[发明专利]一种单级PFC的LLC电路

说明书

本发明涉及一种单级PFC的LLC电路，输入整流器形成对Boost转换器中的电容进行充电的回路；Boost转换器还包括第一电感、第一开关元件和第二开关元件；隔离DC‑DC转换器包括桥臂结构、谐振电感、谐振电容、变压器和整流滤波电路；第一电感一端与输入整流器的第一输出端连接，第一电感的另一端与原边绕组的中间抽头连接，且连接点通过包括部分原边绕组、谐振电感和谐振电容的支路与桥臂结构的中点连接；或者第一电感的另一端与原边绕组的一端连接，且连接点通过包括谐振电感和谐振电容的支路与桥臂结构的中点连接，原边绕组另一端与输入整流器的第一输出端连接。本发明中，电路的LLC工作状态没有被影响，输出电压环的带宽可设计的较高，副边输出电压工频纹波小。

技术领域

本发明涉及电源电路技术领域，具体涉及一种单级PFC的LLC电路。

背景技术

传统的整流桥电解电容电路会使得输入电流波形严重畸变，高次谐波含量比较高，功率因数很低，大大增加了电网的负荷。随着国内3C认证的推广，未来越来越多的电源需要满足一定的谐波要求才能通过认证。为了满足这一要求，传统的做法是采用两级式的方案，即PFC+DCDC，虽然这种方案能实现比较高的功率因数和低谐波电流，但是成本很高。为了降低成本，单级PFC技术越来越受到重视。

现有技术中通过如图1所示的常见的方式实现单级PFC，其基本思想是Boost转换器和隔离DC-DC转换器共用开关管。隔离DC-DC转换器是反激转换器或正激转换器等硬开关拓扑，当开关管导通时，电感L电流上升，电容C给隔离DC-DC转换器提供能量，开关管关断时，电感L电流下降，电感L给电容C充电，占空比由输出电压采样Vo的误差放大器输出决定。电感L一般取得比较小，使得电感L中的电流工作于断续状态，电流峰值跟踪输入电压，从而实现了单级PFC功能。

此种方式下的隔离DC-DC转换器均为硬开关拓扑，开关损耗与开关频率成正比，频率比较高时开关损耗较大，整体效率比较低，因此只能用于开关频率比较低的场合，功率密度和效率无法得到提升。

现有技术中还具有如图2所示的实施方式，其中无Boost电感，原边没有大的Bus电容，依靠副边的电容对纹波进行抑制。隔离DC-DC转换器可以为反激转换器，正激转换器器，LLC等。基本工作原理为：输出电压采样信号Vo的误差放大器输出信号与输入电压采样信号Vac的乘积作为输入电流采样信号Iac的基准，使得输入电流跟踪Vac，实现单级PFC功能。

此种方式下为了实现单级PFC的功能，输出反馈的环路需要远小于2倍的工频频率，带宽很低，一般设计成10Hz~20Hz，所以输出电压上的工频纹波很大。

发明内容

本发明要中提供一种单级PFC的LLC电路，从而有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种单级PFC的LLC电路，包括：输入整流器、Boost转换器和隔离DC-DC转换器；

所述输入整流器对输入电压进行整流并形成对Boost转换器中的电容进行充电的回路；所述Boost转换器还包括第一电感、第一开关元件和第二开关元件；所述隔离DC-DC转换器包括与所述Boost转换器共用第一开关元件和第二开关元件的桥臂结构、谐振电感、谐振电容、变压器和整流滤波电路；

所述变压器的原边绕组由所述桥臂结构驱动，副边绕组经过所述整流滤波电路提供输出至负载；

所述第一电感的一端与所述输入整流器的第一输出端连接，所述第一电感的另一端与所述原边绕组的中间抽头连接，且连接点通过包括部分所述原边绕组、所述谐振电感和所述谐振电容的支路与所述桥臂结构的中点连接；或者所述第一电感的另一端与所述原边绕组的一端连接，且连接点通过包括所述谐振电感和所述谐振电容的支路与所述桥臂结构的中点连接，所述原边绕组另一端与所述输入整流器的第一输出端连接。

进一步地，所述输入整流器为全波整流桥电路。