专利名称：四桥振荡电子变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子技术领域，具体是一种四桥振荡电子变压器。
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，使用寿命长，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四桥振荡电子变压器。本实用新型技术解决方案为由四个全桥振荡器、三个相加耦合器、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，三个相加耦合器分为第一相加耦合器、第二相加耦合器和第三相加耦合器，四个全桥振荡器分为第一全桥振荡器5a、 第二全桥振荡器恥和第三全桥振荡器5c、第四全桥振荡器5d，分别由铁氧体磁性变压器 Tl、铁氧体磁性变压器T2和铁氧体磁性变压器T3、铁氧体磁性变压器T4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Ql、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Ql、Q2发射极接直流低压电源正极，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Ql、Q2和Q3、Q4基极电阻Rl、R2和R3、R4静态偏置和电容Cl、C2和C3、C4正反馈构成全桥振荡器，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，接口管Q5、Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，第一全桥振荡器 5a和第二全桥振荡器恥输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl、铁氧体磁性变压器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，第三全桥振荡器5c和第四全桥振荡器5d输出功率分别由铁氧体磁性变压器T3、铁氧体磁性变压器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，第一相加耦合器和第二相加耦合器次级电感反相接入第三相加耦合器初级电感二阶功率合成，第三相加耦合器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VD7检波，检测电压接入接口管Q5、Q6控制振荡管Ql、Q2和Q3、Q4 ；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Q7、Q8、开关二极管VD5、VD6和电阻R12、R13、R14、R15构成，两个大功率MOS场效应管Q7、Q8源极分别接第三相加耦合器次级电感的两端，第三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Q7、Q8栅偏置电阻R12、R14接在栅、漏两端，栅极由开关二极管VD5、VD6并联电阻R13、R15交叉接入第三相加耦合器次级电感的两端，两管Q7、Q8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四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，功耗低输出功率大。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，输出为纯正弦波。 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。广泛适用于没交流市电或供电不便的场合DC-DC变换，尤其适合驱动发光二极管LED阵列灯。
图1本实用新型技术方案原理方框图图2全桥振荡器电路图3四桥振荡功率合成电路图4大功率MOS场效应管全波整流及过载检测保护电路具体实施方式
参照图1、2和图3(图2以第一全桥振荡器fe电路为例，其余全桥振荡器电路相同)，本实用新型实施方式和实施例由四个全桥振荡器5、三个相加耦合器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，三个相加耦合器4 分为第一相加耦合器4a、第二相加耦合器4b及第三相加耦合器4c，四个全桥振荡器5分为第一全桥振荡器5a、第二全桥振荡器恥和第三全桥振荡器5c、第四全桥振荡器5d，分别由铁氧体磁性变压器Tl、铁氧体磁性变压器T2和铁氧体磁性变压器T3、铁氧体磁性变压器T4 初级电感Ll并联电容CO为谐振回路，谐振回路两端分别并接两个PNP大功率振荡管Ql、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Ql、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Ql、Q2和Q3、4Q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Rl、R2和R3、R4静态偏置和电容Cl、C2和 C3、C4正反馈构成全桥振荡器，Q3、Q4基极并接控制信号接口管Q5、Q6集电极，接口管Q5、 Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，第一全桥振荡器fe和第二全桥振荡器恥输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl、铁氧体磁性变压器T2次级电感L2反相接入第一相加耦合器如初级电感一阶功率合成，而第三全桥振荡器5c和第四全桥振荡器5d 输出功率分别由铁氧体磁性变压器T3、铁氧体磁性变压器T4次级电感L2反相接入第二相加耦合器4b初级电感一阶功率合成，第一相加耦合器如和第二相加耦合器4b次级电感反相接入第三相加耦合器如初级电感二阶功率合成，第三相加耦合器4c次级电感接入大功率MOS场效应管全波整流电路3，输出直流电压供负载。快速恢复二极管VD1、VD2和VD3、 VD4是保护振荡管Ql、Q2和Q3、4Q，免受振荡高反压击穿。全桥振荡器由PNP、NPN三极管两个互补对称阻容交叉耦合推挽振荡互耦而成，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
4Q3、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，负载输出为纯正弦波，振荡电路互补串馈供电，电源电压高电流小，输出功率是推挽振荡的二倍。通用大功率三极管构成桥振荡要求更大输出功率，例如匹配MOW负载时，仅几只器件直接并联运用不能令人满意，采用四个桥振荡功率合成效果明显，输出功率叠加能满足技术要求，通过两个相加耦合器分别将四桥振荡输出功率相互反相激励功率合成，又将两个相加耦合器输出电流变换加倍总和送到第三个相加耦合器功率合成，经大功率MOS场效应管全波整流为直流电压提供给负载。三个平衡电阻R9、RlO和Rll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，源极分别接入第三相加耦合器4c次级电感的两端，电感中心抽头接地，栅极经电阻 R13、R15并联开关二极管VD5、VD6交叉接入相加耦合器6c次级电感的两端，并与电阻R12、 R14提供栅偏压，开关二极管VD5、VD6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。本电子变压器输出直流电压、功率由四个全桥振荡器和相加耦合器初、次级电感比值及电源电压、电流确定。适于驱动大功率发光二极管LED阵列灯或驱动其它直流电器。图中，过载检测保护电路2由负载电流经磁环电感L3感生电压二极管VD5峰值检波，检测电压经电容C5、电阻R16滤波，电阻R7、R8限流接入接口管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，振荡管 Q3、Q4及Ql、Q2截止停振，即时起到保护。实施例电压60V，四桥振荡器工作电流4A，频率47KHZ，输出直流电压14V，电流 15A，匹配功率200W发光二极管LED阵列灯，逆变效率85%，振荡管Q1、Q2和Q3、Q4散热器温升在30°C以下。
权利要求1.一种四桥振荡电子变压器，其特征在于由四个全桥振荡器、三个相加耦合器、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，三个相加耦合器分为第一相加耦合器、第二相加耦合器和第三相加耦合器，四个全桥振荡器分为第一全桥振荡器、第二全桥振荡器和第三全桥振荡器、第四全桥振荡器，分别由铁氧体磁性变压器 Tl、铁氧体磁性变压器T2和铁氧体磁性变压器T3、铁氧体磁性变压器T4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Ql、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Ql、Q2发射极接直流低压电源正极，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Ql、Q2和Q3、Q4基极电阻Rl、R2和R3、R4静态偏置和电容Cl、C2和C3、C4正反馈构成全桥振荡器，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， 接口管Q5、Q6基极、集电极接电压负反馈偏置电阻R5、R6，发射极接地，第一全桥振荡器和第二全桥振荡器输出功率分别由铁氧体磁性变压器Tl、铁氧体磁性变压器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，第三全桥振荡器和第四全桥振荡器输出功率分别由铁氧体磁性变压器T3、铁氧体磁性变压器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，第一相加耦合器和第二相加耦合器次级电感反相接入第三相加耦合器初级电感二阶功率合成，第三相加耦合器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VD7 检波，检测电压接入接口管Q5、Q6控制振荡管Ql、Q2和Q3、Q4。
2.根据权利要求1所述的四桥振荡电子变压器，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Q7、Q8、开关二极管VD5、VD6和电阻R12、R13、R14、 R15构成，两个大功率MOS场效应管Q7、Q8源极分别接第三相加耦合器次级电感的两端，第三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Q7、Q8栅偏置电阻R12、R14 接在栅、漏两端，栅极由开关二极管VD5、VD6并联电阻R13、R15交叉接入第三相加耦合器次级电感的两端，两管Q7、Q8漏极并接成全波整流输出直流电压供负载。
专利摘要本实用新型涉及电子技术领域，是一种四桥振荡电子变压器。由四个桥式振荡器，三个相加耦合器、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，四桥振荡功率合成接入大功率MOS场效应管全波整流电路为直流电压供负载。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LED发光二极管阵列灯照明、景观和广告或驱动其它直流电器。
文档编号H02H7/10GK202103581SQ20112011066
公开日2012年1月4日 申请日期2011年4月3日 优先权日2011年4月3日
发明者阮小青, 阮树成 申请人:阮小青