CN201207614Y - 全负载软开关电源控制电路 - Google Patents

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周世宏
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Abstract

一种全负载软开关电源控制电路，在现有直流输出电路的输出端以及DC/DC变换电路的输入端之间连接LC谐振电路以及谐振电压型双环控制回路，所述谐振电压型双环控制回路的输入端连接直流输出电路的输出端，谐振电压型双环控制回路的输出端连接LC谐振电路的输入端，LC谐振电路的输出端连接至DC/DC变换电路的输入端。本实用新型的优点在于：通过连接谐振电压型双环控制回路，调节开关电源开关频率，可使输出电压及电流均不随负载变化或电网变化而变化，真正实现了全负载范围内的软开关技术，整流管电压应力极低，电流波形为纯正弦波，大大减少了谐波、电磁干扰，变压器损耗也小，同时，也提高了模块效率和稳压、稳流性能。

Description

全负载软开关电源控制电路
技术领域
本实用新型涉及高频开关电源，特别涉及一种高效率、变频全负载软开关电源的控制电路。
背景技术
当前我国电力系统使用的直流系统大部分采用传统的半桥或全桥转换电路，开关频率是一个恒定值，采用PWM(脉冲宽度调制)控制方式，只在某个输出电流值实现了软开关技术。实现不了全负载软开关，其电流波形近似为三角形，谐波干扰较大。使得模块的效率、电磁干扰等方面不尽人意。
另外，稳压、稳流性能是电力电源产品最重要的技术指标，它决定整个电力直流系统的稳定性和精确性。国内同类产品大多采用的是电压型单环控制，单反馈回路，对噪音不敏感，并具有较低的输出阻抗，在变换器连续型和不连续型(DEM，数字高程模型)工作边界之间呈现大的动态变化。如果控制回路按连续型工作设计，那么，在不连续型工作下，虽稳定度提高，但闭环F的输出阻抗变高，瞬态响应明显变差。如果设计控制回路在不连续型下工作，则在产品连续型工作状态下，会出现工作不稳的情况。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供实现全负载范围内的软开关技术，提高模块效率及稳压、稳流精度，减少电磁干扰的一种全负载软开关电源控制电路。
本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种全负载软开关电源控制电路，包括依次串行连接的输入保护电路、桥式整流电路、无源功率因素校正电路、平滑滤波电路、直流/直流变换电路、整流滤波电路，以及直流输出电路，所述输入保护电路与外界电源相连，还包括LC谐振电路以及谐振电压型双环控制回路，所述谐振电压型双环控制回路的输入端连接直流输出电路的输出端，谐振电压型双环控制回路的输出端连接LC谐振电路的输入端，LC谐振电路的输出端连接至直流/直流变换电路的输入端。
该实用新型进一步具体为：
所述外界电源使用380V的交流电源。
所述谐振电压型双环控制回路包括一脉冲宽度调制控制芯片以及脉冲频率调制电路，所述脉冲频率调制电路的输入端连接至直流输出电路，输出端连接到脉冲宽度调制控制芯片的输入端口，脉冲宽度调制控制芯片的输出端口连接至LC谐振电路。
所述脉冲宽度调制控制芯片型号为SG3525AN。
本实用新型全负载软开关电源控制电路的优点在于：在直流输出电路与DC/DC变换电路之间连接一谐振电压型双环控制回路，调节开关电源开关频率，可使输出电压及电流均不随负载变化或电网变化而变化，真正实现了全负载范围内的软开关技术，整流管电压应力极低，电流波形为纯正弦波，大大减少了谐波、电磁干扰，变压器损耗也小，同时，也提高了模块效率和稳压、稳流性能，效率高达94％-95％。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1是本实用新型全负载软开关电源控制电路的结构原理图。
图2是本实用新型全负载软开关电源控制电路的电路图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型全负载软开关电源控制电路包括依次串行连接的输入保护电路1、桥式整流电路2、无源PFC(功率因素校正)电路3、平滑滤波电路4、DC/DC(直流/直流)变换电路5、整流滤波电路6，以及直流输出电路7。还包括LC谐振电路8以及谐振电压型双环控制回路9。
所述谐振电压型双环控制回路9的输入端连接直流输出电路7的输出端，谐振电压型双环控制回路9的输出端连接LC谐振电路8的输入端，LC谐振电路8的输出端连接至DC/DC变换电路5的输入端。
其中输入保护电路1与外界电源相连，对外界电源进行检测，该外界电源通常使用380V的交流电源。
桥式整流电源2接收输入保护电路1传送过来的电源，使其变成高压直流电源。
高压直流电源进入无源PFC电路3，提高了该软开关电源电路的功率因数，降低了谐波失真。
平滑滤波电路4，将经过桥式整流电路2以及无源PFC电路3的高压直流电源进行平滑滤波。
DC/DC变换电路5用来隔离直流电压中的可控制脉冲电压。
整流滤波电路6对DC/DC变换电路5隔离输出的脉冲电压进行整流滤波，通过直流输出电路7输出稳定的直流电压，供给负载使用。
谐振电压型双环控制回路9设置在直流输出电路7与LC谐振电路8，用来检测控制输出电压与输出电流，并控制LC谐振电路8和DC/DC变换电路5。该实用新型采用了谐振电压型双环控制回路9，也就是说在现有软开关电源电路只具有电压环的基础上，加入了电流环，使其在连续型和不连续型工作之间的边界上，工作稳定度及闭环下的性能不会有明显变化。经过反复实验和论证，其稳压精度远远小于0.5％行标的技术要求，空载调整率为0.2％，满载调整率为0.1％。
请参阅图2所示，是本实用新型全负载软开关电源控制电路的谐振电压型双环控制回路9的一具体实施例的电路图，该谐振电压型双环控制回路9包括型号为SG3525AN的PWM控制芯片92，该PWM控制芯片92内部主要由振荡器、基准电压发生器、误差放大器，比较器和缓冲器所组成，该PWM控制芯片92采用现有市面上销售的芯片，该PWM控制芯片92产生PFM(脉冲频率调制)调频信号来控制LC谐振电路8和DC/DC变换电路5输入电压的导通时。
该谐振电压型双环控制回路9还包含PFM电路94。该PFM电路94的输入端连接至直流输出电路7，输出端连接到PWM控制芯片92的输入端口，PWM控制芯片92的输出端口连接至LC谐振电路8。
该PFM电路94用来控制PWM控制芯片92产生的PFM频率范围，当直流输出电路7输出的电压或电流由于某种原因产生高或低的变化时，通过谐振电压型双环控制回路9的采样电阻及一晶体管把输出电压或电流的变化再次放大，然后通过该PFM电路94，调节频率高低变化来确保谐振软开关点和稳压目的，频率高低变化范围为27-100KHZ。当由于某种原因使输出电压或电流偏高时，开关频率变高，LC谐振电路8和DC/DC变换器5的电压导通时间加长使通过直流输出电路7输出的直流电压、电流与设定电压、电流值相接近；当由于某种原因使输出电压或电流偏低时，开关频率变低，LC谐振电路8和DC/DC变换电路5的电压导通时间缩短，也使通过直流输出电路7输出的直流电压、电流与设定电压、电流值相接近。这种方法实质是控制IGBT(绝缘栅双极晶体管)导通脉宽变化时间和截止时间，以控制输出电压或电流稳定在预先确定的电压或电流上。频率的变化使谐振频率点也发生了变化，在谐振电压型双环控制回路9的控制下，LC谐振电路8的LC谐振点会随着功率的大小自动调整谐振点来达到最佳状态点，从而确保任何负载段功率管和输出整流管都能实现零流零压通断，损耗极小，满载效率高达94％-95％。

Claims (4)

1.一种全负载软开关电源控制电路，包括依次串行连接的输入保护电路、桥式整流电路、无源功率因素校正电路、平滑滤波电路、直流/直流变换电路、整流滤波电路，以及直流输出电路，所述输入保护电路与外界电源相连，其特征在于：还包括LC谐振电路以及谐振电压型双环控制回路，所述谐振电压型双环控制回路的输入端连接直流输出电路的输出端，谐振电压型双环控制回路的输出端连接LC谐振电路的输入端，LC谐振电路的输出端连接至直流/直流变换电路的输入端。
2.如权利要求1所述的全负载软开关电源控制电路，其特征在于：所述外界电源使用380V的交流电源。
3.如权利要求1所述的全负载软开关电源控制电路，其特征在于：所述谐振电压型双环控制回路包括一脉冲宽度调制控制芯片以及脉冲频率调制电路，所述脉冲频率调制电路的输入端连接至直流输出电路，输出端连接到脉冲宽度调制控制芯片的输入端口，脉冲宽度调制控制芯片的输出端口连接至LC谐振电路。
4.如权利要求3所述的全负载软开关电源控制电路，其特征在于：所述脉冲宽度调制控制芯片型号为SG3525AN。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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