[发明专利]一种AC/DC变换器

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源，特别是涉及一种AC/DC(交流/直流)变换器。

背景技术

对于AC/DC变换器而言，一般由PFC(Power Factor Correction，PFC)和DC/DC(直流/直流)两级电路组成。PFC电路用来实现整流功能和功率因数的校正功能，使AC/DC变换器的输入电流在从交流转换为直流的基础上跟踪输入电压，提高电源的功率因素，减小电源的谐波干扰。PFC电路的输出端接DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器先将直流电变换成高频的交流电后，再通过二极管整流，将交流电整流成直流电。

图1所示为常用的AC/DC变换器拓扑，其中，电源AC为交流输入电源，二极管D1～D4构成整流桥，电感L1为BOOST电感，二极管D5为BOOST继流二极管，电容C1为直流母线电容，从电源AC到电容C1构成了传统的BOOST变换器，用来实现PFC的功能。开关管S1～S4为DC/DC变换器的4个开关管，电感L2是用来实现零电压开通(Zero Vo1tage Switch，ZVS)的电感，电容C2为隔直电容，T1是变压器，二极管D6、D7构成全波整流电路，电感L3为输出电感，电容Co为输出电容。从开关管S1到电容Co构成了一个移相全桥的DC/DC变换器，将直流电变换为直流电。

但是上述的AC/DC变换器存在着以下不足：

1.输入电流流过整流桥二极管D1～D4，使得整流桥上的损耗较大，电源的效率难以进一步提升。

2.DC/DC变换器采用移相全桥的拓扑结构，滞后桥臂不容易实现ZVS。

3.由于DC/DC采用移相控制，使得输出二极管D6、D7难以做到零电流关断(Zero Current Switch，简称ZCS)，在输出二极管上的开关损耗较大。

4.输出有一个体积较大的电感，电源的功率密度难以提升。

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种AC/DC变换器，可以降低电路损耗，提高电源效率和功率密度。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种AC/DC变换器，包括PFC电路和耦合在所述PFC电路输出端的DC/DC变换器，其特征在于，所述PFC电路为无整流桥PFC电路，所述DC/DC变换器包括LLC电路、变压器和同步整流电路，所述PFC电路的输出端接所述LLC电路的输入端，所述LLC电路的输出端接所述变压器的原边绕组，所述变压器的副边绕组接所述同步整流电路的输入端。

优选地，所述PFC电路为单相无桥PFC电路，所述单相无桥PFC电路包括第一电感、第二电感、第一继流二极管、第二继流二极管、第一PFC开关管、第二PFC开关管和直流母流电容，所述第一电感的一端接交流输入电源的一端，所述第一电感的另一端接所述第一继流二极管的阳极和所述第二PFC开关管的一端，所述第二电感的一端接所述交流输入电源的另一端，所述第二电感的的另一端接所述第二继流二极管的阳极和所述第一PFC开关管的一端，所述第一PFC开关管和所述第二PFC开关管的另一端接所述直流母流电容的一端，所述直流母流电容的另一端接所述第一继流二极管和所述第二继流二极管的阴极。

优选地，所述LLC电路为三相LLC电路，所述三相LLC电路包括a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂、第一谐振电感、第二谐振电感、第三谐振电感、第一谐振电容、第二谐振电容、第三谐振电容、第一励磁电感、第二励磁电感和第三励磁电感，所述a相桥臂包括串联的a相第一开关管和a相第二开关管，所述b相桥臂包括串联的b相第一开关管和b相第二开关管，所述c相桥臂包括串联的c相第一开关管和c相第二开关管，所述变压器的原边绕组包括原边第一绕组、原边第二绕组和原边第三绕组，所述第一谐振电感的一端接所述a相桥臂的中点，所述第一谐振电感的另一端接所述第一谐振电容的一端，所述第一谐振电容的另一端接所述原边第一绕组的一端，所述第二谐振电感的一端接所述b相桥臂的中点，所述第二谐振电感的另一端接所述第二谐振电容的一端，所述第二谐振电容的另一端接所述原边第二绕组的一端，所述第三谐振电感的一端接所述c相桥臂的中点，所述第三谐振电感的另一端接所述第三谐振电容的一端，所述第三谐振电容的另一端接所述原边第三绕组的一端，所述原边第一绕组、所述原边第二绕组和所述原边第三绕组的另一端互连。

优选地，所述第一励磁电感、第二励磁电感和第三励磁电感是由所述变压器原边绕组提供或者采用外置的电感。

优选地，所述变压器为一个采用△形连接或Y形连接的变压器。