[发明专利]一种电力变换器电路

说明书

本发明涉及一种电力变换器电路，包含一个输入电感，一个开关，一个谐振电容，一个谐振电感，一个谐振二极管，一个输出二极管和一个输出电容；输入电感的第一端连接输入电源的正极，输入电感的第二端与开关的第一端和谐振电容的第一端连接，谐振电容的第二端与谐振二极管的负极和输出二极管的正极连接，谐振二极管的正极与谐振电感的第一端连接，输出二极管的负极与输出电容的正极和输出负载的第一端连接，输入电源的负极与开关的第二端、谐振电感的第二端、输出电容的负极和输出负载的第二端共同连接。

技术领域

本发明涉及电力电子拓扑电路，尤其涉及一种具有电感电容谐振器的电力变换器电路。

背景技术

近些年由于环境问题日益突出，节能减排的重要性已经引起了各个行业的重视。电力电子领域中的各种电力变换器遍布日常生活用电设施及工业设备中，例如笔记本电脑电源适配器，电动汽车充电器，以及工业机器人。显然地，提升电力变换器的工作电能效率可以在很大范围内节省能源的耗散，进而减少发电过程所造成的污染排放以助于自然环境的改善。

现有较大功率的电力变换器均采用两级结构，即功率因数校正电路级联隔离性DC/DC(直流/直流)变换电路，例如申请号为201510271253.7的发明专利公开的一种充电电路就是采用传统的两级电路变换器。传统的两级电路变换器需要采用较多的半导体开关管(如MOSFET)、二极管和复杂的控制电路，而每个电力器件都会造成较大的能量损失，导致电路系统的效率普遍较低并且成本昂贵。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的单级电力变换器电路，减少了主要电力变换元器件的数量，简化了电路的控制难度，降低了系统成本并提高了电力变换的效率。

本发明的技术方案是：一种电力变换器电路，包含一个输入电感，一个开关，一个谐振电容，一个谐振电感，一个谐振二极管，一个输出二极管和一个输出电容；输入电感的第一端连接输入电源的正极，输入电感的第二端与开关的第一端和谐振电容的第一端连接，谐振电容的第二端与谐振二极管的负极和输出二极管的正极连接，谐振二极管的正极与谐振电感的第一端连接，输出二极管的负极与输出电容的正极和输出负载的第一端连接，输入电源的负极与开关的第二端、谐振电感的第二端、输出电容的负极和输出负载的第二端共同连接。

进一步的，所述开关为晶体管，开关的第一端为晶体管的集电极，开关的第二端为晶体管的发射极；

所述开关为IGBT，开关的第一端为IGBT的漏极，开关的第二端为IGBT的源极；

或者所述开关为MOSFET，开关的第一端为MOSFET的漏极，开关的第二端为MOSFET的源极。

进一步的，所述开关的工作频率范围为10kHz-100MHz。

进一步的，所述谐振二极管和输出二极管替换为晶体管，谐振二极管和输出二极管的正极为晶体管的集电极，谐振二极管和输出二极管的负极为晶体管的发射极。

进一步的，为了减小谐振电感的电感值和体积及减少电路工作所产生的谐波，所述开关在谐振电流为零时关断。

进一步的，所述谐振电感与谐振二极管的相对位置可以互换。

本发明还提供一种隔离型电力变换器电路，包括所述的电力变换器电路中的输入电源、输入电感、开关、谐振电感、谐振二极管、输出二极管、输出电容和输出负载，还包括初级分离谐振电容、次级分离谐振电容和变压器；

所述变压器将所述输入电源和所述输出负载隔离开，使得变压器原边和副边的电路含有不同地线；

所述原边电路按以下方式构成：所述输入电源的第一端与所述输入电感的第一端连接，所述输入电感的第二段与所述初级分离谐振电容的第一端、所述开关的第一端共同连接，所述初级分离谐振电容的第二端与所述变压器原边绕组的第一端连接，所述变压器原边绕组的第二端与所述开关的第二端、所述输入电源的负极共同连接；