四分之一周期諧振型升壓電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓產(chǎn)生電路，屬于高壓靜電除塵、高壓電場(chǎng)產(chǎn)生負(fù)氧離子和臭氧技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，城市的空氣質(zhì)量不斷惡化，空氣凈化的要求不斷提高，高壓除塵逐步從工業(yè)領(lǐng)域逐步走向民用領(lǐng)域。民用領(lǐng)域高壓除塵器需求不斷增加。由于民用領(lǐng)域大多貼近人本身，例如臥室客廳餐廳等等。所以，民用領(lǐng)域高壓除塵器要求功率不大，電磁輻射小，本發(fā)明的特點(diǎn)是沒有高壓交流電的產(chǎn)生，提高了傳統(tǒng)升電路的升壓效率，可以做到相對(duì)大功率(200W)。而傳統(tǒng)的方案大多采用高變比變壓器，其最大的缺點(diǎn)是對(duì)外的電磁輻射十分大，會(huì)影響周圍家用電器的正常工作。如果采取電磁輻射屏蔽，又會(huì)使高變比變壓器分布電容加大，大幅影響電源的升壓效率?；诒景l(fā)明的高壓電源已經(jīng)試驗(yàn)成功，它具有低輻射、大功率、高效率的特點(diǎn)。它將為民用空氣凈化器提供高效綠色環(huán)保的高壓電源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的核心內(nèi)容是升壓電路電路采用LC諧振電路來降低傳統(tǒng)升壓電路中二極管峰值充電時(shí)的尖峰充電電流對(duì)二極管的沖擊，并且大幅提高傳統(tǒng)升壓電路的升壓效率和電流傳輸效率。再有，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是通過改變驅(qū)動(dòng)方波源的頻率可以方便的改變升壓的幅度，可控輸出電壓。具體實(shí)現(xiàn)電路有十種，在【具體實(shí)施方式】中它們被分別敘述。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為四分之一周期諧振型升壓電路。它是在傳統(tǒng)升壓電路的基礎(chǔ)上增加電感，使電感與傳統(tǒng)升壓電路中的電容產(chǎn)生諧振，從而大幅提升升壓效率和電流傳輸效率，并且可以通過改變方波的頻率來改變升壓的幅度。
[0005]傳統(tǒng)升壓電路如圖1所示，整體電路包括多個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)，每個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)包括電容a(l)、二極管a(2)、電容b(3)、二極管b(4)。第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)中電容a (I)與二極管a⑵串聯(lián)在一起并且連接到輸入端A (6)和輸入端B (7)之間。電容b(3)與二極管b (4)串聯(lián)在一起并且連接到二極管a(2)兩端。二極管b(4)的兩端作為輸出端，這兩個(gè)輸出端作為第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端，如此重復(fù)直至最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)。電壓點(diǎn)A(6)、電壓點(diǎn)B (7)分別設(shè)置在第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端A (6)和輸入端B (7)。電壓點(diǎn)C(S)設(shè)置在最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的下面的輸出端。電壓點(diǎn)A(6)、電壓點(diǎn)B (7)間為交流電壓輸入端，電壓點(diǎn)B (7)、電壓點(diǎn)C(S)之間為直流電壓輸出端；圖2所示的是傳統(tǒng)升壓電路產(chǎn)生負(fù)電壓的電路，其結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生正電壓電路一樣，不同處是產(chǎn)生正電壓電路中的每一個(gè)二極管都反向連接。
[0006]諧振電感(9)可以直接與傳統(tǒng)升壓電路串聯(lián)如圖3所示。傳統(tǒng)升壓電路(10)在電學(xué)上表現(xiàn)為一個(gè)電容的特性。諧振電感(9)與這個(gè)等效電容諧振。只要方波半個(gè)周期的時(shí)間大于諧振電感(9)與等效電容諧振周期的四分之一，便可將方波源的能量高效的傳輸?shù)诫娙萆?。如果沒有加入諧振電感(9)方波源對(duì)等效電容直接充電，充電電流瞬時(shí)以很大的電流值對(duì)等效電容充電。這個(gè)大的充電電流經(jīng)過二極管a (2)和二極管b (4)會(huì)產(chǎn)生很大的損耗。前面提到的“瞬時(shí)”是二極管內(nèi)阻與等效電容來決定的，在工程上不易精確計(jì)算。加入諧振電感(9)帶來兩大進(jìn)步:
[0007]1、使方波源對(duì)等效電容的充電電流在較小的電流值下持續(xù)四分之一諧振型周期，從而降低充電電流對(duì)二極管的沖擊。這個(gè)諧振型周期指的是諧振電感與等效電容決定的諧振型周期。
[0008]2、這個(gè)諧振型周期可以精確的計(jì)算和準(zhǔn)確的測(cè)量?？刂品讲ǖ念l率也就是控制充電時(shí)間，從而控制傳輸給等效電容的能量，也就是控制電容上的電壓，也就是控制升壓的幅度。
[0009]圖4所示電路是諧振電感(9)與傳統(tǒng)升壓電路產(chǎn)生負(fù)電壓的電路(20)串聯(lián)諧振，用于產(chǎn)生負(fù)電壓。其原理與圖3所示產(chǎn)生正電壓的原理是一樣，不同處是產(chǎn)生正電壓電路中的每一個(gè)二極管都反向連接。同樣擁有前面所提到的兩大進(jìn)步。
[0010]圖3和圖4所示電路電壓點(diǎn)D(Il)、電壓點(diǎn)B(7)間為交流電壓輸入端，電壓點(diǎn)B(7)、電壓點(diǎn)C(S)之間為直流電壓輸出端；所述電路電壓點(diǎn)D(Il)設(shè)置在諧振電感(9) 一端。
[0011]圖5所示電路同樣是諧振電感(9)與傳統(tǒng)升壓電路產(chǎn)生正電壓的電路(10)串聯(lián)諧振。圖6所示電路是諧振電感(9)與傳統(tǒng)升壓電路產(chǎn)生負(fù)電壓的電路(20)串聯(lián)諧振。它們的電壓點(diǎn)A (6)、電壓點(diǎn)E (12)間為交流電壓輸入端，電壓點(diǎn)E (12)、電壓點(diǎn)C (8)之間為直流電壓輸出端。諧振電感(9)串聯(lián)進(jìn)了輸出回路，這有助于防止輸出端E(12)和電壓點(diǎn)C(S)之間瞬時(shí)產(chǎn)生較大的電流。諧振電感(9)起到穩(wěn)定輸出電流的作用。所述電壓點(diǎn)E(12)設(shè)置在諧振電感(9)的一端。
[0012]諧振電感(9)也可以分布到每一個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)中去。如圖7所示，每個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)包括電容a⑴、二極管a (2)、電容b (3)、二極管b (4)、分布諧振電感A (9A)、分布諧振電感B(9B)。第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)中電容a(l)、分布諧振電感A(9A)與二極管a(2)串聯(lián)在一起并且連接到輸入端A(6)和輸入端B(7)之間。分布諧振電感B(9B)、二極管b (4)與電容b(3)串聯(lián)在一起并且連接到分布諧振電感A(9A)與二極管(2)串聯(lián)支路兩端。分布諧振電感B(9B)與二極管(4)串聯(lián)支路兩端作為輸出端，這兩個(gè)輸出端作為第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端，如此重復(fù)直至最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)。電壓點(diǎn)A (6)、電壓點(diǎn)B (7)分別設(shè)置在第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端A (6)和輸入端B (7)。電壓點(diǎn)C(S)設(shè)置在最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的下面的輸出端C (8) ο電壓點(diǎn)A (6)、電壓點(diǎn)B (7)間為交流電壓輸入端，電壓點(diǎn)B (7)、電壓點(diǎn)C (8)之間為直流電壓輸出端；圖8所示的是產(chǎn)生負(fù)電壓的電路，其結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生正電壓電路一樣，不同處是產(chǎn)生正電壓電路中的每一個(gè)二極管都反向連接。
[0013]圖9所示電路與圖7所示電路類似。分布諧振電感A (9A)與二極管(2)串聯(lián)位置互換；分布諧振電感B(9B)與二極管(4)串聯(lián)位置互換。它以一種實(shí)現(xiàn)方式而被提及。圖10所示的是產(chǎn)生負(fù)電壓的電路，其結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生正電壓電路一樣，不同處是產(chǎn)生正電壓電路中的每一個(gè)二極管都反向連接。
[0014]諧振電感(9)分布到每一個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)中去。如圖11所示，每個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)包括電容a (I)、二極管a (2)、電容b (3)、二極管b (4)、分布諧振電感A (9A)。第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)中電容a (I)、分布諧振電感A (9A)與二極管a(2)串聯(lián)在一起并且連接到輸入端A (6)和輸入端B(7)之間。二極管b(4)與電容b(3)串聯(lián)在一起并且連二極管a(2)兩端。分布諧振電感A(9A)上端與二極管b(4)下端這兩端作為輸出端，這兩個(gè)輸出端作為第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端，如此重復(fù)直至最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)。電壓點(diǎn)A (6)、電壓點(diǎn)B (7)分別設(shè)置在第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端A (6)和輸入端B (7)。電壓點(diǎn)C(S)設(shè)置在最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的下面的輸出端C⑶。電壓點(diǎn)A (6)、電壓點(diǎn)B (7)間為交流電壓輸入端，電壓點(diǎn)B (7)、電壓點(diǎn)C (8)之間為直流電壓輸出端；圖12所示的是產(chǎn)生負(fù)電壓的電路，其結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生正電壓電路一樣，不同處是產(chǎn)生正電壓電路中的每一個(gè)二極管都反向連接。
[0015]如圖13所示，這種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中，第一級(jí)和最后一級(jí)與中間的升壓環(huán)節(jié)有所不同。第一級(jí)僅由電容c (13)、二極管c (14)和分布諧振電感C (9C)串聯(lián)在一起并且連接到輸入端A(6)和輸入端B(7)之間。二極管c(14)上端與分布諧振電感C(9C)下端這兩端作為輸出端，這兩個(gè)輸出端作為第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端。第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)(5)及中間各個(gè)升壓環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)都一樣。它們是由二極管a(2)、分布諧振電感A(9A)與電容b (3)串聯(lián)在一起并且連接到第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸出兩端。電容a(l)與二極管b(4)串聯(lián)在一起并且連二極管a (2)兩端。二極管b(4)上端與分布諧振電感A(9A)下端這兩端作為輸出端，這兩個(gè)輸出端作為第三級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端，如此重復(fù)直至倒數(shù)第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)。最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)由二極管d(15)、分布諧振電感D(9D)與電容d(16)串聯(lián)在一起并且連接倒數(shù)第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸出兩端之間。電壓點(diǎn)A (6)、電壓點(diǎn)B (7)分別設(shè)置在第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入端A (6)和輸入端B(7)。電壓點(diǎn)C(8)設(shè)置在最后一級(jí)升壓環(huán)節(jié)的分布諧振電感D(9D)的下端。電壓點(diǎn)A(6)、電壓點(diǎn)B(7)間為交流電壓輸入端，電壓點(diǎn)B(7)、電壓點(diǎn)C(8)之間為直流電壓輸出端；圖14所示的是產(chǎn)生負(fù)電壓的電路，其結(jié)構(gòu)與產(chǎn)生正電壓電路一樣，不同處是產(chǎn)生正電壓電路中的每一個(gè)二極管都反向連接。
[0016]如圖15所示，每個(gè)升壓環(huán)節(jié)(5)包括電容a(l)、二極管a(2)、電容b(3)、二極管b (4)、分布諧振電感A(9A)。第一級(jí)升壓環(huán)節(jié)中電容a(l)、分布諧振電感A(9A)與二極管a⑵串聯(lián)在一起并且連接到輸入端A (6)和輸入端B (7)之間。二極管b(4)與電容b(3)串聯(lián)在一起并且連二極管a(2)兩端。二極管b(4)兩端作為輸出端，這兩個(gè)輸出端作為第二級(jí)升壓環(huán)節(jié)的輸入