[发明专利]谐振式软开、关电源电路

说明书

本发明涉及开关电源电路。

开关电源因具有轻、小、高效等优点而逐渐取代传统技术制造连续工作电源。在电脑、电子仪器和通讯系统中得到极为广泛的应用，成为电子电源中的主流产品。为了使开关电源轻、小、薄，高频化(开关频率达兆赫级)是必然趋势，而高频化又必然使传统的PWM开关(属硬开关)功耗加大，效率降低，噪音也提高，这不到高频、高效的预期效益。因此，实现零电压、零电流导通和关断的软开关技术将成为开关电源产品未来的主流。但是现有技术中，即便是谐振式开关电源电路，不论是电压谐振型，还是电流谐振型，都没有能够做到真正的软开、关，仍然存在看开关省耗。其中电压谐振型实现了零电压。零电流接通，但以零电压和非零电流断开，显然，其工作方式是软开、硬关。而电流谐振型完成的是零电压、零电流断开，但以菲零电压和零电流接通，此为硬开、软关。正因为如此，上进现有技术中的两种电路都存在着部分开关省耗，使得提高效率、大功率输出等都受到一定的限制。

本发明的目的是避免上述现有技术中的不足之处，提供一种谐振式软开、关电源电路，真正实现软开、软关，通过消除开关省耗，更进一步提高频率、提高输出功率。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

本发明的结构特点是由电感线圈L2和电容C构成并联谐振电路，以一定频率通、断的开关管VT串联设置在该回路中，在开关管VT的集电极和发射极之间，跨接反向二极管D，在电源输入回路中串联连接高频扼流线圈L1。

本发明较之已有技术，具有如下优点：

1、本发明能够安全可靠地工作在零电压、零电流接通，以及零电压、零电流断开。真正实现了软开和软关，消除了开关省耗，互作效率和输出功率都可以得到更进一步的提高。

2、本发明作为电源电路无需设置庞大的散热器和换风扇，有利于工作电源减小体积、减轻重量。

3、本发明无噪声，无电源污染。

4、本发明可以广泛应用在多种场合，为开关电源的高效率、高可靠、高稳定、低噪声以及大功率输出提供了基础。

图1为本发明电路原理图。

图2为本发明电路各点电流电压波形图。

以下通过实施例，结合附图对本发明作进一步描述。

实施例：

参见附图，由电感线圈L2和电容C构或并联谐振电路，以一定频率通、断的开关管VT串联设置在该回路中，在开关管VT的集电极和发射极之间，跨接反向二极管D，在电源输入回路中串联连接高频扼流线圈L1。本实施例中，开关管VT为开关三极管，在其基极接入方波控制信号。同样，开关管VT也可以是可控硅等其它开关晶体管。

如图1所示，作为DC/AC电源电路，其输入端Ui为直流信号。本实施例采用变压器输出，电感线圈L2作为该输出变压器的初级线组，以其次级绕组L2′作为输出绕组。

同样，本发明也可用作为AC/AC电源电路。此时，交流输入信号首先经整流、滤波，进行AC/DC的转换，再采用本发明电路进行DC/AC转换。

下面结合图2给出的波形图，说明本电路互作过程：

直流电源Ui加在图中所示的A、B两端，电感L1为高频扼流线圈，起隔离作用，开关管VT在方波控制信号的驱动下，在O-T/4时刻，因基极高电平而开通，电容C两端的下电压通过开关管VT放电。达到T/4时，放电结束，电流I(正)最大，电感L2中自感电动势产生的电流继续通过开关管VT给电容C反向充电。至T/2时，电容C端电压被反向充到最大值，反向二极管D两端电压为零，电流I(正)降为零，此时，开关管VT因基极低电平而关断，从而完成了开关三极管的零电压、零电流关断。在T/2-3T/4时，电容C两端的反向电压通过反向二极管D放电，电流I(反)在3T/4时刻达到最大，反向放电结束，电感线圈L2上的反向自感电动势产生的电流I(反)通过二极管D向电容C正向充电，到达T时刻，二极管D两端电压为零，电流I(反)降为零，开关管VT在这时因基极高电平导通，实现了零电压、零电流导通。随后，电路进入下一个周期。