混合电源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种具有压电变压器及铁氧体变压器的混合电源系统，作为驱动放电灯用电源，由输入进外部交流电压将其变换为直流电压的整流器／过滤器、连接在上述整流器／过滤器上将上述直流电压升压变换为用于驱动上述放电灯的交流电压的压电逆变器、连接在上述整流器／过滤器上将上述直流电压降压为驱动除上述放电灯以外的其它系统的额定直流电压之铁氧体变换器所构成，尤其在上述压电逆变器及上述铁氧体变换器中，升压压电变压器与降压铁氧体变压器的各一次端串联或并联连接在开关电路的输出端上，形成一体。

【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电源系统，特别是涉及一种为减少体积、提高电力效率，具备对整流及过滤电路与具有逆变器的变换电路进行集成的适用于多种输入输出电压的压电变压器及铁氧体变压器的混合电源系统。
技术介绍
通常家庭用、业务用电源大约为85至264Vac。然而，用于普通LCD显示器的背灯用放电灯的冷阴极荧光灯(CCFLCold Cathode Fluorescent Lamp，以下简称“CCFL”)需要更高的电压。相反，除CCFL以外的其它像普通LCD显示器的视频控制电路一样的所有显示器电路则使用比上述电源低的DC电压。例如复数灯LCD显示器需要12至15Vdc的额定电压，而用于上述显示器的背灯用放电灯之CCFL点灯时则需要约1,000Vac以上的电压、进行放电操作时则需要约500至700Vac的电压。因此，为满足上述需求如图1所示，现有电源系统中来自插座的AC输入经过整流器/过滤器1与反激变换器2，DC-AC逆变器3及降压调节器4，向各CCFL提供AC电力并向上述显示器电路提供DC电力。现有这种电源系统由于需要在太多的端上进行AC与DC之间的变换，因此引发不便与低效率的问题。即整流器/过滤器1及反激变换器2作为附加的适配器进行结合，并通过附加的连接器(未图示)及电缆(未图示)与DC-AC逆变器3及降压调节器4进行连接。随之该系统减少电力效率为70％左右，并提高生产费用扩大体积。进而在DC-AC逆变器3中使用的现有铁氧体升压变压器(未图示)不仅是可燃性的而且还存在发生EMI(ElectromagneticInterference)噪音的问题。为解决此问题正在开发压电变压器(Piezoelectric Transformer)。压电变压器具有大约98％的高电力效率、体积小、EMI噪音少、非可燃性、驱动CCFL时进行单纯控制等诸多优点。压电变压器是在压电物质的表面分别形成两对输入及输出电极的振动子，将电输入信号转变为机械信号并据此将电能以机械形态进行传送。此时，上述输入及输出电极排列成可以提供阻抗的变化，从而产生一种电压变化。压电变压器中该输出电压取决于驱动频率与负荷阻抗值，若用最大负荷在共振频率附近改变开关频率，就可以简易控制包含点火(很高的阻抗负荷)及设定电流在内的全部CCFL的驱动。图2、3、4显示压电变压器的概略结构图。首先，图2是作为CCFL背灯用广泛使用的Rosen型压电变压器的概略结构图。该压电体为宽比厚度长，宽比长度还长的扁平陶瓷基板形状，此时沿厚度方向形成一对电极而朝厚度方向进行偏振(Polarization)，并且在其长方向的断面上形成电极而朝长度方向进行偏振。将具有取决于上述压电体长度的故有共振频率的输入电压Vin施加在输入部，根据电致伸缩(Electrostriction)向长度方向产生强力的机械性振动，据此在发电部(Vout)由于压电效果产生电荷从而形成升压的高电压。由于高输出阻抗上述Rosen型压电变压器适用于CCFL的点火及点灯。然而存在作为较低电力传送容量不适用的缺点，该最大电力也只不过10W。图3是厚度方向纵向振动模式的压电变压器之概略结构图。这种模式的压电变压器由包含复数压电体层的低阻抗振动部(输入)与包含压电体层的高阻抗振动部(输出)所构成，上述各层进行积层引发沿厚度方向的纵向振动。特别是若在积层上述压电体层时进行机械性事先加压(所谓“Transoner”)不便于电力传送容量，最大电力大约为80W。因此对升压及降压变压器比较有效，而要驱动CCFL则输出电压过低。进而，厚度纵向振动模式的压电变压器适用于降压AC-DC适配器(美国专利第5,969,954号)，但还存在整流和平滑AC输出电压的问题，因此不比铁氧体变换器方便。图4是圆点型压电变压器的概略结构图。其由输入部(环型电极)与输出部(圆点型电极)相同的偏振方向(所谓“unifold”型圆点压电变压器)所形成。此结构比上述图2的Rosen型制作简易，在电力密度上有优势，并且比上述图3的厚度方向纵向振动模式的压电变压器还具有CCFL与高阻抗的整合。上述圆点型压电变压器中将施加在具有低阻抗的振动部输入电极之间的电压(Vin)成为升压的电压(Vout)输出到具有高阻抗的发电部输出电极之间。如上所述现有电源系统具有电力效率低、生产费用高、体积大等问题。因此急需对引发上述问题的附加适配器进行删除从而减少体积提高电力效率的研究，并且也正在进行该研究。作为该研究的一个例子最近开发出了，CCFL电源系统中在不使用另外的AC-DC适配器的情况下，将用于对电路驱动电压进行降压的DC-DC变换器、对灯驱动电压进行升压的DC-AC逆变器与整流器/过滤器电路进行一体化，从而提高LCD显示器用电源的效率的技术(美国专利第6,703,796号)。尤其，在电源系统中一体化压电DC-AC逆变器与铁氧体DC-DC变换器，就可以在效率、EMI噪音、尺寸方面占据优势。
技术实现思路
本专利技术是为解决上述问题而开发出的，本专利技术的目的在于一体化DC-AC压电逆变器电路与DC-DC铁氧体变换器电路及输入AC-DC变换器电路，从而提供一种减少EMI噪音并提高电力效率的电源。本专利技术的另一个目的在于一体化压电变压器的输入部与铁氧体变压器的输入部及DC-AC变换器电路的输入部从而提高电源效率。为实现上述目的本专利技术具有如下特征，根据本专利技术的混合电源系统，由具有连接外部交流电压的输入端，并将上述外部交流电压变换为直流电压的整流器/过滤器、连接在上述整流器/过滤器上，将上述直流电压升压变换为用于驱动上述放电灯的交流电压的压电逆变器、连接在上述整流器/过滤器上，将上述直流电压降压为驱动除上述放电灯以外的诸多放电灯相关电路的额定直流电流的铁氧体变换器所构成之放电灯驱动用电源，其特征在于上述压电逆变器由具有共同输出端与各个输入端的两个第一开关电路；电连接在上述第一开关电路的各控制输入端上并驱动它的驱动电路；具有分别电连接在上述第一开关电路的上述共同输出端上的一次侧与电连接在上述放电灯上的二次侧之至少一个以上的压电变压器；电连接在上述放电灯上，检测上述放电灯的电流值而输出反馈信号的采样电路；电连接在上述采样电路及频率控制电路上，相互比较上述反馈信号及事先规定的所定基准信号的比较电路；电连接在上述比较电路及上述驱动电路上，并根据上述比较电路的输出信号控制上述开关频率的频率控制电路所构成，上述铁氧体变换器由具有分别电连接在上述开关电路的输出端上的一次侧与电连接在整流电路上的二次侧之降压铁氧体变压器；电连接在上述降压铁氧体变压器的二次侧上的上述整流电路所构成。进而，根据本专利技术的其他特征在于，上述降压铁氧体变压器的一次侧分别电连接在上述第一开关电路的上述共同输出端及上述各输入端上。进而，根据本专利技术的其他特征在于，上述降压铁氧体变压器的一次侧分别电连接在上述第一开关电路的共同输出端及上述压电变压器的一次侧上。进而，根据本专利技术的其他特征在于，上述混合电源系统还包含附加的AC-DC电路，并且上述AC-DC电路电连接在输入侧AC电路与上述比较电路与上述频率控制电路上。进而，根据本专利技术的其他特征在于，上述混合电源系统还包含附加的DC-DC电路，并且上述DC-DC电路电连接在输入侧AC电路与上述比较电路与上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合电源系统，由具有连接外部交流电压的输入端，并将上述外部交流电压变换为直流电压的整流器／过滤器、连接在上述整流器／过滤器上，将上述直流电压升压变换为用于驱动上述放电灯的交流电压的压电逆变器、连接在上述整流器／过滤器上，将上述直流电压降压为驱动除上述放电灯以外的诸多放电灯相关电路的额定直流电流的铁氧体变换器所构成之放电灯驱动用电源，其特征在于：上述压电逆变器由具有共同输出端与各个输入端的两个第一开关电路；电连接在上述第一开关电路的各控制输入端上并驱动它的驱动电路；具有分别电连接在上述第一开关电路的上述共同输出端上的一次侧与电连接在上述放电灯上的二次侧之至少一个以上的压电变压器；电连接在上述放电灯上，检测上述放电灯的电流值而输出反馈信号的采样电路；电连接在上述采样电路及频率控制电路上，相互比较上述反馈信号及事先规定的所定基准信号的比较电路；电连接在上述比较电路及上述驱动电路上，并根据上述比较电路的输出信号控制上述开关频率的频率控制电路所构成，上述铁氧体变换器由具有分别电连接在上述开关电路的输出端上的一次侧与电连接在整流电路上的二次侧之降压铁氧体变压器；电连接在上述降压铁氧体变压器的二次侧上的上述整流电路所构成。...

【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：权五英，
申请(专利权)人：权五英，荣光技电株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]