[发明专利]隔离式单级AC/DC变换器

说明书

本公开提供一种隔离式单级AC/DC变换器，包括：输入端，用于输入交流电压；变压器，与所述输入端相连，包括原边绕组及副边绕组，用于实现所述变换器的电气隔离；主开关管，位于原边绕组侧，用于控制原边电流的双向流通，包括第一主开关、以及第二主开关；整流管，位于副边绕组侧，用于控制副边电流的双向流通；输出滤波电路，与所述整流管相连，用于平滑输出电压；以及输出端，与所述输出滤波电路相连，用于输出直流电压；还可包括有源钳位电路，其包括辅助开关管以及有源钳位电容，用于实现主开关管的零电压开通以及吸收变压器的漏感能量。

技术领域

本公开涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种隔离式单级AC/DC变换器。

背景技术

隔离式AC/DC变换器电路在适配器领域得到了广泛的应用。隔离式AC/DC变换器电路的功能包含两个方面：一方面，隔离式AC/DC变换器提供交流输入与直流输出的隔离；另一方面，隔离式AC/DC变换器将输入的交流电压转换为用电器所需的直流电压。当前，隔离式AC/DC变换器的主要实现方式有：“桥式整流电路+隔离式DC/DC变换器”、“非隔离式功率因数校正电路+隔离式DC/DC变换器”、“隔离式单级AC/DC变换器”。在小功率应用领域，“桥式整流电路+隔离式DC/DC变换器结构”得到了广泛的应用。在小功率应用中，由于电网对变换器的功率因数无要求，因此，在第一级，采用不控的桥式整流电路；在第二级，采用隔离式DC/DC变换器提供电气隔离与电压转换。随着变换器功率的提升，电网对功率因数提出了要求，因此，桥式整流电路不再适用，需要设计功率因数校正电路。在“非隔离式功率因数校正电路+隔离式DC/DC变换器”中，第一级，为非隔离式的功率因数校正电路，提供功率因数校正功能；第二级，为隔离式DC/DC变换器，一方面提供输入与输出的电气隔离，同时，将输入电压转换为所需的输出电压。

由于“桥式整流电路+隔离式DC/DC变换器结构”以及“非隔离式功率因数校正电路+隔离式DC/DC变换器”，均为两级变换器结构，电路结构复杂，所用元器件数量较多，因此，“隔离式单级AC/DC变换器”得到了应用。“隔离式单级AC/DC变换器”为一级的隔离式功率因数校正电路，同时提供功率因数校正以及电气隔离两项功能。“隔离式单级AC/DC变换器”结构，具有电路结构简单，成本低等优势，可用于替代当前低成本的应用场合(如各类电源适配器等对成本比较敏感的应用场合)，减小体积并降低成本，是一种很有前途的技术，具有十分广阔的的应用前景。

然而当前的隔离式单级AC/DC变换器结构，具有如下缺陷：首先，输入侧的开关管数量多(＞2)，因此需要采用的高耐压值的开关管数量相应增多，从而增加了成本。因为在隔离式单级AC/DC变换器结构中，由于输入为交流电压，为实现双向可控，输入侧至少需要采用两个开关管来实现；当前的隔离式单级AC/DC变换器，输入侧所采用的开关管数量均大于2，因而增加了成本；其次，当前的隔离式单级AC/DC变换器结构，无法实现主开关管的软开关，因而，无法实现隔离式单级AC/DC变换器结构的高频化与高效率。当前，AC/DC变换器在向高频化、高功率密度、高效率发展。当前的单级AC/DC变换器结构，由于无法实现主开关管的软开关，因此，在提高开关频率时，开关管的损耗将会增大。开关管的损耗限制了开关频率与效率的提升。

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种隔离式单级AC/DC变换器，以缓解现有技术中单级AC/DC变换器输入侧的因开关管数量多而成本较高，以及无法实现高频化与高效率等技术问题。

(二)技术方案

本公开提供一种隔离式单级AC/DC变换器，包括：

输入端，用于输入交流电压；

变压器，与所述输入端相连，包括原边绕组及副边绕组，用于实现所述变换器的电气隔离；

主开关管，位于原边绕组侧，用于控制原边电流的双向流通，包括第一主开关、以及第二主开关；