[发明专利]一种适用于宽输入范围的高效DC/DC转换功率电路

说明书

技术领域

本发明涉及电路设计领域，尤其涉及DC/DC功率变换领域，具体涉及一种具有宽电压输入的高效DC/DC功率变换电路。

背景技术

随着电力电子技术的发展，功率变换模块向高频化、小型化和高效率发展，DC/DC功率变换器的模块化设计成为开关电源技术的一个重要发展方向。由于模块化电源具有通用性的特点，这就要求模块化电源能够使用不同的输入电压范围，而且具有高效率和小型化的特点。

目前应用于模块电源的DC/DC功率拓扑大多采用单级式拓扑，不能在兼顾输入电压范围的同时达到高效率转换，而且变压器的设计不能最优。

发明内容

本发明目的是提供一种具软开关特性的适用于宽输入范围的高效DC/DC转换功率电路，以达到增大输入电压范围的目的，使得模块化电源能更好得应用不同类型的机载设备。通过对前级功率变换器的宽电压范围反馈调节实现整个电路的宽电压输入，通过后级LLC谐振变换器在高频谐振工作点软开关的特性，实现电路的高效率隔离输出。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现：

一种适用于宽输入范围的高效DC/DC转换功率电路，包含：Buck-Boost电路，其输入端与直流电压源的正负母线连接。LLC谐振网络电路，其输入端与Buck-Boost电路的输出端连接。同步整流控制电路，其输入端与LLC谐振网络电路的输出端连接；所述同步整流控制电路的输出端与负载连接，输出经逆变整流后的直流电压U_o。所述Buck-Boost电路用于将直流电压源输入的直流电压U_in进行逆变，并将逆变后的交流电压输送至所述LLC谐振网络电路。所述LLC谐振网络电路用于将逆变后的交流电压通过控制频率使得交流电压稳定逆变输出方形波电压信号。所述同步整流电路所述方形波电压信号进行升压或降压变换与同步整流处理后输出至负载。

优选地，所述Buck-Boost电路采用能够将输入直流电压U_in进行同步整流的H桥结构的四管Buck-Boost路。

优选地，所述Buck-Boost电路包含：第一Mos开关管Q₁的漏极接入直流电压源的正母线连接；其源极与电感L_f的一端以及第一同步整流管SR₁的漏极连接；所述第一同步整流管SR₁的源极与初始直流电压U_in的负母线连接；所述电感L_f的另一端与第二同步整流管SR₂的源极以及第二Mos开关管Q₂的漏极连接；第二Mos开关管Q₂的源极与初始直流电压U_in的负母线连接；第二同步整流管SR₂的漏极与电容C_f的一端连接；电容C_f的另一端与初始直流电压U_in的负母线连接。

优选地，所述当U_in<U_o时，Buck-Boost电路工作于升压模式，第一Mos开关管Q₁导通，第二Mos开关管Q₂工作于常关状态，整个Buck-Boost电路等效于一个Boost变换器；当Uin>Uo时，Buck-Boost电路工作于降压模式，第二Mos开关管Q₂常关，第一Mos开关管Q₁工作于常关状态，整个Buck-Boost电路等效于一个Buck变换器；

所述第一Mos开关管Q₁与第二Mos开关管Q₂互补导通，第一与第二同步整流管SR₁、SR₂互补导通，使得所述Buck-Boost电路工作于同步整流模式。

优选地，所述LLC谐振网络电路为具有软开关特性的谐振网络电路；所述LLC谐振网络电路包含：由谐振电容C_r与谐振电感L_r串联，励磁电感L_m与负载并联组成的LLC谐振电路与一对Mos开关管Q₃、Q₄；所述Mos开关管Q₃、Q₄用于通过软开关特性输出方波电压信号。