[发明专利]谐振变换器高压电源装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源装置，具体涉及一种谐振变换器高压电源装置。

背景技术

电力电子技术近年来发展迅猛，随着通讯技术和电力系统的发展，对通讯用开关电源和电力操作电源的性能、重量、体积、效率和可靠性提出了更高的要求。为了满足这些要求，软开关技术应运而生，如谐振变换器、准谐振变换器和多谐振变换器。它们实现了开关管的零电压开关或零电流开关，减少了开关损耗，提高了变换器的变换效率。90年代出现了零转换变换器，只是开关管开关过程中变换器工作在谐振状态，实现开关管的零电压开关或零电流开关，其他时间均工作在PWM(脉冲宽度调制)控制方式下。

谐振方式中，常用的是串联谐振方式，该方式中实现了开关管的零电压和零电流开启关断，减少了开关管的损耗。缺点是流过开关管的峰值电流高，电源的控制复杂，不易实现在直流稳压输出状态下工作。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是要解决现有技术中存在的流过开关管的峰值电流高，电源的控制复杂，不易实现在直流稳压输出状态下工作的问题。

本发明为实现其目的所采取的技术方案是：在谐振电路中采用并联谐振拓扑结构电路，谐振电容和变压器初级并联连接。

在全桥方式中，所述并联谐振拓扑结构电路采用四组开关管组件，每两组串联后，一起并联在有源功率因数校正电路的输出端，谐振电感和谐振电容的输入端分别连接在两组串联开关管组件之间的中点，谐振电感和谐振电容的输出端并联，并与变压器的初级输入端连接，谐振电容的输入端还与变压器的另一初级输入端相连接。

在半桥方式中，所述并联谐振拓扑结构电路采用两组开关管组件和两个电容，分别串联后，一起并联在有源功率因数校正电路的输出端，谐振电感的输入端连接在两串联的电容之间的中点，谐振电容的输入端连接在两组串联开关管组件的中点，谐振电感和谐振电容的输出端并联，并与变压器的初级输入端连接，谐振电容的输入端还与变压器的另一初级输入端相连接。

本发明可直接采用市电220V供电，技术方案如下：

在全桥方式中，所述并联谐振拓扑结构电路采用四组开关管组件，每两组串联后，一起并联在整流滤波电路的输出端，谐振电感和谐振电容的输入端分别连接在两组串联开关管组件之间的中点，谐振电感和谐振电容的输出端并联，并与变压器的初级输入端连接，谐振电容的输入端还与变压器的另一初级输入端相连接。

在半桥方式中，所述并联谐振拓扑结构电路采用两组开关管组件和两个电容，分别串联后，一起并联在整流滤波电路的输出端，谐振电感的输入端连接在两串联的电容之间的中点，谐振电容的输入端连接在两组串联开关管组件的中点，谐振电感和谐振电容的输出端并联，并与变压器的初级输入端连接，谐振电容的输入端还与变压器的另一初级输入端相连接。

本发明能够满足高压电源应用于直流稳压输出状态和电容恒流充电状态的方式，很好的发挥开关电源的优点。并且能够适合电源负载突变的场合，即输出由轻载突变到满功率输出状态或从满功率输出状态突变到轻载状态。结合谐振变换器和脉冲频率调制(PFM)变换器的优点，达到很高功率密度的整机性能。

附图说明

以下结合附图对本发明作详细说明。

图1为本发明总体框图；

图2为串联谐振拓扑结构电路图；

图3为并联谐振拓扑结构电路图；

图4为半桥并联谐振拓扑结构电路图；

图5为电流工作波形图；

图6为本发明实施例一电路结构图；

图7为本发明实施例一实测谐振电流波形图；

图8为本发明实施例二电路结构图。

具体实施方式

参见图1，本发明主要包括四个电路部分：有源功率因数校正电路1(也可直接用市电采用整流滤波电路)，谐振电路2，控制电路3，变压输出电路4。

在谐振方式中，常用的是串联谐振方式，串联谐振拓扑结构电路如图2所示，该方式中实现了开关管的零电压和零电流开启关断，减少了开关管的损耗。缺点是流过开关管的峰值电流高，电源的控制复杂，不易实现在直流稳压输出状态下工作。

本发明利用的是并联谐振方式，并联谐振拓扑结构电路如图3所示，利用软开关技术提高了开关频率，使变压器的寄生参数都被基本的变换器参数所吸收利用，变换器可高效可靠的工作，是高压电源理想的设计方案。

现对本发明各电路具体说明如下：

有源功率因数校正电路1，主要利用BOOST电感实现电源的有源功率因数校正。电路结构如图8中有源功率因数校正电路1所示。