大功率開關電源電路以及具有該電路的高壓變頻器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及開關電源領域，尤其涉及一種具有寬輸入電壓范圍的大功率開關電源電路以及具有該電路的高壓變頻器。
【背景技術】
[0002]對于大功率開關電源，通常采用橋式電路拓撲。橋式電路拓撲存在的缺點是只能用于降壓場合，因橋式拓撲開關電源用于寬輸入電壓范圍場合時，副邊整流二極管的電壓應力很高，若輸出電壓較高時，其整流二極管很難選取。對于寬電壓范圍輸入、高電壓輸出、大功率開關電源場合，通常采用兩組全橋電路，兩組全橋電路的原邊并聯(lián)、副邊串聯(lián)，如圖1所示。該電路的優(yōu)點是每組全橋電路的輸出電壓僅為總輸出電壓的一半，從而降低了副邊整流二極管的電壓應力，但是會帶來系統(tǒng)體積較大、成本較高的缺陷。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種能減小體積、降低成本的具有寬輸入電壓范圍的大功率開關電源電路以及具有該電路的高壓變頻器。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:構造一種大功率開關電源電路，包括至少兩個全橋變換模塊、一個輸出濾波電感、一個輸出濾波電容，所有的全橋變換模塊的輸入端并聯(lián)后連接至直流輸入電源，所有的全橋變換模塊的輸出端以及所述輸出濾波電感串聯(lián)連接在輸出正母線和輸出負母線之間，所述輸出濾波電容的兩端分別連接輸出正母線和輸出負母線。
[0005]在本發(fā)明所述的大功率開關電源電路中，每一所述全橋變換模塊包括依次連接的:全橋逆變電路、直流濾波電路、變壓器、二極管橋式整流電路。
[0006]在本發(fā)明所述的大功率開關電源電路中，每一所述全橋逆變電路包括多個含有功率開關器件的橋臂，所述大功率開關電源電路包括兩個全橋變換模塊及一個控制單元，所述控制單元向該兩個全橋變換模塊的全橋逆變電路的相同橋臂中相同位置的功率開關器件輸出的驅動信號的相位相差90°。
[0007]在本發(fā)明所述的大功率開關電源電路中，所述全橋逆變電路包括四個橋臂，每個橋臂包括一個功率開關器件和反并聯(lián)在所述功率開關器件上的續(xù)流二極管；所述直流濾波電路包括第一電感和第一電容；其中，相對的兩個橋臂連接點作為兩個逆變輸入端分別連接至兩根輸入母線，另外兩個相對的橋臂連接點作為兩個逆變輸出端，所述第一電容串接在所述變壓器的原邊的第一端和一個逆變輸出端之間，所述第一電感串接在所述變壓器的原邊的第二端和另外一個逆變輸出端之間。
[0008]在本發(fā)明所述的大功率開關電源電路中，所述二極管橋式整流電路包括第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管，所述第一二極管與第二二極管的陰極連接且連接點作為第一整流輸出端，第三二極管與第四二極管的陽極連接且連接點作為第二整流輸出端，第一二極管的陽極與第三二極管的陰極均連接至所述變壓器的副邊的第一端，第二二極管的陽極與第四二極管的陰極均連接至所述變壓器的副邊的第二端，
[0009]所述全橋變換模塊的數量為兩個，其中，第一個全橋變換模塊的第二整流輸出端和第二個全橋變換模塊的第一整流輸出端連接，第一個全橋變換模塊的第一整流輸出端連接至輸出正母線，第二個全橋變換模塊的第二整流輸出端連接至輸出負母線，所述輸出濾波電感串接在第一個全橋變換模塊的第二整流輸出端和第二個全橋變換模塊的第一整流輸出端之間或者串接在第一個全橋變換模塊的第一整流輸出端和輸出正母線之間或者串接在第二個全橋變換模塊的第二整流輸出端和輸出負母線之間。
[0010]本發(fā)明還公開了一種高壓變頻器，包括所述的大功率開關電源電路。
[0011]實施本發(fā)明的具有寬輸入電壓范圍的大功率開關電源電路以及具有該電路的尚壓變頻器，具有以下有益效果:本發(fā)明中，由于所有的全橋變換模塊的輸出端以及輸出濾波電感串聯(lián)連接在輸出正母線和輸出負母線之間，輸出濾波電容的兩端分別連接輸出正母線和輸出負母線，對于每個全橋變換模塊內部的橋式二極管來說，其電壓應力與現有技術中的副邊整流二極管的電壓應力相等，但是輸出濾波電感和輸出濾波電容只有一個，縮小了系統(tǒng)體積，降低了系統(tǒng)成本。
【附圖說明】
[0012]下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0013]圖1是傳統(tǒng)的大功率開關電源電路的結構示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明大功率開關電源電路的第一實施例的結構示意圖；
[0015]圖3是本發(fā)明大功率開關電源電路的第二實施例的結構示意圖；
[0016]圖4是本發(fā)明大功率開關電源電路的第三實施例的結構示意圖；
[0017]圖5是兩組驅動信號相位差為0°和90°的兩種情況下的輸出濾波電感電流紋波對比圖。
【具體實施方式】
[0018]為了對本發(fā)明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0019]參考圖2-4，圖中A、B表示連接直流輸入電源的輸入正母線、輸入負母線，C、D表示整個開關電源電路最后用于輸出電源的輸出正母線、輸出負母線。
[0020]本發(fā)明的大功率開關電源電路包括:至少兩個全橋變換模塊10、一個輸出濾波電感L0、一個輸出濾波電容CO，所有的全橋變換模塊10的輸入端并聯(lián)后連接至直流輸入電源，所有的全橋變換模塊10的輸出端以及所述輸出濾波電感LO串聯(lián)連接在輸出正母線和輸出負母線之間，所述輸出濾波電容CO的兩端分別連接輸出正母線C和輸出負母線D。
[0021]所有的全橋變換模塊10的輸出端以及輸出濾波電感LO串聯(lián)，對于內部的橋式二極管來說，其電壓應力與現有技術中的副邊整流二極管電壓應力相等，但是輸出濾波電感LO和輸出濾波電容CO只有一個，縮小了系統(tǒng)體積，降低了系統(tǒng)成本。
[0022]下面以兩個全橋變換模塊10為例進行詳細說明。
[0023]每個所述全橋變換模塊10包括依次連接的:控制單元(圖未示)、全橋逆變電路11、直流濾波電路12、變壓器Tl、二極管橋式整流電路13。
[0024]控制單元，輸出驅動信號控制全橋逆變電路11的工作。
[0025]全橋逆變電路11，用于將直流轉換為交流。兩個全橋逆變電路11的輸入端并聯(lián)且均連接至輸入正母線A、輸入負母線B。
[0026]直流濾波電路12，用于將全橋逆變電路11輸出的信號中的直流分量濾除。
[0027]變壓器TI，用于降壓輸出。
[0028]二極管橋式整流電路13，用于將降壓后的交流轉換為直流輸出。
[0029]輸出濾波電感LO和輸出濾波電容CO，用于將所有的二極管橋式整流電路13最后疊加的輸出信號中的交流分量濾除，且輸出濾波電容CO實現穩(wěn)壓輸出。
[0030]本實施例中，兩個二極管橋式整流電路13的輸出端串聯(lián)在輸出正母線C、輸出負母線D之間，輸出濾波電感LO可以串接在兩個二極管橋式整流電路13的串聯(lián)支路的任意位置，例如，圖2中是串聯(lián)在兩個二極管橋式整流電路13之間，圖3則是串聯(lián)在第一個二極管橋式整流電路13和輸出正母線C之間，圖4則是串聯(lián)在第二個二極管橋式整流電路13和輸出負母線D之間。
[0031]具體的:
[0032]所述全橋逆變電路11包括四個橋臂，每個橋臂包括一個功率開關器件和反并聯(lián)在所述功率開關器件上的續(xù)流二極管；所述直流濾波電路12包括第一電感LI和第一電容Cl ;所述二極管橋式整流電路13包括第一二極管D1、第二二極管D2、第三二極管D3、第四二極管D4。
[0033]其中，相對的兩個橋臂連接點作為兩個逆變輸入端分別連接至輸入正母線A、輸入負母線B，另外兩個相對的橋臂連接點作為兩個逆變輸出端，所述第一電容Cl串接在所述變壓器Tl的原邊的第一端和一個逆變輸出端之間，所述第一電感LI串接在所述變壓器Tl的原