[发明专利]一种谐振式软开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种照明技术领域的电光源产品，特别是一种谐振式软开关电源。

背景技术

由于开关电源的工作效率高，体积和重量较小，在电光源产品中得到了大量的应用。但传统硬开关变换器存在以下三大缺点：1. 硬开关变换器的损耗与开关频率成正比，从而限制了电源效率的提高，体积和重量的减小。2. 硬开关条件下会造成严重的电磁干扰。3. 硬开关条件下开关管容易损坏，从而降低了产品的可靠性。为解决上述技术问题，利用软开关技术拓扑一种半桥式软开关电源，是很好思路，然而一般软开关变换技术必须解决以下几个问题：1.频率固定情况下难以直接进行电压调整的问题。2.开关管应力较大的问题。3.L、C元件发热的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种谐振式软开关电源，解决现有传统硬开关变换器存在电源效率难以提高、体积和重量难以减小、存在严重的电磁干扰和可靠性低的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种谐振式软开关电源，包括功率因数校正电路，所述功率因数校正电路通过软开关谐振主电路与输出滤波电路连接；所述功率因数校正电路包括依次连接的交流滤波模块、整流模块、直流滤波模块和功率因数校正芯片；所述软开关谐振主电路包括依次连接的厚膜电路、软开关谐振功率变换器、LLC输出谐振网络；所述厚膜电路与采样电路连接。

所述交流滤波模块包括三个并联的交流滤波电容，相邻的两个交流滤波电容之间各接有一个电感线圈；所述整流模块为全波整流桥；所述功率因数校正芯片型号为MC33262。

所述软开关谐振功率变换器包括转换电容、与所述转换电容串联的转换电阻、开关变压器，所述转换电阻与开关变压器初级线圈连接，所述开关变压器两个次级线圈分别与两个场效应管的栅极连接；所述LLC输出谐振网络为串联谐振网络。

所述输出滤波电路包括二极管，所述二极管接有滤波电感，所述二极管与所述滤波电感之间并联有第一滤波电容，所述滤波电感输出端接有与所述第一滤波电容并联的第二滤波电容。

本发明的技术原理为：本发明在传统硬开关变换器的电路中增加了高频谐振网络，其主要作用是将开关功率管工作在零电压和零电流软开关状态，本发明谐振式软开关电源的电流谐振式导通时，电流波形呈正弦波状，导通时间快结束时，电流减为零。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明的电路能大幅度提高开关电源的效率和产品的可靠性；电源的效率可以达到90%；可使开关管启、闭时的损耗降为零，损耗大幅度降低，可靠性大幅度的提高，开关管应力、L、C元件发热的问题得到了较好的解决，使得与该开关电源连用的发光器件寿命可以达到十万小时，是常规硬开关电源的几倍；同时本发明的软开关电源工作时不存在电磁干扰，环保节能。

附图说明

图1为本发明一实施例结构框图；

图2为本发明一实施例电路原理图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一实施例包括：功率因数校正电路、软开关谐振主电路、高频整流输出滤波电路。功率因数校正电路包括依次连接的交流滤波模块、整流模块、直流滤波模块和功率因数校正芯片；软开关谐振主电路包括依次连接的高频振荡器、软开关谐振功率变换器、LLC输出谐振网络；高频振荡器与采样电路连接。

功率因数校正电路的原理是：首先将220V/50HZ的交流电源，通过交流滤波、交流整流、预升压功率因数校正、直流滤波输出400V电压，该电压给软开关谐振主电路供电。软开关谐振主电路由厚膜电路（MK1）、软开关谐振功率变换器、输出谐振网络四个单元电路组成；厚膜电路中的高频振荡器产生的高频信号经厚膜电路中的电压-频率变换器送至软开关谐振功率变换器进行功率放大，输出谐振网络对经过功率放大后的高频电压进行选频输出。采样电路对输出电流采样，并将此信号反馈至软开关谐振主电路中的电流-频率变换器单元完成恒流控制。高频整流输出滤波电路对软开关谐振主电路产生的高频电压进行整流滤波，最终输出24V/10A的恒定直流。

交流滤波模块包括三个并联的交流滤波电容C1、C2、C3，相邻的两个交流滤波电容之间各接有一个电感线圈L1、L2。

如图2所示， MC33262为功率因数校正芯片。交流电源输入电压范围为188-264V,直流输出电压为400V，功率因数＞0.996，THD＜6％.