[发明专利]开关电源电路

说明书

本发明提供一种开关电源电路，包括：变压器，包括原边绕组及副边绕组；谐振电容及谐振电感，与所述原边绕组串联形成串联结构；功率开关模块，接收输入电压并连接所述串联结构的两端以形成谐振回路；输出整流模块，连接所述副边绕组并产生输出电压；工作模式控制模块，接收所述输入电压与所述输出电压，当所述输入电压与所述输出电压的比值小于等于预设值时控制所述输出整流模块以使所述开关电源电路工作于LLC模式，当所述输入电压与所述输出电压的比值大于所述预设值时控制所述输出整流模块以使所述开关电源电路工作于AHB模式。本发明将AHB与LLC拓扑统一，通过切换拓扑工作模式使得开关电源电路同时具备高效率和宽输入输出范围的优点。

技术领域

本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种开关电源电路。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，以维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。

LLC拓扑和AHB(Asymmetrical Half-Bridge，不对称半桥)拓扑是开关电源中常见的两种拓扑结构。其中，LLC拓扑采用谐振电感、励磁电感和谐振电容串联的结构，效率高，但是宽范围应用时频率变化太大，控制不好也会牺牲效率；AHB拓扑的输入输出可以做到宽范围，但是满载时变压器只能有部分时间传递负载能量，效率比LLC会略低，不适用于对功率密度和效率要求比较高的条件下。

因此，如何同时满足开关电源的宽输入输出电压范围和高系统效率，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种开关电源电路，用于解决现有技术中开关电源宽输入输出电压范围和高系统效率不能兼顾的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种开关电源电路，所述开关电源电路至少包括：

变压器，包括原边绕组及副边绕组；

谐振电容及谐振电感，与所述原边绕组串联形成串联结构；

功率开关模块，接收输入电压并连接所述串联结构的两端以形成谐振回路；

输出整流模块，连接所述副边绕组并产生输出电压；

工作模式控制模块，接收所述输入电压与所述输出电压，当所述输入电压与所述输出电压的比值小于等于预设值时控制所述输出整流模块以使所述开关电源电路工作于LLC模式，当所述输入电压与所述输出电压的比值大于所述预设值时控制所述输出整流模块以使所述开关电源电路工作于AHB模式。

可选地，所述功率开关模块包括串联于所述输入电压与参考地之间的第一功率开关管及第二功率开关管，所述第一功率开关管与所述第二功率开关管的控制端接收开关控制信号；所述串联结构的第一端连接所述第一功率开关管与所述第二功率开关管的连接节点，所述串联结构的第二端接地。

可选地，所述功率开关模块包括第三功率管、第四功率管、第五功率管及第六功率管；所述第三功率开关管与所述第四功率开关管串联于所述输入电压与参考地之间，所述第五功率开关管与所述第六功率开关管串联于所述输入电压与参考地之间，所述第三功率开关管、所述第四功率开关管、所述第五功率开关管及所述第六功率开关管的控制端接收开关控制信号；所述串联结构的第一端连接所述第三功率开关管与所述第四功率开关管的连接节点，所述串联结构的第二端连接所述第五功率开关管与所述第六功率开关管的连接节点。

可选地，所述预设值为k*N，其中，k为小于等于5的实数，N为所述变压器中原边绕组与副边绕组的匝数比。