[发明专利]一种长寿命低电磁干扰稳压电源变换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种电源变换器，特别是涉及一种长寿命低电磁干扰稳压电源变换器。

背景技术

压电陶瓷变压器以其突出的性能优势已经开始越来越多地应用在开关电源领域，而目前较为常见的一种方式是将谐振半桥电路应用在压电陶瓷变压器电源变换器中，其电路结构如图1所示，包括：1)谐振半桥电路，有两个串接开关管Q1、Q2组成；2)压电陶瓷变压器：由压电陶瓷变压器组成；3)整流电路部分：主要由整流电路、电容C1、负载电阻R_load及采样电阻R_sense1、R_sense2组成；4)负反馈电路部分：主要由一个参考电压源及补偿电路部分组成；5)PFM(频率调节模式)控制电路部分；6)隔离驱动电路部分：包括驱动变压器或驱动光耦。该电路的工作原理主要是利用变压器和谐振电感对于不同的频率有着不同的输出增益从而达到恒压输出。输出电压与设定电压的差值通过负反馈环路来影响PFM，从而改变电路的工作频率，达到逐步缩小输出电压与设定电压的差值，最终实现恒定电压输出的目的。

虽然该电路可以实现软开关、效率较高、控制也不复杂，但其也存在一些缺点：必须是变频率控制才能实现电压的稳定输出从而导致很多与频率变化相关的问题如EMI的测试及整改，而且需要在压电陶瓷变压器原边串联一个谐振电感用以在比较宽的频率范围实现软开关。而谐振电感的存在无疑将会增大变换器的体积、提高成本、增大损耗，如果能去掉谐振电感而能保证电路还能够有相同的功能将是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的提供一种可以去掉谐振电感的情况下，实现长寿命低电磁干扰的稳压电源变换器。

本发明通过以下的技术方案来实现：一种长寿命低电磁干扰稳压电源变换器，包括谐振半桥电路、压电陶瓷变压器、整流输出电路、负反馈电路、隔离驱动电路，其特征在于还包括定频率驱动电路、PWM控制电路；定频率驱动电路连接于谐振半桥电路和隔离驱动电路之间；PWM控制电路连接于负反馈电路与隔离驱动电路之间；上述谐振半桥电路的输出连接到上述压电陶瓷变压器的输入端，上述压电陶瓷变压器经整流电路输出；上述电源变换器的输出反馈采样电压经所述负反馈电路连接所述PWM控制电路；所述PWM控制电路的PWM输出控制所述隔离驱动电路的驱动占空比，所述隔离驱动电路来驱动设在所述定频率驱动电路的导通或截止，从而让所述定频率驱动电路控制的谐振半桥电路处于间歇工作的模式，间歇工作的时间比率取决于所述隔离驱动电路的驱动占空比。

本发明所述定频率驱动电路包括定频率定脉宽驱动芯片，第三开关管；所述第三开关管的栅极连接于所述隔离驱动电路的输出端；所述第三开关管的漏极和源极串接于谐振半桥电路的电源主回路中，所述第三开关管的源极和所述定频率驱动芯片的工作电源参考端接谐振半桥电路的电源主回路的负极；定频率驱动芯片的两个输出端对应连接谐振半桥电路的两个输入端。

另外上述第三开关管的漏极串接于所述定频率驱动芯片的工作电源参考端，或者定频率驱动芯片的使能端，或者定频率驱动芯片的同步端，  也可以实施本发明技术方案。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、去掉了传统电路中的谐振电感，减小变换器的体积，且仍然能够实现软开关功能。传统的谐振电感上的铁损和铜损都是不可忽视的，因此通过去掉谐振电感也可以提高变换器的效率；

2、实现高频和低频叠加控制的稳定电压输出软开关电源变换器，应用PWM控制方案较PFM控制方案更成熟稳定，电路可靠性更高；

3、电路的频率恒定，对比传统的调整频率方案在EMI的调试上要方便很多，因为只需要调整对应频率点的情况，而不需要对整个频率段进行评估。

附图说明

图1为现有技术的原理图；

图2为本发明原理框图；

图3为本发明实施方式一的原理图；

图4为本发明实施方式二的原理图；

图5为本发明实施方式三的原理图；

图6为本发明实施方式四的原理图；

具体实施方式