一种单级ac-dc谐振变换器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于开关电源技术领域，具体涉及一种单级AC-DC谐振变换器。
【背景技术】
[0002] 能源转换效率近年来成为人们研宄的热点，功率因数校正电路AC-DC转换器件属 于能源转换电路的一种，被广泛应用在开关电源中，如电力操作电源和分布式电源等，它是 连接桥式整流器与电网的桥梁，而桥式整流器的使用会在电网中产生不可忽略的谐波和无 功，对电网形成污染，影响供电质量，所以如何抑制谐波改善电磁兼容问题成为研宄热点， 而功率因数校正电路能有效解决以上问题，因而也随着电力电子的运用越来越广泛。
[0003] 功率因数校正技术是指采用合适的拓扑结构和控制手段，改善电力电子装置，使 输入电流与电压相位一致，不向电网输入谐波，在AC-DC转换过程中，得到比较低的THD，使 功率因数接近于1。功率因数校正分为有源功率因数校正和AC-DC转换，功率因数校正电路 在电网和负载之间插入校正环节使输入电流波形逼近输入电压波形，以提高功率因数并限 制谐波电流对电网的污染。
[0004] AC-DC转换技术采用无源元件改善输入功率因数和减小电流谐波，一般采用电感 减小输入的交流基波电流和电压的相位差，采用补偿的方法使功率因数得到提高。有源功 率因数校正技术采用全控型开关器件构成集成电路来完成，它采用反馈技术使输入电流的 波形跟踪交流输入正弦波形。
[0005] LLC谐振DC-DC变换器工作于软开关状态，即原边开关管实现零电压开通（ZVS)， 副边整流管实现零电流关断（ZCS)，从而减小开关损耗，提高变换器效率，为变换器高频化 提供了可能性，进一步缩小变换器的体积和重量，提高变换器的功率密度和动态性能，同时 改善电磁兼容，起到整流滤波作用。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于解决上述现有技术中的问题，提供一种滤波效果好，低噪声，转 换效率高的单级AC-DC谐振变换器。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
[0008] 一种单级AC-DC谐振变换器，包括前级的AC-DC转换电路和后级的LLC谐振电路； AC-DC转换电路包括交流供电电源、桥式整流器、用来储存能量的输入电感、开关管以及公 共电容；AC-DC转换电路的输出端连接LLC谐振电路，LLC谐振电路包括连接在变压器原边 绕组一侧的谐振回路，以及连接在变压器副边绕组一侧的整流滤波电路，整流滤波电路的 输出端上并联作为整个电路输出端的输出电阻。
[0009] 所述功率因数校正电路的具体电路结构为：
[0010] 交流供电电源的输出端连接到桥式整流器的输入端上，桥式整流器的一个输出端 连接到输入电感的一端，另一个输出端连接到第二开关管的源极；第一开关管的源极和第 二开关管的漏极均连接到输入电感的另一端上；公共电容并联在第二开关管的源极和漏极 之间；LLC谐振电路的输入端接在公共电容的两端。
[0011] 所述谐振回路包括谐振电容、谐振电感以及励磁电感；谐振电容与谐振电感串联 后连接在变压器原边绕组的一端，变压器原边绕组的另一端和谐振电容作为谐振回路的输 入端与功率因数校正电路的输出端相连；励磁电感并联在变压器原边绕组的两端。
[0012] 所述整流滤波电路包括两个二极管以及输出滤波电容；变压器副边绕组的两端 分别与第一二极管和第二二极管的阳极相连，输出滤波电容并联在第一二极管的阴极和第 二二极管的阴极之间；输出电阻作为输出端并联在输出滤波电容的两端。
[0013] 所述第一二极管和第二二极管为整流二极管。
[0014] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0015] 本发明型AC-DC转换器，将功率因数校正电路和LLC谐振电路相连，此两级电路之 间的输出功率由公共电容来平衡，当前级升压电路的功率大于后级LLC谐振变换器的输出 功率时，公共电容的电压将上升，直到两级功率相等，这样的设计减少了整个系统的损耗， 减少了整个系统的电压漂移，两级变换器使得此公共电容在耐压区域内保持平衡，使得电 路能够正常工作。
[0016] 本发明只用一种控制信号来控制两级电路，减少了损耗和开关电源的复杂性，对 电磁兼容问题有明显的改善，滤除了部分谐波，保证低噪音，并且此种设计的效率和一般的 AC-DC变换器相比，在承受相同的负载时，效率将要高出将近20 %。本发明型AC-DC转换器， 将功率因数校正电路和LLC谐振电路相连，能够更好的改善电磁兼容问题，滤除谐波，减小 噪声，提高效率。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的电路拓扑结构图；
[0018] 图2是本发明的功率因数校正电路阶段的波形图；
[0019] 图3是本发明的LLC谐振电路阶段的等效电路图；
[0020] 图4是本发明的LLC谐振电路阶段波形图；
[0021] 图5是本发明的加上控制信号后的变换器结构图；
[0022] 图6是没有经过功率因数校正电路THD分析例图；
[0023] 图7是本发明的的THD分析例图；
[0024] 图8是本发明的和传统功率因数校正电路效率比较图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0026] 参见图1，本发明前级采用AC-DC转换电路，包括交流供电电源、桥式整流器、用来 储存能量的输入电感、开关管和公共电容，后级采用LLC谐振电路，即DC-DC转换电路，包括 谐振回路、变压器和整流滤波电路。
[0027] 具体电路结构包括交流供电电源、桥式整流器、输入电感Lin、第一开关管Q1、第 二开关管Q2、公共电容Cb、谐振电容Cr、谐振电感Lr、励磁电感Lm、变压器T、第一整流二极 管Dl、第二整流二极管D2、输出滤波电容Co、输出电阻Ro ;
[0028] 交流供电电源和桥式整流器相连，桥式整流器与输入电感和第二开关