[发明专利]前置准Z源提升开关电源电功效率的方法

权利要求书

1.前置准Z源提升开关电源电功效率的方法，其特征在于，在开关电源的直流输入电源正端同时连接二极管D_IN的负极和电感L的一端，二极管D_IN的正极连接电容C_IN一端，电容C_IN另一端连接电感L另一端，由电感L、二极管D_IN和电容C_IN构成准Z源，电感L和电容C_IN串联谐振于输入电流纹波中一个特定谐波频率，将该谐波能量转化为电容C_IN的电压注入开关电源内部的母线，提升母线电压。

2.如权利要求1所述的前置准Z源提升开关电源电功效率的方法，其特征在于，还包括在开关电源的直流输入电源负端和接地端GND之间串接电源互感器AM初级绕组N1，电源互感器AM初级绕组N1的电磁能量耦合到次级绕组N2，次级绕组N2的电感加上电感L_f0的总电感分别和电容C_V1、电容C_V2形成两个串联谐振回路：第一串联谐振回路电流由次级绕组N2异名端依次经电感L_f0、电容C_V1、二极管D_V1的正极到负极，回到次级绕组N2的同名端；第二串联谐振回路电流由次级绕组N2同名端依次经二极管D_V2的正极到负极、电容C_V2、电感L_f0回到次级绕组N2的同名端；二极管D_V1的正极连接接地端GND；上述两个串联谐振回路分别发生串联谐振得到电容C_V1和电容C_V2电压之和的直流电，经过齐纳二极管DZ稳压后作为工作电压提供给开关电源内部的控制器MUC。

3.如权利要求2所述的前置准Z源提升开关电源电功效率的方法，其特征在于，采用的电路拓扑还包括强电工作回路和控制器MCU的启动供电电路；

所述强电工作回路分为输出电流正半波回路和输出电流负半波回路：

输出电流正半波回路：电流从直流输入电源V_IN的正端流出，依次流经电感L、电力电子开关Q1漏极和源极、电感L_f1、电感L_f2、负载R0、电感L_f3、电感L_f4、电力电子开关Q3漏极和源极、电源互感器AM的初级绕组N1的同名端到异名端，回到直流输入电源V_IN的负端；

输出电流负半波回路：电流从直流输入电源V_IN的正端流出，依次流经电感L、电力电子开关Q2源极和漏极、电感L_f4、电感L_f3、负载R0、电感L_f2、电感L_f1、电力电子开关Q4源极和漏极、电源互感器AM初级绕组N1的同名端到异名端，回到直流输入电源V_IN的负端；

所述电力电子开关Q1、电力电子开关Q2、电力电子开关Q3、电力电子开关Q4均为MOSFET管；电力电子开关Q1、电力电子开关Q2、电力电子开关Q3和电力电子开关Q4的栅极分别对应连接控制器MCU的I/O接口P1、P2、P3和P4；控制器MCU工作于PWM波调控占空比方式，分别输出同极性的PWM波PWM2和PWM4，以及反极性的PWM波PWM1和PWM3，对应调控电力电子开关Q2、电力电子开关Q4、电力电子开关Q1、电力电子开关Q3的占空比；

所述控制器MCU的启动供电电路为：

在控制器MCU启动之前，由开关电源内部母线电压，经电阻R_V与电阻R_V1分压得电压V_F，电压V_F由二极管D5经电阻R_V0隔离后作为启动电压，再经电阻R_B，由齐纳二极管DZ稳压得到稳定电压V_Z给控制器MCU供电，控制器MCU启动。