[实用新型]一种无AC/DC整流桥电流型单级隔离高频开关电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高频开关电源，更具体的说，它涉及一种无AC/DC整流桥电流型单级隔离高频开关电源。 

背景技术

目前，无桥整流技术大体都是围绕着把工频交流变为直流的技术路线来展开的，所以，这些方案中，都会有由整流二极管构成的AC/DC整流电路。现有无桥AC/DC整流技术与传统的两级和单级功率转换电路相结合而形成两类开关电源转换装置，无桥两级高频开关电源和无桥单级高频开关电源。这两种装置最大的问题就是需要缓冲高压储能电容，在电源负荷变化较大时，电容上会形成很高的电压应力，从而降低装置的可靠性。这种装置不可避免地需要整流二极管和高频开关管，电路元器件多，控制复杂，系统瞬态反应慢，效率偏低。美国专利技术US6038142，提出一种有桥有源功率因数校正技术和一种单级全桥隔离的具有有源钳位功能的Boost型转换装置。该技术在有AC/DC（Vin）整流桥的条件下，较好的解决了单级隔离电流型功率因数校正电路电压应力问题和有源钳位零电压转换，变压器励磁电流路径，安全隔离及输出整流滤波问题。但这种电路最大缺陷还是需要低效的AC/DC整流电路。 

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种不需要把工频交流转变成直流，而是直接把工频交流电变成高频交流电，把功率因数校正和DC/DC转换整流部分合并为一个整流输出，真正做到无整流桥和无功率因数校正整流二极管和高频开关管，无缓冲储能高压电容的无AC/DC整流桥电流型单级隔离高频开关电源。 

本实用新型的技术方案如下： 

包括输入交流串联网络、负荷耦合电路、输出整流滤波电路、电压钳位电路、高频开关网络电路和控制该高频开关网络电路的控制电路；

高频开关网络电路，包括至少两组双向开关晶体管，该至少两组双向开关晶体管以电桥方式连接；

控制电路包括采样监控电路和脉宽调制控制器；

采样监控电路的输入端与输入交流输入火线、中性线相连，采样监控电路的另一个输入端与所述的高频网络开关电路中两个桥臂连接点相连；

采样监控电路的输入端监控输入交流串联网络的正负半周信号，另一个输入端输入高频开关网络零电压转换条件信号；

脉宽调制控制器的输入端与采样监控电路的输出端相连，脉宽调制控制器的输出端与高频开关网络电路中的所有双向开关晶体管的控制输入端相连，脉宽调制控制器的另一个输出端与输出整流滤波电路相连；

脉宽调制控制器的输入端输入所述的采样监控电路传来的零电压转换控制信号，脉宽调制控制器的一个输出端根据输入端输入的信号输出控制信号驱动高频开关网络的各双向开关晶体管的导通和关闭；所述的脉宽调制控制器的另一个输出端输出同步整流控制信号，为所述的负荷电路提供直流输出电压和电流；

其中，输入交流串联网络的一个输出端与电压钳位电路的输入端相连，输入交流串联网络的另一个输出端与boost型输入电抗器的输入端相连； boost型输入电抗器输出端与电压钳位电路的另一个输入端相连；电压钳位电路的输出端分别于高频网络开关电路中两个桥臂连接点相连；负荷耦合电路的一个输入端与高频开关网络电路的超前桥臂的中点相连，负荷耦合电路的另一个输入端与高频开关网络电路的滞后桥臂的中点相连；负荷耦合电路的输出端与输出整流滤波电路的输入端相连。

所述的电压钳位电路用于为高频开关网络电路提供零电压转换的条件，以限制高频开关网络各双向开关晶体管在开关时的电压尖峰 

所述的电压钳位电路在交流正半周阶段，电压钳位电路中与交流电容器直接相连的双向开关晶体管总是导通状态，与boost型输入电抗器直接相连的双向开关晶体管与高频开关网络电路按脉宽调制方式联动；所述的电压钳位电路在交流负半周阶段，电压钳位电路中直接与boost型输入电抗器相连的双向开关晶体管总是导通状态，直接与交流电容器相连的双向开关晶体管与高频开关网络电路按脉宽调制方式联动。

所述的高频开关网络电路是由四组双向开关晶体管组成的推挽全桥或半桥电路。 

所述的高频开关网络电路是包括四组双向开关晶体管的全桥电路。 

所述的高频开关网络电路是包括两组双向开关晶体管的半桥电路。 

所述的负荷耦合电路包括电感器、电容器和高频变压器。 

所述的负荷耦合电路中电感器、电容器串联形成谐振回路，该谐振回路与高频变压器串联。 

所述的负荷耦合电路中电感器、电容器串联形成谐振回路，该谐振回路与高频变压器串联,另一电感器与变压器并联，形成所谓LLC谐振电路。