谐振式交流直流变换电源
文献发布时间：2023-06-19 16:20:42
技术领域
本发明有关交流直流变换技术领域，且特别是有关于单级式交流直流电源变换装置。
背景技术
传统的两级式电源变换装置通过PFC整流器和DC/DC变换器进行两级能量变换，PFC整流器实现交流直流变换以及输入电流调节达到功率因数校正的目的，并稳定中间直流母线电压，为DC/DC变换器提供稳定的电压，DC/DC变换器完成输出电压或电流的调节和供电系统中必要的电气隔离。而单级式电源变换装置只需要一级能量传输就可将交流电直接转换为直流电，与两级式电源变换装置相比，单级式电源变换装置能量传输等级减少同时消除中间直流母线电容，可实现更高效率、更低成本和更高功率密度ACDC变换。
发明内容
本发明提供谐振式交流直流变换电源，实现了软开关技术，并且无整流桥。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
谐振式交流直流变换电源，包括半桥电路、谐振电路和整流电路，所述半桥电路的输入端并联交流电，所述半桥电路的输出端并联谐振电路，所述谐振电路的输出端并联整流电路，所述整流电路输出直流电，所述半桥电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关和第二开关串联连接，所述谐振电路与所述第二开关并联，所述第一开关和所述第二开关互补导通，所述直流电跟随所述第一开关的频率或者占空变化。
所述整流电路为全波整流电路或全桥整流电路。
所述谐振电路包括第一电容、第一电感和变压器，所述第一电容和第一电感与所述变压器的原边绕组串联，所述变压器的副边绕组与所述整流电路输入端并联。
所述第二开关的导通时间内所述变压器的完成磁复位。
所述第一开关和所述第二开关为结型场效应晶体管。
所述第一开关和所述第二开关分别为包括第一和第二金属-氧化物半导体场效应晶体管，所述第一和第二金属-氧化物半导体场效应晶体管反向串联。
本发明使用谐振电路实现了第一开关和第二开关的软开关，同时使用第二开关固定导通时间实现了功率因数校正功能。真正的实现了单级式交流直流变换。
为让发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明谐振式交流直流变换电源的第一实施例。
图2为本发明谐振式交流直流变换电源的第二实施例。
图3为本发明谐振式交流直流变换电源的第三实施例。
图4为本发明谐振式交流直流变换电源的第四实施例。
图5为本发明谐振式交流直流变换电源的第五实施例。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中所述的“第一”、“第二”、“第三”等( 如果存在) 用于在类似要素之间进行区别，并且不一定是描述特定的次序或者按时间的顺序。要理解，这样使用的这些术语在适当的环境下是可互换的，使得在此描述的主题的实施例如是能够以与那些说明的次序不同的次序或者以在此描述的另外的次序来进行操作。另外，凡可能之处，在图示及实施方式中使用相同标号的组件/构件/步骤，系代表相同或类似部件。
图1是本发明谐振式交流直流变换电源的一具体实施例图，交流电
交流电
交流电
开关Q1和开关Q2互补导通，占空比分别为0.5。在调节所述直流电Vout的电压时，采样所述直流电Vout的电压值，并与第一参考值进行比较生成输入电流
在调节输出电流Iout时，采样输出电流Iout，并与第二参考值进行比较生成输入电流
图2是本发明谐振式交流直流变换电源的一具体实施例图，交流电
交流电
交流电
开关Q1和开关Q2互补导通，占空比分别为0.5。在调节所述直流电Vout的电压时，采样所述直流电Vout的电压值，并与第一参考值进行比较生成输入电流
在调节输出电流Iout时，采样输出电流Iout，并与第二参考值进行比较生成输入电流
图3是本发明谐振式交流直流变换电源的一具体实施例图，交流电
本实施例中，所述开关Q1和开关Q2为结型场效应晶体管。结型场效应晶体管就是双向开关，加驱动时，可以双向流电流；不加驱动时，可以双向阻断电压。
图4是本发明谐振式交流直流变换电源一具体实施例图，交流电
本实施例中，所述开关Q1和开关Q2为结型场效应晶体管，稳压二级管ZD1和ZD2反向串联后与开关Q1并联，保护开关Q1不被高压击穿。稳压二级管ZD3和ZD4反向串联后与开关Q2并联，保护开关Q2不被高压击穿。
图5是本发明谐振式交流直流变换电源一具体实施例图，交流电
本实施例中，所述开关Q1包括开关Q11和开关Q12，所述开关Q2包括开关Q21和开关Q22，开关Q11和开关Q12以及开关Q21和开关Q22为金属-氧化物半导体场效应晶体管，开关Q21和开关Q22反向串联，开关Q11和开关Q12反向串联。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。