CN201976003U

CN201976003U - 直流低压电源八桥振荡电子变压器

Info

Publication number: CN201976003U
Application number: CN201120110672XU
Authority: CN
Inventors: 阮小青; 阮树成
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-03
Filing date: 2011-04-03
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2021-04-03

Abstract

本实用新型涉及电子技术领域，是一种直流低压电源八桥振荡电子变压器。由八桥振荡器，相加耦合器、大功率MOS场效应管全波整流、过载检测保护电路及直流低压电源组成，八桥振荡功率合成接入大功率MOS场效应管全波整流为直流电压供负载。本实用新型电路独特、高效，广泛用于汽车、火车、船只无交流市电或供电不便的场合大功率DC-DC变换，尤其适合驱动发光二极管LED阵列灯照明、景观和广告或驱动其它直流电器。

Description

直流低压电源八桥振荡电子变压器

技术领域

本实用新型涉及电子技术领域，具体是一种直流低压电源八桥振荡电子变压器。

背景技术

在汽车、火车和船只没交流市电可供或野外露营休闲供电不便的场合，采用直流低压电源LED发光二极管阵列灯可产生明亮的光射，光电转换效率高，光线柔和宜人，使用方便，寿命长，并广泛适用于景观和广告。然而，驱动大功率发光二极管LED阵列灯逆变器电流大，要求振荡输出大功率，工作电压较低时电流就必须增大，因此，大电流振荡三极管功耗温升引起管子电压电流变化，同时大电流温升也使线圈磁性导磁率下降电感量减小，严重的发生磁饱和电感变得很小，进而影响灯管电压和电流改变，灯管发光亮度不稳定。极易烧坏器件。

发明内容

本实用新型的目的是提供直流低压电源供电，拖动大功率负载的一种直流低压电源八桥振荡电子变压器。

本实用新型技术解决方案为：由八个桥式振荡器、七个相加耦合器、大功率MOS场效应管全波整流电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，七个相加耦合器分为第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器，八个桥式振荡器分为桥式振荡器5a、桥式振荡器5b、桥式振荡器5c、桥式振荡器5d、桥式振荡器5e、桥式振荡器5f和桥式振荡器5g、桥式振荡器5h，分别由八个铁氧体磁性变压器T1、T2、T3、T4和T5、T6、T7、T8初级电感并联电容为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管集电极和两个NPN大功率振荡管集电极，两个PNP大功率振荡管发射极接直流低压电源正极，两个NPN大功率振荡管发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联快速恢复二极管，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管基极并接控制信号接口管集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，桥式振荡器5a和桥式振荡器5b输出功率由铁氧体磁性变压器T1、T2次级电感反相接入第一相加耦合器初级电感一阶功率合成，桥式振荡器5c和桥式振荡器5d 输出功率由铁氧体磁性变压器T3、T4次级电感反相接入第二相加耦合器初级电感一阶功率合成，桥式振荡器5e和桥式振荡器5f输出功率由铁氧体磁性变压器T5、T6次级电感反相接入第三相加耦合器初级电感一阶功率合成，桥式振荡器5g和桥式振荡器5h输出功率由铁氧体磁性变压器T7、T8次级电感反相接入第四相加耦合器初级电感一阶功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次级电感反相接入第五相加耦合器初级电感二阶功率合成，第三相加耦合器和第四相加耦合器次级电感反相接入第六相加耦合器初级电感二阶功率合成，第五相加耦合器和第六相加耦合器次级电感反相接入第七相加耦合器初级电感三阶功率合成，次级电感接入大功率MOS场效应管全波整流电路，输出直流电压供负载，过载检测保护电路由负载电流经磁环电感感生电压二极管检波，检测电压接入接口管控制振荡管；

其中，大功率MOS场效应管全波整流电路由两个大功率MOS场效应管、开关二极管和电阻构成，两个大功率MOS场效应管源极分别接第七相加耦合器次级电感的两端，第七相加耦合器次级电感中心抽头接地，两个大功率MOS场效应管栅偏置电阻接在栅、漏两端，栅极由开关二极管并联电阻交叉接入第七相加耦合器次级电感的两端，两管漏极并接成全波整流输出直流电压供负载。

本实用新型产生有益的积极效果是：直流低压电源供电八桥振荡三阶功率合成，八桥振荡功率合成高效输出，振荡十分强烈，振荡电路互补串馈供电，电源电压高电流小，显著降低功耗增大输出功率。不仅高效，集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，偶次谐波相互抵消，输出纯正弦波。大功率MOS场效应管全波整流不用电解电容滤波，内阻低响应快，过载能力强。广泛用于没交流市电或供电不便的场合DC-DC变换，尤其适合驱动大功率发光二极管LEC阵列灯。

附图说明

图1本实用新型技术方案原理方框图。

图2桥式振荡器电路。

图3八桥振荡功率合成及过载检测保护电路。

图4大功率MOS场效应管全波整流电路。

具体实施方式

参照图1、2、3(图2以桥式振荡器5a电路为例，其余桥式振荡器电路相同)，本实用新型具体实施方法和实施例：由八个桥式振荡器5、七个相加耦合器4、大功率MOS场效应管全波整流电路3、过载检测保护电路2及直流低压电源1组成，七个相加耦合器4分为第一相加耦合器4a、第二相加耦合器4b、第三相加耦合器4c、第四相加耦合器4d、第五相加耦合器4e、第六相加耦合器4f、第七相加耦合器4g，八个桥式振荡器5分为桥式振荡器5a、桥式振荡器5b、桥式振荡器5c、桥式振荡器5d、桥式振荡器5e、桥式振荡器5f和桥式振荡器5g、桥式振荡器5h，分别由八个铁氧体磁性变压器T1、T2、T3、T4和T5、T6、T7、T8初级电感L1并联电容C0为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管Q1、Q2集电极和两个NPN大功率振荡管Q3、Q4集电极，两个PNP大功率振荡管Q1、Q2发射极接直流低压电源1正极，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管Q1、Q2和Q3、Q4集电极与发射极之间并联快速恢复二极管VD1、VD2和VD3、VD4，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻R1、R2和R3、R4静态偏置和电容C1、C2和C3、C4正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管Q3、Q4基极并接控制信号接口管Q5、Q6集电极，Q5、Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，桥式振荡器5a和桥式振荡器5b输出功率由铁氧体磁性变压器T1、T2次级电感反相接入第一相加耦合器4a初级电感一阶功率合成，桥式振荡器5c和桥式振荡器5d输出功率由铁氧体磁性变压器T3、T4次级电感反相接入第二相加耦合器4b初级电感一阶功率合成，桥式振荡器5e和桥式振荡器5f输出功率由铁氧体磁性变压器T5、T6次级电感反相接入第三相加耦合器4c初级电感一阶功率合成，桥式振荡器5g和桥式振荡器5h输出功率由铁氧体磁性变压器T7、T8次级电感反相接入第四相加耦合器4d初级电感一阶功率合成，第一相加耦合器4a和第二相加耦合器4b次级电感反相接入第五相加耦合器4e初级电感二阶功率合成，第三相加耦合器4c和第四相加耦合器4d次级电感反相接入第六相加耦合器4f初级电感二阶功率合成，第五相加耦合器4e和第六相加耦合器4f次级电感反相接入第七相加耦合器4g初级电感三阶功率合成，次级电感接入大功率MOS场效应管全波整流电路3，整流输出直流电压供负载。

过载检测保护电路2由灯负载电流经磁环电感L3感生电压二极管VD5检波，检测电压经滤波电容C5、电阻R16和限流电阻R7、R8接入接口管Q5、Q6控制振荡管Q3、Q4及Q1、Q2。当负载短路或接触不良产生大电流，过载检测电压使Q5、Q6饱和导通，Q3、Q4及Q1、Q2截止停振，即时起保护作用。快速恢复二极管VD1、VD2和VD3、VD4防止高反压击穿振荡管。

桥式振荡器由PNP、NPN三极管两个互补对称阻容交叉耦合推挽振荡相互耦合而成，阻容交叉耦合推挽振荡实际是输出输入直接相连两级LC选频放大器，大功率振荡管Q1、Q2和Q3、Q4导通角为90度交替工作，输出电流为半余弦波脉冲，振荡十分强烈，经谐振回路衰减谐波，集电极电流相位相反三阶和高阶奇次谐波为零，偶次谐波相互抵消，输出为纯正弦波，不仅高效，互补串馈供电，电源电压高电流小，降低功耗增大输出功率。

通用大功率三极管构成桥式振荡要求大功率输出时，如匹配400W负载，仅几只器件直接并联运用不能令人满意，采用八桥振荡功率合成效果明显，其输出功率叠加能满足技术要求，通过七个相加耦合器分别将八桥振荡输出功率相互反相激励功率合成。平衡电阻R9、R10、R11、R12、R13和R14、R15在功率合成的两个电流相等时，无功率损耗。

图4，大功率MOS场效应管全波整流电路由两个大功率MOS场效应管Q7、Q8全波整流，源极分别接入第七相加耦合器4g次级电感的两端，其电感中心抽头接地，栅极经开关二极管VD6、VD7并联电阻R18、R20交叉接入相加耦合器4g次级电感的两端，并与电阻R17、R19提供栅偏压，开关二极管VD6、VD7使栅极加速翻转，漏极并接成全波整流输出直流电压供给负载RL，整流电路不用电解电容滤波，内阻低响应快，过载能力强。本电子变压器输出直流电压、功率由八桥振荡与相加耦合器初、次级电感比值及电源电压电流确定。

实施例直流低压电源电压50V，八桥振荡器工作电流10A，振荡频率39KHZ，输出直流电压24V电流18A，匹配负载功率425W，逆变效率85％，振荡管散热器温升低于30℃。

Claims

1.一种直流低压电源八桥振荡电子变压器，其特征在于：由八个桥式振荡器、七个相加耦合器、大功率MOS场效应管全波整流电路、过载检测保护电路及直流低压电源组成，七个相加耦合器分为第一相加耦合器、第二相加耦合器、第三相加耦合器、第四相加耦合器、第五相加耦合器、第六相加耦合器、第七相加耦合器，八个桥式振荡器分为桥式振荡器(5a)、桥式振荡器(5b)、桥式振荡器(5c)、桥式振荡器(5d)和桥式振荡器(5e)、桥式振荡器(5f)、桥式振荡器(5g)、桥式振荡器(5h)，分别由八个铁氧体磁性变压器(T1)、(T2)、(T3)、(T4)和(T5)、(T6)、(T7)、(T8)初级电感并联电容为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管集电极和两个NPN大功率振荡管集电极，两个PNP大功率振荡管发射极接直流低压电源正极，两个NPN大功率振荡管发射极接地，互补串馈供电，四个大功率振荡管集电极与发射极之间并联快恢二极管，谐振回路两端还并联交叉耦合到对管基极电阻静态偏置和电容正反馈构成桥式振荡器，两个NPN大功率振荡管基极并接控制信号接口管集电极，接口管基极、集电极接电压负反馈偏置电阻，发射极接地，桥式振荡器(5a)和桥式振荡器(5b)输出功率由铁氧体磁性变压器(T1)、(T2)次级电感反相接入第一相加耦合器初级电感一阶功率合成，桥式振荡器(5c)和桥式振荡器(5d)输出功率由铁氧体磁性变压器(T3)、(T4)次级电感反相接入第二相加耦合器初级电感一阶功率合成，桥式振荡器(5e)和桥式振荡器(5f)输出功率由铁氧体磁性变压器(T5)、(T6)次级电感反相接入第三相加耦合器初级电感一阶功率合成，桥式振荡器(5g)和桥式振荡器(5h)输出功率由铁氧体磁性变压器(T7)、(T8)次级电感反相接入第四相加耦合器初级电感一阶功率合成，第一相加耦合器和第二相加耦合器次级电感反相接入第五相加耦合器初级电感二阶功率合成，第三相加耦合器和第四相加耦合器次级电感反相接入第六相加耦合器初级电感二阶功率合成，第五相加耦合器和第六相加耦合器次级电感反相接入第七相加耦合器初级电感三阶功率合成，次级电感接入大功率MOS场效应管全波整流电路，整流输出直流电压供负载，过载检测保护电路由负载电流经磁环电感感生电压二极管检波，检测电压接入接口管控制振荡管。

2.根据权利要求1所述的直流低压电源八桥振荡电子变压器，其特征在于：大功率MOS场效应管全波整流电路由两个大功率MOS场效应管、开关二极管和电阻构成，两个大功率MOS场效应管源极分别接第七相加耦合器次级电感的两端，第七相加耦合器次级电感中心抽头接地，两个大功率MOS场效应管栅偏置电阻接在栅、漏两端，栅极由开关二极管并联电阻交叉接入第七相加耦合器次级电感的两端，两管漏极并接成全波整流输出直流电压供负载。