專利名稱：交流電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過變壓器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，然后把轉(zhuǎn)換后的
交流電壓提供給負(fù)載的交流電源裝置，特別涉及一種將交流電壓提供^M乍為負(fù)
載的放電燈來點(diǎn)亮放電燈的技術(shù)。
背景技術(shù)：
交流電源裝置通過變壓器將直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，可以通過該交流電 壓來驅(qū)動(dòng)負(fù)載。作為將負(fù)載連接在該交流電源裝置上的裝置的一例，已知通過 交流電壓使作為負(fù)載的冷陰極放電燈點(diǎn)亮的放電燈點(diǎn)亮裝置。
冷陰極放電燈(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp), —般通過交流電 源裝置，以數(shù)十kHz的頻率施加數(shù)百伏特 千數(shù)百伏特的電壓來進(jìn)行點(diǎn)亮。此 外，還具有稱為外部電才及熒光燈(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp) 的熒光管。外部電極熒光燈與冷陰極放電燈的電極構(gòu)造不同，其它幾乎相同， 發(fā)光原理也與冷陰極放電燈相同。因此，用于點(diǎn)亮外部電極熒光燈或冷陰極放 電燈的交流電源裝置在原理上相同。因此，以下，使用冷陰極放電燈(筒稱放 電燈)來說明交流電源裝置。
放電燈與交流電源裝置用于液晶電視、液晶監(jiān)視器、照明裝置、液晶表示 裝置、廣告牌等。作為交流電源裝置要求的特性，具有(a)交流電壓頻率為 50kHz左右，(b)對放電燈施加的電壓為交流電壓，并且為正負(fù)對稱的波形。
關(guān)于(a),對放電燈施加的電壓頻率一般約為10kHz 100kHz左右。這是考 慮放電燈的亮度特性、效率特性以及將放電燈裝入組件中時(shí)的亮度特性等各種 特性，由用戶來決定。交流電源裝置利用所決定的頻率或者其附近的頻率來驅(qū) 動(dòng)。因此，在交流電源裝置的狀況下，往往無法i殳定及改變頻率。在液晶電^L 或液晶監(jiān)視器、照明裝置等中，大多在大約50kHz附近^吏用，因此，以下使 用50kHz的交流電源裝置。
關(guān)于(b), —般對放電燈施加的電壓必須是交流電壓，并且是正負(fù)對稱的波形。放電燈是玻璃制成的管狀，在內(nèi)部封入水銀、稀有氣體等。即使對該放
電燈施加直流電壓也能發(fā)光。但是，內(nèi)部的水銀會(huì)偏于^:電燈的一側(cè)，放電燈 兩側(cè)的亮度會(huì)逐漸產(chǎn)生差異。因此，壽命明顯變短。因此，雖然對放電燈施加 交流電壓，但即使是交流電壓，如果電壓波形的正負(fù)波形不同，也有可能產(chǎn)生 水銀分布偏向一方。因此，要求施加正負(fù)對稱的波形。此外，理想上正弦波或 梯形波較好，實(shí)際上，施加正弦波電壓的系統(tǒng)較多。
圖l是現(xiàn)有的放電燈點(diǎn)亮裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。該放電燈點(diǎn)亮裝置，是使用
4個(gè)開關(guān)元件SW1 SW4的全橋方式，使用開關(guān)元件SW1 SW4切換通過全波 整流電路26及濾波電容器27對交流電源25的交流電壓進(jìn)行整流濾波所獲得 的直流電壓，產(chǎn)生50kHz的正負(fù)對稱的矩形波信號。該裝置通過絕緣變壓器 T10將矩形波信號進(jìn)行絕緣，通過升壓變壓器T20進(jìn)行升壓，作為交流電壓獲 得正負(fù)對稱的正弦波。此外，即便是使用2個(gè)開關(guān)元件的半橋，也能與全橋結(jié) 構(gòu)相同地構(gòu)成;^文電燈點(diǎn)亮裝置。
這些放電燈點(diǎn)亮裝置使用2個(gè)以上的開關(guān)元件來獲得正負(fù)對稱的波形。對 應(yīng)開關(guān)元件的數(shù)量來增加高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器、低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器、絕緣元件等開關(guān)元件 的驅(qū)動(dòng)電路。因此，零件成本、制造成本、安裝面積也增加。此外，開關(guān)元件 本身的零件成本也增加。
作為現(xiàn)有的技術(shù)，例如已知專利文獻(xiàn)l。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平8 - 162280號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如此，開關(guān)元件的數(shù)量需要2個(gè)以上，零件安裝面積、零件成本、制造成 本增力口。
本發(fā)明的i果題在于提供一種通過削減開關(guān)元件的數(shù)量，能夠降低成本的交 流電源裝置。
為了解決上述課題，第l發(fā)明具備直流電源；第l變壓器，具有一次線 圈與二次線圈；第1開關(guān)元件，經(jīng)由所述第1變壓器的一次線圈與所述直流電 源連接；輸出電路，輸入在所述第1變壓器的二次線圈中產(chǎn)生的電壓，輸出交 流電壓；控制電路，根據(jù)將第1期間與第2期間的合計(jì)期間當(dāng)作1周期的驅(qū)動(dòng) 信號，使所述第1開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/斷開動(dòng)作；以及重置電路，在所述第2200880020659.6 期間對所述第1變壓器進(jìn)行重置，所述控制電路生成所述驅(qū)動(dòng)信號，以便在所 述第1期間中所述第1開關(guān)元件的導(dǎo)通期間的總和比斷開期間的總和長，并且 生成所述驅(qū)動(dòng)信號，以便在所述第2期間所述第1開關(guān)元件的所述斷開期間的 總和比所述接通期間的總和長，大致正負(fù)對稱地形成所述交流電壓的波形。
第2發(fā)明的特征為在第l發(fā)明的交流電源裝置中，所述驅(qū)動(dòng)信號是脈沖 信號，所述驅(qū)動(dòng)信號的1周期內(nèi)的脈沖數(shù)為1以上并且固定。
第3發(fā)明的特征為在第2發(fā)明的交流電源裝置中，所述控制電路具備 第l振蕩器，生成第l頻率的振蕩信號；第2振蕩器，生成與所述第l振蕩器 的第1頻率不同的第2頻率的振蕩信號；以及邏輯電路，求出所述第l振蕩器 的振蕩信號與所述第2振蕩器的振蕩信號的邏輯積，將所述脈沖信號作為所述 邏輯電路的輸出信號。
第4發(fā)明的特征為在第2發(fā)明的交流電源裝置中，具備4全測所述輸出 電路的輸出電壓的電壓檢測電路和檢測所述輸出電路的輸出電流的電流檢測 電路的至少一方；所述控制電路具備脈沖寬度調(diào)制電路，根據(jù)所述電壓檢測電 路與所述電流檢測電i 各的至少一方的輸出信號，對所述脈沖信號的脈沖寬度進(jìn) 行調(diào)制。
第5發(fā)明的特征為在第3發(fā)明的交流電源裝置中，具備檢測所述輸出 電路的輸出電壓的電壓4企測電路和4企測所述輸出電3各的車俞出電流的電流4全測 電路的至少一方，所述控制電路具備脈沖寬度調(diào)制電路，根據(jù)所述電壓檢測電 路與所述電流檢測電路的至少一方的輸出信號，對所述脈沖信號的脈沖寬度進(jìn) 行調(diào)制。
第6發(fā)明的特征為在第l發(fā)明的交流電源裝置中，所述第1變壓器進(jìn)一 步具有與所述一次線圈石茲耦合的重置線圏，所述重置電路與所述直流電源并聯(lián) 連接，由串聯(lián)連接了所述重置線圈和二極管的電路構(gòu)成。
第7發(fā)明的特征為在第l發(fā)明的交流電源裝置中，所述重置電路與所述 第1變壓器的一次線圈并聯(lián)連接，由在二極管上串聯(lián)連接了電阻與電容器的并 聯(lián)電路的電路構(gòu)成。
第8發(fā)明的特征為在第l發(fā)明的交流電源裝置中，所述重置電路與所述 第1變壓器的一次線圏并聯(lián)連接，由串聯(lián)連接了電容器和第2開關(guān)元件的電路
6構(gòu)成。
第9發(fā)明的特征為在第l發(fā)明的交流電源裝置中，所述輸出電路與所述 第1變壓器的二次線圏并聯(lián)連接，由串聯(lián)連接了第1電抗器和第1電容器的電 路構(gòu)成，從所述第1電容器輸出所述交流電壓。
第10發(fā)明的特征為在第l發(fā)明的交流電源裝置中，所述輸出電路由對 于所述第1變壓器的二次線圏串聯(lián)連接第2電抗器與第2變壓器的一次線圈， 并且并聯(lián)地連接了該第2變壓器的二次線圈與第2電容器的電路構(gòu)成，從所述 第2電容器輸出所述交流電壓。
第ll發(fā)明的特征為在第9發(fā)明的交流電源裝置中，所述第1電抗器包 括所述第1變壓器，所述第1變壓器產(chǎn)生漏感。
第12發(fā)明的特征為在第IO發(fā)明的交流電源裝置中，所述第2電抗器包 括所述第2變壓器，所述第2變壓器產(chǎn)生漏感。
第13發(fā)明的特征為在第IO發(fā)明的交流電源裝置中，所述第2電抗器包 括所述第1變壓器和所述第2變壓器，所述第1變壓器和所述第2變壓器產(chǎn)生 漏感。


圖l表示現(xiàn)有的放電燈點(diǎn)亮裝置的一例的構(gòu)成。
圖2表示本發(fā)明的實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。
圖3是開關(guān)元件的1脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的占空比較小時(shí)與較大時(shí)的各部的時(shí)序圖。
圖4是實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的開關(guān)元件的2脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的占空比較
小時(shí)與較大時(shí)的各部的時(shí)序圖。
圖5是脈沖信號的占空比為50%以下時(shí)的各部的時(shí)序圖。
圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。
圖7表示本發(fā)明的實(shí)施例3的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。
圖8表示本發(fā)明的實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。
圖9是本發(fā)明的實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)亮裝置的各部的時(shí)序圖。
圖IO是沒有取得第1振蕩器的輸出信號和第2振蕩器的輸出信號的同步
時(shí)的各部的時(shí)序圖。圖11表示本發(fā)明實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)亮裝置的取得第1振蕩器的頻率和 第2振蕩器的頻率的同步的兩個(gè)信號的生成方法的一例。
圖12表示實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)亮裝置的取得同步的兩個(gè)信號的生成方法 的另一例。
圖13表示1/4分頻電路的一例。
圖14表示本發(fā)明的實(shí)施例5的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成圖。 圖15表示本發(fā)明的實(shí)施例6的具體例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。 圖16表示本發(fā)明的實(shí)施例6的具體例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。 圖17表示本發(fā)明的實(shí)施例7的具體例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。 圖18表示本發(fā)明的實(shí)施例7的具體例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。
具體實(shí)施例方式
以下， 一邊參照附圖一邊詳細(xì)說明本發(fā)明的交流電源裝置的實(shí)施方式。對 于將本發(fā)明的交流電源裝置用于放電燈點(diǎn)亮裝置的情況，來說明以下的實(shí)施 例。該放電燈點(diǎn)亮裝置通過在本發(fā)明的交流電源裝置上連接作為負(fù)載的放電燈 來構(gòu)成。
在該例子中，雖然負(fù)載是放電燈，但負(fù)載也可以不是放電燈。本發(fā)明的交 流電源裝置還可以用于其它的負(fù)載。 (實(shí)施例1)
圖2表示本發(fā)明的實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。在圖2中，在直流 電源Vin的兩端連"l妄有變壓器Tl(第1變壓器)的一次線圈Pl和MOSFET等構(gòu) 成的開關(guān)元件SW1(第1開關(guān)元件)的串聯(lián)電路。
在變壓器Tl的一次線圈Pl上連接有與變壓器Tl的一次線圈Pl磁耦合 的重置線圏Pla的一端，變壓器Tl的重置線圈Pla的另一端O側(cè))與二極管 Dl的陰極連接，二極管Dl的陽極與直流電源Vin的負(fù)極連接。變壓器Tl的 重置線圈Pla和二才及管Dl構(gòu)成重置電路1。
在變壓器T1的二次線圈Sl的兩端連接有電抗器L1(第1電抗器)和電容 器Cl(第1電容器)的串聯(lián)電路。電抗器L1與電容器C1構(gòu)成輸出電路2，該 輸出電路2輸入在變壓器T1的二次線圏Sl中產(chǎn)生的電壓，然后在輸出端子 0P1、 OP2輸出交流電壓。電抗器L1可使用變壓器T1的漏感。在電容器C1的兩端分別連接有電容器Ca和放電燈7a的串聯(lián)電路、以及電容器Cb和放電 燈7b的串聯(lián)電路。
圖3是開關(guān)元件的1脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的占空比較小時(shí)與較大時(shí)的各部的時(shí)序圖。
在此，所謂占空比是脈沖信號的導(dǎo)通占空比(ON Duty ratio),具體而言， 是在脈沖信號的1個(gè)周期中，100 x脈沖導(dǎo)通期間/(脈沖導(dǎo)通期間+脈沖斷開期 間)，用百分比來表示。
如圖3所示，開關(guān)元件SW1例如以50kHz進(jìn)行導(dǎo)通/斷開。在開關(guān)元件 SW1導(dǎo)通的期間，沿著Vin—P1—SW1—Vin的路徑，在變壓器Tl的一次線 圈P1中流過電流Il，在變壓器T1的二次線圏Sl中產(chǎn)生正電壓。
在開關(guān)元件SW1斷開的期間，沿著Pla—Vin—D1—Pla的路徑，在變壓 器Tl的重置線圈Pla中流過重置電流I2。即，在開關(guān)元件SW1斷開時(shí)，重 置線圈Pla重置變壓器Tl的勵(lì)磁能。此外，在該重置期間，在變壓器T1的 二次線圏Sl中產(chǎn)生負(fù)電壓。
如此，在變壓器T1的二次線圈Sl中產(chǎn)生矩形波的交流電壓V(S1)，通過 電抗器L1與電容器C1的濾波作用，獲得正弦波的交流電壓V(C1)。交流電壓 V(C1)是電容器C1的兩端電壓。
如圖3(a)所示，當(dāng)開關(guān)元件SW1的占空比小時(shí)，交流電壓不是正負(fù)對稱。 但是，當(dāng)占空比大時(shí)，交流電壓V(C1)獲得正負(fù)對稱的正弦波。因此，如果在 占空比接近50%的狀態(tài)下使用，則該電路為有效電路。
然而，若占空比固定為50%,則無法控制交流電壓V(C1)。在控制》文電燈 的亮度時(shí)，需要控制施加于放電燈的電壓或流過的電流。此時(shí)，由于需要控制 開關(guān)元件SW1的占空比，因此還考慮到占空比因條件而變小，無法輸出正負(fù) 對稱的正弦波的情況。無法獲得正負(fù)對稱的正弦波的原因在于變壓器T1的二 次線圈Sl的電壓V(S1)的正電壓期間相對于1個(gè)周期較短。
因此，在實(shí)施例1中，設(shè)置有控制電路10,通過將第1期間與第2期間 的合計(jì)期間當(dāng)作1個(gè)周期的驅(qū)動(dòng)信號，使開關(guān)元件SW1進(jìn)行導(dǎo)通/斷開動(dòng)作。 控制電路10生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在第1期間開關(guān)元件SW1的導(dǎo)通期間的總和 比斷開期間的總和長，并且生成驅(qū)動(dòng)信號，以^使在第2期間開關(guān)元件SW1的斷開期間的總和比導(dǎo)通期間的總和長，大致正負(fù)對稱地形成交流電壓的波形。
圖4是實(shí)施例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的開關(guān)元件的2脈沖驅(qū)動(dòng)時(shí)的占空比較小時(shí)與較大時(shí)的各部的時(shí)序圖。在圖4中，開關(guān)元件SW1的驅(qū)動(dòng)信號是把期間TM1(第1期間)與期間TM2(第2期間)的合計(jì)期間當(dāng)作1個(gè)周期的信號。生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在第1期間TM1中開關(guān)元件SW1的導(dǎo)通期間(脈沖PL1、PL2的導(dǎo)通期間)的總和(2A)比斷開期間(2B)的總和長。生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在第2期間TM2中開關(guān)元件SW1的斷開期間的總和比導(dǎo)通期間的總和長。
圖4(a)是驅(qū)動(dòng)信號的占空比大時(shí)的各部的波形，圖4(b)是驅(qū)動(dòng)信號的占空比小時(shí)的各部的波形。在此，占空比在圖4(a)所示的例中為100x A/(A+B)。由于在期間TM1中具有2個(gè)脈沖PL1、 PL2，因此即使在占空比小時(shí)，也能較長地取得變壓器Tl的二次線圈的電壓V(S1)的正電壓的期間。因此，能使交流電壓V(C1)的波形接近于正負(fù)對稱的正弦波。
此外，如圖4所示，例如，當(dāng)存在脈沖信號的期間為期間TM1，不存在脈沖信號的期間為期間TM2時(shí)，控制信號10將期間A與期間B的合計(jì)期間控制成恒定值，由此能夠?qū)⒔涣麟妷旱念l率控制成恒定。此外，控制信號10通過改變期間TM1與期間TM2的合計(jì)期間，能4吏交流電壓的頻率變化。
然后，觀察脈沖信號的占空比。在圖2中，當(dāng)脈沖信號的占空比為50%以下時(shí)，期間TM1、期間TM2的脈沖信號的平均值分別為零。因此，當(dāng)占空比在50%以下驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件SW1時(shí)，如圖5所示，在電容器Cl幾乎不產(chǎn)生交流電壓V(C1)。因此，在期間TMl,需要使至少1個(gè)脈沖信號的占空比大于50%(即，脈沖信號的導(dǎo)通期間比斷開期間為長)，在期間TM2，需要使至少1個(gè)脈沖信號的占空比小于50%(即，脈沖信號的斷開期間比導(dǎo)通期間長)。
即，以超過50o/o的占空比驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件SW1,是不進(jìn)行變壓器T1的一次線圈P1的重置地使開關(guān)元件SW1進(jìn)行動(dòng)作。通過該作用，在電容器C1中產(chǎn)生電壓。此外，在期間TM2，占空比不必為零，只要為50%以下即可。
在實(shí)施例1中，雖然在期間TM1插入了 2個(gè)脈沖，^旦即^吏插入3個(gè)以上的該脈沖也能獲得同樣的效果。
如此，才艮據(jù)實(shí)施例l，使用l個(gè)開關(guān)元件SWl,并且控制電路10生成驅(qū)動(dòng)信號(脈沖信號)，以便在期間TM1中開關(guān)元件SW1的導(dǎo)通期間的總和比斷開期間的總和長，并且生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在期間TM2開關(guān)元件SW1的斷開期間的總和比導(dǎo)通期間的總和長。因此，能夠使輸出電路的交流電壓的波形成為正負(fù)對稱的正弦波。因此，能夠削減開關(guān)元件的數(shù)量。(實(shí)施例2 )
圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例2的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。在直流電源Vin的兩端連接有變壓器Tl的一次線圈Pl和開關(guān)元件SW1的串聯(lián)電路。重置電路la與變壓器Tla的一次線圈Pl并聯(lián)連接，由在二極管D2上串聯(lián)連接了電阻Rl和電容器C4的并聯(lián)電路的電路構(gòu)成。圖6所示的其它的構(gòu)成與圖2所示的實(shí)施例1的構(gòu)成相同。
如此，根據(jù)實(shí)施例2的構(gòu)成，當(dāng)開關(guān)元件SW1斷開時(shí)，變壓器Tl的勵(lì)磁能經(jīng)由二極管D2積蓄在電容器C4中，被電阻器R1消耗。即，通過重置電路la,能夠?qū)υ谧儔浩鱐l的一次線圈Pl中感生的勵(lì)磁能進(jìn)行重置。由此，能夠獲得與實(shí)施例1相同的效果。(實(shí)施例3 )
圖7表示本發(fā)明的實(shí)施例3的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成圖。圖7所示的電路是半橋電路。在直流電源Vin的兩端上連接有開關(guān)元件SW1和由MOSFET等構(gòu)成的開關(guān)元件SW2的串聯(lián)電路。重置電路lb與變壓器Tla的一次線圈Pl并聯(lián)連接，由串聯(lián)連接了電流共振電容器Cri(第2電容器)和開關(guān)元件SW2(第2開關(guān)元件)的電路構(gòu)成。
圖7所示的其它構(gòu)成與圖2所示的實(shí)施例1的構(gòu)成相同?？刂齐娐?0a具有圖2所示的控制電路10的功能，并且使開關(guān)元件SW1和開關(guān)元件SW2交互地進(jìn)行導(dǎo)通/斷開。
根據(jù)這樣的實(shí)施例3 ，當(dāng)開關(guān)元件SW1導(dǎo)通時(shí)，沿著Vin—SWl—Cri—P1—Vin的路徑流過電流，在電流共振電容器Cri和變壓器Tla的一次線圈Pl中積蓄能量。當(dāng)開關(guān)元件SW1斷開，開關(guān)元件SW2導(dǎo)通時(shí)，沿著Pl—Cri—SW2—Pl的路徑流過電流。即，通過重置電路lb，能夠?qū)ψ儔浩鱐1的勵(lì)磁能進(jìn)行重置。
如此，即使是實(shí)施例3的構(gòu)成，也能獲得與實(shí)施例l相同的效果。(實(shí)施例4 )
ii圖8表示本發(fā)明的實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。圖8所示的實(shí)施例4是將圖2所示的實(shí)施例1的控制電路10具體化。即，作為控制電路，設(shè)置有第l振蕩器ll、第2振蕩器12、 AND電路13、以及驅(qū)動(dòng)電路14。圖9是本發(fā)明的實(shí)施例4的放電燈點(diǎn)亮裝置的各部的時(shí)序圖。
第l振蕩器ll例如生成200kHz(第l頻率)的矩形波的電壓(振蕩信號)Vll。第2振蕩器12例如生成50kHz(第2頻率)的矩形波的電壓(振蕩信號)V12。AND電路13(邏輯電路)通過求出第1振蕩器11的200kHz的矩形波的電壓Vll與第2振蕩器12的50kHz的矩形波的電壓V12的邏輯積，來生成開關(guān)元件SW1的驅(qū)動(dòng)信號。驅(qū)動(dòng)電路14使用來自AND電路13的驅(qū)動(dòng)信號13來驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件SW1 。
才艮據(jù)第2振蕩器12的振蕩信號的占空比來決定期間TM1與期間TM2。一般希望將第2振蕩器12的振蕩信號的占空比設(shè)定為約50%。因此，開關(guān)元件SW1通過占空比為50%左右的50kHz的信號進(jìn)行間歇振蕩。此外，可以通過改變第l振蕩器11的振蕩信號的占空比，來控制交流電壓V(C1)。
此外，在圖8中，在第1振蕩器11和第2振蕩器12單獨(dú)地進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，由于微小的頻率變動(dòng)或者波動(dòng)，如圖IO所示，每個(gè)周期的脈沖信號的脈沖數(shù)發(fā)生變化。在這樣的脈沖信號中，輸出電路的交流電壓變不穩(wěn)定。
因此,取得第1振蕩器11的信號與第2振蕩器12的信號的同步是有效的。在此，所謂同步，是指將交流電壓的每個(gè)周期(期間TM1與期間TM2的合計(jì)期間，例如50kHz的周期)的開關(guān)元件SW1的驅(qū)動(dòng)信號的脈沖數(shù)保持恒定(例如為2個(gè))。由于交流電壓每個(gè)周期的開關(guān)元件SW1的脈沖數(shù)為恒定，所以能抑制交流電壓的變動(dòng)。
例如，通過采用使用了觸發(fā)器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的分頻電路或倍頻電路等，能夠容易地生成取得同步的兩個(gè)信號。
在圖11所示的例中，作為第2振蕩器的4倍頻電路17通過對第1振蕩器lla的基準(zhǔn)信號的50kHz進(jìn)行4倍的頻率增倍，生成具有200kHz的基準(zhǔn)信號。
圖12所示的例中，作為第2振蕩器的1/4分頻電路18通過對第l振蕩器11的信號的200kHz進(jìn)行1/4分頻，生成具有50kHz的基準(zhǔn)信號。
在圖11、圖12所示的例中，通過改變作為第l振蕩器11、第2振蕩器的分頻電路18、倍頻電路17的分頻比或增倍，可以容易地生成以任意的頻率取 得同步的2個(gè)信號。
并且，如圖13所示，設(shè)置第l振蕩器ll、由JK觸發(fā)器29a、 29b構(gòu)成的 第2振蕩器。把來自第1振蕩器11的200kHz的信號輸入到JK觸發(fā)器29a的 時(shí)鐘端子CLK。 JK觸發(fā)器29a從200kHz的信號生成100kHz的信號，然后將 其輸出給JK觸發(fā)器29b的時(shí)鐘端子CLK。 JK觸發(fā)器29b從100kHz的信號生 成50kHz的信號。結(jié)果，耳又得開關(guān)SW1的驅(qū)動(dòng)信號和交流電壓的頻率的同步 即可，振蕩器輸出彼此的同步只不過是一個(gè)例子。 (實(shí)施例5 )
圖14表示本發(fā)明的實(shí)施例5的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。在圖8所示的實(shí) 施例4中，在變壓器Tl的二次線圏SI中產(chǎn)生矩形波的高電壓，通過電抗器 LI與電容器C1的濾波作用，此電壓獲得正弦波的電壓。
在此，例如在圖8所示的系統(tǒng)中，當(dāng)通過變壓器T1進(jìn)行絕緣時(shí)，變壓器 Tl需要滿足各種安全規(guī)格所指定的絕緣距離等條件。此時(shí)，變壓器T1的二次 線圈SI的電壓越高，這些條件越嚴(yán)格，變壓器T1大型化以及變得高價(jià)。因 此，需要將二次線圈SI的電壓限制為較低的電壓。此外，由于還對電抗器Ll 施加高電壓，因此需要通過分?jǐn)?shù)槽繞組等來進(jìn)行應(yīng)對，導(dǎo)致大型化以及價(jià)格變 高。
因此，在圖14所示的實(shí)施例5中，在變壓器T1的二次線圈SI的兩端連 接作為升壓變壓器的變壓器T2(第2變壓器)的一次線圈P2和電抗器L2(第2 電抗器)。在變壓器T2的二次線圈S2的兩端并聯(lián)連接電容器C2,從電容器 C2獲得交流電壓V(C2)。
此外，通過變壓器T2、電抗器L2、電容器C2構(gòu)成輸出電^各2a，該輸出 電路2a輸入在變壓器T2的二次線圏S2中產(chǎn)生的電壓，在輸出端子OP1 、 OP2 輸出交流電壓。
如此，根據(jù)實(shí)施例5的構(gòu)成，通過變壓器Tl進(jìn)行各種安全規(guī)格所要求的 絕緣，并且通過變壓器T2進(jìn)行升壓。因此，能避免上述問題。此外，由于通 過變壓器T1產(chǎn)生矩形波的低電壓，所以變壓器T1能夠緩和各種安全規(guī)格的 條件。由于變壓器T2在二次側(cè)升壓，所以只要進(jìn)行所謂的功能絕緣即可。此外，圖14所示的電抗器L2可以使用變壓器T2的一次線圏P2和二次 線圈S2之間的漏感。
此外，圖14所示的電抗器L2可以使用變壓器Tl的漏感和變壓器T2的 漏感。
(實(shí)施例6 )
放電燈點(diǎn)亮裝置檢測在放電燈中流過的電流，將檢測到的電流控制為規(guī)定 值，由此使放電燈穩(wěn)定地點(diǎn)亮。作為其方法，通常使用檢測在放電燈中流過的 電流的方法。
但是，由于應(yīng)用上的限制以及構(gòu)造上的限制等，有時(shí)無法檢測放電燈電流。 此時(shí)，可以檢測并控制其它的電氣量。圖15表示本發(fā)明的實(shí)施例6的具體例 1的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。圖16表示本發(fā)明的實(shí)施例6的具體例2的放電 燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。
在圖15所示的實(shí)施例6的具體例1中，與放電燈7a、 7b-串聯(lián)連接的電流 檢測電路19檢測在放電燈7a、 7b中流過的電流。占空比調(diào)整電路20連接在 AND電路13和驅(qū)動(dòng)電路14之間，為了使電流檢測電路19檢測到的電流成為 規(guī)定值，來改變開關(guān)元件SW1的脈沖信號的占空比。即，占空比調(diào)整電路20 由公知的對脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的脈沖寬度調(diào)制電路構(gòu)成。
在圖16所示的實(shí)施例6的具體例2中，連接在變壓器T2的二次線圈S2 的兩端之間的電壓檢測電路22檢測變壓器T2的二次線圈電壓(交流電壓)。占 空比調(diào)整電路20a連接在AND電路13和驅(qū)動(dòng)電路14之間，為了使電壓檢測 電路22檢測到的電壓成為規(guī)定值，改變開關(guān)元件SW1的脈沖信號的占空比。 即，占空比調(diào)整電路20a由公知的對脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制的脈沖寬度 調(diào)制電路構(gòu)成。 (實(shí)施例7 )
圖17表示本發(fā)明的實(shí)施例7的具體例1的放電燈點(diǎn)亮裝置的構(gòu)成。圖17 所示的實(shí)施例7相對于圖15所示的構(gòu)成，進(jìn)一步設(shè)置了變壓器T3、電流;險(xiǎn)測 電路19b、以及光耦合器PC1。
變壓器T3的一次線圏P3和電抗器L3連接在變壓器Tl的二次線圈Sl 的兩端，在變壓器T3的二次線圈S3的兩端連接有電容器C3，并且連接有方文
14電燈7b與電流檢測電路19b的串聯(lián)電路。
'占空比調(diào)整電路20b根據(jù)來自第l振蕩器11的信號、來自作為第2振蕩 器的1/4分頻電路18的信號、來自電流檢測電路19a的檢測電流、來自電流 檢測電路1%的檢測電流，調(diào)整開關(guān)元件SW1的脈沖信號的占空比。光耦合 器PC1流過與來自占空比調(diào)整電路20b的輸出相對應(yīng)的電流。驅(qū)動(dòng)電路14根 據(jù)來自光耦合器PC1的輸出信號，即調(diào)整占空比后的脈沖信號，對開關(guān)元件 SW1進(jìn)行導(dǎo)通/斷開的驅(qū)動(dòng)。
如此，可以使用多個(gè)升壓變壓器T2、 T3,點(diǎn)亮多個(gè)放電燈7a、 7b。
在實(shí)施例7的具體例1中，為兩個(gè)放電燈的例子，但通過增加升壓變壓器， 能夠同時(shí)點(diǎn)亮更多的放電燈。
此外，在圖18所示的實(shí)施例7的具體例2中，在變壓器T2的高壓側(cè)和 變壓器T3的高壓側(cè)之間連接有一個(gè)放電燈7b或多個(gè)放電燈7a、 7b,通過2 個(gè)變壓器T2、 T3點(diǎn)亮一個(gè);^文電燈或多個(gè);^電燈。
根據(jù)本發(fā)明，使用1個(gè)開關(guān)元件，控制電路生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在第1 期間第1開關(guān)元件的導(dǎo)通期間的總和比斷開期間的總和長，并且生成驅(qū)動(dòng)信 號，以便在第2期間第1開關(guān)元件的斷開期間的總和比導(dǎo)通期間的總和長，因 此，能夠大致正負(fù)對稱地形成輸出電路的交流電壓的波形。因此，能夠削減開 關(guān)元件的數(shù)量。
本發(fā)明可用于DC-AC轉(zhuǎn)換器等電源裝置。
權(quán)利要求
1.一種交流電源裝置，其特征在于，具備直流電源；第1變壓器，具有一次線圈和二次線圈；第1開關(guān)元件，經(jīng)由所述第1變壓器的一次線圈與所述直流電源連接；輸出電路，輸入在所述第1變壓器的所述二次線圈中產(chǎn)生的電壓，輸出交流電壓；控制電路，根據(jù)將第1期間與第2期間的合計(jì)期間當(dāng)作1周期的驅(qū)動(dòng)信號，使所述第1開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/斷開動(dòng)作；以及重置電路，在所述第2期間對所述第1變壓器進(jìn)行重置，所述控制電路生成所述驅(qū)動(dòng)信號，以便在所述第1期間中所述第1開關(guān)元件的導(dǎo)通期間的總和比斷開期間的總和長，并且生成所述驅(qū)動(dòng)信號，以便在所述第2期間中所述第1開關(guān)元件的所述斷開期間的總和比所述接通期間的總和長，大致正負(fù)對稱地形成所述交流電壓的波形。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動(dòng)信號是脈沖信號，所述驅(qū)動(dòng)信號的1周期內(nèi)的脈沖數(shù)為1以上并且固定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源裝置，其特征在于， 所述控制電路具備第l振蕩器，生成第l頻率的振蕩信號； 第2振蕩器，生成與所述第l振蕩器的第l頻率不同的第2頻率的振蕩信號；以及邏輯電路，求出所述第1振蕩器的振蕩信號與所述第2振蕩器的振蕩信號 的i^l耳積，將所述脈沖信號作為所述邏輯電路的輸出信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流電源裝置，其特征在于，具備檢測所述輸出電路的輸出電壓的電壓檢測電路和檢測所述輸出電路 的輸出電流的電流才全測電^各的至少一方，所述控制電路具備脈沖寬度調(diào)制電路，其根據(jù)所述電壓檢測電路與所述電流檢測電路的至少一方的輸出信號，對所述脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流電源裝置，其特征在于，的輸出電流的電流才企測電路的至少 一方，所述控制電路具備脈沖寬度調(diào)制電路，根據(jù)所述電壓檢測電路與所述電流 檢測電路的至少一方的輸出信號，對所述脈沖信號的脈沖寬度進(jìn)行調(diào)制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第1變壓器還具有與所述一次線圈磁耦合的重置線圏，所述重置電路 與所述直流電源并聯(lián)連接，由串聯(lián)連接了所述重置線圏和二極管的電路構(gòu)成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于， 所述重置電路與所述第1變壓器的一次線圈并聯(lián)連接，由在二極管上串聯(lián)連接了電阻與電容器的并聯(lián)電路的電路構(gòu)成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的交流電源裝置，其特征在于， 所述重置電路與所述第1變壓器的一次線圏并聯(lián)連接，由串聯(lián)連接了電容器和第2開關(guān)元件的電路構(gòu)成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于， 所述輸出電路與所述第1變壓器的二次線圈并聯(lián)連接，由串聯(lián)連接了第1電抗器和第1電容器的電路構(gòu)成，從所述第1電容器輸出所述交流電壓。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流電源裝置，其特征在于，所述輸出電路由對于所述第1變壓器的二次線圈串聯(lián)連接第2電抗器和第 2變壓器的一次線圈，并且并聯(lián)地連接了該第2變壓器的二次線圈與第2電容 器的電路構(gòu)成，從所述第2電容器輸出所述交流電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第1電抗器包括所述第1變壓器，所述第1變壓器產(chǎn)生漏感。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的交流電源裝置，其特征在于， 所述第2電抗器包括所述第2變壓器，所述第2變壓器產(chǎn)生漏感。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的交流電源裝置，其特征在于，所述第2電抗器包括所述第1變壓器和所述第2變壓器，所述第1變壓器 和所述第2變壓器產(chǎn)生漏感。
全文摘要
一種交流電源裝置，具備直流電源(Vin)；變壓器(T1)，具有一次線圈(P1)和二次線圈(S1)；開關(guān)元件(SW1)，經(jīng)由1變壓器的一次線圈與直流電源連接；輸出電路(2)，輸入在變壓器的二次線圈中產(chǎn)生的電壓，輸出交流電壓；控制電路(10)，根據(jù)將第1期間與第2期間的合計(jì)期間當(dāng)作1周期的驅(qū)動(dòng)信號，使開關(guān)元件進(jìn)行導(dǎo)通/斷開動(dòng)作；以及重置電路(1)，在第2期間對變壓器進(jìn)行重置。控制電路生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在第1期間開關(guān)元件的導(dǎo)通期間的總和比斷開期間的總和長，并且生成驅(qū)動(dòng)信號，以便在第2期間中開關(guān)元件的斷開期間的總和比接通期間的總和長，大致正負(fù)對稱地形成交流電壓的波形。
文檔編號H02M7/48GK101689815SQ200880020659
公開日2010年3月31日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月22日
發(fā)明者足利亨 申請人:三墾電氣株式會(huì)社