[实用新型]一种宽范围高压输出变换器

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及DC-DC变换电路，尤其涉及一种宽范围高压输出变换器。

[背景技术]

由于受现有高压二极管器件性能的影响，对于高压输出开关电源来说，输出整流二极管的反向恢复引起的损耗占整体损耗很大比例，严重制约着高压输出开关电源效率的提升。近年来发展起来的谐振变换电路，在开关频率略低于谐振频率的工作状态下，输出整流二极管可以实现完全的软恢复特性，将反向恢复损耗降低到接近于零。同时，谐振变换电路还实现了原边开关管的零电压开关，进一步降低了电路的损耗，整体变换效率很高。但是，谐振变换电路是通过调节开关频率来实现输出电压控制的，对于宽范围高压输出电源来说，在某些输出电压条件下，不能满足开关频率低于谐振频率的条件，输出整流二极管仍然存在很大的反向恢复损耗。另外，相对于PWM控制电路，这种PFM(Pulse frequency modulation，脉冲频率调制)控制电路在宽范围输出情况下的闭环环路特性较差，控制复杂，输出电压的稳定性不好。

Buck降压变换器是最基本的开关电源电路之一，具有器件少，控制简单，可靠性高的特点。对于宽范围高压输出电源来说，较低电压输出时如果还保持整个输出功率恒定，那么整个变换器中的电流较大，损耗增加。Buck降压变换器由于电路器件少产生的额外损耗就少，很适合于宽范围输出电源。另外，如果Buck降压变换器错相工作，还可以大大降低输出端的纹波电流，减小了滤波电感的体积，进一步提升了变换效率。但是，Buck降压变换器是一种非隔离电路，没有实现输入输出的电气隔离，因此不能满足大多数应用场合的需要。

[发明内容]

本实用新型要解决的技术问题是提供一种高效率、输出电流纹波小的宽范围高压输出变换器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种宽范围高压输出变换器，包括前级谐振变换电路和后级错相并联降压变换电路，前级谐振变换电路的输入端与输入直流母线耦合，输出端作为后级错相并联降压变换电路的输入端；后级错相并联降压变换电路的输出端与输出直流母线耦合。

以上所述的宽范围高压输出变换器，前级谐振变换电路为开环电路，后级错相并联降压变换电路为闭环电路。

所述的谐振变换电路可以是串联谐振变换电路、并联谐振变换电路或串并联谐振变换电路；所述的谐振变换电路可以是全桥、半桥或三电平结构。

所述的宽范围高压输出变换器，所述后级错相并联降压变换电路包括错相工作、相互并联的至少两个降压变换电路。

以上所述的宽范围高压输出变换器，所述谐振变换电路是全桥串联谐振变换电路，包括全桥电路、谐振电路、变压器、整流电路和中间滤波电容；

全桥电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管，全桥电路的输入端接输入直流母线；

谐振电路包括谐振电感、谐振电容和并联电感，所述的谐振电感和谐振电容与变压器原边绕组串联，所述的并联电感与变压器原边绕组并联；所述谐振电感、谐振电容、变压器原边绕组组成的串联电路的两端接所述全桥电路的两个中点；其中，并联电感是实际器件或变压器的激磁电感，谐振电感是实际器件或变压器的漏感；

整流电路包括第一整流二极管、第二整流二极管、第三整流二极管、第四整流二极管，4个整流二极管组成全桥整流电路；所述该全桥整流电路的输入端接变压器副边绕组，中间滤波电容的两端分别接全桥整流电路的两个输出端。

以上所述的宽范围高压输出变换器，所述的后级错相并联降压变换电路包括输出滤波电容和错相工作、相互并联的至少两个降压变换电路；

所述的降压变换电路包括功率开关管、续流二极管和滤波电感，功率开关管的输入端与前级谐振变换电路输出端的正极相连，输出端与滤波电感的第一端相连，滤波电感的第二端接输出直流母线正极；续流二极管的阳极接输出直流母线负极、阴极接功率开关管的输出端；

输出滤波电容的一端接输出直流母线正极，另一端接输出直流母线负极。

本实用新型宽范围高压输出变换器结合了谐振变换电路高效隔离电能变换以及错相并联降压变换电路效率高、控制简单、输出纹波电流小和易于实现宽范围输出的特点，构造了一种整体高效率的宽范围高压输出变换电路。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型宽范围高压输出变换器实施例1的原理图。

图2是本实用新型宽范围高压输出变换器实施例2的原理图。

图3是本实用新型宽范围高压输出变换器实施例3的原理图。

[具体实施方式]