CN102611318A - 连续可调的变结构恒功率电源 - Google Patents

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熊希森
刘军
李国洪
张彪
李勤
刘玉观
李鑫
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Abstract

本发明涉及直流开关电源，具体是一种连续可调的变结构恒功率电源。它括全桥直流变换器、高频变压器，所述高频变压器其原边连接在全桥直流变换器上，其副边包含有两组二极管整流桥、两个感值相等的滤波电感和一个输出滤波电容，所述滤波电感和滤波电容之间连接有一个控制开关和两个旁路二极管。本发明实现了在大电压输出时串联工作，大电流输出时并联工作，同时又能增大输出电压的调节范围。因此，具有较好的稳态及动态性能，实现恒功率输出功能；具有较好的电压调整率和负载调整率，输出电压纹波系数也相对较小，在全输出电压范围内都具有相对较高的效率。

Description

连续可调的变结构恒功率电源
 
技术领域：
本发明涉及直流开关电源，具体是一种连续可调的变结构恒功率电源。
背景技术： 
目前，开关电源已相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、空间技术、计算机、通信、雷达、家用电器、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源。公知的开关电源技术主要采用：调频调宽相结合的混合调制方式、改变变压器变比的方式、采用错相控制的方式等。在采用调频调宽控制方式中，需要改变频率，给变压器和滤波器的设计会带来更大的难度；在采用改变变压器变比的方式中，增加了电压的调节范围，并不适合大电流的应用场合；采用错相控制的方法虽然可以实现平滑过渡的电压调节，但是调节范围有限。因此在很多情况下，现有开关电源会造成系统设备利用率低、器件应力大、体积大和成本高等问题。
发明内容：
本发明旨在解决现有开关电源存在的上述等问题，而提供一种在高压输出时串联工作、大电流输出时并联工作的连续可调的变结构恒功率电源。 
本发明解决所述问题，采用的技术方案是：
一种连续可调的变结构恒功率电源，包括全桥直流变换器、高频变压器，所述高频变压器其原边连接在全桥直流变换器上，其副边包含有两组二极管整流桥、两个感值相等的滤波电感和一个输出滤波电容，所述滤波电感和滤波电容之间连接有一个控制开关和两个旁路二极管。
更进一步，所述高频变压器的副边有两个绕组，两个绕组分别与两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的输入端连接，两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的正极端分别与两个滤波电感L1和L2的一端连接，两个滤波电感L1和L2的另一端之间连接有一个旁路二极管D1，两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的负极端之间连接有另一个旁路二极管D2，滤波电感L2与二极管整流桥FBR1的负极端之间连接有一个控制开关管S，滤波电感L1与二极管整流桥FBR2的负极端之间连接有一个滤波电容C。 
本发明的高频变压器副边通过对增加的辅助切换开关的控制，实现了在大电压输出时串联工作，大电流输出时并联工作，同时又能增大输出电压的调节范围。因此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：具有较好的稳态及动态性能，实现恒功率输出功能；具有较好的电压调整率和负载调整率，输出电压纹波系数也相对较小，在全输出电压范围内都具有相对较高的效率。
图1是本发明实施例的电路原理图。
图2是串联模式等效电路。
图3是并联模式等效电路。
具体实施方式：
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
参见图1，一种连续可调的变结构恒功率电源，由隔离型全桥直流变换器FBC、原边一个绕组副边两个绕组的高频变压器、两组二极管整流桥FBR1和FBR2、两个感值相等的滤波电感L1和L2、一个滤波电容C、一个控制开关管S和两个旁路二极管D1和D2组成，高频变压器的原边连接在全桥直流变换器FBC上，副边的两个绕组分别和二极管整流桥FBR1和FBR2的输入端连接，两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的正极端分别与两个滤波电感L1和L2的一端连接，两个滤波电感L1和L2的另一端之间连接有一个旁路二极管D1，两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的负极端连接有另一个旁路二极管D2，滤波电感L2与二极管整流桥FBR1的负极端连接有一个控制开关管S，滤波电感L1与二极管整流桥FBR2的负极端连接有一个滤波电容C。
当输出电压的基准值大于阈值电压Vth时，控制开关S导通，辅助二极管D1和D2反向偏置，两组输出串联连接（参见图2）。流过滤波电感的电流iL1和iL2和流过切换开关S的电流iS相等，平均电感电流IL和负载电流I0相等，由于iL1= iL2=IL，所以电感上的电压VL1= VL2= VL。
当输出电压的基准值小于阈值电压Vth时，控制开关S关断，辅助二极管D1和D2正向偏置，两组输出并联连接（参见图3）。电感电流iL1和流过辅助二极管D2的电流iD2相等，电感电流iL2和辅助二极管iD1相等，而平均电感电流之和等于负载电流，每个整流桥输出电压相等，所以每个电感上的电压也相等，因此iL1= iL2=0.5(iC+ i0)。由此，实现了输出并联、串联的灵活组合，简化了变压器的设计，有效降低了成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围。

Claims (2)

1.一种连续可调的变结构恒功率电源，包括全桥直流变换器、高频变压器，其特征在于，所述高频变压器其原边连接在全桥直流变换器上，其副边包含有两组二极管整流桥、两个感值相等的滤波电感和一个输出滤波电容，所述滤波电感和滤波电容之间连接有一个控制开关和两个旁路二极管。
2.如权利要求1所述的连续可调的变结构恒功率电源，其特征在于，所述高频变压器的副边有两个绕组，两个绕组分别与两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的输入端连接，两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的正极端分别与两个滤波电感L1和L2的一端连接，两个滤波电感L1和L2的另一端之间连接有一个旁路二极管D1，两个二极管整流桥FBR1和 FBR2的负极端之间连接有另一个旁路二极管D2，滤波电感L2与二极管整流桥FBR1的负极端之间连接有一个控制开关管S，滤波电感L1与二极管整流桥FBR2的负极端之间连接有一个滤波电容C。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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