交流电源装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种交流电源装置，其具有：第一交流电压产生电路，具有第一开关单元且通过第一开关单元的接通／关断来从第一直流电源的直流电压产生正负非对称波形的第一交流电压，并将第一交流电压输出到负载的一端；第二交流电压产生电路，具有第二开关单元且通过第二开关单元的接通／关断来从第一直流电源的直流电压或第二直流电源的直流电压产生相对于第一交流电压具有１８０度相位差的正负非对称波形的第二交流电压，并将第二交流电压输出到负载的另一端；使得第一开关单元接通／关断，并且以相对于第一开关单元的接通／关断具有１８０度相位差地接通／关断第二开关单元的控制电路；其中，负载的两端电压是正负对称波形的交流电压。

【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经由变压器将直流电压变换为交流电压、并将已变换的交流电压供给给负载的交流电源装置，尤其涉及将交流电源供给给作为负载的放电灯并点亮放电灯 的技术。
技术介绍
交流电源装置，因为可经由变压器将直流电压变换为交流电压，可通过交流电压 驱动负载。作为在该交流电源装置中连接负载的装置的一例，已知有通过交流电压将作为 负载的冷阴极放电灯点亮的放电灯点灯装置。 冷阴极放电灯(CCFL :Cold Cathode Fluorescent Lamp)， 一般来讲，通过交流电 源装置施加数十kHz的频率且数百V 千数百V的电压来点灯。并且，也有称为外部电极 荧光灯(EEFL :External Electrode Fluorescent Lamp)的荧光管。外部电极荧光灯与冷 阴极放电灯相比，除了电极的结构不同以外，其他结构基本相同，发光原理也与冷阴极放电 灯相同。因此，用于点亮外部电极荧光灯或冷阴极放电灯的装置，原理上是相同的。因此， 以下使用冷阴极放电灯(简称为放电灯)进行说明。 放电灯和交流电源装置用于液晶TV、液晶显示器、照明装置、液晶显示装置、看板 等。作为交流电源装置所要满足的特性为，(a)交流电压频率大致为50kHz、 (2)施加到放 电灯的电压是交流电压、并具有正负对称的波形。 在项目(a)中，施加到放电灯的电压频率为一般大致为10kHz 100kHz。这个值是使用者考虑放电灯的亮度特性或效率特性、将放电灯安装到成套设备时的亮度特性等各种特性后所决定的。交流电源装置是以已决定的频率、或以其附近的频率被驱动。因此，由于交流电源装置的原因而不能设定、变化频率的情况较多。在用于液晶TV、液晶显示器、照明装置等中是在大致50kHz附近使用，因此在以下使用50kHz的交流电源装置。 在项目(b)中，一般来讲，施加到放电灯的电压为交流电压，必须为正负对称的波形。放电灯呈玻璃管状，内部密封有水银、惰性气体等。在该放电灯施加直流电压时也能发光。但是，内部的水银移动到一方而放电灯两端存在亮度差，从而明显降低其寿命。因此，虽然对放电灯施加交流电压，但即使是交流电压，在电压波形的正负形状不同时，也有可能导致水银分布的偏差。因此，需要施加正负对称的波形。并且，理想的是正弦波或梯形波，在实际上也是多施加正弦波电压的系统较多。 并且，在液晶TV等具有视频处理信号或音频处理信号等的各种信号系统，这些频 率与交流电压的驱动频率干涉而给图像或声音带来不利影响。因此，多数情况下使交流电 压的驱动频率以不产生干涉的规定的频率来动作 图1是表示采用了相关非共振型半桥电路的放电灯点灯装置的电路结构图。在该 放电灯点灯装置中，以由MOSFET等构成的开关元件Q1、Q2基于图2所示的门信号Qlg、Q2g 进行切换，来从直流电源Vin的直流电压生成梯形波电压，通过电抗器L1和电容器C2的滤 波作用而变成正负对称的正弦波电压，通过变压器T1变换为所期望的电压值，从而从电容3器C2输出电压Vout。由此，可通过2个开关元件容易获得正负对称的正弦波电压Vout，有 利于降低成本。 其次，根据图2所示的时序图对放电灯点灯装置的动作进行说明。在时刻tll t12中，如将开关元件Q1接通，则电容器C1被充电的同时在变压器T1的一次线圈P1中流 过电流。在时刻t13 t14中，如将开关元件Q2接通，则电容器Cl放电而在变压器T1的 一次线圈Pl中流过逆向的电流。由此，在一次线圈Pl中流过交流电流。 在时刻t12 tl3、时刻t14 时刻t15期间，主要通过电容器Cl和电容器C2的 电容成分和一次线圈Pl的电感成分的串并联共振作用而使流过一次线圈Pl的电流振动， 产生使二极管D1、 D2导通的期间。以电流波形Qli、 Q2i，在负侧流过的电流分别是在二极 管D1、D2流过的电流。在此，如关注时刻tll，则在二极管D2导通的时候接通开关元件Ql。 因二极管具有储存效果，虽然时间极短，而二极管使得逆方向电流流过。即，从开关元件Ql 到开关元件Q2中流过的短路电流。短路电流的电流量、时间，主要以二极管D2的反向恢复 时间特性所决定。如果是该时间短的二极管，则可使短路电流变小，但是原理上不会成零。 即，在时刻tll里开关元件Ql接通的瞬间里产生开关损耗。 同样，即使在时刻t13，也通过二极管Dl的反向恢复时间特性在开关元件Q2接通 的瞬间产生开关损耗。并且，因流过短路电流而在噪音方面也不利。即，各开关元件Q1、Q2 进行硬切换动作。 图3是表示使用相关的共振型全桥电路的放电灯点灯装置的电路结构图。该放 电灯点灯装置，将直流电源Vin的直流电压通过开关元件Ql Q4基于图4所示的门信号 Qlg Q4g而进行切换，从而生成梯形波电压，并通过电抗器Ll和电容器C2的滤波作用 而形成正负对称的正弦波电压，通过变压器Tl变换为所需电压值并从电容器C2输出电压 Vout。 如图4的时序图所示，开关元件Q1和开关元件Q2，通过具有规定死区时间的门信 号Qlg、 Q2g而互补地进行接通/关断动作。开关元件Q3和开关元件Q4，通过具有规定死 区时间的门信号Q3g、 Q4g而互补地进行接通/关断动作。利用开关元件Ql、 Q2的第一臂 的门信号Qlg、Q2g和利用开关元件Q3、Q4的第二臂的门信号Q3g、Q4g具有180度相位差。 在图4中，Qlv Q4v是开关元件Ql Q4的漏源之间的电压，Qli Q4i是开关元件Ql Q4的漏极电流，VT是一次线圈Pl和电抗器Ll的串联电路的两端电压，Vsl是二次线圈Sl 的两端电压。 如图3所示的电路，以图4所示的时序图进行共振动作，在各开关元件接通时不产生开关损耗。并且，作为输出电压可获得正负对称的正弦波电压，用作重视效率特性或噪音特性的交流电压。但是，由于需要4个开关元件，因此在成本方面不利。 在图5中表示相关放电灯点灯装置的配置例1。图5是表示从后侧观察作为放电灯点灯装置的液晶TV的示意图。在面板13a的表侧并排设置有放电灯7-1 7-n，将高压板lla靠着面板13a的右侧配置，经由连接器15a、15b、电线9a、9b与放电灯7_1 7_n连接。在图6中表示了图5所示的放电灯点灯装置的配置例1的电路例1。 但是，在如图6所示的电路例1中，在面板的尺寸，即在放电灯的长度变长且为预定程度以上的情况下不能构成电路。这是由于随着放电灯越长，放电灯的阻抗也越高，使得变压器T1需要高的输出电压。随着输出电压越高，变压器的绝缘结构或安全对策变困难，这导致变压器的大型化、高成本化。 一般来讲，输出电压的限界大致为2000 2500Vrms。 在放电灯长的情形下，使用图7所示的放电灯点灯装置，通过使变压器T1、变压器 T2分别在逆相位动作，可将各变压器T1、T2的输出电压减半。图8是表示图7所示的放电 灯点灯装置的电路例2的配置例2的示意图。但是，在图8中，变压器T2的二次线圈S2的 输出配线变长。因输出配线是高压高频波，随着输出配线越长，漏电流增大而使得效率降 低。并且，也成为噪音产生源。 如图9所示的电路例3是解决了图8的配置例2所存在问题的结构。在图9所示 的放电灯点灯装置，在面板13a的两端配置高压板11d、lle，使安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流电源装置，其特征在于，具有：第一交流电压产生电路，其具有第一开关单元，而且通过所述第一开关单元的接通／关断来从第一直流电源的直流电压产生正负非对称波形的第一交流电压，并将所述第一交流电压输出到负载的一端；第二交流电压产生电路，其具有第二开关单元，而且通过所述第二开关单元的接通／关断来从所述第一直流电源的直流电压或第二直流电源的直流电压产生相对于所述第一交流电压具有１８０度相位差的正负非对称波形的第二交流电压，并将所述第二交流电压输出到所述负载的另一端；以及控制电路，其使得所述第一开关单元接通／关断，并且以相对于所述第一开关单元的接通／关断具有１８０度相位差地接通／关断所述第二开关单元，其中，所述负载的两端电压是正负对称波形的交流电压。

【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：足利亨，木村研吾，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]