專利名稱：一種高、低頻ac/dc轉(zhuǎn)換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為高、低頻AC/DC轉(zhuǎn)換電路，屬于電源技術(shù)領(lǐng)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(zhuǎn)換為直流電(DC)，該電路作為DC/DC變換器的輸入端轉(zhuǎn)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(chǎn)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(qū)動(dòng)產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
很多的電子產(chǎn)品需要低壓直流供電，所需功率數(shù)瓦到數(shù)十瓦不等。低壓直流電壓源來(lái)源多種多樣，有用工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(fù)載特性差別很大。例如用工頻變壓器降壓整流得到的低壓直流電，點(diǎn)亮LED燈具沒(méi)有問(wèn)題，用電子變壓器直接點(diǎn)亮鹵素石英燈也沒(méi)有問(wèn)題。而用電子變壓器整流后得的到低壓直流電，卻出現(xiàn)點(diǎn)不亮LED燈具或發(fā)生LED閃爍不停的現(xiàn)象，這是由于負(fù)載特性與電源的輸出特性不匹配產(chǎn)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，是一種開關(guān)電源，電路為半橋拓?fù)湫问?。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(shù)瓦到數(shù)十瓦功率范圍內(nèi)，基本上取代了工頻變壓器，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?yàn)辂u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(jīng)過(guò)整流，有的根本點(diǎn)不亮LED燈具，有的使LED閃爍不停，還有的雖然能點(diǎn)亮LED燈具，但發(fā)光微弱輸出不了功率。這樣一來(lái)，替代鹵素石英燈遇到技術(shù)難題，推廣LED燈具受到制約，不利于節(jié)能環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
電子變壓器原本針對(duì)鹵素石英燈設(shè)計(jì)，鹵素石英燈耗電多，功率達(dá)幾十瓦，其內(nèi)部反饋調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)亦是根據(jù)耗電量大來(lái)設(shè)計(jì)，且鹵素石英燈是電阻性的，如同鎢絲燈泡，冷態(tài)內(nèi)阻低，不在乎供電是交流還是直流，低于額定電壓也能點(diǎn)亮，只不過(guò)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(duì)點(diǎn)不亮。生產(chǎn)電子變壓器的廠家為節(jié)約成本、追求高功率因數(shù)，對(duì)市電整流后的濾波電容取值很小，大約為0.1 0.47 μ 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(luò)線，整流后包絡(luò)線依然存在，其頻率變成了 100Hz，如附4所示。再則，電子變壓器空載輸出電壓虛高，帶負(fù)載后輸出電壓跌落十分明顯，這就是低頻調(diào)制高頻的電源類別。從圖4看來(lái)，電子變壓器的輸出電壓瞬時(shí)值u在某些時(shí)間段是低于點(diǎn)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(shuō)，電壓低是主要原因。如何提高電壓？本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)橋式整流電路進(jìn)行了改造，把相鄰橋臂的兩個(gè)整流二極管都并聯(lián)上一個(gè)電感(L)、電容(C)的串聯(lián)電路，如同說(shuō)明書附圖的圖1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(gè)元件，它對(duì)電子變壓器輸出中的高頻部分進(jìn)行了儲(chǔ)能，而又使得低頻包絡(luò)線能夠正常橋式變換。它的回路中只有一個(gè)二極管，啟動(dòng)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(gè)電子變壓器能點(diǎn)亮鹵素石英燈，就能點(diǎn)亮LED燈具，且不再發(fā)生LED閃爍現(xiàn)象；能夠從電子變壓器得到足夠的輸出功率，可以點(diǎn)亮多個(gè)LED燈具，電路的效率高，與經(jīng)典電路相同；電路增加的元件少，成本低廉。


圖1是本發(fā)明AC/DC轉(zhuǎn)換電路；圖2、圖3是本發(fā)明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(shí)值，U是點(diǎn)亮LED燈具電壓的額定值。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例來(lái)解釋附圖和說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)特征。圖1是本發(fā)明AC/DC轉(zhuǎn)換電路一個(gè)實(shí)施例。其中，電感LI和電容Cl串聯(lián)后，與二極管VDl相并聯(lián)，電感L3和電容C3串聯(lián)后，與二極管VD3相并聯(lián)，C5是整流后的濾波電容，&是負(fù)載；INa和INb是兩個(gè)輸入端，接電子變壓器的輸出端。這個(gè)電路如果去掉L1、L3、Cl、C3四個(gè)元件，就成了傳統(tǒng)全波橋式整流電路，四個(gè)二極管VDl VD4，習(xí)慣上稱每個(gè)二極管為“橋臂”，就圖1來(lái)說(shuō)，其中VDl和VD2處在上半部習(xí)慣稱為“上橋臂”，VD3和VD4處在下半部習(xí)慣稱為“下橋臂”，兩個(gè)二極管有共同連接點(diǎn)的習(xí)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(diǎn)，都稱為“相鄰橋臂”。本發(fā)明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(lián)了 LC串聯(lián)元件，其工作原理分析如下:當(dāng)INa端為正、INb端為負(fù)時(shí)半周期內(nèi)，電流一方面由INa — VDl — & — VD4 — INb向負(fù)載Rl供電，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(dāng)INa端為負(fù)、INb端為正時(shí)半周期內(nèi)，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(fù)載&供電，負(fù)載Rl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(fù)時(shí)半周期,此時(shí)電容Cl已充上電,疊加在輸入端電壓上，相當(dāng)于兩倍輸入端電壓向負(fù)載RL供電了。工作狀態(tài)如此循環(huán)下去，這就解決了低頻調(diào)制高頻這種特殊輸出電源應(yīng)用問(wèn)題。實(shí)測(cè)該電路的效率高，與經(jīng)典電路相同；一個(gè)電子變壓器可以輸出它的額定功率供給負(fù)載，電子變壓器的輸出功率得到充分利用。該電路中的電感L1、L3，起到限制電容Cl、C3充電電流上升率的作用，降低了對(duì)C1、C3的沖擊電流，有利延長(zhǎng)電容C1、C3的使用壽命，同時(shí)也限制了電子變壓器輸出的瞬態(tài)電流過(guò)大，更加符合電子變壓器的供電特性。實(shí)踐證明去掉電感L1、L3，電路不能正常工作。圖2、圖3是本發(fā)明AC/DC轉(zhuǎn)換電路的另外兩種形式，圖2電路是在上橋臂二極管VDl上并聯(lián)了電感LI和電容Cl相串聯(lián)后的兩個(gè)元件以及上橋臂二極管VD2上并聯(lián)了電感L2和電容C2相串聯(lián)后的兩個(gè)元件。圖3電路是在下橋臂二極管VD3上并聯(lián)了電感L3和電容C3相串聯(lián)后的兩個(gè)元件以及下橋臂二極管VD4上并聯(lián)了電感L4和電容C4相串聯(lián)后的兩個(gè)元件。對(duì)圖2電路分析如下:當(dāng)INa端為正、INb端為負(fù)時(shí)半周期內(nèi)，電流一方面由INa — VDl — & — VD4 — INb向負(fù)載Rl供電，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(dāng)INa端為負(fù)、INb端為正時(shí)半周期內(nèi)，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(fù)載&供電，負(fù)載RL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(fù)時(shí)半周期,此時(shí)電容Cl已充上電,疊加在輸入端電壓上，相當(dāng)于兩倍輸入端電壓向負(fù)載&供電了。對(duì)圖3電路分析如下:當(dāng)INa端為正、INb端為負(fù)時(shí)半周期內(nèi)，電流一方面由INa — VDl — & — VD4 — INb向負(fù)載Rl供電，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(dāng)INa端為負(fù)、INb端為正時(shí)半周期內(nèi)，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(fù)載&供電，負(fù)載Rl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(fù)時(shí)半周期,此時(shí)電容C4已充上電,疊加在輸入端電壓上，相當(dāng)于兩倍輸入端電壓向負(fù)載&供電了。圖1、圖2、圖3都是AC/DC轉(zhuǎn)換電路的形式，它們共同特點(diǎn)是:L、C元件串聯(lián)后，并聯(lián)在相鄰橋臂的兩個(gè)二極管上。綜上所述，本發(fā)明的特征是:AC/DC轉(zhuǎn)換電路，在傳統(tǒng)全波橋式整流電路的基礎(chǔ)上，在相鄰橋臂的兩個(gè)二極管上分別并聯(lián)了電感和電容相串聯(lián)后的兩個(gè)元件。
權(quán)利要求
1.一種高、低頻AC/DC轉(zhuǎn)換電路，其特征在于:在傳統(tǒng)全波橋式整流電路的基礎(chǔ)上，在相鄰橋臂的兩個(gè)二極管上分別并聯(lián)了電感和電容相串聯(lián)后的兩個(gè)元件。
全文摘要
本發(fā)明為一種適應(yīng)高頻、低頻與高、低頻調(diào)制輸入的AC/DC轉(zhuǎn)換電路。對(duì)于現(xiàn)有的各種波型與類別的AC輸入均可以高效轉(zhuǎn)換為DC，包括DC輸入。且適應(yīng)各種電源和電源適配器的輸出特性。經(jīng)該轉(zhuǎn)換電路后，可以提供高效和大功率的后續(xù)應(yīng)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(yīng)用場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02M7/04GK103138605SQ20111038821
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者何曙光 申請(qǐng)人:何曙光