專利名稱：一種高、低頻ac/dc轉換電路的制作方法
技術領域：
[0001 ] 本實用新型為高、低頻AC/DC轉換電路，屬于電源技術領域，廣泛用于AC/DC變換。所謂AC/DC變換，是將各種波型和類別的交流電(AC)(含直流)轉換為直流電(DC)，該電路作為DC/DC變換器的輸入端轉換器，與后續(xù)的DC/DC變換電路共同組成AC/DC電源變換器產品。DC/DC變換器可以是升壓類型、降壓類型或其它類型，該DC/DC電源變換器主要用于各種功能電路及LED燈具恒流源驅動產品。
背景技術：
很多的電子產品需要低壓直流供電，所需功率數瓦到數十瓦不等。低壓直流電壓源來源多種多樣，有用エ頻變壓器降壓整流的，有用電子變壓器的輸出整流得到低壓直流電的，還有直接用直流電源供電的。雖然都是低壓直流電，但它們的負載特性差別很大。例如用エ頻變壓器降壓整流得到的低壓直流電，點亮LED燈具沒有問題，用電子變壓器直接點亮鹵素石英燈也沒有問題。而用電子變壓器整流后得的到低壓直流電，卻出現點不亮LED燈具或發(fā)生LED閃爍不停的現象，這是由于負載特性與電源的輸出特性不匹配產生的。例如電子變壓器的輸入為220V交流市電，輸出為低壓高頻交流電，頻率約為30KHz 50KHz，是ー種開關電源，電路為半橋拓撲形式。由于電子變壓器體積小、重量輕，不用硅鋼片，節(jié)省銅材，成本低，在輸出為數瓦到數十瓦功率范圍內，基本上取代了エ頻變壓器，很多LED燈具必須采用電子變壓器供電方式，以替代鹵素石英燈，因為鹵素石英燈一直采用電子變壓器供電方式。但電子變壓器輸出的低壓高頻交流電經過整流，有的根本點不亮LED燈具，有的使LED閃爍不停，還有的雖然能點亮LED燈具，但發(fā)光微弱輸出不了功率。這樣ー來，替代鹵素石英燈遇到技術難題，推廣LED燈具受到制約，不利于節(jié)能環(huán)保。
發(fā)明內容電子變壓器原本針對鹵素石英燈設計，鹵素石英燈耗電多，功率達幾十瓦，其內部反饋調節(jié)環(huán)節(jié)亦是根據耗電量大來設計，且鹵素石英燈是電阻性的，如同鎢絲燈泡，冷態(tài)內阻低，不在乎供電是交流還是直流，低于額定電壓也能點亮，只不過發(fā)出的光暗一些；而LED燈具的功率小得多，通常只有幾瓦，例如MR16外殼的LED燈具功率只有I 3W，還必須直流供電，低于額定電壓絕對點不亮。生產電子變壓器的廠家為節(jié)約成本、追求高功率因數，對市電整流后的濾波電容取值很小，大約為0. I 0. 47 i! F，濾波效果很差，造成電子變壓器的輸出帶有市電50Hz頻率的包絡線，整流后包絡線依然存在，其頻率變成了 100Hz，如附圖圖4所示。再則，電子變壓器空載輸出電壓虛高，帶負載后輸出電壓跌落十分明顯，這就是低頻調制高頻的電源類別。從圖4看來，電子變壓器的輸出電壓瞬時值u在某些時間段是低于點亮LED燈具電壓的額定值U的，再加上整流的損耗，得到的電壓更低。也就是說，電壓低是主要原因。如何提高電壓？本實用新型對傳統(tǒng)橋式整流電路進行了改造，把相鄰橋臂的兩個整流ニ極管都并聯上一個電感(L)、電容(C)的串聯電路，如同說明書附圖的圖I表示的那樣，把傳統(tǒng)全波橋式整流改造成類似全波橋式倍壓整流，有了這幾個元件，它對電子變壓器輸出中的高頻部分進行了儲能，而又使得低頻包絡線能夠正常橋式變換。它的回路中只有一個ニ極管，啟動特性好，可以減小回路死區(qū)電壓，降低電阻，接近白熾燈特性，收到了很好的效果。只要這個電子變壓器能點亮鹵素石英燈，就能點亮LED燈具，且不再發(fā)生LED閃爍現象；能夠從電子變壓器得到足夠的輸出功率，可以點亮多個LED燈具，電路的效率高，與經典電路相同；電路增加的元件少，成本低廉。

圖I是本實用新型AC/DC轉換電路；圖2、圖3是本實用新型電路的另外兩種形式。圖4是電子變壓器采用傳統(tǒng)橋式整流后的波形圖，其中u是輸出電壓的瞬時值，U是點亮LED燈具電壓的額定值。
具體實施方式
下面結合實施例來解釋附圖和說明本實用新型的技術特征。圖I是本實用新型AC/DC轉換電路ー個實施例。其中，電感LI和電容Cl串聯后，與ニ極管VDl相并聯，電感L3和電容C3串聯后，與ニ極管VD3相并聯，C5是整流后的濾波電容，も是負載；INa和INb是兩個輸入端，接電子變壓器的輸出端。這個電路如果去掉LI、L3、Cl、C3四個元件，就成了傳統(tǒng)全波橋式整流電路，四個ニ極管VDl VD4，習慣上稱每個ニ極管為“橋臂”，就圖I來說，其中VDl和VD2處在上半部習慣稱為“上橋臂”，VD3和VD4處在下半部習慣稱為“下橋臂”，兩個ニ極管有共同連接點的習慣稱為“相鄰橋臂”，例如VDl和VD3、VD1和VD2、VD2和VD4、VD4和VD3有著共同連接點，都稱為“相鄰橋臂”。本實用新型效果類似全波橋式二倍壓整流電路，就是在橋臂VDl和VD3上并聯了 LC串聯元件，其工作原理分析如下當INa端為正、INb端為負時半周期內，電流一方面由INa — VDl —も一VD4 — INb向負載IU共電，另一方面由INa —L3 —C3 —VD4 — INb途徑向電容C3充電，充電后C3的電壓接近輸入端電壓的峰值。當INa端為負、INb端為正時半周期內，電容C3上的電壓疊加在輸入端電壓上,最大值接近輸入端電壓的峰值的兩倍，電流一方面由INb — VD2 -Rl- VD3 — INa向負載も供電，負載も上的電壓接近輸入端電壓的兩倍；另一方面由INb — VD2 — LI — Cl — INa途徑向電容Cl充電，充電后Cl上的電壓接近輸入端電壓的峰值。再循環(huán)到INa端為正、INb端為負時半周期,此時電容Cl已充上電,疊加在輸入端電壓上，相當于兩倍輸入端電壓向負載も供電了。工作狀態(tài)如此循環(huán)下去，這就解決了低頻調制高頻這種特殊輸出電源應用問題。實測該電路的效率高，與經典電路相同；一個電子變壓器可以輸出它的額定功率供給負載，電子變壓器的輸出功率得到充分利用。該電路中的電感LI、L3，起到限制電容Cl、C3充電電流上升率的作用，降低了對C1、C3的沖擊電流，有利延長電容C1、C3的使用壽命，同時也限制了電子變壓器輸出的瞬態(tài)電流過大，更加符合電子變壓器的供電特性。實踐證明去掉電感LI、L3，電路不能正常工作。圖2、圖3是本實用新型AC/DC轉換電路的另外兩種形式，圖2電路是在上橋臂ニ極管VDl上并聯了電感LI和電容Cl相串聯后的兩個元件以及上橋臂ニ極管VD2上并聯了電感L2和電容C2相串聯后的兩個元件。圖3電路是在下橋臂ニ極管VD3上并聯了電感L3和電容C3相串聯后的兩個元件以及下橋臂ニ極管VD4上并聯了電感L4和電容C4相串聯后的兩個元件。對圖2電路分析如下當INa端為正、INb端為負時半周期內，電流一方面由INa — VDl —も一VD4 — INb向負載IU共電，另一方面由INa —VDl — L2 —C2 — INb途徑向電容C2充電，充電后C2的電壓接近輸入端電壓的峰值。當INa端為負、INb端為正時半周期內，電容C2上的電壓疊加在輸入端電壓上,最大值接近輸入端電壓的峰值的兩倍，電流一方面由INb — VD2 -Rl- VD3 — INa向負載も 供電，負載も上的電壓接近輸入端電壓的兩倍；另一方面由INb — VD2 — LI — Cl — INa途徑向電容Cl充電，充電后Cl上的電壓接近輸入端電壓的峰值。再循環(huán)到INa端為正、INb端為負時半周期,此時電容Cl已充上電,疊加在輸入端電壓上，相當于兩倍輸入端電壓向負載も供電了。對圖3電路分析如下當INa端為正、INb端為負時半周期內，電流一方面由INa — VDl —も一VD4 — INb向負載IU共電，另一方面由INa —L3 —C3 —VD4 — INb途徑向電容C3充電，充電后C3的電壓接近輸入端電壓的峰值。當INa端為負、INb端為正時半周期內，電容C3上的電壓疊加在輸入端電壓上,最大值接近輸入端電壓的峰值的兩倍，電流一方面由INb — VD2 -Rl- VD3 — INa向負載も供電，負載も上的電壓接近輸入端電壓的兩倍；另一方面由INb —L4 —C4 —VD3 — INa途徑向電容C4充電，充電后C4上的電壓接近輸入端電壓的峰值。再循環(huán)到INa端為正、INb端為負時半周期,此時電容C4已充上電,疊加在輸入端電壓上，相當于兩倍輸入端電壓向負載も供電了。圖I、圖2、圖3都是AC/DC轉換電路的形式，它們共同特點是L、C元件串聯后，并聯在相鄰橋臂的兩個ニ極管上。綜上所述，本實用新型的特征是:AC/DC轉換電路，在傳統(tǒng)全波橋式整流電路的基礎上，在相鄰橋臂的兩個ニ極管上分別并聯了電感和電容相串聯后的兩個元件。
權利要求1. 一種高、低頻AC/DC轉換電路，其特征在于在傳統(tǒng)全波橋式整流電路的基礎上，在相鄰橋臂的兩個二極管上分別并聯了電感和電容相串聯后的兩個元件。
專利摘要本實用新型為一種適應高頻、低頻與高、低頻調制輸入的AC/DC轉換電路。本實用新型的特征是在傳統(tǒng)全波橋式整流電路的基礎上，在相鄰橋臂的兩個二極管上分別并聯了電感和電容相串聯后的兩個元件。本實用新型電路對于現有的各種波型與類別的AC輸入均可以高效轉換為DC，包括DC輸入。且適應各種電源和電源適配器的輸出特性。經該轉換電路后，可以提供高效和大功率的后續(xù)應用，例如各種功能電路，LED恒流源等各種需要兼容和適配市面上各種電源和電源適配器的應用場合。
文檔編號H02M7/04GK202395670SQ20112048521
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權日2011年11月28日
發(fā)明者何曙光 申請人:何曙光