[發明專利]四分之一周期諧振型升壓電路

有效

• 申請號: 201410741962.2
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104883078B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 謝云松;謝雪松
• 申請（專利權）人: 謝云松;謝雪松
• 主分類號: H02M7/06
• 分類號: H02M7/06
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

四分之一周期諧振型升壓電路，該電路在傳統升壓電路的基礎上增加電感，使電感與傳統升壓電路中的電容產生諧振，從而大幅提升升壓效率和電流傳輸效率，并且可以通過改變方波的頻率來改變升壓的幅度。傳統升壓電路在電學上表現為一個電容的特性。諧振電感與這個等效電容諧振。使方波源對等效電容的充電電流在較小的電流值下持續四分之一諧振型周期，從而降低充電電流對二極管的沖擊。這個諧振型周期指的是諧振電感與等效電容決定的諧振型周期。

技術領域

本發明涉及高壓產生電路，屬于高壓靜電除塵、高壓電場產生負氧離子和臭氧技術領域。

背景技術

隨著工業化進程的發展，城市的空氣質量不斷惡化，空氣凈化的要求不斷提高，高壓除塵逐步從工業領域逐步走向民用領域。民用領域高壓除塵器需求不斷增加。由于民用領域大多貼近人本身，例如臥室客廳餐廳等等。所以，民用領域高壓除塵器要求功率不大，電磁輻射小，本發明的特點是沒有高壓交流電的產生，提高了傳統升電路的升壓效率，可以做到相對大功率(200W)。而傳統的方案大多采用高變比變壓器，其最大的缺點是對外的電磁輻射十分大，會影響周圍家用電器的正常工作。如果采取電磁輻射屏蔽，又會使高變比變壓器分布電容加大，大幅影響電源的升壓效率。基于本發明的高壓電源已經試驗成功，它具有低輻射、大功率、高效率的特點。它將為民用空氣凈化器提供高效綠色環保的高壓電源。

發明內容

本發明的核心內容是升壓電路電路采用LC諧振電路來降低傳統升壓電路中二極管峰值充電時的尖峰充電電流對二極管的沖擊，并且大幅提高傳統升壓電路的升壓效率和電流傳輸效率。再有，本發明的優點是通過改變驅動方波源的頻率可以方便的改變升壓的幅度，可控輸出電壓。具體實現電路有十種，在具體實施方式中它們被分別敘述。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為四分之一周期諧振型升壓電路。它是在傳統升壓電路的基礎上增加電感，使電感與傳統升壓電路中的電容產生諧振，從而大幅提升升壓效率和電流傳輸效率，并且可以通過改變方波的頻率來改變升壓的幅度。

傳統升壓電路如圖1所示，整體電路包括多個升壓環節5，每個升壓環節5包括電容a1、二極管a2、電容b3、二極管b4。第一級升壓環節中電容a1與二極管a2串聯在一起并且連接到輸入端A6和輸入端B7之間。電容b3與二極管b4串聯在一起并且連接到二極管a2 兩端。二極管b4的兩端作為輸出端，這兩個輸出端作為第二級升壓環節的輸入端，如此重復直至最后一級升壓環節。電壓點A6、電壓點B7分別設置在第一級升壓環節的輸入端A6和輸入端B7。電壓點 C8設置在最后一級升壓環節的下面的輸出端。電壓點A6、電壓點 B7間為交流電壓輸入端，電壓點B7、電壓點C8之間為直流電壓輸出端；圖2所示的是傳統升壓電路產生負電壓的電路，其結構與產生正電壓電路一樣，不同處是產生正電壓電路中的每一個二極管都反向連接。

諧振電感9可以直接與傳統升壓電路串聯如圖3所示。傳統升壓電路10在電學上表現為一個電容的特性。諧振電感9與這個等效電容諧振。只要方波半個周期的時間大于諧振電感9與等效電容諧振周期的四分之一，便可將方波源的能量高效的傳輸到電容上。如果沒有加入諧振電感9方波源對等效電容直接充電，充電電流瞬時以很大的電流值對等效電容充電。這個大的充電電流經過二極管a2 和二極管b4會產生很大的損耗。前面提到的“瞬時”是二極管內阻與等效電容來決定的，在工程上不易精確計算。加入諧振電感9帶來兩大進步：

1、使方波源對等效電容的充電電流在較小的電流值下持續四分之一諧振型周期，從而降低充電電流對二極管的沖擊。這個諧振型周期指的是諧振電感與等效電容決定的諧振型周期。

2、這個諧振型周期可以精確的計算和準確的測量。控制方波的頻率也就是控制充電時間，從而控制傳輸給等效電容的能量，也就是控制電容上的電壓，也就是控制升壓的幅度。

圖4所示電路是諧振電感9與傳統升壓電路產生負電壓的電路 20串聯諧振，用于產生負電壓。其原理與圖3所示產生正電壓的原理是一樣，不同處是產生正電壓電路中的每一個二極管都反向連接。同樣擁有前面所提到的兩大進步。