[发明专利]一种交流-直流变换电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源，特别是一种交流-直流变换电路及其控制方法。

背景技术

属于软开关技术的单级功率因数（Power Factor，简称PF）矫正器、有源箝位反激、有源箝位正激及其改进方案已经在电源中广泛运用，美国专利文献US7301785B2公开的一种开关电源电路，该变换器电路原边的开关管的电压应力会随着负载的状况而变化，且在满载时会偏移到很高，未从根本上克服典型谐振技术的缺点，因此，其可用的功率范围、输入及输出电压变化范围受到限制。中国专利文献CN101692595B公开了一种有源箝位正反激电路，该电路相比其他已经公开的电路有所改进，但其一次侧因为交流整流滤波的需要，虽然可以不需要大容量的电解电容，但实际使用还是需要额外添加的高频滤波电容，交流输入侧也必须运用全桥整流。二次侧整流电路复杂，无论是输入整流回路还是输出整流回路，多个二极管串联损耗较大。同时其在无大容量的输入电解电容时，输出电压电流纹波都很大；在实际使用中难以运用到较大功率的交流-直流变换电路场所，一般运用到直流-直流变换场所较为合适。此外，该变换器在输入是交流时，由于输入电压的周期性变化引起对应驱动占空比的变化，使得箝位电路在低压输入部分会因为谐振条件不满足而出现损耗加大的情况，降低了电路的稳定性、可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的不足，提出一种交流-直流变换电路及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种交流-直流变换电路，包括输入整流电路、原边输入滤波电容、原边逆变电路、驱动电路、隔离变压器、副边整流电路、副边第三至第四电容、副边输出滤波电容以及连接在所述副边输出滤波电容与所述驱动电路之间的控制电路，所述驱动电路连接所述原边逆变电路；

所述输入整流电路包括第一至第二输入整流二极管，所述第一输入整流二极管的阳极和所述第二输入整流二极管的阴极连接交流输入火线，所述原边输入滤波电容包括以交流输入零线为中点串联的两个输入高频滤波电容，两个输入高频滤波电容的相反端分别与所述输入整流电路的正端及负端连接；

所述原边逆变电路包含第一至第二逆变开关管，所述第一逆变开关管和所述第二逆变开关管分别与所述输入整流电路的正端和负端连接，所述隔离变压器原边绕组的一端与第一、第二逆变开关管串联,所述隔离变压器原边绕组的另一端与输入零线连接；所述原边逆变电路与原边输入滤波电容也构成回路，形成箝位谐振电路，所述逆变开关管工作在零电压切换状态；

所述副边整流电路包括第三至第四二极管，所述第三二极管的阴极与所述第四二极管的阳极及所述隔离变压器副边绕组的其中一输出端相连，所述第四二极管的阴极与电源的输出正端以及所述副边输出滤波电容的一端连接，所述第三二极管的阳极与电源的输出负端以及所述副边输出滤波电容的另一端相连，所述隔离变压器副边绕组的另一个输出端与副边第三至第四电容的中间点连接，所述副边第三电容连接电源的输出正端，所述副边第四电容连接电源的输出负端；所述副边整流电路具有正激及反激两种工作模式。

进一步地：

所述隔离变压器是磁芯是开有气隙的隔离变压器或原边串联有谐振电感的隔离变压器或副边串联有储能电感的隔离变压器。

所述隔离变压器是正激工作线圈与反激工作线圈复用的单个副边绕组的变压器。

所述副边第三、第四电容是两个串联的无极电容或者有极性电容，且在为有极性电容的情况下，所述副边第三电容的正极接电源的输出正端，所述副边第四电容的负极接电源的输出负端。

一种交流-直流变换电路，包括2个、3个或者更多个前述的交流-直流变换电路，各交流-直流变换电路的输入连接到具有2个、3个或者更多个相位输入的交流源的不同相位输入。

进一步地，各交流源有输入零线且各交流-直流变换电路的原边输入滤波电容的中点都连接至所述输入零线，或者，各交流源无输入零线且各交流-直流变换电路的原边输入滤波电容的中点连接同一点。

一种所述的交流-直流变换电路的控制方法，所述电路具有正激及反激两种工作模式，所述电路中的第一、第二逆变开关管根据工作时段作为逆变开关管或箝位开关管使用，所述第一、第二逆变开关管中的一个开关管工作在逆变状态时另外一个开关管工作在箝位工作状态，所述电路中的原边输入滤波电容根据工作时段作为输入滤波电容或箝位电容使用，所述原边输入滤波电容在第一或第二逆变开关管关断时与所述电路中的隔离变压器的漏感产生谐振，使箝位开关管和逆变开关管获得零电压切换，通过谐振将所述隔离变压器漏感的能量传递到所述隔离变压器副边。