專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，尤其是一種具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路。
背景技術(shù)：
在大功率開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中，經(jīng)常要求電源多路輸出且每路輸出要求不共地，通常情況下，此類(lèi)電源的設(shè)計(jì)往往采取幾路輸出單獨(dú)設(shè)計(jì)，或者，在一路主路輸出的后級(jí)通過(guò)隔離的DC-DC變換器得到其他路要求的輸出。當(dāng)采取幾路輸出單獨(dú)設(shè)計(jì)時(shí)，每一路都需要單獨(dú)的開(kāi)關(guān)器件、隔離變壓器、副邊整流濾波以及控制和輔助供電等電路，使得電源設(shè)計(jì)繁瑣，占用空間較大，并且成本高工作可靠性低；當(dāng)采取一個(gè)主路和幾個(gè)隔離的DC-DC隔離變換器時(shí)，雖然電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，隔離模塊的采購(gòu)也比較容易，但由于隔離模塊的價(jià)格一般較高，且后級(jí)DC-DC隔離變換器的引入會(huì)導(dǎo)致電源的整機(jī)效率降低，因此在當(dāng)前以?xún)r(jià)格和節(jié)能為導(dǎo)向的市場(chǎng)中其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)處于劣勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電路簡(jiǎn)單、成本較低、可靠性和效率較高、能夠達(dá)到多路輸出要求的具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，包括輸入整流及儲(chǔ)能電容電路，其輸入端接交流電，其輸出端分別與輔助電源、主功率變換電路、控制電路的輸入端相連，輔助電源向控制電路供電，主功率變換電路的輸出端與至少兩個(gè)輸出整流濾波電路的輸入端相連，輸出整流濾波電路的輸出端與BUCK電路的輸入端相連，BUCK電路的輸出端經(jīng)采樣作為控制電路的輸入，控制電路的驅(qū)動(dòng)端分別與主功率變換電路、BUCK電路相連。由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明采取前級(jí)的開(kāi)環(huán)不控全橋技術(shù)得到隔離的多路直流輸出電壓，后級(jí)再通過(guò)簡(jiǎn)單可靠的BUCK電路便可達(dá)到多路輸出的規(guī)格要求。BUCK電路的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而其控制保護(hù)電路也較容易實(shí)現(xiàn)，并且BUCK電路易于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高。本發(fā)明電路簡(jiǎn)單，成本較低，同時(shí)可靠性和效率也較高。


圖I是本發(fā)明的電路框 圖2是單相輸入時(shí)，本發(fā)明中輸入整流及儲(chǔ)能電容電路的電路原理 圖3是三相輸入時(shí)，本發(fā)明中輸入整流及儲(chǔ)能電容電路的電路原理 圖4是本發(fā)明中主功率變換電路的電路原理 圖5是本發(fā)明中BUCK電路的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式一種具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，包括輸入整流及儲(chǔ)能電容電路1，其輸入端接交流電，其輸出端分別與輔助電源2、主功率變換電路3、控制電路8的輸入端相連，輔助電源2向控制電路8供電，主功率變換電路3的輸出端與至少兩個(gè)輸出整流濾波電路的輸入端相連，輸出整流濾波電路的輸出端與BUCK電路的輸入端相連，BUCK電路的輸出端經(jīng)采樣作為控制電路8的輸入，控制電路8的驅(qū)動(dòng)端分別與主功率變換電路3、BUCK電路相連。如圖I所示。如圖I所示，所述的主功率變換電路3的輸出端分別與第一、二輸出整流濾波電路4、5的輸入端相連,第一輸出整流濾波電路4的輸出端與第一BUCK的電路6的輸入端相連，第二輸出整流濾波電路5的輸出端與第二 BUCK電路7的輸入剮相連，第一、二 BUCK電路6、7的輸出端均與控制電路8的輸入端相連。輸入整流及儲(chǔ)能電容電路I主要將輸入的交流市電進(jìn)行整流轉(zhuǎn)換為直流電壓，并通過(guò)電容進(jìn)行濾波和儲(chǔ)能供后級(jí)使用。除上述功能外，輸入整流及儲(chǔ)能電容電路I還擔(dān)任電源功率因數(shù)矯正的功能，保證電源擁有較高的功率因數(shù)。針對(duì)電源輸入可以單相輸入或三相輸入的情況，當(dāng)電源為單相輸入時(shí)，如圖2所 示，所述的輸入整流及儲(chǔ)能電容電路I包括第一整流電路la，其輸入端接單相交流電，其輸出端分別接儲(chǔ)能電感LI、場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極，儲(chǔ)能電感LI的另一端分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極、二極管Dl的陽(yáng)極相連，二極管Dl的陰極接第一儲(chǔ)能電容，第一儲(chǔ)能電容由電容Cl、C2、C3、C4并聯(lián)組成，用于為后級(jí)提供穩(wěn)定的電壓，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極與控制電路8的驅(qū)動(dòng)端相連。可見(jiàn)，單相輸入時(shí)，功能電路通常選取功率因數(shù)矯正效果很好的Boost有源功率因數(shù)矯正，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，功率因數(shù)可達(dá)0. 95以上。當(dāng)電源為三相輸入時(shí)，如圖3所示，所述的輸入整流及儲(chǔ)能電容電路I包括第二整流電路lb，其輸入端接三相交流電，其輸出端分別接儲(chǔ)能電感L2和第二儲(chǔ)能電容，第二儲(chǔ)能電容由電容C5、C6、C7、C8并聯(lián)組成，用于為后級(jí)提供穩(wěn)定的電壓?？梢?jiàn)，三相輸入時(shí)，采取無(wú)源PFC方式便可達(dá)到很高的功率因數(shù)(大于0.9)，并且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠性高，在三相輸入中廣泛采用。如圖4所示，所述的主功率變換電路3包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4，其柵極均與控制電路8的驅(qū)動(dòng)端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極與場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極相連，輸入整流及儲(chǔ)能電容電路I的輸出端接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極、場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極與場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極相連，電感Lr的一端接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極，電感Lr的另一端與變壓器Tr的初級(jí)線圈的一端相連，變壓器Tr的初級(jí)線圈的另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極相連，變壓器Tr的次級(jí)線圈分別與整流二極管DK1、DK2的陽(yáng)極相連，整流二極管DK1、Dk2的陰極相連。圖4中的Vin相當(dāng)于第一儲(chǔ)能電容或第二儲(chǔ)能電容所儲(chǔ)存的電量，若控制電路8發(fā)送驅(qū)動(dòng)信號(hào)至三極管Q1、Q4，Vin正極的電流依次通過(guò)三極管Q1、電感Lr、變壓器Tr的初級(jí)線圈、三極管Q4回到Vin負(fù)極，完成全橋功率變換?？梢?jiàn),主功率變換電路3主要實(shí)現(xiàn)初級(jí)到次級(jí)的能量轉(zhuǎn)換，通過(guò)開(kāi)關(guān)管一三極管Ql、Q2、Q3、Q4和變壓器Tr將輸出電壓轉(zhuǎn)換到合適的范圍，并實(shí)現(xiàn)輸入輸出的隔離。多路輸出時(shí)與單路輸出的主要區(qū)別在于變壓器Tr的次級(jí)線圈需要多個(gè)繞組而已，其他方面和單路輸出的情況完全一樣。如圖5所示，所述的BUCK電路包括儲(chǔ)能電容C9，儲(chǔ)能電容C9接輸出整流濾波電路的輸出端，儲(chǔ)能電容C9的一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q6的漏極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q7的漏極、電感L3的一端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q7的源極分別與儲(chǔ)能電容C9、電容ClO的一端相連，電感L3的另一端與電容ClO相連，電容ClO與控制電路8的輸入端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q7的柵極均與控制電路8的驅(qū)動(dòng)端相連。儲(chǔ)能電容C9的作用是保持電壓相對(duì)穩(wěn)定，當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管Q6導(dǎo)通時(shí)，給電感L3充電，電感L3儲(chǔ)能；場(chǎng)效應(yīng)管Q6關(guān)斷時(shí)，電感L3釋放電量給Vout充電，場(chǎng)效應(yīng)管Q7導(dǎo)通，電感L3、場(chǎng)效應(yīng)管Q7、Vout形成回路，以保持特定的輸出。由于全橋變換為全開(kāi)環(huán)方式，因此副邊輸出整流電壓會(huì)隨輸入電壓在一定的范圍內(nèi)變化，為了達(dá)到要求的輸出規(guī)格要求，可在設(shè)計(jì)中選取合適的副邊繞組匝數(shù)，并通過(guò)BUCK電路實(shí)現(xiàn)輸出要求的目的。在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)電源的不同規(guī)格要求選取其他的斬波電路如Boost電路等來(lái)代替BUCK電路?？傊?，本發(fā)明采取前級(jí)的開(kāi)環(huán)不控全橋技術(shù)得到隔離的多路直流輸出電壓，后級(jí)再通過(guò)簡(jiǎn)單可靠的BUCK電路便可達(dá)到多路輸出的規(guī)格要求。BUCK電路的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而其控制保護(hù)電路也較容易實(shí)現(xiàn)，并且BUCK電路易于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高。 本發(fā)明電路簡(jiǎn)單，成本較低，同時(shí)可靠性和效率也較高。
權(quán)利要求
1.一種具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于包括輸入整流及儲(chǔ)能電容電路(I )，其輸入端接交流電，其輸出端分別與輔助電源(2)、主功率變換電路(3)、控制電路(8)的輸入端相連，輔助電源(2)向控制電路(8)供電，主功率變換電路(3)的輸出端與至少兩個(gè)輸出整流濾波電路的輸入端相連，輸出整流濾波電路的輸出端與BUCK電路的輸入端相連，BUCK電路的輸出端經(jīng)采樣作為控制電路(8)的輸入，控制電路(8)的驅(qū)動(dòng)端分別與主功率變換電路(3)、BUCK電路相連 。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述的主功率變換電路(3)的輸出端分別與第一、二輸出整流濾波電路(4、5)的輸入端相連，第一輸出整流濾波電路(4)的輸出端與第一 BUCK的電路(6)的輸入端相連，第二輸出整流濾波電路(5)的輸出端與第二 BUCK電路(7)的輸入剮相連，第一、二 BUCK電路(6、7)的輸出端均與控制電路(8)的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述的輸入整流及儲(chǔ)能電容電路(I)包括第一整流電路(la)，其輸入端接單相交流電，其輸出端分別接儲(chǔ)能電感LI、場(chǎng)效應(yīng)管Q5的源極，儲(chǔ)能電感LI的另一端分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q5的漏極、二極管Dl的陽(yáng)極相連，二極管Dl的陰極接第一儲(chǔ)能電容，第一儲(chǔ)能電容由電容C1、C2、C3、C4并聯(lián)組成，場(chǎng)效應(yīng)管Q5的柵極與控制電路(8)的驅(qū)動(dòng)端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述的輸入整流及儲(chǔ)能電容電路(I)包括第二整流電路(lb)，其輸入端接三相交流電，其輸出端分別接儲(chǔ)能電感L2和第二儲(chǔ)能電容，第二儲(chǔ)能電容由電容C5、C6、C7、C8并聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述的主功率變換電路(3)包括場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4，其柵極均與控制電路(8)的驅(qū)動(dòng)端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極與場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極相連，輸入整流及儲(chǔ)能電容電路(I)的輸出端接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極、場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極，場(chǎng)效應(yīng)管Ql的漏極與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的漏極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極與場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極相連，電感Lr的一端接場(chǎng)效應(yīng)管Ql的源極，電感Lr的另一端與變壓器Tr的初級(jí)線圈的一端相連，變壓器Tr的初級(jí)線圈的另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q2的源極相連，變壓器Tr的次級(jí)線圈分別與整流二極管DK1、De2的陽(yáng)極相連，整流二極管Dki、Dk2的陰極相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，其特征在于所述的BUCK電路包括儲(chǔ)能電容C9，儲(chǔ)能電容C9接輸出整流濾波電路的輸出端，儲(chǔ)能電容C9的一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q6的漏極相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q6的源極分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q7的漏極、電感L3的一端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q7的源極分別與儲(chǔ)能電容C9、電容ClO的一端相連，電感L3的另一端與電容ClO相連，電容ClO與控制電路(8)的輸入端相連，場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q7的柵極均與控制電路(8)的驅(qū)動(dòng)端相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有多路輸出的大功率開(kāi)關(guān)電源電路，包括輸入整流及儲(chǔ)能電容電路，其輸入端接交流電，其輸出端分別與輔助電源、主功率變換電路、控制電路的輸入端相連，輔助電源向控制電路供電，主功率變換電路的輸出端與至少兩個(gè)輸出整流濾波電路的輸入端相連，輸出整流濾波電路的輸出端與BUCK電路的輸入端相連，BUCK電路的輸出端經(jīng)采樣作為控制電路的輸入，控制電路的驅(qū)動(dòng)端分別與主功率變換電路、BUCK電路相連。本發(fā)明的BUCK電路的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，而其控制保護(hù)電路也較容易實(shí)現(xiàn)，并且BUCK電路易于實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102761266SQ20121025714
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者汪邦照, 趙艷, 趙艷飛 申請(qǐng)人:合肥華耀電子工業(yè)有限公司