[实用新型]基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及单级AC-DC变换器技术领域，具体涉及基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器。

背景技术

目前LCD电源广泛采用基于LLC串联谐振的两级AC-DC变换器，如图1所示。在这种方案中，变换器分为两个独立的功率传输级。第一级是功率因数校正级，通过特定的控制策略使得输入电流跟随输入电压波形，使得输入电流正弦化，提高功率因数，减少谐波含量。同时控制电路还对输出电压进行反馈，对输出电压进行初调。第二级是基于LLC串联谐振的DC-DC变换级，第二级对第一级输出电压进行细调，并且所有开关管均实现软开关。两级AC-DC变换器可以获得良好的电气性能，如高功率因数、良好的电压调节性能等。但是电路的元件数多，增加了成本和电路复杂性。

为降低两级AC-DC变换器的成本，近年来提出了多种单级AC-DC变换器。单级AC-DC变换器将功率因数校正级和DC-DC变换级结合成一级，共用开关管，如图2所示的基于LLC串联谐振的单级AC-DC变换器。单级型AC-DC变换器在实现功率因数校正的同时，不用增加功率开关器件数和控制电路就能实现输出电压快速调节，减少了开关器件，简化了电路的复杂性。一般的单级AC-DC变换器通过调节一个开关变量就可以同时实现功率因数校正和输出电压调节功能，但是开关管要承受比较高的电压应力，不适用于宽输入交流电压范围的LCD电源。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器，其由升降压变换级和基于LLC串联谐振的DC-DC变换级结合而得。本实用新型通过如下技术方案实现：

基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器，其包括输入滤波电路E，整流桥Q，电感L，第一电容C，第二电容C_r，第三电容C_O，第一开关管S₁，第二开关管S₂，第一二极管D_O1，第二二极管D_O2和第三二极管D；输入滤波电路E与整流桥Q构成输入整流滤波电路；电感L、第一开关管S₁、第三二极管D和第一电容C构成升降压电路；第一二极管D_O1、第二二极管D_O2和第三电容C_O构成输出整流滤波电路；电感L的一端与第三二极管D的阴极、整流桥Q的共阴极连接；电感L的另一端与电容C的一端、第一开关管S₁的漏极连接；第一电容C的另一端与第三二极管D的阳极连接，再与第二开关管S₂的源极连接；第一开关管S₁的源极与整流桥Q的共阳极连接，然后再与第二开关管S₂的漏极连接。

上述的基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器，所述第一开关管S₁和第二开关管S₂均集成有体二极管和体电容；变压器T集成有漏感L_r和励磁电感L_m。

上述的基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器，所述第一开关管S₁、第二开关管S₂、第一电容C、第二电容C_r、变压器T以及漏感L_r和励磁电感L_m构成LLC串联谐振逆变电路；升降压电路与LLC串联谐振逆变电路共用第一开关管S₁。

上述的基于LLC串联谐振的低电压应力单级AC-DC变换器，第一开关管S₁的漏极、电感L的一端与第一电容C的一端连接；第一开关管S₁的源极、第二开关管S₂的漏极与第二电容C_r的一端连接，然后再与整流桥Q的共阳极连接；第二开关管S₂的源极、第一电容C的另一端与漏感L_r的一端连接，然后再与第三二极管D的阳极连接；第二电容C_r的另一端与变压器T的同名端连接。