[发明专利]一种高压开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源领域，尤其涉及的是，一种高压开关电源。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制功率开关管开通和关断的时间比率，将一种电源形态转变为另一种电源形态，并维持电压稳定输出的电源电路，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC（Integrated Circuit，集成电路）和MOSFET（Metal-Oxide -Semiconductor Field Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管）/或IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

目前，开关电源产品已经广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防监控，LED灯袋，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。

开关电源多采用高频脉宽调制（PWM）技术对功率开关管进行自动闭环控制，并具有保护和显示环节；其结构主要包括主电路、开关电源、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成。目前，开关电源以体积小、重量轻和效率高等优越性被广泛应用于几乎所有电子设备中。

高压开关电源也称为高频高压电源，其功率开关管的开关频率在50kHZ以上，而其稳定输出的电压在一千伏特以上。在高压开关电源的设计中，为了获得上千伏的直流高压输出，通常需要对220V工频交流电源经变压器升压和整流滤波，但较高的升压倍数使变压器的体积增大，致使开关电源性能下降。

高压开关电源的高频化能够使电源的体积减小，但对于相对成熟的PWM控制技术来讲，势必会增加电源的开关损耗，降低电源的效率。针对此问题，软开关技术已成为高压开关电源的主流技术，并大幅提高了高压开关电源的工作效率。其中软开关技术是指，利用谐振网络，使功率开关管上的电压或电流按正弦规律变化，以创造零电压开通（ZVS）或零电流关断（ZCS）的条件，进而降低器件的开关损耗，以提高电源效率的技术。从目前的应用状况来看，软开关技术不仅可以解决开关损耗问题、容性开通问题、感性关断问题, 还能解决由硬开关引起的电磁干扰和二极管反向恢复问题。

但是，现有技术存在以下问题：

（1）在高压开关电源的设计中，为了获得上千伏的直流高压输出，通常需要对220V工频交流电源经变压器升压和整流滤波获得，但较高的升压倍数使变压器的体积增大，开关电源性能下降。

（2）高压开关电源的高频化能够使电源的体积减小，但对于相对成熟的PWM控制技术来讲，势必会增加电源的开关损耗，降低电源的效率。

（3）在高压开关电源的设计中，由于元器件的性能及制造工艺的限制，高压开关电源的体积，效率及稳定性很难协调兼顾，往往为满足某一方面的要求而牺牲其它方面的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的高压开关电源。

本发明的技术方案如下：一种高压开关电源，其包括顺序连接的电源输入端、第一整流滤波电路、谐振DC-DC变换器、第二整流滤波电路、电源输出端；所述第二整流滤波电路为N倍压整流滤波电路，其中，N为大于1的自然数。

优选的，所述高压开关电源还包括采样电路与谐振式PWM控制器；所述第二整流滤波电路的输出位、所述采样电路、所述谐振式PWM控制器顺序连接；优选的，所述谐振式PWM控制器还连接所述谐振DC-DC变换器。

优选的，所述高压开关电源中，所述谐振DC-DC变换器设置顺序连接的逆变器、谐振电路、隔离变压器以及整流输出电路。

优选的，所述高压开关电源中，所述逆变器包括若干顺序串联的控制开关。

优选的，所述高压开关电源中，所述谐振DC-DC变换器设置半桥式结构。

优选的，所述高压开关电源中，所述半桥式结构包括两个功率开关管，用于在一个开关周期内交替导通。

优选的，所述高压开关电源中，所述谐振式PWM控制器连接并控制各所述功率开关管的开通和关断。

优选的，所述高压开关电源中，所述谐振电路在所述隔离变压器的原边设置LC并联谐振电路。