一种大功率开关电源电路的制作方法

一种大功率开关电源电路
[技术领域]
[0001]
本实用新型涉及开关电源，尤其涉及一种大功率开关电源电路。
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背景技术：
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[0002]
伴随着开关电源技术的发展趋势，大功率大电流电源要求越来越高，大功率的开关电源在社会上广泛应用于各行业。在大功率开关电源的应用中，其输入电压大都是三相交流输入，经过三相维也纳pfc整流之后，直流母线电压达到800v，如此高的母线电压给后级dc/dc变换器的效率转换带来挑战。
[0003]
在大功率电源中，不仅直流母线高，而且电流也很大。大功率的大电流输出电路，传递过程中能量损耗很大，电源效率很低。
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技术实现要素：
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[0004]
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能量损耗小、效率高的大功率开关电源电路。
[0005]
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种大功率开关电源电路，包括直流输入端、直流输出端和交错并联的两条转换支路，直流输入端包括直流输入端正极、直流输入端负极和直流输入端接地极；转换支路包括高频变压器、原边电路和副边电路，第一转换支路原边电路输入端的正极接直流输入端正极，输入端负极接直流输入端接地极；第二转换支路原边电路输入端的正极接直流输入端接地极，输入端负极接直流输入端负极；第一转换支路副边电路的输出端与第二转换支路副边电路的输出端并接；高频变压器的副边绕组由铜箔绕制。
[0006]
以上所述的大功率开关电源电路，原边电路包括上开关管、下开关管、谐振电容和谐振电感，原边电路与高频变压器的原边绕组构成半桥谐振电路，上开关管与下开关管串接构成半桥的桥臂，谐振电容和谐振电感与高频变压器的原边绕组串接构成llc谐振支路；桥臂的第一端接转换支路原边电路输入端的正极，桥臂的第二端接转换支路原边电路输入端的负极；llc谐振支路的第一端接桥臂的中点，第二端接转换支路原边电路输入端的负极。
[0007]
以上所述的大功率开关电源电路，包括输出电容，副边电路包括输出整流电路，输出整流电路包括第一可控整流管和第二可控整流管，副边绕组的第一端通过第一可控整流管接模拟地，副边绕组的第二端通过第二可控整流管接模拟地；副边绕组的中心抽头接直流输出端的正极，输出电容的第一端接直流输出端的正极，第二端接模拟地。
[0008]
以上所述的大功率开关电源电路，副边电路包括接地电容，副边绕组的中心抽头通过接地电容接直流输入端接地极。
[0009]
以上所述的大功率开关电源电路，两条转换支路的高频变压器共用一个磁芯。
[0010]
本实用新型在大电流输出情况下，能够大幅度地提高变压器的转换效率，降低传递过程中的损耗。
[附图说明]
[0011]
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
[0012]
图1是本实用新型实施例大功率开关电源电路的电路图。
[0013]
图2是本实用新型实施例高频变压器的接线图。
[0014]
图3是本实用新型实施例高频变压器的内部结构图。
[具体实施方式]
[0015]
本实用新型实施例大功率开关电源电路的结构如图1至图3所示，包括直流输入端、直流输出端、输出电容和结构相同、交错并联的两条转换支路，直流输入端包括直流输入端正极 400v、直流输入端负极-400v和直流输入端接地极gndaux。转换支路包括高频变压器、原边电路和副边电路，第一转换支路原边电路输入端的正极接直流输入端正极 400v，输入端负极接直流输入端接地极gndaux。第二转换支路原边电路输入端的正极接直流输入端接地极gndaux，输入端负极接直流输入端负极-400v。第一转换支路副边电路的输出端与第二转换支路副边电路的输出端并接。
[0016]
如图1所示，第一转换支路的原边电路包括上开关管q1、下开关管q2、谐振电容c1和谐振电感l1，原边电路与高频变压器的原边绕组l2构成半桥谐振电路，上开关管q1与下开关管q2串接构成半桥的桥臂，谐振电容c1和谐振电感l1与高频变压器的原边绕组l2串接构成llc谐振支路。桥臂的第一端接第一转换支路原边电路输入端的正极 400v，桥臂的第二端接第一转换支路原边电路输入端的接地极gndaux。llc谐振支路的第一端接桥臂的中点(上开关管q1与下开关管q2的连接点)，第二端接转换支路原边电路输入端的接地极gndaux。
[0017]
第一转换支路的副边电路包括输出整流电路和接地电容，输出整流电路包括第一可控整流管d1和第二可控整流管d2，副边绕组l5的一端通过第一可控整流管d1接模拟地agnd1，副边绕组l6的一端通过第二可控整流管d2接模拟地agnd1。副边绕组l5和l6的连接点(中心抽头)接直流输出端的正极，输出电容c3的第一端接直流输出端的正极，第二端接模拟地agnd1。
[0018]
第二转换支路的原边电路包括上开关管q3、下开关管q4、谐振电容c2和谐振电感l3，原边电路与高频变压器的原边绕组l4构成半桥谐振电路，上开关管q3与下开关管q4串接构成半桥的桥臂，谐振电容c2和谐振电感l3与高频变压器的原边绕组l4串接构成llc谐振支路。桥臂的第一端接第二转换支路原边电路输入端的接地极gndaux，桥臂的第二端接第二转换支路原边电路输入端的负极-400v。llc谐振支路的第一端接桥臂的中点(上开关管q3与下开关管q4的连接点)，第二端接转换支路原边电路输入端的负极。
[0019]
第二转换支路的副边电路包括输出整流电路和接地电容，输出整流电路包括第一可控整流管d3和第二可控整流管d4，副边绕组l7的一端通过第一可控整流管d3接模拟地agnd1，副边绕组l8的一端通过第二可控整流管d4接模拟地agnd1。副边绕组l7和l8的连接点(中心抽头)接直流输出端的正极。
[0020]
副边绕组l7和l8的的连接点(中心抽头)还通过接地电容接直流输入端接地极gndaux。
[0021]
副边绕组l5和l6的的连接点(中心抽头)还通过接地电容接直流输入端接地极
gndaux。
[0022]
如图1至图3所示，两条转换支路的高频变压器共用一个磁芯10。如图3所示，高频变压器的副边绕组20由铜箔(铜片)绕制。铜箔(铜片)绕制的绕组比用铜线的绕组截面大，散热好，效率高，损耗小。
[0023]
本实用新型以上实施例大功率开关电源电路变压器副边绕组用铜片绕制实现能量的传递，与传统变压器的绕制方式进行对比，在大功率电源的大电流输出情况下，能够大幅度的提高变压器的转换效率，降低传递过程中的损耗。将输入的电压 400v和—400v通过两路双管半桥llc谐振电路进行交错工作，每一路对应一个变压器，整个电路通过两个变压器的耦合来进行能量的交错传递，把输入电压进行两部分进行能量的传递对于大功率大电流的传输有好处，比单一路的能量输出能降低不少的能量消耗。两个变压器传递过来的能量平均分成两路输出后形成单一稳定的主路输出，可以使大电流的传递过程中，降低消耗，提高效率。