專利名稱：具有第二交流/直流逆變器的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一個將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的逆變器的電路，該逆變器具有一個具有兩個二極管和一第一中心端子的二極管半橋、一個具有兩個開關(guān)和一第二中心端子的開關(guān)半橋、一個高頻電感及與該高頻電感串聯(lián)的兩個接頭，用于在兩個中心端子之間連接市電電壓(mains voltage)源，一第一直流路徑，其依靠二極管半橋中的第一二極管和一個導(dǎo)電接頭連接至第一中心端子，且依靠開關(guān)半橋中的第一開關(guān)和一個導(dǎo)電接頭連接至第二中心端子、和一第二直流路徑，其依靠二極管半橋中的第二二極管和一個導(dǎo)電接頭連接至第一中心端子，且依靠開關(guān)半橋中的第二開關(guān)和一個導(dǎo)電接頭連接至第二中心端子。
背景技術(shù)：
從WO01/33915A1中可以了解到此種電路的有關(guān)知識。此種電路具有用于將來自市電電壓源的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的第一逆變器。第二逆變器將該直流電壓轉(zhuǎn)換成可為一個數(shù)據(jù)投影儀的高壓氣體放電燈供電的交流電壓。沒有為操作控制設(shè)備提供逆變器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進(jìn)該電路，特別是說明了一個以浮動的低壓范圍提供功率的逆變器。
依靠權(quán)利要求1的特征可以實(shí)現(xiàn)此目的。根據(jù)本發(fā)明，該逆變器具有一個用于將交流電壓轉(zhuǎn)換成第二直流電壓的第二逆變器。該第二逆變器與第一逆變器集成在一起，因此節(jié)省了用于轉(zhuǎn)換電壓的元件。
有利地，市電電壓源、該逆變器的一個輸入端和高頻電感形成一個串聯(lián)電路。因此，高頻電感中流動的高頻電流可用于提供進(jìn)一步的浮動電壓源。
有利地，通過第二逆變器傳送的能量是頻率相關(guān)的。通過改變頻率可以調(diào)整在第二逆變器的輸出端發(fā)射的功率。以此方式可以將第二逆變器的輸出端處的電壓設(shè)置為一個期望值。
有利地將該逆變器設(shè)置在高頻電感和市電電壓源之間。這使得該逆變器不易于發(fā)生錯誤。
該逆變器可容易地具有一個變壓器。該變壓器具有繞組，通過該繞組可以容易地產(chǎn)生期望的浮動電壓。位于變壓器的次級側(cè)上的整流器將初始提供可用的交流電壓轉(zhuǎn)換為操作電子信號電路所需種類的直流電壓。
該逆變器可容易地具有一個諧振電容。依靠諧振電容和通過使開關(guān)半橋的切換頻率與諧振頻率匹配近似匹配可容易地對通過第二逆變器的能量傳送起作用。在第一實(shí)施例中，諧振電容與變壓器的輸入繞組并聯(lián)。在第二實(shí)施例中，諧振電容位于高頻電感和變壓器的中點(diǎn)與兩個直流路徑的一個之間的接頭處。
該逆變器有利地具有一個控制裝置，其將開關(guān)半橋中的晶體管交替切換為導(dǎo)通與截止的頻率控制在從50Hz至1000Khz的范圍之內(nèi)，有利地控制在從200至800KHz的范圍之內(nèi)，且特別是在300與580KHz之間。高的切換頻率允許逆變器的無功部分做的特別小。如果，通過選擇合適的導(dǎo)通/截止次數(shù)，對電流波形進(jìn)行選擇使得高頻電感中的電流符號在每個高頻切換循環(huán)中反向兩次，則能使開關(guān)半橋以特別小的損失來操作。此外，通過改變開關(guān)切換為導(dǎo)通和截止的時長，能在寬的限度內(nèi)改變逆變器的電流的平均值，即，從逆變器輸出的沒有高頻變化的電流的平均值。以此方式有效地設(shè)置導(dǎo)通/截止次數(shù)，以在電流源系統(tǒng)上產(chǎn)生類似于正弦波的電流波形。如果從第二逆變器輸出的電壓比所期望的要低，則控制裝置就減少操作頻率和能量傳送為最大的頻率之間的差；且如果從第二逆變器輸出的電壓比所期望的要高，其就將增大操作頻率和能量傳送為最大的頻率之間的差。
在正市電電源半波期間對應(yīng)于高頻電感中的小于零的電流的瞬時值形成一個電流參考值；一個低于該參考值的下降引起第一開關(guān)截止和第二開關(guān)導(dǎo)通；形成一個頻率，頻率越高，從逆變器輸出的電壓超過所期望的輸出電壓的數(shù)量值也越大；已提及的頻率脈沖的產(chǎn)生引起第二開關(guān)截止，而第一開關(guān)導(dǎo)通；第一開關(guān)的導(dǎo)通時間不能下降的低于一個預(yù)定的最小值。
而在市電電源半波期間對應(yīng)于高頻電感中的大于零的的電流的瞬時值形成一個電流參考值；
一個高于該參考值的上升引起第二開關(guān)截止和第一開關(guān)導(dǎo)通；形成一個頻率，頻率越高，從逆變器輸出的電壓超過所期望的輸出電壓的數(shù)量值也越大；已提及的頻率脈沖的產(chǎn)生引起第一開關(guān)截止，而第二開關(guān)導(dǎo)通；第二開關(guān)的導(dǎo)通時間不能下降的低于一個預(yù)定的最小值，其中如果二極管電橋側(cè)的市電電源接頭的電勢低于另一個接頭的電勢，就將市電電源電壓計(jì)為正，而如果市電電源電壓源、逆變器和高頻電感中的電流以朝向開關(guān)半橋的方向流動，就將這些電流計(jì)為正。
該逆變器有利地具有一個輸入電容，在通過市電電源的零點(diǎn)期間輸入電壓通過該輸入電容變得可用。這保證了對于每個半波的、且特別是對于通過來自市電電源的電壓的零點(diǎn)的電流的流動，因此確保了第二逆變器的連續(xù)功率輸出。同時，其減少了不需要的高頻電流的比例，該不需要的高頻電流的路徑是從逆變器到電流源系統(tǒng)上。
輸入電容處的電壓有利地由控制裝置如此限制，以使其值既不為零也不與逆變器的輸出電壓值相同。例如，其可通過防止第二半橋的開關(guān)的占空因數(shù)跑出一個確定的值范圍(例如5％至95％)來實(shí)現(xiàn)，占空因數(shù)下面也稱為工作周期。占空因數(shù)定義為開關(guān)導(dǎo)通的時長與切換周期的總時間長度的比率。通過獨(dú)立于電流限制開關(guān)和開關(guān)半橋的占空因數(shù)有利地限制了輸入電容處的電壓。控制裝置以這樣的方式設(shè)置該逆變器的平均電流以便輸入電容處的電壓、輸入電容處的電壓與該逆變器的輸出電壓之間的差都未下降到低于一個最小值。
參照此后描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將顯得明了，且下面將說明這些方面。


圖1顯示了一個具有一個放電燈的電路；圖2顯示了具有門控器件的邏輯切換電路；圖3是一個相對于時間的曲線圖，顯示了在正半波期間高頻電感中的電流波形；圖4是一個相對于時間的第二曲線圖，顯示了在負(fù)半波期間高頻電感中的第二電流波形；圖5顯示了位于一個電路的輸出端的、用于檢測多個市電電壓的極性的信號的波形；
圖6顯示了一個切換信號；及圖7顯示了一個包含在包絡(luò)曲線內(nèi)的市電電流的波形。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了一個具有逆變器2、3和4，一個控制裝置5和一個高壓氣體放電燈6的電路1。逆變器2由一個市電電壓源7供電并將來自其中的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓。逆變器2具有一個具有一個中心端子9的無源二極管半橋8，下面也稱為二極管電橋，及一個具有一個中心端子11的場效應(yīng)晶體管半橋10，下面也稱為FET電橋、晶體管電橋或開關(guān)電橋。市電電壓源7具有兩個接頭12和13。接頭12連接至二極管電橋8的中心端子9。接頭13連接至一個輸入電容14并經(jīng)過一個包括了一個電流測量元件15、一個變壓器17的繞組16和一個高頻電感18的串聯(lián)電路連接至開關(guān)電橋10的中心端子11。一個諧振電容19與變壓器繞組16并聯(lián)。接頭13也稱為逆變器2的輸入端。繞組16和電感18都是采用線圈的形式，并形成了一個線圈組合16，18。中心端子11也稱為線圈組合16，18的右手端。
第一直流路徑20借助于二極管電橋8中的第一二極管21，并經(jīng)由導(dǎo)電接頭22和23連接至中心端子19，并由此連接至市電電壓源7。第一直流路徑20也借助于一個下面也稱為開關(guān)或晶體管的半導(dǎo)體功率開關(guān)24連接到晶體管電橋10的中心端子11。
第二直流路徑25借助于二極管電橋8中的第二二極管26，經(jīng)由導(dǎo)電接頭23，并經(jīng)由另外一個導(dǎo)電接頭28連接至中心端子19，并由此連接至市電電壓源7。第二直流路徑25也借助于一個下面也稱為開關(guān)或晶體管的半導(dǎo)體功率開關(guān)29連接到晶體管電橋10的中心端子11。中心端子11借助于導(dǎo)電接頭27連接到電源開關(guān)24和29。
晶體管24和26由控制裝置5經(jīng)由驅(qū)動器30和31操作，一個用于限制當(dāng)將電流從開關(guān)24切換到開關(guān)29或反之亦然時的電壓的轉(zhuǎn)換率的換向電容32，也稱為dV/dt電容，其有利地減少了當(dāng)將從高頻電感流出的電流從開關(guān)24和29的一個切換為另一個時產(chǎn)生的損失。此外，以此方式減少了由切換產(chǎn)生的高頻噪聲。一個輸出電容35被安排在兩個直流路徑20和25之間，并平滑了來自逆變器2的輸出電壓。此電容上的電壓對應(yīng)于逆變器的第一輸出。其也為市電電壓接近于零期間的時段存儲能量。路徑20和25上的正常電壓為400伏，并將此電壓加到第三逆變器4上。因此逆變器2是一個升壓逆變器，其將來自低電壓的市電電壓源的能量轉(zhuǎn)換為一個較高電壓的負(fù)荷。第三逆變器4將400伏的直流電壓轉(zhuǎn)換成一個規(guī)定的交流電流，隨之將其提供給放電燈6。
逆變器3包括一個具有其繞組16的變壓器17、一個諧振電容19、一個包括了兩個二極管37和38的整流器36與一個平滑電容39。變壓器17還具有第二浮動繞組40，其兩端各自連接到二極管37和38中的一個。繞組40的中間繞組抽頭41設(shè)置為地電勢42。二極管37和38連接到浮動繞組40的兩端，且如此連接使得它們能整流在浮動繞組40中感應(yīng)的交流電壓。在整流器36的輸出端43和地電勢42之間的是平滑電容39和5伏的電壓。顯示的、負(fù)責(zé)所謂半波整流的電路特別適合于低輸出電壓。不僅如此，還有其他可能的用于變壓器的輸出側(cè)的配置和特別的具有另外的繞組抽頭或另外的輸出側(cè)繞組的全波整流器件或電路，以提供多個不同的彼此之間具有固定關(guān)系的輸出電壓。輸出端43特別適合于給投影儀的不同信號部件提供電流，例如微處理器，因?yàn)樵撔盘柌糠忠话憔哂幸粋€金屬接頭以自由可拆卸的連接插座，及由此必需的與交流市電電源分離。對于變壓器有利的是并非插到開關(guān)電橋的中心端子而是插到市電接頭的一側(cè)，因?yàn)樵诖藘H產(chǎn)生較小幅度的類似正弦波形式的交流電壓，與其他情況相比可期望相當(dāng)大地減少高頻噪音。由于相同原因，可在變壓器連接到輸入電容的點(diǎn)上進(jìn)行逆變器的輸入電流的測量。
控制裝置5具有一個含有一個處理器和外圍存儲器的微處理器48、一個檢測電路45、一個比較器46、一個壓控振蕩器47和一個邏輯電路48。導(dǎo)電信號線49，50和51從壓控振蕩器47連到邏輯電路48，從檢測電路45連到邏輯電路48，及從比較器46連到邏輯電路48。
接頭52和53形成了逆變器的輸入端52，53。
圖2顯示了邏輯電路48，其具有三個異或門58、59和60，一個與門61，一個D觸發(fā)器62和三個延遲元件63、64和65，這些在下面將被稱為門控元件58、59、60、61、62、63、64和65。D觸發(fā)器62具有一個總是被設(shè)為邏輯“1”的輸入端66(D輸入)，在以下也稱為邏輯“高”。D觸發(fā)器62還具有一個輸出67和一個相反的輸出68。異或門58、59、60在下面也稱為ExOR門。
圖3顯示了一個比零大的市電電壓的相對于時間的曲線70，其中繪出了高頻電感的電流波形71對于時間的一個片段。電流波形是Z字形的，且以處于300KHz和550KHz之間的一個頻率切換。參考值72標(biāo)記為電流的下限，下面也稱為低于一個閾值。如果電流下降的低于此限度，開關(guān)半橋10就完全改變，這意味著開關(guān)24被截止和開關(guān)29導(dǎo)通，由此電流又上升。在另一時間點(diǎn)73，開關(guān)半橋10再次改變，這意味著開關(guān)29截止和開關(guān)24導(dǎo)通，由此電流又下降。
圖4顯示了一個比零小的市電電壓的相對于時間的曲線80，其中繪出了高頻電感18的電流波形81相對于時間的一個片段。電流波形是Z字形的，將參考值82標(biāo)記為電流的上限。如果電流上升的高于此限度，開關(guān)半橋10就改變，這意味著開關(guān)29截止和開關(guān)24導(dǎo)通，由此電流又下降。在時間點(diǎn)83和84，開關(guān)半橋10再次改變，這意味著開關(guān)24截止和開關(guān)29導(dǎo)通，由此電流又上升。
圖5顯示了電壓信號91的相對于時間的曲線90，其出現(xiàn)在線路50上。當(dāng)市電電壓大于零時，將信號91設(shè)置為邏輯“1”，且信號91由檢測電路45產(chǎn)生。
圖6顯示了一個來自壓控振蕩器47的切換信號，其出現(xiàn)在線路49上，并以其時鐘輸入切換D觸發(fā)器62。
圖7顯示了在電壓源7處的Z字形電流波形110。該電流波形由為類似正弦波形的包絡(luò)曲線111和112定義。兩個包絡(luò)曲線的頻率是50到60Hz，并對應(yīng)于市電電壓的頻率。在市電電壓穿過零點(diǎn)處，有一個其電流波形在零附近變化的時間域113，其意思是平均的市電電流在此域中消失。
電路1的操作可如下所述市電電壓源的主頻率在50和60Hz之間。逆變器2的操作頻率在310KHz和550Kz之間，并由晶體管24和29的切換周期確定。包含有線圈組合16，18和諧振電容19的電路的諧振頻率是310KHz。
控制裝置5控制逆變器2的操作頻率和占空因數(shù)。如果操作頻率升至550KHz，則操作頻率移離了諧振頻率，結(jié)果是逆變器3的輸出端的電流下降，如果操作頻率降低至310KHz，則操作頻率接近于諧振頻率，結(jié)果是逆變器3的輸出端的電流上升。將也簡稱為VCO的壓控震蕩器47的操作頻率的范圍限制為高于諧振的頻率是有用的，因?yàn)榈陀诖它c(diǎn)將能量傳送到變壓器的次級側(cè)的傳送能力又下降了。這將等價(jià)于控制方向的符號的反向，其可容易地導(dǎo)致不穩(wěn)定和振蕩。
控制裝置5因此將頻率控制在一個頻率范圍之內(nèi)，以這樣的方式為辦公和消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域中的設(shè)備的信號部分設(shè)置足夠的能量供應(yīng)。具體而言，以此方式調(diào)整頻率使逆變器3的輸出電壓恒定。此類設(shè)備是數(shù)據(jù)和視頻投影儀、電視系統(tǒng)或帶有監(jiān)視器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。監(jiān)視器為由具有液晶顯示的、或簡稱為LCD的平面屏幕制造成的監(jiān)視器或用陰極射線管裝配成的監(jiān)視器。例如，在LCD顯示器中，背景燈可取代高壓氣體放電燈，同時信號部分可與投影儀的信號部分相比擬。
在正常操作中，逆變器2的輸出電壓是400伏。出現(xiàn)在市電電源上的最大電壓是大約360伏。
市電電源電壓的正半波意味著是分配給輸出端13的是正極，分配給輸出端12的是負(fù)極。二極管21阻斷，而二極管26切換為導(dǎo)電。由于與操作頻率相比市電頻率實(shí)際為零，所以對于逆變器的幾個切換周期來說，市電電壓的瞬時值可看作是恒定的。然后，作為控制裝置5的功能的、用于晶體管24和29的一個切換周期的逆變器2的操作可描述如下如果晶體管24被導(dǎo)通，則在逆變器2的輸入端13呈現(xiàn)的是市電電壓的瞬時值，而在線圈組合16，18的右手側(cè)呈現(xiàn)的是逆變器2的輸出電壓，其通常大于產(chǎn)生的最高的市電電壓。因此，線圈組合16，18兩端的電壓與正電流方向相反，所述電流以電壓源7的方向被驅(qū)動。電流變小或更為負(fù)值。電流變得比由微處理器44設(shè)定的閾值72低，比較器46切換。邏輯電路48切換晶體管24截止，過一段停止時間之后，導(dǎo)通晶體管29。
在切換晶體管24和29之后，中心端子11處的電壓，即線圈組合16，18的右手端的電壓是零伏?，F(xiàn)在假設(shè)市電電壓源是處于過零以外的一點(diǎn)，然后，逆變器2的輸出端1 3處的電壓高于晶體管24和29的中心端子11處的電壓，且電流升高。電流上升的相位受VCO47限制。在預(yù)定的時段之后，VCO47在時刻73產(chǎn)生一個脈沖。邏輯電路48又將晶體管24和29切換回去，即在一個停歇時間之后，又將晶體管29切換為截止，將晶體管24切換為導(dǎo)通。
在市電電源的負(fù)半波中，二極管21切換為導(dǎo)電，而二極管26阻斷?？刂蒲b置5的控制功能現(xiàn)在相互交換，VCO47和比較器46的功能特別地也相互交換。
在晶體管24和29的一個切換周期中，在時刻83和84，VCO47切換晶體管29截止和晶體管24導(dǎo)通。當(dāng)達(dá)到閾值82時，比較器46切換晶體管29截止和晶體管24導(dǎo)通。
因此，由晶體管24和29的切換產(chǎn)生的是在線圈組合16-18處總是呈現(xiàn)有高頻交流電壓。即使當(dāng)來自電壓源7的電壓處于通過零處時，此原理繼續(xù)適用。然后，依靠電容14保持電壓差。當(dāng)在通過零點(diǎn)附近將輸入到逆變器的平均輸入電流設(shè)置為零時，二極管21和26阻斷，因此將市電電壓源7從逆變器2切斷開。然而，特別難于通過一個電流調(diào)整裝置將電流精確設(shè)置為零。通過限制開關(guān)24和29的占空因數(shù)較易于實(shí)現(xiàn)如此設(shè)置。占空因數(shù)被定義為特定的導(dǎo)通時間與切換周期的總時間長度的比率。如果將限制電流，特別是如果其平均值恒定，則線圈組合處的平均電壓必須相當(dāng)長時間為零。所以，如果開關(guān)24的占空因數(shù)為10％，而開關(guān)29的占空因數(shù)因此為90％，其意味著開關(guān)電橋10的中心端子11處的平均電壓為逆變器2的輸出電壓的10％。輸入電流然后改變直到輸入電壓也已經(jīng)達(dá)到相同的平均值的時刻。如果在正半波期間市電輸入電壓降到此值之下，則逆變器的輸入電流將變成負(fù)值。然而，二極管26不允許如此。市電電流和由此的平均逆變器的輸入電流也因此在此時刻設(shè)置為零，輸入電容14處的電壓保持恒定。
依靠延遲元件63實(shí)現(xiàn)的是在正市電電源半波期間晶體管29的占空因數(shù)不能升高到多于90％，而在負(fù)市電電源半波期間不能降低到低于10％。依照此種方式，保證了在正市電電源半波期間電容14處的電壓不會降低到低于逆變器2的輸出電壓的10％，也不會在負(fù)市電電源半波期間升高到高于輸出電壓的90％。由此，電路的諧振部分處的有效電壓總是高于40V。依靠門控元件58、59、60、61、62、63、64和65可實(shí)現(xiàn)該占空周期和對占空周期的限制。特別地，由延遲元件63施加的、與VCO頻率相結(jié)合的延遲時間是限制占空因數(shù)的關(guān)鍵因素。
延遲元件64和65的每一個都延遲輸入信號的上升沿，而不延遲其下降沿。延遲元件64和65可用計(jì)數(shù)器或多頻振蕩器來實(shí)施，下面也稱為可再觸發(fā)單穩(wěn)多頻振蕩器。
然后，可如下描述邏輯電路48的操作，特別地允許設(shè)置占空因數(shù)如果市電電壓和市電電流為正，則信號91是邏輯“高”，二極管26導(dǎo)通。然后來自VCO47的正向沿置位D觸發(fā)器62，其輸出67變?yōu)檫壿嫛?”態(tài)，因此其負(fù)輸出68變?yōu)檫壿嫛?”。由于加到異或門59上的第二輸入端的信號線50上的信號被設(shè)置為邏輯“高”，所以在異或門59的輸出產(chǎn)生邏輯“0”。此狀態(tài)立刻由延遲元件64傳遞到功率晶體管29。在ExOR60的輸出端產(chǎn)生邏輯“1”，此信號經(jīng)過由延遲元件65的一個延遲之后傳遞到晶體管24。此信號延遲保證兩個晶體管24和29決不同時導(dǎo)電。
已描述的時刻是由時間曲線70上的時刻73表示的時刻。由于逆變器2的輸出端11處的輸出電壓經(jīng)由切換為導(dǎo)通的晶體管24抵消了市電電壓和市電電流，所以線圈18中的電流開始下降，如電流波形71所示。當(dāng)電流值下降的低于由微處理器44設(shè)置的參考值72時，在比較器46的輸出端產(chǎn)生邏輯“0”信號。此信號被回饋到ExOR門58。由于信號線50上的邏輯“1”將加到后者的第二輸入端，所以在此時刻在后者的輸出端產(chǎn)生邏輯“1”。邏輯“1”信號將經(jīng)由與(AND)門61被回饋到D觸發(fā)器62的復(fù)位輸入端，其然后復(fù)位。與門61與延遲元件63結(jié)合，在復(fù)位D觸發(fā)器62之前，與比較器46的狀態(tài)無關(guān)地，產(chǎn)生一個可被觀察到的最小時長ΔT1。此結(jié)果是具有一個最小值，低于此最小值晶體管24的占空因數(shù)不會下降。從最小時段ΔT1和VCO 47的頻率的乘積即，從ΔT1*FVCO計(jì)算出占空因數(shù)。按這樣的方式選擇最小時段ΔT1即使在通過零位期間，在電容14處維持保證逆變器3將持續(xù)操作的殘留電壓。如果在輸出端67處產(chǎn)生邏輯“0”，則ExOR門59的輸出被設(shè)置為邏輯“1”。此信號被有一個延遲地回饋到功率晶體管29。同時，負(fù)輸出端68變?yōu)檫壿嫛?”，且ExOR門60的輸出變?yōu)檫壿嫛?”。此信號被無延遲地回饋到功率晶體管24。因此在兩個功率晶體管24和29的接頭11點(diǎn)處存在地電勢，其結(jié)果為當(dāng)市電電壓為正時，線圈18中的電流又開始升高。此狀態(tài)一直維持到來自VCO47的下一個切換信號。平均電流，及由此的在一個切換周期期間流進(jìn)逆變器的平均市電輸入電流也大約為電流的負(fù)和正峰值的平均值。在此情況下，電流的負(fù)峰值僅依賴于選定的切換閾值。在很多方面，正峰值和切換閾值之間的差依賴于逆變器工作的狀態(tài)，例如，依賴于VCO頻率和電壓，但不依賴于設(shè)置的切換閾值自身。因此通過改變切換閾值而能夠改變平均電流相同的量，其意思是可通過設(shè)置切換閾值的方式單獨(dú)控制平均逆變器電流。當(dāng)市電電壓為負(fù)時，信號91的值為邏輯“0”，輸入到ExOR門59和60的輸入信號通過ExOR門59和60沒有改變，其意味著ExOR門59和60實(shí)際上變?yōu)闊o效。切換信號100使D觸發(fā)器62進(jìn)行設(shè)置，但與市電電壓為正時發(fā)生的情況相反，現(xiàn)在切換信號使功率晶體管19導(dǎo)通。另外，當(dāng)市電電流為負(fù)時二極管21導(dǎo)電。由此將反相的市電電壓與逆變器2的輸出電壓之間的差加到輸入電容14上，而線圈18中的電流開始上升，如圖4中相對于時間的曲線中的時刻83和84所示。微處理器44設(shè)置一個不同的，更加為正的參考值82。如果超過了參考值82，則在比較器的輸出端出現(xiàn)邏輯“1”值，此值通過ExOR門58和與門61無改變地被回饋到D觸發(fā)器62的復(fù)位輸入端。以此方式，復(fù)位了D觸發(fā)器62，晶體管29截止并且晶體管24導(dǎo)通。在此之后，兩個晶體管24和29的接頭11處的點(diǎn)的電勢是逆變器2的輸出電壓的電勢。由于市電電壓為負(fù)和二極管21導(dǎo)電，所以線圈18中的電流又開始下降。此狀態(tài)一直持續(xù)到這樣的時刻VCO47提供一個新的切換脈沖100。在此情況下，與門61與延遲元件63結(jié)合也用于保證在復(fù)位D觸發(fā)器62之前觀察到最小時間ΔT1，然而其對應(yīng)于晶體管29的占空因數(shù)。因此所述效果與正半波期間的相同。以與在正半波的情況下相同的方法，但符號相反，負(fù)的市電電流現(xiàn)在也能被設(shè)置的切換閾值控制，因此能得到有利的市電電流波形。
微處理器以這樣的方式設(shè)置參考值72和82隨后的時間曲線一方面對于市電電流得到如圖7所示的類似正弦波的波形，另一方面從逆變器2輸出的輸出電壓的平均值是所期望的400V的輸出電壓。為此目的，將來自逆變器2的輸出電壓的測量結(jié)果經(jīng)由未示出的連線回饋到微處理器。在來自檢測電路45的信號的幫助下實(shí)現(xiàn)了與主頻率的同步。
權(quán)利要求
1.一種具有一個用于將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的逆變器(2)的電路(1)，其逆變器具有一個含有兩個二極管(21，26)和一第一中心端子(9)的二極管半橋(8)、一個具有兩個開關(guān)(24，29)和一第二中心端子(11)的開關(guān)半橋(10)、一個高頻電感(18)及與該高頻電感(18)串聯(lián)的兩個接頭(12，15)，用于在兩個中心端子(9，11)之間連接市電電壓源(7)，一第一直流路徑(20)，其依靠二極管半橋(8)中的第一二極管(21)和一個導(dǎo)電接頭(22)連接至第一中心端子(9)，且依靠開關(guān)半橋(10)中的第一開關(guān)(24)和一個導(dǎo)電接頭(27)連接至第二中心端子(11)、和第二直流路徑(25)，其依靠二極管半橋(8)中的第二二極管(26)和一個導(dǎo)電接頭(28)連接至第一中心端子(9)，且依靠開關(guān)半橋(10)中的第二開關(guān)(29)和一個導(dǎo)電接頭(27)連接至第二中心端子(11)，其特征在于逆變器(2)具有一個將交流電壓轉(zhuǎn)換為一第二直流電壓的第二逆變器(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路，其特征在于市電電壓源(7)、逆變器(3)的輸入(52，53)和高頻電感(18)形成一個串聯(lián)電路。
3.如權(quán)利要求1和/或2所述的電路，其特征在于逆變器(3)中的能量傳送是頻率相關(guān)的。
4.如權(quán)利要求1至3所述的電路，其特征在于逆變器(3)設(shè)置在高頻電感(18)和市電電壓源(7)之間。
5.如權(quán)利要求1至4所述的電路，其特征在于逆變器(2，3)具有一個變壓器(17)。
6.如前述權(quán)利要求1至5中任一個所述的電路，其特征在于逆變器(2，3)具有一個諧振電容(19)。
7.如前述權(quán)利要求1至6中任一個所述的電路，其特征在于逆變器(2，3)具有一個輸入電容(14)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一個所述的電路，其特征在于逆變器(2，3)具有一個控制裝置(5)。
9.如權(quán)利要求8所述的電路，其特征在于由控制裝置通過開關(guān)(24)和(29)的占空因數(shù)的限制來限制輸入電容(14)處的電壓。
10.一種具有如前述權(quán)利要求1至9中任一個所述的電路(1)的電源系統(tǒng)。
11.一種具有如權(quán)利要求10所述的電源系統(tǒng)的視頻投影系統(tǒng)。
12.一種具有如權(quán)利要10所述的電源系統(tǒng)的辦公用或消費(fèi)類電子產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一個將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的逆變器(2)的電路(1)，該逆變器(2)具有一個二極管半橋(8)、一個開關(guān)半橋(10)和兩個直流路徑(20，25)。根據(jù)本發(fā)明，逆變器(2)具有一個將交流電壓轉(zhuǎn)換為第二直流電壓的第二逆變器(3)。
文檔編號H05B41/24GK1659932SQ03813773
公開日2005年8月24日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月13日
發(fā)明者P·呂爾肯斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司