专利名称：低变比压电陶瓷变压器的电源电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交流功率输入变换为直流功率输出的电源电路，具体的说是使用低变比压电陶瓷变压器的电源电路，属于H02M7/00类。
传统的交流功率输入变换为直流功率输出的电源电路是离不开磁变压器、半导体整流器等组成的电路。它具有反峰压高负载短路自动保护困难，也难以实现微型化和片型化。
低变比压电陶瓷变压器采用电能-机械能-电能转换方式，具有无反蜂压，负载短路自动保护截止，自动恢复，功率密度高，可制成片式元件，摆脱磁芯、线圈，缩小体积等优点。
常用的压电振子驱动电路其补偿电感和压电元件以串联方式工作，故使加于压电元件上的工作电压较高，相移和冲击电流较大，增加了管耗和无功功率。
本发明的目的是针对上述之不足，设计一种低变比压电陶瓷变压器的电源电路，摆脱了磁芯和线圈，选择逆变器功率放大电路，该电路以脉宽调制状态的方波进行工作，以减少管耗，压电元件以正弦波方式进行工作以减小无功功率和冲击电流。
为了达到上述之目的，本发明设计一种低变比压电陶瓷变压器的电源电路，将交流电源经整流器和直流变换与稳压电路，用来提供产生方波的脉宽调制发生器及半桥输出电路驱动器的直流工作电源，该驱动器提供半桥式功率放大器的MOSFET驱动电压，并产生作用于压电陶瓷的激励电压，加于激励电极，从压电陶瓷的副端感应电极产生输出交变压电信号，经整流滤波稳压电路后获直流输出；本电路特点是将半桥输出的方波整定为正弦波并加于压电陶瓷激励电极，是通过两个串接的并联谐振电路的电感、电容和另由电感、电容组成的三、五次谐波滤波器电路；为减少相移、无功功率和冲击电流的补偿电感线圈与压电陶瓷的激励电极并联。
本发明的优点是(1)本发明设计一种逆变器功率放大电路，该电路以脉宽调制状态的方波进行工作以减少管耗。(2)压电元件以正弦波方式进行工作，是因将半桥式输出的方波整定为正弦波的电感电容二组并联谐振电路组成了三、五次谐波滤波器电路，故能减小无功功率和冲击电流。(3)以补偿电感线圈与压电陶瓷的激励电极并联，补偿了压电元件静电容造成的相移，减少了总电流相移和无功功率及冲击电流的能量消耗。(4)摆脱了传统变压器电源电路的磁芯和线圈，缩小了仪器的体积，无反蜂压，负载短路自动保护截止，自动恢复，功率密度高。(5)采用电能-机械能-电能的转换方式，压电陶瓷变压器可制成片状元件，可选择“变比”。
下面结合附图及实施例对本发明进一步详细说明。
图1是本发明低变比压电陶瓷变压器的电源电路原理方框2是本发明实施例电路图如图1所示的原理方框图，其具体电路即实施例可从图2中看出。交流电源1即市电网AC。整流器2即是由两组桥式半导体整流器B1和B2组成。图2中的集成电路IC1及硅二极稳压管Z1构成直流变换及稳压电路3，是用来提供集成电路IC2即脉宽调制发生器4及集成电路IC3即半桥输出电路的驱动器5的直流工作电源。集成电路IC3半桥输出电路的驱动器5，专门提供M1、M2即半桥输出放大器MOSFET(金属氧化物场效应晶体管)6、7的驱动电压。参见图1即分别加于输出放大器MOSFET6、7两管的栅极G；半桥功率输出电路由功率放大器MOSFET6、7和半桥电容14、15构成。MOSFET6的源极S和MOSFET7的漏极D相联，构成桥路一个接点19，半桥电容14和半桥电容15相连构成桥路另一个接点20。接点19联于压电陶瓷激励电极801的一端，接点20串接有两个并联谐振电路即电感9、电容10和电感11、电容12组成的三次、五次谐波滤波器电路，将半桥输出的方波整定为正弦波加于压电陶瓷8的激励电极801另一端。补偿电感13与激励电极801并联，补偿了压电元件静电容造成的相移，减少了总电流相移和无功功率及冲击电流的能量消耗。压电陶瓷8的副端感应电极802由压电效应产生的交变电压如图2所示经整流器B3、电容C13、C14、C15构成如图1所示的整流滤波稳压电路16，并得到直流稳压输出17。该电路稳压反馈信号由IC4光电耦合器构成反馈18，以调制脉宽调制发生器4的输出方波达到稳压的目的。
本电路实施例已制成输入电压 180-240伏(交流有效值)输出电压18±0.3伏(直流)最大输出功率33瓦转换效率＞70％的实用电路。
权利要求
1.一种低变比压电陶瓷变压器的电源电路，将交流电源(1)经整流器(2)和直流变换与稳压电路(3)用来提供产生方波的脉宽调制发生器(4)及半桥输出电路的驱动器(5)的直流工作电源，该驱动器(5)提供半桥式功率放大器(6、7)的MOSFET的驱动电压，并产生作用于压电陶瓷(8)的激励电压加于激励电极(801)，从电压陶瓷(8)的副端感应电极(802)产生输出交变压电信号，经专用整流滤波稳压电路(16)获直流输出(17)，其特征是将半桥输出的方波整定为正弦波，并加于压电陶瓷激励电极(801)，是通过两个串接的并联谐振电路的电感(9)电容(10)和另由电感(11)、电容(12)组成的三、五次谐波滤波器电路；为减少相移、无功率和冲击电流的补偿电感线圈(13)与压电陶瓷(8)的激励电极(801)并联。
全文摘要
本发明公开了一种低变比压电陶瓷变压器的电源电路，它是利用交流电源，经整流稳压提供产生方波的脉宽调制发生器及半桥输出电路的驱动器直流工作电源，该驱动器提供半桥式功率放大器的MOSFET的驱动电压，从而产生作用于压电陶瓷的激励电压，并从压电陶瓷副端感应电极，产生输出交变压电信号，经专用的整流滤波稳压电路，获直流输出信号；本发明的特点是由两组电感电容并联谐振组成三、五次谐波滤波电路，将半桥输出的方波整定为正弦波，并采用与压电陶瓷激励电极并联的补偿电感，以减少相移、管耗、无功功率及冲击电流。
文档编号H02M5/40GK1122968SQ9411777
公开日1996年5月22日 申请日期1994年11月10日 优先权日1994年11月10日
发明者邓维体, 夏定豪, 马克 申请人:北京伟泰电子电器有限公司