專利名稱：交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種以交流電或直流電作為輸入電源，然后將電壓轉(zhuǎn)換為設(shè)定電壓的電壓轉(zhuǎn)換器，特別是一種交流、直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
大多數(shù)的電器用品，其內(nèi)部通常會(huì)有一用以將110V或220V的家用交流(AC)電源轉(zhuǎn)換為電器適用的直流(DC)工作電壓的構(gòu)件，即人們所常聽到的變壓器，其為兩組或多組繞線裝置，通過空氣或鐵心產(chǎn)生互感而感應(yīng)的藕合信號(hào)，利用電磁感應(yīng)的原理，簡(jiǎn)單地達(dá)到升壓或降壓要求的目的，其功能雖然簡(jiǎn)單，但在整個(gè)電器里面卻扮演著舉足輕重的角色。
請(qǐng)參考圖1所示，是一般變壓器的基本構(gòu)成元件及運(yùn)作流程，基本上包括有一變壓線圈(a)、一整流元件(b)及穩(wěn)壓元件(c)，該變壓線圈(a)是將輸入端的110V或220V的交流電，經(jīng)變壓線圈電磁感應(yīng)由輸出端轉(zhuǎn)換為較小電壓的交流電，然后經(jīng)橋式整流等整流元件(b)轉(zhuǎn)換為直流電，并串聯(lián)一電容器等穩(wěn)壓元件(c)以幫助穩(wěn)定輸出的電壓，終成為電子零件適用的工作電壓，雖然該種變壓器構(gòu)成元件簡(jiǎn)單，但是仍存在著下述幾項(xiàng)缺點(diǎn)，下面分述如下1、由于變壓線圈是以硅鋼片及漆包線圈所組成，故其重量往往占了整體的大部分，加上為形成足夠的功率瓦數(shù)，變壓線圈的尺寸法制作的太小。
2、現(xiàn)有變壓器的輸入電壓，大部分僅能適用一種電壓形式，亦即交流電變壓器只作為交流電的電壓轉(zhuǎn)換，直流電變壓器只提供直流電壓的轉(zhuǎn)換，若輸入電壓選擇錯(cuò)誤電器便無法正常工作。
3、現(xiàn)有的變壓器特別是交流電變壓器，其工作原理是利用變壓線圈作電磁感應(yīng)產(chǎn)生電壓變化，故其在相位反覆變換的過程極容易產(chǎn)生震動(dòng)及噪音，更有甚者，若電器防磁設(shè)計(jì)不良，其所產(chǎn)生的電磁波也容易影響其他電子元件的正常工作。
4、此外，現(xiàn)有變壓器的變壓線圈在電壓轉(zhuǎn)換的過程會(huì)產(chǎn)生熱量。容易對(duì)電器的殼體造成變形破壞。
5、再則，現(xiàn)有變壓器無法為突發(fā)的電壓變化作有效地控制，故若有過高的不穩(wěn)定電壓輸入，便容易使變壓器輸出端產(chǎn)生過高的輸出電壓，若電器電路沒有完善的防范設(shè)計(jì)，勢(shì)必對(duì)電子元件形成損壞，導(dǎo)致整個(gè)電器無法正常運(yùn)行。
本實(shí)用新型的另一目的是提供一種交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器，其電路的主要零件發(fā)熱量低，且工作性能穩(wěn)定，可確保變壓器所輸出的電壓穩(wěn)定無雜訊及突波。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器，主要包括一集成電路，該電壓轉(zhuǎn)換器是由一可將交流電從全波形轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)換為連續(xù)半波形的整流單元、一可轉(zhuǎn)換電壓的濾波單元及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧佬蚪M成。
該整流電路是由二極管構(gòu)成的橋式整流組。
該濾波單元包括二個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、齊納二極管及多個(gè)電阻。
該濾波單元還包括由齊納二極管、電阻與電容所形成的、可控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管電路導(dǎo)通時(shí)間的計(jì)時(shí)組件。該穩(wěn)壓?jiǎn)卧怯梢浑娙輼?gòu)成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型由于沒有變壓線圈，所以整體在體積及重量上可以大幅的下降。
2、因?yàn)楸緦?shí)用新型不是利用變壓線圈的感應(yīng)作用變壓，故無現(xiàn)有的變壓器所產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音與熱量。
3、此外，本實(shí)用新型可分別適用DC，AC110V、220V作為輸入電源，且共用一個(gè)輸出端，增加電源的選擇性，亦方便生產(chǎn)者在電器內(nèi)部的線路及配置的設(shè)計(jì)。
4、本實(shí)用新型的主要零件FET因僅工作于ON及OFF的功能，故發(fā)熱量非常少，能量耗損低。
5、進(jìn)一步，高于FET設(shè)定電壓的雜訊及突波將不會(huì)送達(dá)輸出端，故可確保電壓的穩(wěn)定。


圖1是現(xiàn)有變壓器的運(yùn)作流程示意圖；圖2是本實(shí)用新型的元件配置線路圖；圖3是本實(shí)用新型的運(yùn)作流程示意圖；圖4是本實(shí)用新型以定電壓取樣做濾波原理的工作示意圖；圖5是本實(shí)用新型以定時(shí)間取樣做濾波原理的工作示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型是一交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器，主要包括一電子電路，其上分設(shè)有整流、濾波、穩(wěn)壓等單元，并利用內(nèi)設(shè)的濾波取樣方式，當(dāng)輸入直流電或交流電時(shí)，簡(jiǎn)單達(dá)到轉(zhuǎn)換電壓的效果。首先，請(qǐng)參考圖2，是本實(shí)用新型的元件配置線路圖，其中整流單元(1)為由二極管所構(gòu)成的橋式整流組、濾波單元(2)包括一齊納二極管、二場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET及多個(gè)電阻所組成，穩(wěn)壓?jiǎn)卧?3)則由一電容來扮演，請(qǐng)同時(shí)再參考圖3是本實(shí)用新型的工作流程示意圖，因本實(shí)用新型可以工作于交流電或直流電的輸入電壓下，故以下乃分別敘述(一)直流輸入電壓當(dāng)該電子電路電壓輸入端為直流電壓時(shí)，直流電壓達(dá)到濾波單元(2)的場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET2的柵極轉(zhuǎn)態(tài)電壓時(shí)(假設(shè)為0＜＝vin＜＝20)，場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET2導(dǎo)通，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET1維持OFF，所以此時(shí)直流電壓可直接送出輸出端。
(二)交流輸入電壓當(dāng)該電子電路電壓輸入端為交流電壓時(shí)，整流單元(1)先將交流電從全波形轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)換為連續(xù)半波形，當(dāng)交流電壓介于濾波單元(2)的場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET2的柵極轉(zhuǎn)態(tài)電壓(假設(shè)為0＜＝vin＜＝20)時(shí)，F(xiàn)ET2導(dǎo)通，交流電壓輸出濾波單元(2)送達(dá)電容(C1)處，若交流電壓一旦達(dá)到場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET1的柵極轉(zhuǎn)態(tài)電壓時(shí)(設(shè)為Vin＞20)，F(xiàn)ET1導(dǎo)通，而場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET2的極柵因受FET1影響而低于柵極轉(zhuǎn)態(tài)電壓，故場(chǎng)效應(yīng)電晶體FET2轉(zhuǎn)為OFF，電壓無法繼續(xù)送出，而在電壓反覆的變化及持續(xù)的擷取設(shè)定范圍內(nèi)的電壓予以輸出，并令電容(C1)做穩(wěn)壓處理，便可從輸出端輸出穩(wěn)定的直流電壓(Vout＝20)，此外，上述濾波的方式是以定電壓取樣的方式來達(dá)成電壓轉(zhuǎn)換的效果，如圖4所示，利用FET所預(yù)設(shè)的柵極轉(zhuǎn)態(tài)電壓大小，可對(duì)110V或220V的波形進(jìn)行定電壓取樣，使落在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓通過FET2輸出，達(dá)到電壓轉(zhuǎn)換的目的。
請(qǐng)參考圖5所示，是本實(shí)用新型的另一以定時(shí)間取樣進(jìn)行濾波的方式，利用齊納二極管一電阻與電容所形成的計(jì)時(shí)組件，人們可固定于波形開始后及結(jié)束前的適當(dāng)時(shí)間內(nèi)，使FET2電路導(dǎo)通，同樣可過濾出預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的電壓，達(dá)到電壓轉(zhuǎn)換的目的。
綜上所述，本實(shí)用新型確實(shí)可提供業(yè)界一種交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器，其構(gòu)件簡(jiǎn)單制作容易，大幅降低變壓轉(zhuǎn)換器的體積與重量，且品質(zhì)穩(wěn)定無震動(dòng)及噪音，適合大量生產(chǎn)并使用于小電子器材上，符合產(chǎn)業(yè)的需求，特依法提出專利申請(qǐng)。
本實(shí)用新型雖以前述較佳的實(shí)施例揭示，然其并非用以限定本實(shí)用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神范圍，當(dāng)可加以潤(rùn)飾修改，因此本專利的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書并結(jié)合說明書及附圖所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器，主要包括一集成電路，其特征在于該電壓轉(zhuǎn)換器是由一可將交流電從全波形轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)換為連續(xù)半波形的整流單元、一可轉(zhuǎn)換電壓的濾波單元及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧佬蚪M成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該整流電路是由二極管構(gòu)成的橋式整流組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該濾波單元包括二個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、齊納二極管及多個(gè)電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該濾波單元還包括由齊納二極管、電阻與電容所形成的、可控制場(chǎng)效應(yīng)晶體管電路導(dǎo)通時(shí)間的計(jì)時(shí)組件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于該穩(wěn)壓?jiǎn)卧怯梢浑娙輼?gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型是一種交直流共用的電壓轉(zhuǎn)換器，主要包括一電子電路，其上分設(shè)有整流、濾波、穩(wěn)壓等單元，并利用內(nèi)設(shè)的定電壓及定時(shí)間濾波取樣方式，當(dāng)輸入直流電或交流電時(shí)，簡(jiǎn)單達(dá)到轉(zhuǎn)換電壓的效果。本實(shí)用新型的主要目的是要提供一種交流、直流共用電壓轉(zhuǎn)換器，其主要是一集成電路，利用其上電子元件的基本工作原理，達(dá)到降低電源電壓的效果，故無現(xiàn)有變壓器所產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音并大幅減低變壓器的體積、重量，及增加電源的選擇性。本實(shí)用新型的另一目的是要提供一種交流、直流共用電壓轉(zhuǎn)換器，其電路的主要零件發(fā)熱量低，且工作性能穩(wěn)定，可確保變壓器所輸出的電壓穩(wěn)定無雜訊及突波。
文檔編號(hào)H02M1/10GK2596656SQ02285199
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月11日
發(fā)明者謝新茂 申請(qǐng)人:協(xié)禧電機(jī)股份有限公司