CN108736738A - 一种安全变压装置 - Google Patents

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Abstract

一种安全变压装置，包括整流电路、变压电路、逆变整流电路以及控制器，其中，整流电路与控制器相连接，用于接收交流信号并转换交流信号为直流信号，并发送直流信号至变压电路，发送直流信号至控制器；变压电路分别与整流电路和控制器相连接，用于在控制器的控制下，隔离变压处理直流信号得到变压信号，并发送变压信号至逆变整流电路；逆变整流电路分别与变压电路和控制器相连接，用于在控制器的控制下，接收变压信号，并转换变压信号为输出信号。可见，该安全变压装置，能够使得安全变压装置在控制器的控制下实现隔离变压，避免了漏电的情况出现，从而提高变压装置在使用时的安全性，减少危险事故发生的概率。

Description

一种安全变压装置
技术领域
本发明涉及电子领域，具体而言，涉及一种安全变压装置。
背景技术
变压器是电力***中非常重要的设备之一，它的运行情况直接影响电力***的安全。然而，目前人们生活中常用的变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，该种变压器在长时间的使用当中可能会出现线圈老化，从而导致触电事故发生的概率增加。同时，人们也在使用具有短路保护装置的安全变压器，该种安全变压器虽然具有短路保护装置，但是并不能从根本上避免漏电情况的发生，这就使得变压器在使用中，安全性还满足不了实际的需要。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种安全变压装置，能够使得安全变压装置在控制器的控制下实现隔离变压，避免了漏电的情况出现，从而提高变压装置在使用时的安全性，减少危险事故发生的概率。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种安全变压装置，所述安全变压装置包括整流电路、变压电路、逆变整流电路以及控制器，其中，
所述整流电路与所述控制器相连接，用于接收交流信号并将所述交流信号转换为直流信号，并发送所述直流信号至所述变压电路，发送所述直流信号至所述控制器；
所述变压电路分别与所述整流电路和所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下，对所述直流信号进行隔离变压处理而得到变压信号，并发送所述变压信号至所述逆变整流电路；
所述逆变整流电路分别与所述变压电路和所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下，接收所述变压信号，并将所述变压信号转换为输出信号。
作为一种可选的实施方式，所述整流电路包括桥式整流电路和保护电感，所述桥式整流电路包括交流端、直流端和控制端，其中，
所述保护电感通过所述交流端与所述桥式整流电路相连接；
所述变压电路通过所述直流端与所述桥式整流电路相连接；
所述控制器与所述桥式整流电路通过所述控制端相连接。
作为一种可选的实施方式，所述变压电路包括变压电容、第一交直流转换电路、转换电路以及第二交直流转换电路，其中，
所述变压电容与所述第一交直流转换电路皆连接于所述桥式整流电路的所述直流端，其中，所述变压电容与所述第一交直流转换电路并联；
所述第一交直流转换电路与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下转换所述直流信号为第一调整信号；
所述转换电路分别与所述第一交直流转换电路和所述第二交直流转换电路相连接，用于接收所述第一调整信号，并对所述第一调整信号进行隔离变压转换，得到第二调整信号；
所述第二交直流转换电路与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下转换所述第二调整信号为变压信号。
作为一种可选的实施方式，所述第一交直流转换电路为全桥逆变电路，用于在所述控制器的控制下，转换所述直流信号为第一调整信号。
作为一种可选的实施方式，所述转换电路对所述第一调整信号进行高频交流变压，得到所述第二调整信号。
作为一种可选的实施方式，所述逆变整流电路包括逆变电容、逆变转换电路以及逆变电感，其中，
所述逆变电容与所述第二交直流转换电路相连接；其中，所述逆变电容与所述逆变转换电路并联；
所述逆变转换电路与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下接收所述变压信号，并转换所述变压信号为输出信号；
所述逆变电感与所述逆变转换电路相连接，用于输出所述输出信号。
作为一种可选的实施方式，所述控制器为EG8010集成芯片，所述EG8010集成芯片用于通过对脉冲信号的控制，实现对所述变压电路和所述逆变整流电路的控制。
作为一种可选的实施方式，所述脉冲信号为高频脉冲信号。
作为一种可选的实施方式，所述脉冲信号包括两种子脉冲信号。
第二方面，本发明提供了一种具有安全变压装置的插座，所述插座驱动变压电路包括插座电路以及第一方面所述的安全变压装置，其中，插座电路用于在该插座接通电源后，控制插座插孔的通断电。
根据本发明提供的安全变压装置，该安全变压装置包括整流电路、变压电路、逆变整流电路以及控制器，其中，整流电路接收交流信号，并将交流信号转换为直流信号，以使变压电路隔离变压处理该直流信号得到变压信号，继而通过逆变整流电路转换变压信号为输出信号，从而完成变压的过程。可见，该种安全变压装置，可以通过隔离变压处理避免直接连接，从而避免漏电的可能，进而提高该安全变压装置在使用时的安全性，减少危险事故发生的概率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
图1是本发明第一实施例提供的安全变压装置的电路示意图；
图2是本发明第二实施例提供的安全变压装置的电路示意图。
主要元件符号说明：
100-整流电路；101-桥式整流电路；200-变压电路；201-第一交直流转换电路；202-转换电路；203-第二交直流转换电路；300-逆变整流电路；301-逆变转换电路；400-控制器；L1-保护电感；C1-变压电容；C2-逆变电容；L2-逆变电感；L-火线端；N-零线端。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以使直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种安全变压装置。该安全变压装置包括整流电路、变压电路、逆变整流电路以及控制器，其中，整流电路进行交流变直流的操作，变压电路进行隔离变压的操作，而逆变整流电路进行直流变交流的操作。可见，使用该种安全变压装置，可以通过直流与交流的频繁变换，完成隔离变压，从而避免漏电的可能，进而提高该安全变压装置在使用时的安全性，减少危险事故发生的概率。下面通过实施例进行描述。
实施例1
请参阅图1，是本发明实施例提供的安全变压装置的电路示意图。
如图1所示，安全变压装置包括整流电路100、变压电路200、逆变整流电路300以及控制器400。其中，整流电路100与控制器400相连接，用于接收交流信号并将交流信号转换为直流信号，并发送直流信号至变压电路200，发送直流信号至控制器400。
本实施例中，整流电路100主要功能为将交流信号转换为直流信号，其主电路主要由整流二极管组成。在实际应用中，该整流电路100可以为半波整流电路、全波整流电路、桥式整流电路、倍压整流电路等，本实施例不作限定。
本实施例中，直流信号从控制器400的输入端输入，为控制器400提供电能。
变压电路200分别与整流电路100和控制器400相连接，用于在控制器400的控制下，对直流信号进行隔离变压处理而得到变压信号，并发送变压信号至逆变整流电路300。
逆变整流电路300分别与变压电路200和控制器400相连接，用于在控制器400的控制下，接收变压信号，并将变压信号转换为输出信号。
本实施例中，变压电路200将直流信号进行隔离变压处理而得到变压信号，该变压信号为直流电信号；然后逆变整流电路300将该直流的变压信号重新转换为交流的输出信号输出。
作为一种可选的实施方式，变压电路200可以为DC/DC转换器。该DC/DC转换器可以为升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器、升降压型DC/DC转换器等，本实施例不作限定。
在上述实施方式中，DC/DC转换器为PWM控制型DC/DC转换器，由控制器400输出脉冲信号进行控制，具有效率高、可长时间使用、小负载时具有耗电小、噪声小以及具有良好的输出电压纹波的优点。
本实施例中，根据直流侧储能元件形式的不同，该逆变整流电路300可以为电压型逆变电路、电流型逆变电路等，本实施例不作限定。
本实施例中，控制器400输出三路脉冲信号，用于分别控制整流电路100、变压电路200以及逆变整流电路300。控制器400输出第一脉冲信号至整流电路100的控制端，控制器400输出第二脉冲信号至变压电路200的控制端，控制器400输出第三脉冲信号至逆变整流电路300的控制端。其中，第一脉冲信号与第二脉冲信号可以两两相同，也可以两两不相同，第一脉冲信号、第二脉冲信号分别与第三脉冲信号两两不相同。
本实施例中，如图1所示，本安全变压装置可以直接与火线端L和零线端N连接，其中，火线端L和零线端N之间电压可以为220V，本实施例不作限定。
图1所描述的安全变压装置可以通过直流与交流的频繁变换，完成隔离变压，从而避免电路的直接连接，进而避免漏电的可能。使用该种安全变压装置，可以提高该安全变压装置在使用时的安全性，减少危险事故发生的概率。
实施例2
请参阅图2，图2是本发明第二实施例提供的安全变压装置的电路示意图。其中，图2所示的安全变压装置是由图1所示的安全变压装置进行优化得到的。
如图2所示，整流电路100包括桥式整流电路101和保护电感L1，桥式整流电路101包括交流端、直流端和控制端。其中，保护电感L1通过交流端与桥式整流电路101相连接；变压电路200通过直流端与桥式整流电路101相连接；控制器400与桥式整流电路101通过控制端相连接。
本实施例中，该桥式整流电路101主要包括整流二极管。该整流二极管是一种将交流电能转变为直流电能的半导体器件。通常包括一个PN结、正极端和负极端。其最重要的特性就是单向导电性，电流只能从整流二极管的正极流入，负极流出。
本实施例中，该整流二极管可以为平面型硅二极管、肖特基整流二极管等，本实施例不作限定。
本实施例中，变压电路200包括变压电容C1、第一交直流转换电路201、转换电路202以及第二交直流转换电路203。
其中，变压电容C1与第一交直流转换电路201皆连接于桥式整流电路101的直流端。变压电容C1与第一交直流转换电路201并联。
第一交直流转换电路201与控制器400相连接，用于在控制器400的控制下将直流信号转换为第一调整信号。
本实施例中，第一交直流转换电路201主要由MOS管和二极管组成。其中，MOS管是一种金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，主要起开关作用；二极管为肖特基二极管。
转换电路202分别与第一交直流转换电路201和第二交直流转换电路203相连接，用于接收第一调整信号，并对第一调整信号进行隔离变压转换，得到第二调整信号。
第二交直流转换电路203与控制器400相连接，用于在控制器400的控制下将第二调整信号转换为变压信号。
本实施例中，变压电容C1和逆变电容C2均可以为CBB电容(如WIMA电容等)、云母电容(如金云母电容、银云母电容等)、独石电容等，本实施例不作限定。
作为一种可选的实施方式，第一交直流转换电路201为全桥逆变电路，用于在控制器400的控制下，将直流信号转换为第一调整信号。
本实施例中，转换电路202对第一调整信号进行高频交流变压，得到第二调整信号。
本实施例中，该转换电路202主要用于改变第一调整信号的电压。在实际应用中，该转换电路202可以为变压器。具体的，该变压器可以为芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器等，本实施例不作限定。
本实施例中，逆变整流电路300包括逆变电容C2、逆变转换电路301以及逆变电感L2。其中，逆变电容C2与第二交直流转换电路203相连接；并且，逆变电容C2与逆变转换电路301并联。
逆变转换电路301与控制器400相连接，用于在控制器400的控制下接收变压信号，并转换变压信号为输出信号；逆变电感L2与逆变转换电路301相连接，用于输出输出信号。
作为一种可选的实施方式，控制器400为EG8010集成芯片，EG8010集成芯片用于通过对脉冲信号的控制，实现对变压电路200和逆变整流电路300的控制。
本实施例中，脉冲信号为PWM高频脉冲信号。如图2所示，控制器400可以输出三路脉冲信号，即PWM1、PWM2和PWM3。其中，控制器400输出PWM1至整流电路100的控制端，用于控制整流电路100；控制器400输出PWM2至变压电路200的控制端，用于控制变压电路200；控制器400输出PWM3至逆变整流电路300的控制端，用于控制逆变整流电路300。
本实施例中，PWM1与PWM2可以相同(如占空比相同等)，也可以不相同，PWM1、PWM2分别与PWM3不相同(如占空比不相同等)。
本实施例中，如图2所示，每个脉冲信号包括两种子脉冲信号，控制器400输出的每个脉冲信号，均包括两路脉冲信号线，每路脉冲信号线分别传输一种子脉冲信号。其中，PWM1包括PWM11和PWM12，PWM2包括PWM21和PWM22，PWM3包括PWM31和PWM32。在实际使用中，该两种子脉冲信号可以通过占空比的差异来区分，例如，当脉冲信号中的一种子脉冲信号为高电平时，则该脉冲信号中的另一种子脉冲信号为低电平。
可见，实施本实施例所描述的安全变压装置，可以通过直流与交流的频繁变换，完成隔离变压，从而避免漏电的可能，进而提高该安全变压装置在使用时的安全性，减少危险事故发生的概率。
此外，本发明还提供一种具有安全变压装置的插座，包括上述任一实施例所述的安全变压装置以及插座电路。
其中，插座电路用于在该插座接通电源后，控制插座插孔的通断电。
应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“本实施例中”、“在本实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作、结构和模块并不一定是本发明所必须的。
在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种安全变压装置，其特征在于，所述安全变压装置包括整流电路、变压电路、逆变整流电路以及控制器，其中，
所述整流电路与所述控制器相连接，用于接收交流信号并将所述交流信号转换为直流信号，并发送所述直流信号至所述变压电路，发送所述直流信号至所述控制器；
所述变压电路分别与所述整流电路和所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下，对所述直流信号进行隔离变压处理而得到变压信号，并发送所述变压信号至所述逆变整流电路；
所述逆变整流电路分别与所述变压电路和所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下，接收所述变压信号，并将所述变压信号转换为输出信号。
2.根据权利要求1所述的安全变压装置，其特征在于，所述整流电路包括桥式整流电路和保护电感，所述桥式整流电路包括交流端、直流端和控制端，其中，
所述保护电感通过所述交流端与所述桥式整流电路相连接；
所述变压电路通过所述直流端与所述桥式整流电路相连接；
所述控制器与所述桥式整流电路通过所述控制端相连接。
3.根据权利要求2所述的安全变压装置，其特征在于，所述变压电路包括变压电容、第一交直流转换电路、转换电路以及第二交直流转换电路，其中，
所述变压电容与所述第一交直流转换电路皆连接于所述桥式整流电路的所述直流端，其中，所述变压电容与所述第一交直流转换电路并联；
所述第一交直流转换电路与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下转换所述直流信号为第一调整信号；
所述转换电路分别与所述第一交直流转换电路和所述第二交直流转换电路相连接，用于接收所述第一调整信号，并对所述第一调整信号进行隔离变压转换，得到第二调整信号；
所述第二交直流转换电路与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下转换所述第二调整信号为变压信号。
4.根据权利要求3所述的安全变压装置，其特征在于，所述第一交直流转换电路为全桥逆变电路，用于在所述控制器的控制下，转换所述直流信号为第一调整信号。
5.根据权利要求3所述的安全变压装置，其特征在于，所述转换电路对所述第一调整信号进行高频交流变压，得到所述第二调整信号。
6.根据权利要求3所述的安全变压装置，其特征在于，所述逆变整流电路包括逆变电容、逆变转换电路以及逆变电感，其中，
所述逆变电容与所述第二交直流转换电路相连接；其中，所述逆变电容与所述逆变转换电路并联；
所述逆变转换电路与所述控制器相连接，用于在所述控制器的控制下接收所述变压信号，并转换所述变压信号为输出信号；
所述逆变电感与所述逆变转换电路相连接，用于输出所述输出信号。
7.根据权利要求1所述的安全变压装置，其特征在于，所述控制器为EG8010集成芯片，所述EG8010集成芯片用于通过对脉冲信号的控制，实现对所述变压电路和所述逆变整流电路的控制。
8.根据权利要求7所述的安全变压装置，其特征在于，所述脉冲信号为高频脉冲信号。
9.根据权利要求7所述的安全变压装置，其特征在于，所述脉冲信号包括两种具有不同电平的子脉冲信号。
10.一种具有安全变压装置的插座，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的安全变压装置以及插座电路，其中，插座电路用于在该插座接通电源后，控制插座插孔的通断电。
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