[发明专利]全桥电容耦合输入AC‑DC变换器及其变换方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种全桥电容耦合输入AC-DC变换器及其变化方法。

背景技术

AC-DC指交流变直流。

在降压系统中，其输出电压小于输入电压，且输出电压和输入电压之差的大小决定该系统的效率；在市电输入系统中，如果输入交流电压经全波整流桥输出直流脉动电压波形，经一滤波电容输出一直流电压叠加两倍输入交流频率的纹波电压。该纹波电压的大小是由滤波电容值的大小决定的。

在一些AC-DC系统应用中，对应的AC-DC变换器需要使所需要的输入纹波电压足够大，而输出电压的纹波足够的小；输入的纹波大是为了使由该变换器的所构成的系统工作正常，而输出的纹波足够的小的是为了使该变换器构成的系统效率尽可能高。

因此，需要对现有技术进行改进。

发明内容

本发明的目的是提出一种能够使输入纹波电压足够大，而输出电压的纹波足够小的全桥电容耦合输入AC-DC变换器，以及利用该变换器所实现的变换方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种全桥电容耦合输入AC-DC变换器；

所述全桥电容耦合输入AC-DC变换器包括全桥电容耦合输入AC-DC变换电路；

所述全桥电容耦合输入AC-DC变换电路包括全桥电路、耦合电容C1、耦合电容C2、输出电容C和负载支路；

所述全桥电路分别与市电AC的L端和N端相连，且全桥电路的输出端A分别通过负载支路、输出电容C以及相串联的耦合电容C1和耦合电容C2与输出端B相连；

所述耦合电容C1的一端分别与全桥电路的输出端A、负载支路和输出电容C相连，另一端分别与耦合电容C2以及与全桥电路相连的市电AC的N端相连；

所述耦合电容C2的一端分别与全桥电路的输出端B、负载支路和输出电容C相连，另一端分别与耦合电容C1以及与全桥电路相连的市电AC的N端相连。

作为本发明全桥电容耦合输入AC-DC变换器的进一步改进：

所述全桥电路包括整流二极管D1、整流二极管D2、整流二极管D3和整流二极管D4；整流二极管D1的正极与整流二极管D2的负极均与市电AC的L端相连，整流二极管D3的正极与整流二极管D4的负极均与市电AC的N端相连；整流二极管D1的负极和整流二极管D3的负极相连构成全桥电路的输出端A，整流二极管D2的正极和整流二极管D4的正极相连构成全桥电路的输出端B；

所述耦合电容C1的一端分别与整流二极管D1的负极、整流二极管D3的负极、负载支路和输出电容C相连，另一端分别与耦合电容C2、市电AC的N端、整流二极管D3的正极与整流二极管D4的负极相连；

所述耦合电容C2的一端分别与耦合电容C1、市电AC的N端、整流二极管D3的正极与整流二极管D4的负极相连，另一端分别与整流二极管D2的正极、整流二极管D4的正极、负载支路和输出电容C相连。

为解决上述技术问题，本发明提出一种全桥电容耦合输入AC-DC变换方法，包括以下步骤：

耦合电容C1充电：市电AC输入交流电压对应正半周时，输入交流电压经整流二极管D1对耦合电容C1进行充电，直至耦合电容C1上电压接近输入交流电压最大值，此时整流二极管D4导通；同时输出电容C和耦合电容C2构成回路，耦合电容C2与输出电容C发生电荷分配，输出电容C电压上升，耦合电容C2电压下降；其中耦合电容C2电压下降至零时被整流二极管D4箝位为零；

耦合电容C2充电：市电AC输入交流电压对应负半周时，输入交流电压经整流二极管D2对耦合电容C2进行充电，直至耦合电容C2上电压接近输入交流电压最大值，此时整流二极管D3导通；同时输出电容C和耦合电容C1构成回路，耦合电容C1与输出电容C发生电荷分配，输出电容C电压上升，耦合电容C1电压下降；其中合电容C1电压下降至零时被整流二极管D3箝位为零；

剩余时间(除了耦合电容C1和耦合电容C2充电时间以外的时间)：耦合电容C1、耦合电容C2和输出电容C一起向负载支路供电。

与现有技术相比，本发明的技术优势在于：

本发明能够使输入纹波电压足够大，令所构成的系统能够可靠的工作；同时令输出电压的纹波足够小，提高所构成系统的效率。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本发明全桥电容耦合输入AC-DC变换器的电路示意图；