[发明专利]预处理器辅助供电装置

说明书

本发明涉及电源变换器，更确切地说，涉及这种变换器的辅助供电装置。

在电源逆变器和可变速度电机驱动设计中，一个普通的设计课题是要提供一种简单而又便宜的低电压辅助供电装置。驱动电机的控制电路以及高压交流（AC）开关的控制装置都需要比较低的电压。这个课题的一种典型的解决办法就是使用小型线频变压器，有时这种小型变压器是带有多个次级绕组的。通常，这种解决办法是昂贵的，它把一个重量大、体积也大的部件加到了通常已经很拥挤的印刷电路板上。为了滤去线频的波纹，对于每个独立的绕组通常还需要笨重的电解电容。

另一种方法有时可用小的开关型电源电路来提供低电压的电源。这些开关型供电电路工作在高频状态，并且自身有高频变压器。可是，对于供给例如为消费品电器而设计的小型变换器使用来说，这可供选择的解决方法是复杂而一般又是过分昂贵的。

可以指出，本发明的目的和特点之一是提供一种用于基于前端的电源变换器的辅助供电装置，这种辅助供电装置特别适合消费品电器。

本发明另一个目的是提供一种占有最小空间的辅助供电装置。

本发明的第三个目的是提供一种使用最少量元件的辅助供电装置。

本发明和第四个目的是提供一种与原有的基于前端的电源变换器电路配合的辅助供电装置。本发明的第五个目的是提供一种成本低、有效可靠的辅助供电装置。

本发明的其它的目的和特点，部分将是显然的，部分将在下文指出。

简单说来，在本发明的第一方面中，电源变换器包括向负载提供电源的逆变器，该逆变器装有用于控制由逆变器向负载供电的电源特性的半导体控制器件。电源变换器有一个预处理器，后者可用于把来自电源的功率变换成具有某一所需电压的、大致上是直流的功率。该预处理器向逆变器提供直流电功率，它包括一个半导体开关器件和一个有扼流绕组的扼流圈。该开关器件被串接在预处理器的一根输入线中，以便可选择地切断供给扼流绕组的电源。一个辅助供电装置包括可向变换器的控制器件提供较低电压的功率。该辅助供电装置包括一个与扼流绕组磁耦合的次级绕组，扼流绕组的匝数与该次级绕组的匝数比是预先确定的。该辅助供电装置还包括跨接在次级绕组两端的两个相反的半波整流管和对整流后的电压进行求和的电路，以提供一个与预处理器中的开关器件的工作周期无关的供电输出。

在本发明的第二方面中，预处理器包括一个具有扼流绕组的扼流圈、一个将该绕组接到负载上去的续流二极管（free-wheelingdiode）以及一个串联在输入线中的半导体电源开关器件，通过此开关器件而向扼流绕组供电。辅助供电装置可为控制电路、高压半导体开并等等产生低电压电源。该辅助供电装置包括一个与扼流绕组耦合的次级绕组，该次级绕组对于扼流绕组的匝数比成某一预先确定的匝数比。整流电路对由于扼流绕组中的电流流动而在该次级绕组中感应出来的电压进行整流。该整流电路包括一对跨接在次级绕组两端的半波整流管，以便对该感应电压进行全波整流。求和电路可对来自整流电路的整流电压进行求和。

在本发明的第三方面中，预处理器有一个输入电压和一个输出电压，并包括一个具有某一预先确定匝数的初级绕组的扼流圈。在初级绕组和对应的输入之间连接有一个续流二极管，而半导体电源开关器件是与初级绕组串连连接的。供电装置为控制电路、高压半导体开关等等产生低电压电源。该供电装置包括一个与初级绕组磁耦合的次级绕组，该次级绕组对初级绕组的匝数比成某一预先确定的匝数比。把第一和第二个半波整流管跨在次级绕组两端，以便对次级绕组中的感应电压进行全波整流。求和电路包括一对电容，把其中的一个电容接入一个整流管电路，而把另一个电容妆入另一个整流管电路中。这两个电容之间有一个公共接点，后者，就构成一个求和点。在该求和点上可对两个半波整流电压求和，以便产生一个全波整流供电电压，该供电电压等于预处理器输入电压除以初级绕组与次级绕组的匝数比。

唯一的附图是带有本发明的辅助供电装置的变换器的电路原理图。

现参照附图，一个用于电源变换器的预处理器或前端电路1向电源逆变器（图中未画出）提供直流（DC）电源。预处理器和逆变器二者都是常用的结构。在两根线5A和5B上把来自某一整流器（图中未画出）的电源供到预处理器。

该预处理器电路包括一个具有工作在高频下的扼流绕组L1的扼圈。续流二极管D1被并接在该扼流绕组上。把半导体开关器件或电源开关3串接在线5A中，以便控制跨接在绕组L1上的电压。把滤波电容C1跨接在输入线5A和5B上。