变换器装置制造方法及图纸

一种变换器装置，被连接在用于对来自交流电源的交流电压全波整流的全波整流器输出端，并包括一个电感元件，该元件与负载电路形成一个包括ＬＣ串联谐振的回路，用于通过一对开关元件中的一个对直流电源电容器充电，从而保持了高输入功率因素，减少了输入电流的任何失真，并能简化对起抑制任何冲击电流作用的开关元件的控制。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变换器装置，该变换器装置把来自交流电源的交流输入电压变换成直流电压并供给负载，该直流电压被一变换器变换成高频电压。对于此类变换器装置，过去已经有人提出过，例如公开在日本专利公开公报No.60-134776，从同一专利技术人转让给作为本专利技术受让人的美国专利申请No.798652(对应于日本专利公开公报No.4-193067)，美国专利No.5251119(对应于日本专利公开公报No.4-222468)等等文献中，当以这些已知器件提出的
技术实现思路
为基础，有可能用更简单的线路装置来改进输入功率因素，并抑制对负载工作有不良影响的任何脉动分量。但是，它们仍没能促进或提供足够的启示来提供一种可以有效地防止当接到电源时易于发生冲击电流的装置。适用于防止连接电源时出现这种冲击电流的变换器装置已在日本专利公开公报No.5-56659中作了说明(公开迟于本专利技术的优先权日，因此本申请申请日之前并不知道)，在该专利中，来自交流电源的交流输入电压经由全波整流器全波整流，一个连接于该全波整流器输出端的变换器设置有包括一个LC串联谐振回路的负载电路，该装置还包括一个直流电源电容器，用于向变换器提供直流电源，充电二极管根据变换器中再生功率时，向直流电源电容器提供充电电流，放电二极管用于从直流电源电容器向变换器提供直流功率，一个阻抗电容器连接于全波整流器的输出端和变换器中负载电路部件之间和一对开关元件，用于控制直流电源电容器的充、放电时间。在上述的变换器装置中，由通过全波整流器，开关元件之一，充电二极管，直流电源电容器并再回到全波整流器的环路构成一电压降限幅器电路，而冲击电流看来可通过最佳地控制开关元件来防止。在连接到电源相当长时间后，变换器仍能稳定地工作的情况下，电流在由全波整流器，阻抗电容器，谐振电容器和形成串联谐振回路一部分的电感，另一个开关元件并再回到全波整流器所形成的环路中流通，因而输入功率因素能被提高，而输入电流的失真能被抑制。但是，在上述的变换器装置中，存在的问题是，例如，由于充电通路中的阻抗是很小的，为了实现使一个开关元件从接近工业电源电压零交叉点的某点到开始导通的操作，极大地缩短一个开关元件的导通时间等等，均需要复杂的控制操作或控制电路以便把冲击电流抑制到足够低。因此，本专利技术的首要目的是消除前述的问题，提供一种能保持高的输入功率因素，同时减小输入电流的失真，简化开关元件的控制，以便当与电源连接时能有效地抑制冲击电流的变换器装置。根据本专利技术，上述目的通过一个变换器装置将得以实现，在该变换器装置中，来自交流电源的交流输入电压被一个全波整流器全波整流，连接到该全波整流器输出端的一个变换器接有包括一个LC串联谐振回路的负载电路，变换器是这样设置的，即来自直流电源电容器的直流功率被加到变换器，根据变换器功率再生而引起的充电电流通过充电二极管流到直流电源电容器，并使直流功率从直流电源电容器流经放电二极管到达变换器，一个阻抗元件连接在全波整流器的输出端和变换器负载电路的部件之间，直流电源电容器的充、放电时间可通过一对开关元件被控，在环路中装有一个电感元件用于从交流电源通过全波整流器和变换器中的一个开关元件对直流电源电容器进行充电。本专利技术的其它目的和优点随着参照附图对专利技术作详细说明后将会变得更清楚。附图说明图1是示出本专利技术变换器装置基本原理的电路图;图2是示出本专利技术变换器装置一个实施例的电路图;图3和图4分别示出了本专利技术变换器装置其他实施例的电路图;图5和图6是，要将其工作与本专利技术的变换器装置作比较的变换器装置的电路图;图7(a)至图7(c)显示了图4变换器装置中负载电流的波形图;图8(a)至图8(c)显示了图5和图6变换器装置中负载的波形图;和图9到22示出了根据本专利技术变换器装置的其它实施例的电路图。下面参照附图所示各个实施例说明本专利技术，应该理解，本专利技术的意义不仅仅限于这些实施例，而是包括了所附权利要求范围内所有可能的改型，改进和相当的装置。现在参照图1电路图，该图示出了根据本专利技术的变换器装置的基本原理，全波整流器DB连接到交流电源Vs，一个变换器连接到该全波整流器DB的输出端，变换器包括一个LC谐振电路LCR的串联电路，作为LC串联谐振，和一个电感L1，以及一个连接在全波整流器DB和LC串联谐振电路之间的阻抗Z，而二极管D3与串联谐振电路并联连接。对于全波整流器DB，通过二极管D3还接有一对开关元件Q1和Q2，而开关元件Q1和Q2之间的接点E被连接到LC串联谐振电路，放电二极管D4和直流电源电容器C1与一对开关元件Q1和Q2并联连接，放电二极管D5被连接在一对开关元件Q1和Q2连接点E和放电二极管D4到直流电源电容器C1连接点F之间。在全波整流器DB的正和负输出线之间，还接有检测电路DET和控制电路CON。另外，本例中，在图1中由虚线所示的环路中连接有电感元件L2，用于从交流电源Vs通过全波整流器DB和一个开关元件Q1向直流电源电容器C1充电。实际上，该电感元件L2被适当地有选择性地插入在交流电源Vs和全波整流器DB的一个输入端之间，全波整流器DB的正输出端和二极管D3之间，或另一个开关元件Q2和整流器DB的负输出端之间。根据本专利技术，在交流电源Vs通过全波整流器DB到电容器所形成的向直流电源电容器C1充电的环路中插入电感元件L2，在环路中能有效地构成电压降限幅器，为抑制电源连接时的冲击电流，对开关元件Q1的控制也能被简化到显著的程度。图2中，示出了根据本专利技术变换器装置的一个实施例，在该实施例中，一个电感作为电感元件L2插入在交流电源Vs和全波整流器DB之间的交流环路中。在这个实施例中，一旦一个开关元件Q1导通，形成为直流电源电容器C1充电的环路，如图2中的实线所示，通过从全波整流器DB正输出端，二极管D3，一个开关元件Q1，充电二极管D5，直流电源电容器C1和整流器DB负输出端的通路，从而构成了一个电压降抑制器。这里，一个开关元件Q1的控制只要以高频转换开和关(ON和OFF)便能简单地实现，而并不需要特别的操作。图3中，示出了根据本专利技术变换器装置的另一实施例，在该实施例中，一个电感L2作为电感元件插入在全波整流器DB的正输出端和二极管D3之间。在这个实施例中，同样，基本上采用了与图2实施例相同的方法，在为直流电源电容器C1充电的环路中形成电压降限幅器。在图3的这个实施例中，相对于放电二极管D4和直流电源电容器C1，更好地连接了另一个电容器C5。而且，随着提供了另一个电容器C5，就有可能使电感L2的能量通过电压降二极管D3向电容器C5放电，并能获得稳定的工作。图4中示出了根据本专利技术变换器装置的另一个实施例，在该实施例中，作为电感元件的电感L2被置于另一个开关元件Q2和全波整流器DB的负输出端之间，从而在本例中，事实上也采用了图2实施例相同的方法为在直流电源电容器C1充电的环路中形成电压降限幅器，特别是能把一个开关元件Q1的控制简化到显著的程度。另一方面，在前述图2和3的实施例中，存在的潜在危险是在工业电源频率的部分周期中，供给负载的电流在正负极之间的不对称，以致容易引起失真，从而产生噪声，而且，尤其当负载U是放电灯时，使灯的发光效率下降。更准确地说，在处于稳定状态的直流电源电容器C1有一个基本上等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个变换器装置，包括一个交流电源，一个用于对来自所述交流电源的交流输入电压进行全波整流的全波整流器，一个连接在所述全波整流器输出端的变换器，和包括具有一个ＬＣ串联谐振电路的负载电路，以及一个用于向所述变换器提供直流电源的直流电源电容器。 所述变换器包括一对用于控制所述直流电源电容器充放电的开关元件，充电二极管用于当变换器中再生功率时产生一个流向所述直流电源电容器的充电电流，放电二极管用于产生一个从所述直流电源电容器流向变换器的直流电流，一个阻抗元件连接在所述全波整流器的输出端和变换器中所述负载电路部分之间，一个阻抗元件设置在为所述直流电源电容器从所述交流电源通过所述全波整流器和所述变换器中一对开关元件中的一个充电的环路中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前原稔，
申请(专利权)人：松下电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]