[发明专利]变换器

说明书

技术领域

本发明涉及到将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。

背景技术

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U_m变换成DC电压U_Bat。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C_EL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U_Bat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U_out。

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C_s和两个线圈L_s，L_p构成的串-并联电路。变压器13与线圈L_p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C_p与其并联连接。电容C_p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U_out。

该输出直流电压U_out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U_out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U_Bat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U_Bat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U_Bat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。

发明内容

本发明的目的是进一步改进公知的变换器，使它产生的输出电压U_out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。

按照本发明的这一目的是由权利要求1的装置来实现的。具体地说，按照本发明，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：

图1是按照本发明的一种变换器；

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；