輸出控制信號;

輸出電路205,與變壓器201的副邊繞組L2的兩端、以及副邊控制電路204的輸出端相連,用于根據(jù)副邊控制電路204輸出的控制信號對第二交流電壓整流和濾波,得到第二直流電壓并輸出。

其中,輸入電路一種較簡單的連接方式如圖3所示的輸入電路200,從圖3中可以看出:輸入電路200包括第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2以及原邊控制電路,其中:原邊控制電路的一個(gè)輸出端與第一開關(guān)管的柵極Q1連接,用于控制所述第一開關(guān)管Q1的開關(guān)狀態(tài),原邊控制電路的另一個(gè)輸出端與第二開關(guān)管Q2的柵極連接,用于控制第二開關(guān)管Q2的開關(guān)狀態(tài);第一開關(guān)管Q1的漏極連接用于輸入所述第一直流電壓的電源,第二開關(guān)管Q2的源極接地;第一開關(guān)管Q1的源極和第二開關(guān)管Q2的漏極連接、且連接點(diǎn)與變壓器201中的原邊繞組 L1的一端連接。

其中,由直流電源提供輸入電源轉(zhuǎn)換器的第一直流電壓Vin,通過原邊控制電路控制第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2的開通與斷開,將第一直流電壓Vin轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓,以圖3為例,當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Q1開通,第二開關(guān)管Q2斷開時(shí),脈沖電壓的值為第一直流電壓Vin的值,當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管Q1斷開,第二開關(guān)管Q2開通時(shí),脈沖電壓的值為0。

其中,在本申請中,輸入電路200的連接方式不限于圖3中所示的連接方式,其他能夠用于將直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓的連接方式均可,例如,圖3中所示的輸入電路200中開關(guān)管的連接方式為半橋式,輸入電路200中開關(guān)管的連接方式還可以為全橋式。

需要說明的是,脈沖電壓中包括交流部分和直流部分,其中交流部分為第一交流電壓,由于脈沖電壓在作用于變壓器201的原邊繞組L1,以及諧振電路中諧振電感Lr和諧振電容Cr上,通過諧振電容Cr濾除了脈沖電壓中的直流部分,因此變壓器201是將脈沖電壓中的第一交流電壓轉(zhuǎn)換為第二交流電壓。

具體的,通過脈沖電壓作用于變壓器201、諧振電路202,通過諧振電路202中的諧振電容Cr濾除脈沖電壓中的直流部分,變壓器201通過原邊繞組L1將脈沖電壓中的第一交流電壓,傳遞到變壓器201的副邊繞組L2,得到第二交流電壓,當(dāng)?shù)谝唤涣麟妷旱念l率等于諧振電路202的諧振頻率時(shí),即當(dāng)脈沖電壓的頻率等于諧振電路202的諧振頻率時(shí),諧振電路202發(fā)生諧振,其中,諧振電路在電源轉(zhuǎn)換器中相當(dāng)于軟開關(guān),當(dāng)諧振電路202發(fā)生諧振時(shí),電源轉(zhuǎn)換器工作在軟開關(guān)開通的狀態(tài),工作效率高,即原邊控制電路控制第一開關(guān)管Q1和第二開關(guān)管Q2的開通和斷開的頻率等于諧振電路202的諧振頻率時(shí),諧振電路發(fā)生諧振。

其中,諧振電路202包括諧振電感Lr和諧振電容Cr,諧振電感Lr與諧振電容Cr串聯(lián),諧振電感Lr的一端與變壓器201的原邊繞組Lr的另一端連接,諧振電感Lr的另一端與諧振電容Cr的一端連接,諧振電容Cr的另一端接地。

可選的,感應(yīng)電壓電路203,包括繞在變壓器201上的第一輔助繞組L3、繞在諧振電路202中的諧振電感Lr上的第二輔助繞組L4、感應(yīng)電壓電路203與變壓器201相連,即通過第一輔助繞組L3與變壓器201相連,同樣的,感應(yīng)電壓電路203,與諧振電路202相連,即通過第二輔助繞組L4與諧振電路202中的諧振電感Lr相連。

感應(yīng)電壓電路203,還包括第一RC電路、第二RC電路以及疊加電路,其中,第一輔助繞組L3的一端與第一RC電路的一個(gè)輸入端連接,第一輔助繞組L3的另一端與第一RC電路的另一個(gè)輸入端連接,第一RC電路的輸出端與疊加電路的一個(gè)輸入端連接,第二輔助繞組L4的一端與第二RC電路的一個(gè)輸入端連接,第二輔助繞組L4的另一端與第二RC電路的另一個(gè)輸入端連接,第二RC電路的輸出端與疊加電路的另一個(gè)輸入端連接,疊加電路的輸出端與副邊控制電路連接,其中,第一輔助繞組L3預(yù)先繞在變壓器201上,通過感應(yīng)原邊繞組L1兩端的電壓,產(chǎn)生第一感應(yīng)電壓,并通過第一RC電路對第一感應(yīng)電壓移相和分壓得到第一信號電壓,第二輔助繞組L4預(yù)先繞在諧振電感Lr上,通過感應(yīng)諧振電感Lr兩端的電壓,產(chǎn)生第二感應(yīng)電壓,并通過第二RC電路對第二感應(yīng)電壓移相和分壓得到第二信號電壓,具體的,第一感應(yīng)電壓通過由第一電阻R1、第一電容C1和第二電阻R2組成的第一RC電路移相和分壓得到第一信號電壓,以及第二感應(yīng)電壓通過由第三電阻R3、第二電容C2和第四電阻R4組成的第二RC電路移相和分壓得到第二信號電壓后,輸入疊加電路,按照合適的比例疊加第一電壓和第二電壓,以去除第一信號電壓中與第二信號電壓波形和頻率相同的分量,得到第三信號電壓。

其中,第一感應(yīng)電壓通過由R1、C1和R2組成的第一RC電路移相的角度為θ1,第二RC電路對第二感應(yīng)電壓移相的角度為θ2,可選的,θ1和θ2的取值為90度,但是在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí),移相的角度會(huì)存在誤差,一般情況下允許θ1和θ2的取值在以90度為中心,在所允許的第一最大誤差值δ的范圍內(nèi)變化,所允許的第一最大誤差值δ可以根據(jù)實(shí)際情況確定,也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定,較 佳的,0≤δ≤10,當(dāng)δ=9時(shí),|θ1-90|≤δ即|θ1-90|≤9,|θ2-90|≤δ即|θ2-90|≤9,此外需要說明的是,|θ1-θ2|≤σ,所允許的第二最大誤差值σ的取值范圍根據(jù)實(shí)際情況或經(jīng)驗(yàn)值確定,較佳地,0≤σ≤10。

其中,第一RC電路、第二RC電路的組成連接方式不限于圖3中所示的組成和連接方式,其他能夠用于實(shí)現(xiàn)對第一感應(yīng)電壓和第二感應(yīng)電壓移相和分壓的電路,使得移相和分壓后的第二信號電壓與第一信號電壓中與第二信號電壓的頻率和波形相同的部分,在疊加后,能夠去除第一信號電壓中與第二信號電壓的頻率和波形相同的部分即可。

由于諧振電路202,與變壓器201的原邊繞組L1的另一端相連,即電源轉(zhuǎn)換器諧振電路中的電感Lr串聯(lián)與變壓器201的原邊繞組L1串聯(lián),因?yàn)榈谝恍盘栯妷捍嬖谂c第二信號電壓的頻率和波形相同的部分,因此需要構(gòu)造第二信號電壓,將第一信號電壓中的該部分去除掉得到第三信號電壓。

第三信號電壓通過副邊控制電路204,得到控制信號,可選的,副邊控制電路204包括比較電路和驅(qū)動(dòng)電路,當(dāng)輸出電路205包括第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第三電容C3和第四電容C4時(shí),其開關(guān)管的連接方式為半橋式,具體的連接方式如圖3所示,第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的柵極分別連接副邊控制電路204的兩個(gè)輸出端,第三開關(guān)管的源極和第四開關(guān)管的漏極作為輸出電路的兩個(gè)輸出端,第三開關(guān)管Q3的漏極和第四開關(guān)管Q4的源極連接、且連接點(diǎn)連接變壓器201中的副邊繞組L2的一端,第三開關(guān)管Q3的源極與第三電容C3的一端連接、且連接點(diǎn)接地,第四開關(guān)管Q4的漏極和第四電容C4的一端連接,第三電容C3的另一端和第四電容C4的另一端連接、且連接點(diǎn)連接變壓器201中的副邊繞組L2的另一端;

當(dāng)輸出電路205中包括兩個(gè)開關(guān)管時(shí),副邊控制電路204輸出的控制信號中包括兩個(gè)電壓,其中一個(gè)電壓用于控制第三開關(guān)管Q3,另外一個(gè)電壓用于控制第四開關(guān)管Q4,當(dāng)?shù)谌盘栯妷捍笥诘谝活A(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第一控制信號,驅(qū)動(dòng)第三開關(guān)管Q3開通,第四開關(guān)管Q4關(guān)閉,當(dāng)?shù)谌盘栯妷盒∮诘谝? 預(yù)設(shè)參考電壓大于第二預(yù)設(shè)參考電壓時(shí),生成第二控制信號,驅(qū)動(dòng)第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4關(guān)閉,當(dāng)?shù)谌盘栯妷盒∮诘诙A(yù)設(shè)參考電壓時(shí),驅(qū)動(dòng)第三開關(guān)管Q3關(guān)閉,第四開關(guān)管Q4開通,從而實(shí)現(xiàn)對第二交流電壓的整流,通過輸出電路205中的第三電容C3和第四電容C4實(shí)現(xiàn)對整流后的電壓的濾波,從而獲得平滑的第二直流電壓,第二直流電壓可以等于第一直流電壓,大于第一直流電壓,還可以小于第一直流電壓。

通過該種方式的連接,一方面提高了電源轉(zhuǎn)換器的可靠性,一方面當(dāng)電源轉(zhuǎn)換器回路中的功率電流增大時(shí),由于電路中不包括電流互感器,因此避免了電路面積的增大。

需要說明的是,本申請中輸出電路205的連接方式不限于圖3中所示的連接方式,其他能夠用于根據(jù)控制信號對第二交流電壓整流和濾波,得到第二直流電壓并輸出的電路連接方式均可,例如,圖3中所示的輸出電路205中開關(guān)管的連接方式為半橋式,輸出電路205中開關(guān)管的連接方式還可以為全橋式,全橋式的連接方式中開關(guān)管至少有四個(gè),因此述副邊控制電路204輸出的控制信號中至少包括的個(gè)電壓,分別控制開關(guān)管的開通與斷開,因此,副邊控制電路的輸出端的個(gè)數(shù)與輸出電路205中開關(guān)管的個(gè)數(shù)相對應(yīng)。

此外,本申請的開關(guān)管可以為開關(guān)三極管、場效應(yīng)管或是其它半導(dǎo)體開關(guān)管,原邊控制電路一般由集成電路的芯片及其外圍電路組成,芯片可以是PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)控制芯片,或數(shù)字控制器。

如圖4所示,本申請?zhí)峁┮环N電源轉(zhuǎn)換器,包括:

輸入電路400,用于將輸入的第一直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓;

變壓器401,變壓器401的原邊繞組L1的一端與輸入電路400相連,變壓器401原邊繞組L1的另一端與隔直電容C0的一端連接,隔直電容C0的另一端接地,用于將輸入電路400輸出的脈沖電壓中的第一交流電壓變換成第二交流電壓;

諧振電路402,與變壓器401的副邊繞組L2的一端相連,用于在第二交流 電壓的頻率等于諧振電路402的諧振頻率時(shí),發(fā)生諧振;

感應(yīng)電壓電路403,與諧振電路402的諧振電感Lr相連,用于感應(yīng)諧振電路402中諧振電感Lr兩端的電壓,產(chǎn)生第三感應(yīng)電壓,并對第三感應(yīng)電壓移相和分壓得到輸出的第三信號電壓;

副邊控制電路404,副邊控制電路404的輸入端與感應(yīng)電壓電路403的輸出端相連,用于將感應(yīng)電壓電路403輸出的第三信號電壓與預(yù)設(shè)的參考電壓比較,根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生并輸出控制信號;

輸出電路405,與變壓器401的副邊繞組Lr的另一端、諧振電路402以及副邊控制電路404的輸出端相連,用于根據(jù)副邊控制電路輸出的控制信號對第二交流電壓整流和濾波,得到第二直流電壓并輸出。

在如圖4所示的實(shí)施例中,由于諧振電路402中的諧振電感Lr與變壓器401的變壓器401副邊繞組L2的一端相連,即諧振電感Lr與副邊繞組L2串聯(lián),而當(dāng)諧振電感Lr與副邊繞組L2串聯(lián)時(shí),通過感應(yīng)諧振電感Lr兩端的電壓得到的第三信號電壓中不包括,當(dāng)諧振電感Lr與原邊繞組L1串聯(lián)時(shí)與第二信號電壓波形和頻率相同的分量,因此無需疊加電路在進(jìn)行疊加去除該分量。

因此,感應(yīng)電壓電路403,與諧振電路402的諧振電感Lr相連,具體的通過繞組諧振電感Lr上的第三輔助繞組L4與感應(yīng)電路403相連,用于通過第三輔助繞組L4感應(yīng)諧振電感Lr兩端的電壓,產(chǎn)生第三感應(yīng)電壓,并對第三感應(yīng)電壓移相和分壓得到輸出的第三信號電壓。

具體的,如圖5所示,第三感應(yīng)電壓通過由第五電阻R5、第五電容C5和第六電阻R6組成的第三RC電路移相和分壓,其中移相的角度為θ3,可選的,θ3的取值為90度,但是在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí),移相的角度會(huì)存在誤差,可選的,|θ3-90|≤ξ,ξ為所允許的第三最大誤差值,其中,0≤ξ≤10,所允許的第三最大誤差值ξ取值為9時(shí),即θ3的取值在以90度為中心,在±9度的范圍內(nèi)變化,|θ3-90|≤ξ即|θ3-90|≤9。

其中,輸入電路、輸出電路、變壓器、諧振電路、副邊控制電路、第三RC 電路的連接方式、工作原理與諧振電感與變壓器的原邊繞組串聯(lián)時(shí),輸入電路、輸出電路、副邊控制電路、第三RC電路的連接方式、工作原理類似,在此不再贅述。

從上述內(nèi)容可以看出:本申請的電源轉(zhuǎn)換器包括:用于將輸入的第一直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖電壓的輸入電路;用于將輸入電路輸出的脈沖電壓中的第一交流電壓變換成第二交流電壓的變壓器;諧振電路;用于得到輸出的第三信號電壓的感應(yīng)電壓電路;用于輸出控制信號副邊控制電路,輸出第二直流電壓的輸出電路,這種技術(shù)方案由于通過感應(yīng)電壓電路感應(yīng)得到的第三信號電壓產(chǎn)生控制信號,避免了使用電流互感器得到的電流產(chǎn)生控制信號,從而提高了電源轉(zhuǎn)換的可靠性。

盡管已描述了本申請的優(yōu)選實(shí)施例,但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以,所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。

顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣,倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本申請也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。

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