CN1169054A - 有输出调整电路的转换器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种构成简单、能降低生产成本的、具有输出调整电路的转换器，包括：①电位控制器，给升压变压器施加随着振荡而周期性变化的输入电压；②控制装置，把上述电位控制器的输出信号转换成脉冲，并对应该输出信号对脉冲宽度进行调制，作为控制信号输出；③开关装置，设置在升压变压器的输入电路上，按照上述控制信号进行导通、不导通控制。

Description

有输出调整电路的转换器
本发明涉及一种有输出调整电路的转换器，用于荧光灯、场致发光板等的驱动器，也可用于离子、臭氧发生器等的激励器，特别适合于低成本化生产。
图8是用于荧光灯驱动器的转换器的电路图。升压变压器11，配置有带中间抽头P的输入线圈11P，输出线圈11S和反馈线圈11f。
输入线圈11P与谐振用的电容12并联，以便使输出线圈11S输出交流电压。
另外，晶体管13、14是反复接通、断开操作的开关晶体管，晶体管13使从中间抽头流入线圈11P一侧的电流断断续续，晶体管14则使流入线圈11P另一侧的电流断断续续。
晶体管13、14让从电池电源15经过起动电阻16的起动电流输入其基极，交替接通，而在与其基极相联的反馈线圈11f的反馈作用下急速动作。
电源电流通过开关晶体管17和扼流线圈18，输入上述升压变压器11的中间抽头P，而开关晶体管17的基极，输入从调光用的集成电路19发出的脉冲信号断断续续地接通和断开。
20是用于吸收扼流线圈18的反电动势的二极管。
调光用的集成电路19，是通过调整升压变压器11的输出电压高低，而改变荧光灯亮度的。随调整电阻22的设定值而变化其占空率的脉冲信号的输出，这个脉冲信号使开关晶体管17导通动作。
23是起动开关。
另外，升压变压器11的输出线圈11S，通过镇流电容24，同荧光灯21相联。
电阻25，二极管26，电容27组成了负载电流的检测电路，电容27的充电电压作为检测信号通过调整电阻22送入调整光用的集成电路19。
这个转换器电路，通过起动开关23闭合，随调整电阻22的设定值而变化其占空率的脉冲信号由调光用的集成电路19输出，由于这个脉冲信号，使开关晶体管17接通，断开地反复动作。
由于这个开关晶体管17的动作，电源电流通过晶体管17和扼流线圈18，输入升压变压器11的中间抽头。
这时，起动电流通过起动电阻16，流入晶体管13、14的基极，晶体管13、14过渡到导通状态，由于电路条件和晶体管特性，两者之一首先导通。
例如，晶体管13先导通，电源电流通过中间抽头P一侧的输入线圈11P和晶体管13流动。
由于输入电流通过输入线圈11P，反馈线圈11f产生的感应电压施加于晶体管13的基极，这一反馈作用加速了晶体管13的接通动作。
因此，电源电流通过中间抽头P的另一侧的输入线圈11P和晶体管14流动，而反馈线圈11f产生的感应电压施加于晶体管14的基极起反馈作用。
晶体管14由于升压变压器11的磁饱和及晶体管特性，由接通转换成断开，紧接着，晶体管13又开始接通。
这样，利用晶体管13、14反复交替接通，转换器电路发生振荡，在输出线圈11S产生高压交流电。
荧光灯21利用输出线圈11S输出的交流电发光，这灯管电流(负载电流)由电阻25，二极管26和电容27所构成的检测电路进行检测。
就是说，检测出灯管电流的变动，其检测信号被送到调光用的集成电路19。
上述转换器电路中，开关晶体管17的接通、断开动作，是随调光用的集成电路19输出的脉冲信号而变化的，所以，对升压变压器11的输入线圈11P所输入的电流量，是由这个脉冲信号决定的。
就是说，升压变压器11输出的交流电压的高低，是由上述的脉冲信号的占空率所决定的。
所以，调光用的集成电路19通过改变其输出的脉冲信号的占空率，就可以改变荧光灯21的亮度。
可是，上述以往的转换器电路，作为改变荧光灯21的亮度的调光手段，要有调光用的集成电路19，因此，电路组成不够简单，而且组成元件也贵。
其结果，使转换器生产成本的降低遇到了困难。
鉴于上述实际情况，本发明的目的，是提供一种构成简单、适用于降低生产成本的具有输出调整电路的转换器。
为达到上述目的，在本发明中，提供如下方案：转换器的特征是：有一个利用振荡而输出的升压变压器，和有一个可以改变这个升压变压器的输出电压高低的，有输出调整电路的转换器，该转换器包括有：①电位控制器，给升压变压器施加随着振荡而周期性变化的输入电压；②开关装置，设在升压变压器的输入电路上，根据上述电位控制器的输出信号，进行导通、不导通控制。
上述转换器中，升压变压器的输入电压，随着振荡而周期性地反复变化，成为波形电压(正弦渡全波整流电压)，所以对其施加输入电压的电位控制器的输出信号，随着该输入电压和电位控制器的操作设定值的变化，而成为波形电压信号。
因而，每当电位控制器的输出信号出现反复，当这输出信号达到开关装置所设定的电压值时，设在升压变压器的输入电路上的开关装置就可进行导通，不导通控制。
这样构成的转换器，对电位控制器进行调整操作，改变其输出信号的大小，就可以调整输出。
另外，不改变电位控制器的输出信号，而改变同这输出信号相比较的开关装置的设定电压值，也可以调整输出。
同时，提出另一方案：转换器的特征是：有一个利用振荡而输出的升压变压器，和有一个可以改变这个升压变压器的输出电压高低的，有输出调整电路的转换器，该转换器包括有：①电位控制器，给升压变压器施加随着振荡而周期性变化的输入电压；②控制装置，把电位控制器的输出信号转换成脉冲，对应上述输出信号对脉冲宽度进行调制，变成控制信号输出；③开关装置，设在升压变压器的输入电路上，根据上述控制信号实现导通、不导通控制。
本发明的转换器，把电位控制器的输出信号变为调制脉冲宽度的控制信号，由控制装置输出；使在升压变压器输入电路上的开关装置，根据这个控制信号进行导通、不导控制。
如上述那样，通过用开关装置的导通、不导通控制，来限制升压变压器的输入电流，从而导致这个变压器输出电压的高低变化，也就是可以调整联接在升压变压器输出端的荧光灯等的负载的供电电压。
同时，本发明的转换器的输出调整电路，可以由电位控制器和开关装置构成，或者由电位控制器，开关装置和晶体管电路控制装置构成，所以结构简单、生产成本低。
下面，对本发明的实施例按图加以说明。
图1是实施例1的转换器电路图；
图2是上述转换器电路的各分电路的电压波形的简略示意动作说明图；
图3是实施例2的转换器电路图；
图4是实施例3的转换器电路图；
图5是实施例3的转换器电路的各分电路的电压波形的简略示意动作说明图；
图6是实施例4的转换器电路图；
图7是实施例5的转换器电路图；
图8是以往的转换器的电路图的一例。
图1是用于荧光灯驱动器的本发明的实施例1的转换器电路图。
凡是与图8的以往的转换器电路图所表示的实例相同的电路和元件，都采用同一代号，其说明从略。
这个转换器电路中，在a点和b点之间联接着电位控制器(可变电阻器)30，a点是扼流线圈18和升压变压器11的中间抽头P之间的输入电路联接点，b点与电池电源15的负极相联；由这个电位控制器30，给升压变压器11施加输入电压Vo。
由电位控制器30的输出端子30a输出的输出信号VS1，输入当作开关用的晶体管32的基极。
就是说，当输出信号VS1超过晶体管32的开关电压(基极与发射极之间的电压Vbe)，这个晶体管32就接通，输出控制信号VS2。
联接在输出端子30a和电池电源15之间的电阻31，当电源电压波动时，用于稳定升压变压器11的输出电压。
控制信号VS2被输入到另一个当作开关用的晶体管33的基极中。
这个晶体管33，其集电极与开关晶体管17的基极相连，其发射极与开关晶体管17的发射极相连；当控制信号VS2输入其基极而接通时，开关晶体管17的发射极和基极之间发生短路。
就是说，由于晶体管33的接通，造成开关晶体管17的不导通；而由于晶体管33的断开，又造成开关晶体管17导通。
上述转换器电路，当电源开关34接通时，开始发生振荡。
也就是说，当电源开关34接通时，晶体管13、14的基极输入了起动电流，因此同以往的实例一样，晶体管13、14交替反复接通。
所以，升压变压器11的输入线圈11P，即由中间抽头P分开的两边的输入线圈，就交替流过输入电流。
从而，由输出线圈11S产生的高压交流电，就作用于荧光灯21，使之发光。
在发生上述那样的振荡时，作用于电位控制器30的电压Vo，如图2(A)所示，呈正弦波形的半渡状连续反复。因此，电位控制器30的输出信号VS1，如图2(B)所示，随着因输出端子30a的操作设定值而变化的电压高低的反复，呈脉冲信号。
当这个输出信号VS1超过晶体管32基极与发射极之间的电压Vbe时，晶体管32就接通，由于这一接通而输出的控制信号VS2，如图2(C)所示，呈脉冲信号。
也就是说，这个晶体管成了脉冲宽度调制器。
由于晶体管32的基极反复输入控制信号VS2而接通，造成对开关晶体管17的非导通控制，因此，开关晶体管17呈导通，不导通的反复交替，在开关晶体管17的集电极上的电压Vo，有如图2(D)所示。
这样的转换器电路，随着电位控制器30的操作设定值而变化的脉冲控制信号VS2，控制着开关晶体管17的导通、不导通状态，从而限制着升压变压器11的输入电流。
就是说，通过电位控制器30的操作设定值，而改变升压变压器的输入电流量，从而改变变压器11的输出电压的高低，就可以调整荧光灯21的亮度。
图3是实施例2的转换器电路图。
这个转换器电路，为了减少对周围温度的影响，在作为控制装置的晶体管32的发射极上联接了稳压二极管35。
另外，用电阻31防止因电源电压波动而造成的升压变压器11的输出变化，如图示那样，在输出端子30a上联接电容36，可以进一步提高输出电压的稳定性。
当用电阻25，二极管26和电容27构成负载电流的检测电路时，在电位控制器30上串联检测电阻37，检测电路的检测信号送到其联接点C。
通过这样的构成，当负载电流增加时，检测信号就增大，输出信号VS1也提高，控制信号VS2的占空率也就变大了。
这样，晶体管33的接通时间变长，开关晶体管17的导通时间则变短，于是输入电流量减少，输出电流也就减少了。
当负载电流减少时，则与上述动作相反。
就是说，控制信号VS2的占空率变小，晶体管33的接通时间变短，开关晶体管17的导通时间变长，结果升压变压器11的输入电流增加，输出电流也就增加了。
在实施例2中，在晶体管32的集电极和电池电源15的负极线路之间设置起动开关38。
接通起动开关38，晶体管33就稳定接通，开关晶体管17就持续不导通；断开这个起动开关38，就产生上述那样的振荡。
如上所述，利用本发明，输出调整电路可以由一个电位控制器30、两个晶体管31、32构成，这种电路元件少、结构简单的转换器，对降低生产成本是极为有利的。
图4是用于荧光灯驱动器的实施例3的转换器电路图。
凡是与图8所示的以往的转换器电路实例相同的电路及元件，一律用同一代号，其说明从略。
这个转换器电路，在ab两结点之间联接着电位控制器(可变电阻器)30，a点是扼流线圈18和升压变压器11的中间抽头P之间的输入电路联接点，b点与电池电源15的负极相连。由这个电位控制器30给升压变压器11施加输入电压Vo。
由电位控制器30的输出端子30a输出的输出信号VS1，输入到当作开关用的晶体管40的基极。
就是说，当输出信号VS1超过晶体管40的开关电压(基极与发射极之间的电压Vbe时，晶体管40就接通，输出控制信号VS2。晶体管40就成了脉冲宽度调制器。
控制信号VS2输入当作开关用的另一个晶体管41的基极。
这个晶体管41，其集电极与场效应晶体管42的栅极相接，其发射极与电源的负极线相连，控制信号VS2输入其基极而接通，使场效应晶体管42的栅极电位下降。
就是说，晶体管41的接通，造成场效应晶体管42的导通；晶体管41的断开，造成场效应晶体管42的不导通。
场效应晶体管42，其源极接电池电源15的正极，其漏极接扼流线圈18，是P型沟道的增强型金属-氧化物-半导体场效应晶体管。
上述转换器电路，接通电源开关34即开始产生振荡。
也就是说，接通电源开关34，电源电流就流入晶体管40的发射极～基极、输出端子30a和电位控制器30，晶体管40就接通了。
于是，晶体管41也随着接通，场效应晶体管42就导通了。
另外，由于场效应晶体管42的导通，起动电流输入晶体管13、14的基极，所以同以往的实例一样，晶体管13、14就交替反复接通。
这个实施例中，升压变压器11的反馈线圈11f设置了中间抽头Q，起动电流通过这个中间抽头Q和反馈线圈11f，分别输入晶体管13、14的基极。
这样，升压变压器11的输入线圈11P，即由中间抽头所分开的两侧线圈，就交替流过输入电流。
因此，由输出线圈产生的高压交流电，就作用于荧光灯21，使之发光。
在产生上述振荡时，施加于电位控制器30的电压Vo，如图5(A)所示，呈正弦波的半波状连续反复。因此，电位控制器30的输出信号VS1如图5(B)所示，随着因输出端子30a的操作设定值而变化的电压高低的反复，呈脉冲信号。
在晶体管40，当这个输出信号VS1未超过其基极与发射极之间的电压Vbe时则接通；当输出信号VS1超过电压Vbe时就断开，由于这种接通，断开而输出的控制信号VS2，如图5(C)所示，呈脉冲信号。
晶体管41，由于控制信号VS2输入其基极而反复接通，控制着场效应晶体管42的导通状态，场效应晶体管42反复进行着导通，不导通，这样，在场效应晶体管42的漏极的Vd，如图5(D)所示。
这样，这个转换器电路，随着电位控制器30的操作设定值而变化的脉冲控制信号VS2，控制着场效应晶体和42的导通状态，而限制着升压变压器的输入电流。
就是说，利用电位控制器30的操作设定值，改变升压变压器11的输入电流量，由此而改变这个变压器11的输出电压的高低，也就可以调整荧光灯21的亮度。
场效应晶体管42，当栅极的电位低于源极时，源极与漏极之间导通，为了使之导通所需的源极与栅极之间的电位差，也就是栅极电压，不仅因场效应晶体管的品种而异，即使同一品种的不同批号之间也是参差不齐的。
上述转换器电路，对于场效应晶体管42的这种栅极电压的不一致性，可加以充分补偿。
也就是说，假设场效应晶体管4 2的栅极为电源电压时(例如6～9伏)，由于晶体管41的接通，使这个栅极电压降到0伏，所以尽管场效应晶体管42的动作很不一致，但使之导通的源极与栅极之间的电压差(栅极电压)还是足以保证的。
图6是实施例4的转换器电路图。
这个转换器电路，由电位控制器30的输出端子30a输出的输出信号SV1，直接输入场效应晶体管42的栅极，以控制场效应晶体管42的导通状态。
图7是实施例5的转换器电路图。
这个转换器电路，设置了晶体管43，电位控制器30的输出信号，VS1输入晶体管43的基极，当输出信号VS1未超过晶体管43的基极与发射极之间的电压Vbe时；晶体管43则导通，而当超过时，则不导能。
晶体管43这样的接通、断开信号供给场效应晶体管42的栅极，来控制场效应晶体管42的导通状态。
图6、图7所示的转换器电路，虽然场效应晶体管42的栅极不降到零电压，但只要使用为了使其导通的栅极电压差别较少的场效应晶体管，就完全能满足要求。
象上述那样，输出调整电路可以由一个电位控制器30构成，或者由一个电位控制器30和晶体管构成，所以这种转换器的电路元件少、结构简单，对降低生产成本极为有利。
在本发明的实施例中，并不限于使用电池电源，一般的直流电源即可。

Claims (6)

1.一种转换器，其特征是：包括一个利用振荡而输出的升压变压器，和一个可以改变上述升压变压器的输出电压高低的、具有输出调整电路的转换器，该转换器包括：①电位控制器，给升压变压器施加随着振荡而周期性变化的输入电压；②开关装置，设在升压变压器的输入电路上，按照上述电位控制器的输出信号进行导通、不导通控制。
2.一种转换器，其特征是：包括一个利用振荡而输出的升压变压器，和一个可以改变上述升压变压器的输出电压高低的、具有输出调整电路的转换器，该转换器包括：①电位控制器，给升压变压器施加随着振荡而周期性变化的输入电压；②控制装置，把上述电位控制器的输出信号转换成脉冲，并对应上述输出信号对脉冲宽度进行调制，成为控制信号输出；③开关装置，设置在升压变压器的输入电路上，按照上述控制信号进行导通、不导通控制。
3.根据权利要求1或2的转换器，其特征是：利用电阻值可以操作设定的可变电阻器来构成电位控制器。
4.根据权利要求1或2的转换器，其特征是：设在升压变压器的输入电路上的开关装置，是当作开关用的晶体管或场效应晶体管。
5.根据权利要求2的转换器，其特征是：控制装置包括有由晶体管电路构成的脉冲调制器。
6.根据权利要求1或2的转换器，其特征是：作为转换器负载的荧光灯的亮度，可以利用输出调整电路的操作设定加以调整。
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