專利名稱：綜合諧振dc－dc變頻器和在多個頻率區(qū)域激勵的高電壓生成電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及綜合陰極射線管(CRT)高電壓生成電路的橋式DC-DC變頻器。本發(fā)明尤其涉及橋式DC-DC變頻器，其中在輕載期間用于穩(wěn)定輸出電壓的轉(zhuǎn)換頻率設(shè)置為一個大于諧振頻率的頻率，諧振頻率是由初級線圈的電感和變頻器變壓器次級線圈的繞組間電容決定的，這樣輕載期間的轉(zhuǎn)換頻率可遠(yuǎn)高于重載期間的轉(zhuǎn)換頻率，從而流向初級線圈的激勵電流分量減小，以大大增強輕載期間的能量轉(zhuǎn)換效率。
近些年來，隨著產(chǎn)生高電壓的高電壓生成電路應(yīng)用于陰極射線管(CRT)的陽極，已嘗試使用異步高電壓生成電路，這種電路采用與水平掃描頻率異步的頻率作為轉(zhuǎn)換頻率。
這是因為采用轉(zhuǎn)換頻率遠(yuǎn)高于水平掃描頻率的異步高電壓生成電路，相比采用轉(zhuǎn)換頻率與水平掃描頻率同步的高電壓生成電路有幾個優(yōu)點。即，構(gòu)成異步高電壓生成電路的電路元件可能更緊湊，而且可減小整個電路的成本。此外，轉(zhuǎn)換頻率越高，所要求的激勵電流越低。因此可增強能量轉(zhuǎn)換效率。
這種異步高電壓生成電路通常例如通過半橋DC-DC變頻器實現(xiàn)。圖6示意了半橋DC-DC變頻器10的原理結(jié)構(gòu)。直流電源12連接有一對轉(zhuǎn)換設(shè)備的轉(zhuǎn)換單元14，而且轉(zhuǎn)換單元14連接一個包括電容Cr、電感Lr以及變壓器22的初級線圈22a的串聯(lián)電路，這個串聯(lián)電路形成諧振電路20。
變壓器22的次級線圈22b通過一個濾波和整流電路24連接一個負(fù)載26。負(fù)載26可為一個CRT。當(dāng)負(fù)載26為CRT時，濾波和整流電路24可通過一個電壓放大器整流電路實現(xiàn)，在此一個數(shù)量級為20～30kV的高電壓施加到CRT的陽極終端。
該高輸出電壓提供給一個誤差檢測器28，在此它與一個基準(zhǔn)電壓相比較，而且誤差電壓作為開關(guān)信號提供給可變振蕩器30，以輸出一個對應(yīng)該誤差電壓的振蕩頻率。該振蕩頻率通過驅(qū)動器32提供給轉(zhuǎn)換單元14。因此，根據(jù)負(fù)載而改變的轉(zhuǎn)換頻率將實現(xiàn)一個穩(wěn)定的輸出電壓。
在這種結(jié)構(gòu)中，諧振電路20的諧振用于傳送電磁能量到變壓器22的次級，以提供一個預(yù)定的高輸出電壓HV。在此，存在于初級線圈22a的次級線圈22b的繞組間電容Cs將與初級線圈22a并聯(lián)。存在于初級的繞組間電容由圖6的Cp指示。
當(dāng)繞組間電容Cs存在于初級時的諧振特性與轉(zhuǎn)換頻率之間的關(guān)系如圖7所示。在圖6中，由于有繞組間電容Cs，諧振電路20將為一個復(fù)合諧振電路，其中包括電容Cr、電感Lr以及初級線圈22a的電感Lp的串聯(lián)諧振部分與包括電感Lr、電感Lp以及電容Cp的并聯(lián)諧振部分組合。
這種諧振特性為串聯(lián)諧振部分提供的第一峰值(即，有一個串聯(lián)諧振點Ps的諧振曲線)與并聯(lián)諧振部分提供的第二峰值(即，有一個并聯(lián)諧振點Pp的諧振曲線)組合。當(dāng)負(fù)載26為輕載時高輸出電壓分布曲線較高，而當(dāng)它為重載時高輸出電壓分布曲線較低，因此根據(jù)負(fù)載情況(即重載還是輕載)可提供不同的諧振特性。即，諧振特性在輕載期間是由曲線La表示的，而諧振曲線在重載期間是由曲線Lb表示的。諧振曲線根據(jù)負(fù)載值在La和Lb之間變化，從而提供一個穩(wěn)定的輸出電壓。
如果用于穩(wěn)定的電壓已如圖7所示確定，那么對應(yīng)該預(yù)定電壓的轉(zhuǎn)換頻率f2和f4輕載期間是在高于串聯(lián)諧振頻率fS且低于并聯(lián)諧振頻率fp的頻率區(qū)域，以及一個高于并聯(lián)諧振頻率的頻率區(qū)域分別獲得的。轉(zhuǎn)換頻率f1和f3重載期間也是分別在前一和后一頻率區(qū)域獲得的。
半橋DC-DC變頻器10的轉(zhuǎn)換頻率通常設(shè)置為高于對應(yīng)串聯(lián)諧振點Ps的諧振頻率fS。在這種情況下，因此，應(yīng)在從f1到f2的頻率區(qū)域Wa或從f3到f4的頻率區(qū)域Wb內(nèi)選擇轉(zhuǎn)換頻率。例如，在頻率區(qū)域Wa內(nèi)選擇轉(zhuǎn)換頻率。
流向諧振電路20的諧振電容Cr和諧振電感Lr的電流如圖6所示為，傳輸?shù)酱渭壍碾娏鞣至亢蛢H流向初級的電流分量(即激勵的電流分量)的組合。激勵的電流分量是不影響電磁能量轉(zhuǎn)換的電流分量。從技術(shù)上可了解到，轉(zhuǎn)換頻率越低，激勵電流分量的幅度越大，由此能量耗散增加。
在如圖7所示的常規(guī)DC-DC變頻器10中，轉(zhuǎn)換頻率工作于高于串聯(lián)諧振頻率fS的頻率區(qū)域Wa。在此，輕載期間的轉(zhuǎn)換頻率f2和重載期間的轉(zhuǎn)換頻率f1之間僅有一些差異。
準(zhǔn)確地說，例如，如果要求的高輸出電壓為32kV，這個電壓對應(yīng)一個用于穩(wěn)定的預(yù)定電壓，此時變頻器變壓器22的次級線圈22b的匝數(shù)設(shè)為500，初級線圈22a的匝數(shù)設(shè)為30。在這個例子中，fS，f1，fp和f2分別為50kHZ，60kHZ，65kHZ和260kHZ。因此輕載期間用于在預(yù)定電壓提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換頻率為65kHZ，這與重載期間60kHZ的轉(zhuǎn)換頻率沒有太大差異。
當(dāng)然，如果預(yù)期的轉(zhuǎn)換頻率設(shè)置在高于并聯(lián)諧振頻率fp的頻率區(qū)域Wb，那么輕載和重載期間的轉(zhuǎn)換頻率不會相差太大。
由于輕載期間的轉(zhuǎn)換頻率相對于重載期間不算太高，因此利用大的激勵電流分量來激勵DC-DC變頻器10，但出現(xiàn)一個問題，即DC-DC變頻器10的能量轉(zhuǎn)換效率沒有得到提高。這種問題發(fā)生在半橋DC-DC變頻器以及全橋DC-DC變頻器。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種能大為提高能量轉(zhuǎn)換效率的橋式DC-DC變頻器，其中尤其在輕載期間用于提供穩(wěn)定電壓的轉(zhuǎn)換頻率遠(yuǎn)高于常規(guī)情況下的轉(zhuǎn)換頻率。
為此，根據(jù)本發(fā)明一方面，橋式DC-DC變頻器包括一個轉(zhuǎn)換單元，其具有一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以形成一個橋；一個變頻器變壓器，其初級線圈和次級線圈以預(yù)定匝數(shù)比纏繞，用于通過轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換操作向次級線圈傳送為初級線圈提供的轉(zhuǎn)換輸出；一個串聯(lián)諧振電路，其一個電容、一個電感以及用作電感的初級線圈串聯(lián)連接這對轉(zhuǎn)換設(shè)備之間的節(jié)點，該串聯(lián)諧振電路在第一諧振頻率諧振；一個并聯(lián)諧振電路，其在初級至少有一個等效于次級線圈繞組間電容的等效電容，以及初級線圈的電感，該并聯(lián)諧振電路在高于第一諧振頻率的第二諧振頻率諧振；一個連接次級線圈的電壓源，用于為負(fù)載提供一個輸出電壓；以及一個轉(zhuǎn)換控制單元，用于根據(jù)從電壓源輸出的電壓變化改變轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換頻率，由此從高電壓源可獲得一個穩(wěn)定的輸出電壓。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，一個高電壓生成電路包括一個轉(zhuǎn)換單元，其具有一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以形成一個橋；一個變頻器變壓器，其一個初級線圈和多個次級線圈以預(yù)定匝數(shù)比纏繞，用于通過轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換操作向多個次級線圈傳送為初級線圈提供的轉(zhuǎn)換輸出；一個串聯(lián)諧振電路，其電容、電感以及用作電感的初級線圈串聯(lián)連接這對轉(zhuǎn)換設(shè)備之間的節(jié)點，該串聯(lián)諧振電路在第一諧振頻率諧振以為轉(zhuǎn)換操作提供電流諧振；一個并聯(lián)諧振電路，其在初級有至少一個等效于多個次級線圈的繞組間電容之和的等效電容，以及初級線圈的電感，該并聯(lián)諧振電路在高于第一諧振頻率的第二諧振頻率諧振；一個高電壓源，用于使電壓放大器整流電路與每個次級線圈耦合，以便使它們串聯(lián)，這樣就能為負(fù)載提供一個高電壓；以及一個轉(zhuǎn)換控制單元，用于根據(jù)從高壓源輸出的高電壓變化改變轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換頻率，從而穩(wěn)定高電壓輸出。
最好選擇初級線圈對次級線圈的匝數(shù)比，以便重載期間轉(zhuǎn)換頻率在從串聯(lián)諧振頻率到并聯(lián)諧振頻率的范圍內(nèi)變化，并在輕載期間超過并聯(lián)諧振頻率。
另外，可對次級線圈并聯(lián)一個附加電容器，選擇該附加電容器的電容來設(shè)置轉(zhuǎn)換頻率。
通過在輕載期間以這種方式確定諧振特性，輕載期間的轉(zhuǎn)換頻率可在高于并聯(lián)諧振頻率的頻率區(qū)域設(shè)置。
因此，輕載期間轉(zhuǎn)換頻率可足夠高以減小輕載期間激勵電流的幅度，由此能量轉(zhuǎn)換效率得以提高。
根據(jù)本發(fā)明的橋式DC-DC變頻器，非常適合應(yīng)用在用于CRT的高電壓生成電路，其中根據(jù)附圖內(nèi)容，負(fù)載可在從重載到輕載的范圍內(nèi)均勻變化。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的橋式DC-DC變頻器的電路圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明這個實施例的橋式DC-DC變頻器的電路圖，其中在變頻器變壓器的次級提供一個連接CRT的電壓放大整流器電路；圖3為根據(jù)本發(fā)明這個實施例的波形圖；圖4A和4B示出了根據(jù)本發(fā)明這個實施例的諧振頻率和輸出電壓之間的關(guān)系；圖5為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的橋式DC-DC變頻器的原理圖；圖6為常規(guī)橋式DC-DC變頻器的電路圖；以及圖7示出了常規(guī)橋式DC-DC變頻器的諧振特性。
下面結(jié)合示意的實施例描述根據(jù)本發(fā)明的橋式DC-DC變頻器。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明、類似于圖6所示常規(guī)變頻器例子的半橋DC-DC變頻器10。
在半橋DC-DC變頻器10的變頻器變壓器22的初級配置一個轉(zhuǎn)換單元14。
轉(zhuǎn)換單元14包括一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，或在本例中它們?yōu)镸OS晶體管Q1和Q2，而且下面將描述，交替反相(inverted)的轉(zhuǎn)換信號Sa和Sb從驅(qū)動器32提供給相應(yīng)晶體管的柵極。柵-源電壓分別在圖3的(A)和(B)示意。
來自直流電壓12的激勵電壓施加到這對晶體管Q1和Q2。用于傳輸諧振電流的二極管D1和D2分別在這對晶體管Q1和Q2的漏極和源極之間連接。變頻器變壓器22的初級線圈22a通過諧振電路元件連接這對晶體管Q1和Q2之間的節(jié)點q。
準(zhǔn)確地說，包括形成諧振電路20的諧振電容Cr、諧振電感Lr以及初級線圈22a的電感Lp在內(nèi)的串聯(lián)諧振電路，在節(jié)點q和初級線圈22a之間形成。通過轉(zhuǎn)換晶體管Q2連接的電容Cx為充/放電電容器，并在轉(zhuǎn)換晶體管Q1和Q2被導(dǎo)通或截止時用作部分諧振。
彼此串聯(lián)的一對次級線圈22b和22c纏繞在變頻器變壓器22的次級，并分別連接一對全波整流二極管D3和D4，接著連接一個濾波電容器Co，以形成一個濾波和整流電路24。該濾波和整流電路24的輸出電壓在本例中施加到負(fù)載26。
如果負(fù)載26為CRT的陽極，如圖2所示提供多組次級線圈22b到22e和電壓放大整流器電路彼此串聯(lián)，這樣在技術(shù)上就可保持陽極為20kV到32kV的高電壓。提供給次級線圈22b到22e的電壓被電壓放大整流器整流電路整流，由此產(chǎn)生的電壓累積起來提升電壓，以便輸出一個高輸出電壓HV。在這種情況下，次級線圈22b到22e寄生性地分別包含繞組間電容Cs1到Cs4。
如圖1所示，一個低輸出電壓將直接提供給由運算放大器形成的誤差放大器28，用于與基準(zhǔn)電壓29相比較。如圖2所示，一個高輸出電壓將通過一對分壓電阻R1和R2提供給誤差放大器28，它在此接著與基準(zhǔn)電壓29相比較。作為比較電壓的誤差電壓，提供作為可變振蕩器30的頻率控制電壓，用于根據(jù)輸入的誤差電壓控制振蕩信號的頻率。在這個實施例中，振蕩頻率可在100kHz到260kHz范圍內(nèi)變化。該振蕩信號提供給驅(qū)動器32，并分配作為一對交替反相的轉(zhuǎn)換信號Sa和Sb，用于適當(dāng)?shù)厍袚Q一對轉(zhuǎn)換晶體管Q1和Q2。這對轉(zhuǎn)換信號Sa和Sb分別施加給轉(zhuǎn)換晶體管Q1和Q2的柵極。
圖3為示意圖1所示元件的操作的波形圖，其中分別工作約50％的這對轉(zhuǎn)換信號Sa和Sb使這對晶體管Q1和Q2重復(fù)導(dǎo)通/截止。第一轉(zhuǎn)換晶體管Q1的漏-源電壓響應(yīng)轉(zhuǎn)換信號Sa和Sb的波形如(C)所示，因此，如(D)和(E)所示的電流Id分別交替提供給轉(zhuǎn)換晶體管Q1和Q2。由實線(F)指示的諧振電流Ii最終流向諧振電感Lr。
利用諧振電路Ii，電磁能量傳送到變頻器變壓器22的次級，這樣如(G)所示的電流Ia在轉(zhuǎn)換晶體管Q1導(dǎo)通時流向二極管D3，而且如(H)所示的電流Ib(＝Ia)在轉(zhuǎn)換晶體管Q2導(dǎo)通時流向二極管D4。電流Ia和Ib被濾波和整流，以從濾波和整流電路24輸出一個預(yù)定的整流電壓HV。
如(F)所示的諧振電路Ii為由虛線所示的激勵電流分量和由實線所示的諧振電路分量的組合，它們之間所確定的陰影部分表示傳送到次級的分量。之后將要描述，激勵電流分量越少，傳送到次級的效率越高，而且由此能提高能量轉(zhuǎn)換效率。
在重載期間，隨著陽極電流的增加，高輸出電壓HV減小，而且在此進(jìn)行反饋控制以降低振蕩頻率。這使得一個較低的轉(zhuǎn)換頻率施加到這對轉(zhuǎn)換晶體管Q1和Q2，而且由此有更多的電磁能量傳送到變頻器變壓器22的次級。高能量轉(zhuǎn)換提高了高輸出電壓HV，這樣在重載期間就能穩(wěn)定該高輸出電壓HV。
相反，在所加負(fù)載較低的輕載模式下，陽極電流減小而高輸出電壓HV增大。高輸出電壓HV的增大使得誤差電壓變大，由此提供一個控制以便振蕩頻率可以增大。因此，轉(zhuǎn)換頻率也增大。轉(zhuǎn)換頻率的增大導(dǎo)致傳送到變頻器變壓器22次級的電磁能量減小，以及高輸出電壓HV降低。因此能實現(xiàn)穩(wěn)定的高輸出電壓HV。
在執(zhí)行穩(wěn)壓基本操作的半橋DC-DC變壓器10中，當(dāng)變頻器變壓器22用作高電壓轉(zhuǎn)換變壓器時，每個次級線圈22b和22c的匝數(shù)需大于初級線圈22a的匝數(shù)。因此，次級線圈22b和22c分別寄生性地包含繞組間電容Cs1和Cs2。
在技術(shù)上了解到，在初級，繞組間電容或寄生電容Cs1和Cs2將等效于并聯(lián)初級線圈22a的繞組間電容。由圖1中虛線所示的等效電容Cp表示的等效電容將并聯(lián)電感Lp。因此，諧振電路20的諧振特性為包括電容Cr、電感Lr和Lp的串聯(lián)諧振部分的串聯(lián)諧振特性與包括電感Lr和Lp以及等效電容Cp的并聯(lián)諧振部分的并聯(lián)諧振特性的組合。
如圖4A所示，濾波和整流電路24的轉(zhuǎn)換頻率與輸出電壓之間的諧振特性提供了一種雙峰關(guān)系，其中具有第一諧振點Ps的串聯(lián)諧振曲線與具有第二諧振點Pp的并聯(lián)諧振曲線組合。在圖4A中，曲線Lc表示輕載期間的諧振特性，而曲線Ld表示重載期間的諧振特性。
如果用于穩(wěn)定的輸出電壓HV設(shè)置為圖4A所示的預(yù)定電壓，那么，對應(yīng)預(yù)定電壓與諧振曲線Lc和Ld之交點的轉(zhuǎn)換頻率f1和f2，在輸出電壓HV穩(wěn)定時成為工作頻率。當(dāng)負(fù)載改變時，諧振曲線根據(jù)負(fù)載變化在Lc到Ld的范圍內(nèi)變化。因此，穩(wěn)定輸出電壓的理想轉(zhuǎn)換頻率在f1到f2的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明中，用于在輕載期間提供穩(wěn)定輸出電壓的轉(zhuǎn)換頻率設(shè)置為大于并聯(lián)諧振頻率fp的頻率f2。準(zhǔn)確地說，應(yīng)選擇次級線圈22b和22c的繞組間電容Cs1和Cs2，即等效電容Cp，以便輸出電壓穩(wěn)定時，轉(zhuǎn)換頻率設(shè)置為大于并聯(lián)諧振頻率fp的頻率f2，fp是由繞組間電容Cs1和Cs2等確定的。并聯(lián)諧振點Pp或并聯(lián)諧振頻率根據(jù)等效電容Cp改變，而且隨著其值的增大，并聯(lián)諧振曲線發(fā)生變化。因此，串聯(lián)諧振曲線以及并聯(lián)諧振曲線的變化也影響底部附近的曲線。
隨著等效電容Cp從圖4A所示的狀態(tài)逐漸增加，如圖4B所示，諧振特性曲線顯示，諧振特性的底部或頻率fa上移并超出預(yù)定電壓HV。由于頻率上移，因此只有一個頻率對應(yīng)諧振特性曲線Lc和預(yù)定電壓HV之交點，這樣如前所述，大于并聯(lián)諧振頻率fp的頻率f2由此可設(shè)置為穩(wěn)定輸出電壓的轉(zhuǎn)換頻率。
根據(jù)等效電容Cp的變化，重載期間的諧振特性也從圖4A所示的曲線Ld變?yōu)閳D4B所示的曲線Ld。因此，重載期間用于穩(wěn)定輸出電壓的轉(zhuǎn)換頻率f1也移動到一個較高的頻率區(qū)域。
假定次級線圈22b和22c的繞組間電容Cs1和Cs2存在于初級，等效電容Cp取決于初級線圈22a與次級線圈22b和22c的匝數(shù)比。
例如，假定高輸出電壓設(shè)置為預(yù)定電壓HV，即32kV，而且轉(zhuǎn)換頻率在100kHz到260kHz的范圍內(nèi)變化。如果次級線圈22b和22c的總匝數(shù)為500匝，以及初級線圈22a的匝數(shù)為30匝，那么可獲得如圖4A所示具有曲線Lc和Ld諧振特性。
如果初級線圈22a的匝數(shù)為原來的一半，即15匝，其諧振特性如圖4B所示。將初級線圈22a的匝數(shù)減為原來一半，意味著等效電容Cp基本上增加一倍。在這種情況下，諧振特性在輕載期間具有如曲線Lc所示的分布，而且諧振特性在重載期間具有如曲線Ld所示的分布。因此，串聯(lián)諧振點Ps和并聯(lián)諧振點Pp也移動到較高的頻率區(qū)域。據(jù)實驗報道，如圖4B所示，諧振頻率fs、f1、fa、fp和f2分別為65kHz、110kHz、155kHz、190kHz和260kHz。
此外，從圖4B可看出，當(dāng)諧振曲線Ld與預(yù)定電壓HV相交時，重載期間的轉(zhuǎn)換頻率f1為110kHz，而當(dāng)諧振曲線Lc與預(yù)定電壓HV相交時，輕載期間的轉(zhuǎn)換頻率f2為260kHz。應(yīng)注意，轉(zhuǎn)換頻率f1和f2在圖4A中分別為60kHz和65kHz。
因此根據(jù)本發(fā)明，用于在輕載期間穩(wěn)定輸出電壓的轉(zhuǎn)換頻率f2比常規(guī)情況大為提高。
其中，流向初級線圈22a的激勵電流分量幅度Irpp表示如下Irpp=HV/{2·f2·LP·Ls1}]]>其中Ls1表示次級線圈22b的電感。從上述公式可看出，激勵電流的幅度與轉(zhuǎn)換頻率f2成反比。
因此，如果轉(zhuǎn)換頻率f2移動到一個更高的頻率區(qū)域，如260kHz，那么激勵電流分量可減小到轉(zhuǎn)換頻率f2為65kHz情況下的大約1/4。
因此，在實驗中可觀察到，變頻器變壓器22的能量轉(zhuǎn)換效率大為提高，超出通常的6～7W。
確定諧振曲線Lc和Ld的元件包括圖1所示的串聯(lián)諧振電容Cr、諧振電感Lr和Lp、以及等效電容Cp，而且只有等效電容Cp可以改變，或者可改變其它任何元件的值以得到圖4B所示的諧振特性。
變頻器變壓器22的初級線圈22a以及次級線圈22b和22c可疏耦合，使用的漏感作為諧振電感Lr。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一橋式DC-DC變頻器10的實施例。
通過這種方式，輕載期間的工作頻率可設(shè)置為大于諧振頻率fp的頻率f2，諧振頻率fp主要由初級線圈22a的電感Lp、以及變頻器變壓器22的次級線圈22b和22c的繞組間電容Cs1和Cs2確定。然而，繞組間電容Cs1和Cs2可能無法提供足夠的電容，而且可能得不到頻率fa時的輸出電壓在底部附近超過預(yù)定電壓HV的諧振特性。通過參考圖5所示的實施例可克服這一不利情況。
參考圖5，在變壓器22的次級線圈22b和22c分別添加輔助電容Cs3和Cs4。存在于初級的等效電容Cp將由此增加，提供圖4B的曲線Lc描繪的諧振特性，即底部頻率fa附近的輸出電平超出預(yù)定電壓HV。圖5中的其它結(jié)構(gòu)類似于圖1所示結(jié)構(gòu)，因此不在此描述。
濾波和整流電路24可根據(jù)輸出電壓配置。因此，半波整流電路或電壓放大器整流電路可用作替代電路。
盡管本發(fā)明在示意的實施例中表現(xiàn)為半橋DC-DC變頻器，但它也可為全橋DC-DC變頻器。此外，盡管在本發(fā)明中使用的是一種典型的DC-DC變頻器，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，本發(fā)明也可應(yīng)用在用于CRT的高電壓生成電路。
如果采用的是用于CRT的高電壓生成電路，而不是諸如半橋DC-DC變頻器的DC-DC變頻器，那么它可采用與水平掃描頻率異步的轉(zhuǎn)換頻率來穩(wěn)定高輸出電壓，這樣，輸出電壓的波紋(轉(zhuǎn)換頻率分量)能以不想要的水平邊紋形式出現(xiàn)在屏幕上。在輸出電壓的傳送路徑上串聯(lián)插入一個用于抑制波紋的電阻是一種可能的技術(shù)解決方案。
權(quán)利要求
1.一種DC-DC變頻器，包括轉(zhuǎn)換裝置，其具有一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以形成一個橋；一個變頻器變壓器，其一個初級線圈和一個次級線圈纏繞成預(yù)定匝數(shù)比，用于通過所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換操作，向次級線圈傳送為初級線圈提供的轉(zhuǎn)換輸出；串聯(lián)諧振裝置，其一個電容器、一個電感，以及用作電感的初級線圈串聯(lián)連接到這對轉(zhuǎn)換裝置之間的節(jié)點，所述串聯(lián)諧振裝置在第一諧振頻率諧振；并聯(lián)諧振裝置，其在初級至少有一個等效于次級線圈繞組間電容的等效電容，以及初級線圈的電感，所述并聯(lián)諧振裝置在高于第一諧振頻率的第二諧振頻率諧振；連接次級線圈的電壓源裝置，用作電壓源向負(fù)載提供輸出電壓；以及轉(zhuǎn)換控制裝置，用于根據(jù)從所述電壓源輸出的電壓變化來改變所述轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換頻率。
2.一種DC-DC變頻器，包括轉(zhuǎn)換裝置，其具有一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以形成一個橋；一個變頻器變壓器，其一個初級線圈和一個次級線圈纏繞成預(yù)定匝數(shù)比，用于通過所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換操作，向次級線圈傳送為初級線圈提供的轉(zhuǎn)換輸出；串聯(lián)諧振裝置，其一個電容器、一個電感，以及用作電感的初級線圈串聯(lián)連接到這對轉(zhuǎn)換裝置之間的節(jié)點，所述串聯(lián)諧振裝置在第一諧振頻率諧振；并聯(lián)諧振裝置，其在初級至少有一個等效于次級線圈繞組間電容的等效電容，以及初級線圈的電感，所述并聯(lián)諧振裝置在高于第一諧振頻率的第二諧振頻率諧振；連接次級線圈的電壓源裝置，用作電壓源向負(fù)載提供輸出電壓；誤差檢測裝置，用于檢測來自所述電壓源裝置的輸出電壓的變化；可變振蕩裝置，用于根據(jù)所檢測的變化來改變所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換頻率；以及轉(zhuǎn)換激勵裝置，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換頻率交替導(dǎo)通和截止這對轉(zhuǎn)換裝置，從而穩(wěn)定該輸出電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的DC-DC變頻器，其中初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比的選擇，使得轉(zhuǎn)換頻率重載期間在第一諧振頻率到第二諧振頻率的范圍內(nèi)，而且在輕載期間超過第二諧振頻率，以便穩(wěn)定輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的DC-DC變頻器，還包括一個與次級線圈并聯(lián)的電容器，其中通過改變所述電容器的電容以及初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比來定義轉(zhuǎn)換頻率。
5.一種高電壓生成電路，包括轉(zhuǎn)換裝置，其具有一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以形成一個橋；一個變頻器變壓器，其一個初級線圈和多個次級線圈纏繞成預(yù)定的匝數(shù)比，用于通過所述轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換操作，向多個次級線圈傳送為初級線圈提供的轉(zhuǎn)換輸出；串聯(lián)諧振裝置，其一個電容、一個電感以及用作電感的初級線圈串聯(lián)連接到這對轉(zhuǎn)換設(shè)備之間的節(jié)點，所述串聯(lián)諧振裝置在第一諧振頻率諧振，以向轉(zhuǎn)換操作提供電流諧振；并聯(lián)諧振裝置，其在初級至少有一個等效于多個次級線圈的繞組間電容之和的等效電容，以及初級線圈的電感，所述并聯(lián)諧振裝置在高于第一諧振頻率的第二諧振頻率諧振；高電壓源裝置，用于使電壓放大器整流電路與每個次級線圈耦合，以便它們彼此串聯(lián)，從而向負(fù)載提供一個高電壓；以及轉(zhuǎn)換控制裝置，用于根據(jù)從所述高電壓源裝置輸出的高電壓的變化來改變所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換頻率，從而穩(wěn)定該高電壓輸出。
6.一種高電壓生成電路，包括轉(zhuǎn)換裝置，其具有一對串聯(lián)的轉(zhuǎn)換設(shè)備，以形成一個橋；一個變頻器變壓器，其一個初級線圈和多個次級線圈纏繞成預(yù)定的匝數(shù)比，用于通過所述轉(zhuǎn)換單元的轉(zhuǎn)換操作，向多個次級線圈傳送為初級線圈提供的轉(zhuǎn)換輸出；串聯(lián)諧振裝置，其一個電容、一個電感以及用作電感的初級線圈串聯(lián)連接到這對轉(zhuǎn)換設(shè)備之間的節(jié)點，所述串聯(lián)諧振裝置在第一諧振頻率諧振以為轉(zhuǎn)換操作提供電流諧振；并聯(lián)諧振裝置，其在初級至少有一個等效于多個次級線圈的繞組間電容之和的等效電容，以及初級線圈的電感，所述并聯(lián)諧振裝置在高于第一諧振頻率的第二諧振頻率上諧振；高電壓源裝置，用于使電壓放大器整流電路與每個次級線圈耦合，以便它們彼此串聯(lián)，這樣就能為負(fù)載提供一個高電壓；誤差檢測裝置，用于檢測從所述高電壓源裝置輸出的高電壓的變化；可變振蕩裝置，用于根據(jù)所檢測的變化來改變所述轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換頻率；以及轉(zhuǎn)換激勵裝置，用于根據(jù)轉(zhuǎn)換頻率來激勵這對轉(zhuǎn)換設(shè)備，從而穩(wěn)定該高電壓輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的高電壓生成電路，其中初級線圈與多個次級線圈的匝數(shù)比的選擇，使得轉(zhuǎn)換頻率重載期間在第一諧振頻率到第二諧振頻率的范圍內(nèi)，并在輕載期間超過第二諧振頻率，從而穩(wěn)定該高電壓輸出。
全文摘要
一種DC－DC變頻器,包括:轉(zhuǎn)換裝置,其具有一對轉(zhuǎn)換設(shè)備或晶體管;一個諧振電路,包括一個電容器、一個電感,以及用作電感的變頻器變壓器的初級線圈;一個濾波和整流電路連接次級的負(fù)載;一個輸出電壓的誤差放大器,以及一個可變振蕩器,用于根據(jù)誤差電壓改變轉(zhuǎn)換頻率。可變振蕩器電路的輸出提供給轉(zhuǎn)換裝置,以從濾波和整流電路提供一個穩(wěn)定的輸出電壓。輕載期間的轉(zhuǎn)換頻率設(shè)置為大于諧振頻率的頻率,諧振頻率主要是由次級線圈的電感和繞組間電容定義的。
文檔編號H02M3/24GK1329388SQ01121488
公開日2002年1月2日 申請日期2001年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月12日
發(fā)明者高濱昌信, 永原清和 申請人:索尼株式會社