交流-直流轉換電路和方法以及充電器技術

依據本發明專利技術的實施例揭露了一種交流

【技術實現步驟摘要】
交流-直流轉換電路和方法以及充電器
[0001]本申請是申請日為2019年4月3日、申請號為201910267274X、專利技術名稱為“交流-直流轉換電路和方法以及充電器”的專利技術專利申請的分案申請。


[0002]本專利技術涉及電力電子領域，更具體的說，涉及一種交流-直流轉換電路和方法以及充電器。

技術介紹

[0003]隨著手機、電腦的廣泛普及和使用，充電器的應用越來越廣泛。在PD或者QC充電器的應用中，其輸入電壓需要適應100～240V的交流電源輸入。現有技術如圖1所示，所述充電器包括交流-直流轉換電路、直流-直流轉換電路和充電控制電路，所述整流橋接收100～240V的交流電，其輸出端連接直流-直流轉換電路的輸入端，直流-直流轉換電路的輸出端連接充電控制電路的輸入端，所述充電控制電路的輸出端連接充電器件。
[0004]現有技術中所述的交流-直流轉換電路為普通的整流橋，利用普通的整流橋將100～240V的交流電直接轉換成直流電，故直流-直流轉換電路的輸入電壓范圍較大，不利于后級功率器件的優化，造成充電器的體積較大，而市場對于充電器大功率小體積的需求越來越明顯，若可以使得直流-直流轉換電路的輸入電壓范圍較小，則可以優化后級功率管和變壓器等功率器件，從而減小充電器的體積。

技術實現思路

[0005]有鑒于此，本專利技術提出了一種新型的交流-直流轉換電路和方法以及充電器，以減小直流-直流轉換電路的輸入電壓范圍，解決了現有技術中的直流-直流轉換電路的輸入電壓范圍較大，不利于后級功率器件的優化，造成充電器的體積較大等技術問題。
[0006]第一方面，本專利技術實施例提供了一種交流-直流轉換電路，包括自適應整流模塊，所述自適應整流模塊接收不同數值的交流輸入電壓，根據所述交流輸入電壓的范圍，調整所述自適應整流模塊的工作狀態，以減小所述自適應整流模塊的直流輸出電壓的波動范圍。
[0007]優選地，當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，所述自適應整流模塊以升壓模式工作，以增加所述直流輸出電壓的數值，使得所述直流輸出電壓接近交流輸入電壓在高電壓范圍時的所述直流輸出電壓的數值。
[0008]優選地，當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，所述自適應整流模塊以降壓模式工作，以減小所述直流輸出電壓的數值，使得所述直流輸出電壓接近交流輸入電壓在低電壓范圍時的所述直流輸出電壓的數值。
[0009]優選地，當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，所述自適應整流模塊被配置為倍壓整流器工作；當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，所述自適應整流模塊被配置為全橋整流器工作。
[0010]優選地，所述自適應整流模塊包括全橋整流器、第一功率器件、第一電容和第二電容，所述全橋整流器包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述全橋整流器的第一輸入端和第二輸入端接收交流輸入電壓，所述第一電容和第二電容串聯在所述第一輸出端和第二輸出端之間，所述第一功率器件的一端連接所述第一輸入端或第二輸入端，所述第一功率器件的另一端連接所述第一電容和第二電容的公共端。
[0011]優選地，所述交流-直流轉換電路還包括電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊用以產生表征交流輸入電壓范圍的第一信號，所述第一信號通過控制所述第一功率器件的工作狀態以調整自適應整流模塊的工作狀態。
[0012]優選地，當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，所述第一信號控制所述第一功率器件導通；當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，所述第一信號控制所述第一功率器件關斷。
[0013]優選地，所述第一功率器件被配置為具有導通和關斷功能的功率器件，且可承受正向電壓和負向電壓。
[0014]優選地，所述第一功率器件導通時，所述交流輸入電壓在正半周期和負半周期分別對第一電容和第二電容充電，所述第一電容和第二電容的電壓之和作為所述直流輸出電壓。
[0015]優選地，當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，所述自適應整流模塊被配置為倍壓整流器工作；當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，所述自適應整流模塊被配置為降壓型開關調節器工作。
[0016]優選地，所述自適應整流模塊包括全橋整流器、開關型調節器、第一電容和第二電容，所述開關型調節器復用所述全橋整流器中的至少兩個整流晶體管，所述開關型調節器將交流輸入電壓轉換為所述第一電容和所述第二電容兩端的電壓，所述第一電容和第二電容兩端的電壓之和被配置為所述直流輸出電壓。
[0017]優選地，所述開關型調節器在交流輸入電壓的正負半周期分別復用所述全橋整流器中的至少一個整流晶體管，所述開關型調節器的輸出電壓在正負半周期分別為所述第一電容和所述第二電容的電壓。
[0018]優選地，所述開關型調節器還包括第二功率器件和第一電感，所述全橋整流器包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述全橋整流器的第一輸入端經所述第二功率器件和第二輸入端接收交流輸入電壓或所述全橋整流器的第二輸入端經所述第二功率器件和第一輸入端接收交流輸入電壓，所述第一電容和第二電容串聯在所述第一輸出端和第二輸出端之間，所述第一電感的一端與所述第二功率器件連接至相同的所述第一輸入端或第二輸入端，所述第一電感的另一端連接所述第一電容和第二電容的公共端。
[0019]優選地，所述交流-直流轉換電路還包括電壓檢測模塊，所述電壓檢測模塊用以產生表征交流輸入電壓范圍的第一信號，所述第一信號通過控制所述第二功率器件的工作狀態以調整自適應整流模塊的工作狀態。
[0020]優選地，當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，根據所述第一信號，所述第二功率器件被導通；當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，根據所述第一信號，所述第二功率器件工作在PWM狀態。
[0021]優選地，所述第二功率器件導通時，所述交流輸入電壓在正半周期和負半周期分
別對第一電容和第二電容充電；所述第二功率器件工作在PWM狀態時，所述交流輸入電壓通過buck電路在正半周期和負半周期分別控制第一電容和第二電容上的電壓值。
[0022]優選地，交流輸入電壓的所述低電壓范圍為90V-160V，所述高壓范圍為190V-290V。
[0023]第二方面，本專利技術實施例還提供了一種交流-直流轉換方法，包括：接收不同數值的交流輸入電壓，根據所述交流輸入電壓的范圍，調整不同的工作狀態，以減小直流輸出電壓的波動范圍。
[0024]優選地，當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，以升壓模式工作，以增加所述直流輸出電壓的數值，使得所述直流輸出電壓接近交流輸入電壓在高電壓范圍時的所述直流輸出電壓的數值。
[0025]優選地，當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，以降壓模式工作，以減小所述直流輸出電壓的數值，使得所述直流輸出電壓接近交流輸入電壓在低電壓范圍時的所述直流輸出電壓的數值。
[0026]優選地，交流輸入電壓的所述低電壓范圍為90V-160V，所述高壓范圍為190V-290V。
[0027]第三方面，本專利技術實施例還提供了一種充電器，包括以上任意所述的交流-直流轉換電路、直流本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種交流-直流轉換電路，其特征在于：包括自適應整流模塊，所述自適應整流模塊接收不同數值的交流輸入電壓，根據所述交流輸入電壓的范圍，調整所述自適應整流模塊的工作狀態，以減小所述自適應整流模塊的直流輸出電壓的波動范圍。2.根據權利要求1所述的交流-直流轉換電路，其特征在于：當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，所述自適應整流模塊以升壓模式工作，以增加所述直流輸出電壓的數值，使得所述直流輸出電壓接近交流輸入電壓在高電壓范圍時的所述直流輸出電壓的數值；當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，所述自適應整流模塊以降壓模式工作，以減小所述直流輸出電壓的數值，使得所述直流輸出電壓接近交流輸入電壓在低電壓范圍時的所述直流輸出電壓的數值。3.根據權利要求1所述的交流-直流轉換電路，其特征在于：當所述交流輸入電壓在低電壓范圍時，所述自適應整流模塊被配置為倍壓整流器工作；當所述交流輸入電壓在高電壓范圍時，所述自適應整流模塊被配置為降壓型開關調節器工作。4.根據權利要求1-3任意一項所述的交流-直流轉換電路，其特征在于：所述自適應整流模塊包括全橋整流器、開關型調節器、第一電容和第二電容，所述開關型調節器復用所述全橋整流器中的至少兩個整流晶體管，所述開關型調節器被配置為將交流輸入電壓轉換為所述第一電容和所述第二電容兩端的電壓，所述第一電容和第二電容兩端的電壓之和被配置為所述直流輸出電壓。5.根據權利要求4所述的交流-直流轉換電路，其特征在于：所述開關型調節器在交流輸入電壓的正負半周期分別復用所述全橋整流器中的至少一個整流晶體管，所述開關型調節器的輸出電壓在正負半周期分別為所述第一電容和所述第二電容的電壓。6.根據權利要求5所述的交流-直流轉換電路，其特征在于：所述開關型調節器還包括第二功率器件和第一電感，所述全橋整流器包括第一輸入端、第二輸入端、第一輸出端和第二輸出端，所述全橋整流器的第一輸入端經所述第二功率器件和第二輸入端接收交流輸入電壓或所述全橋整流器的第二輸入端經所述第二功率器件和第一輸入端接收交流輸入電壓，所述第一電容和第二電容串聯在所述第一輸出端和第二輸出端之間，所述第一電感的一端與所述第二功率器件連接至相同的所述第一輸入端或第二輸入端，所述第一電感的另一端連接所述第一電容和第二電容的公共端。7....

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃秋凱，鄧建，
申請(專利權)人：矽力杰半導體技術杭州有限公司，
類型：發明
國別省市：