一種高效兩用臺燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于照明工具領(lǐng)域，特別涉及一種高效兩用臺燈。
【背景技術(shù)】
[0002]臺燈早已成為人們生活學(xué)習(xí)的必需品，尤其對于需要在家學(xué)習(xí)或者在學(xué)校自習(xí)室學(xué)習(xí)的學(xué)生。
[0003]目前傳統(tǒng)的臺燈在滿足了照明工具功能的同時，多使用開關(guān)電源進(jìn)行開合，傳統(tǒng)的臺燈所使用的開關(guān)電源的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現(xiàn)的。脈沖的占空比由開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)；一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低，通過增加變壓器的二次繞組數(shù)就可以增加輸出的電壓值，最后這些交流波形經(jīng)過整流濾波后就得到直流輸出電壓；
[0004]但使用上述臺燈所使用的開關(guān)電源的臺燈存在開關(guān)損耗、在斷開開關(guān)元件時會產(chǎn)生的沖擊電壓以及因電壓不穩(wěn)而導(dǎo)致的臺燈工作穩(wěn)定性差，其損耗高，功率密度低，工作壽命和可靠性低的問題；并且只起到照明工具作用的傳統(tǒng)臺燈，并且傳統(tǒng)的臺燈功能單一，其底座的在占用桌面空間的同時，學(xué)生在桌前學(xué)習(xí)時，除了擺放臺燈，還有大量的書本及資料等需要展開，而對于那些有使用平板電腦瀏覽網(wǎng)上課程或查找資料的需求的學(xué)生而言，放置并固定平板電腦成了一大難題，尤其是對于桌面空間較小和無格擋的自習(xí)室桌子來說；而傳統(tǒng)臺燈的底座則除了對臺燈起到穩(wěn)定作用與其上置有開關(guān)之外，并沒有有效的被加以利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，是針對前述【背景技術(shù)】中的缺陷和不足，提出一種具有中間抽頭變壓器的共振變換器的開關(guān)電源的臺燈，其損耗低，功率密度高，可提高臺燈的工作壽命和可靠性；并且可以將日漸普及的平板電腦固定于臺燈燈座上的。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述目的:
[0007]針對現(xiàn)有的臺燈存在的技術(shù)缺點，重新設(shè)計一種高可靠性臺燈，包括臺燈底座、開關(guān)電源、燈架和燈罩，其特征在于，所述開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器。
[0008]進(jìn)一步的，所述共振變換器包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件S1、S2、S3、S4、二極管Dl、D2、D3、D4、電感L和控制器，各開關(guān)管具有反并聯(lián)的寄生二極管和寄生電容；所述輸入電壓Uin的正端連接所述開關(guān)元件S1、S3的集電極，輸入電壓Uin的負(fù)端連接二極管Dl、D2的陰極、開關(guān)元件S2、S4的發(fā)射極；原邊繞組中間抽頭上半部分繞組的異名端連接二極管Dl的陽極，原邊繞組中間抽頭下半部分繞組的同名端連接二極管D2的陽極，原邊繞組中間抽頭上半部分繞組NI的同名端和原邊繞組中間抽頭下半部分繞組N2的異名端的連接點與輸入電壓Uin的正端相連接；開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接副邊繞組中間抽頭上半部分繞組的同名端，副邊繞組中間抽頭上半部分繞組N3的異名端與副邊繞組中間抽頭下半部分繞組N4的同名端連接，且其連接點與電感L的一端連接，副邊繞組中間抽頭下半部分繞組的異名端與二極管D4的陽極連接，二極管D4的陰極連接開關(guān)元件S2的集電極；開關(guān)元件S3的發(fā)射極與開關(guān)元件S4的集電極相連接，且其連接點與電感L的另一端以及負(fù)載相連接
[0009]進(jìn)一步的，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為:包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件51、52、53川4、二極管01、02、03、04、電感匕上述開關(guān)元件可為IGBT，二極管為快恢復(fù)二極管。
[0010]進(jìn)一步的，所述控制器控制開關(guān)SI和S2交替導(dǎo)通、S3和S4交替導(dǎo)通，通過電感L和各開關(guān)元件的雜散電容構(gòu)成的共振回路，在各開關(guān)元件的端電壓為O時導(dǎo)通各開關(guān)元件，從而實現(xiàn)零電壓開通。
[0011]進(jìn)一步的，所述開關(guān)管為IGBT或MOSFET。
[0012]進(jìn)一步的，所述輸入電壓為蓄電池、燃料電池或光伏電池。
[0013]進(jìn)一步的，所述各二極管為快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管。
[0014]進(jìn)一步的，所述臺燈底座上設(shè)有平板電腦支架。
[0015]進(jìn)一步的，所述平板電腦支架與臺燈底座接觸的兩端分別設(shè)有凹形槽。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述的高可靠性臺燈具有下列優(yōu)點:
[0017]具有中間抽頭變壓器的共振變換器的開關(guān)電源的臺燈利用中間抽頭變壓器的形式可實現(xiàn)通過控制電路控制開關(guān)元件的開關(guān)頻率，使得輸出電壓成為預(yù)定值。
[0018]并且各開關(guān)元件接通時因為電流流過負(fù)方向，因此不產(chǎn)生開關(guān)損失。
[0019]而因為進(jìn)行了共振動作，也不會產(chǎn)生斷開開關(guān)元件時的沖擊電壓。
[0020]在實現(xiàn)能量回饋的同時，利用電感和開關(guān)元件的寄生電容形成軟開關(guān)形式，沒有多余的功率電容，其損耗低，功率密度高，可提高臺燈的工作壽命和可靠性。
[0021]將平板電腦支架設(shè)于臺燈燈座上，使用者能夠固定平板電腦，并有效的利用了臺燈底座的空間。
【附圖說明】
[0022]圖1:本發(fā)明的臺燈結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2:本發(fā)明的具有中間抽頭變壓器的共振變換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3:開關(guān)元件S1、S2、S3、S4的控制脈沖時序圖。
[0025]其中，I一臺燈底座、2—開關(guān)電源、3—燈架、4一燈罩、5—平板電腦支架、6—凹形槽、uin_輸入電壓、T一中間抽頭的變壓器、S1、S2、S3、S4—開關(guān)元件、Dl、D2、D3、D4—二極管、L 一電感、NI—原邊繞組中間抽頭上半部分繞組、N2—原邊繞組中間抽頭下半部分繞組、N3—副邊繞組中間抽頭上半部分繞組、N4—副邊繞組中間抽頭下半部分繞組。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明的高可靠性臺燈包括臺燈底座1、開關(guān)電源2、燈架3和燈罩4，所述開關(guān)電源2包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器，所述臺燈底座I上設(shè)有平板電腦支架5，本實施例中，平板電腦支架5呈120 °仰角固定于所述臺燈底座I上，平板電腦支架5為X型支架，平板電腦支架5與臺燈底座I接觸的兩端分別設(shè)有凹形槽6，當(dāng)使用者將平板電腦置于平板電腦支架5中時，凹形槽6對平板電腦起到固定作用。
[0028]如圖2所示，本發(fā)明的臺燈中的電源開關(guān)2包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件S1、S2、S3、S4、二極管D1、D2、D3、D4、電感L。上述開關(guān)元件為IGBT，二極管為快恢復(fù)二極管。
[0029]結(jié)合附圖2對本發(fā)明的高可靠性臺燈中的電源開關(guān)2結(jié)構(gòu)作詳細(xì)說明，具體連接關(guān)系為:輸入電壓Uin的正端連接開關(guān)元件S1、S3的集電極，輸入電壓U ^的負(fù)端連接二極管Dl、D2的陰極、開關(guān)元件S2、S4的發(fā)射極；原邊繞組中間抽頭上半部分繞組的異名端連接二極管Dl的陽極，原邊繞組中間抽頭下半部分繞組的同名端連接二極管D2的陽極，原邊繞組中間抽頭上半部分繞組NI的同名端和原邊繞組中間抽頭下半部分繞組N2的異名端的連接點與輸入電壓Uin的正端相連接；開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接副邊繞組中間抽頭上半部分繞組的同名端，副邊繞組中間抽頭上半部分繞組N3的異名端與副邊繞組中間抽頭下半部分繞組N4的同名端連接，且其連接點與電感L的一端連接，副邊繞組中間抽頭下半部分繞組的異名端與二極管D4的陽極連接，二極管D4的陰極連接開關(guān)元件S2的集電極；開關(guān)元件S3的發(fā)射極與開關(guān)元件S4的集電極相連接，且其連接點與電感L的另一端以及負(fù)載相連接。
[0030]各開關(guān)元件SI?S4由控制器按照圖3的脈沖時序圖進(jìn)行交替導(dǎo)通和關(guān)斷；由電路結(jié)構(gòu)和上述脈沖時序圖可知，在S1、S2關(guān)斷期間，原邊繞組中的能量通過二極管D1、D2回饋到輸入電源，且控制器控制S3或S4其中之一導(dǎo)通，通過電感L和開關(guān)管S1、S2的寄生電容構(gòu)成共振回路，在S1、S2的端電壓為O時導(dǎo)通SI或者S2，實現(xiàn)零電壓開通；在S3、S4關(guān)斷期間，控制器控制SI或S2其中之一導(dǎo)通，通過電感L和開關(guān)管S3、S4的寄生電容構(gòu)成的共振回路，在S3、S4的端電壓為O時導(dǎo)通S3或者S4，從而實現(xiàn)零電壓開通。
[0031]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行修改或者同等替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種高效兩用臺燈，包括臺燈底座、開關(guān)電源、燈架和燈罩，其特征在于，所述開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器。
2.如權(quán)利要求1所述的臺燈，其特征在于，所述共振變換器包括輸入電壓Uin、原邊和副邊都具有中間抽頭的變壓器T、開關(guān)元件S1、S2、S3、S4、二極管D1、D2、D3、D4、電感L和控制器，各開關(guān)管具有反并聯(lián)的寄生二極管和寄生電容；所述輸入電壓Uin的正端連接所述開關(guān)元件S1、S3的集電極，輸入電壓Uin的負(fù)端連接二極管D1、D2的陰極、開關(guān)元件S2、S4的發(fā)射極；原邊繞組中間抽頭上半部分繞組的異名端連接二極管Dl的陽極，原邊繞組中間抽頭下半部分繞組的同名端連接二極管D2的陽極，原邊繞組中間抽頭上半部分繞組NI的同名端和原邊繞組中間抽頭下半部分繞組N2的異名端的連接點與輸入電壓Uin的正端相連接；開關(guān)元件SI的發(fā)射極連接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極連接副邊繞組中間抽頭上半部分繞組的同名端，副邊繞組中間抽頭上半部分繞組N3的異名端與副邊繞組中間抽頭下半部分繞組N4的同名端連接，且其連接點與電感L的一端連接，副邊繞組中間抽頭下半部分繞組的異名端與二極管D4的陽極連接，二極管D4的陰極連接開關(guān)元件S2的集電極；開關(guān)元件S3的發(fā)射極與開關(guān)元件S4的集電極相連接，且其連接點與電感L的另一端以及負(fù)載相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的臺燈，其特征在于，所述控制器控制開關(guān)SI和S2交替導(dǎo)通、S3和S4交替導(dǎo)通，通過電感L和各開關(guān)元件的雜散電容構(gòu)成的共振回路，在各開關(guān)元件的端電壓為O時導(dǎo)通各開關(guān)元件，從而實現(xiàn)零電壓開通。
4.如權(quán)利要求2所述的臺燈，其特征在于，所述開關(guān)管為IGBT或MOSFET。
5.如權(quán)利要求2所述的臺燈，其特征在于，所述輸入電壓為蓄電池、燃料電池或光伏電池。
6.如權(quán)利要求2所述的臺燈，其特征在于，所述二極管均采用快恢復(fù)二極管或者肖特基二極管。
7.如權(quán)利要求1所述的臺燈，其特征在于，所述臺燈底座上設(shè)有平板電腦支架。
8.如權(quán)利要求7所述的臺燈，其特征在于，所述平板電腦支架與臺燈底座接觸的兩端分別設(shè)有凹形槽。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高效兩用臺燈，包括臺燈底座、開關(guān)電源、燈架和燈罩，所述開關(guān)電源包括具有中間抽頭變壓器的共振變換器，所述臺燈底座上設(shè)有平板電腦支架、所述平板電腦支架與臺燈底座接觸的兩端分別設(shè)有凹形槽。本發(fā)明提供的具有中間抽頭變壓器的共振變換器的開關(guān)電源的高效兩用臺燈，其損耗低，功率密度高，可提高臺燈的工作壽命和可靠性，并且可以將平板電腦固定于臺燈燈座上。
【IPC分類】F21V33-00, H02M7-537, F21S6-00, F21V23-04
【公開號】CN104848075
【申請?zhí)枴緾N201510284691
【發(fā)明人】楊慧萌
【申請人】武漢綠鼎天舒科技發(fā)展有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月27日