專(zhuān)利名稱(chēng)：低頻電子式電源變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源變壓器技術(shù)，特別是一種低頻電子式電源變壓器。
當(dāng)電源變壓器的輸出功率超過(guò)100～200W以上，電感式電源變壓器的重量重和體積大的矛盾已經(jīng)非常突出，而電子式電源變壓器的可靠性低，壽命短，電磁兼容難通過(guò)，成本太高已經(jīng)成為市場(chǎng)難以接受的關(guān)鍵。
本發(fā)明提出的低頻電子式電源變壓器，包括防雷擊及電磁兼容組件、整流電路以及逆變器；其特征在于所述的逆變器是低頻逆變器，該低頻逆變器含有，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管為核心的開(kāi)關(guān)電路、一對(duì)電容組成的分壓電路、接于開(kāi)關(guān)管控制端的延遲啟動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)變壓器、逆變變壓器以及保護(hù)模塊組成；逆變變壓器T2初級(jí)線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)變壓器T3的輸入線(xiàn)圈L3C串聯(lián)接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的輸出回路，驅(qū)動(dòng)變壓器T3的兩個(gè)輸出線(xiàn)圈L3A、L3B分別接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的輸入回路，逆變變壓器T2的次級(jí)輸出交流矩形波電壓。所述低頻逆變器的工作頻率范圍為200～7500HZ。
本發(fā)明與現(xiàn)有的電感式和電子式電源變壓器兩大系列電源變壓器相比，不僅吸取了兩者的優(yōu)點(diǎn)于一身，如重量輕，可靠性高，轉(zhuǎn)換效率較高，功率因數(shù)高，交流輸出距離遠(yuǎn)(6-10M以上)，電磁干擾問(wèn)題易處理，外形尺寸的適應(yīng)性強(qiáng)等；而且從跟本上解決了電子變壓器的發(fā)熱問(wèn)題，如100W電子變壓器與100W低頻電子電源變壓器相比，用同樣型號(hào)的開(kāi)關(guān)管，若不加散熱片，前者幾分鐘就會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱(P-N結(jié)耐溫155℃左右)而燒毀，而后者溫度只有110℃以?xún)?nèi)，工作非常穩(wěn)定；再者，由于工作條件的大大改善，使得該產(chǎn)品對(duì)元器件的要求也大大下降，而整機(jī)的可靠性有明顯提高，因此成本明顯下降(達(dá)到20％以上降幅)，這一點(diǎn)對(duì)大規(guī)模生產(chǎn)的電源，可以起到事半功倍的效果，有著非常重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。
圖3為為另一實(shí)施例電路圖。
如原理框

圖1所示，本低頻電子式電源變壓器包括防雷擊及電磁兼容組件1、整流器2以及低頻逆變器3。本發(fā)明低頻逆變器的工作頻率范圍為200～7500HZ，工作頻率主要由逆變變壓器T2初級(jí)線(xiàn)圈、驅(qū)動(dòng)變壓器T3的初級(jí)線(xiàn)圈、分壓電容以及電路的分布參數(shù)確定。在變壓器次級(jí)接入整流濾波電路4即可以組成一個(gè)高精度的直流電源。
其典型實(shí)施例如電路圖2所示。防雷擊及電磁兼容組件是直接與供電電網(wǎng)連接的法定要求，一方面，防止經(jīng)由供電電網(wǎng)將雷電沖擊和電網(wǎng)干擾傳遞到變壓器中，損壞或干擾變壓器正常工作，另一方面，隔離由變壓器自身產(chǎn)生的各種干擾反向傳遞的電網(wǎng)中去。
整流電路用于將輸入的交流正弦波整流成脈動(dòng)直流電，可采用傳統(tǒng)的橋式整流電路。
低頻逆變器用來(lái)將脈動(dòng)直流電逆變成交流矩形波輸出，其工作頻率范圍為200～7500HZ，比傳統(tǒng)的電子變壓器頻率范圍15～30KHZ低的多。
本低頻逆變器含有兩個(gè)開(kāi)關(guān)管為核心的開(kāi)關(guān)電路、一對(duì)電容(C1、C2)組成的分壓電路、電阻R1和電容C3及DB3組成的積分延時(shí)啟動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)變壓器T3、逆變變壓器T2以及保護(hù)模塊U1組成。
低頻逆變器中開(kāi)關(guān)電路采用的開(kāi)關(guān)管是三極管、或MOS管、或IGBT管等。
所述低頻逆變器的開(kāi)關(guān)電路由兩個(gè)三極管(Q1、Q2)和若干限流、保護(hù)電阻組成，三極管Q1、限流電阻R6、開(kāi)關(guān)管Q2以及限流電阻R7依次串聯(lián)，三極管Q1、Q2基極與發(fā)射極之間分別連接一個(gè)保護(hù)電阻(R2、R4)，Q2基極接觸發(fā)管DB3，限流電阻R7通過(guò)保護(hù)模塊U1的取樣端接地；逆變變壓器T2的初級(jí)線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)變壓器T3的線(xiàn)圈L3C串聯(lián)跨接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的中點(diǎn)與分壓電容C1、C2的中點(diǎn)；驅(qū)動(dòng)變壓器T3的一個(gè)輸出線(xiàn)圈L3A同名端串聯(lián)電阻R3接于Q1基極，另一端接兩個(gè)三極管的公共點(diǎn)；L3B的同名端接地，另一端串聯(lián)電阻R5接Q2基極。
上述低頻逆變器的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管(Q1、Q2)輸出端可分別并接一個(gè)保護(hù)二極管(D5、D6)。
保護(hù)模塊U1是利用逆變變壓器在輸出過(guò)載或短路時(shí)初級(jí)電流的增加，引起的低頻逆變器工作電流的增加，通過(guò)檢測(cè)此增加量達(dá)到某一限定值，然后改變其工作狀態(tài)，使低頻逆變器3進(jìn)入抑制狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)變壓器的保護(hù)。本發(fā)明保護(hù)模塊U1采用SH-01保護(hù)模塊。
圖2所示實(shí)施例的輸入電壓為230V/50HZ，輸出電壓12V/100W，工作頻率為2500HZ左右。電路工作過(guò)程如下其將輸入的50HZ正弦波電壓，經(jīng)整流橋D1-D4整流后變?yōu)?00HZ脈動(dòng)直流，經(jīng)電容C1、C2分壓，分別與開(kāi)關(guān)管Q1、Q2配合工作，電阻R1和電容C3組成積分電路，當(dāng)C3充電電壓達(dá)到觸發(fā)管DB3啟動(dòng)電壓時(shí)，使Q2基極正向偏置，則Q2立即導(dǎo)通；此時(shí)，C2通過(guò)逆變變壓器T2初級(jí)線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)變壓器T3的輸入線(xiàn)圈L3C及Q2放電，這樣驅(qū)動(dòng)變壓器T3的輸出線(xiàn)圈L3A、L3B產(chǎn)生感應(yīng)電壓U1、U2，U1使開(kāi)關(guān)管Q1快速導(dǎo)通，U2反饋至Q2基極使其加速截止，完成一次交變過(guò)程；之后，Q1、Q2通過(guò)驅(qū)動(dòng)變壓器T3的輸出線(xiàn)圈L3A、L3B的作用，如此不斷循環(huán)，則在逆變變壓器T2的次級(jí)上感應(yīng)產(chǎn)生低頻交流矩形波輸出。
圖3為其另一實(shí)施電路。其電路的基本結(jié)構(gòu)同圖2實(shí)施例，所不同之處是將圖2的驅(qū)動(dòng)變壓器T3和逆變變壓器T2用一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的逆變變壓器T代替。驅(qū)動(dòng)變壓器T2初級(jí)線(xiàn)圈和T2的L3C合并，L3A與T2初級(jí)線(xiàn)圈接成自耦形式，L3B的接法不變。逆變變壓器T的初級(jí)線(xiàn)圈L3和L1的公共端接三極管Q2集電極，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈L1的同名端串聯(lián)電阻R3接Q1的基極，初級(jí)線(xiàn)圈L3的同名端接分壓電容(C1、C2)的公共點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈L2串接電阻R5接于Q2的基極與發(fā)射極之間。其工作過(guò)程同上述圖2實(shí)施例所述，不再贅述。
由于本發(fā)明的逆變變壓器的工作頻率設(shè)計(jì)在200～7500HZ的低頻段，因此驅(qū)動(dòng)變壓器T3、逆變變壓器T2以及帶驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的逆變變壓器T均可采用硅鋼片鐵芯，使成本大大降低。
權(quán)利要求
1.一種低頻電子式電源變壓器，包括防雷擊及電磁兼容組件、整流電路以及逆變器；其特征在于所述的逆變器是低頻逆變器，該低頻逆變器含有，兩個(gè)開(kāi)關(guān)管為核心的開(kāi)關(guān)電路、電容分壓電路、接于開(kāi)關(guān)管控制端的延遲啟動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)變壓器、逆變變壓器以及保護(hù)模塊組成；逆變變壓器T2初級(jí)線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)變壓器T3的輸入線(xiàn)圈L3C串聯(lián)接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的輸出回路，驅(qū)動(dòng)變壓器T3的兩個(gè)輸出線(xiàn)圈L3A、L3B分別接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的輸入回路，逆變變壓器T2的次級(jí)輸出交流矩形波電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于所述低頻逆變器的工作頻率范圍為200～7500HZ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于所述低頻逆變器的保護(hù)模塊采用SH-01模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)變壓器T3和逆變變壓器T2能用一個(gè)帶驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的逆變變壓器T代替。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于所述的驅(qū)動(dòng)變壓器T3、逆變變壓器T2以及帶驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈的逆變變壓器T均采用硅鋼片鐵芯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于在所述低頻逆變器中，開(kāi)關(guān)電路采用的開(kāi)關(guān)管是三極管、或MOS管、或IGBT管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于所述低頻逆變器的開(kāi)關(guān)電路由兩個(gè)三極管(Q1、Q2)和若干限流、保護(hù)電阻組成，三極管Q1、限流電阻R6、開(kāi)關(guān)管Q2以及限流電阻R7依次串聯(lián)，Q2基極接觸發(fā)管DB3，限流電阻R7通過(guò)保護(hù)模塊U1的取樣端接地；逆變變壓器T2的初級(jí)線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)變壓器T3的線(xiàn)圈L3C串聯(lián)跨接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的中點(diǎn)與分壓電容C1、C2的中點(diǎn)；驅(qū)動(dòng)變壓器T3的一個(gè)輸出線(xiàn)圈L3A同名端串聯(lián)電阻R3接于Q1基極，另一端接兩個(gè)三極管的公共點(diǎn)；L3B的同名端接地，另一端串聯(lián)電阻R5接Q2基極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述低頻電子式電源變壓器，其特征在于所述低頻逆變器的兩個(gè)三極管(Q1、Q2)輸出端分別并接一個(gè)保護(hù)二極管(D5、D6)。
全文摘要
一種低頻電子式電源變壓器，包括防雷擊及電磁兼容組件、整流電路以及逆變器；其特征在于所述逆變器是低頻逆變器，該低頻逆變器由兩個(gè)開(kāi)關(guān)管為核心的開(kāi)關(guān)電路、一對(duì)電容組成的分壓電路、接于開(kāi)關(guān)管控制端的延遲啟動(dòng)電路、驅(qū)動(dòng)變壓器、逆變變壓器以及保護(hù)模塊組成；逆變變壓器T2初級(jí)線(xiàn)圈和驅(qū)動(dòng)變壓器T3的輸入線(xiàn)圈L3C串聯(lián)接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的輸出回路，T3的兩個(gè)輸出線(xiàn)圈L3A、L3B分別接于兩個(gè)開(kāi)關(guān)管的輸入回路，T2的次級(jí)輸出交流矩形波電壓。其工作頻率為200～7500Hz，具有重量輕，可靠性高，轉(zhuǎn)換效率較高，功率因數(shù)高，使用壽命長(zhǎng)、電磁兼容性好、交流輸出距離遠(yuǎn)、成本低以及體積小等諸多特點(diǎn)，解決了電子變壓器發(fā)熱問(wèn)題，對(duì)元器件的要求也大大下降，廣泛適用于電子產(chǎn)品、照明燈具等產(chǎn)品使用。
文檔編號(hào)H02M5/00GK1416212SQ0112986
公開(kāi)日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者劉軍 申請(qǐng)人:劉軍