一種射頻固態變壓器的製造方法
2023-05-23 07:59:11
一種射頻固態變壓器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種射頻固態變壓器，包括輸入端、輸出端、射頻金屬外殼及絕緣外殼，輸入端、輸出端設在絕緣外殼內；輸入端包括高頻激勵電路、金屬電極、激勵金屬電極、半導體晶體振蕩片組和射頻發射電路；輸出端包括射頻接收電路、射頻信號金屬接收棒和電壓輸出電路；高頻激勵電路、半導體晶體振蕩片組、射頻發射電路、射頻接收電路及射頻信號金屬接收棒封裝在射頻金屬外殼內；半導體晶體振蕩片組在金屬電極間；激勵金屬電極連高頻激勵電路，射頻發射電路連高頻激勵電路及射頻接收電路，射頻接收電路連電壓輸出電路。本發明採用了半導體材料和電子器件結構，使變壓器的體積和重量更小，具有熱能損耗更低，轉換效率高，無汙染等優點。
【專利說明】一種射頻固態變壓器
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種小型電子設備的變壓器，尤其涉及一種射頻固態變壓器。
【背景技術】
[0002]目前變壓器還是以線圈結構為主，採用電磁線圈來實現電壓的變壓，由於目前的變壓器主要以線圈和鐵芯為主要部件，造成變壓器體積較大，重量大，能量損耗高，並且有汙染。
[0003]目前也有固態變壓器，但是此類固態變壓器內部還是採用傳統變壓器鐵芯、線圈結構的電磁耦合技術進行電壓的轉換和傳遞。
【發明內容】
[0004]本發明的目的:提供一種射頻固態變壓器，通過電能和射頻能量之間的轉換來實現電壓變壓的一種變壓器，內部採用半導體材料和集成度高的電子元件，可以實現微小體積，重量輕，轉換效率高，熱能損失小。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:
[0006]—種射頻固態變壓器，包括輸入端、輸出端、射頻金屬外殼及絕緣外殼，所述的輸入端、輸出端及射頻金屬外殼設置在所述的絕緣外殼內；所述的輸入端由高頻激勵電路、金屬電極、激勵金屬電極、半導體晶體振蕩片組和射頻發射電路組成；所述的輸出端由射頻接收電路、射頻信號金屬接收棒和電壓輸出電路組成；所述的高頻激勵電路、半導體晶體振蕩片組、射頻發射電路、射頻接收電路及射頻信號金屬接收棒封裝在所述的射頻金屬外殼內；所述的金屬電極分別設置在所述的射頻金屬外殼的頂部和底部，所述的激勵金屬電極分別設置在所述的金屬電極的內側，所述的半導體晶體振蕩片組設置在所述的金屬電極之間；所述的激勵金屬電極的兩端通過連接導線與所述的高頻激勵電路連接，所述的高頻激勵電路與所述的射頻發射電路連接，所述的射頻發射電路與所述的射頻接收電路無線連接，所述的射頻接收電路與所述的電壓輸出電路連接，所述的射頻信號金屬接收棒與所述的射頻接收電路連接，所述的射頻信號金屬接收棒設置在所述的射頻發射電路的上、下方，所述的電壓輸出電路設置在所述的射頻金屬外殼與所述的絕緣外殼之間。
[0007]上述的射頻固態變壓器，其中，還包括電壓輸入電極及電壓輸出電極，所述的電壓輸入電極及電壓輸出電極分別設置在所述的絕緣外殼內，分別位於所述的輸入端和輸出端，所述的電壓輸入電極通過所述的連接導線與所述的金屬電極連接，所述的電壓輸出電極通過所述的連接導線與所述的電壓輸出電路連接。
[0008]上述的射頻固態變壓器，其中，所述的射頻發射電路內部布置有高密度環形天線。
[0009]上述的射頻固態變壓器，其中，所述的半導體晶體振蕩片組由多根半導體晶體振蕩片間隔排列構成。
[0010]本發明採用了半導體材料和電子器件結構，使變壓器的體積和重量更小，具有熱能損耗更低，轉換效率高，無汙染等優點。【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明一種射頻固態變壓器的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖進一步說明本發明的實施例。
[0013]請參見附圖1所示，一種射頻固態變壓器，包括輸入端、輸出端、射頻金屬外殼9及絕緣外殼10，所述的輸入端、輸出端及射頻金屬外殼9設置在所述的絕緣外殼10內；所述的輸入端由高頻激勵電路1、金屬電極2、激勵金屬電極3、半導體晶體振蕩片組4和射頻發射電路5組成；所述的輸出端由射頻接收電路6、射頻信號金屬接收棒7和電壓輸出電路8組成；所述的高頻激勵電路1、半導體晶體振蕩片組4、射頻發射電路5、射頻接收電路6及射頻信號金屬接收棒7封裝在所述的射頻金屬外殼9內，減少射頻能量向外輻射造成能量損失；所述的金屬電極2分別設置在所述的射頻金屬外殼9的頂部和底部，所述的激勵金屬電極3分別設置在所述的金屬電極2的內側，所述的半導體晶體振蕩片組4設置在所述的金屬電極2之間；所述的激勵金屬電極3的兩端通過連接導線11與所述的高頻激勵電路1連接，所述的高頻激勵電路1與所述的射頻發射電路5連接，所述的射頻發射電路5與所述的射頻接收電路6無線連接，所述的射頻接收電路6與所述的電壓輸出電路8連接，所述的射頻信號金屬接收棒7與所述的射頻接收電路6連接，所述的射頻信號金屬接收棒7設置在所述的射頻發射電路5的上、下方，所述的電壓輸出電路8設置在所述的射頻金屬外殼9與所述的絕緣外殼10之間，射頻接收電路6通過射頻信號金屬接收棒7接收大功率的射頻信號，並將射頻信號轉換為相應的電壓信號，並通過電壓輸出電路8輸出電壓。
[0014]還包括電壓輸入電極12及電壓輸出電極13，所述的電壓輸入電極12及電壓輸出電極13分別設置在所述的絕緣外殼10內，分別位於所述的輸入端和輸出端，所述的電壓輸入電極12通過所述的連接導線11與所述的金屬電極2連接，所述的電壓輸出電極13通過所述的連接導線11與所述的電壓輸出電路8連接。
[0015]所述的射頻發射電路5內部布置有高密度環形天線，可以有效的將射頻信號發射到射頻接收電路6。
[0016]所述的半導體晶體振蕩片組4由多根半導體晶體振蕩片間隔排列構成。半導體晶體振蕩片組4的數量、密度以及材質變化，將產生不同頻率的高頻激勵信號。通過響應高頻激勵信號，高頻激勵電路1產生對應的射頻信號，再由射頻信號轉化為對應的輸出電壓。通過改變半導體晶體振蕩片組4的數量、密度和材質，將產生不同的輸出電壓值來實現變壓。
[0017]傳統變壓器採用鐵心和線圈結構，通過輸出端線圈匝數的不同的產生不同的電壓值。本發明採用了新的變壓結構，整個射頻固態變壓器採用半導體晶體振蕩片組4的結構，針對相同的輸入電壓，通過改變半導體晶體振蕩片組4的數量、密度和材質等來產生不同頻率的高頻激勵信號，高頻激勵電路1通過響應不同頻率的高頻激勵信號後產生對應的不同頻率的射頻信號，並通過射頻發射電路5將射頻信號發送到射頻接收電路6，再由射頻接收電路6接收不同頻率的射頻信號並轉換成不同的電壓值，根據不同的頻率產生不同的輸出電壓值來實現變壓。整個射頻固態變壓器主要部件採用半導體材料和電子器件，排除了鐵心和線圈等部件，因此體積和重量可以大大減小。傳統變壓器由於採用鐵心和線圈等部件，因此很容易產生較高的熱能損耗，而本發明射頻固態變壓器排除了這些部件，因此能夠大大降低熱能損耗。高頻激勵電路1採用敏感微頻率設計，能夠有效的響應不同強度級別的高頻激勵信號，因此能夠有效的將輸入的電能轉換到輸出端，轉換效率較高。由於射頻金屬外殼9的封裝結構設計，整個射頻固態變壓器輸入電壓後產生的高頻激勵信號能量能夠有效傳遞到射頻接收電路6，射頻信號向外界的輻射損失比較低，因此電壓變壓轉換效率較聞。
[0018]本發明射頻固態變壓器可用於交流和直流電壓的變壓。在輸入端布置有電壓輸入電極12，輸入電壓通過電壓輸入電極12加載到金屬電極2上，在金屬電極2的半導體晶體振蕩片組4之間將產生不同頻率的高頻激勵信號(針對相同的輸入電壓，通過改變金屬電極2之間的半導體晶體振蕩片組4的數量、密度和材質來產生不同頻率的高頻激勵信號)，高頻激勵電路1 (激勵電路主要的功能是對輸入信號進行相應的響應識別、放大和處理，然後將處理後的信號進行輸出以滿足其他部件特定的使用要求，高頻激勵電路1主要是針對高頻信號進行處理)通過布置在半導體晶體振蕩片組4內部的激勵金屬電極3來感應不同頻率的高頻激勵信號，然後通過內部的敏感微頻率部件，能夠響應不同強度級別的高頻激勵信號，並將這些高頻激勵信號轉換為相應的射頻信號(射頻信號就是經過調製的，擁有一定發射頻率的電波)，通過射頻發射電路5 (射頻發射電路5指將來自信號源的射頻的信號(頻率範圍很寬，調製樣式不同)通過阻抗匹配的天線將電磁波發射出去的電路系統)將射頻信號傳遞到射頻接收電路6 (射頻接收電路6是射頻發射電路功能的逆過程，主要是通過射頻接收天線將射頻發射電路5發射過來的射頻信號接收下來，然後將射頻信號轉換成電壓、電流等信號)。射頻接收電路6通過射頻信號金屬接收棒7 (該射頻信號金屬接收棒7就是射頻接收天線，由於採用大體積的棒結構，因此可以接收大功率的射頻能量信號)將接收的射頻信號轉換為對應的電壓值，通過電壓輸出電路8 (電壓輸出電路8主要是將待輸出的電壓進行穩壓、保護等處理後，然後進行電壓輸出)輸出到電壓輸出電極13。
[0019]綜上所述，本發明採用了半導體材料和電子器件結構，使變壓器的體積和重量更小，具有熱能損耗更低，轉換效率高，無汙染等優點。
【權利要求】
1.一種射頻固態變壓器，其特徵在於:包括輸入端、輸出端、射頻金屬外殼及絕緣外殼，所述的輸入端、輸出端及射頻金屬外殼設置在所述的絕緣外殼內；所述的輸入端由高頻激勵電路、金屬電極、激勵金屬電極、半導體晶體振蕩片組和射頻發射電路組成；所述的輸出端由射頻接收電路、射頻信號金屬接收棒和電壓輸出電路組成；所述的高頻激勵電路、半導體晶體振蕩片組、射頻發射電路、射頻接收電路及射頻信號金屬接收棒封裝在所述的射頻金屬外殼內；所述的金屬電極分別設置在所述的射頻金屬外殼的頂部和底部，所述的激勵金屬電極分別設置在所述的金屬電極的內側，所述的半導體晶體振蕩片組設置在所述的金屬電極之間；所述的激勵金屬電極的兩端通過連接導線與所述的高頻激勵電路連接，所述的高頻激勵電路與所述的射頻發射電路連接，所述的射頻發射電路與所述的射頻接收電路無線連接，所述的射頻接收電路與所述的電壓輸出電路連接，所述的射頻信號金屬接收棒與所述的射頻接收電路連接，所述的射頻信號金屬接收棒設置在所述的射頻發射電路的上、下方，所述的電壓輸出電路設置在所述的射頻金屬外殼與所述的絕緣外殼之間。
2.根據權利要求1所述的射頻固態變壓器，其特徵在於:還包括電壓輸入電極及電壓輸出電極，所述的電壓輸入電極及電壓輸出電極分別設置在所述的絕緣外殼內，分別位於所述的輸入端和輸出端，所述的電壓輸入電極通過所述的連接導線與所述的金屬電極連接，所述的電壓輸出電極通過所述的連接導線與所述的電壓輸出電路連接。
3.根據權利要求1所述的射頻固態變壓器，其特徵在於:所述的射頻發射電路內部布置有高密度環形天線。
4.根據權利要求1所述的射頻固態變壓器，其特徵在於:所述的半導體晶體振蕩片組由多根半導體晶體振蕩片間隔排列構成。
【文檔編號】H02M5/00GK103647457SQ201310723962
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2013年12月18日
【發明者】曾凱, 王慧婷 申請人:浙江農林大學