本发明涉及电源变换技术，属于电力电子变换器，应用于蓄电池充电和可调led光源等电源系统。
背景技术：
1、随着储能技术不断发展，蓄电池容量和储能密度大幅提升，并在数据中心、军用电子设备、应急供电等领域得到广泛应用。对ac/dc变换器的功率密度、效率、性价比等提出更高的要求。针对蓄电池输入输出电压范围宽的特点，为了大力发展储能技术和可调led光源技术，需要一种能够在宽输入电压范围内工作，提供宽输出范围可调的恒流ac/dc变换器。现有恒流ac/dc变换器技术，单级pwm控制模式由于工作占空比变化范围很大，功率器件会承受较高的电压电流应力，而需要选择电压电流定额较高的功率器件，而且还会造成开关管、整流管和滤波电容损耗的增大和温度的上升，效率较低。各种零电压开关的变换器大多工作在pfm控制模式，该控制模式很难实现较宽的增益变化，不能适应宽输入和宽输出应用。
2、因此，针对现有拓扑的不足，需要进一步优化组合现有拓扑，利用各自优点，设计新的控制逻辑，拓宽变换器的增益范围，扩大输入输出范围。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提出一种高效率宽输入可变增益的恒流ac/dc变换器电路。
2、实现本发明目的的技术方案为：一种高效率宽输入可变增益的恒流ac/dc变换器电路，包括级联的输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)、中间调整buck变换器(102)、可变增益的llc_dcx变换器(103)，以及dc/dc控制单元(104)，所述输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)用于将输入交流电变换成直流电vbus；控制buck变换器的输出作为后级可变增益llc_dcx变换器的输入母线电压，后级可变增益llc_dcx变换器再进一步将母线电压隔离降压得到所需的输出电压；所述dc/dc控制单元(104)用于提供可变增益的llc_dcx变换器(103)的控制信号。
3、优选地，所述输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)包括输入交流源ac、交流整流桥br1、第一电容c1、第一电感l1、第一开关管q1、第一二极管v1、第二二极管v2、第二电容c2和apfc控制单元(105)，所述交流源ac两端分别与交流整流桥br1的交流侧相连，交流整流桥br1直流侧与第一电容c1两端相连，第一电容c1正端与第一电感l1一端和第一二极管v1阳极相连，第一电感l1另一端与第二二极管v2的阳极和第一开关管q1的漏极相连，第一二极管v1的阴极、第二二极管v2的阴极与第二电容c2的正极相连，第一电容c1负极与第一开关管q1源极、第二电容c2负极相连；apfc控制单元(105)采集第一电容c1两端电压vac和第二电容c2两端的电压vbus，经过处理得到第一开关管q1的控制信号sw1，并送至第一开关管q1的栅极；apfc变换器(101)完成交流输入的功率因数校正，并在第一电容c1两端电压vac较低时降低输出电压vbus，减小apfc变换器(101)中开关管q1的峰值电流。
4、优选地，所述中间调整buck变换器(102)包括第三二极管v3、第二电感l2、第三电容c3、第二开关管q2；第三二极管v3的阴极与第二电感l2一端相连，并接到输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)中第二电容c2的正端，第二电感l2的另一端与第三电容c3的正端相连，第三电容c3的负端与第三二极管v3阳极和第二开关管q2的漏极相连，第二开关管q2的源极与输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)中第二电容c2的负端相连，第二开关管q2栅极信号sw2来自dc/dc控制驱动单元(104)，中间调整buck变换器(102)通过第二开关管q2控制信号sw2占空比的变化调整电容第三电容c3两端电压vint。
5、优选地，所述可变增益的llc_dcx变换器(103)包括第三开关管q3、第四开关管q4、第五开关管q5、第六开关管q6、第一变压器t1第三电感l3、第四电容c4、第五电容c5、第二整流桥br2，第三开关管q3的源极与第四开关管q4的漏极相连组成第一桥臂，同样第五开关管q5源极和第六开关管q6的漏极相连组成第二桥臂，第三开关管q3的漏极和第五开关管q5的漏极相连，并与中间调整buck变换器(102)中第三电容c3正极相连，第四开关管q4源极和第六开关管q6源极相连，并与第三电容c3负极相连；第一桥臂中的第三开关管q3源极与第三电感l3一端相连，第三电感l3另一端源第一变压器ti初级一端相连，第一变压器t1初级的另一端与第四电容c4一端相连，第四电容c4的另一端与第二桥臂中点相连；第一变压器t1次级两端分别于第二整流桥的交流侧两端相连，第二整流桥直流侧与第五电容c5两端相连，第三开关管q3、第四开关管q4、第五开关管q5、第六开关管q6的控制信号sw3、sw4、sw5、sw6来自dc/dc控制驱动单元，可变增益的llc_dcx变换器(103)通过增益可变的比例变换，将输入电压vint变换成输出电压vout。
6、本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)电路简单，在宽输入电压范围和宽输出电压范围下可以保持较高的效率。2)采用三种变换器级联，并均可调整的工作模式下，进一步拓宽整个变换器的增益范围，每级变换器一般不需要工作在极限模式下，能够调高整个变换器系统的效率。
1.一种高效率宽输入可变增益的恒流ac/dc变换器电路，其特征在于，包括级联的输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)、中间调整buck变换器(102)、可变增益的llc_dcx变换器(103)，以及dc/dc控制单元(104)，所述输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)用于将输入交流电变换成直流电vbus；控制buck变换器的输出作为后级可变增益llc_dcx变换器的输入母线电压，后级可变增益llc_dcx变换器再进一步将母线电压隔离降压得到所需的输出电压；所述dc/dc控制单元(104)用于提供可变增益的llc_dcx变换器(103)的控制信号。
2.根据权利要求1所述的高效率宽输入可变增益的恒流ac/dc变换器电路，其特征在于，所述输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)包括输入交流源ac、交流整流桥br1、第一电容c1、第一电感l1、第一开关管q1、第一二极管v1、第二二极管v2、第二电容c2和apfc控制单元(105)，所述交流源ac两端分别与交流整流桥br1的交流侧相连，交流整流桥br1直流侧与第一电容c1两端相连，第一电容c1正端与第一电感l1一端和第一二极管v1阳极相连，第一电感l1另一端与第二二极管v2的阳极和第一开关管q1的漏极相连，第一二极管v1的阴极、第二二极管v2的阴极与第二电容c2的正极相连，第一电容c1负极与第一开关管q1源极、第二电容c2负极相连；apfc控制单元(105)采集第一电容c1两端电压vac和第二电容c2两端的电压vbus，经过处理得到第一开关管q1的控制信号sw1，并送至第一开关管q1的栅极；apfc变换器(101)完成交流输入的功率因数校正，并在第一电容c1两端电压vac较低时降低输出电压vbus，减小apfc变换器(101)中开关管q1的峰值电流。
3.根据权利要求2所述的高效率宽输入可变增益的恒流ac/dc变换器电路，其特征在于，所述中间调整buck变换器(102)包括第三二极管v3、第二电感l2、第三电容c3、第二开关管q2；第三二极管v3的阴极与第二电感l2一端相连，并接到输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)中第二电容c2的正端，第二电感l2的另一端与第三电容c3的正端相连，第三电容c3的负端与第三二极管v3阳极和第二开关管q2的漏极相连，第二开关管q2的源极与输出电压可变的功率因数校正apfc变换器(101)中第二电容c2的负端相连，第二开关管q2栅极信号sw2来自dc/dc控制驱动单元(104)，中间调整buck变换器(102)通过第二开关管q2控制信号sw2占空比的变化调整电容第三电容c3两端电压vint。
4.根据权利要求3所述的高效率宽输入可变增益的恒流ac/dc变换器电路，其特征在于，所述可变增益的llc_dcx变换器(103)包括第三开关管q3、第四开关管q4、第五开关管q5、第六开关管q6、第一变压器t1第三电感l3、第四电容c4、第五电容c5、第二整流桥br2，第三开关管q3的源极与第四开关管q4的漏极相连组成第一桥臂，同样第五开关管q5源极和第六开关管q6的漏极相连组成第二桥臂，第三开关管q3的漏极和第五开关管q5的漏极相连，并与中间调整buck变换器(102)中第三电容c3正极相连，第四开关管q4源极和第六开关管q6源极相连，并与第三电容c3负极相连；第一桥臂中的第三开关管q3源极与第三电感l3一端相连，第三电感l3另一端源第一变压器ti初级一端相连，第一变压器t1初级的另一端与第四电容c4一端相连，第四电容c4的另一端与第二桥臂中点相连；第一变压器t1次级两端分别于第二整流桥的交流侧两端相连，第二整流桥直流侧与第五电容c5两端相连，第三开关管q3、第四开关管q4、第五开关管q5、第六开关管q6的控制信号sw3、sw4、sw5、sw6来自dc/dc控制驱动单元，可变增益的llc_dcx变换器(103)通过增益可变的比例变换，将输入电压vint变换成输出电压vout。
