[实用新型]一种工频变压器

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种电源变压器，即工频变压器，具体的是涉及输入与输出端在电气方面是完全隔离，输入与输出端电源频率相同，传递功率的变压器装置。

背景技术

电源变压器是一常见的、应用广泛的电气设备。又称其为工频变压器。其主要特征有四个方面：(1)输入端与输出端不直接连接，在电气方面是完全隔离的，实现电网电源与用电设备之间的电气安全隔离；(2)将电网电压转换成用电设备所需的电压值；(3)输入端和输出端的电流、电压的乘积基本不变，即传递功率；(4)它还应该具有输入端和输出端的频率是一致的特性。本领域已知的工频变压器是直接依据法拉第电磁感应原理来运行的。它由初级线圈、次级线圈和硅钢铁心构成。对于本领域的技术人员，工频变压器工作原理应该是了解和熟悉的，在这里不再详细描述其工作过程。这种传统变压器需要大量的铜线和硅钢铁心，功率愈大其所消耗的原材料越多，体积大，质量大，原材料成本高，不能小型化等。在许多的电子电器产品中，工频变压器已经占据其整个产品大部分的成本、体积和重量。正因为如此，有些电器产品，譬如电热水器、电热毯等对用电的安全要求很高，也没有采用工频变压器来实现电气安全隔离。其应用范围因成本、体积和重量而受到制约。

本领域已知的还有一种称为开关电源的装置，它是利用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转换成另一种电源形态的电路。这种开关电源装置存在如下问题：(1)这种现行的开关变换电路还没有实现工频变压器的功能。譬如，其输入端和输出端的频率是不一致的，即电源的形态发生了变化。现有开关电源输入端需要有整流电路和平滑滤波电路，需要平滑用高压电解电容，所述整流和滤波是现有技术中所必需的；且在现行的开关电源中，输入电源经整流和平滑滤波电路后，其电源性质发生了变化，由输入时的交流变成了直流；(2)现有开关电源需要使用功率因数校正电路才能保证输入功率因数较大。(3)现行的开关电源装置，其输出端的基本形式为整流电路和平滑滤波电路构成，将高频电源变成了直流电源。由上述可知，现有开关电源的装置，不构成本实用新型所讨论的范畴。

因此，希望提供一种输入与输出端在电气方面是完全隔离，输入与输出端电源频率相同，传递功率，且能够完全取消硅钢铁心，减少铜线使用量，体积小，重量轻，小型化，低成本的新型工频变压器装置。

实用新型内容

为克服现有工频变压器的不足，本实用新型提供了一种能实现了传统工频变压器的全部功能，同时又取消了硅钢铁心，铜线使用量极少，缩小了体积，减轻了重量，实现了小型化，低成本的目标。其应用范围愈加广泛，为社会节约了大量的自然资源。

本实用新型是利用半导体器件、电容和电感元件所构成的变换电路来实现的上述目标的。首先将网电源转换、调制为高频电波，利用高频变压器实现电气隔离、电压转换和能量传递。然后将经隔离后的高频电波恢复为与输入网电源频率一致的同态电源。

本实用新型由三部分组成，包括：网电源输入部分、电源变换部分、工频恢复电路。

所述的网电源输入部份，即网电源输入部份变道开关101，能根据网电源所在的周期单独为其中某一电源变换器供电；其网电源输入部份变道开关101输入端101A、输入端101B与网电源N、L连接，输入端101A、输入端101B能同步转换到对应输出端，输入端101A连接输出端101C或输出端101D，且随网电源周期性转换单独连接输出端101C或输出端101D；输入端101B连接输出端101E或输出端101F，且随网电源周期性转换单独连接输出端101E或输出端101F；变道开关101一组输出端101C、101E与第一电源变换器连接，另一组输出端101D、101F与第二电源变换器连接；

变道开关101包括由两只二极管提供的二极管232、二极管233组合而成单刀式变道开关；二极管232的P端与二极管233的N端连接，并被连接到网电源的L端，二极管232的N端与第一电源变换器的电源端210C连接，二极管233的P端与第二电源变换器的电源端20D连接，第一电源变换器的电源端20N与第二电源变换器的电源端211C连接，并被连接到网电源的N端。