[发明专利]节能电子变压器及其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种节能电子变压器，特别涉及一种用于大功率PCB曝光灯的节能电子变压器及其操作方法。

背景技术

现使用的PCB曝光灯电源均是采用漏磁变压器供电。漏磁变压器属于漏磁升压干式变压器的范畴，用于负载急剧变化而又要求逐步趋于稳定状态的电子设备中，如曝光灯电源等设备。这一类负载表现为开始工作时阻抗较大，需要较高的瞬间电压；而当稳定工作时，负载阻抗较小，需将负载电流限制在允许值内，以使其能正常工作。

但是这种漏磁变压器由于响应速度慢、精度不够高，并且工作中受电源波动和负载设备电气特性的影响较大，会造成不必要的能耗。

发明内容

本发明是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种采用脉宽调制(PWM)技术的大功率PCB曝光灯节能电子变压器。与漏磁变压器相比，该节能电子变压器可以精确地控制占空比，调节输出的电压，提高稳压精度，大幅度降低驱动曝光灯所需的能耗。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

该节能电子变压器包括：电源模块，外接市电，并将市电转换为变压器所需的直流驱动电信号和交流控制电信号输出；变压模块，将所述电源模块输出的直流驱动电信号转换为驱动曝光灯所需的大功率高频方波交流电信号；以及控制模块，包括脉宽调制(PWM)控制单元，按照脉宽调制技术原理控制所述变压模块进行变压动作，并对所述变压模块进行过流保护和过热保护。

进一步地，所述电源模块包括滤波器、辅助电源、整流单元和滤波单元，其中：所述滤波器包括三个星形连接的滤波电容，该滤波器外接380V交流工频市电并进行滤波；所述辅助电源为一个变压器，其原边连接在所述滤波器的两根相线上，其副边向所述控制模块提供控制电信号；所述整流单元为桥式整流电路，将所述滤波器输出的三相交流电信号转换为直流电信号；所述滤波单元为RC滤波电路，对所述整流单元输出的直流电信号进行滤波。

进一步地，所述滤波单元包括：串接在所述整流单元的两个输出端之间的第一电容和第二电容，该两个电容的公共端接地；一个串联在所述整流单元的两个输出端之间的第三电容；一个与上述第三电容并联的第一电阻；以及，串联在所述整流单元的两个输出端之间的第四电容和第五电容。

进一步地，所述变压模块包括逆变单元、升压单元和镇流滤波单元；其中，所述逆变单元接收所述电源模块输出的直流驱动电信号，并在所述PWM控制单元的控制下将该直流驱动电信号转换为交流方波电压信号；所述升压单元是一个高频变压器，将所述逆变单元输出的交流方波电压信号进行升压；所述镇流滤波单元对所述升压单元输出的电信号进行镇流滤波处理，并将处理后的电信号输出给用电负载。

进一步地，所述逆变单元是半桥式逆变电路，其中一个桥臂由第一开关管和第二开关管串联组成，所述第一开关和第二开关均是功率不小于5KW的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块，所述第一开关管的发射极与所述第二开关管的集电极串联；另一个桥臂由第四电阻、第六电容、第五电阻和第七电容依次串联形成，第四电阻的另一端和所述第一开关管的集电极连接，第七电容的另一端和所述第二开关管的发射极连接；并且，所述第一开关的栅极串联有第二电阻，该第二电阻的另一端和所述第一开关的发射极分别连接在所述PWM控制单元上；所述第二开关的栅极串联有第三电阻，该第三电阻的另一端和所述第二开关的发射极分别连接在所述PWM控制单元上。

进一步地，所述高频变压器的原边的一端既接在第五电阻和第六电容的公共端，又连接在第一开关管和第二开关管的公共端，而所述高频变压器的原边的另一端则连接在第四电容和第五电容的公共端。

进一步地，所述镇流滤波单元包括分别对所述升压单元的两路输出进行滤波的两个电容和一个对所述升压单元的输出回路进行镇流的第一电感。

进一步地，所述控制模块还包括一个检测单元，检测所述变压模块的输出回路中的电流大小，并输出对应的检测信号给所述PWM控制单元；一个过热检测单元，检测所述变压模块的输入回路中的电流大小，并输出对应的检测信号给所述PWM控制单元；并且，所述PWM控制单元在所述检测单元的检测信号超过一定阈值时，调整所述变压模块减小脉冲宽度占空比；所述PWM控制单元在所述过热检测单元的检测信号超过一定阈值时，切断所述变压模块的电压输出。