電壓變換器制造技術

一種電壓變換器，用于從交流電源變換出預定的輸出電壓的直流電源，包括：包括漏極、源極及柵極的同步整流元件；控制電路，包括電性連接到所述第一輸入極的信號端、電性連接柵極的控制端、電性連接到第一輸出極的輸出端及電性連接到第二輸出極的接地端；電容，電性連接在第一輸出極和第二輸出極之間；當交流電源輸出到第一輸入極的電位大于預定的切割電壓時，控制電路的控制端輸出“斷”的信號，使漏極與源極斷開，同時電容放電；當交流電源輸出到第一輸入極的電位小于預定的切割電壓時，控制端輸出“通”的信號，使漏極與源極連通，電容被充電。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

電壓變換器
本技術涉及一種電壓變換器，尤其涉及從需要變換的交流電源變換出預定的輸出電壓的直流電源的電壓變換器。
技術介紹
電子行業產品中，幾乎都要用到交流/直流電壓變換器，為系統內部提供不同的 工作電壓。 通常的交流/直流電壓變換解決方案基本上都是基于Boost(助推式)和Buck(補 償式)兩種拓撲結構。但是，無論上述何種結構，不管是正激還是反激的工作方式，其電路都 是非常復雜的，同時都必須先經過整流、濾波電路將交流轉化為直流，就是說，還需要輔助的 電路，這樣增加了電路的復雜程度，同時故障率、體積和成本等也大大增加；第二，因為感性器 件(比如用于能量儲存、傳輸的變壓器)及容性器件的存在，同時又工作于高頻的開關狀態， 必然會產生2-3倍于輸入電壓的高頻反感應電動勢，同時，高速的開關必然造成豐富的噪音諧 波分量，所以相關元器件的耐壓等參數必然要求比較高并且需要增加復雜的吸收電路，與此 同時，也因為感性器件以及容性器件的存在，其電路的功率因素必然很低，為了提高效率，必然 需要增加復雜的PFC(功率因素校正電路)，進一步的增加了電路的復雜性；第三，電源在工作 過程中，功率器件高速的開關必然產生大量的開關噪音，所以為了滿足EMC(Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)等標準，必然需要大量的濾波吸收等電路，這些也大大增加了電 路的復雜性。所以，傳統方式的電壓變換器，其成本、體積和成本不可能大幅度的降低。 因此，有需要提供一種新的電壓變換器，解決上述問題。
技術實現思路
本技術要解決的技術問題是，提供一種電壓變換器，其功率因素高，而且能滿 足較高的EMC特性要求。 為解決上述技術問題，本技術的電壓變換器采用如下技術方案 本技術提供一種電壓變換器，用于從需要變換的交流電源變換出預定的輸出 電壓的直流電源，其包括第一輸入極、第二輸入極、第一輸出極和第二輸出極，第一輸入極 和第二輸入極分別連接到需要變換的交流電源的兩個極，具有預定輸出電壓的直流電源從 第一輸出極和第二輸出極輸出，第二輸入極和第二輸出極均電性連接到地電位。所述電壓 變換器包括同步整流元件，包括電性連接到所述交流電源的第一輸入極的漏極、電性連接 到第一輸出極的源極及柵極；控制電路，包括電性連接到所述第一輸入極的信號端、電性連 接柵極的控制端、電性連接到第一輸出極的輸出端及電性連接到第二輸出極的接地端；電 容，電性連接在第一輸出極和第二輸出極之間；當交流電源輸出到第一輸入極的電位大于 預定的切割電壓時，控制電路的控制端輸出"斷"的信號，使同步整流元件漏極與源極斷開， 同時電容放電；當交流電源輸出到第一輸入極的電位小于預定的切割電壓時，控制電路的 控制端輸出"通"的信號，使同步整流元件漏極與源極連通，同時電容被充電。 在一種優選的實施例中，控制電路包括串接于信號端與內部電路之間的預先選定 的第一穩壓二極管，該第一穩壓二極管在信號端的電位大于預定的切割電壓時被擊穿而導 通，從而發出"切割"信號，該第一穩壓二極管在信號端的電位小于預定的切割電壓時截止， 從而發出"不切割"信號。 在另一種優選的實施例中，控制電路包括控制元件，控制元件包括電性連接到前 述第一穩壓二極管的基極、電性連接到前述輸出端的發射極及電性連接到前述控制端集電 極，當基極接收到"切割"信號時，控制元件將發射極與集電極切換到導通狀態，當基極接收 到"不切割"信號時，控制元件將發射極與集電極切換到截止狀態。 在又一種優選的實施例中，其包括電性連接同步整流元件源極及柵極的第二穩壓二極管。 在又一種優選的實施例中，控制電路包括驅動控制電路的輔助直流電源，該輔助直流電源一極電性連接到地電位，另一極串連第一電阻之后連接到所述控制端。 在又一種優選的實施例中，其包括預整流電路，該預整流電路可將輸入的交流電的一半反相后輸出，需要變換的交流電源是經過該預整流電路之后再輸出到前述第一輸入極和第二輸入極。 在又一種優選的實施例中，所述電容的容量大于等于IO微法，優選地，電容的容 量大于等于100微法，最好為100微法。 在一種優選的實施例中，所述控制元件的基極與集電極之間電性連接有容量為 0.01到O. l微法的反饋電容。 在又一種優選的實施例中，所述控制電路包括電性連接在控制端與接地端之間的第三穩壓二極管。 根據本技術的電壓變換器，直接實現交流/直流的變換，不需要整流和濾波 電路，在實現交流/直流的同時，完成電壓的大幅度變換和穩定。通過"切割"的方式有選 擇的對局部能量進行傳輸實現了電壓的變換和穩定。由于"切割"的方式只是有選擇的對 局部能量進行傳輸，其保持了電路的高效率，可以完成電壓的大幅度變換，而不浪費電能。 同時根據本技術的電壓變換器利用交流源自身作為觸發信號源實現同步整 流，并且工作頻率嚴格與電源同步，確保了輸出特性在不同使用環境下的穩定。由于交流源 自身頻率一般比較低，例如50赫茲，這樣的同步整流，工作頻率非常低，所以EMC性能大大 提高。在同樣條件下，CE(傳導)，RE(輻射)噪音遠小于通常使用的交流/直流變換器，進 而可以大大簡化甚至省略EMC設計。 根據本技術的電壓變換器的電路簡單，通過調整部分元件，即可實現不同電 壓的大幅度變換和穩定。例如通過選擇合適規格的控制電路信號端相關的元件元件，即可 根據需要確定預定的切割電壓，從而從需要變換的交流電源變換出預定的輸出電壓的直流 電源。而且其采用常用的電子元件，提供了廉價解決方案。 下面的說明中以說明和舉例的方式披露了本技術的實施方案，從下面結合附 圖的說明本技術的其他目標和優勢將變得更加明顯。附圖說明 以下參考附圖更充分地描述本技術的實施方案，其中 圖1是根據本技術一種電壓變換器的實施方案的電路圖； 圖2是當工作時，圖1所示根據本技術一種電壓變換器的實施方案的電路圖 中有關位置的波形圖。具體實施方式現在參考附圖描述本技術優選的實施方案，其中相同的標號始終用來指引相 同的元素。為解釋的目的，在下面的說明中提供了許多具體細節，以便對本技術提供深 入了解。然而，這可能是顯而易見的，沒有這些具體細節，該技術仍可以實施。 圖1顯示了根據本技術一種電壓變換器的實施方案的電路圖，電壓變換器 100，用于從需要變換的交流電源(圖中未顯示)變換出預定的輸出電壓的直流電源。電壓 變換器100包括第一輸入極10、第二輸入極12、第一輸出極20和第二輸出極22。第一輸入 極10和第二輸入極12分別連接到需要變換的交流電源的兩個極，具有預定輸出電壓的直 流電源從第一輸出極20和第二輸出極22輸出。第二輸入極12和第二輸出極22均電性連 接到地電位。 電壓變換器100包括同步整流元件3、控制電路4及電容5。 同步整流元件3在該實施方案中是一只MOSFET(金屬氧化物半導體場效應晶體 管)，也可使用BJT (雙極性結型晶體管)等其他可控元件，其包括漏極32、源極34及柵極 36。漏極32連接到所述交流電源的第一輸入極10，源極34電性連接到第一輸出極20。在 同步整流元件3源極34及柵極36之間電性連接第二穩壓二極管6。 電容5電性連接在第一輸出極20和第二輸出本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電壓變換器（１００），用于從需要變換的交流電源變換出預定的輸出電壓的直流電源，其包括第一輸入極（１０）、第二輸入極（１２）、第一輸出極（２０）和第二輸出極（２２），第一輸入極（１０）和第二輸入極（１２）分別連接到需要變換的交流電源的兩個極，具有預定輸出電壓的直流電源從第一輸出極（２０）和第二輸出極（２２）輸出，第二輸入極（１２）和第二輸出極（２２）均電性連接到地電位，其特征在于：所述電壓變換器（１００）包括：　　同步整流元件（３），包括電性連接到所述交流電源的第一輸入極（１０）的漏極（３２）、電性連接到第一輸出極（２０）的源極（３４）及柵極（３６）；　　控制電路（４），包括電性連接到所述第一輸入極（１０）的信號端（４０）、電性連接柵極（３６）的控制端（４２）、電性連接到第一輸出極（２０）的輸出端（４４）及電性連接到第二輸出極（２２）的接地端（４６）；　　電容（５），電性連接在第一輸出極（２０）和第二輸出極（２２）之間；　　當交流電源輸出到第一輸入極（１０）的電位大于預定的切割電壓時，控制電路（４）的控制端（４２）輸出“斷”的信號，使同步整流元件（３）漏極（３２）與源極（３４）斷開，同時電容放電；　　當交流電源輸出到第一輸入極（１０）的電位小于預定的切割電壓時，控制電路（４）的控制端（４２）輸出“通”的信號，使同步整流元件（３）漏極（３２）與源極（３４）連通，電容被充電。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：尚巍，
申請(專利權)人：依必安派特風機上海有限公司，
類型：實用新型
國別省市：31[中國|上海]