CN217590630U - 电压转换器以及包括转换器的设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电压转换器，包括由连接在第一和第二节点之间的第一支路和第二支路的并联组合形成的电路。第一支路包括具有第一阻抗的第一受控整流元件。第二支路包括与具有基本上等于第一阻抗的第二阻抗的第二整流元件串联组合的电阻器。例如，第二整流元件可以是三端双向可控硅开关元件，其栅极被耦合以从第二支路的串联组合中的中间节点接收信号。备选地，第二整流元件可以是晶闸管，其栅极被耦合以在晶闸管的阳极处接收信号。

Description

电压转换器以及包括转换器的设备

优先权声明

本申请要求于2020年12月18日提交的法国专利申请第2013664 号的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开大体上涉及电子设备，并且更具体地涉及整流器型电压转换器或AC/DC转换器，其能够从AC电压源输出例如基本上DC的整流电压。

背景技术

许多AC/DC转换器是已知的，它们通常包括组装为整流桥的整流元件(可控或不可控)和至少一个用于对整流电压进行滤波或平滑的电容器。这种转换器尤其存在于电视机、台式计算机的中央单元、灯等中常见的开关模式电源中。在包括这种转换器的设备通电时，滤波电容元件由于它的电荷，导致强大的电流涌入。这种电流涌入扰乱电源网络并损坏转换器元件以及与其耦合的装置的部件或电路。

为了克服这个问题，特定AC/DC转换器包含浪涌电流限制电路。然而，一旦电流已经建立，浪涌电流限制电路就会导致不期望的电力消耗和发热。

本领域需要解决已知电压转换器的全部或部分缺点。

实用新型内容

本公开的实施例提高了已知电压转换器的功率效率。本公开的实施例进一步增加了电压转换器的可靠性。

本公开提供了一种电压转换器，包括电路，所述电路包括连接在第一节点和第二节点之间的并联组合，所述并联组合包括：第一支路，包括具有第一阻抗的受控整流元件；以及第二支路，包括与具有基本上等于所述第一阻抗的第二阻抗的第一三端双向可控硅开关元件串联组合的电阻器；其中所述第一三端双向可控硅开关元件包括第一阳极、在中间节点处串联耦合至所述电阻器的第二阳极、以及被配置为接收在所述中间节点处生成的第一信号的栅极。

在某些实施例中，所述受控整流元件是晶闸管。

在某些实施例中，所述受控整流元件为第二三端双向可控硅开关元件，所述第二三端双向可控硅开关元件的第一阳极与所述第一三端双向可控硅开关元件的第一阳极相连，所述第二三端双向可控硅开关元件的第二阳极与所述电阻器相连，并且所述第二三端双向可控硅开关元件的栅极被配置为接收第二信号。

在某些实施例中，所述第一三端双向可控硅开关元件和所述第二三端双向可控硅开关元件被集成在相同的封装中。

在某些实施例中，所述第一三端双向可控硅开关元件是存在于所述第二支路中的唯一整流电路元件。

在某些实施例中，所述第一三端双向可控硅开关元件的第二阳极被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述电阻器的端子被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述第一三端双向可控硅开关元件的栅极被直接电连接至所述中间节点。

在某些实施例中，所述电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻。

在某些实施例中，还包括：整流桥；和电容器。

还提供了一种包括上述转换器的设备。

还提供了一种电压转换器，包括电路，所述电路包括连接在第一节点和第二节点之间的并联组合，所述并联组合包括：第一支路，包括具有第一阻抗的受控整流元件；以及第二支路，包括与具有基本上等于所述第一阻抗的第二阻抗的第一晶闸管串联组合的电阻器；其中所述第一晶闸管包括阳极、在中间节点处串联耦合至所述电阻器的阴极、以及被配置为接收在所述第一晶闸管的阳极处生成的第一信号的栅极。

在某些实施例中，所述受控整流元件是三端双向可控硅开关元件。

在某些实施例中，所述受控整流元件为第二晶闸管，所述第二晶闸管的阳极与所述第一晶闸管的阳极相连，所述第二晶闸管的阴极与所述电阻器相连，并且所述第二晶闸管的栅极被配置为接收第二信号。

在某些实施例中，所述第一晶闸管和所述第二晶闸管被集成在相同的封装中。

在某些实施例中，所述第一晶闸管是存在于所述第二支路中的唯一整流电路元件。

在某些实施例中，所述第一晶闸管的阴极被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述电阻器的端子被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述第一晶闸管的栅极被直接电连接至所述第一晶闸管的阳极。

在某些实施例中，所述电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻。

在某些实施例中，还包括：整流桥；和电容器。

还提供了一种包括上述转换器的设备。

还提供了一种电压转换器，包括电路，所述电路包括连接在第一节点和第二节点之间的并联组合，所述并联组合包括：第一支路，包括具有第一阻抗的受控整流元件；以及第二支路，包括与具有基本上等于所述第一阻抗的第二阻抗的不受控整流元件串联组合的电阻器；其中所述不受控整流元件是第一二极管和第二二极管的反并联组合。

在某些实施例中，所述受控整流元件是三端双向可控硅开关元件或晶闸管中的一种。

在某些实施例中，第一二极管和第二二极管的所述反并联组合包括：所述第一二极管的阳极，被直接电连接至所述第二二极管的阴极；以及所述第一二极管的阴极，被直接电连接至所述第二二极管的阳极与所述电阻器二者。

在某些实施例中，所述电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻。

在某些实施例中，还包括：整流桥；和电容器。

还提供了一种包括上述转换器的设备。

附图说明

上述特征和优点以及其他特征和优点将在以下通过举例而非限制的方式给出的具体实施例的描述中参照附图进行详细描述，其中：

图1是表示电压转换器的一个示例的示图。

图2A是示出包括浪涌电流限制电路的电压转换器的另一示例的示图。

图2B是示出包括浪涌电流限制电路的电压转换器的又一示例的示图。

图3A是表示浪涌电流限制电路的一个示例的示图。

图3B是表示浪涌电流限制电路的另一示例的示图。

图4A是示出浪涌电流限制电路的实施例的示图；

图4B是示出浪涌电流限制电路的另一实施例的示图；

图5A是示出图4A的电路的备选实施例的示图；

图5B是示出图4B的电路的备选实施例的示图；

图6A是示出电压转换器的实施例的示图；

图6B是示出电压转换器的另一实施例的示图；以及

图7示出了包括电压转换器的设备。

具体实施方式

相同的特征在不同的附图中由相同的附图标记指定。特别地，在各种实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。

为了清楚起见，仅详细说明和描述了对理解本文描述的实施例有用的步骤和元件。特别地，没有详细说明电压转换器的可能应用，所描述的实施例与实现电压转换器的通常应用兼容。

除非另有说明，当提及连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当提及耦合在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以连接或它们可以通过一个或多个其他元件耦合。

在以下公开中，除非另有说明，当提及绝对位置限定词时，例如术语“前”、“后”、“顶”、“底”、“左”、“右”等，或相对位置限定词，如术语“上方”、“下方”、“上”、“下”等，或方向限定词，如“水平”、“垂直”等，参考到图中所示的方向。

除非另有说明，表述“大约”、“大约”、“基本上”和“大约”表示在10％以内，优选在5％以内。

图1是示出电压转换器100的一个示例的示图。

在所示示例中，电压转换器100包括整流桥101。整流桥101接收 AC电压Vin作为输入并输出整流电压Vout。

输入电压Vin例如是正弦电压。电压Vin例如是源自配电网络(未示出)例如干线的单相电源电压。例如，输入电压Vin的均方根(rms) 值约为230V，频率约为50Hz，或rms值约为110V，频率约为60Hz。

在图1所示的示例中，输入电压Vin被施加在转换器100的整流桥 101的第一节点103和第二节点105之间。输出电压Vout例如在转换器100的整流桥101的第三节点107和第四节点109之间可用。整流桥101 的节点109例如被带到参考电位，例如地。

在所示示例中，转换器100的整流桥101是非受控全波型的。在该示例中，整流桥101更具体地是二极管桥，包括：第一二极管111，其阳极连接到节点103并且其阴极连接到节点107；第二二极管113，其阳极连接到节点109并且其阴极连接到节点103；第三二极管115，其阳极连接到节点105并且其阴极连接到节点107；以及第四二极管117，其阳极连接到节点109并且其阴极连接到节点105。

在所示示例中，整流桥101的第一节点103经由开关119耦合到干线。例如，开关119更具体地包括连接到干线的相导体的端子121和连接到桥101的节点103的另一端子123。在该示例中，整流桥101的第二节点105连接到干线，例如连接到干线的中性导体。开关119能够给转换器100供电，即，在电桥101的节点103和105之间施加由干线输送的电压Vin(在导体中的电压降范围内)。

在所示示例中，转换器100还包括电容元件125，例如电容器。在该示例中，电容器125连接在整流桥101的节点107和109之间。例如，电容器125更具体地包括连接到节点107的端子127和连接到节点109 的另一端子129。电容器125用于例如，配置为滤波或平滑电压Vout。例如，输出电压Vout则基本上是DC电压。

例如，电压Vout能够为负载131(L)供电，如图1中的虚线所示，与电容器125并联组合。负载131例如被耦合或连接到转换器100的整流桥101的节点107和109。

在转换器100通电时，例如当开关119从断开状态切换到接通状态时，电容器125产生通常称为浪涌电流或电流浪涌的瞬态过电流。例如，具有达到额定电流的五到二十倍的强度的浪涌电流在每次通电时特别损坏整流桥101的二极管111、113、115和117。这不利地影响转换器100 的可靠性。浪涌电流还能够使电容器125劣化，导致不符合闪烁(flicker)标准并且干扰供电网络。

图2A是示出电压转换器200A的另一示例的图。图2A的电压转换器200A包括与图1的电压转换器100共有的元件。下文将不再详述这些共有元件。

图2A的转换器200A与图1的转换器100的不同之处主要在于转换器200A除了整流桥101之外还包括浪涌电流限制电路201A。

在所示示例中，电路201A位于转换器200A的输入处，在AC输入 Vin的一侧。在该示例中，电路201A更具体地连接在整流桥101的第一节点103和开关119的端子123之间。

在所示示例中，电路210A包括电阻器203。例如，电路201A的电阻器203包括连接到开关119的端子123的端子205和连接到整流桥101 的节点103的另一端子207。

在所示示例中，电路201A还包括与电阻器203并联组合的开关209，例如连接在电阻器203的端子205和207之间。在断开位置，开关209 迫使电流流过电阻器203。

在接通位置，开关209将端子205连接到端子207，这使得电阻器 203短路。然后电流主要流经开关209。

作为示例，开关209是继电器，例如单极机电继电器，图2A中仅示出了其电源触点。

在转换器200A通电时，例如当开关119切换到接通位置时，继电器209保持在断开位置。然后电流流过电阻器203。电阻器203在其端子205和207之间引起电压降。这使得能够在通电时限制电容器125充电期间的浪涌电流。

一旦电容器125被充电，例如在转换器200A通电之后的延迟之后，继电器209就被切换到接通位置。电流然后主要流经继电器209。这使得转换器200A的整流桥101能够传导根据应用适配的标称电流。

图2B是示出电压转换器200B的又一示例的示图。图2B的电压转换器200B包括与图1的电压转换器100共有的元件。下文将不再详述这些共有元件。

图2B的转换器200B与图1的转换器100的不同之处主要在于转换器200B包括位于整流桥101的输出处、在整流电压Vout一侧的涌流限制电路201B。在该示例中，电路201B更具体地连接在整流桥的第三节点107和电容器125的端子127之间。

电路201B例如与图2A的转换器200B的电路201A相同。在这种情况下，电路201B的电阻器203的端子205连接到整流桥101的节点 107，而电阻器203的端子207连接到电容器125的端子127。

转换器200B的电路201B的操作类似于转换器200A的电路201A 的操作，如前文关于图2A所描述的。

电路201A和201B的缺点主要来自于继电器209的存在。继电器 209确实能够损耗，例如，在每次负载切换时由于其电源触点的腐蚀。这不利地影响了形成转换器200A、200B的一部分的电路201A、201B 的可靠性。

继电器209在每次切换时还发出噪声，通常是咔嗒声。这样的咔嗒声证明对用户来说是不愉快的并且可能进一步干扰位于继电器209附近的声音识别系统，例如集成到包括转换器200A或200B的设备。

图3A是示出浪涌电流限制电路301A的一个示例的示图。

浪涌电流限制电路301A包括电阻器303。在所示示例中，电阻器 303是热敏电阻，更具体地是负温度系数(NTC)热敏电阻。在该示例中，热敏电阻303连接在电路301A的节点305和307之间。

电路301A还包括例如与热敏电阻303并联组合的三端双向可控硅开关元件309。在所示示例中，三端双向可控硅开关元件309更具体地使其第一阳极(A1)连接到电路301A的节点305并且其第二阳极(A2) 连接到电路301A的节点307。三端双向可控硅开关元件的第一阳极表示位于三端双向可控硅开关元件栅极(G)一侧的阳极，而三端双向可控硅开关元件的第二阳极表示与第一阳极相对的阳极。

例如，图3A中所示的电路301A被配置为替代图2A的转换器200A 的电路201A。电路301A的节点305，类似于电路201A的节点205，然后例如连接到开关119的端子123，而电路301A的节点307，类似于电路201A的节点207，例如连接到整流桥101的节点103。

例如，类似于先前针对图2A的电路201A的机电继电器209所描述的，三端双向可控硅开关元件309在导通状态之间切换和关断。更具体地，例如，在转换器通电阶段期间，三端双向可控硅开关元件309保持在关闭状态，以迫使电流流过热敏电阻303。一旦电容器125已经充电，即处于稳态，三端双向可控硅开关元件309就切换到导通状态，例如通过向其栅极G施加电流脉冲。Triac 309然后在两个方向上传导电流，即从其第一阳极A1到其第二阳极A2以及从其第二阳极A2到其第一阳极 A1。

在导通状态下，三端双向可控硅开关元件309的阻抗远低于关断状态时的阻抗。然而，该通态阻抗不为零。因此，三端双向可控硅开关元件309导致电路301A的端子305和307之间的电压降Vtriac。例如，电压降Vtriac为1V量级。

由于其与三端双向可控硅开关元件309并联组合，热敏电阻303承受电压降Vntc。在这种情况下，电压降Vntc基本上等于电压降Vtriac，在导体中的电压降范围内。

当三端双向可控硅开关元件309处于导通状态时，热敏电阻303两端存在的电压降Vntc导致电流Intc流过热敏电阻303。例如，发明创造者估计，对于到达节点305的6A量级的输入电流I，对于流经热敏电阻 303的2A量级的电流Intc，三端双向可控硅开关元件309仅传导4A量级的电流Itriac。

电流Intc负责通过焦耳效应加热热敏电阻303。这种加热导致包括电路301A的转换器的功率效率大大降低，并导致热敏电阻303过早磨损。在所示示例中，其中热敏电阻303具有负温度系数，热敏电阻303 的加热还导致电阻降低，从而放大这种现象。这种电阻降低确实有利于更有效的电流Intc流过热敏电阻303，从而有利于额外的加热，等等。

图3B是示出浪涌电流限制电路301B的另一示例的示图。图3B的电路301B包括与图3A的电路301A共用的元件。这些共用元件在下文中不再赘述。

图3B的电路301B与图3A的电路301A的不同之处主要在于电路 301B包括晶闸管311而不是三端双向可控硅开关元件309。在所示示例中，晶闸管311(可控硅整流器(SCR))具有的阳极连接到电路301B 的节点305并且其具有的阴极连接到电路301B的节点307。

例如，图3B所示的电路301B被配置为替代图2B的转换器200B 的电路201B。电路301B的节点305，类似于电路201B的节点205，然后例如连接到整流桥101的节点107，而电路301B的节点307，类似于电路201B的节点207，例如连接到电容器125的端子127。

例如，类似于先前针对图2B的电路201B的机电继电器209所描述的那样，晶闸管311在导通和关断状态之间切换。更具体地，在转换器通电阶段期间晶闸管311保持在关断状态，例如以迫使电流流过热敏电阻303。一旦电容器125已经充电，即处于稳态，晶闸管311则例如，通过向其栅极G施加电流脉冲而切换到导通状态。然后晶闸管沿单个方向传导电流，即从其阳极到其阴极。

在导通状态下，晶闸管311的阻抗远小于关断状态下的阻抗。然而，该通态阻抗不为零。因此，晶闸管311在电路31B的端子305和307之间引起电压降Vscr。

由于其与晶闸管311并联组合，热敏电阻303经受基本上等于电压降Vscr的电压降Vntc，以在导体中的电压降范围内。类似于先前关于图 3A所描述的，电压Vntc引起热敏电阻303的加热，从而图3B的电路 301B具有与上述图3A的电路301A的那些相似的缺点。

图4A是示出浪涌电流限制电路401A的实施例的示图。图4A的电路401A包括与图3A的电路301A共用的元件。这些共用元件在下文中不再赘述。

图4A的电路401A与图3A的电路301A的不同之处主要在于电路 401A包括耦合(优选地连接)在节点305和热敏电阻303之间的另一三端双向可控硅开关元件403。更具体地，在所示示例中，三端双向可控硅开关元件403具有的第一阳极A1耦合(优选地连接)到节点305，并且其具有的第二阳极A2耦合(优选地连接)到节点405。例如，三端双向可控硅开关元件403的栅极G连接到节点405，使得只要包括电路 401A的转换器保持通电，三端双向可控硅开关元件就保持被控制为导通状态。热敏电阻303例如连接在电路401A的节点405和307之间。

作为示例，三端双向可控硅开关元件403表现出比三端双向可控硅开关元件309小的额定工作电流。这有利地能够提供具有比三端双向可控硅开关元件309更小的尺寸的三端双向可控硅开关元件403。

根据该实施例，电路401A因此包括节点305和307之间的并联组合，该并联组合包括：第一支路，包括第一受控整流元件，例如三端双向可控硅开关元件309；以及第二支路，包括与第二整流元件(例如，第二受控整流元件，例如，三端双向可控硅开关元件403)串联组合的电阻器，例如热敏电阻303。

例如，三端双向可控硅开关元件309和403可以是独立组件的一部分。例如，三端双向可控硅开关元件309和403集成在单独的封装中。备选地，三端双向可控硅开关元件309和403是同一组件的一部分。例如，三端双向可控硅开关元件309和403集成在同一封装中，该封装包含例如两个芯片，每个芯片对应于三端双向可控硅开关元件309和403 之一。

在导通状态下，三端双向可控硅开关元件403的阻抗远低于关断状态时的阻抗。然而，该通态阻抗不为零。因此，三端双向可控硅开关元件403导致电路401A的端子305和405之间的电压降Vtriac2。

根据优选实施例，三端双向可控硅开关元件309和403具有基本相等的导通阻抗。因此，由三端双向可控硅开关元件403引起的电压降 Vtriac2在导体中的电压降范围内基本上等于由三端双向可控硅开关元件309引起的电压降Vtriac。由于三端双向可控硅开关元件403和热敏电阻303的串联组合，热敏电阻303两端的电压降Vntc然后基本上为零。

例如，发明创造者人已经估计，对于到达节点305的6A量级的输入电流I，三端双向可控硅开关元件309传导5.9A量级的电流Itriac，而流过三端双向可控硅开关元件403和热敏电阻303的电流Intc仅为100 mA量级。

电路401A的优点在于流经热敏电阻303的电流Intc远低于电路 301A的情况。这导致电路401A中的热敏电阻303的加热较轻，因此限制了环境空气的加热并延长了使用寿命。

图4B是示出浪涌电流限制电路401B的另一实施例的示图。图4B 的电路401B包括与图3B的电路301B共用的元件。这些共用元件在下文中不再赘述。

图4B的电路401B与图3B的电路301B的不同主要在于电路401B 包括另一晶闸管407，该晶闸管407耦合(优选地连接)在节点305和热敏电阻303之间。更具体地，在所示示例中，晶闸管407具有的阳极耦合(优选地连接)到节点305，并且其具有的阴极耦合(优选地连接) 到节点409。晶闸管407的栅极G连接到节点305，例如，使得只要包括电路401B的转换器保持通电，晶闸管就保持控制到导通状态。热敏电阻303例如连接在电路401B的节点409和307之间。

例如，晶闸管407具有的标称工作电流小于晶闸管311的额定工作电流。这有利地能够提供尺寸小于晶闸管311的晶闸管407。

根据该实施例，电路401B因此包括节点305和307之间的并联组合，该并联组合包括：第一支路，包括第一受控整流元件，例如晶闸管311；以及第二支路，包括与第二整流元件(例如，受控整流元件，例如，晶闸管407)串联组合的电阻器，例如热敏电阻303。

在导通状态下，晶闸管407具有的阻抗远小于关断状态下的阻抗。然而，该通态阻抗不为零。因此，晶闸管407在电路401B的端子305 和409之间引起电压降Vscr2。

根据优选实施例，晶闸管311和407具有基本相等的导通阻抗。因此，晶闸管407引起的电压降Vscr2在导体中的电压降范围内基本上等于晶闸管311引起的电压降Vscr。由于晶闸管407和热敏电阻303的串联组合，热敏电阻303两端的电压降Vntc然后基本上为零。

类似于先前关于图4A所描述的，流过晶闸管407和热敏电阻303 的电流因此大大降低，从而图4B的电路401B具有与上述图4A的电路 401A相似的优点。

图5A是示出了电路501A的示图。例如，电路501A对应于图4A 的电路401A的备选实施例。在该变体中，三端双向可控硅开关元件403 被节点305和405之间的两个二极管503和505的反并联组合替换。换言之，二极管503和505被并联组合，并且在电路501A的节点305和405之间头对尾组装。再换句话说，二极管503和505并联并且通过相对的电极互连。更具体地说，在所示示例中，二极管503的阳极连接到节点305，其阴极连接到节点405，而二极管505的阳极连接到节点405，其阴极连接到节点305。在图5A的电路501A中，二极管503和505对应于反并联的两个非受控整流元件。

二极管503和505的反并联组合优选地具有基本上等于三端双向可控硅开关元件309的阻抗，从而能够在节点305和405之间产生基本上等于节点305和307之间的电压降Vtriac的电压降Vdiode。因此，图5A 中所示的备选实施例具有与关于图4A描述的那些相似的优点。

图5B是示出电路501B的示图。例如，电路501B对应于图4B的电路401B的备选实施例。在该变体中，晶闸管407由二极管507代替。二极管507例如连接在电路501B的节点305和409之间。更具体地，在所示示例中，二极管507的阳极连接到节点305而其阴极连接到节点409。在图5B的电路501B中，二极管507形成非受控整流元件。

二极管507具有的阻抗优选地基本上等于晶闸管311的阻抗，从而它能够在节点305和409之间产生基本上等于节点305和307之间的电压降Vscr的电压降Vdiode。因此，图5B所示的备选实施例具有类似于关于图4B所描述的优点。

尽管这没有被示出，但是可以提供用三端双向可控硅开关元件来代替图4B和图5B的电路401B和501B的晶闸管311，例如，图4A和图 5A的电路401A和501A的三端双向可控硅开关元件309。可以进一步提供用例如类似于图4A的三端双向可控硅开关元件403的三端双向可控硅开关元件来代替图4B的电路401B的晶闸管407。在这两种情况下，将获得与先前关于图4B和5B描述的那些优点类似的优点。

图6A是示出电压转换器600A的实施例的示图。图6A更具体地示出了图4A的浪涌电流限制电路401A的另一实施例。

在所示示例中，电压转换器600A包括混合型整流桥601，即，包括非受控整流元件和受控整流元件。整流桥601更具体地是具有两个输入节点603、605和两个输出节点607、609的对称混合桥。在所示示例中，整流桥601包括：第一二极管611，其阳极连接到节点609并且其阴极连接到节点603；第二二极管613，其阳极连接到节点609并且其阴极连接到节点605；第一电感615，例如电感，其一端连接至节点603，并且另一端连接至中间节点617；第二电感619，例如电感，其一端连接至节点605，并且另一端连接至另一中间节点621；第三二极管623，其阳极连接到节点617并且其阴极连接到节点607；第四二极管625，其阳极连接到节点621并且其阴极连接到节点607；第一晶体管627，例如，N沟道金属氧化物半导体(MOS)类型，其源极连接至节点609且其漏极连接至节点617；以及第二晶体管629，例如N沟道MOS型，其源极连接至节点609且其漏极连接至节点621。

整流桥601还包括连接在整流桥601的输出节点607和609之间的电容元件，例如化学电容器631。电容器631例如被配置为平滑桥601 的输出处的整流电压。

例如，节点609被带到参考电位，例如所示示例中的地。

将被供电的负载633(L)例如连接在整流桥601的节点607和609 之间。负载633在整流桥601的输出处接收平滑的整流电源电压。

在所示示例中，电桥601由AC电压源635供电。例如，电源635 包括端子637，该端子经由之前关于图4A描述的浪涌电流限制电路401A 耦合到整流桥601的输入节点603。在这种情况下，电路401A的节点 305例如连接到端子637，并且电路401A的节点307例如连接到节点 603。

具有整流桥601的转换器600A可以包括图6A中未示出的其他部件或电路。电桥601可以特别地包括针对可能的过电压的保护电路(未示出)。

整流桥601是能够根据负载633调节DC电流供应的脉宽调制 (PWM)类型的受控桥的示例。桥601的晶体管627和629，这里相当于开关，例如，以高于转换器600A的交流电源电压的频率的频率在断开和接通之间切换。例如，晶体管627和629的开关频率在十千赫的数量级。晶体管627和629分别在转换器600A的AC电源电压的正半波和负半波期间切换到导通状态。

当晶体管627、629处于导通状态(相当于一个导通开关)时，能量暂时储存在对应的电感615、619中。当晶体管627、629被切换到关断状态(相当于一个关断开关)时，存储在电感615、619中的能量然后被释放并且能够通过对应的二极管623、625对电容元件631充电。通过使当相关联的晶体管627、629处于关断状态(关断开关)时，通过对应电感615、619的电流流动，这里电桥601的每个二极管611、613都起到续流二极管的作用。

包括整流桥601和浪涌电流限制电路401A的转换器600A相对于图 1的转换器100以及相对于分别包括电路201A和201B或301A和301B 的图2A和图2B的转换器200A和200B而言尤其具有改进的功率效率和增加的可靠性。

图6B是示出电压转换器600B的另一实施例的示图。图6B的转换器600B包括与图6A的转换器600A共用的元件。下文将不再对这些共用元件进行描述。

图6B的转换器600B与图6A的转换器600A的不同之处主要在于转换器600B不包括AC电流侧的电路401A，而是包括DC电流侧的图 4B的电路401B。更具体地，在所示示例中，电路401B连接在整流桥 601的节点607和节点641之间。在这种情况下，电路401B的节点305例如连接到节点607并且电路401B的节点307例如连接到节点641。

在图示的例子中，化学电容器631和负载633(L)的一端与节点 641连接，另一端与施加参考电位的节点609连接。

转换器600B具有类似于转换器600A的优点。具体地，与现有转换器相比，转换器600B具有改进的功率效率和增加的可靠性。

转换器600B的另一优点在于电路401B仅在晶体管627或629断开时才导通。这使得在转换器600A的电路401A中甚至更低的传导损耗，其中电路401A连续传导。

图7示出了包括电压转换器的设备700，例如之前关于图6A描述的转换器600A。

在所示示例中，设备700是电视屏幕或电视机。电压转换器600A 的提供使电视机700能够具有比尤其包括转换器200A(图2A)的电视机更小的电力消耗以及更小的散热，所述转换器200A(图2A)包括电路201A或301A，或转换器200B(图2B)包括电路201B或301B。这进一步能够提高电视机700的可靠性和寿命。

已经描述了各种实施例和变体。本领域技术人员将理解，这些各种实施例和变体的某些特征可以组合，并且本领域技术人员将想到其他变体。特别地，图6A和6B的转换器600A和600B可以分别实现关于图 5A和5B讨论的电路501A和501B的实施例。

最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变体的实际实施在本领域技术人员的能力范围内。特别地，整流元件的尺寸，特别是三端双向可控硅开关元件403、晶闸管407和二极管503、505和507的尺寸在本领域技术人员的能力范围内。

此外，虽然已经结合图7描述了将所述实施例应用于电视机的示例，但是所述实施例可以转换到包括至少一个AC/DC转换器的其他类型的设备，例如，图2A、图2B、图6A和图6B的转换器200A、200B、600A 和600B的类型。

将图4A和图5A的电路401A和501A或图4B和图5B的电路401B 和501B集成到具有不同于这些结构和/或整流元件的电压转换器中的本领域技术人员的能力范围内描述。特别地，实施例不限于所描述的整流桥101和601的示例。

Claims (24)

1.一种电压转换器，其特征在于，包括电路，所述电路包括连接在第一节点和第二节点之间的并联组合，所述并联组合包括：

第一支路，包括具有第一阻抗的受控整流元件；以及

第二支路，包括与具有基本上等于所述第一阻抗的第二阻抗的第一三端双向可控硅开关元件串联组合的电阻器；

其中所述第一三端双向可控硅开关元件包括第一阳极、在中间节点处串联耦合至所述电阻器的第二阳极、以及被配置为接收在所述中间节点处生成的第一信号的栅极。

2.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述受控整流元件是晶闸管。

3.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述受控整流元件为第二三端双向可控硅开关元件，所述第二三端双向可控硅开关元件的第一阳极与所述第一三端双向可控硅开关元件的第一阳极相连，所述第二三端双向可控硅开关元件的第二阳极与所述电阻器相连，并且所述第二三端双向可控硅开关元件的栅极被配置为接收第二信号。

4.根据权利要求3所述的转换器，其特征在于，所述第一三端双向可控硅开关元件和所述第二三端双向可控硅开关元件被集成在相同的封装中。

5.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述第一三端双向可控硅开关元件是存在于所述第二支路中的唯一整流电路元件。

6.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述第一三端双向可控硅开关元件的第二阳极被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述电阻器的端子被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述第一三端双向可控硅开关元件的栅极被直接电连接至所述中间节点。

7.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，所述电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻。

8.根据权利要求1所述的转换器，其特征在于，还包括：

整流桥；和

电容器。

9.一种包括根据权利要求1所述的转换器的设备。

10.一种电压转换器，其特征在于，包括电路，所述电路包括连接在第一节点和第二节点之间的并联组合，所述并联组合包括：

第一支路，包括具有第一阻抗的受控整流元件；以及

第二支路，包括与具有基本上等于所述第一阻抗的第二阻抗的第一晶闸管串联组合的电阻器；

其中所述第一晶闸管包括阳极、在中间节点处串联耦合至所述电阻器的阴极、以及被配置为接收在所述第一晶闸管的阳极处生成的第一信号的栅极。

11.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，所述受控整流元件是三端双向可控硅开关元件。

12.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，所述受控整流元件为第二晶闸管，所述第二晶闸管的阳极与所述第一晶闸管的阳极相连，所述第二晶闸管的阴极与所述电阻器相连，并且所述第二晶闸管的栅极被配置为接收第二信号。

13.根据权利要求12所述的转换器，其特征在于，所述第一晶闸管和所述第二晶闸管被集成在相同的封装中。

14.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，所述第一晶闸管是存在于所述第二支路中的唯一整流电路元件。

15.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，所述第一晶闸管的阴极被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述电阻器的端子被直接电连接至所述中间节点，并且其中所述第一晶闸管的栅极被直接电连接至所述第一晶闸管的阳极。

16.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，所述电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻。

17.根据权利要求10所述的转换器，其特征在于，还包括：

整流桥；和

电容器。

18.一种包括根据权利要求10所述的转换器的设备。

19.一种电压转换器，其特征在于，包括电路，所述电路包括连接在第一节点和第二节点之间的并联组合，所述并联组合包括：

第一支路，包括具有第一阻抗的受控整流元件；以及

第二支路，包括与具有基本上等于所述第一阻抗的第二阻抗的不受控整流元件串联组合的电阻器；

其中所述不受控整流元件是第一二极管和第二二极管的反并联组合。

20.根据权利要求19所述的转换器，其特征在于，所述受控整流元件是三端双向可控硅开关元件或晶闸管中的一种。

21.根据权利要求19所述的转换器，其特征在于，第一二极管和第二二极管的所述反并联组合包括：所述第一二极管的阳极，被直接电连接至所述第二二极管的阴极；以及所述第一二极管的阴极，被直接电连接至所述第二二极管的阳极与所述电阻器二者。

22.根据权利要求19所述的转换器，其特征在于，所述电阻器是负温度系数(NTC)热敏电阻。

23.根据权利要求19所述的转换器，其特征在于，还包括：

整流桥；和

电容器。

24.一种包括根据权利要求19所述的转换器的设备。

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