[发明专利]一种变压方法

说明书

本发明属于一种电子变电方法。

目前，使用直流供电的用电器，几乎都是采用铁芯式变压器把电网电压降到需要的低电压，再经整流、滤波后供用电器使用。由于变压器是由矽钢片及漆包线制成，因此体积重量都较大，这给用电器的使用，特别是给那些体积小、重量轻的用电器带来很大的不便。这种变压器在使用中还有输出电压不能随意改变、稳压困难、工作效率低等缺点，因此人们一直在设法研制一种体积小、重量轻和效率高的电源来适应各种用电器的需要，近几年一种新电源-开关电源已在电视机上得到广泛应用。这种电源核心是用开关管将整流滤波后的电网电压变成高频脉冲电压，经脉冲变压器变成所需电压值，再经整流滤波后供用电器使用，由于脉冲电压频率很高，所以脉冲变压器的体积和重量都可以做得较小，这给用电器带来很大方便，但这种开关电源还存在如下缺点：1、和电子元件相比脉冲变压器的体积和重量还是较大;2、由于脉冲变压器对绝缘强度、漏感等要求严格，因此制造工艺复杂;3、由于脉冲变压器的存在，给电源集成化带来困难。

本发明的目的，是用一种具有电源变压器功能的电子线路，代替这种铁芯式变压器，从而解决由于铁芯式变压器存在而造成的各种问题。

本发明的要点，是提供这种具有变压器功能的电子线路的设计方法，电源变压器在用电器中的功能只有两个，即隔离功能和降压功能。隔离功能是将用电器与电网完全隔离，以防止使用人员触电。降压功能是将电网电压降到用电器需要值，使用电器正常工作。本发明就是针对这两个功能的特点，采用两种设计方法来实现本发明目的的。

将用电器与电网电压相互隔离的方法是在用电器与电网电压之间按入四个开关管T₁、T₂、T₃、T₄与一个电容器C₁，联接方式如图1。用周期方波控制开关管T₁、T₂导通T₃、T₄截止，或T₁、T₂截止T₃、T₄导通，开关管这样工作的结果，一方面使用电器与电网电压之间始终有两只开关管截止，保证了隔离作用，另一方面使电容器C₁不停地充电放电从而将电网电能传递到用电器。

将高电压降为低电压的方法是，用二个以上电容器与相应的二极管及两只开关管组成一种特殊电路。各元件联接方式如图2，用周期方波信号控制开关管T₅、T₆交替导通与截止，开关管这样工作的结果便使这些电容器在充电时串联，放电时并联。因为串联充电时各个电容器上的电压之和等于充电电压，并联放电时的放电电压为一个电容上电压，所以该电路能把充电时的高电压变成放电时的低电压，完成降压功能。

将隔离方法设计的电路与降压方法设计的电路组合在一起就构一个电子变压器。在周期方波信号的控制下，电子变压器具有铁芯式变压器的隔离功能和降压功能，所以它可以代替铁芯式电源变压器。

图1是隔离电路的实施方案电路图，图2是降压电路实施方案电路图，图3是电子变压器实施方案电路图，现结合附图，分别做进一步说明。

图1所示电路是隔离电路，图中二极管D₁、D₂、D₃、D₄与电容器C₀起整流，滤波作用;开关管T₁、T₂、T₃、T₄起隔离作用和对电容器C₁充放电作用;电容器C₁的作用是将电网电能通过充、放电过程传送到用电器W₁;二极管D₅、电阻R₁是保证开关管T₁导通时开关管T₂也导通，开关管T₁截止时开关管T₂也截止;二极管D₆与电阻R₂作用是保证开关管T₄随开关管T₃导通或截止而导通或截止;控频缏纷饔檬强刂瓶毓躎₁、T₃周期性地交替导通与截止。