CN100592615C - 用于转换交流电压的装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于转换交流电压的装置，用于转换来自干线电力供应器的交流电压成为预定准位与波形的直流电压，包含：一整流器电路，其是用于连接至该干线电力供应器；一切换电路，其是连接至该整流器电路；一主要变压器，其是连接至该切换电路；及一辅助变压器，其为连接至该切换电路，且该辅助变压器的二次侧绕组为耦接至该主要变压器的二次侧绕组，以使通过该切换电路与主要变压器的电流是受限制于一预定值。
Description
技术领域
针对充电膝上型计算机、移动电话与类似者，对于小巧且低价位的装置的快速提高的需求的存在，以供转换一干线(mains)电压至预定值的期望的直流电压，例如：12、24或36伏特，选用而言，其具有变平的波形于直流电压侧。
背景技术
美国专利第3,660,724号是揭示一种改良的保护电路，其中，当存在过量的输出电压时，一硅控整流器是切换成具有一电源供应器的电路，以保护其正常为由该电源供应器所供以能量的电子设备。
德国专利DE-A-3427221是揭示一种电路，于其中，输出电压是与于一个二次侧电路的参考电压相比较。
美国专利第4,272,805号是揭示一种切换调节器，于其中，一输入直流电压是被截波，且然后为施加以驱动一变压器，自其中，一交流电压引出，其接着为整流于一整流器电路之中。
现存的所谓的线性型式转换器是大且重且消耗可观量的功率，甚者是当并无电压为消耗时。
发明内容
本发明的目的为排除上述问题之一或多者。
本发明提出一种装置，其用于转换来自干线电力供应器的一交流电压成为预定准位(与波形)的一直流电压，包含：一整流器电路，其用于连接至该干线电力供应器；一切换电路，连接至该整流器电路；一主要变压器，其连接至切换电路；及一辅助变压器，其为连接至该切换电路，且该辅助变压器的二次侧绕组为耦接至主要变压器的二次侧绕组，以使通过切换电路与主要变压器的电流受限制于一预定值。
本发明的结果是在于，一种用于具有相当小数目的构件的移动电话与类似者的装置可为以相当低的成本价位而得到。
于一个较佳实施例中，干线电压是藉由相当小数目的低成本价位的二极管与单一个电容器与自感组件而滤波，例如：于所谓的巴特沃兹(Butterworth)配置。
该切换装置是较佳为操作于64千赫(kHz)或更高的一频率，使得人类与动物遭受它带来的较小的不便。
于一个较佳实施例中，一种所谓的共基极(Common-Base)功率晶体管被运用，其为于更佳实施例以保护免于过高的电流与过高的温度。
此保护较佳为藉由辅助变压器的二次侧的一个二极管而达成，虽然于辅助变压器的一次侧绕组的一个相当低成本价位的(齐纳，Zener)二极管可以类似方式思及以保持功率晶体管的温度于约为摄氏80至85度，无论于任何情形下是明确为低于摄氏100度。于此功率晶体管的温度上升的限制是部分为取决于变压器的一次侧或二次侧的(齐纳)二极管的特性的陡峭度、或是于其特性的尖锐弯曲，藉以限制电流值。
该晶体管较佳为一双极晶体管，其成本价位相较于MOSFET型式的常见的功率晶体管而较低为约2.5的一因子。
本发明需要相当少的标准制造构件，使得成本价位可维持为低。
附图说明
图1是根据本发明的一个较佳实施例的电路图。
符号说明：
10装置(电路)
11、12、13、14连接端子
15熔丝
16、17、18、19、31、37、38二极管
21、22、36、40、41、42电容器
23、32自感组件
25线路
26主要变压器
27功率晶体管
28辅助变压器
29、34电阻器
30NTC电阻器
33二端交流开关组件(DIAC)
35节点
具体实施方式
本发明的进一步的优点、特点、与细节将基于其一个较佳实施例的以下说明且参照随附图式而作解说。
一装置10于一侧为设有连接端子11、12以供连接至干线供应器，且于另一侧为设有连接端子13与14，一移动电话、膝上型计算机与类似者的一电池可连接至端子13与14。装置10设有一熔丝15与四个二极管16、17、18与19，以供整流一交流电压(例如为120伏特)成为一所谓的轨道或总线电压(约为170伏特)。电路10更包含：于巴特沃兹配置的二个电容器21与22、以及连接于其间的一自感组件23，针对滤波已整流后的电压的目的。一变压器26的一次侧绕组进而连接至线路25，变压器26的一次侧绕组的另一侧连接至一功率晶体管27，其连接于所谓的共基极配置且其的发射极为连接至一辅助变压器28的一次侧绕组，其另一侧为经由电阻器29与一温度灵敏的NTC电阻器30而连接至晶体管27的基极。于功率晶体管27的基极与线路25之间进而连接至一个二极管31与一个自感组件32。具有闸流体(thyristor)作用的一个二端交流开关组件(DIAC)33进而连接至功率晶体管27的基极，DIAC 33是经由一电阻器34而依次连接至线路25。于DIAC 33与电阻器34之间的节点35是经由相当小容量的一电容器36而更连接至功率晶体管27的发射极且经由一个二极管37而连接至其集电极。辅助变压器28的二次侧绕组是经由一个二极管38而连接至主要变压器26的二次侧绕组。一第二个二极管39与二极管38是串联连接至变压器26的二次侧绕组，而且于所示的较佳实施例中，二个电容器40、41连接。经由一电容器42，连接端子14是连接至功率晶体管27的基极。
在连接端子11与12供以能量后，例如：高达120伏特的一交流电压，电容器21与22是可充电为高达例如170伏特的一电压。电容器36将经由电阻器34而充电，直到DIAC 33成为操作于例如45伏特的一电压为止。电容器36是将放电至晶体管27的发射极，藉此，一电压将出现于主要变压器26的一次侧绕组。输出电容器40与41将为立即充电，而且此等电容器所充电的电流可反馈至晶体管27的发射极，藉此，后者维持于导通的状态。
晶体管27继续导通，只要发射极电流大于基极电流。一旦主要变压器26或辅助变压器28成为饱和或电流开始流通于二极管38，该晶体管将切换为不导通。
于低负载下，晶体管将归因于主要变压器26的饱和而切换为不导通。于较高负载下，于辅助变压器28的一次侧绕组的电压将升高，其中，晶体管27必须在当辅助变压器28为饱和时而切换为不导通。功率晶体管27亦将在当二极管38为开始导通(此意味着一电流为流通于电阻器29与30)而切换为不导通。当闭回路放大为已经充分减小，功率晶体管27将切换为不导通。随着晶体管27为加热，电阻器30的电阻值将增大，藉此，功率晶体管27将最终切换为不导通。
晶体管(Q2)的再次激活是运用自感组件32而自动进行。
一旦一相当小的电流开始为流通于主要变压器26的二次侧绕组，于功率晶体管27的发射极的一对应的小电流将立即再次将其切换为导通。
根据本发明的一种装置的上述较佳实施例(具有15-20瓦特的一输出)是可为配置于一标准M5型式的壳体。重量可为小于100公克，而若无负载为连接至端子13、14，该装置将消耗小于0.1瓦特的功率，且输出电压维持。
借着相当小数目的构件，即：辅助变压器28、二极管38与温度灵敏的电阻器30，根据本发明的装置的上述较佳实施例将达成转换器的保护，免于过大的输出以及其功率调节。于诸多情形中，温度灵敏的电阻器30将可能为省略，举例而言，取决于连接端子13与14所已经可利用的保护装置。
然而，本发明并不限于上述的其较佳实施例所述内容；所求取的权利是由权利要求保护范围所界定，诸多的修改可为于其范畴内而思及。
Claims (10)
1.一种用于转换交流电压的装置，用于转换来自干线电力供应器的交流电压成为预定准位与波形的直流电压，包含：
一整流器电路，用于连接至该干线电力供应器；
一切换电路，连接至该整流器电路，该切换电路包含一功率晶体管，该功率晶体管为共基极配置；
一主要变压器，该主要变压器的一次侧绕组连接至该切换电路的功率晶体管；及
一辅助变压器，该辅助变压器的一次侧绕组连接至该切换电路的功率晶体管，且该辅助变压器的二次侧绕组为串联至该主要变压器的二次侧绕组，以使通过该切换电路与主要变压器的电流受限制于一预定值。
2.根据权利要求1所述的用于转换交流电压的装置，其中，一滤波器电路连接于整流器电路与切换电路之间。
3.根据权利要求2所述的用于转换交流电压的装置，其中，该滤波器电路包含多个二极管。
4.根据权利要求2或3所述的用于转换交流电压的装置，其中，该滤波器电路包含至少一个电容器与一个自感组件。
5.根据权利要求4所述的用于转换交流电压的装置，其中，该切换电路包含一个二端交流开关组件。
6.根据权利要求5所述的用于转换交流电压的装置，其中，该辅助变压器是连接至该功率晶体管的集电极或发射极。
7.根据权利要求6所述的用于转换交流电压的装置，其中，一个二极管是连接于该辅助变压器的二次侧绕组的连接端子之间。
8.根据权利要求7所述的用于转换交流电压的装置，其中，一电阻器是连接于该功率晶体管的基极与集电极或发射极之间。
9.根据权利要求8所述的用于转换交流电压的装置，其中，一温度灵敏的负温度系数电阻器是连接于该功率晶体管的基极与集电极或发射极之间。
10.根据权利要求9所述的用于转换交流电压的装置，其中，该功率晶体管是一双极晶体管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100224 Termination date: 20141219 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |