大功率开关电源电路以及具有该电路的高压变频器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，尤其涉及一种具有宽输入电压范围的大功率开关电源电路以及具有该电路的高压变频器。
【背景技术】
[0002]对于大功率开关电源，通常采用桥式电路拓扑。桥式电路拓扑存在的缺点是只能用于降压场合，因桥式拓扑开关电源用于宽输入电压范围场合时，副边整流二极管的电压应力很高，若输出电压较高时，其整流二极管很难选取。对于宽电压范围输入、高电压输出、大功率开关电源场合，通常采用两组全桥电路，两组全桥电路的原边并联、副边串联，如图1所示。该电路的优点是每组全桥电路的输出电压仅为总输出电压的一半，从而降低了副边整流二极管的电压应力，但是会带来系统体积较大、成本较高的缺陷。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能减小体积、降低成本的具有宽输入电压范围的大功率开关电源电路以及具有该电路的高压变频器。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种大功率开关电源电路，包括至少两个全桥变换模块、一个输出滤波电感、一个输出滤波电容，所有的全桥变换模块的输入端并联后连接至直流输入电源，所有的全桥变换模块的输出端以及所述输出滤波电感串联连接在输出正母线和输出负母线之间，所述输出滤波电容的两端分别连接输出正母线和输出负母线。
[0005]在本发明所述的大功率开关电源电路中，每一所述全桥变换模块包括依次连接的:全桥逆变电路、直流滤波电路、变压器、二极管桥式整流电路。
[0006]在本发明所述的大功率开关电源电路中，每一所述全桥逆变电路包括多个含有功率开关器件的桥臂，所述大功率开关电源电路包括两个全桥变换模块及一个控制单元，所述控制单元向该两个全桥变换模块的全桥逆变电路的相同桥臂中相同位置的功率开关器件输出的驱动信号的相位相差90°。
[0007]在本发明所述的大功率开关电源电路中，所述全桥逆变电路包括四个桥臂，每个桥臂包括一个功率开关器件和反并联在所述功率开关器件上的续流二极管；所述直流滤波电路包括第一电感和第一电容；其中，相对的两个桥臂连接点作为两个逆变输入端分别连接至两根输入母线，另外两个相对的桥臂连接点作为两个逆变输出端，所述第一电容串接在所述变压器的原边的第一端和一个逆变输出端之间，所述第一电感串接在所述变压器的原边的第二端和另外一个逆变输出端之间。
[0008]在本发明所述的大功率开关电源电路中，所述二极管桥式整流电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，所述第一二极管与第二二极管的阴极连接且连接点作为第一整流输出端，第三二极管与第四二极管的阳极连接且连接点作为第二整流输出端，第一二极管的阳极与第三二极管的阴极均连接至所述变压器的副边的第一端，第二二极管的阳极与第四二极管的阴极均连接至所述变压器的副边的第二端，
[0009]所述全桥变换模块的数量为两个，其中，第一个全桥变换模块的第二整流输出端和第二个全桥变换模块的第一整流输出端连接，第一个全桥变换模块的第一整流输出端连接至输出正母线，第二个全桥变换模块的第二整流输出端连接至输出负母线，所述输出滤波电感串接在第一个全桥变换模块的第二整流输出端和第二个全桥变换模块的第一整流输出端之间或者串接在第一个全桥变换模块的第一整流输出端和输出正母线之间或者串接在第二个全桥变换模块的第二整流输出端和输出负母线之间。
[0010]本发明还公开了一种高压变频器，包括所述的大功率开关电源电路。
[0011]实施本发明的具有宽输入电压范围的大功率开关电源电路以及具有该电路的尚压变频器，具有以下有益效果:本发明中，由于所有的全桥变换模块的输出端以及输出滤波电感串联连接在输出正母线和输出负母线之间，输出滤波电容的两端分别连接输出正母线和输出负母线，对于每个全桥变换模块内部的桥式二极管来说，其电压应力与现有技术中的副边整流二极管的电压应力相等，但是输出滤波电感和输出滤波电容只有一个，缩小了系统体积，降低了系统成本。
【附图说明】
[0012]下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中:
[0013]图1是传统的大功率开关电源电路的结构示意图；
[0014]图2是本发明大功率开关电源电路的第一实施例的结构示意图；
[0015]图3是本发明大功率开关电源电路的第二实施例的结构示意图；
[0016]图4是本发明大功率开关电源电路的第三实施例的结构示意图；
[0017]图5是两组驱动信号相位差为0°和90°的两种情况下的输出滤波电感电流纹波对比图。
【具体实施方式】
[0018]为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的【具体实施方式】。
[0019]参考图2-4，图中A、B表示连接直流输入电源的输入正母线、输入负母线，C、D表示整个开关电源电路最后用于输出电源的输出正母线、输出负母线。
[0020]本发明的大功率开关电源电路包括:至少两个全桥变换模块10、一个输出滤波电感L0、一个输出滤波电容CO，所有的全桥变换模块10的输入端并联后连接至直流输入电源，所有的全桥变换模块10的输出端以及所述输出滤波电感LO串联连接在输出正母线和输出负母线之间，所述输出滤波电容CO的两端分别连接输出正母线C和输出负母线D。
[0021]所有的全桥变换模块10的输出端以及输出滤波电感LO串联，对于内部的桥式二极管来说，其电压应力与现有技术中的副边整流二极管电压应力相等，但是输出滤波电感LO和输出滤波电容CO只有一个，缩小了系统体积，降低了系统成本。
[0022]下面以两个全桥变换模块10为例进行详细说明。
[0023]每个所述全桥变换模块10包括依次连接的:控制单元(图未示)、全桥逆变电路11、直流滤波电路12、变压器Tl、二极管桥式整流电路13。
[0024]控制单元，输出驱动信号控制全桥逆变电路11的工作。
[0025]全桥逆变电路11，用于将直流转换为交流。两个全桥逆变电路11的输入端并联且均连接至输入正母线A、输入负母线B。
[0026]直流滤波电路12，用于将全桥逆变电路11输出的信号中的直流分量滤除。
[0027]变压器TI，用于降压输出。
[0028]二极管桥式整流电路13，用于将降压后的交流转换为直流输出。
[0029]输出滤波电感LO和输出滤波电容CO，用于将所有的二极管桥式整流电路13最后叠加的输出信号中的交流分量滤除，且输出滤波电容CO实现稳压输出。
[0030]本实施例中，两个二极管桥式整流电路13的输出端串联在输出正母线C、输出负母线D之间，输出滤波电感LO可以串接在两个二极管桥式整流电路13的串联支路的任意位置，例如，图2中是串联在两个二极管桥式整流电路13之间，图3则是串联在第一个二极管桥式整流电路13和输出正母线C之间，图4则是串联在第二个二极管桥式整流电路13和输出负母线D之间。
[0031]具体的:
[0032]所述全桥逆变电路11包括四个桥臂，每个桥臂包括一个功率开关器件和反并联在所述功率开关器件上的续流二极管；所述直流滤波电路12包括第一电感LI和第一电容Cl ;所述二极管桥式整流电路13包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4。
[0033]其中，相对的两个桥臂连接点作为两个逆变输入端分别连接至输入正母线A、输入负母线B，另外两个相对的桥臂连接点作为两个逆变输出端，所述第一电容Cl串接在所述变压器Tl的原边的第一端和一个逆变输出端之间，所述第一电感LI串接在所述变压器Tl的原