专利名称：基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子设备技术领域，具体涉及一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源。
背景技术：
低压大电流开关电源能应用在电压调节模块VRM等场合，以其电路特点和技术得到人们的重视。应用于低压大电流开关电源的传统技术可以分为高频化技术、波形交错技术和磁集成技术等，这些技术都存在开关电源系统中逆变器部分流通电流大的问题，造成不能充分利用开关器件的电压电流等级，及为了达到低压大电流的输出特性而使用变压器，使系统体积增大，而输出大电流的高频变压器设计制作的难度很大，成本很高。
发明内容本实用新型的目的是提供一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，有效地解决了现有技术存在的开关电源的逆变器部分电流大，不能充分利用开关器件的电压等级和必须使用高频变压器的问题。本实用新型所采用的技术方案是，一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，包括依次连接的不控整流电路、整流滤波电路、全桥逆变电路和负载匹配电路，负载匹配电路的输出端和全桥逆变电路之间连接有DSP微处理器，其中，不控整流电路用于对交流输入电压进行整流以得到直流电压；整流滤波电路用于对整流得到的直流电压进行滤波以得到平滑的直流电压；全桥逆变电路通过移向控制调节输出电压和输出功率；负载匹配电路是基于负载谐振技术的电压电流特性转换电路，通过对电路拓扑的选择以及合理的负载匹配参数，形成低压大电流的输出特性；DSP微处理器在对负载匹配电路的输出端进行反馈采样后通过移相控制和隔离驱动来实现对全桥逆变电路的控制。不控整流电路为二极管全桥电路。DSP微处理器与负载匹配电路的输出端之间，以及DSP微处理器与全桥逆变电路之间均为导线连接或者均为信号连接。本实用新型的有益效果是以负载谐振技术为核心，应用不控整流滤波及高频逆变等技术实现低压大电流电源。避免了逆变器开关器件电流大的问题，从而降低损耗，能更充分利用开关器件等级。同时，利用储能原件电感、电容组成的三阶谐振电路代替变压器，降低了因使用高频高压高功率变压器的成本和设计困难，进一步减少了系统的体积和损耗， 提高了效率。
图1是本实用新型一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源的结构示意图；[0010]图2中，a是未采用本实用新型的逆变器输出电压和电流图，b是从本实用新型输出的逆变器输出电压和电流图。其中，1.不控整流电路，2.整流滤波电路，3.全桥逆变电路，4.负载匹配电路。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。如图1所示，本实用新型一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，是基于DSP微处理器5控制的闭环系统。其包括依次连接的不控整流电路1、整流滤波电路 2、全桥逆变电路3和负载匹配电路4，负载匹配电路4的输出端和全桥逆变电路3之间连接有DSP微处理器5。其中，DSP微处理器与负载匹配电路的输出端之间，以及DSP微处理器与全桥逆变电路之间均为导线连接或者均为信号连接。本实用新型在使用时，将交流市电作为系统输入电压连接在不控整流电路1的输入端。不控整流电路1为二极管全桥电路，其用于对交流输入电压进行整流以得到直流电压。整流滤波电路2用于对整流得到的直流电压进行滤波以得到平滑的直流电压。全桥逆变电路3是电源的高频环节，通过DSP实现全桥移向控制调节输出电压和输出功率。负载匹配电路4是基于负载谐振技术的电压电流特性转换电路，通过对电路拓扑的选择以及合理的负载匹配参数，形成低压大电流的输出特性。负载匹配电路4是基于负载匹配技术进行参数设置，以谐振电路拓扑的负载匹配特性为基础，在对负载匹配电路4的输出端进行反馈采样后，由DSP微处理器5通过移相控制和隔离驱动来控制全桥逆变电路3。本实用新型采用DSP微处理器5控制，在实现全桥移相功率调节的同时，使全桥逆变器工作在软开关状态，减小损耗，提高效率。本实用新型在不使用变压器的情况下，利用负载匹配电路4对负载的匹配作用， 使电源输出低压大电流的同时，减小电源系统中逆变器部分流过的电流，充分利用了开关器件等级，并且在不需要隔离的情况下可以完全取代变压器。如图2所示，a是未采用本实用新型的逆变器输出电压和电流图，b是从本实用新型输出的逆变器输出电压和电流图。其中，方波为电压，正弦波为电流，逆变器的输出功率为500W。实验表明在同样输出功率下，在负载谐振电路的作用下，逆变器电流减小了一半。 这样，逆变器中的开关器件可以选择电流等级较低的型号，更充分的利用开关器件等级，在实际中有很大的应用价值。
权利要求1.一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，其特征在于，包括依次连接的不控整流电路(1)、整流滤波电路O)、全桥逆变电路C3)和负载匹配电路G)，所述负载匹配电路⑷的输出端和所述全桥逆变电路⑶之间连接有DSP微处理器(5)，其中，所述不控整流电路(1)用于对交流输入电压进行整流以得到直流电压；所述整流滤波电路( 用于对整流得到的直流电压进行滤波以得到平滑的直流电压；所述全桥逆变电路C3)通过移向控制调节输出电压和输出功率；所述负载匹配电路(4)是基于负载谐振技术的电压电流特性转换电路，通过对电路拓扑的选择以及合理的负载匹配参数，形成低压大电流的输出特性；所述DSP微处理器( 在对负载匹配电路(4)的输出端进行反馈采样后通过移相控制和隔离驱动来实现对全桥逆变电路(3)的控制。
2.按照权利要求1所述的基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，其特征在于，所述不控整流电路(1)为二极管全桥电路。
3.按照权利要求1所述的基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，其特征在于，所述DSP微处理器( 与负载匹配电路(4)的输出端之间，以及DSP微处理器( 与全桥逆变电路C3)之间均为导线连接或者均为信号连接。
专利摘要本实用新型公开了一种基于三阶负载谐振技术的低压大电流开关电源，其特征在于，包括依次连接的不控整流电路、整流滤波电路、全桥逆变电路和负载匹配电路，负载匹配电路的输出端和全桥逆变电路之间连接有DSP微处理器。本实用新型有效地解决了现有技术存在的开关电源的逆变器部分电流大，不能充分利用开关器件的电压等级和使用高频变压器的问题。
文档编号H02M5/44GK201994859SQ20112005382
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月3日 优先权日2011年3月3日
发明者孙方, 李金刚 申请人:西安理工大学