[发明专利]开关电源电路

摘要

本发明提供一种兼容宽范围的电压谐振变换器，进而提供了高效率。此外，电路允许使用低耐受电压的产品。电压谐振变换器具有次级侧并联谐振电路和次级侧串联谐振电路，并且建立了弱耦合状态，其中绝缘变换器变压器PIT的耦合系数为约0.7或更小。因此，所获得的恒压控制特性为尖锐的单峰特性，这缩窄了用于稳定输出电压所需的开关频率控制区域。此外，设计初级侧并联谐振频率fo1、次级侧并联谐振频率fo2和次级侧串联谐振频率fo3，从而获得优良的电源变换效率。而且，提供了有源钳位电路10来抑制谐振电压脉冲的峰值电平，进而允许将低耐受电压的产品用于开关元件等。

主权项

1.一种开关电源电路，包括：开关单元，所述开关单元包括主开关元件，所述主开关元件被供应直流输入电压并实现开关；开关驱动单元，所述开关驱动单元对所述主开关元件进行开关驱动；绝缘变换器变压器，所述绝缘变换器变压器至少包括围绕所述绝缘变换器变压器缠绕的初级绕组和次级绕组，所述初级绕组被供应来自所述开关单元的开关操作的开关输出，并且由被供应到所述初级绕组的所述开关输出在所述次级绕组中感应出交变电压；至少由包括所述绝缘变换器变压器的所述初级绕组的漏电感分量和初级侧并联谐振电容器的电容形成的初级侧并联谐振电路，所述初级侧并联谐振电路提供电压谐振操作作为所述开关单元的操作；通过并联连接次级侧并联谐振电容器和所述绝缘变换器变压器的所述次级绕组而形成的次级侧并联谐振电路，所述次级侧并联谐振电路由包括所述次级绕组的漏电感分量和所述次级侧并联谐振电容器的电容形成；通过串联连接次级侧串联谐振电容器和所述绝缘变换器变压器的所述次级绕组而形成的次级侧串联谐振电路，所述次级侧串联谐振电路由包括所述次级绕组的漏电感分量和所述次级侧串联谐振电容器的电容形成；次级侧整流和平滑单元，所次级侧整流和平滑单元被供应在所述绝缘变换器变压器的所述次级绕组中感应的交变电压，并且实现整流操作，从而产生次级侧直流输出电压；恒压控制单元，所述恒压控制单元通过根据所述次级侧直流输出电压的电平控制所述开关驱动单元从而改变所述开关单元的开关频率，实现所述次级侧直流输出电压的恒压控制，其中：所述绝缘变换器变压器被设计为在初级侧和次级侧之间提供耦合系数以在其间提供弱耦合，从而至少由所述初级侧并联谐振电路和所述次级侧并联谐振电路形成的电磁耦合谐振电路相对于具有所述开关频率的频率信号的输入具有单模特性作为输出特性；以及至少设计所述初级侧并联谐振电路的谐振频率、所述次级侧并联谐振电路的谐振频率和所述次级侧串联谐振电路的谐振频率，使得在某个负载条件下获得高于某个水平的电源变换效率。