专利名称：低频电子式电源变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电源变压器技术，特别是一种低频电子式电源变压器。
当电源变压器的输出功率超过100～200W以上，电感式电源变压器的重量重和体积大的矛盾已经非常突出，而电子式电源变压器的可靠性低，寿命短，电磁兼容难通过，成本太高已经成为市场难以接受的关键。
本低频电子式电源变压器，包括防雷击及电磁兼容组件、整流电路以及逆变器；其特征在于所述逆变器是低频逆变器，该低频逆变器由两个开关管为核心的开关电路、电容分压电路、电阻R1和电容C3及触发管DB3组成的积分延时启动电路、驱动变压器T3、逆变变压器T2以及保护模块U1组成；所述开关电路由两个三极管(Q1、Q2)和若干限流、保护电阻组成，三极管Q1、限流电阻R6、开关管Q2以及限流电阻R7依次串联，Q2基极接触发管DB3，限流电阻R7通过保护模块U1的取样端接地；逆变变压器T2的初级线圈和驱动变压器T3的线圈L3C串联跨接于两个开关管的中点与分压电容C1、C2的中点；驱动变压器T3的一个输出线圈L3A同名端串联电阻R3接于Q1基极，另一端接两个三极管的公共点；L3B的同名端接地，另一端串联电阻R5接Q2基极，逆变变压器T2的次级输出交流矩形波电压。本低频逆变器的工作频率范围为200～7500HZ。
本实用新型与现有的电感式和电子式电源变压器两大系列电源变压器相比，不仅吸取了两者的优点于一身，如重量轻，可靠性高，转换效率较高，功率因数高，交流输出距离远(6-10M以上)，电磁干扰问题易处理，外形尺寸的适应性强等；而且从跟本上解决了电子变压器的发热问题，如100W电子变压器与100W低频电子电源变压器相比，用同样型号的开关管，若不加散热片，前者几分钟就会因为过热(P-N结耐温155℃左右)而烧毁，而后者温度只有110℃以内，工作非常稳定；再者，由于工作条件的大大改善，使得该产品对元器件的要求也大大下降，而整机的可靠性有明显提高，因此成本明显下降(达到20％以上降幅)，这一点对大规模生产的电源，可以起到事半功倍的效果，有着非常重要的经济价值和社会意义。
如原理框
图1所示，本低频电子式电源变压器包括防雷击及电磁兼容组件1、整流器2以及低频逆变器3。本实用新型低频逆变器的工作频率范围为200～7500HZ，工作频率主要由逆变变压器T2初级线圈、驱动变压器T3的初级线圈、分压电容以及电路的分布参数确定。在变压器次级接入整流滤波电路4即可以组成一个高精度的直流电源。
其典型实施例如电路图2所示。防雷击及电磁兼容组件是直接与供电电网连接的法定要求，一方面，防止经由供电电网将雷电冲击和电网干扰传递到变压器中，损坏或干扰变压器正常工作，另一方面，隔离由变压器自身产生的各种干扰反向传递的电网中去。
整流电路用于将输入的交流正弦波整流成脉动直流电，可采用传统的桥式整流电路。
低频逆变器用来将脉动直流电逆变成交流矩形波输出，其工作频率范围为200～7500HZ，比传统的电子变压器频率范围15～30KHZ低的多。
低频逆变器含有两个开关管为核心的开关电路、一对电容(C1、C2)组成的分压电路、电阻R1和电容C3及DB3组成的积分延时启动电路、驱动变压器T3、逆变变压器T2以及保护模块U1组成。
低频逆变器中开关电路采用的开关管是三极管、或MOS管、或IGBT管等。
所述低频逆变器的开关电路由两个三极管(Q1、Q2)和若干限流、保护电阻组成，三极管Q1、限流电阻R6、开关管Q2以及限流电阻R7依次串联，三极管Q1、Q2基极与发射极之间分别连接保护电阻(R2、R4)，Q2基极接触发管DB3，限流电阻R7通过保护模块U1的取样端接地；逆变变压器T2的初级线圈和驱动变压器T3的线圈L3C串联跨接于两个开关管的中点与分压电容C1、C2的中点；驱动变压器T3的一个输出线圈L3A同名端串联电阻R3接于Q1基极，另一端接两个三极管的公共点；L3B的同名端接地，另一端串联电阻R5接Q2基极。
上述低频逆变器的两个开关管(Q1、Q2)输出端可分别并接一个保护二极管(D5、D6)。
保护模块U1是利用逆变变压器在输出过载或短路时初级电流的增加，引起的低频逆变器工作电流的增加，通过检测此增加量达到某一限定值，然后改变其工作状态，使低频逆变器3进入抑制状态，从而实现对整个变压器的保护。本实用新型保护模块U1采用SH-01保护模块。
图2所示实施例的输入电压为230V/50HZ，输出电压12V/100W，工作频率为2500HZ左右。电路工作过程如下其将输入的50HZ正弦波电压，经整流桥D1-D4整流后变为100HZ脉动直流，经电容C1、C2分压，分别与开关管Q1、Q2配合工作，电阻R1和电容C3组成积分电路，当C3充电电压达到触发管DB3启动电压时，使Q2基极正向偏置，则Q2立即导通；此时，C2通过逆变变压器T2初级线圈和驱动变压器T3的输入线圈L3C及Q2放电，这样驱动变压器T3的输出线圈L3A、L3B产生感应电压U1、U2，U1使开关管Q1快速导通，U2反馈至Q2基极使其加速截止，完成一次交变过程；之后，Q1、Q2通过驱动变压器T3的输出线圈L3A、L3B的作用，如此不断循环，则在逆变变压器T2的次级上感应产生低频交流矩形波输出。
图3为其另一实施电路。其电路的基本结构同图2实施例，所不同之处是将图2的驱动变压器T3和逆变变压器T2用一个带驱动线圈的逆变变压器T代替。驱动变压器T2初级线圈和T2的L3C合并，L3A与T2初级线圈接成自耦形式，L3B的接法不变。逆变变压器T的初级线圈L3和L1的公共端接三极管Q2集电极，驱动线圈L1的同名端串联电阻R3接Q1的基极，初级线圈L3的同名端接分压电容(C1、C2)的公共点，驱动线圈L2串接电阻R5接于Q2的基极与发射极之间。其工作过程同上述图2实施例所述，不再赘述。
由于本实用新型的逆变变压器的工作频率设计在200～7500HZ的低频段，因此驱动变压器T3、逆变变压器T2以及带驱动线圈的逆变变压器T均可采用硅钢片铁芯，使成本大大降低。
权利要求1.一种低频电子式电源变压器，包括防雷击及电磁兼容组件、整流电路以及逆变器；其特征在于所述逆变器是低频逆变器，该低频逆变器由开关电路、电容分压电路、电阻R1和电容C3及触发管DB3组成的积分延时启动电路、驱动变压器T3、逆变变压器T2以及保护模块U1组成；所述开关电路由两个三极管(Q1、Q2)和若干限流、保护电阻组成，三极管Q1、限流电阻R6、开关管Q2以及限流电阻R7依次串联，Q2基极接触发管DB3，限流电阻R7通过保护模块U1的取样端接地；逆变变压器T2的初级线圈和驱动变压器T3的线圈L3C串联跨接于两个开关管的中点与分压电容C1、C2的中点；驱动变压器T3的一个输出线圈L3A同名端串联电阻R3接于Q1基极，另一端接两个三极管的公共点；L3B的同名端接地，另一端串联电阻R5接Q2基极，逆变变压器T2的次级输出交流矩形波电压。
2.根据权利要求1所述低频电子式电源变压器，其特征在于所述低频逆变器的工作频率范围为200～7500HZ。
3.根据权利要求1所述低频电子式电源变压器，其特征在于所述低频逆变器的保护模块采用SH-01模块。
4.根据权利要求1所述低频电子式电源变压器，其特征在于所述的驱动变压器T3和逆变变压器T2能用一个带驱动线圈的逆变变压器T代替。
5.根据权利要求1或4所述低频电子式电源变压器，其特征在于所述的驱动变压器T3、逆变变压器T2以及带驱动线圈的逆变变压器T均采用硅钢片铁芯。
6.根据权利要求1所述低频电子式电源变压器，其特征在于在所述低频逆变器中，开关电路采用的开关管是三极管、或MOS管、或IGBT管。
7.根据权利要求1所述低频电子式电源变压器，其特征在于所述低频逆变器的两个三极管输出端分别并接一个保护二极管。
专利摘要一种低频电子式电源变压器,包括电磁兼容组件、整流电路以及逆变器;其特征在于:所述的逆变器是低频逆变器,该低频逆变器由开关电路、一对电容组成的分压电路、延迟启动电路、驱动变压器T3、逆变变压器T2以及保护模块组成;T2初级线圈和T3的输入线圈L3C串联接于两个开关管的输出回路,T3的两个输出线圈L3A、L3B分别接于两个开关管的输入回路,T2的次级输出交流矩形波电压。其工作频率范围为200～7500Hz,具有重量轻,可靠性高,转换效率较高,功率因数高,使用寿命长、电磁兼容性好、交流输出距离远、成本低以及体积小等诸多特点,解决了电子变压器发热问题,对元器件的要求也大大下降,广泛适用于电子产品、照明灯具等产品使用。
文档编号H02M7/04GK2512155SQ0125779
公开日2002年9月18日 申请日期2001年10月31日 优先权日2001年10月31日
发明者刘军 申请人:刘军