CN217721521U - 用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，包括：第一扼流电感；第二扼流电感；第一充放电路，第一充放电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一场效应管和第二场效应管；第二充放电路，第二充放电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管、第三场效应管和第四场效应管；谐振电容，谐振电容的一端连接第一扼流电感的另一端，谐振电容的另一端连接第二扼流电感的另一端；加热线圈，加热线圈与谐振电容并联连接。由此，可以在不改变可靠性的前提下便捷地增加电路功率，降低元件设计成本和时间成本，增加了电路在大功率场合的适用性。

Description

用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路

技术领域

本实用新型涉及牙胶技术领域，具体涉及一种用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路。

背景技术

目前，用于牙胶填充的高频加热电路是双管高频逆变电路，这种逆变电源采用双场效应管交替导通的电路形式，这种拓扑结构功率密度小，大负载情况下温升曲线上升缓慢，加热到设定温度时间长，用户体验不好，在大功率需求的应用场合就会显得捉襟见肘。

相关技术中，在大功率场合，通过更换大电流场效应管进行功率提升，然而，该方案会导致元件成本会大幅升高。

实用新型内容

本实用新型为了解决双管高频逆变电路功率密度小、元件成本会大幅升高的问题，提出了如下技术方案。

本实用新型实施例提出了一种用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，包括：

第一扼流电感，所述第一扼流电感的一端连接到直流电源；

第二扼流电感，所述第二扼流电感的一端连接到直流电源；

第一充放电路，所述第一充放电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一场效应管和第二场效应管，所述第一电阻的一端连接到直流电源，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端与所述第一场效应管的栅极相连，所述第三电阻的一端与所述第二场效应管的栅极相连，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端接地，所述第一二极管的正极与所述第二扼流电感的另一端相连、负极与所述第一场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的漏极、所述第二场效应管的漏极与所述第一扼流电感的另一端相连，所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的源极、所述第二场效应管的源极接地；

第二充放电路，所述第二充放电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管、第三场效应管和第四场效应管，所述第四电阻的一端连接到直流电源，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端与所述第三场效应管的栅极相连，所述第六电阻的一端与所述第四场效应管的栅极相连，所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端接地，所述第二二极管的正极与所述第一扼流电感的另一端相连、负极与所述第三场效应管的栅极相连，所述第三场效应管的漏极、所述第四场效应管的漏极与所述第二扼流电感的另一端相连，所述第三场效应管的栅极与所述第四场效应管的栅极相连，所述第三场效应管的源极、所述第四场效应管的源极接地；

谐振电容，所述谐振电容的一端连接所述第一扼流电感的另一端，所述谐振电容的另一端连接所述第二扼流电感的另一端；

加热线圈，所述加热线圈与所述谐振电容并联连接。

另外，根据本实用新型上述实施例的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路还可以具有如下附加的技术特征。

在一些示例中，所述第一充放电路还包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一场效应管的漏极相连，所述第一电容的另一端接地；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第二场效应管的漏极相连，所述第二电容的另一端接地。

在一些示例中，所述第二充放电路还包括：

第三电容，所述第三电容的一端与所述第三场效应管的漏极相连，所述第三电容的另一端接地；

第四电容，所述第四电容的一端与所述第四场效应管的漏极相连，所述第四电容的另一端接地。

在一些示例中，第一充放电路还包括n个第五场效应管，第二充放电路还包括n个第六场效应管，其中，n为大于或者等于1的正整数。

在一些示例中，所述场效应管为N沟道增强型MOS管。

在一些示例中，所述加热线圈环绕在所述牙胶填充仪的金属管外壁。

在一些示例中，所述加热线圈由若干呈弧面状的子线圈装配而成，若干所述子线圈贴合在所述牙胶填充仪的金属管外壁。

在一些示例中，所述子线圈的数量为两个，两个所述子线圈对称贴合在所述牙胶填充仪的金属管外壁。

本实用新型实施例的技术方案，通过并联场效应管来提高电路的功率上限，可以显著的提高电路的功率上限，无需更换大电流场效应管，即可适用于大功率场合。由此，可以在不改变可靠性的前提下便捷地增加电路功率，降低元件设计成本和时间成本，增加了电路在大功率场合的适用性。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路的原理图。

图2为本实用新型一个示例的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路的原理图。

图3为本实用新型一个示例的加热线圈的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型一个实施例的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路的原理图。

如图1所示，该用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路包括：第一扼流电感L1、第二扼流电感L2、第一充放电路1、第二充放电路2、谐振电容C和加热线圈L。其中，第一充放电路1包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一二极管D1、第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，第二充放电路2包括第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第二二极管D2、第三场效应管Q3和第四场效应管Q4。

参照图1，第一扼流电感L1的一端连接到直流电源VCC；第二扼流电感L2的一端连接到直流电源VCC；第一电阻R1的一端连接到直流电源VCC，第一电阻R1的另一端、第二电阻R2的一端与第一场效应管Q1的栅极相连，第三电阻R3的一端与第二场效应管Q2的栅极相连，第二电阻R2的另一端、第三电阻R3的另一端接地GND，第一二极管D1的正极与第二扼流电感L2的另一端相连、负极与第一场效应管Q1的栅极相连，第一场效应管Q1的漏极、第二场效应管Q2的漏极与第一扼流电感L1的另一端相连，第一场效应管Q1的栅极与第二场效应管Q2的栅极相连，第一场效应管Q1的源极、第二场效应管Q2的源极接地GND；第四电阻R4的一端连接到直流电源VCC，第四电阻R4的另一端、第五电阻R5的一端与第三场效应管Q3的栅极相连，第六电阻R6的一端与第四场效应管Q4的栅极相连，第五电阻R5的另一端、第六电阻R6的另一端接地GND，第二二极管D2的正极与第一扼流电感L1的另一端相连、负极与第三场效应管Q3的栅极相连，第三场效应管Q3的漏极、第四场效应管Q4的漏极与第二扼流电感L2的另一端相连，第三场效应管Q3的栅极与第四场效应管Q4的栅极相连，第三场效应管Q3的源极、第四场效应管Q4的源极接地GND；谐振电容C的一端连接第一扼流电感L1的另一端，谐振电容C的另一端连接第二扼流电感L2的另一端；加热线圈L与谐振电容C并联连接。

其中，第一至第四场效应管均为N沟道增强型MOS管。

具体地，本实用新型采用并联的两组场效应管，场效应管并联将电路可承受电流提高一倍，功率提高了四倍，也即：通过并联场效应管来提高电路的功率上限，可以显著的提高电路的功率上限，无需更换大电流场效应管，即可适用于大功率场合，因此，可以在降低元件成本的前提下提高电路的功率上限。

本实用新型用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，可以在不改变可靠性的前提下便捷地增加电路功率，降低元件设计成本和时间成本，增加了电路应用于大功率场合的实用性。

如图2所示，第一充放电路1还包括第一电容C1和第二电容C2。

第一电容C1的一端与第一场效应管Q1的漏极相连，第一电容C1的另一端接地GND；第二电容C2的一端与第二场效应管Q2的漏极相连，第二电容C2的另一端接地GND。

参照图2，第二充放电路还包括第三电容C3和第四电容C4。

第三电容C3的一端与第三场效应管Q3的漏极相连，第三电容C3的另一端接地GND；第四电容C4的一端与第四场效应管Q4的漏极相连，第四电容C4的另一端接地GND。

具体而言，R1，R4起限流作用而且可以抑制场效应管并联时的自激振荡，R2，R3，R5，R6为下拉电阻，N沟道场效应管Q1，Q2，Q3，Q4为振荡电路核心元件，L1，L2为扼流电感。D1，D2为快恢复二极管，C1，C2，C3，C4吸收场效应管电压尖峰，减少电磁辐射，加热线圈L作用是参与谐振并对物体进行高频加热。

电路工作原理：直流电源VCC通电，此时电感L1、L2所起的作用是扼流电感，在保护振荡电路系统电压不会骤然升高击穿场效应管的同时也作为振荡电路的电流源。场效应管Q1、Q2的栅极同时通电、Q3、Q4的栅极同时通电。由于原件的离散性导致Q1、Q2和Q3、Q4的栅极电流不会完全相等，假设Q1、Q2的栅极电流大导通更充分，加热线圈L中会产生从B到A的感应电动势，B点电位高于A点电位，此时对谐振电容C进行充电。A点电压高D1截止，Q1，Q2保持高电位导通状态。L的A端电压低，D2导通从而将Q3，Q4的栅极电压拉低使Q3，Q4彻底关断，Q1，Q2则由于高频加热线圈L的正反馈作用使Q2完全导通。C充电并放电过程中B点电位逐渐变低而D1导通，将场效应管Q1，Q2栅极电平拉低，从而截止。A点电位逐渐升高，快恢复二极管D2截止，场效应管Q3，Q4栅极恢复高电平从而导通，谐振电容C再次开始充电并放电使场效应管Q3，Q4导通，场效应管Q1，Q2截止，开始下一个循环，场效应管Q1，Q2和Q3，Q4如此周而复始的交替导通电路的谐振就建立了，C与L中有交替振荡的谐振电流从而对L1中的物体进行高频感应加热。

该实用新型中，电路的振荡频率可以根据加热线圈L和谐振电容C计算，计算公式为：

参照图1和图2所示的电路可知，该种电路拓扑结构的特性，场效应管并联将电路可承受电流提高一倍，功率提高了四倍。增加了该电路在大功率场合应用的实用性。

需要说明的是，本实用新型的大功率高频谐振逆变电路，包括且不限于使用4只N沟道增强型型场效应管，也可以使用6，8，10…等偶数数量的N沟道增强型型场效应管，只需要上下桥臂对称增加场效应管即可。

即在本实用新型的一个示例中，第一充放电路1还可包括n个第五场效应管，第二充放电路2还包括n个第六场效应管，其中，n为大于或者等于1的正整数。例如，第一充放电路1和第二充放电路2均可包括8只N沟道增强型型场效应管。

本实用新型中，在实际使用牙胶填充仪时，由于手持设备供电电压低，远远低于场效应管的栅极击穿电压，取消了现有技术中高频加热电路中位于栅极和源极的稳压二极管。有效降低了电路成本，减小了PCB(印刷电路板)的体积，更有利于该电路在手持设备的小型化应用。

本实用新型的电路，使用最少的元件无需特殊处理直接将场效应管并联，有效降低了物料成本和研发时间成本。

在本实用新型的一个示例中，加热线圈L环绕在牙胶填充仪的金属管外壁。

也即用于牙胶填充的高频加热线圈是环绕在金属管上的结构，这种结构有以下缺陷：加热范围和部位固定不可调节；装配方式受限，只能从金属管一段套进去；内部零件更换维修不方便，不能从侧边取出，设计工作带来了难度。因此本实用新型提出了一种外置可分体式弧面加热线圈的方案可以有效解决上述问题。

即在本实用新型的另一个示例中，如图3所示，加热线圈L由若干呈弧面状的子线圈装配而成，若干子线圈贴合在牙胶填充仪的金属管外壁。

进一步地，图3示出了2个子线圈，即子线圈的数量为两个时，两个子线圈对称贴合在牙胶填充仪的金属管外壁。

具体地，将加热线圈L设置为外置可分体式弧面加热线圈，于是可以根据需要加热的部位进行灵活组装以达到预期的目的，子线圈数量自由组合，线圈内部的零部件可以由侧边取出，提高产品的可维护性。

综上所述，在牙胶填充仪这种小型手持设备中，使用本实用新型中的大功率高频谐振逆变电路，可以显著的提高电路的功率上限，本实用新型的大功率高频谐振电路可以在不改变原电路方案的可靠性的前提下，便捷的增加电路功率，降低设计成本和时间成本。此外，本实用新型通过若干呈弧面状的子线圈可以调节加热范围和部位，装配方式简单灵活，提高了内部零件更换维修的便捷性。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，包括：

第一扼流电感，所述第一扼流电感的一端连接到直流电源；

第二扼流电感，所述第二扼流电感的一端连接到直流电源；

第一充放电路，所述第一充放电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一二极管、第一场效应管和第二场效应管，所述第一电阻的一端连接到直流电源，所述第一电阻的另一端、所述第二电阻的一端与所述第一场效应管的栅极相连，所述第三电阻的一端与所述第二场效应管的栅极相连，所述第二电阻的另一端、所述第三电阻的另一端接地，所述第一二极管的正极与所述第二扼流电感的另一端相连、负极与所述第一场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的漏极、所述第二场效应管的漏极与所述第一扼流电感的另一端相连，所述第一场效应管的栅极与所述第二场效应管的栅极相连，所述第一场效应管的源极、所述第二场效应管的源极接地；

第二充放电路，所述第二充放电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管、第三场效应管和第四场效应管，所述第四电阻的一端连接到直流电源，所述第四电阻的另一端、所述第五电阻的一端与所述第三场效应管的栅极相连，所述第六电阻的一端与所述第四场效应管的栅极相连，所述第五电阻的另一端、所述第六电阻的另一端接地，所述第二二极管的正极与所述第一扼流电感的另一端相连、负极与所述第三场效应管的栅极相连，所述第三场效应管的漏极、所述第四场效应管的漏极与所述第二扼流电感的另一端相连，所述第三场效应管的栅极与所述第四场效应管的栅极相连，所述第三场效应管的源极、所述第四场效应管的源极接地；

谐振电容，所述谐振电容的一端连接所述第一扼流电感的另一端，所述谐振电容的另一端连接所述第二扼流电感的另一端；

加热线圈，所述加热线圈与所述谐振电容并联连接。

2.根据权利要求1所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，所述第一充放电路还包括：

第一电容，所述第一电容的一端与所述第一场效应管的漏极相连，所述第一电容的另一端接地；

第二电容，所述第二电容的一端与所述第二场效应管的漏极相连，所述第二电容的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，所述第二充放电路还包括：

第三电容，所述第三电容的一端与所述第三场效应管的漏极相连，所述第三电容的另一端接地；

第四电容，所述第四电容的一端与所述第四场效应管的漏极相连，所述第四电容的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，第一充放电路还包括n个第五场效应管，第二充放电路还包括n个第六场效应管，其中，n为大于或者等于1的正整数。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，所述场效应管为N沟道增强型MOS管。

6.根据权利要求1所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，所述加热线圈环绕在所述牙胶填充仪的金属管外壁。

7.根据权利要求1所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，所述加热线圈由若干呈弧面状的子线圈装配而成，若干所述子线圈贴合在所述牙胶填充仪的金属管外壁。

8.根据权利要求7所述的用于牙胶填充仪的大功率高频谐振逆变电路，其特征在于，所述子线圈的数量为两个，两个所述子线圈对称贴合在所述牙胶填充仪的金属管外壁。

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