[实用新型]基于集成主电感和谐振电感的LLC谐振软开关电源系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种将交流转成直流变换器的开关电源，特别是涉及基于集成主电感和谐振电感的LLC谐振软开关电源系统。

背景技术

传统的开关电源主要为开关脉冲型电源，开关器件在开通以及关断过程通常都是硬开关。由于电源的体积要求越来越严苛，电源势必需要提升开关频率来满足电源尺寸的减小。由于频率的提升，硬开关过程的损耗就越来越不可忽视，占开关器件损耗的比例越来越大，这样极大地影响了开关电源效率的提升。

后来又引入了串联谐振电路，并联谐振电路，LCC谐振电路，这些谐振式电路都能实现一定程度的软开关，有效提升开关效率。但是各自也存在缺点和局限性。串联谐振空载不能调节，轻载对频率不敏感。并联谐振的谐振环路内部的能量大，效率提升十分有限，且随着输入电压的提高，损耗越大。LCC谐振在输入电压出现短时间跌落的情况下，却不能保证电源的正常工作。

本实用新型采用集成主电感和谐振电感的LLC谐振软开关电路，不仅具有原边开关管的零电压开通，还具有副边二极管的零电流关断，且全电压输入范围从空载到满载都能实现上述开关器件的软开关动作，极大提升开关电源的效率，可高达95%左右。很适合中大功率场合使用。同时克服上述其他谐振电路的缺点，能够满足空载稳定，当输入电压短暂跌落时电源也能正常工作。

由于将主电感和谐振电感集成在一个变压器里面，节省了外置谐振电感所需的空间，减小了电源的尺寸，有效提高功率密度，同时降低了成本。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是如何提供一种采用集成主电感和谐振电感的LLC谐振软开关电源，实现了全电压输入范围以及从空载到满载的开关器件软开关过程，提升了电源转换效率，最高可达95%，能耗大大降低，实现节能环保，且因将主电感和谐振电感集成于同一个变压器里面，节省了外置的谐振电感，减小了电源体积，从而直接提高功率密度，降低成本的电源系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供基于集成主电感和谐振电感的LLC谐振软开关电源系统，包括：输入滤波电路、用于将交流电变成直流电的输入整流电路、用于降低谐波的功率因素矫正电路、用于自动调节输入一级电流大小以及对畸变的电流波形进行矫正的功率因素矫正控制电路、用于实现将输入高直流电压隔离降低成安全的较低电压的LLC谐振电路、用于自动调节输入二级电流大小和开关频率的变化的LLC控制电路、用于消除输出电压的噪声波动的输出滤波电路、输出整流电路、用于自动调节输出电压的波动的输出反馈电路。

所述功率因素矫正电路与输入整流电路、功率因素矫正控制电路、LLC谐振电路之间分别电性连接，所述LLC控制电路与功率因素矫正控制电路、LLC谐振电路、输出反馈电路之间分别电性连接，所述输出整流电路与LLC谐振电路、输出滤波电路之间电性连接，所述输出滤波电路与输出反馈电路之间电性连接，所述输入滤波电路与输入整流电路之间电性连接。

在一个较佳实施例中，所述输入滤波电路中包含有第一电感和第一电容；所述输出滤波电路均包含有第二电感和第二电容。

在一个较佳实施例中，所述输入整流电路包括第一二极管或整流桥。

在一个较佳实施例中，所述功率因素矫正电路为直流直流升压电路，所述功率因素矫正电路包括升压电感、外置场效应管和开关二极管。

在一个较佳实施例中，所述功率因素矫正控制电路包括第一控制IC、第一电阻、第二电容、第二二极管和第一三极管。

在一个较佳实施例中，所述LLC谐振电路包括集成主电感、谐振电感的变压器、谐振电容和外置场效应管。

在一个较佳实施例中，所述LLC控制电路包括第二控制IC、第二电阻、第三电容、第三二极管和第二三极管。

在一个较佳实施例中，所述输出整流电路包括肖特基二极管或快恢复二极管。

在一个较佳实施例中，所述输出反馈电路包括光电耦合器、高精度带稳压的运算放大器、第三电阻、第四电容和第四二极管。

本实用新型的有益效果是：采用集成主电感和谐振电感的LLC谐振软开关电源，实现了全电压输入范围以及从空载到满载的开关器件软开关过程，提升了电源转换效率，最高可达95%，能耗大大降低，实现节能环保，且因将主电感和谐振电感集成于同一个变压器里面，节省了外置的谐振电感，减小了电源体积，从而直接提高功率密度，降低成本。

附图说明