本申請涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域,更具體地,涉及一種開關(guān)電源。
背景技術(shù):
開關(guān)電源(Switching mode power supply)利用脈寬調(diào)制(Pulse width modulation)技術(shù)控制開關(guān)管開通和關(guān)斷的時(shí)間比率來調(diào)節(jié)輸出的電壓或電流,用于給不同的負(fù)載供應(yīng)電能。由于其效率高,體積小,控制靈活,在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
在大部分應(yīng)用場合,開關(guān)電源的輸出是恒壓特性,保持輸出電壓恒定,其輸出電流由負(fù)載決定。而在一些領(lǐng)域,如LED照明領(lǐng)域,由于LED負(fù)載的光通輸出和通過自身的電流成正比,為了維持穩(wěn)定的光通輸出,需要采用直流穩(wěn)流輸出的開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)對于LED負(fù)載的驅(qū)動(dòng)。
目前LED照明的趨勢正朝著模組化的方向發(fā)展,一個(gè)開關(guān)電源通常能夠?qū)崿F(xiàn)對于多個(gè)模組的LED負(fù)載的驅(qū)動(dòng),這就要求所述開關(guān)電源能夠提供多路的恒流輸出以驅(qū)動(dòng)多個(gè)模組。
現(xiàn)有技術(shù)中對于多路輸出的設(shè)計(jì)中,由于要使得各路輸出相互獨(dú)立互不影響,都是采用AC-DC變換器獲得直流電壓,然后再通過多路DC-DC變換器獨(dú)立恒流控制。這樣使得整體的方案比較復(fù)雜,成本較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本申請?zhí)峁┝艘环N開關(guān)電源,用以解決現(xiàn)有技術(shù)中方案復(fù)雜和成本高的問題。
為實(shí)現(xiàn)所述目的,本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下:
一種開關(guān)電源,應(yīng)用于多個(gè)負(fù)載的恒流驅(qū)動(dòng),所述開關(guān)電源包括:
電壓變換單元,用于接收交流輸入電壓,對所述交流輸入電壓進(jìn)行濾波和變換,生成并輸出高頻交流電壓;
輸入端均與所述電壓變換單元的輸出端相連的多個(gè)無源開關(guān)單元,一個(gè)所述無源開關(guān)單元的輸出端與一個(gè)所述負(fù)載對應(yīng)相連;
所述無源開關(guān)單元包括:
一端為所述無源開關(guān)單元的一個(gè)輸入端的限流電容,用于接收所述高頻交流電壓,并對所述高頻交流電壓的輸出電流進(jìn)行限制;
與所述限流電容的另一端相連的整流電路,用于對所述高頻交流電壓進(jìn)行整流;
與所述整流電路并聯(lián)的濾波電容,并聯(lián)的兩個(gè)連接點(diǎn)分別作為所述無源開關(guān)單元的輸出端,所述濾波電容用于對所述高頻交流電壓進(jìn)行濾波,生成并輸出恒定的電流至相連接的所述負(fù)載。
優(yōu)選的,所述整流電路為全波整流,包括:第一二極管、第二二極管、第三二極管及第四二極管;所述無源開關(guān)單元中:
所述限流電容的一端為所述無源開關(guān)單元的一個(gè)輸入端;
所述限流電容的另一端與所述第一二極管的陽極及所述第三二極管的陰極相連;
所述第一二極管的陰極與所述第二二極管的陰極相連,連接點(diǎn)與所述濾波電容的一端相連;
所述第三二極管的陽極與所述第四二極管的陽極相連,連接點(diǎn)與所述濾波電容的另一端相連;
所述濾波電容的兩端為所述無源開關(guān)單元的輸出端;
所述第二二極管的陽極與所述第四二極管的陰極相連,連接點(diǎn)為所述無源開關(guān)單元的另一個(gè)輸入端。
優(yōu)選的,所述整流電路為半波整流,包括:第五二極管和第六二極管;所述無源開關(guān)單元中:
所述限流電容的一端為所述無源開關(guān)單元的第一輸入端;
所述限流電容的另一端與所述第五二極管的陰極及所述第六二極管的陽極相連;
所述第六二極管的陰極與所述濾波電容的一端相連;
所述第五二極管的陽極與所述濾波電容的另一端相連;
所述濾波電容的兩端為所述無源開關(guān)單元的輸出端;
所述第五二極管的陽極與所述濾波電容的連接點(diǎn)為所述無源開關(guān)單元的第二輸入端。
優(yōu)選的,所述多個(gè)無源開關(guān)單元兩兩對稱連接于所述電壓變換單元的輸出端;其中,每兩個(gè)對稱連接的所述無源開關(guān)單元的第一輸入端分別與所述電壓變換單元的兩個(gè)輸出端相連,每兩個(gè)對稱連接的所述無源開關(guān)單元的第二輸入端相連。
優(yōu)選的,所述無源開關(guān)單元還包括:
與所述第二二極管及所述第四二極管的串聯(lián)支路并聯(lián)的第一開關(guān)管;
陽極與所述第一開關(guān)管及所述第二二極管的陰極相連的第七二極管;所述第七二極管的陰極與所述濾波電容相連;
輸出端與所述第一開關(guān)管的控制端相連的控制單元;所述控制單元的一個(gè)輸入端接收基準(zhǔn)信號(hào);
對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行檢測并輸出檢測信號(hào)的電流檢測裝置,所述電流檢測裝置的輸出端與所述控制單元的另一輸入端相連。
優(yōu)選的,所述無源開關(guān)單元還包括:
與所述第五二極管并聯(lián)的第一開關(guān)管;
輸出端與所述第一開關(guān)管的控制端相連的控制單元;所述控制單元的一個(gè)輸入端接收基準(zhǔn)信號(hào);
對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行檢測并輸出檢測信號(hào)的電流檢測裝置,所述電流檢測裝置的輸出端與所述控制單元的另一輸入端相連。
優(yōu)選的,所述第一開關(guān)管為晶體管、金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MOSFET或者絕緣三雙極型功率管IGBT。
優(yōu)選的,所述電流檢測裝置為:與所述負(fù)載串聯(lián)連接的電阻;所述電阻與所述負(fù)載的連接點(diǎn)為所述電流檢測裝置的輸出端;
或者所述電流檢測裝置為:與所述負(fù)載串聯(lián)連接的霍爾傳感器;所述霍爾傳感器的輸出端為所述電流檢測裝置的輸出端;
或者所述電流檢測裝置為:電流互感器與信號(hào)處理電路;所述電流互感器的一次繞組與所述負(fù)載串聯(lián),所述電流互感器的二次繞組與所述信號(hào)處理電路相連,所述信號(hào)處理電路的輸出端為所述電流檢測裝置的輸出端。
優(yōu)選的,所述電壓變換單元包括依次串聯(lián)連接的低通濾波器、PFC穩(wěn)壓器及半橋諧振電路。
優(yōu)選的,所述低通濾波器為EMI濾波器。
優(yōu)選的,所述PFC穩(wěn)壓器包括:橋式整流橋、第一電感、第二開關(guān)管、第八二極管、第三電容及第四電容;其中:
所述橋式整流橋的輸入端為所述PFC穩(wěn)壓器的輸入端;
所述第一電感的一端與所述橋式整流橋的輸出端相連;所述第一電感的另一端與所述第二開關(guān)管的輸入端及所述第八二極管的陽極相連;所述第二開關(guān)管的輸出端接地;
所述第三電容及所述第四電容串聯(lián)連接于所述第八二極管的陰極與地之間;所述第三電容及所述第四電容的串聯(lián)支路的兩端為所述PFC穩(wěn)壓器的輸出端。
優(yōu)選的,所述半橋諧振電路包括:第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第二電感、第五電容及變壓器;其中:
所述第三開關(guān)管的輸入端為所述半橋諧振電路的一個(gè)輸入端;
所述第二電感連接于所述第三開關(guān)管的輸出端與所述第四開關(guān)管的輸入端之間;所述第四開關(guān)管的輸出端接地;
所述第五電容的一端與所述第二電感的中點(diǎn)及所述變壓器原邊繞組的異名端相連;所述第五電容的另一端與所述第三電容和所述第四電容的串聯(lián)連接點(diǎn)及所述變壓器原邊繞組的同名端相連;
所述變壓器副邊繞組的兩端分別為所述半橋諧振電路的輸出端。
優(yōu)選的,所述半橋諧振電路包括:第三開關(guān)管、第四開關(guān)管、第三電感、第五電容及變壓器;其中:
所述第三電感的第一線圈的同名端為所述半橋諧振電路的一個(gè)輸入端;
所述第三開關(guān)管的輸入端與所述第三電感的第一線圈的異名端相連;
所述第三開關(guān)管的輸出端與所述第四開關(guān)管的輸入端相連;
所述第四開關(guān)管的輸出端與所述第三電感的第二線圈的同名端相連;所述第三電感的第二線圈的異名端接地;
所述第五電容的一端與所述第三開關(guān)管的輸出端、所述第四開關(guān)管的輸入端及所述變壓器原邊繞組的異名端相連;所述第五電容的另一端與所述第三電容和所述第四電容的串聯(lián)連接點(diǎn)及所述變壓器原邊繞組的同名端相連;
所述變壓器副邊繞組的兩端分別為所述半橋諧振電路的輸出端。
由以上可知,本申請?zhí)峁┑拈_關(guān)電源,通過電壓變換單元接收交流輸入電壓,對所述交流輸入電壓進(jìn)行濾波和變換,生成并輸出高頻交流電壓;再通過多個(gè)無源開關(guān)單元接收所述高頻交流電壓,并對所述高頻交流電壓進(jìn)行整流濾波后,生成恒定的電流并分別輸出至多個(gè)負(fù)載;其中,所述無源開關(guān)單元中僅通過限流電容、整流電路及濾波電容這些無源器件即可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)所述負(fù)載的獨(dú)立恒流驅(qū)動(dòng),較通過AC-DC變換器與多路DC-DC變換器實(shí)現(xiàn)多路恒流驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)有技術(shù)而言,系統(tǒng)簡單且成本低。
附圖說明
為了更清楚地說明本申請實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本申請的實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
圖1為本申請?zhí)峁┑拈_關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本申請?zhí)峁┑牧硪婚_關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本申請?zhí)峁┑牧硪婚_關(guān)電源的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本申請?zhí)峁┑拈_關(guān)電源的結(jié)構(gòu)連接示意圖;
圖5為本申請?zhí)峁┑拈_關(guān)電源的供電示意圖;
圖6為本申請?zhí)峁┑牧硪婚_關(guān)電源的供電示意圖;
圖7為本申請?zhí)峁┑臒o源開關(guān)單元的電路圖;
圖8為本申請?zhí)峁┑牧硪粺o源開關(guān)單元的電路圖;
圖9為本申請?zhí)峁┑碾妷鹤儞Q單元的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10為本申請?zhí)峁┑碾妷鹤儞Q單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本申請實(shí)施例中的附圖,對本申請實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本申請一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒旧暾堉械膶?shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本申請保護(hù)的范圍。
本申請?zhí)峁┝艘环N開關(guān)電源,應(yīng)用于多個(gè)負(fù)載的恒流驅(qū)動(dòng),用以解決現(xiàn)有技術(shù)中方案復(fù)雜和成本高的問題。
具體的,如圖1所示,所述開關(guān)電源包括:
電壓變換單元101;
輸入端均與電壓變換單元101的輸出端相連的多個(gè)無源開關(guān)單元102,一個(gè)無源開關(guān)單元102的輸出端與一個(gè)所述負(fù)載對應(yīng)相連;
無源開關(guān)單元102包括:
一端為無源開關(guān)單元102的一個(gè)輸入端的限流電容;
與所述限流電容的另一端相連的整流電路;
與所述整流電路并聯(lián)的濾波電容,并聯(lián)的兩個(gè)連接點(diǎn)分別作為所述無源開關(guān)單元的輸出端。
具體的工作原理為:
電壓變換單元101接收交流輸入電壓,對所述交流輸入電壓進(jìn)行濾波和變換,生成并輸出高頻交流電壓;
無源開關(guān)單元102中,所述限流電容用于接收所述高頻交流電壓,并對所述高頻交流電壓的輸出電流進(jìn)行限制;所述整流電路用于對所述高頻交流電壓進(jìn)行整流;所述濾波電容用于對所述高頻交流電壓進(jìn)行濾波,生成并輸出恒定的電流至相連接的所述負(fù)載。多個(gè)無源開關(guān)單元102分別接收所述高頻交流電壓,并對所述高頻交流電壓進(jìn)行整流濾波后,生成并輸出恒定的電流至相連接的所述負(fù)載。
無源開關(guān)單元102中包括的所述限流電容、所述整流電路及所述濾波電容均為無源器件。
本實(shí)施例所述的開關(guān)電源通過電壓變換單元101獲得高頻交流電壓;然后多個(gè)無源開關(guān)單元102中僅通過所述限流電容、所述整流電路及所述濾波電容這些無源器件即可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)所述負(fù)載的獨(dú)立恒流驅(qū)動(dòng),較通過AC-DC變換器與多路DC-DC變換器實(shí)現(xiàn)多路恒流驅(qū)動(dòng)的現(xiàn)有技術(shù)而言,系統(tǒng)簡單且成本低。
值得說明的是,在具體的實(shí)際應(yīng)用中,當(dāng)所述開關(guān)電源需要驅(qū)動(dòng)的所述負(fù)載為一個(gè)時(shí),無源開關(guān)單元102也可以為一個(gè);通過所述限流電容、所述整流電路及所述濾波電容,同樣可以實(shí)現(xiàn)對所述負(fù)載的恒流驅(qū)動(dòng);無源開關(guān)單元102的個(gè)數(shù)視需要驅(qū)動(dòng)的所述負(fù)載的個(gè)數(shù)而定,此處不做具體限定,均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
優(yōu)選的,如圖2所示,無源開關(guān)單元102中的所述整流電路為全波整流,包括:第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3及第四二極管D4;無源開關(guān)單元102中:
限流電容C1的一端為無源開關(guān)單元102的一個(gè)輸入端;
限流電容C1的另一端與第一二極管D1的陽極及第三二極管D3的陰極相連;
第一二極管D1的陰極與第二二極管D2的陰極相連,連接點(diǎn)與濾波電容C2的一端相連;
第三二極管D3的陽極與第四二極管D4的陽極相連,連接點(diǎn)與濾波電容C2的另一端相連;
濾波電容C2的兩端為無源開關(guān)單元102的輸出端;
第二二極管D2的陽極與第四二極管D4的陰極相連,連接點(diǎn)為無源開關(guān)單元102的另一個(gè)輸入端。
當(dāng)無源開關(guān)單元102接收的所述高頻交流電壓為信號(hào)正半周時(shí),電流流經(jīng)限流電容C1和第一二極管D1,為所述負(fù)載供電,再通過第四二極管D4流出。當(dāng)無源開關(guān)單元102接收的所述高頻開關(guān)電源為信號(hào)負(fù)半周時(shí),電流流經(jīng)第二二極管D2為所述負(fù)載供電,再通過第三二極管D3和限流電容C1流出。濾波電容C2用于濾除所述高頻交流電壓的高頻成分,使所述負(fù)載得到平滑的直流。
如圖2所示,無源開關(guān)單元102接收的所述高頻交流電壓為UTS,流經(jīng)所述負(fù)載的恒定電流為IL,所述負(fù)載電壓為UL+ΔUL,其中ΔUL為不同的負(fù)載造成的電壓變化,忽略二極管的導(dǎo)通壓降,限流電容C1的容抗為ZC1,可以得到下面的關(guān)系:
如果不同的負(fù)載造成的電壓變化ΔUL在相對高頻交流電壓UTS比較小的范圍,流經(jīng)所述負(fù)載的恒定電流為IL就可以保持基本恒定。
或者,如圖3所示,所述整流電路為半波整流,包括:第五二極管D5和第六二極管D6;無源開關(guān)單元102中:
限流電容C1的一端為無源開關(guān)單元102的第一輸入端;
限流電容C1的另一端與第五二極管D5的陰極及第六二極管D6的陽極相連;
第六二極管D6的陰極與濾波電容C2的一端相連;
第五二極管D5的陽極與濾波電容C2的另一端相連;
濾波電容C2的兩端為無源開關(guān)單元102的輸出端;
第五二極管D5的陽極與濾波電容C2的連接點(diǎn)為無源開關(guān)單元102的第二輸入端。
當(dāng)無源開關(guān)單元102接收的所述高頻交流電壓為信號(hào)正半周時(shí),電流流經(jīng)限流電容C1和第六二極管D6,為所述負(fù)載供電。當(dāng)無源開關(guān)單元102接收的所述高頻開關(guān)電源為信號(hào)負(fù)半周時(shí),電流流經(jīng)第五二極管D5和限流電容C1,并不通過所述負(fù)載,為無功電流。所述負(fù)載由濾波電容C2供電。濾波電容C2用于濾除所述高頻交流電壓的高頻成分,使所述負(fù)載得到平滑的直流。
如圖3所示,無源開關(guān)單元102接收的所述高頻交流電壓為UTS,流經(jīng)所述負(fù)載的恒定電流為IL,所述負(fù)載電壓為UL+ΔUL,其中ΔUL為不同的負(fù)載造成的電壓變化,忽略二極管的導(dǎo)通壓降,限流電容C1的容抗為ZC1,可以得到下面的關(guān)系:
公式中分母部分的2是由于在半波整流的模式下只有正半周的電流供應(yīng)到了負(fù)載端。
如果不同的負(fù)載造成的電壓變化ΔUL在相對高頻交流電壓UTS比較小的范圍,流經(jīng)所述負(fù)載的恒定電流為IL就可以保持基本恒定。
優(yōu)選的,如圖4、圖5和圖6所示,多個(gè)無源開關(guān)單元102兩兩對稱連接于電壓變換單元101的輸出端;其中,每兩個(gè)對稱連接的無源開關(guān)單元102的第一輸入端分別與電壓變換單元101的兩個(gè)輸出端相連,每兩個(gè)對稱連接的無源開關(guān)單元102的第二輸入端相連。
如圖4所示,負(fù)載1和負(fù)載2以一種對稱的結(jié)構(gòu)和電壓變換單元101的輸出端連接。當(dāng)所述高頻交流電壓為正半周時(shí),電流通過如圖5所示的回路,流經(jīng)與所述負(fù)載1相連的無源開關(guān)單元102中的限流電容C1和第六二極管D6為所述負(fù)載1供電.當(dāng)所述高頻交流電壓為負(fù)半周時(shí),電流通過如圖6所示的回路,流經(jīng)與所述負(fù)載2相連的無源開關(guān)單元102中的限流電容C1和第六二極管D6為所述負(fù)載2供電。通過這樣的對稱結(jié)構(gòu),可以大大的降低無功電流,在所述負(fù)載1和所述負(fù)載2相等的情況下,回路里沒有無功電流。
優(yōu)選的,無源開關(guān)單元102中的所述整流電路為全波整流時(shí),在圖2的基礎(chǔ)上,無源開關(guān)單元102如圖7所示,還包括:
與第二二極管D2及第四二極管D4的串聯(lián)支路并聯(lián)的第一開關(guān)管S1;
陽極與第一開關(guān)管S1及第二二極管D2的陰極相連的第七二極管D7;第七二極管D7的陰極與濾波電容C2相連;
輸出端與第一開關(guān)管S1的控制端相連的控制單元200;控制單元200的一個(gè)輸入端接收基準(zhǔn)信號(hào);
對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行檢測并輸出檢測信號(hào)的電流檢測裝置300,電流檢測裝置300的輸出端與控制單元200的另一輸入端相連。
優(yōu)選的,無源開關(guān)單元102中的所述整流電路為半波整流時(shí),在圖3的基礎(chǔ)上,無源開關(guān)單元102如圖8所示,還包括:
與第五二極管D5并聯(lián)的第一開關(guān)管S1;
輸出端與第一開關(guān)管S1的控制端相連的控制單元200;控制單元200的一個(gè)輸入端接收基準(zhǔn)信號(hào);
對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行檢測并輸出檢測信號(hào)的電流檢測裝置300,電流檢測裝置300的輸出端與控制單元200的另一輸入端相連。
其中,第一開關(guān)管S1可以為晶體管、MOSFET或者IGBT。
從上面的公式(2)可以看到,當(dāng)不同的負(fù)載造成的電壓變化ΔUL比較小時(shí),流經(jīng)所述負(fù)載的恒定電流為就可以保持基本恒定。但是如果需要在不同的負(fù)載造成的電壓變化ΔUL較大的情況下保持恒定電流輸出的話,可以進(jìn)一步在每一個(gè)無源開關(guān)單元102內(nèi)加入一個(gè)主動(dòng)開關(guān)來調(diào)節(jié)電流,如圖7或圖8所示,一個(gè)主動(dòng)開關(guān)器件(第一開關(guān)管S1)并聯(lián)在限流電容C1之后,當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管S1關(guān)斷時(shí),電流正常流入所述負(fù)載。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)管S1閉合時(shí),電流通過第一開關(guān)管S1直接回到電壓變換單元101的輸出端,成為了無功電流。所以通過調(diào)節(jié)第一開關(guān)管S1開通與關(guān)斷的比例可以控制從電壓變換單元101的輸出端流入的電流的有功和無功的比例。
電流檢測裝置300可以為:與所述負(fù)載串聯(lián)連接的電阻;所述電阻與所述負(fù)載的連接點(diǎn)為電流檢測裝置300的輸出端;
或者為:與所述負(fù)載串聯(lián)連接的霍爾傳感器;所述霍爾傳感器的輸出端為電流檢測裝置300的輸出端;
或者為:電流互感器與信號(hào)處理電路;所述電流互感器的一次繞組與所述負(fù)載串聯(lián),所述電流互感器的二次繞組與所述信號(hào)處理電路相連,所述信號(hào)處理電路的輸出端為電流檢測裝置300的輸出端。
電流檢測裝置300與所述負(fù)載串聯(lián),用于對流經(jīng)所述負(fù)載的電流進(jìn)行檢測并輸出檢測信號(hào);但是電流檢測裝置300的位置并不限于所述負(fù)載所在的回路,也可以是和第六二極管D6或者第七二極管D7串聯(lián),只要能檢測出流經(jīng)所述負(fù)載的電流信號(hào),并轉(zhuǎn)換為控制單元200可以接收的信號(hào)即可。
再由控制單元200通過負(fù)反饋控制,采用脈寬調(diào)制(PWM)控制第一開關(guān)管S1的開通占空比,可以使所述負(fù)載上的電流達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值,進(jìn)而在不同的負(fù)載造成的電壓變化ΔUL較大的情況下實(shí)現(xiàn)對流經(jīng)所述負(fù)載的電流的精確控制,保持恒定電流輸出。
本發(fā)明另一實(shí)施例還提供了另外一種開關(guān)電源,如圖1所示,包括:
電壓變換單元101;
多個(gè)無源開關(guān)單元102,多個(gè)無源開關(guān)單元102的輸入端均與電壓變換單元101的輸出端相連,一個(gè)無源開關(guān)單元102的輸出端與一個(gè)所述負(fù)載對應(yīng)相連;
無源開關(guān)單元102包括限流電容、整流電路及濾波電容;其具體的實(shí)現(xiàn)形式可以參見上述任一實(shí)施例。
優(yōu)選的,電壓變換單元101如圖9所示,包括:依次串聯(lián)連接的低通濾波器111、PFC穩(wěn)壓器112及半橋諧振電路113。
其中,低通濾波器111為EMI濾波器。
PFC穩(wěn)壓器112包括:橋式整流橋、第一電感L1、第二開關(guān)管Q2、第七二極管D7、第三電容C3及第四電容C4;其中:
所述橋式整流橋的輸入端為PFC穩(wěn)壓器112的輸入端;
第一電感L1的一端與所述橋式整流橋的輸出端相連;第一電感L1的另一端與第二開關(guān)管Q2的輸入端及第七二極管D7的陽極相連;第二開關(guān)管Q2的輸出端接地;
第三電容C3及第四電容C4串聯(lián)連接于第七二極管D7的陰極與地之間;第三電容C3及第四電容C4的串聯(lián)支路的兩端為PFC穩(wěn)壓器112的輸出端。
半橋諧振電路113包括:第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第二電感L2、第五電容C5及變壓器T;其中:
第三開關(guān)管Q3的輸入端為半橋諧振電路113的一個(gè)輸入端;
第二電感L2連接于第三開關(guān)管Q3的輸出端與第四開關(guān)管Q4的輸入端之間;第四開關(guān)管Q4的輸出端接地;
第五電容C5的一端與第二電感L2的中點(diǎn)及變壓器T原邊繞組的異名端相連;第五電容C5的另一端與第三電容C3和第四電容C4的串聯(lián)連接點(diǎn)及變壓器T原邊繞組的同名端相連;
變壓器T副邊繞組的兩端分別為半橋諧振電路113的輸出端。
交流輸入電壓經(jīng)過所述EMI濾波器、所述橋式整流橋之后,再經(jīng)過第一電感L1、第七二極管D7和第二開關(guān)管Q2組成的boost電路,在第三電容C3及第四電容C4(兩個(gè)電解電容)上產(chǎn)生400V左右的直流電壓。
第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4組成了半橋電路,第五電容C5及變壓器T構(gòu)成了LC諧振網(wǎng)絡(luò),并在變壓器T的副邊隔離輸出高頻交流電壓。由于第二電感L2的存在,使得半橋電路的輸出特性接近于電流源。變壓器T輸出的高頻交流電壓的頻率由第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的開關(guān)頻率決定。
在具體的實(shí)際應(yīng)用中,第二開關(guān)管Q2的控制信號(hào)可以來自于如圖9所示的L6562,即PFC穩(wěn)壓器112的內(nèi)部信號(hào);第三開關(guān)管Q3和第四開關(guān)管Q4的控制信號(hào)可以來自第二電感L2的輔助繞組,具體的實(shí)現(xiàn)形式此處不做具體限定,視其應(yīng)用環(huán)境而定即可,均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
或者,如圖10所示,半橋諧振電路113包括:第三開關(guān)管Q3、第四開關(guān)管Q4、第三電感、第五電容C5及變壓器T;其中:
第三電感的第一線圈L3-1的同名端為半橋諧振電路113的一個(gè)輸入端;
第三開關(guān)管Q3的輸入端與第三電感的第一線圈L3-1的異名端相連;
第三開關(guān)管Q3的輸出端與第四開關(guān)管Q4的輸入端相連;
第四開關(guān)管Q4的輸出端與第三電感的第二線圈L3-2的同名端相連;第三電感的第二線圈L3-2的異名端接地;
第五電容C5的一端與第三開關(guān)管Q3的輸出端、第四開關(guān)管Q4的輸入端及變壓器T原邊繞組的異名端相連;第五電容C5的另一端與第三電容C3和第四電容C4的串聯(lián)連接點(diǎn)及變壓器T原邊繞組的同名端相連;
變壓器T副邊繞組的兩端分別為半橋諧振電路113的輸出端。
電壓變換單元101的具體實(shí)現(xiàn)形式也不做具體限定,只要能夠接收并對所述交流輸入電壓進(jìn)行濾波和變換,生成并輸出所述高頻交流電壓即可,可以視其應(yīng)用環(huán)境而定,均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。
需要說明的是,本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可。
還需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要 素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個(gè)……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
對所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本申請。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本申請將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。