专利名称：一种高、低频ac/dc转换电路的制作方法
技术领域：
[0001 ] 本实用新型为高、低频AC/DC转换电路，属于电源技术领域，广泛用于AC/DC变换。所谓AC/DC变换，是将各种波型和类别的交流电(AC)(含直流)转换为直流电(DC)，该电路作为DC/DC变换器的输入端转换器，与后续的DC/DC变换电路共同组成AC/DC电源变换器产品。DC/DC变换器可以是升压类型、降压类型或其它类型，该DC/DC电源变换器主要用于各种功能电路及LED灯具恒流源驱动产品。
背景技术：
很多的电子产品需要低压直流供电，所需功率数瓦到数十瓦不等。低压直流电压源来源多种多样，有用エ频变压器降压整流的，有用电子变压器的输出整流得到低压直流电的，还有直接用直流电源供电的。虽然都是低压直流电，但它们的负载特性差别很大。例如用エ频变压器降压整流得到的低压直流电，点亮LED灯具没有问题，用电子变压器直接点亮卤素石英灯也没有问题。而用电子变压器整流后得的到低压直流电，却出现点不亮LED灯具或发生LED闪烁不停的现象，这是由于负载特性与电源的输出特性不匹配产生的。例如电子变压器的输入为220V交流市电，输出为低压高频交流电，频率约为30KHz 50KHz，是ー种开关电源，电路为半桥拓扑形式。由于电子变压器体积小、重量轻，不用硅钢片，节省铜材，成本低，在输出为数瓦到数十瓦功率范围内，基本上取代了エ频变压器，很多LED灯具必须采用电子变压器供电方式，以替代卤素石英灯，因为卤素石英灯一直采用电子变压器供电方式。但电子变压器输出的低压高频交流电经过整流，有的根本点不亮LED灯具，有的使LED闪烁不停，还有的虽然能点亮LED灯具，但发光微弱输出不了功率。这样ー来，替代卤素石英灯遇到技术难题，推广LED灯具受到制约，不利于节能环保。
发明内容电子变压器原本针对卤素石英灯设计，卤素石英灯耗电多，功率达几十瓦，其内部反馈调节环节亦是根据耗电量大来设计，且卤素石英灯是电阻性的，如同钨丝灯泡，冷态内阻低，不在乎供电是交流还是直流，低于额定电压也能点亮，只不过发出的光暗一些；而LED灯具的功率小得多，通常只有几瓦，例如MR16外壳的LED灯具功率只有I 3W，还必须直流供电，低于额定电压绝对点不亮。生产电子变压器的厂家为节约成本、追求高功率因数，对市电整流后的滤波电容取值很小，大约为0. I 0. 47 i! F，滤波效果很差，造成电子变压器的输出带有市电50Hz频率的包络线，整流后包络线依然存在，其频率变成了 100Hz，如附图图4所示。再则，电子变压器空载输出电压虚高，带负载后输出电压跌落十分明显，这就是低频调制高频的电源类别。从图4看来，电子变压器的输出电压瞬时值u在某些时间段是低于点亮LED灯具电压的额定值U的，再加上整流的损耗，得到的电压更低。也就是说，电压低是主要原因。如何提高电压？本实用新型对传统桥式整流电路进行了改造，把相邻桥臂的两个整流ニ极管都并联上一个电感(L)、电容(C)的串联电路，如同说明书附图的图I表示的那样，把传统全波桥式整流改造成类似全波桥式倍压整流，有了这几个元件，它对电子变压器输出中的高频部分进行了储能，而又使得低频包络线能够正常桥式变换。它的回路中只有一个ニ极管，启动特性好，可以减小回路死区电压，降低电阻，接近白炽灯特性，收到了很好的效果。只要这个电子变压器能点亮卤素石英灯，就能点亮LED灯具，且不再发生LED闪烁现象；能够从电子变压器得到足够的输出功率，可以点亮多个LED灯具，电路的效率高，与经典电路相同；电路增加的元件少，成本低廉。
图I是本实用新型AC/DC转换电路；图2、图3是本实用新型电路的另外两种形式。图4是电子变压器采用传统桥式整流后的波形图，其中u是输出电压的瞬时值，U是点亮LED灯具电压的额定值。
具体实施方式
下面结合实施例来解释附图和说明本实用新型的技术特征。图I是本实用新型AC/DC转换电路ー个实施例。其中，电感LI和电容Cl串联后，与ニ极管VDl相并联，电感L3和电容C3串联后，与ニ极管VD3相并联，C5是整流后的滤波电容，も是负载；INa和INb是两个输入端，接电子变压器的输出端。这个电路如果去掉LI、L3、Cl、C3四个元件，就成了传统全波桥式整流电路，四个ニ极管VDl VD4，习惯上称每个ニ极管为“桥臂”，就图I来说，其中VDl和VD2处在上半部习惯称为“上桥臂”，VD3和VD4处在下半部习惯称为“下桥臂”，两个ニ极管有共同连接点的习惯称为“相邻桥臂”，例如VDl和VD3、VD1和VD2、VD2和VD4、VD4和VD3有着共同连接点，都称为“相邻桥臂”。本实用新型效果类似全波桥式二倍压整流电路，就是在桥臂VDl和VD3上并联了 LC串联元件，其工作原理分析如下当INa端为正、INb端为负时半周期内，电流一方面由INa — VDl —も一VD4 — INb向负载IU共电，另一方面由INa —L3 —C3 —VD4 — INb途径向电容C3充电，充电后C3的电压接近输入端电压的峰值。当INa端为负、INb端为正时半周期内，电容C3上的电压叠加在输入端电压上,最大值接近输入端电压的峰值的两倍，电流一方面由INb — VD2 -Rl- VD3 — INa向负载も供电，负载も上的电压接近输入端电压的两倍；另一方面由INb — VD2 — LI — Cl — INa途径向电容Cl充电，充电后Cl上的电压接近输入端电压的峰值。再循环到INa端为正、INb端为负时半周期,此时电容Cl已充上电,叠加在输入端电压上，相当于两倍输入端电压向负载も供电了。工作状态如此循环下去，这就解决了低频调制高频这种特殊输出电源应用问题。实测该电路的效率高，与经典电路相同；一个电子变压器可以输出它的额定功率供给负载，电子变压器的输出功率得到充分利用。该电路中的电感LI、L3，起到限制电容Cl、C3充电电流上升率的作用，降低了对C1、C3的冲击电流，有利延长电容C1、C3的使用寿命，同时也限制了电子变压器输出的瞬态电流过大，更加符合电子变压器的供电特性。实践证明去掉电感LI、L3，电路不能正常工作。图2、图3是本实用新型AC/DC转换电路的另外两种形式，图2电路是在上桥臂ニ极管VDl上并联了电感LI和电容Cl相串联后的两个元件以及上桥臂ニ极管VD2上并联了电感L2和电容C2相串联后的两个元件。图3电路是在下桥臂ニ极管VD3上并联了电感L3和电容C3相串联后的两个元件以及下桥臂ニ极管VD4上并联了电感L4和电容C4相串联后的两个元件。对图2电路分析如下当INa端为正、INb端为负时半周期内，电流一方面由INa — VDl —も一VD4 — INb向负载IU共电，另一方面由INa —VDl — L2 —C2 — INb途径向电容C2充电，充电后C2的电压接近输入端电压的峰值。当INa端为负、INb端为正时半周期内，电容C2上的电压叠加在输入端电压上,最大值接近输入端电压的峰值的两倍，电流一方面由INb — VD2 -Rl- VD3 — INa向负载も 供电，负载も上的电压接近输入端电压的两倍；另一方面由INb — VD2 — LI — Cl — INa途径向电容Cl充电，充电后Cl上的电压接近输入端电压的峰值。再循环到INa端为正、INb端为负时半周期,此时电容Cl已充上电,叠加在输入端电压上，相当于两倍输入端电压向负载も供电了。对图3电路分析如下当INa端为正、INb端为负时半周期内，电流一方面由INa — VDl —も一VD4 — INb向负载IU共电，另一方面由INa —L3 —C3 —VD4 — INb途径向电容C3充电，充电后C3的电压接近输入端电压的峰值。当INa端为负、INb端为正时半周期内，电容C3上的电压叠加在输入端电压上,最大值接近输入端电压的峰值的两倍，电流一方面由INb — VD2 -Rl- VD3 — INa向负载も供电，负载も上的电压接近输入端电压的两倍；另一方面由INb —L4 —C4 —VD3 — INa途径向电容C4充电，充电后C4上的电压接近输入端电压的峰值。再循环到INa端为正、INb端为负时半周期,此时电容C4已充上电,叠加在输入端电压上，相当于两倍输入端电压向负载も供电了。图I、图2、图3都是AC/DC转换电路的形式，它们共同特点是L、C元件串联后，并联在相邻桥臂的两个ニ极管上。综上所述，本实用新型的特征是:AC/DC转换电路，在传统全波桥式整流电路的基础上，在相邻桥臂的两个ニ极管上分別并联了电感和电容相串联后的两个元件。
权利要求1. 一种高、低频AC/DC转换电路，其特征在于在传统全波桥式整流电路的基础上，在相邻桥臂的两个二极管上分别并联了电感和电容相串联后的两个元件。
专利摘要本实用新型为一种适应高频、低频与高、低频调制输入的AC/DC转换电路。本实用新型的特征是在传统全波桥式整流电路的基础上，在相邻桥臂的两个二极管上分别并联了电感和电容相串联后的两个元件。本实用新型电路对于现有的各种波型与类别的AC输入均可以高效转换为DC，包括DC输入。且适应各种电源和电源适配器的输出特性。经该转换电路后，可以提供高效和大功率的后续应用，例如各种功能电路，LED恒流源等各种需要兼容和适配市面上各种电源和电源适配器的应用场合。
文档编号H02M7/04GK202395670SQ20112048521
公开日2012年8月22日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者何曙光 申请人:何曙光