变换器制造技术

本发明专利技术涉及到在ＴＶ或计算机屏幕中用于将ＤＣ电压Ｕ↓［Ｂａｔ］变换成输出直流电压Ｕ↓［ｏｕｔ］的一种变换器。该变换器包括一个全桥电路７，用于将ＤＣ电压Ｕ↓［Ｂａｔ］斩波成其输出端上的一个ＡＣ电压Ｕ～，一个切换电路３，用于将ＡＣ电压Ｕ～变换成变换器的输出直流电压Ｕ↓［ｏｕｔ］。变换器还包括一个控制电路５，它产生用于驱动全桥电路中的可控切换元件Ｓ１…Ｓ４的控制信号。本发明专利技术要解决的问题是进一步改进这种变换器，使它产生的输出电压Ｕ↓［ｏｕｔ］即使当全桥电路在两种工作模式之间切换的过程中也能保持稳定。本发明专利技术解决这一问题的办法是控制电路５仅仅在至少一个切换元件Ｓ１…Ｓ４被关断的一个空载时间间隔ｔ↓［ｔｏｔ］期间才执行这样的切换。（*该技术在2022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】
本专利技术涉及到将DC电压变换成一种输出直流电压的变换器，按照权利要求1前序部分特别适用于TV或计算机屏幕。
技术介绍
这种变换器的例子可以参见美国专利US5777859，还可以参见Motorola Inc.于1996年出产的高强度谐振控制器件MC33067和MC34067的数据图表，如图6所示。按照图6的变换器包括一个整流器件2，用于将输入电压Um变换成DC电压UBat。整流器件2是由全波二极管桥式整流器2-1和一个串联连接的平滑电容CEL组成的。变换器还包括具有可控切换元件S1，S2的一个桥式电路7用于将DC电压UBat变换成AC电压U～，再由串联连接的一个切换电路3变换成变换器的输出直流电压Uout。切换电路3包括一个谐振功率变换器3-1和串联连接的第二整流器3-2。功率变换器3-1的输入端并联着一个由电容Cs和两个线圈Ls，Lp构成的串-并联电路。变压器13与线圈Lp并联的原边一侧连接到原边一侧的多个绕组n1。在变压器的副边一侧具有n2个绕组，有一个电容Cp与其并联连接。电容Cp上的电压产生功率变换器3-1的输出电压。和第一整流器2具有相同实施例的第二整流器3-2在其输入端接收来自功率变换器3-1的输出电压，并且在其输出端产生变换器的输出电压Uout。该输出直流电压Uout通常是输出到连接在变换器上的一个负载17。为了驱动桥式电路7的切换元件S1，S2，变换器还包括一个控制电路5’，它响应反映变换器输出直流电压Uout大小的第一反馈信号而产生控制信号。如果在输入电压也就是AC电压U～在一个宽电压范围内分布的条件下工作，谐振功率变换器3-1的效率就会明显下降，在这种情况下，由于功率变换器3-1内部电抗性的功率循环，会出现不利的损失。用图7的全波电路实现桥式电路7就可以克服这一缺点。该全波电路包括两个并联分支，它们各自具有两个串联连接的可控切换元件S1…S4。DC电压输入电压UBat被提供给全波电路7的并联分支，同时在两个并联分支的两个切换元件之间提供AC电压U～。控制电路5产生控制信号，按照以下被称为“半桥模式”的第一变换器工作模式或以下被称为“全桥模式”的第二变换器工作模式单独地驱动各个可控切换元件S1，S2。两种模式间的切换是由控制电路5按照反映DC电压UBat大小的第二反馈信号来执行的。在例如100到200V的低DC电压下，桥式电路7按照全桥模式工作，相位余量是180°。另一方面，在例如200到380V的较高DC电压下，桥式电路7按照半桥模式工作。通过在工作模式间相应地切换就能以一种相对于完美的DC电压UBat的适当方式实现将谐振功率变换器3-1输入电压的AC电压U～范围减半。
技术实现思路
本专利技术的目的是进一步改进公知的变换器，使它产生的输出电压Uout在其工作模式在全桥模式和半桥模式间切换的过程中维持稳定。按照本专利技术的这一目的是由权利要求1的装置来实现的。具体地说，按照本专利技术，从全桥模式到半桥模式或者是相反的切换仅仅发生在空载时间间隔内，全桥电路的至少一个切换元件在此期间是处在无负载也就是关断状态。这样做的优点是避免了带负载切换元件之间的切换过程中产生的有害电压波动。按照一个基本实施例，该变换器具有第一比较器电路，它按照DC电压与初始的和第二参考电压的比较结果产生一个二进制参考信号。这一第一比较器电路应该体现为一个门限检测器，它根据第一和第二参考电压限定了一个滞后环，通过这一滞后环使产生的参考信号相对于DC电压中的微小波动保持稳定。如果在控制中采用至少一个匹配电路来执行全桥电路切换元件的控制信号电平与所需的预定电平的适配就能获得进一步的优点。从属权利要求体现了这种变换器进一步的有益实施例。附图简述说明书附带的附图如下附图说明图1是按照本专利技术的一种变换器； 图2是图1所示变换器的一个控制电路；图3是图2所示控制电路中的一个逻辑电路；图4表示图2所示的控制电路内在半桥模式下的信号特性；图5表示图2所示的控制电路内在全桥模式下的信号特性；图6是按照现有技术状态的一种变换器，以及图7是对图6所示变换器的一种公知的改进。专利技术的具体实施例方式以下要参照图1到5具体描述本专利技术的两个实施例。图1所示的变换器与上文参照图7所述的基本相同。在两幅图中用相同的标号表示两种变换器中相同的部件。然而，按照本专利技术的变换器与图7所示的公知变换器的区别在于按照图5的控制电路的实施例。如图1所示，按照本专利技术的控制电路5包括用于产生二进制参考信号的第一比较器电路32和第二比较器电路22，用第二比较器产生驱动切换元件S4的第四控制信号24，并产生驱动第三切换元件S3的第三控制信号25。所有切换元件最好都采用功率半导体器件。按照图1，控制电路5还包括一个逻辑电路34，用于产生延迟的第一控制信号35来驱动全桥电路7的第一切换元件S1，并产生延迟的第二控制信号36来驱动第二切换元件S2。按照对第三和第四控制信号的处理来产生第一和第二控制信号35，36，因为它们是响应二进制参考信号33从第二比较器电路22输出的。控制电路5还包括一个时间延迟电路26，用于将第三和第四控制信号至少延迟一段适当的时间，该时间对应着逻辑电路34处理信号所需的时间，从而使逻辑电路34和时间延迟电路26的输出端上产生的各个控制信号能彼此同步。最后，控制电路5还包括两个匹配电路29和37，用于执行时间延迟的第一，第二，第三和/或第四控制信号的电平与相应的切换元件S1…S4所需的规定电平的适配。在以下用图2具体描述上述控制电路5的内部电路22，26，32，34。在比较器电路32中，将变换器的DC电压送到第一运算放大器32-1的反向输入端和第二运算放大器32-2的非反向输入端。第一运算放大器32-1将DC电压与出现在其非反向输入端的第一规定参考电压Vref1相比较，而第二运算放大器32-2将DC电压与出现在其反向输入端的第二规定参考电压Vref2相比较。第二运算放大器32-2的输出被提供给一个NAND元件32-3的一个输入，将第一比较器32的输出反馈给NAND元件的第二输入。第一NAND元件32-3的输出和第一运算放大器32-1的输出共同构成第二NAND元件32-4的输入，其输出在同时构成第一比较器电路32的输出。为第一比较器电路32描述的电路结构通过限定了一个滞后环的两个内部参考电压Vref1和Vref2构成一个门限检测器。将DC输入电压UBat中的状态和变化与限定的滞后环相比较。这样就能根据全桥电路7在工作模式之间发生的切换在第一比较器电路32的输出端提供二进制参考信号33。按照图2一类的电路结构，如果参考信号33采取二进制值0，全桥电路7就切换到全桥模式；否则，如果参考信号采取二进制值1，全桥电路7就切换到半桥模式。按照图4a和4b，第二比较器电路22按照变换器的输出直流电压Uout和规定的第三参考电压Vref3的比较结果产生第三和第四控制信号。由二进制参考信号33及第三控制信号25和第四控制信号24构成图2中所示的逻辑电路34的输入信号。第三和第四控制信号被送到一个NOR元件34-1的输入端，其输出被连接到一个D-触发器34-2的时钟输入C。用二进制参考信号33操作这一触发器34-2的D-输入。该逻辑电路34还包括一个AND元件34-3，用触发本文档来自技高网...

【技术保护点】
在ＴＶ或计算机屏幕中用于将ＤＣ电压（Ｕ↓［Ｂａｔ］）变换成输出直流电压（Ｕ↓［ｏｕｔ］）的一种变换器包括：一个全桥电路（７），它具有可控切换元件（Ｓ１…Ｓ４），用于将ＤＣ电压（Ｕ↓［Ｂａｔ］）斩波成其输出端上的一个ＡＣ电压（Ｕ～）；一个切换电路（３），用于将ＡＣ电压（Ｕ～）变换成变换器的输出直流电压（Ｕ↓［ｏｕｔ］）；以及一个控制电路（５），它按照第一或第二变换器工作模式产生用于驱动可控切换元件（Ｓ１…Ｓ４）的控制信号，这其中在两种模式间的切换是按照反映ＤＣ电压（Ｕ↓［Ｂａｔ］）大小的一个参考信号来执行的，其特征在于控制电路（５）在产生控制信号时还要考虑到对变换器直流电压（Ｕ↓［ｏｕｔ］）的补偿；并且控制电路（５）仅仅在至少一个切换元件（Ｓ１…Ｓ４）被关断的一个空载时间间隔ｔ↓［ｔｏｔ］期间执行从第一到第二变换器工作模式的切换或者是相反的切换。

【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：U贝克，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]