[发明专利]一种宽范围输出增益切换电路及电压变换器

说明书

本发明提供了一种宽范围输出增益切换电路，所述宽范围输出增益切换电路包括:电源、第一电容、桥式整流模块及切换开关模块；所述电源连接所述桥式整流模块，所述第一电容串接在电源与桥式整流模块之间；所述桥式整流模块包括至少两二极管，所述切换开关模块与桥式整流模块中的任一二极管并联；在切换开关模块开通时，整个电路工作在高压输出模式，电源依次通过第一电容、桥式整流模块及切换开关模块后对外部设备供电。工作状态切换前后，没有增加损耗，而且通过适当的选型，开关的损耗比二极管的损耗还要低，因此，在高压输出模式下，整流电路的损耗还可以得到优化。

技术领域

本发明涉及电压变换器，尤其是指宽范围输出增益切换电路、多相宽范围输出增益切换电路及电压变换器。

背景技术

电压变换器广泛应用于工程实际，主要应用领域有数据中心、服务器电源，电动汽车的车载充电器，直流微电网，燃料电池系统，LED驱动电路等。这些场合中的变换器要求具有宽电压增益调节范围，满足较宽的输入或输出电压需求。提升该类变换器的电压增益范围、效率和功率密度一直是该技术领域追求的目标。

充电模块产品要求300-1000V的恒功率范围，主流的拓扑无法满足要求，需要使用开关器件对变压器变比进行切换；现有变比切换电路分为三种，一是通过变压器中间抽头切换原边或者副边绕组，工作在低压段时，有一部分绕组不参与功率传输，利用率低；二是通过切换电路对两组输出进行串并联切换，使用继电器进行切换时会有输出功率的中断问题，使用MOS或者二极管时会有多余的损耗，降低效率；三是通过整流电路的切换改变输出电压的增益，现有的方案引入切换开关后会增加损耗，降低效率。

因此，现有的开关器件对增益进行切换，切换开关前后会增加较多的器件数量及并带来额外损耗，造成成本增加，降低效率的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种新的增益切换电路，通过主控开关实现增益的变换，同时解决现有方案中损耗过高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种宽范围输出增益切换电路，所述宽范围输出增益切换电路包括:电源、第一电容、桥式整流模块及切换开关模块；

所述电源连接所述桥式整流模块，所述第一电容串接在电源与桥式整流模块之间；所述桥式整流模块包括至少两二极管，所述切换开关模块与桥式整流模块中的任一二极管并联；

在切换开关模块开通时，整个电路工作在高压输出模式，电源依次通过第一电容、桥式整流模块及切换开关模块后对负载供电。

进一步的，还包括变压器，所述变压器的原边连接电源，所述变压器的副边连接桥式整流模块的输入端。

进一步的，所述桥式整流模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管及第四二极管；

其中，所述第一二极管的正极分别连接所述第一电容的负极及第二二极管的负极，所述第一二极管的负极连接第三二极管的负极，所述第四二极管的负极与第三二极管的正极之间的公共点连接电源负极；所述第四二极管的的正极连接所述第二二极管的正极，所述第一电容正极连接电源正极。

进一步的，还包括第二电容，所述第二电容正极连接第三二极管负极，所述第二电容负极连接第四二极管正极。

进一步的，还包括第一电阻，所述第一电阻与第二电容并联。

进一步的，所述开关为继电器、MOS管或IGBT中的至少一个。

进一步的，所述第一电容的计算公式为其中Iavg为输出平均电流，Vpp为C1上的电压纹波，fs为电路的开关频率。

本发明还提供一种多相宽范围输出增益切换电路，包括上述的宽范围输出增益切换电路，具体包括三相电路副边单相全桥整流电路、三相电路副边三相全桥整流电路及多相交错并联电路。