CN207677638U - 一种调光膜逆变电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种调光膜逆变电源，属于电子电路技术领域。该调光膜逆变电源包括：控制模块、直流电源、升压电路、整流电路和逆变电路。直流电源、升压电路、整流电路和逆变电路依次连接，控制模块分别与升压电路和逆变电路连接，逆变电路还用于与液晶调光膜连接。利用升压电路对直流电进行逆变升压，在采用整流电路对升压后的交流电进行整流，再采用逆变电路对整流后的直流电进行逆变，即可得到为液晶调光膜供电所需的交流电压。通过改变控制模块输出的脉冲信号的频率，即可改变升压电路和/或逆变电路输出电压的频率，进而使得最终的输出电压的频率可调，进而解决了液晶调光膜频闪的问题。

Description

一种调光膜逆变电源

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，具体涉及一种调光膜逆变电源。

背景技术

液晶调光膜是在两张透明导电膜中间注入液晶/聚合物混合材料，在没有电场作用的情况下，液晶调光膜处于不透明状态；通电后，在电场作用下使薄膜中的液晶有序排列，使薄膜呈现透明状态。通过电场作用，能够实现从开态－关态，关态→开态之间的快速转换。可见液晶调光膜的性能与为其供电的电源息息相关，例如，当长期使用直流电源时，会导致该液晶调光膜发黄、影响其透明度；亦或者，采用现有的交流电(频率为50/60Hz，电压为18－75V)供电，利用薄膜做投影机的透明投影时，投影打在该薄膜上时会出现闪烁的问题。因此，为液晶调光膜研制一款专用电源，以改善上述存在的缺陷，成为了业内人员关注的焦点。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种调光膜逆变电源，以有效地改善上述问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种调光膜逆变电源，包括：控制模块、直流电源、升压电路、整流电路和逆变电路。所述直流电源、所述升压电路、所述整流电路和所述逆变电路依次连接，所述控制模块分别与所述升压电路和所述逆变电路连接，所述逆变电路还用于与液晶调光膜连接。所述升压电路用于根据所述控制模块输出的脉冲信号将所述直流电源输出的第一直流电逆变为第一交流电输出。所述整流电路用于将所述第一交流电整流成第二直流电输出。所述逆变电路用于根据所述控制模块输出的脉冲信号将所述第二直流电逆变为第二交流电输出，为所述液晶调光膜供电。

在本实用新型可选的实施例中，所述升压电路包括：第一开关管和电感，所述第一开关管的第一端与所述控制模块连接，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的第三端分别与所述电感的一端和所述整流电路连接，所述电感的另一端与所述直流电源连接，所述控制模块通过不间断的控制所述第一开关管的开/关，从而在所述电感上产生交流振荡波形，从而将所述第一直流电逆变为第一交流电输出。

在本实用新型可选的实施例中，所述第一开关管为N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极与所述控制模块连接，所述N沟道MOS管的源极接地，所述N沟道MOS管的漏极分别与所述整流电路和所述电感的一端连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述逆变电路为全桥逆变电路。

在本实用新型可选的实施例中，所述逆变电路包括：第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管；所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端均与所述整流电路连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第四开关管的第一端和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第二端连接，所述第五开关管的第一端分别与所述第三开关管的第二端和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第五开关管的第二端还接地，所述第二开关管的第三端、所述第三开关管的第三端、所述第四开关管的第三端和所述第五开关管的第三端均与所述控制模块连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管和所述第五开关管均为N沟道MOS管，所述第二开关管的漏级和所述第三开关管的漏级均与所述整流电路连接，所述第二开关管的源极分别与所述第四开关管的漏级和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第四开关管的源极与所述第五开关管的源极连接，所述第五开关管的漏级分别与所述第三开关管的源极和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第五开关管的源极还接地，所述第二开关管的栅极、所述第三开关管的栅极、所述第四开关管的栅极和所述第五开关管的栅极均与所述控制模块连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述整流电路为整流二极管。

在本实用新型可选的实施例中，所述调光膜逆变电源还包括：滤波器，所述逆变电路的输出端通过所述滤波器与所述液晶调光膜连接。

在本实用新型可选的实施例中，所述滤波器为正弦波滤波器。

在本实用新型可选的实施例中，所述控制模块为32位的单片机。

本实用新型实施例提供的调光膜逆变电源，包括：控制模块、直流电源、升压电路、整流电路和逆变电路。所述直流电源、所述升压电路、所述整流电路和所述逆变电路依次连接，所述控制模块分别与所述升压电路和所述逆变电路连接，所述逆变电路还用于与液晶调光膜连接。该调光膜逆变电源利用升压电路对诸如12V或24V的直流电进行逆变升压，在采用整流电路对升压后的交流电进行整流，再采用逆变电路对整流后的直流电进行逆变，即可得到为液晶调光膜供电所需的交流电压。通过改变控制模块输出的脉冲信号的频率，即可改变升压电路和/或逆变电路输出电压的频率，进而使得最终的输出电压的频率可调，不再是如市电频率(50/60Hz)一样的固定频率，进而解决了液晶调光膜频闪的问题。此外，调光膜逆变电源不需要专门的电源管理芯片，即可实现对电压的升压与逆变，简化了电路，且该控制模块在执行主控任务的同时即可实现电压的升压，节约了成本。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。

图1示出了本实用新型第一实施例提供的一种调光膜逆变电源的模块示意图。

图2示出了本实用新型第一实施例提供的一种调光膜逆变电源的电路原理图。

图3示出了本实用新型第二实施例提供的一种调光膜逆变电源的模块示意图。

图4示出了本实用新型第二实施例提供的一种调光膜逆变电源的电路原理图。

图标：10A－调光膜逆变电源；10B－调光膜逆变电源；11－直流电源；12－升压电路；13－整流电路；14－逆变电路；15－控制模块；16－第一采样电路；17－滤波器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

发明人发现当液晶调光膜长期使用直流电时，会导致液晶调光膜发黄、影响其透明度，进一步地，鉴于直流电的特性，电流总是从正极流向负极，薄膜通电后液晶分子总是流向一侧，最终会导致薄膜发黄、损坏。此外，采用现有的交流电(频率为50/60Hz，电压为18－75V)供电利用薄膜做投影机的透明投影时，投影打在该薄膜上时会出现闪烁的问题，进一步研究发现是因为所采用的电流的频率无法满足要求，需要更高的频率，以使液晶分子以更快的速度做分布排列运动，从而使人眼无法分辨，即可解决透明显示时，画面闪烁的问题。

针对以上方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本实用新型实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本实用新型过程中对本实用新型做出的贡献。

第一实施例

本实用新型实施例提供了一种调光膜逆变电源10A，如图1所示，该调光膜逆变电源10A包括：控制模块15、直流电源11、升压电路12、整流电路13和逆变电路14。

所述直流电源11(12V、24V等)与所述升压电路12连接。该直流电源11可以是电池、电瓶、光伏发电等直流输入源。

所述升压电路12还分别与所述控制模块15和所述整流电路13连接，该升压电路12用于根据所述控制模块15输出的脉冲信号将所述直流电源11输出的第一直流电逆变为第一交流电输出。例如，该升压电路12用于将直流电源11输出的12V/24V电压逆变成51V的交流电输出。本实施例中，如图2所示，优选地，该升压电路12包括：第一开关管Q1和电感L。所述第一开关管Q1的第一端与所述控制模块15连接，所述第一开关管Q1的第二端接地，所述第一开关管Q1的第三端分别与所述电感L的一端和所述整流电路13连接，所述电感L的另一端与所述直流电源11连接，所述控制模块15通过不间断的控制所述第一开关管Q1的开/关，进而在所述电感L上产生交流振荡波形，从而将所述第一直流电逆变为第一交流电输出。为了便于理解，作为一种实施方式，以该第一开关管Q1为N沟道的MOS管为例，进行说明。进一步地，所述N沟道MOS管的栅极与所述控制模块15连接，所述N沟道MOS管的源极接地，所述N沟道MOS管的漏极分别与所述整流电路13和所述电感L的一端连接。当N沟道MOS管截止时，电压无变换；当该N沟道MOS管导通时，该第一直流电被拉低，即一部分电压经电感L、N沟道MOS管的漏极、源极接地。如果在短时间内，控制模块15不间断的控制N沟道MOS管的开或关，使得流经电感L的电压不间断的被拉低，加上电感L本身具备的储能特性，从而在电感L上产生交流振荡波，例如幅值为36V的高频方波。

其中，需要说明的是，上述仅仅列举了第一开关管Q1为N沟道MOS管的情形，但并不能将其理解成是对本实用新型的限制，例如，该第一开关管Q1还可以为P沟道MOS管，或者快速晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、绝缘栅晶体管(IGBT)。

其中，需要说明的是，直流电源11输出的第一直流电的电压值取决于该直流电源11的输出值，并不限于上述的12V/24V，该升压电路12输出的第一交流电的大小应根据设计需要来确定，并不限于上述示意的36V。

所述整流电路13还与所述逆变电路14连接，整流电路13用于将所述第一交流电整流成第二直流电输出，该整流电路13可以是整流桥，也可以是整流二极管，还可以是其他具备整流功能的元器件。本实施例中，可选地，该整流电路13为整流二极管D1，进一步地，该整流二极管D1的正极与N沟道MOS管的漏极端连接，该整流二极管D1的负极端与所述逆变电路14连接。

所述逆变电路14与所述控制模块15连接，以及还用于与液晶调光膜连接；该逆变电路14用于根据所述控制模块15输出的脉冲信号将所述第二直流电逆变为第二交流电输出，为所述液晶调光膜供电。作为一种可选的实施方式，该逆变电路14为全桥逆变电路。可选地，该全桥逆变电路包括：第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4和第五开关管Q5；所述第二开关管Q2的第一端和所述第三开关管Q3的第一端均与所述整流电路13连接，所述第二开关管Q2的第二端分别与所述第四开关管Q4的第一端和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第四开关管Q4的第二端与所述第五开关管Q5的第二端连接，所述第五开关管Q5的第一端分别与所述第三开关管Q3的第二端和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第五开关管Q5的第二端还接地，所述第二开关管Q2的第三端、所述第三开关管Q3的第三端、所述第四开关管Q4的第三端和所述第五开关管Q5的第三端均与所述控制模块15连接。为了便于理解，本实施例中，以所述第二开关管Q2、所述第三开关管Q3、所述第四开关管Q4和所述第五开关管Q5均为N沟道MOS管进行说明。具体的，所述第二开关管Q2的漏级和所述第三开关管Q3的漏级均与所述整流电路13连接，所述第二开关管Q2的源极分别与所述第四开关管Q4的漏级和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第四开关管Q4的源极与所述第五开关管Q5的源极连接，所述第五开关管Q5的漏级分别与所述第三开关管Q3的源极和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第五开关管Q5的源极还接地，所述第二开关管Q2的栅极、所述第三开关管Q3的栅极、所述第四开关管Q4的栅极和所述第五开关管Q5的栅极均与所述控制模块15连接。

通过控制第二开关管Q2、第五开关管Q5以及第三开关管Q3、第四开关管Q4轮流导通即可产生交流电压输出，例如，产生36V的交流电压输出。

其中，需要说明的是，上述仅仅列举了第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4以及第五开关管Q5为N沟道MOS管的情形，但并不能将其理解成是对本实用新型的限制，例如，该第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4以及第五开关管Q5还可以为P沟道MOS管，或者快速晶闸管、可关断晶闸管(GTO)、功率晶体管(GTR)、绝缘栅晶体管(IGBT)。

所述控制模块15用于控制所述升压电路12产生第一交流电，进一步地，控制模块15通过输出脉冲信号(例如，PWM)去控制第一开关管Q1通断的时间，进而在所述电感L上产生交流振荡波形，从而将所述第一直流电逆变为第一交流电输出。此外，该控制模块15还用于控制逆变电路14产生第二交流电，进一步地，进一步地，控制模块15通过输出脉冲信号(例如，SPWM)去控制第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4以及第五开关管Q5的通断时间，例如，通过轮流控制第二开关管Q2、第五开关管Q5以及第三开关管Q3、第四开关管Q4的导通即可产生交流电压输出。其中，第二开关管Q2和第五开关管Q5是同时导通或关断的；第三开关管Q3和第四开关管Q4的是同时导通或关断的。

通过改变控制模块15输出的脉冲信号的频率，即可改变升压电路12和/或逆变电路14输出电压的频率，进而使得最终的输出电压的频率可调，不再是如市电频率(50/60Hz)一样的固定频率。本实施例中，经逆变电路14输出的第二交流电(例如36V)的频率为2－100Hz。

其中，需要说明的是，通过改变控制模块15输出的脉冲信号的类型，可以得到不同类型的输出电压，例如，若采用PWM时，输出电压为方波，采用SPWM时，输出电压为正弦波。

其中，所述控制模块15可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制模块15可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该控制模块15也可以是任何常规的处理器等。于本实施例中，优选地，该控制模块15为32位的单片机，例如，STM32F103C8T6、STM32F103VET6等型号，使得设置的频率误差非常小，波形更精准。

其中，需要说明的是，图2中的VCC即为图1中的直流电源11，图2中的负载R等效于液晶调光膜。

第二实施例

本实施例提供了调光膜逆变电源10B，与第一实施例相比，如图3所示，其不同之处在于，该调光膜逆变电源10B还包括：第一采样电路16和滤波器17。

所述整流电路13的输出端，即整流二级管D1的负极还经第一采样电路16与控制模块15连接。该第一采样电路16用于对经所述整流电路13输出的第二直流电进行采样，并将采样电压反馈给所述控制模块15，以使所述控制模块15根据所述采样电压去调节所述升压电路12，从而使输出电压稳压。作为一种实施方式，如图4所示，该第一采样电路16为滑动变阻器R0。进一步地，所述滑动变阻器的滑片与所述控制模块15连接，所述滑动变阻器的一端与所述整流二极管D1连接，所述滑动变阻器的另一端接地。经过整流二极管D1产生的直流电压，经滑动变阻器R0分压后进入控制模块15。

作为另一种实施方式，该第一采样电路16包括：第一电阻R1和第二电阻R2。所述第一电阻R1的一端与所述整流电路13连接，进一步地，第一电阻R1的一端与整流二极管D1的负极端连接，所述第一电阻R1的另一端分别与所述控制模块15和所述第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接地。经过整流二极管D1产生的直流电压，经第一电阻R1和第二电阻R2分压后进入控制模块15。

所述逆变电路14的输出端通过所述滤波器17与所述液晶调光膜连接，通过选用不同类型的滤滤波器17即可得到不同的波形，例如，正弦波、余弦波等，进而改善液晶调光膜的性能，使其达到最佳状态。例如，需要得到纯正正弦波的输出电压时，选用正弦波滤波器17即可。

此外，还可以根据需要设置过流/过压保护阈值，作为一种实施方式，通过第二采样电路(图中未示出)采集逆变电路14输出的电压值和/或电流值的大小，控制模块15根据第二采样电路采集的电压值和/或电流值的大小与对应的预设的过流/过压保护阈值进行比较，在大于等于预设值时，切断该电路，以保护液晶调光膜，避免损坏。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调光膜逆变电源，其特征在于，包括：控制模块、直流电源、升压电路、整流电路和逆变电路，所述直流电源、所述升压电路、所述整流电路和所述逆变电路依次连接，所述控制模块分别与所述升压电路和所述逆变电路连接，所述逆变电路还用于与液晶调光膜连接；

所述升压电路用于根据所述控制模块输出的脉冲信号将所述直流电源输出的第一直流电逆变为第一交流电输出；

所述整流电路用于将所述第一交流电整流成第二直流电输出；

所述逆变电路用于根据所述控制模块输出的脉冲信号将所述第二直流电逆变为第二交流电输出，为所述液晶调光膜供电。

2.根据权利要求1所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述升压电路包括：第一开关管和电感，所述第一开关管的第一端与所述控制模块连接，所述第一开关管的第二端接地，所述第一开关管的第三端分别与所述电感的一端和所述整流电路连接，所述电感的另一端与所述直流电源连接，所述控制模块通过不间断的控制所述第一开关管的开/关，从而在所述电感上产生交流振荡波形，从而将所述第一直流电逆变为第一交流电输出。

3.根据权利要求2所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述第一开关管为N沟道MOS管，所述N沟道MOS管的栅极与所述控制模块连接，所述N沟道MOS管的源极接地，所述N沟道MOS管的漏极分别与所述整流电路和所述电感的一端连接。

4.根据权利要求1－3任一项所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述逆变电路为全桥逆变电路。

5.根据权利要求4所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述逆变电路包括：第二开关管、第三开关管、第四开关管和第五开关管；所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端均与所述整流电路连接，所述第二开关管的第二端分别与所述第四开关管的第一端和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第四开关管的第二端与所述第五开关管的第二端连接，所述第五开关管的第一端分别与所述第三开关管的第二端和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第五开关管的第二端还接地，所述第二开关管的第三端、所述第三开关管的第三端、所述第四开关管的第三端和所述第五开关管的第三端均与所述控制模块连接。

6.根据权利要求5所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述第二开关管、所述第三开关管、所述第四开关管和所述第五开关管均为N沟道MOS管，所述第二开关管的漏级和所述第三开关管的漏级均与所述整流电路连接，所述第二开关管的源极分别与所述第四开关管的漏级和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第四开关管的源极与所述第五开关管的源极连接，所述第五开关管的漏级分别与所述第三开关管的源极和所述液晶调光膜的电源端连接，所述第五开关管的源极还接地，所述第二开关管的栅极、所述第三开关管的栅极、所述第四开关管的栅极和所述第五开关管的栅极均与所述控制模块连接。

7.根据权利要求1所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述整流电路为整流二极管。

8.根据权利要求1所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述调光膜逆变电源还包括：滤波器，所述逆变电路的输出端通过所述滤波器与所述液晶调光膜连接。

9.根据权利要求8所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述滤波器为正弦波滤波器。

10.根据权利要求1所述的调光膜逆变电源，其特征在于，所述控制模块为32位的单片机。