CN104947400A - 一种高可靠性电熨斗 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高可靠性电熨斗，包括电阻丝，电源线，开关电源和稳流电路，所述稳流电路与电源插头连接，稳流电路连接开关电源，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器。本发明提供的具有中间抽头变压器的共振变换器的开关电源的电熨斗，其损耗低，功率密度高，可提高电熨斗的工作寿命和可靠性。

Description

一种高可靠性电熨斗

技术领域

本发明型涉及一种电熨斗，尤其涉及一种带有过载保护的高可靠性电熨斗电熨斗。

背景技术

熨斗是人们日常生活中经常会用的物品，现今的电熨斗是将电熨斗储水仓内的水以水雾的形式喷出，同时利用电阻丝加热底面的平板，这样在水雾通过平板时就可加热，使用热的水雾熨衣物容易使衣物更加平展。由于水雾加热无须过高温度，而电熨斗是直接使用220V电源，势必造成能源浪费。且在电源至电阻丝间没有任何保护措施，一旦电压不稳，很容易发生事故。

目前传统的电熨斗多使用开关电源进行开合，传统的电熨斗所使用的开关电源的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节；一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低，通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值，最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压；

但使用上述电熨斗所使用的开关电源的存在开关损耗、在断开开关元件时会产生的冲击电压以及因电压不稳而导致的运输制冷机工作稳定性差，其损耗高，功率密度低，工作寿命和可靠性低的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，是针对以上不足，提供一种电熨斗，尤其是一种具有中间抽头变压器的共振变换器的电源开关的高可靠性电熨斗，该照明装置能够实现不间断供电，而且效率高；其损耗低，功率密度高，可提高电熨斗的工作寿命和可靠性。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

针对现有的电熨斗存在的技术缺点，重新设计一种高可靠性电熨斗，包括装设在熨斗底面钢板内的电阻丝，与电阻丝连接的电源线，电源线另端串联装设有开关电源、和稳流电路，稳流电路与电源插头连接，稳流电路后连接开关电源，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器。

进一步的，所述共振变换器包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L和控制器，各开关管具有反并联的寄生二极管和寄生电容；所述输入电压Uin的正端连接所述开关元件S1、S3的集电极，输入电压Uin的负端连接二极管D1、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管D1的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组N1的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压Uin的正端相连接；开关元件S1的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。

进一步的，所述的各二极管为快恢复二极管或者肖特基二极管。

进一步的，所述输入电压为蓄电池、燃料电池或光伏电池。

进一步的，所述控制器控制开关S1和S2交替导通、S3和S4交替导通，通过电感L和各开关元件的杂散电容构成的共振回路，在各开关元件的端电压为0时导通各开关元件，从而实现零电压开通。

与现有技术相比，本发明所述的高可靠性电熨斗具有下列优点：

本发明的具有中间抽头变压器的共振变换器的电源开关的高可靠性电熨斗利用中间抽头变压器的形式可实现能量回馈的同时，利用电感和开关元件的寄生电容形成软开关形式，没有多余的功率电容，其损耗低，功率密度高，可提高电路的工作寿命和可靠性。

附图说明

图1：本发明的高可靠性电熨斗的结构示意图；

图2：本发明的具有中间抽头变压器的共振变换器的结构示意图；

图3：开关元件S1、S2、S3、S4的控制脉冲时序图。

其中，1—电阻丝、2—电源线、3—开关电源、4—稳流电路、Uin—输入电压、T—中间抽头的变压器、S1、S2、S3、S4—开关元件、D1、D2、D3、D4—二极管、L—电感、N1—原边绕组中间抽头上半部分绕组、N2—原边绕组中间抽头下半部分绕组、N3—副边绕组中间抽头上半部分绕组、N4—副边绕组中间抽头下半部分绕组。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示，本发明的高可靠性电熨斗的电路框图，包括装设在熨斗底面钢板内的电阻丝1，与电阻丝1连接的电源线2，电源线2另端串联装设有开关电源3、和稳流电路4，稳流电路4与电源插头连接，稳流电路4后连接开关电源3，稳流电路4包括开关、电源指示灯，以及由二极管组成的整流桥，整流桥后串联电容，稳流电路4用以保证工作电压的稳定，防止电压突然的升高对连接在其后的电器元件造成损坏，通过加装稳流电路4和开关电源3，可保证熨斗处于安全状态下使用，通过开关电源3对输出电压的控制，可适时调整熨斗的工作电压，降低功率，减少能耗。

如图2所示，本发明的台灯中的电源开关1包括具有中间抽头变压器的共振变换器。包括输入电压U_in、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L。上述开关元件为IGBT，二极管为快恢复二极管。

结合附图2对本发明的高可靠性台灯中的电源开关2结构作详细说明，具体连接关系为：输入电压U_in的正端连接开关元件S1、S3的集电极，输入电压U_in的负端连接二极管D1、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管D1的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组N1的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压U_in的正端相连接；开关元件S1的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。

各开关元件S1～S4由控制器按照图3的脉冲时序图进行交替导通和关断；由电路结构和上述脉冲时序图可知，在S1、S2关断期间，原边绕组中的能量通过二极管D1、D2回馈到输入电源，且控制器控制S3或S4其中之一导通，通过电感L和开关管S1、S2的寄生电容构成共振回路，在S1、S2的端电压为0时导通S1或者S2，实现零电压开通；在S3、S4关断期间，控制器控制S1或S2其中之一导通，通过电感L和开关管S3、S4的寄生电容构成的共振回路，在S3、S4的端电压为0时导通S3或者S4，从而实现零电压开通。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者同等替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种高可靠性电熨斗，包括电阻丝，电源线，开关电源和稳流电路，所述稳流电路与电源插头连接，稳流电路连接开关电源，其特征在于，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器。

2.如权利要求1所述的电熨斗，其特征在于，所述共振变换器包括输入电压U_in、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L和控制器，各开关管具有反并联的寄生二极管和寄生电容；所述输入电压U_in的正端连接所述开关元件S1、S3的集电极，输入电压U_in的负端连接二极管D1、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管D1的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组N1的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压U_in的正端相连接；开关元件S1的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。

3.如权利要求2所述的电熨斗，其特征在于，所述二极管均采用快恢复二极管或者肖特基二极管。

4.如权利要求2所述的电熨斗，其特征在于，所述输入电压为蓄电池、燃料电池或光伏电池。

5.如权利要求2所述的电熨斗，其特征在于，所述控制器控制开关S1和S2交替导通、S3和S4交替导通，通过电感L和各开关元件的杂散电容构成的共振回路，在各开关元件的端电压为0时导通各开关元件，从而实现零电压开通。