[发明专利]开关电源电路

摘要

本发明提供了适应宽范围的开关电源电路，其采用开关频率变化控制，并在使用大AC输入电压时，可提高其AC到DC电源变换效率。通过在初级侧和次级侧上都提供串联谐振电路，形成采用绝缘变换器变压器PIT电磁耦合的耦合谐振电路。为在耦合谐振电路中获得单峰输出特性，绝缘变换器变压器PIT的磁芯中形成的间隙G的间隙长度被设置为约2.0mm，耦合系数k被设置为约0.8或更小。从而，可缩窄开关频率可变控制范围。另外，初级侧和次级侧谐振电路的谐振频率fo1和fo2被设置为使得至少当AC输入电压VAC是100V且负载功率是最大负载功率时，在初级侧串联谐振电流与次级侧整流电流之间出现所需相移。因此，当AC输入电压VAC是230V时，可提高AC到DC电源变换效率。

主权项

1.一种开关电源电路，包括：开关单元，所述开关单元包括被提供了直流输入电压并执行开关操作的开关元件；开关驱动单元，所述开关驱动单元对所述开关元件进行开关驱动；绝缘变换器变压器，所述绝缘变换器变压器至少包括围绕所述绝缘变换器变压器缠绕的初级绕组和次级绕组，所述初级绕组被提供了从所述开关单元的开关操作产生的开关输出，所述初级绕组在所述次级绕组中感应交变电压；初级侧串联谐振电路，所述初级侧串联谐振电路至少由所述绝缘变换器变压器的初级绕组的漏电感分量与串联连接到所述初级绕组的初级侧串联谐振电容器的电容形成，所述初级侧串联谐振电路具有第一谐振频率，并提供电流谐振操作作为所述开关单元的操作；次级侧串联谐振电路，所述次级侧串联谐振电路至少由所述绝缘变换器变压器的次级绕组的漏电感分量与串联连接到所述次级绕组的次级侧串联谐振电容器的电容形成，所述次级侧串联谐振电路具有第二谐振频率；次级侧整流和平滑单元，所述次级侧整流和平滑单元对在所述次级绕组中出现的所述交变电压整流，并通过次级侧平滑电容器使所述整流电压平滑，从而产生次级侧直流输出电压；以及恒压控制单元，所述恒压控制单元通过根据所述次级侧直流输出电压的电平，控制所述开关驱动单元，从而改变所述开关单元的开关频率，来实现所述次级侧直流输出电压的恒压控制，其中：在所述绝缘变换器变压器的磁芯中的特定位置形成的间隙具有这样的间隙长度：由所述初级侧串联谐振电路和所述次级侧串联谐振电路形成的电磁耦合的谐振电路具有单峰特性，作为关于具有所述开关频率的频率信号输入的输出特性；并且所述第一谐振频率和所述第二谐振频率被设置为使得在流过所述初级侧串联谐振电路的初级侧串联谐振电流与流过所述绝缘变换器变压器的次级侧的次级侧整流电流之间出现所需的相移。