专利名称：一种ac/dc变换器的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源，特别是涉及一种AC/DC(交流/直流)变换器。
背景技术：
对于AC/DC变换器而言，一般由PFC (Power Factor Correction，PFC)和 DC/DC (直流/直流)两级电路组成。PFC电路用来实现整流功能和功率因数的校正功能，使AC/DC变换器的输入电流在从交流转换为直流的基础上跟踪输入电压，提高电源的功率因素，减小电源的谐波干扰。PFC电路的输出端接DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器先将直流电变换成高频的交流电后，再通过二极管整流，将交流电整流成直流电。图1所示为常用的AC/DC变换器拓扑，其中，电源AC为交流输入电源，二极管Dl D4构成整流桥，电感Ll为BOOST电感，二极管D5为BOOST继流二极管，电容Cl为直流母线电容，从电源AC到电容Cl构成了传统的BOOST变换器，用来实现PFC的功能。开关管Sl S4为DC/DC变换器的4个开关管，电感L2是用来实现零电压开通(Zero Voltage Switch, ZVS)的电感，电容C2为隔直电容，Tl是变压器，二极管D6、D7构成全波整流电路，电感L3 为输出电感，电容Co为输出电容。从开关管Sl到电容Co构成了一个移相全桥的DC/DC变换器，将直流电变换为直流电。但是上述的AC/DC变换器存在着以下不足1.输入电流流过整流桥二极管Dl D4，使得整流桥上的损耗较大，电源的效率难以进一步提升。2. DC/DC变换器采用移相全桥的拓扑结构，滞后桥臂不容易实现ZVS。3.由于DC/DC采用移相控制，使得输出二极管D6、D7难以做到零电流关断(kro Current Switch，简称ZCQ，在输出二极管上的开关损耗较大。4.输出有一个体积较大的电感，电源的功率密度难以提升。
发明内容
本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种AC/DC变换器，可以降低电路损耗，提高电源效率和功率密度。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种AC/DC变换器，包括PFC电路和耦合在所述PFC电路输出端的DC/DC变换器， 其特征在于，所述PFC电路为无整流桥PFC电路，所述DC/DC变换器包括LLC电路、变压器和同步整流电路，所述PFC电路的输出端接所述LLC电路的输入端，所述LLC电路的输出端接所述变压器的原边绕组，所述变压器的副边绕组接所述同步整流电路的输入端。优选地，所述PFC电路为单相无桥PFC电路，所述单相无桥PFC电路包括第一电感、第二电感、第一继流二极管、第二继流二极管、第一 PFC开关管、第二 PFC开关管和直流母流电容，所述第一电感的一端接交流输入电源的一端，所述第一电感的另一端接所述第一继流二极管的阳极和所述第二 PFC开关管的一端，所述第二电感的一端接所述交流输入电源的另一端，所述第二电感的的另一端接所述第二继流二极管的阳极和所述第一 PFC开关管的一端，所述第一 PFC开关管和所述第二 PFC开关管的另一端接所述直流母流电容的一端，所述直流母流电容的另一端接所述第一继流二极管和所述第二继流二极管的阴极。优选地，所述LLC电路为三相LLC电路，所述三相LLC电路包括a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂、第一谐振电感、第二谐振电感、第三谐振电感、第一谐振电容、第二谐振电容、 第三谐振电容、第一励磁电感、第二励磁电感和第三励磁电感，所述a相桥臂包括串联的a 相第一开关管和a相第二开关管，所述b相桥臂包括串联的b相第一开关管和b相第二开关管，所述c相桥臂包括串联的c相第一开关管和c相第二开关管，所述变压器的原边绕组包括原边第一绕组、原边第二绕组和原边第三绕组，所述第一谐振电感的一端接所述a相桥臂的中点，所述第一谐振电感的另一端接所述第一谐振电容的一端，所述第一谐振电容的另一端接所述原边第一绕组的一端，所述第二谐振电感的一端接所述b相桥臂的中点， 所述第二谐振电感的另一端接所述第二谐振电容的一端，所述第二谐振电容的另一端接所述原边第二绕组的一端，所述第三谐振电感的一端接所述c相桥臂的中点，所述第三谐振电感的另一端接所述第三谐振电容的一端，所述第三谐振电容的另一端接所述原边第三绕组的一端，所述原边第一绕组、所述原边第二绕组和所述原边第三绕组的另一端互连。优选地，所述第一励磁电感、第二励磁电感和第三励磁电感是由所述变压器原边绕组提供或者采用外置的电感。优选地，所述变压器为一个采用Δ形连接或Y形连接的变压器。优选地，所述变压器包括多个分立变压器，每一个所述分立变压器对应于所述LLC 电路的每一相。优选地，所述同步整流电路为桥式整流电路。优选地，所述同步整流电路为全波整流电路。优选地，所述PFC电路为三相无桥PFC电路。优选地，所述LLC电路为四相或四相以上LLC电路。本发明有益的技术效果是本发明的AC/DC变换器中，PFC电路采用无整流桥PFC电路，DC/DC变换器采用包含LLC电路的DC/DC变换器，采用这种AC/DC拓扑结构，省去了 AC/DC变换器输入部分的整流桥，故不会因输入电流流过整流桥上的二极管而造成损耗，因此大大提升了 PFC的效率， 同时，DC/DC变换器采用LLC谐振电路，可以实现变压器原边开关管的ZVS(详细分析请见实施例中描述的LLC电路工作原理)，又由于经LLC电路至变压器原边的电流是正弦波，所以变压器副边整流后的波形为原边电流的绝对值，即把波形为负的部分整流成正的，这样当正弦波过零点时，副边整流管自然关断，从而实现副边整流管的ZCS，因此，本发明既减小了原边开关管的损耗，又减小了副边整流管的损耗，因此大大提升了 AC/DC变换器的效率。 另外，由于采用LLC的拓扑结构，使得输出不再需要很大的电感，这样大大提升了电源的功率密度。DC/DC变换器优选包括三相LLC电路，采用三相的DC/DC变换器能使输出的电流纹波变得很小，因此还可以减小输出的滤波器体积。
图1为现有的BOOST PFC加移相全桥变换器的AC/DC拓扑结构图2为本发明AC/DC变换器实施例一的拓扑结构图；图3为本发明图2所示的无桥PFC的拓扑结构图；图4为本发明图2所示的无桥PFC的驱动波形；图5为本发明图2所示的三相LLC的驱动时序；图6为本发明图2所示的三相LLC的电流波形图；图7为本发明图2所示的三相LLC各桥臂中点a、b、c的电压波形图；图8为本发明AC/DC变换器实施例二的拓扑结构图；图9为本发明AC/DC变换器实施例三的拓扑结构图；图10为本发明AC/DC变换器实施例四的拓扑结构图；图11为本发明AC/DC变换器实施例五的拓扑结构图。
具体实施例方式以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。本发明的AC/DC变换器包括PFC电路和耦合在PFC电路输出端的DC/DC变换器， PFC电路为无整流桥PFC电路，DC/DC变换器包括LLC电路、变压器和同步整流电路，PFC电路的输出端接LLC电路的输入端，LLC电路的输出端接变压器的原边绕组，变压器的副边绕组接同步整流电路的输入端。根据本发明的AC/DC变换器方案，其中的PFC部分采用无桥 PFC电路的拓扑结构，DC/DC部分采用LLC电路的拓扑结构，这种AC/DC的拓扑结构可以获得电源的高效率和高功率密度，以下的实施例中将对该拓扑结构的优点作出具体的说明。实施例一请参考图2，本实施例的AC/DC变换器采用单相无桥PFC电路、三相LLC电路、变压器加同步整流电路的拓扑结构。其中，单相无桥PFC电路包括第一电感Li、第二电感L2、第一继流二极管Dl、第二继流二极管D2、第一 PFC开关管Sl、第二 PFC开关管S2和直流母流电容Cl，第一电感Ll的一端接交流输入电源AC的一端，第一电感Ll的另一端接第一继流二极管Dl的阳极和第二 PFC开关管S2的一端，第二电感L2的一端接交流输入电源AC的另一端，第二电感L2的另一端接第二继流二极管D2的阳极和第一 PFC开关管Sl的一端，第一 PFC开关管Sl和第二 PFC开关管S2的另一端接直流母流电容Cl的一端，直流母流电容Cl的另一端接第一继流二极管Dl和第二继流二极管D2的阴极。单相无桥PFC电路的等效电路拓扑如图3，该PFC 电路采用两个开关管和两个二极管分两组串联，既实现了对输入交流电的整流功能，又实现了功率因素校正的功率。由于这种无桥PFC的拓扑结构省去了输入的整流桥，故不会因输入电流流过整流桥上的二极管而造成损耗，因此大大提升了 PFC的效率。如图2所示，所述三相LLC电路包括a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂、第一谐振电感 Lrl、第二谐振电感Lr2、第三谐振电感Lr3、第一谐振电容Crl、第二谐振电容Cr2、第三谐振电容Cr3、第一励磁电感Lml、第二励磁电感Lm2和第三励磁电感Lm3，a相桥臂包括串联的 a相第一开关管Sal和a相第二开关管&2，b相桥臂包括串联的b相第一开关管Sb3和b 相第二开关管Sb4，c相桥臂包括串联的c相第一开关管Sc5和c相第二开关管&6。变压器为包括三个分立变压器的三相变压器，每一个分立变压器对应于LLC电路的每一相，其中第一个分立变压器包括原边第一绕组Pl和副边第一绕组m，第二个分立变压器包括原
5边第二绕组P2和副边第二绕组N2，第三个分立变压器包括原边第三绕组P3和副边第三绕组N3。第一谐振电感Lrl的一端接a相桥臂的中点，第一谐振电感Lrl的另一端接第一谐振电容Crl的一端，第一谐振电容Crl的另一端接原边第一绕组Pl的一端，第二谐振电感 Lr2的一端接b相桥臂的中点，第二谐振电感Lr2的另一端接第二谐振电容Cr2的一端，第二谐振电容Cr2的另一端接原边第二绕组P2的一端，第三谐振电感Lr3的一端接c相桥臂的中点，第三谐振电感Lr3的另一端接第三谐振电容Cr3的一端，第三谐振电容Cr3的另一端接原边第三绕组P3的一端，原边第一绕组P1、原边第二绕组P2和原边第三绕组P3的另一端互连，构成Y形连接。第一励磁电感Lml、第二励磁电感Lm2和第三励磁电感Lm3在本实施例中由变压器原边绕组提供。第一励磁电感Lml、第二励磁电感Lm2和第三励磁电感 Lm3也可以采用外置的电感。同步整流电路为全波整流电路，包括第一同步整流管Sri、第二同步整流管Sr2、 第三同步整流管Sr3、第四同步整流管Sr4、第五同步整流管Sr5、第六同步整流管Sr6和输出滤波电容Ctl，变压器副边的副边第一绕组m、副边第二绕组N2和副边第三绕组N3为三个带中心抽头的绕组，副边三个绕组的中心抽头连接在一起组成输出的正端，副边第一绕组 Nl的两端分别接第一同步整流管Srl和第二同步整流管Sr2的一端，副边第二绕组N2的两端分别接第三同步整流管Sr3和第四同步整流管Sr4的一端，副边第三绕组N3的两端分别接第五同步整流管Sr5和第六同步整流管Sr6的一端，第一 六同步整流管的另一端连接在一起，组成输出的负端，输出滤波电容Ctl接在输出的正端、负端之间，输出的正端、负端分别接至负载Rtl的两端。请参见图2至图4，本实施例PFC电路的工作原理如下当交流输入电源AC的输入电压为正时，在t0 tl期间，第一 PFC开关管Sl和第二 PFC开关管S2同时开通，此时电流流经第一电感Li、第二 PFC开关管S2、第一 PFC开关管Sl和第二电感L2，再回到电源负端。在tl t2期间，第一 PFC开关管Sl和第二 PFC开关管S2关断，电流流经第一电感Li、第一继流二极管D1、第一 PFC开关管Sl的体二极管、 和第二电感L2回到电源负端。当交流输入AC的输入电压为负时，工作状态与输入电压为正时类似。请参见图2、图5至图7，其中a相第一开关管Ml、b相第一开关管Sb3和c相第一开关管Sc5的三个驱动信号相差120度，a相第一开关管Ml的驱动信号与a相第二开关管Sa2的驱动信号互补，b相第一开关管Sb3的驱动信号与b相第二开关管Sb4的驱动信号互补，c相第一开关管Sc5的驱动信号与c相第二开关管的驱动信号互补，具体的驱动时序如图5所示。三相的电流在相位上也相差120度，DC/DC变换器电流的波形如图 6所示。a、b、c点的电压相对于变压器中点N的电压波形如图7所示。本实施例DC/DC变换器的工作原理如下阶段1 :t0 tla相第一开关管Sal开始导通，此时一起导通的管子有a相第一开关管Ml、b相第二开关管Sb4和c相第一开关管&5，第一谐振电感Lrl的电流逐渐减小，第一励磁电感 Lml的电流负向减小(设电流由下到上为正，由上到下为负)，第三谐振电感Lr3的电流正向增大(设电流从左向右的方向为正，电流从右向左的方向为负)，第三励磁电感Lm3的电流正向增大，此时流经a相第一开关管Ml、第一谐振电感Lrl、第一谐振电容Crl、第一励磁电感Lml的电流和流经c相第一开关管&5、第三谐振电感Lr3、第三谐振电容Cr3、第三励磁电感Lm3的电流汇合到b相第二开关管Sb4、第二谐振电感Lr2、第二谐振电容Cr2的支路，第二谐振电感Lr2的电流反向增大，且第二励磁电感Lm2电流负向增大。a相第一开关管Sal导通后，第一谐振电感Lrl两端承受正向电压，电源从变压器原边向变压器副边传送能量，此时第一谐振电感Lrl的电流开始线性上升，直至a相第一开关管Sal关断。阶段2:tl t2c相第一开关管Sc5关断，此时谐振电流开始给c相第二开关管Sc6放电，使得c 相第二开关管Sc6两端的电压为零，c相第二开关管开始导通，即实现了 ZVS。此时一起导通的管子有a相第一开关管Ml，b相第二开关管Sb4和c相第二开关管&6，电流由 a相第一开关管Ml、第一谐振电感Lrl、第一谐振电容Crl这条支路流向b相第二开关管 Sb4、第二谐振电感Lr2、第二谐振电容Cr2支路和c相第二开关管&6、第三谐振电感Lr3、 第三谐振电容Cr3支路。这样使得第二谐振电感Lr2和第三谐振电感Lr3的电流开始减小， 第二励磁电感Lm2的电流反向增大，第三励磁电感Lm3的电流正向增大，第一谐振电感Lrl 的电流继续增大。第一励磁电感Lml电流先反向减小，过零点以后正向增大。阶段3:t2 t3b相第二开关管Sb4关断，此时谐振电流开始给b相第一开关管Sb3放电，使得b 相第一开关管Sb3两端的电压为零，b相第一开关管Sb3开始导通，即实现了 ZVS。此时一起导通的管子有a相第一开关管Ml，b相第一开关管Sb3和c相第二开关管&6，电流由 a相第一开关管Ml、第一谐振电感Lrl、第一谐振电容Crl支路和b相第一开关管Sb3、第二谐振电感Lr2、第二谐振电容Cr2支路流经c相第二开关管Sc6支路、第三谐振电感Lr3、 第三谐振电容Cr3支路，第一谐振电感Lrl的电流继续正向上升，第一励磁电感Lml的电流正向增大，第二谐振电感Lr2承受正向电压，由于前一时刻有负向电流流经第二谐振电感 Lr2，此时第二谐振电感Lr2的电流开始负向减小，第二励磁电感Lm2电流负向减小。第三谐振电感Lr3的电流方向不变，继续反向增加，第三励磁电感Lm3的电流先是正向减小，过零点后电流负向增大。阶段4:t3 t4a相第一开关管Sal关断，此时谐振电流开始给a相第二开关管Sa2放电，使得a 相第二开关管Sa2两端的电压为零，a相第一开关管Sa2开始导通，即实现了 ZVS，此时一起导通的管子有a相第二开关管&i2，b相第一开关管Sb3和c相第二开关管&6，电流由b相第一开关管Sb3、第二谐振电感Lr2、第二谐振电容Cr2支路流经a相第二开关管&ι2、第一谐振电感Lrl、第一谐振电容Crl支路和c相第二开关管&6、第三谐振电感Lr3和第三谐振电容Cr3支路。此时第一谐振电感Lrl两端承受反向电压，电感电流开始正向减小，但方向仍然为正，第一励磁电感Lml电流先是继续增加，当第一励磁电感Lml的电流和第一谐振电感Lrl的电流相等时，第一励磁电感Lml的电流开始下降。第三谐振电感Lr3承受正向电压，但由于前一时刻流过的电流为负向，因此此时第三谐振电感Lr3的电流开始负向减小， 第三励磁电感Lm3的电流开始负向增大。第二谐振电感Lr2承受正向电压，电感电流开始正向增加，第二励磁电感Lm2的电流先是负向减小，过零点后正向增加。阶段5:t4 t5c相第二开关管Sc6关断，此时谐振电流开始给c相第一开关管Sc5放电，使得c
7相第一开关管Sc5两端的电压为零，c相第一开关管开始导通，即实现了 ZVS。此时一起导通管子有a相第二开关管&i2、b相第一开关管Sb3和c相第一开关管&5。电流由b 相第一开关管Sb3、第二谐振电感Lr2、第二谐振电容Cr2支路和c相第一开关管、第三谐振电感Lr3、第三谐振电感Cr3支路流经a相第二开关管&ι2、第一谐振电感Lrl、第一谐振电容Crl支路。此时第一谐振电感Lrl仍然承受反向电压，电感电流开始负向增加，第一励磁电感Lml的电流先是正向减小，过零点后电流负向增力Π。第二谐振电感Lr2继续承受正向电压，电感电流正向增加，第二励磁电感Lm2的电流正向增加。第三谐振电感Lr3承受正向电压，但此时电流仍然为负向，因此表现为负向减小，第三励磁电感Lm3电流负向减小。阶段 6:t5 t6b相第一开关管Sb3关断，此时谐振电流开始给b相第二开关管Sb4放电，使得b 相第二开关管Sb4两端的电压为零，此时b相第二开关管Sb4导通，即实现了 ZVS。此时一起导通的管子有a相第二开关管&i2、b相第二开关管Sb4和c相第一开关管&5。电流由 c相第一开关管&5、第三谐振电感Lr3、第三谐振电容Cr3支路流经b相第二开关管Sb4、 第二谐振电感Lr2、第二谐振电容Cr2支路和a相第二开关管&ι2、第一谐振电感Lrl、第一谐振电容Crl支路。此时第三谐振电感Lr3承受正向电压，电流开始正向增加，第三励磁电感Lm3电流先负向减小，过零点后正向增力Π，第二谐振电感Lr2承受反向电压，电流开始正向减小，第二励磁电感Lm2电流继续增加，当第二励磁电感Lm2电流与第二谐振电感Lr2电流相等时，第二励磁电感Lm2电流开始下降。此时第三谐振电感Lr3正向增加的幅度没有第二谐振电感Lr2正向减小的幅度大，因此第一谐振电感Lrl总的电流依然是负向，但开始逐渐减小，第一励磁电感Lml电流继续负向增加，当第一励磁电感Lml电流与第一谐振电感 Lrl电流相等时，第一励磁电感Lml电流开始负向减小。过了 t6时刻以后，变换器又开始了另外一个周期，并开始不断重复以上的工作过程。由于变压器原边经LLC电路提供的电流是正弦波，变压器副边经整流后的波形为原边电流的绝对值，即把波形为负的部分整成正的，这样当正弦波过零点时，副边整流管自然关断，即实现了 ZCS。实施例二请参考图8，本实施例的AC/DC变换器仍采用单相无桥PFC电路、三相LLC电路、变压器加同步整流电路的拓扑结构，但与实施例一具有以下区别1)本实施例中的变压器不是采用三个独立的变压器，而是采用一个耦合的三相变压器，该三相变压器的原边和副边采用Y形连接方式，变压器原边包括原边第一绕组、原边第二绕组和原边第三绕组，变压器副边包括副边第一绕组、副边第二绕组和副边第三绕组， 原边第一绕组、原边第二绕组和原边第三绕组的一端互接形成Y形，原边第一绕组的另一端连接LLC电路的第一谐振电容Crl，原边第二绕组的另一端连接LLC电路的第二谐振电容 Cr2，原边第三绕组的另一端连接LLC电路的第三谐振电容Cr3，副边第一绕组、副边第二绕组和副边第三绕组的一端也互接形成Y形。与采用多个独立的单相变压器相比，采用一个耦合的三相变压器进一步提高了变压器的利用效率，减小了变压器的磁芯损耗。2)本实施例中的同步整流电路为桥式整流电路，包括第一同步整流管Sri、第二同步整流管Sr2、第三同步整流管Sr3、第四同步整流管Sr4、第五同步整流管Sr5、第六同步整流管Sr6和输出滤波电容Ctl，第一同步整流管Srl和第二同步整流管Sr2的一端相连组成第一桥臂，第三同步整流管Sr3和第四同步整流管Sr4的一端相连组成第二桥臂，第五同步整流管Sr5和第六同步整流管Sr6的一端相连组成第三桥臂，变压器的副边第一绕组接第一桥臂的中点，变压器的副边第二绕组接第二桥臂的中点，变压器的副边第三绕组接第三桥臂的中点，第一同步整流管Sri、第三同步整流管Sr3、第五同步整流管Sr5的另一端连接在一起，组成输出的正端，第二同步整流管Sr2、第四同步整流管Sr4、第六同步整流管 Sr6的另一端连接在一起，组成输出的负端，输出滤波电容(；接在输出的正端、负端之间，输出的正端、负端分别接至负载Rtl的两端。由于采用无桥PFC电路加LLC电路的拓扑，本实施例的AC/DC变换器同样可以获得电源的高效率和高功率密度。就实现PFC和DC/DC变换来说，本实施例基本的电路工作原理与实施例一是类似的，具体说明请参见实施例一。实施例三请参考图9，本实施例的AC/DC变换器仍采用单相无桥PFC电路、三相LLC电路、变压器加同步整流电路的拓扑结构，与实施例二的区别仅在于变压器的原副边采用了 Δ形连接方式。如本领域技术人员所了解，此情形下，三相LLC电路与变压器三个原边绕组相应改变为适应于Δ形连接方式的连接，同样地，同步整流电路与变压器三个副边绕组相应改变为适应于Δ形连接方式的连接。由于采用无桥PFC电路加LLC电路的拓扑，本实施例的AC/DC变换器同样可以获得电源的高效率和高功率密度。就实现PFC和DC/DC变换来说，本实施例基本的电路工作原理与实施例一是类似的，具体说明请参见实施例一。实施例四请参考图10，实施例四采用无桥PFC电路、四相LLC电路、变压器加四相同步整流电路的拓扑结构。本实施例的变压器与实施例一类似，但为四相，故采用四个独立变压器。与实施例二相比，本实施例的区别在于LLC电路由三相扩展为四相，四相LLC电路相对三相LLC电路增加d相桥臂，d相桥臂包括串联的d相第一开关管Sd7和d相第二开关管Sd8，同时，同步整流电路也由三相扩展为四相，四相同步整流电路相对三相同步整流电路增加了由第七同步整流管Sr7和第八同步整流管SrS组成的第四桥臂。以此类推，本发明中的DC/DC变换器还可以采用五相、六相等更多相拓扑。由于采用无桥PFC电路加LLC电路的拓扑，本实施例的AC/DC变换器同样可以获得电源的高效率和高功率密度。就实现PFC和DC/DC变换来说，本实施例基本的电路工作原理与实施例一是类似的，具体说明请参见实施例一。实施例五请参考图11，本实施例的AC/DC变换器采用三相无桥PFC电路、三相LLC电路、变压器加同步整流电路的拓扑结构，与实施例二的区别仅在于单相无桥PFC电路扩展为三相无桥PFC电路，三相LLC电路也进行了相应的改变。该无桥PFC电路包括三相输入电源A、 B、C，三个PFC电感Li、L2、L3、三个双向开关管Si、S2、S3、两个PFC母线电容Cl、C2和六个整流二极管Dl D6，这部分电路实现了三相PFC的功能。三相LLC电路包括第一桥臂、 第二桥臂和第三桥臂，第一桥臂包括四个开关管Ql Q4，第二桥臂包括四个开关管Q5 Q8，第三桥臂包括四个开关管Q9 Q12，第一桥臂上的开关管Q1、Q2的中点和开关管Q3、Q4 的中点用两个二极管D7、D10串联后相连，第二桥臂上的开关管Q5、Q6的中点和开关管Q7、 Q8的中点用两个二极管D8、D11串联后相连，第三桥臂上的开关管Q9、Q10的中点和开关管 Q1UQ12的中点用两个二极管D9、D12串联后相连。二极管D7、D10的中点、二极管D8、D11 的中点和二极管D9、D12连接到两个PFC母线电容Cl和C2的中点。本实施例中的变压器为一个三相变压器，采用Y形连接，但同样也可以采用Δ形连接。本实施例中，变压器副边的输出同步整流采用桥式整流，但同样也可以采用全波整流。由于采用无桥PFC电路加LLC电路的拓扑，本实施例的AC/DC变换器同样可以获得电源的高效率和高功率密度。就实现PFC和DC/DC变换来说，本实施例基本的电路工作原理与实施例一是类似的，具体说明请参见实施例一。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
10
权利要求
1.一种AC/DC变换器，包括PFC电路和耦合在所述PFC电路输出端的DC/DC变换器，其特征在于，所述PFC电路为无整流桥PFC电路，所述DC/DC变换器包括LLC电路、变压器和同步整流电路，所述PFC电路的输出端接所述LLC电路的输入端，所述LLC电路的输出端接所述变压器的原边绕组，所述变压器的副边绕组接所述同步整流电路的输入端。
2.如权利要求1所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述PFC电路为单相无桥PFC电路，所述单相无桥PFC电路包括第一电感、第二电感、第一继流二极管、第二继流二极管、第一 PFC开关管、第二 PFC开关管和直流母流电容，所述第一电感的一端接交流输入电源的一端，所述第一电感的另一端接所述第一继流二极管的阳极和所述第二 PFC开关管的一端， 所述第二电感的一端接所述交流输入电源的另一端，所述第二电感的的另一端接所述第二继流二极管的阳极和所述第一 PFC开关管的一端，所述第一 PFC开关管和所述第二 PFC开关管的另一端接所述直流母流电容的一端，所述直流母流电容的另一端接所述第一继流二极管和所述第二继流二极管的阴极。
3.如权利要求1或2所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述LLC电路为三相LLC电路， 所述三相LLC电路包括a相桥臂、b相桥臂、c相桥臂、第一谐振电感、第二谐振电感、第三谐振电感、第一谐振电容、第二谐振电容、第三谐振电容、第一励磁电感、第二励磁电感和第三励磁电感，所述a相桥臂包括串联的a相第一开关管和a相第二开关管，所述b相桥臂包括串联的b相第一开关管和b相第二开关管，所述c相桥臂包括串联的c相第一开关管和c 相第二开关管，所述变压器的原边绕组包括原边第一绕组、原边第二绕组和原边第三绕组， 所述第一谐振电感的一端接所述a相桥臂的中点，所述第一谐振电感的另一端接所述第一谐振电容的一端，所述第一谐振电容的另一端接所述原边第一绕组的一端，所述第二谐振电感的一端接所述b相桥臂的中点，所述第二谐振电感的另一端接所述第二谐振电容的一端，所述第二谐振电容的另一端接所述原边第二绕组的一端，所述第三谐振电感的一端接所述c相桥臂的中点，所述第三谐振电感的另一端接所述第三谐振电容的一端，所述第三谐振电容的另一端接所述原边第三绕组的一端，所述原边第一绕组、所述原边第二绕组和所述原边第三绕组的另一端互连。
4.如权利要求3所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述第一励磁电感、第二励磁电感和第三励磁电感是由所述变压器原边绕组提供或者采用外置的电感。
5.如权利要求1或2所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述变压器为一个采用Δ形连接或Y形连接的变压器。
6.如权利要求1或2所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述变压器包括多个分立变压器，每一个所述分立变压器对应于所述LLC电路的每一相。
7.如权利要求1或2所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述同步整流电路为桥式整流电路。
8.如权利要求1或2所述的所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述同步整流电路为全波整流电路。
9.如权利要求1所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述PFC电路为三相无桥PFC电路。
10.如权利要求1或2所述的AC/DC变换器，其特征在于，所述LLC电路为四相或四相以上LLC电路。
全文摘要
本发明公开了一种AC/DC变换器，包括PFC电路和耦合在所述PFC电路输出端的DC/DC变换器，所述PFC电路为无整流桥PFC电路，所述DC/DC变换器包括LLC电路、变压器和同步整流电路，所述PFC电路的输出端接所述LLC电路的输入端，所述LLC电路的输出端接所述变压器的原边绕组，所述变压器的副边绕组接所述同步整流电路的输入端。本发明的AC/DC变换器可以降低电路损耗，提高电源效率和功率密度。
文档编号H02M7/155GK102223091SQ201010165940
公开日2011年10月19日 申请日期2010年4月14日 优先权日2010年4月14日
发明者吴云, 弗兰克·赫尔特, 武志贤, 胡永辉, 黄庆义, 黄立巍 申请人:艾默生网络能源系统北美公司