[发明专利]用于直流开关电源的变压整流输出电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流开关电源，尤其涉及用于直流开关电源的变压整流输出电路。

背景技术

直流开关电源是近年来出现的一种新型功率变换装置。它的工作方式是交-直-交-直，即先将电网的50Hz低频交流整流滤波成直流，再将直流逆变成高频交流，然后将高频交流整流滤波成直流输出。其中高频交流电在变压器中的变压效率要比50Hz低频电网交流高很多.所以变压器可以做得很小，因此，与传统的相控电源相比，它具有体积小、重量轻的优点，故而近年来得到发展。目前，直流开关电源由于受到高频整流二极管的额定功率限制，在变压整流输出电路中往往需要用多个并联的整流二极管来实现大功率输出。例如图3，这是一个直流开关电源常用的一种大功率变压输出电路，其中变压器T的原边线圈流过逆变的高频电流，其副边线圈感应输出高频电流，经过一组并联的正向整流二极管D1和一组并联的负向整流二极管D2的均恒分流及全波整流后，再经LC滤波而输出直流。在该输出电路中，由于多个并联的二极管对变压器副边感应出的高频电流进行了均恒分流，才实现了大功率输出。但是，这种均恒分流对并联整流二极管端电压的一致性要求非常高，也就是说，只有它们的端电压一致，才能保证流过各并联二极管中的分流电流达到均恒而不超出其额定功率，从而确保直流电源的可靠输出。为了达到并联二极管的端电压一致，最普通和最常用方法是筛选法，即在众多高频二极管器件中选择端电压一致的进行并联。这种方法不仅会大大增加制造和采购成本，而且器件细微的差异仍不能消除，这种细微的差异仍会造成各分流电流的细微不均恒，在特殊情况下，如供电系统拉偏时，高频二极管工作在其额定功率的临界，这种细微的不均恒很有可能导致个别器件超过其额定功率而烧坏。另一种常用的方法是二极管串联电阻的方法，即通过电阻的限流来保证流过二极管电流不超过其额定功率值，但这样作会带来额外的电阻损耗。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种改进的用于直流开关电源中的变压整流输出电路，使其在不增加成本和额外电阻损耗的情况，达到可靠的分流均恒，提高输出可靠性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

它包括多个具有相同匝数比的变压器，所述的多个变压器的原边线圈串联在一起，并且串联原边线圈的两端作为高频逆变电流的输入端，所述多个变压器的副边线圈各分别接有一个二极管整流器。

本发明进一步改进的技术方案如下：

所述的二极管整流器为全波整流器。

通过上述技术方案可以看出，本发明用多个匝数比相同的小功率变压器代替一个大功率变压器，并利用原边的串联，使通过各变压器原边线圈中的高频电流保持一致，然后又根据变压器原边电流严格等于变压器副边电流除以匝数比的原理，利用各变压器相同的匝数比，使各变压器副边线圈感应出的高频电流相互一致，从而实现了可靠的分流均恒。它不仅比选择端电压一致的高频二极管实现容易得多，且分流均恒性好，可靠性高，制造简单，不增加成本，较好的解决了开关电源中大功率输出的分流均恒问题，大大提高了大功率开关电源输出的可靠性。

附图说明

图1、本发明的电路原理图。

图2、变压器接桥式整流器的电路原理图。

图3、已有变压整流输出电路的原理图。

具体实施方式

参见图1，该输出电路具有多个小功率变压器T1～TN，该小功率变压器的功率之和等于一个大功率变压器的功率，该多个小功率变压器具有相同匝数比N_S/N_F，该多个变压器T1～TN的原边线圈串联在一起，并且串联原边线圈的两端1、2作为高频逆变电流的输入端，这样，各变压器的匝数比就变成N×N_S/N_F。由于各变压器原边线圈的串联，当高频逆变电流输入时，各原边线圈流过的是同一输入电流，根据变压器原理可知，在理想变压器中，变压器原边电流严格等于变压器副边电流除以匝数比，故各副边线圈感应输出的电流是相互一致的。在实际变压器中，变压器原边电流与除以匝数比的副边电流之间不完全相等，二者之间存在着一个微小的差异，这就是变压器的励磁电流，但在变压器制作过程中，通常可以保证变压器的励磁电抗非常大，使励磁电流与原副边电流相比微乎其微，可以忽略不计，因此，实际变压器也可以达到变压器原边电流等于变压器副边电流除以匝数比，从而保证了各副边电流的均恒。

再参见图1，所述各副边线圈上分别接有一个二极管整流器，该二极管整流器可以是半波整流器(即串接在副边线圈输出端上的一个正向或负向整流二极管)、全波整流器或全桥整流器。图中给出的二极管整流器3是一个双向全波整流器，该整流器3由变压器副边线圈的抽头3-3和分别串接在变压器副边线圈两端的一个正向整流二极管3-1和一个负向整流二极管3-2构成，各变压器的抽头全部并联在一起，作为各整流器的输出负端4，各正向和负向整流二极管的整流输出端也全部并联在一起，作为各整流器的公共输出正端5，所述各整流器的公共输出正、负5、4与一个LC滤波器6相接，并由LC滤波器滤波输出直流。本输出电路也可以采用图2所示的桥式整流器7的电路结构。由于各副边电流已经达到了均恒，故各整流二极管的额定功率可以根据需要来选择，以保证其始终工作在额定功率范围之内，大大提高了输出可靠性。