[實用新型]應用壓電變壓器的開關電源裝置

無效

• 申請號: 200920104914.7
• 申請日: 2009-01-08
• 公開（公告）號: CN201341093Y
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 馬生茂;都金龍
• 申請（專利權）人: 中國電子為華實業發展有限公司
• 主分類號: H02M7/02
• 分類號: H02M7/02;H01L41/107;H02M1/08
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所
• 代理人: 劉云貴

技術領域

本實用新型涉及開關電源領域，尤其涉及一種應用壓電變壓器的開關電源裝置。

背景技術

開關電源是采用半導體器件作為開關，通過控制開關的占空比來調整輸出電壓。經過了幾十年的發展，目前開關電源大都采用電磁轉換的脈沖寬度調制(PWM，Pulse?Width?Modulation)、脈沖頻率調制(PFM，Pulse?FrequencyModulation)和脈沖寬度頻率調制(PWM-PFM)三種控制方式，相應的控制拓撲結構已經很成熟。其中，脈沖頻率調制是導通脈沖寬度恒定，通過改變開關工作頻率來改變占空比的方式。上述的電磁轉換控制方式不可避免地帶來了較強的電磁干擾，同時電磁轉換變壓器需要的銅材越來越面臨較大的價格壓力。

圖1是現有技術的開關電源原理框圖，其中，輸入電網交流電源通過濾波整流電路等，轉化為符合要求的開關電源直流輸入電源，開關電路和變壓器，是開關電源變換的主通道，完成對帶有功率的電源波形進行斬波調制，之后通過整流濾波，提供負載需要的穩定可靠的直流電源輸出，控制電路從輸出端取樣，經與基準電壓進行比較，然后去控制開關電路，改變其頻率或脈寬，使輸出穩定。

壓電變壓器作為一種新型的變壓器，是利用極化后的壓電體的壓電效應來實現電壓輸出的。在壓電變壓器的輸入部分用一個正弦波電壓信號驅動，通過逆壓電效應使輸入部分產生振動，振動波通過輸入和輸出部分的機械結構耦合到輸出部分，輸出部分再通過正壓電效應產生電荷，實現壓電體的電能-機械能-電能的機電能量的二次變換，在壓電變壓器的諧振頻率下獲得最高輸出電壓。與傳統的電磁變壓器相比，壓電變壓器體積小，重量輕，無噪聲，無電磁干擾，升壓比大，轉換效率高，輸出波形好，無需磁芯和銅線，可節省有色金屬材料；同時壓電變壓器自身作為一個優良的濾波器，可以將電源輸入級的干擾完全濾除，輸出一個標準的正弦波，供后級負載使用。

應用壓電變壓器代替傳統的電磁變壓器對開關電源中的電磁干擾問題提供了一個良好的解決方案。

實用新型內容

本實用新型提供了一種應用壓電變壓器的開關電源裝置，解決了壓電變壓器輸入級準正弦波的轉換、輸出采樣反饋脈沖頻率調制控制的問題，保證了電源轉換的高品質和安全穩定。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種應用壓電變壓器的開關電源裝置，包括：

輸入整流濾波電路；

開關電路，與所述輸入整流濾波電路連接；

將開關電路輸出的信號轉換成壓電變壓器需要的正弦波或者準正弦波信號的壓電變壓器輸入轉換電路，與所述開關電路連接；

壓電變壓器，與所述壓電變壓器輸入轉換電路連接；

整流濾波輸出電路，與所述壓電變壓器連接；

從所述整流濾波輸出電路的輸出端采樣電壓信號并經比較、放大后反饋輸入到所述開關電路的電壓采樣比較放大反饋電路，與所述開關電路和整流濾波輸出電路連接；

從所述整流濾波輸出電路的輸出端采樣電流信號并經比較、放大后反饋輸入到所述開關電路的電流采樣比較放大反饋電路，與所述開關電路和整流濾波輸出電路連接。

本實用新型的應用壓電變壓器的開關電源裝置，通過采用壓電變壓器輸入轉換電路，將開關電路輸出的信號轉換成正弦波或者準正弦波信號，作為壓電變壓器的輸入信號，實現壓電變壓器的正常輸入要求，為正常的功率轉換提供了保證；此外，除了采用輸出級的電壓采樣反饋控制，通過調節開關電路的開關頻率，達到在輸入電壓變化及輸出負載變化時對輸出電壓的穩定性進行調節；還采用輸出級的電流采樣反饋控制，保證開關電源在完全空載、短路、過載、過壓等極限工作模式下的安全性。

附圖說明

圖1是現有技術的開關電源的原理框圖；

圖2是本實用新型的應用壓電變壓器的開關電源的原理框圖；

圖3是本實用新型一實施例的開關電路的電路圖；

圖4是本實用新型一實施例的壓電變壓器輸入轉換電路的電路圖；

圖5是本實用新型一實施例的電流采樣反饋電路和電壓采樣反饋的電路圖；

圖6是本實用新型另一實施例的電流采樣反饋電路的電路圖；

圖7本實用新型一實施例的應用壓電變壓器的開關電源的電路圖

具體實施方式