[发明专利]一种用于非隔离式AC-DC电压变换系统的电压变换电路及变换方法

说明书

本发明公开了一种用于非隔离式AC‑DC电压变换系统的电压变换电路及变换方法，电压变换电路包括：第一电压变换电路模块和第二电压变换电路模块，其中第一电压变换电路模块的输入端用于接收母线电压，第一电压变换电路模块的输出端用于耦接第一电容并提供中间电压，其中第一电压变换电路模块用于在母线电压处于谷底位置时导通第一电压变换电路模块的主晶体管，第二电压变换电路模块的输入端耦接第一电压变换电路模块的输出端用于接收中间电压，第二电压变换电路模块的输出端用于耦接电感的第一端，其中电感的第二端用于耦接输出电容并提供直流输出电压。该非隔离式AC‑DC电压变换电路既能准确控制输出端的直流低压，又具有较高的效率。

技术领域

本发明涉及电子领域，具体但不限于涉及一种用于非隔离式AC-DC电压变换系统的电压变换电路及变换方法。

背景技术

在交流-直流(AC/DC)电压变换器领域，由于其高压输入，隔离型电压变换器被广泛采用。然而隔离型电压变换器由于变压器的应用，成本较高，且控制复杂。因此有必要开发非隔离式AC/DC电压变换器。但由于交流市电电源为高电压输入，非隔离式AC/DC电压变换器电源效率不高，且在半导体高低压隔离和信号处理方面也对半导体工艺提出了挑战。

发明内容

为了解决上述至少部分问题，本发明提出了一种用于非隔离式AC-DC电压变换系统的电压变换电路和变换方法。

根据本发明的一个方面，一种用于非隔离式AC-DC电压变换系统的电压变换电路，包括：第一电压变换电路模块，其输入端用于接收母线电压，其输出端用于耦接第一电容并提供中间电压，第一电压变换电路模块用于在母线电压处于谷底位置时导通第一电压变换电路模块的主晶体管；以及第二电压变换电路模块，其输入端耦接第一电压变换电路模块的输出端用于接收中间电压，第二电压变换电路模块的输出端用于耦接电感的第一端，其中电感的第二端用于耦接输出电容并提供直流输出电压。

在一个实施例中，第一电压变换电路模块包括谷底斩波电路的一部分，第二电压变换电路模块包括DC-DC电压变换电路的一部分。

在一个实施例中，第一电压变换电路模块包括第一半导体模块，第一半导体模块制作在第一半导体基底上，第二电压变换电路模块制作在第二半导体基底上形成第二半导体模块，其中第一半导体模块和第二电压半导体模块之间建立控制信号的通信，控制信号用于控制主晶体管或第二电压变换电路模块中的开关管。

在一个实施例中，第二半导体模块输出控制信号，第一半导体模块接收控制信号，第一半导体模块包括驱动级电路，驱动级电路的输入端接收控制信号，驱动级电路的输出端耦接主晶体管的控制端。

在一个实施例中，第一电压变换电路模块进一步包括晶体管半导体模块，制作在第三半导体基底上，晶体管半导体模块包括主晶体管，主晶体管的第一端用于接收母线电压，主晶体管的控制端耦接第一半导体模块，主晶体管的第二端用于提供中间电压。

在一个实施例中，第二电压变换电路模块包括DC-DC电压变换电路的开关管和控制电路，控制电路用于控制开关管和主晶体管。

在一个实施例中，第一电压变换电路模块进一步包括如下电路中的一个或多个：输入电压采样电路，用于采样母线电压；自供电电路，用于在第一电压变换电路模块正常工作前为控制电路提供供电电压；主动泄放电路，用于为母线电压提供泄放通路。

在一个实施例中，根据上述任一实施例所述的电压变换电路，第二电压变换电路模块用于形成buckboost电路。

在一个实施例中，根据上述任一实施例所述的电压变换电路，第一电压变换电路模块和第二电压变换电路模块位于电子封装体内，电子封装体具有五个管脚，其中第一管脚用于接收母线电压，第二管脚用于提供中间电压，第三管脚用于耦接电感，第四管脚用于耦接参考地，第五管脚用于采样电压变换电路的输出电压。