功率变换器及电源装置的制作方法

本技术属于功率变换器，尤其涉及一种功率变换器及电源装置。

背景技术：

1、功率变换器作为现代电力供应系统中重要的组成部分，广泛应用于电源装置，以满足各种设备和电子产品的电源需求。现有的功率变换器一般由前级boost无桥功率因数校正电路(power factor correction，pfc)和后级llc(low inductance lowcapacitance)dc-dc变换器构成。然而，前级采用升压电路将交流电压转换为直流母线电压，后级采用llc dc-dc变换器再将较高的直流母线电压转换为较低的直流输出电压。在升压和降压的整个过程会产生较多的功率损耗，功率转换效率低。

技术实现思路

1、本技术实施例提供了一种功率变换器及电源装置，可以解决现有的功率变换器前级采用升压电路且后级采用dc-dc降压电路导致的功率损耗大的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种功率变换器，包括第一开关模块、第二开关模块、第一储能模块、第二储能模块、单向导通模块、第一充放电模块和第二充放电模块；

3、所述第一储能模块分别与交流源的第一端、所述交流源的第二端、所述第一充放电模块、所述第二充放电模块、所述第一开关模块和所述第二开关模块电连接，所述单向导通模块分别与所述第一充放电模块、所述第二充放电模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第二储能模块电连接，所述第二储能模块用于与负载电连接；

4、当所述交流源的第一端为正电压且所述第一开关模块处于导通状态时，所述第一储能模块用于储能，所述第一充放电模块用于为所述第二储能模块和所述负载供电；当所述交流源的第一端为正电压且所述第一开关模块处于断开状态时，所述第一储能模块用于通过所述单向导通模块向所述第一充放电模块释放能量，所述第二储能模块用于通过所述单向导通模块为所述负载供电；

5、当所述交流源的第二端为负电压且所述第二开关模块处于导通状态时，所述第一储能模块用于储能，所述第二充放电模块用于为所述第二储能模块和所述负载供电；当所述交流源的第二端为负电压且所述第二开关模块处于断开状态时，所述第一储能模块用于通过所述单向导通模块向所述第一充放电模块释放能量，所述第二储能模块用于通过所述单向导通模块为所述负载供电。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一储能模块包括第一电感，所述第一电感的第一端用于与所述交流源的第一端电连接，所述第一电感的第二端分别与所述第一充放电模块和所述第一开关模块电连接。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第一充放电模块还与所述第二充放电模块电连接，所述单向导通模块包括第一二极管，所述第一二极管的阳极分别与所述第一充放电模块、所述第二充放电模块和所述第二储能模块电连接，所述第一二极管的阴极分别与所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第二储能模块电连接。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二储能模块包括第二电感和第一电容，所述第二电感的第一端与所述第一二极管的阳极电连接，所述第二电感的第二端分别与所述第一电容的第一端和所述负载电连接，所述第一电容的第二端分别与所述第一二极管的阴极和所述负载电连接。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述单向导通模块包括第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阳极分别与所述第一充放电模块和所述第二储能模块电连接，所述第二二极管的阴极分别与所述第三二极管的阴极、所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述第二储能模块电连接，所述第三二极管的阳极分别与所述第二充放电模块和所述第二储能模块电连接。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述第二储能模块包括第三电感、第四电感和第二电容，所述第三电感的第一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第一充放电模块电连接，所述第四电感的第一端分别与所述第三二极管的阳极和所述第二充放电模块电连接，所述第三电感的第二端分别与所述第四电感的第二端、所述第二电容的第一端和所述负载电连接，所述第二电容的第二端分别与所述第二二极管的阴极、所述第三二极管的阴极和所述负载电连接。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述功率变换器还包括隔离模块，所述隔离模块分别与所述第一充放电模块、所述第二充放电模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块和所述单向导通模块电连接；

12、所述隔离模块用于隔离所述第二充放电模块和所述单向导通模块。

13、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述功率变换器还包括控制模块，所述控制模块分别与所述第一开关模块和所述第二开关模块电连接，所述控制模块用于根据采集的输入电压信号、输出电压信号和输入电流信号向所述第一开关模块输出第一控制信号，并向所述第二开关模块输出第二控制信号。

14、在第一方面的一种可能的实现方式中，所述控制模块包括输入电压检测单元、输出电压检测单元、相位检测单元、控制单元、第一调制单元、第二调制单元、第一驱动单元和第二驱动单元，所述控制单元分别与所述输入电压检测单元、所述输出电压检测单元、所述相位检测单元、所述第一调制单元和所述第二调制单元电连接，所述相位检测单元分别与所述第一调制单元和所述第二调制单元电连接，所述第一驱动单元分别与所述第一调制单元和所述第一开关模块电连接，所述第二驱动单元分别与所述第二调制单元和所述第二开关模块电连接；

15、所述控制单元用于根据输入电流、所述输入电压检测单元采集的输入电压和所述输出电压检测单元采集的输出电压向所述第一调制单元和所述第二调制单元输出控制信号，所述第一调制单元用于根据所述控制信号和所述相位检测单元输出的第一检测信号向所述第一驱动单元输出第一调制信号，所述第二调制单元用于根据所述控制信号和所述相位检测单元输出的第二检测信号向所述第二驱动单元输出第二调制信号，所述第一驱动单元用于根据所述第一调制信号向所述第一开关模块输出所述第一控制信号，所述第二驱动单元用于根据所述第二调制信号向所述第二开关模块输出所述第二控制信号。

16、在第二方面，本技术实施例提供了一种电源装置，包括第一方面任一项所述的功率变换器。

17、本技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

18、本技术实施例提供的功率变换器，包括第一开关模块、第二开关模块、第一储能模块、第二储能模块、单向导通模块、第一充放电模块和第二充放电模块。

19、当交流源的第一端为正电压且第一开关模块处于导通状态时，第一储能模块用于储能，第一充放电模块中存储的直流电为第二储能模块和负载供电。当交流源的第一端为正电压且第一开关模块处于断开状态时，第一储能模块用于通过单向导通模块向第一充放电模块释放能量，第二储能模块中存储的直流电通过单向导通模块为负载供电。当交流源的第二端为负电压且第二开关模块处于导通状态时，第一储能模块用于储能，第二充放电模块中存储的直流电为第二储能模块和负载供电。当交流源的第二端为负电压且第二开关模块处于断开状态时，第一储能模块用于通过单向导通模块向第一充放电模块释放能量，第二储能模块中存储的直流电通过单向导通模块为负载供电。由此实现交流电转换为直流电为负载供电。

20、综上所述，本技术实施例提供的功率变换器在工作过程中，根据第一开关模块和第二开关模块的导通和断开实现电流的正反向切换，从而使能量在第一储能模块、第二储能模块、第一充放电模块和第二充放电模块之间有效地流动和转换，使输出的电压等于负载所需的电压，为负载供电。无需将交流源输出的电压先进行升压后再进行降压处理，避免了能量的浪费。因此，本技术提供的功率变换器可以解决现有的功率变换器中前级升压电路和后级dc-dc降压电路所导致的功率损耗大的问题，减少了功率的损耗，提高了功率转换效率。