[发明专利]一种大功率高频开关电源模块及装置

说明书

本发明的一种大功率高频开关电源模块及装置，包括交流输入端口、整流桥模块、功率因数校正电路、LC滤波电路、至少一个高频DC/DC变换模块、输出滤波电容、输出电流传感器、直流输出端口、控制模块；所述高频DC/DC变换模块由高频逆变桥、谐振电感、谐振电容、高频变压器、高频整流电路、高频滤波电容、电流互感器组成，N个高频DC/DC变换模块的输入端并联在一起，输出端串联或并联在一起。本发明整体结构简单，可实现大功率、低纹波、低负载效应输出，可解决一些设备供电电源难以同时满足高功率、高效率、高功率因数、高功率密度、低输出纹波且容易更换和维护的技术问题。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体涉及一种大功率高频开关电源模块及装置。

背景技术

一些设备对其供电的电源存在诸多限制。电源必须同时满足高功率、高效率、低纹波、低负载效应、高功率因数等技术参数要求。

如某些专用发射机系统就需要同时满足这些要求的大功率电源供电，并且还要求电源中开关器件的工作频率尽量高，这不仅是为了减小变压器和输出滤波器的体积，更是为了避免电源与特定系统中其它设备的工作频率相耦合而产生干扰。

实际上，开关损耗与开关频率成正比，在非常高的开关频率下(如100kHz)，为满足电源高效率要求，电源必须采取软开关技术，且必须采用特定的半导体开关器件。

另外，这类电源还必须满足质量和大小限制，即具有高功率密度，以便安装在特定的有限空间中，并方便单人操作，这就需要采用高频开关电源技术，通过提高开关频率来减小变压器和输出滤波器的体积，从而减小电源设备的体积。

常规的LLC谐振变换器输出电压范围窄，需要采用频率调制，调频控制复杂；常规的移相控制全桥变换器输出电压应力高，高频整流输出部分需要续流和滤波电感。

此外，这类电源还必须要满足模块化任意扩展需求，各电源模块可以任意互换，可冗余工作，以提高电源供电系统的安全可靠性。

发明内容

本发明提出的一种大功率高频开关电源模块及装置，其体积小、重量轻的大功率直流供电电源，其效率高、功率因数高、输出纹波低、负载效应低，从而实现某些专用设备需要大功率、高效率、高功率密度、高性能的供电电源需求。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种大功率高频开关电源模块由交流输入端口、整流桥模块、无源功率因数校正电路、LC滤波电路、至少一个高频DC/DC变换模块、输出滤波电容、输出电流传感器、直流输出端口、控制模块组成。

所述交流输入端口接三相交流电，三相交流电依次经过整流桥模块、功率因数校正电路、滤波电路、高频DC/DC变换模块、输出滤波电容后，变换成高性能的直流电，通过直流输出端口输出给负载供电。

所述整流桥模块为六只二极管组成三相桥式不可控整流电路，输入为三相交流电，输出为有较大脉动的直流电，输出端正负极之间并联连接功率因数校正电路。

所述功率因数校正电路由电容器和电阻器串联组成，串联后的一端连接整流桥模块输出的正极，另一端连接整流桥模块输出的负极，功率因数校正电路和高频DC/DC模块及其控制模块一起，可确保电源在额定负载下工作时电源功率因数高于0.95，功率因数校正电路的输出连接LC滤波电路。

所述LC滤波电路由一个滤波电感和两个滤波电容组成，其中第一滤波电容并联在功率因数校正电路输出的正、负极母排之间，第一滤波电容的输出正负母排上串联滤波电感，第二滤波电容并联在滤波电感输出的正负极母排之间，LC滤波电路的输出连接到高频DC/DC模块的输入。