[发明专利]NEXT系列AC‑DC电源开关电路

说明书

技术领域

本发明涉及电源设计领域，尤其涉及NEXT系列AC-DC电源开关电路。

背景技术

提高电源的效率是一个开关电源设计者的不懈追求，为了提高开关电源的效率，必须减少开关电源的损耗。开关电源的三大损耗是功率器件的开关损耗、变压器的变换损耗和整流部分的变流损耗。变压器的变换损耗难以运用新的电路结构来突破，因此从剩下两个部分入手：运用LLC谐振电路，能有效减少功率器件的开关损耗；运用同步整流技术，能大幅度减少整流部分的变流损耗。

传统硬开关具有很大的开题损耗和关断损耗，LLC谐振转换器相比传统PWM软开关优势非常明显，能实现原边侧开关零电压ZVS开通，副边侧整流管零电流ZCS关断的软开关技术。并且其具有开关频率可高频化，功率密度大，效率高，输入电压范围宽，方便使用磁集成技术等优点。除此之外，谐振电路在高压电路中，其效率会提升，同时其空载工作能力强，在LLC谐振槽路中加入电流反馈后，能有效反映负载轻重的能力和提高动态响应。随着数字控制芯片性能的不断提升及相关芯片的增多，LLC谐振变换器能采用的方案也更多[3]，设计也更加灵活，可以明显地简化谐振电路，提高谐振变换器的性能和集成度。在不同的负载下，LLC谐振变换器的效率常常能达到90%以上，最高可达97%的效率。

在目前LLC控制模式中，普遍运用的是电压模式。但是，由于是在电源输出端采用的电压反馈，并没有直接连接到初级端电流，所以需要添加额外的电路系统以提供过载及短路保护。当输入输出产生瞬态变化时，瞬态响应速度比较慢。而且，在没有电流前馈的情况下，LLC前级误差干扰得不到及时控制芯片的及时处理，容易影响软开关的实现。

发明内容

有鉴于此，本发明基于LLC半桥谐振和同步整流技术，实现了一种高效率的AC/DC开关电源开关电路，该开关电路具有效率高、发热量小、稳定性好，体积小等优点，通过调整参数可以得到不同的输出电压和功率，满足电动汽车、安防设备电脑适配器等多个领域的需求。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

NEXT系列AC-DC电源开关电路，其特征在于，包括输入端、EMI滤波模块、LLC模块、同步整流模块、输出滤波模块、输出端、LLC驱动模块、电流检测模块、整流驱动模块、辅助电源模块、控制模块和电压检测模块；

所述输入端依次通过EMI滤波模块、LLC模块、同步整流模块和输出滤波模块连接所述输出端；

所述电流检测模块的输入口连接在所述LLC模块与同步整流模块的连接电路上，所述电流检测模块的输出口连接所述控制模块；

所述控制模块通过LLC驱动模块连接LLC模块，所述控制模块通过整流驱动模块连接同步整流模块；

所述辅助电源模块的输入口连接所述EMI滤波模块，所述辅助电源模块的输出口分别连接所述LLC驱动模块、整流驱动模块和控制模块；

所述电压检测模块的输入口连接在所述输出滤波模块与输出端的连接电路上，所述电压检测模块的输出口连接所述控制模块。

进一步的，所述LLC模块包括第一开关管、第二开关管、第一三极管、第二三极管、VI+端口、GH端口、SH端口、GL端口和第一正激变压器；

所述VI+端口连接所述第一开关管的漏极，所述第一开关管的源极分别连接所述第一正激变压器的初级异名端和第二开关管的漏极，所述GH端口通过第一电阻连接第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述第一开关管的栅极，所述GH端口通过第二电阻连接第一三极管的基极，所述第一三极管的集电极连接所述第一二极管的阴极，所述第一三极管的发射极连接所述SH端口，所述第二二极管的阳极连接GH端口，所述第二二极管的阴极连接第一三极管的基极，所述SH端口通过第三电阻连接第一开关管的栅极；

所述第一变压器初级异名端连接所述第二开关管的漏极，所述第二开关管的源极通过第一电容连接所述第一变压器初级同名端，所述GL端口通过第四电阻连接第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接第二开关管的栅极，所述GL端口通过第五电阻连接第二三极管的基极，所述第二三极管的发射极分别连接第二开关管的源极与地，所述第二三极管的集电极连接第二开关管的栅极，所述第四二极管的阳极连接GL端口，所述第四二极管的阴极连接所述第二三极管的基极，所述第二开关管的栅极与源极之间串联有第六电阻。