一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，按照以下步驟實(shí)施：分析輸入電壓是否為寬范圍電壓，如果是寬范圍輸入電壓則采用兩級(jí)拓?fù)浼?jí)聯(lián)的形式，如果是窄范圍輸入電壓或恒定電壓，則采用單級(jí)拓?fù)?；?jiǎn)化LLC諧振變換器的參數(shù)關(guān)系，得到LLC諧振變換器的電壓增益M表達(dá)式；利用數(shù)學(xué)分析工具繪制出多組不同電感系數(shù)情況下的電壓增益M關(guān)系曲線；對(duì)關(guān)系曲線進(jìn)行比較分析，得到符合設(shè)計(jì)需要的電感系數(shù)K、品質(zhì)因數(shù)Q和槽路參數(shù)。本發(fā)明的一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，使得設(shè)計(jì)出的多路輸出電源效率高、負(fù)載交叉調(diào)整率好。
【專利說明】一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力電子逆變器和高頻變換【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種改善多路輸出開關(guān)電 源性能的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，電子產(chǎn)品、電氣和通信系統(tǒng)在需要多個(gè)不同等級(jí)的電源電壓來供電時(shí)，一般 有兩種設(shè)計(jì)方案：
[0003] -種是電源公司通過設(shè)計(jì)出每一種電壓等級(jí)的電壓模塊，然后根據(jù)用戶的需求將 單路輸出的開關(guān)電源組合起來，從而達(dá)到多路輸出的效果。采用這種辦法雖然可以為用戶 提供高精度的電源，滿足負(fù)荷需要。但是，與此同時(shí)電源成本也會(huì)翻倍增加，而且從電源的 性能方面來說，由于是多個(gè)電源的組合，導(dǎo)致各個(gè)變換器之間可能會(huì)產(chǎn)生無法抑制的拍頻 干擾，并且在輸入側(cè)和輸出側(cè)會(huì)產(chǎn)生較低頻率的紋波，對(duì)電源的供電和可靠性造成影響；
[0004] 另外一種是利用同一個(gè)變換器直接與多抽頭輸出變壓器連接，通過變壓器每個(gè)抽 頭的不同變比來實(shí)現(xiàn)多電壓輸出，對(duì)其中一路反饋控制實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。這種多輸出電源的任何 一路負(fù)載變化都會(huì)對(duì)其他輸出產(chǎn)生很大影響，從而使得整個(gè)電源的負(fù)載交叉調(diào)整率很小， 導(dǎo)致各電源輸出差異很大，電源穩(wěn)定性比較差。同時(shí)這種電路一般采用硬開關(guān)電路，電源效 率提尚和頻率提尚之間的矛盾無法解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，電源效率高、負(fù)載 交叉調(diào)整率好。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，具體按照以 下步驟實(shí)施：
[0007] 步驟1，當(dāng)多路輸出開關(guān)電源所需的輸入電壓是寬范圍電壓時(shí)，采用分離式結(jié)構(gòu) 作為多路輸出開關(guān)電源的主功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分離式結(jié)構(gòu)中前級(jí)采用Buck變換器，后級(jí)采用 LLC諧振變換器，LLC諧振變換器的輸出側(cè)與全波整流電路連接；
[0008] 步驟2,簡(jiǎn)化LLC諧振變換器的參數(shù)關(guān)系，得到LLC諧振變換器的電壓增益M表達(dá) 式，

【權(quán)利要求】
1. 一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，其特征在于，按照以下步驟進(jìn)行： 步驟1，當(dāng)多路輸出開關(guān)電源所需的輸入電壓是寬范圍電壓時(shí)，采用分離式結(jié)構(gòu)作為 多路輸出開關(guān)電源的主功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述分離式結(jié)構(gòu)中前級(jí)采用Buck變換器，后級(jí)采用 LLC諧振變換器，所述LLC諧振變換器的輸出側(cè)與全波整流電路連接； 步驟2,簡(jiǎn)化LLC諧振變換器的參數(shù)關(guān)系，得到LLC諧振變換器的電壓增益M表達(dá)式，
4為歸一化頻率；K為電感系數(shù)；Q為品質(zhì)因數(shù)； LmS變換器的勵(lì)磁電感；Lr為諧振電感；Cr為諧振電容；為固有諧振頻率；fs為變換 器的開關(guān)頻率；R。為電源的實(shí)際負(fù)載；Ra。為實(shí)際負(fù)載等效到變壓器原邊的等效負(fù)載； 步驟3,繪制關(guān)系曲線， 將步驟2中得到的LLC諧振變換器的電壓增益M表達(dá)式利用數(shù)學(xué)分析工具繪制出多組 不同電感系數(shù)情況下的關(guān)系曲線，所述關(guān)系曲線為，電壓增益M在不同的Q值的情況下隨歸 一化頻率4變化的曲線； 步驟4,曲線分析， 對(duì)步驟3中繪制得到的關(guān)系曲線進(jìn)行比較分析，得到符合設(shè)計(jì)需要的電感系數(shù)K、品質(zhì) 因數(shù)Q和諧振槽路參數(shù)，其中諧振槽路參數(shù)包括：諧振電容(；，諧振電感b勵(lì)磁電感Lm，上 述符合設(shè)計(jì)需要的各個(gè)參數(shù)是指使得LLC諧振變換器能夠達(dá)到諧振且滿足多路輸出開關(guān) 電源需要的參數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，其特征在于，所述 步驟3具體按照以下步驟實(shí)施： 步驟3. 1，對(duì)LLC諧振變換器進(jìn)行簡(jiǎn)化和等效變換得到LLC諧振變換器的等效電路圖； 步驟3. 2,采用基波分析法對(duì)LLC諧振變換器及變壓器進(jìn)行建模，得到輸入阻抗Zin:
步驟3. 3,R。為負(fù)載電阻；令上式⑵中心,得到傳遞函數(shù)為： π~

對(duì)（4)式取模值得到：
得到LLC諧振變換器的交流電壓增益為：
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種改善多路輸出開關(guān)電源性能的方法，其特征在于，步 驟4中曲線分析過程具體為： 當(dāng)品質(zhì)因數(shù)Q固定時(shí)，K取值為3?7能夠使得LLC諧振變換器達(dá)到諧振；
當(dāng)K值固定時(shí)，Q取值為（0. 92?0. 95) ·Qmax，能夠使得LLC諧振變換器達(dá)到諧振；根 據(jù)LLC網(wǎng)絡(luò)的輸入阻抗為純阻性得到Qmax的表達(dá)式：
其中Mmax為最大輸入電壓增益，且V。為最大輸出電壓，VdS整流二 ^ inMin 極管的導(dǎo)通壓降（取值為0. 7)，Vinmn為最小輸入電壓，η為變壓器的變比；Q_為品質(zhì)因數(shù) 最大值； 槽路參數(shù)由以下方法計(jì)算得到： 諧振電容(；：
諧振電感
激磁電感Lni:
【文檔編號(hào)】H02M3/28GK104467429SQ201410723397
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】李金剛, 張宇龍, 胡水秀 申請(qǐng)人:西安理工大學(xué)