电容器绝缘电源装置制造方法及图纸

一种电容器绝缘电源装置，其特征为，具有：　　　　第一、第二及第三开关元件，在线路的正极和负极之间串联连接，该线路引导从交流电源通过整流电路所供应的直流，或者从直流电源所直接供应的直流；　　　　开关控制电路，用于以规定频率的信号对上述第一、第二及第三开关元件进行开关控制；　　　　第一电容器，插入上述第一开关元件和第二开关元件的连接点与负载端子之间；　　　　第二电容器，插入上述第二开关元件和第三开关元件的连接点与负载端子之间；　　　　上述第一电容器和第二电容器的电容值相等，　　　　上述开关控制电路对上述第一及第三开关元件进行开关的相位相同，　　　　对该第一及第三开关元件进行开关的相位和对上述第二开关元件进行开关的相位相互成为反相。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种可以对电源和负载之间进行绝缘的电容器绝缘电源装置。
技术介绍
在电源装置中，为了获得希望大小的电压，有一种内置变压器的装置。该变压器还起到对初级方和次级方进行绝缘这样的作用。另一方面，因为变压器较重且较大，所以有时为了小型化·轻质化的目的，要寻求一种可以不使用变压器的电源装置。该没有变压器的电源装置和使用变压器的电源装置有所不同，一般情况下难以保持电源侧和负载侧之间的绝缘。在以往，为了保持该绝缘，人们提出了在电源侧和负载侧之间使电容器串联耦合之类型的电源装置(参见美国专利第4,635,175号说明书、美国专利第6,144,565号说明书、特开平2003-116268号公报)。但是，此类型的电源装置即使能做到对直流的绝缘，但实际状况却是，对交流也就是工业电频率和开关频率之交流电压和交流电流的充分绝缘，未被确保。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的为实现一种电源装置，该电源装置不仅仅是对直流的绝缘，还可以充分确保对交流的绝缘。本专利技术的电源装置其特征为，具有第一、第二及第三开关元件，在下述线路的正极和负极之间串联连接，该线路用来引导从交流电源通过整流电路所供应的直流，或者从直流电源所直接供应的直流；开关控制电路，用来以规定频率的信号对上述第一、第二及第三开关元件进行开关控制；第一电容器，插入上述第一开关元件和第二开关元件的连接点与负载端子之间；第二电容器，插入上述第二开关元件和第三开关元件的连接点与负载端子之间；上述第一电容器和第二电容器的电容值相等，上述开关控制电路其对上述第一及第三开关元件进行开关的相位相同，并且对该第一及第三开关元件进行开关的相位和对上述第二开关元件进行开关的相位相互成为反相。根据该电桥结构，由于上述第一电容器和第二电容器的电容值相等，并且可以确保电路的对称性，因而电源和负载之间的绝缘对于直流和交流，都能达到。优选的是，在上述第一开关元件和第二开关元件的连接点与负载端子之间，再串联插入第一电感器，并且在上述第二开关元件和第三开关元件的连接点和负载端子之间，再串联插入第二电感器。这种情况下，如果上述第一电感器和第二电感器之间的感应值相等，则可以确保电路的对称性，因此为了交流的绝缘，是更为优选的。由于将上述第一及第三开关元件导通的期间包含于将上述第二开关元件关闭的期间之中，并且如果前者的期间比后者的期间更短，则存在第一到第三开关元件全都关闭的期间，因此在实现零开关这样的意义上是优选的。如上所述，根据本专利技术的电容器绝缘电源装置，电源侧和负载侧在直流和交流上都能被绝缘。因而，不使用变压器，就可以保证输入输出间的绝缘。因此，可以给计算机、各种通信设备等提供最佳的电源装置。另外，根据该电容器绝缘电源装置，由于可以简单实现零开关，因而可以提供噪声较少的电源装置。附图说明图1是本专利技术电容器绝缘电源装置的电路图。图2是开关控制电路3的控制信号波形图。图3是开关控制电路3的控制信号波形图。图4是为了验证本专利技术的效果所使用的电容器绝缘电源装置的模拟用电路图。图5是表示图4的电路中输入导通后电阻R7之两端电压V7的电压波形变化的曲线图。图6是省略了第三开关元件M3的比较示例所涉及的电容器绝缘电源装置电路图。图7是表示在图6的电路中输入导通后电阻R7之两端电压V7的电压波形变化的曲线图。图8是表示将电感器L1、L2的值设定为非对称时输入导通后电阻R7之两端电压V7的电压波形变化的曲线图。图9是表示将电容器C1、C2的值设定为非对称时输入导通后电阻R7之两端电压V7的电压波形变化的曲线图。图10是表示不满足谐振条件时直流输入导通后电阻R7之两端电压V7的电压波形变化的曲线图。图11是没有电感器L1、L2时电容器绝缘电源装置的电路图。图12是没有电感器L1、L2时输入导通后电阻R7之两端电压V7的电压波形变化的曲线图。具体实施例方式下面，一边参照附图，一边详细说明本专利技术的实施方式。图1是本专利技术电容器绝缘电源装置的电路图。工业电交流电源1的交流电压通过整流电路2转换成直流电压。在图1中，虽然整流电路2是全波整流电路，但也可以采用半波整流电路。在直流转换后的正侧及负侧上，串联连接第一、第二及第三开关晶体管M1、M2、M3。而且，具备开关控制电路3，用来以规定频率如100kHz的信号，对上述第一、第二及第三开关晶体管M1、M2、M3进行开关控制。开关控制电路3给开关晶体管M1、M2、M3的栅电极施加电压信号，对开关晶体管M1、M2、M3进行开关。将上述第一开关晶体管M1和第二开关晶体管M2的连接点表示为a，将上述第二开关晶体管M2和第三开关晶体管M3的连接点表示为b。另外，将负载端子表示为c、d。在连接点a和负载端子c之间，串联插入第一电感器L1和第一电容器C1，在连接点b和负载端子d之间，串联插入第二电感器L2和第二电容器C2，并且在负载端子c和负载端子d上连接负载电阻R。图2是开关控制电路3的控制信号波形图。如图2所示，使开关晶体管M1、M3导通的电压信号V1、V3是同相位，使开关晶体管M2导通的电压信号V2是反相位。若说明上面电容器绝缘电源装置的动作，就是在导通了开关晶体管M1、M3时，电容器C1、C2进行充电。在导通了开关晶体管M2时，在上述电容器C1、C2中所充的电荷进行放电，向负载R流动电流i。借此，可以给负载R供应直流电流。还有，若瞬间改变了开关晶体管M1、M3的导通状态和开关晶体管M2的导通状态，则给开关晶体管施加过大的负载。因此，优选的是，对转换的期间双方都设置非导通的期间。例如图3所示，可以缩短使开关晶体管M1、M3导通的电压信号V1、V3的导通期间，设置电压信号V1、V2、V3为非导通的期间。图3是开关控制电路3的控制信号波形图。和电压V1、V2、V3的波形一起，还描绘出开关晶体管M1、M2、M3漏-源极间的电压E1、E2、E3的波形。如图3所示，由于在电压V1、V2、V3为非导通的期间中，电压E1、E2、E3成为零之后开关晶体管导通，因而没有给开关晶体管施加过大的负载。这样，采用本专利技术的电容器绝缘电源装置，不言而喻，可以在直流上对负载R和工业电交流电源1进行绝缘，并且在工业电交流电源1的频率、开关频率等上，也可以对负载R和工业电交流电源1进行绝缘。也就是说，在电源和负载之间能达到直流绝缘及交流绝缘。这种效果如下面的实施示例所示，通过在负载R和接地之间连接电阻，确认对该电阻既不流动直流电流也不流动交流电流，或者即使流动该电流也是不给人体带来影响的微小电流，就可以证明。上面，虽然说明了本专利技术的实施方式，但是本专利技术的实施并不限定为上述方式。例如，本专利技术也可以使用于图1中没有交流电源1、整流电路2的直流输入式电源装置。并且本专利技术也可以使用于没有整流电路2且直接与交流电源1结合的交流输入式电源装置。此外，在本专利技术的范围内，可以施以各种变更。<实施示例1> 图4是为了验证本专利技术的效果所使用的电路图。已将该电路结构、电路常数输入计算机，使用电路分析软件，计算出各单元的电压·电流波形。该电路为交流输入·直流输出的类型，并且和图1的电容器绝缘电源装置相同。虽然加入了整流电路2和开关晶体管M1之间的电阻R1、R2，但是可忽视的相当小的值。另外，虽然在电感器L1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国华，
申请(专利权)人：新田株式会社，
类型：发明
国别省市：