专利名称：串联谐振型开关电源性能优化电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频谐振电路，具体涉及根据输出电压的要求通 过改变输入电压的变化来实现低压最小负载条件下输出电压指标要 求的串联谐振型开关电源性能优化电路。
背景技术：
现有开关电源使用各种各样的电路拓扑，每种拓扑有其特有的一 些优点和缺点，因而都有其故有的使用局限性。串联谐振功率变换电 路是各种变换拓扑中的一种，该结构电路优点是效率高、成本低、 体积小，随着串联谐振功率变换电路控制ic的陆续推出而在近期得 到广泛的应用；传统串联谐振型开关电源结构的缺点是其开关频率 受IC本身以及M0S管寄生参数的限制，开关频率不可能达到很高。 因此为实现要求的高端输出电压(如60V)而设计的变压器匝数比， 在控制电路作用下使其在空载条件下得到低端输出电压(如40V)是 很困难的。IC设计公司的办法是使开关MOS管工作在断续状态，这 样的方法虽然可以在得到较低的输出电压，但是输出具有较大的锯齿 纹波，由于开关MOS管工作于断续状态，在输出短路的条件下会出现 振荡现象，难以实现短路恒流保护的功能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供了一种串联谐振型开关电源性能优化电路，根据输出电压的变化，通过改变输入电压的变化等效改变电
源变压器的初次级匝数比的方法来实现低压最小负载条件下整个输
出指标满足全输出电压范围。
传统电路输出DC/DC变换部分为高、低端两个MOSFET，为提高 效率降低开关损耗，上下M0SFET必须在规定的死区时间内轮流导通， 每个M0SFET的占空比均为50%。为实现输出电压的变化必须通过改 变输出频率来改变谐振回路等效阻抗，通过谐振阻抗分压使得输出电 压发生变化。
谐振回路等效阻抗为
但是在空载条件下，由于谐振回路电流很小(可忽略)，谐振回 路虽然阻抗变化，但是谐振回路不能分压(《*1=0)因此在空载条件 下，输出电压满足以下条件Vout=(l/2*V-pfc-《W)/N，式中V-pfc 为APFC输出电压，N为变压器匝数比。因此若输入APFC电压固定则 输出电压也相对固定不可控。只有当开关频率很高时，谐振单元阻抗
很大(《*1不能被忽略)时，才能实现输出电压的变化，这在实际 应用中是受到限制的。在一定的频率变化范围内，通过增加负载电流，
增加《*1分量改变变压器原边电压，才能使输出电压发生变化。
本实用新型正是基于以上分析，通过输出电压的变化来反向控制 输入电压的变化，来实现在最下负载条件下满足输出电压的变化。实 际应用的结论是在200W功率等级电源应用中，在输出电压为40V-60V 的变化范围内，最小输出电流在0. 1A的条件下即可使驱动波形连续。达到了设计要求。
该电源包括以下几个部分
输入EMI单元电路、APFC (有源功率校正)单元电路、输出DC/DC 变换单元电路、DC/DC输出控制单元电路、APFC输出电压控制单元电 路和输出对输入的隔离控制单元电路。
各单元的逻辑关系是APFC单元电路串联于输入EMI单元电路 和输出DC/DC变换单元电路之间，DC/DC输出控制单元电路并联在输 出DC/DC变换单元电路上，APFC输出电压控制单元电路并联在APFC (有源功率校正)单元电路上，输出对输入的隔离控制单元电路串联 于APFC输出电压控制单元电路和DC/DC输出控制单元电路之间。其 中输入EMI单元电路、APFC (有源功率校正)单元电路、输出DC/DC 变换单元电路、DC/DC输出控制单元电路、APFC输出电压控制单元电 路是通用电路。
输出对输入的隔离控制单元电路包括一个输出电压采样电路、基 准电压电路、电压比较器电路和光耦隔离控制及回差控制。
其关系是输出电压经过电阻R83和Rll分压采样通过R170连 接到运算放大器的反相输入端，电压基准VREF5经过R138和R143串 联分压接到运放的同向输入端，运放输出通过电阻R262串联于三极 管(TR29)的基极使三极管导通或关断，三极管的集电极连接于二极 管D14的阴极，二极管的阳极连接到光耦的阴极，光耦的输出并联到 APFC的反馈电阻R47上，光耦输出集电极接APFC输出电压的正端， FB-APFC为APFC控制的电压反馈端，V-APFC为APFC的输出电压。本实用新型的优点在于效率高、成本低、体积小，通过改变输入 电压的变化等效改变电源变压器的初次级匝数比的方法来实现低压 输出，运用范围广泛，利于推广。
图1是本实用新型的整体电路方框图。
图2是本实用新型采用光耦分段控制PFC电压解决问题的电路原 理图3是传统的串联谐振型开关电源结构方框图； 图4是传统的串联谐振型开关电源电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图以最佳实施例对本实用新型做进一步详细说明 本实用新型是根据输出电压的要求，通过改变输入电压的变化等
效改变电源变压器的初次级匝数比的方法来实现低压最小负载条件
下输出电压指标要求的目的。
本实用新型所提供一种辅助控制电路对其功能予以实现，具体是
指采用光耦分段控制APFC电压解决问题。
该电源包括以下几个部分，如图1:
输入EMI单元电路，APFC (有源功率校正)单元电路、输出DC/DC 变换单元电路、DC/DC输出控制单元电路、APFC输出电压控制单元电 路和输出对输入的隔离控制单元电路。
各单元的逻辑关系是APFC单元电路串联于输入EMI单元电路 和输出DC/DC变换单元电路之间，DC/DC输出控制单元电路并联在输出DC/DC变换单元电路上，APFC输出电压控制单元电路并联在APFC (有源功率校正)单元电路上，输出对输入的隔离控制单元电路串联 于APFC输出电压控制单元电路和DC/DC输出控制单元电路之间，其 中输入EMI单元电路，APFC (有源功率校正)单元电路，输出DC/DC 变换单元电路，DC/DC输出控制单元电路，APFC输出电压控制单元电 路是通用电路。
如图2，输出对输入的隔离控制单元电路包括一个输出电压采样 电路、基准电压电路、电压比较器电路和光耦隔离控制及回差控制。
其关系是输出电压经过电阻R83和Rll分压采样通过R170连 接到运算放大器的反相输入端，电压基准VREF5经过R138和R143串 联分压接到运放的同向输入端，运放输出通过电阻R262串联于三极 管(TR29)的基极使三极管导通或关断，三极管的集电极连接于二极 管D14的阴极，二极管的阳极连接到光耦的阴极，光耦的输出并联到 APFC的反馈电阻R47上，光耦输出集电极接APFC输出电压的正端， FB-APFC为APFC控制的电压反馈端，V-APFC为APFC的输出电压。
权利要求1、串联谐振型开关电源性能优化电路，其特征在于它由输入EMI单元电路、APFC单元电路、输出DC/DC变换单元电路、DC/DC输出控制单元电路、APFC输出电压控制单元电路和输出对输入的隔离控制单元电路构成，APFC单元电路串联于输入EMI单元电路和输出DC/DC变换单元电路之间，DC/DC输出控制单元电路并联在输出DC/DC变换单元电路上，APFC输出电压控制单元电路并联在APFC单元电路上，输出对输入的隔离控制单元电路串联于APFC输出电压控制单元电路和DC/DC输出控制单元电路之间。
2、 如权利要求l所述的串联谐振型开关电源性能优化电路，其 特征在于所述的输出对输入的隔离控制单元电'路包括一个输出电压 采样电路、基准电压电路、电压比较器电路和光耦隔离控制及回差控 制，输出电压经过电阻R83和Rll分压采样通过R170连接到运算放 大器的反相输入端，电压基准VREF5经过R138和R143串联分压接到 运放的同向输入端，运放输出通过电阻R262串联于三极管的基极使 三极管导通或关断，三极管的集电极连接于二极管D14的阴极，二极 管的阳极连接到光耦的阴极，光耦的输出并联到APFC的反馈电阻R47 上，光耦输出集电极接APFC输出电压的正端，FB-APFC为APFC控制 的电压反馈端，V-APFC为APFC的输出电压。
专利摘要本实用新型涉及串联谐振型开关电源性能优化电路。传统串联谐振型开关电源结构的缺点是其开关频率受IC本身以及MOS管寄生参数的限制，开关频率不可能达到很高，难以实现短路恒流保护的功能。本实用新型通过输出电压的变化来反向控制输入电压的变化，来实现在最下负载条件下满足输出电压的变化。包括输入EMI单元电路、APFC(有源功率校正)单元电路、输出DC/DC变换单元电路、DC/DC输出控制单元电路、APFC输出电压控制单元电路和输出对输入的隔离控制单元电路。本实用新型的优点在于效率高、成本低、体积小，通过改变输入电压的变化等效改变电源变压器的初次级匝数比的方法来实现低压输出，运用范围广泛，利于推广。
文档编号H02M3/28GK201252483SQ20082009445
公开日2009年6月3日 申请日期2008年5月9日 优先权日2008年5月9日
发明者张永满 申请人:深圳市东辰科技有限公司