CN2912107Y - 全桥式换流控制电路 - Google Patents

Abstract

一种全桥式换流控制电路，是利用推挽式脉波控制器二输出端输出控制信号，分别控制具有全桥式拓朴的四个电流开关中的上面两个或下面两个电流开关，再利用下面两个电流开关的泄极电压分别产生两个驱动信号控制另两个电流开关。此换流控制电路包括有：一推挽式脉波控制器、二电位转换(LEVEL SHIFT)驱动电路、二栅极驱动电阻与四个电流开关，每一电流开关的启闭由电位转换驱动电路与门极驱动电阻的输出电位决定，可将直流电源转换为交流电源，并传送至变压器的二次侧端，以供应液晶面板中至少一个冷阴极荧光灯管的负载。

Description

全桥式换流控制电路

技术领域

本新型涉及一种全桥式换流控制电路，尤指利用推挽式脉波控制器控制全桥式换流器，可将直流电源转换为交流电源，以供应一个以上的冷阴极荧光灯管负载者。

背景技术

液晶面板背光源使用高频交流正弦波电源，以供应冷阴极荧光灯管(CCFL)的发光所需的能量，常利用换流电路(Inverter Circuit)将直流电源转为交流电来达成能量转换的目的。

公知的换流电路具有不同电路拓朴，可分为半桥式换流电路、全桥式换流控制电路及推挽式换流电路等，都为将直流电转换成交流电的换流电路。

如图1所示，是为公知全桥式换流控制电路的电路示意图。变压器T1是将电路区分成为一次侧的初级电路101与二次侧的次级电路201。初级电路101包括有：两个电位转换驱动电路102和103、两个栅极驱动电阻R5和R6、四个电流开关A、B、C与D、一全桥式脉波控制器104’及一直流阻隔电容器C1等。次级电路201包括有：电容器C2与C3、灯管负载CCFL、二极管D5与D6等。全桥式脉波控制器104’输出四个输出控制信号P1、N1、P2、N2以分别控制四个电流开关A、B、C、D的切换动作，同时将直流电源VI的电压通过变压器T1将直流电源转换为次级电路201中供应灯管负载所需的交流电源。全桥式脉波控制器104’可为市售的O2 Micro的OZ960或Bitec的BIT 3105等。

图2为公知Bitec的BIT 3105脉波控制器的全桥式换流控制电路电流路径示意图。图3为公知Bitec的BIT 3105脉波控制器的全桥式换流控制电路动作波形图。参考图2、3，图中GATE-A、GATE-B、GATE-C、GATE-D为四个电流开关的栅极驱动信号，此全桥式脉波控制器控制的全桥式换流控制电路电流路径可分为时段t1～t8来描述，其中各电流开关与二极管的对应开启时区分别如PERIOD与DIODE-ON所示。t1时段中，开关B与C开始导通，直流电源VI提供能量至变压器T1；t2时段中，开关C关闭，开关B与二极管D4导通，变压器T1经开关B与二极管D4路径传送能量；t3时段中，开关D开始导通，二极管D4因开关D导通被短路而关闭，电流路径改变流过开关D与B；t4时段中，开关B关闭，变压器T1传送能量经二极管D1与开关D；t5时段中，开关A开始导通，二极管D1因开关A导通被短路而关闭，直流电源VI提供能量至变压器T1再经开关A与开关D；t6时段中，开关A关闭，变压器T1传送能量经二极管D2与开关D；t7时段中，开关B开始导通，二极管D2因开关B导通被短路而关闭，变压器T1传送能量经开关B与D；t8时段中，开关D关闭，变压器T1传送能量经开关B与二极管D3。如此可产生变压器T1初级绕组的方波PRI.TANK与次级绕组的弦波SEC.WINDING。

上述全桥式换流控制电路必须搭配全桥式脉波控制器104’的控制才能动作，而全桥式换流控制电路的效率是所有换流电路中最高的，很多产品在效率要求下普遍采用全桥式换流控制电路，但是全桥式脉波控制器价格上则比推挽式脉波控制器为昂贵。

新型内容

有鉴于此，本新型的换流控制电路中，利用推挽式脉波控制器二输出端输出控制信号，分别同时控制上面两个或下面两个电流开关，再利用下面两个电流开关的泄极电压分别产生两个驱动信号控制另两个电流开关，故可使用推挽式脉波控制器驱动换流控制电路动作。

为达上述目的，本新型的一种利用推挽式脉波控制器驱动全桥式换流器的换流控制电路是连接于一变压器的一次侧端，并可将一直流电源转换为一交流电源，该换流控制电路包括有：一推挽式脉波控制器；一控制电路，设有具全桥式拓朴的一第一、一第二、一第三与一第四电流开关，该第一与第三电流开关的电流通道的丨端设于该直流电源，该第二与第四电流开关的电流通道的丨端接地，第一与第三电流开关的栅极分别设有一电位转换驱动电路，第二与第四电流开关的栅极分别设有一栅极驱动电阻；其中，该推挽式脉波控制器的二输出信号以下列任一种方式控制该换流控制电路：(1)该二输出信号分别经对应的该栅极驱动电阻控制第二与第四电流开关，且第二与第四电流开关的泄极电压经对应的该电位转换驱动电路控制第一与第三电流开关；以及(2)该二输出信号分别经对应的该电位转换驱动电路控制第一与第三电流开关，且第二与第四电流开关的泄极电压经对应的该栅极驱动电阻控制第二与第四电流开关。

本新型具有的有益效果为：在保证了全桥式换流控制电路的高效率的前提下，实现了以相对廉价的推挽式脉波控制器取代昂贵的全桥式脉波控制器来与之搭配，并驱动换流控制电路的动作。

附图说明

图1为公知换流控制电路的电路示意；

图2为公知Bitec的BIT 3105脉波控制器的换流控制电路电流路径示意图；

图3为是为公知Bitec的BIT 3105脉波控制器的换流控制电路动作波形图；

图4为为本新型的全桥式换流控制电路代表图；

图5为本新型的全桥式换流控制电路电流路径示意图；

图6为本新型的全桥式换流控制电路的代表图的动作波形图；

图7为本新型的全桥式换流控制电路另一实施例图；

图8为本新型的全桥式换流控制电路另一实施例电流路径示意图；

图9为本新型的全桥式换流控制电路另一实施例的动作波形图。

符号说明

A、B、C、D  电流开关

CCFL冷阴极荧光灯管

C1直流阻隔电容器

C2、C3、C4、C5电容器

D1、D2、D3、D4、D5、D6二极管

DIODE-ON各二极管对应开启时区

DRAIN-B电流开关B的泄极电位

DRAIN-D电流开关D的泄极电位

GATE-A栅极驱动信号

GATE-B栅极驱动信号

GATE-C栅极驱动信号

GATE-D栅极驱动信号

OUT1、OUT2推挽式脉波控制器的输出

P1、N1、P2、N2全桥式脉波控制器的控制信号

PERIOD各电流开关对应开启时区

PRI.TANK初级绕组的方波电压

Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6控制晶体管

R1、R2、R3、R4、R7、R8电阻

R5、R6栅极驱动电阻

SEC.WINDING次级绕组的弦波电压

T1变压器

t1～t8时段

VI直流电源

ZD1、ZD2稽纳二极管

101初级电路

102、103电位转换驱动电路

104推挽式脉波控制器

104’全桥式脉波控制器

201次级电路

具体实施方式

图4、图5分别为本新型的一种换流控制电路代表图与其电流路径示意图。如图4所示，此换流控制电路是于公知换流控制电路的四个电流开关A、B、C、D与推挽式脉波控制器104之间连接了一控制电路，将推挽式脉波控制器104的两输出驱动信号分别同时控制下面两个电流开关B与D，再利用下面两个电流开关B与D的泄极电压分别产生两个驱动信号，即将电流开关B的泄极连接至电位转换(LEVEL SHIFT)驱动电路103，以控制电流开关关C导通与关闭，电流开关D的泄极连接至电位转换驱动电路102，以控制电流开关A导通与关闭。

于本新型的丨实施例中，如图4、5所示，上述换流控制电路设置如下：换流控制电路的两输入端分别接于推挽式脉波控制器104的两输出端OUT1、OUT2，此实施例中两输出端OUT1、OUT2是分别经栅极驱动电阻R5、R6接于电流开关B与D的栅极；电位转换驱动电路102、103的输入端分别接于电流开关D与B的泄极，其输出端分别接于电流开关A与C的栅极；当输出端OUT1输出的脉波由低电位转高电位时，迅速让电流开关B导通，此时，电流开关B的泄极转为低电位致使电流开关C导通，当输出端OUT1脉波由高电位转低电位时，迅速让电流开关B关闭，此时，电流开关B的泄极转为高电位致使电流开关C关闭，同样地，当输出端OUT2脉波由低电位转高电位时，迅速让电流开关D导通，此时，电流开关D的泄极转为低电位致使电流开关A导通，当输出端OUT2脉波由高电位转低电位时，迅速让电流开关D关闭，此时，电流开关D的泄极转为高电位致使电流开关A关闭。

如上所述，参考图4，本新型利用一推挽式脉波控制器104控制换流控制电路，可将一直流电源VI转换成为一高频的交流电源，并透过变压器T1传送能量至其次级侧电路以供灯管负载发光所需。本新型中推挽式脉波控制器104可为市售任一推挽式脉波控制器产品或零组件组合成的推挽式脉波控制电路。

复参考图4，本新型换流控制电路中，电位转换驱动电路102、103各由稽纳二极管ZD1和ZD2、电阻R3、R4和电容C4、C5组成，电位转换驱动电路102、103的输入端分别连接于电流开关D与B的泄极，电位转换驱动电路102、103的输出端分别连接于电流开关A与C的栅极；四个电流开关A、B、C、D设置成全桥式电路拓朴，本新型的换流控制电路中可产生四个栅极驱动信号分别驱动四个电流开关A、B、C、D的切换动作；其中，电流开关B及C于正半周期驱动变压器T1，电流开关A及D于负半周期驱动变压器T1，如此交替驱动形成变压器T1次级侧电路所需的交流电源。变压器T1的初级绕组可经直流阻隔电容器C1与全桥式电路的电流开关相连接，以阻隔变压器T1初级侧交流电源的直流成份。

图6为本新型的换流控制电路的动作波形图。参考图5、6，复比较图2、3，可了解本新型的换流控制电路电流路径及电路的动作波形与公知换流控制电路有所不同。本新型的换流控制电路电流路径如图5与图6中PERIOD所示共有四时段t1～t4，推挽式脉波控制器输出二信号OUT1、OUT2，各二极管导通时区如图6中DIODE-ON所示，各电流开关的栅极电压如图6中GATE-A、GATE-B、GATE-C、GATE-D所示，电流开关B、D的泄极电位如图6中DRAIN-B、DRAIN-D所示；其中于t1时段开关B与C开始导通，直流电源VI提供能量供应T1；t2时段开关B与C关闭，二极管D1与D4导通，能量从变压器T1经二极管D1与D4传送。t3时段开关A与D开始导通，二极管D1与D4因开关A与D导通被短路而关闭，电流路径更换流过开关A与D；t4时段开关A与D关闭，能量经变压器T1、二极管D2、二极管D3传送。如此可产生变压器T1初级绕组的方波PRI.TANK与次级绕组的弦波SEC.WINDING。

图7为本新型一种换流控制电路另一实施例图。如图7所示，本新型的换流控制电路中，推挽式脉波控制器104两输出端OUT1、OUT2经电位转换驱动电路102、103连接至电流开关A与C；其中，电位转换驱动电路102、103的输入端接于推挽式脉波控制器104的两输出端OUT1、OUT2，由于推挽式脉波控制器104两输出端OUT1、OUT2信号极性与驱动所需极性恰好相反，所以电位转换驱动电路102、103与图4中电位转换驱动电路设置不同，盖各包括有三个电流开关Q1、Q2、Q3与Q4、Q5、Q6、两个电阻R3、R4与R7、R8，电位转换驱动电路102、103的输出端分别接于电流开关A与C的栅极；驱动电阻R5、R6的输入端分别接于电流开关D与B的泄极，驱动电阻R5、R6的输出端分别接于电流开关B与D的栅极；当推挽式脉波控制器104输出端OUT1的脉波由低电位转高电位时，迅速让电流开关A导通，此时，电流开关B的泄极转为高电位致使电流开关D导通，当推挽式脉波控制器104输出端OUT1的脉波由高电位转低电位时，迅速让电流开关A关闭，此时，电流开关B的泄极转为低电位致使电流开关D关闭，同样地，当推挽式脉波控制器104输出端OUT2的脉波由低电位转高电位时，迅速让电流开关C导通，此时，电流开关D的泄极转为高电位致使电流开关B导通，当推挽式脉波控制器104输出端OUT2的脉波由高电位转低电位时，迅速让电流开关C关闭，此时，电流开关D的泄极转为低电位致使电流开关B关闭。

如图8为上述本新型的换流控制电路另一实施例电流路径示意图。图9为上述本新型的换流控制电路另一实施例的动作波形图。参考图8、9，电流路径共有四个时段t1～t4；推挽式脉波控制器输出二信号OUT1、OUT2，各二极管导通时区如图9中DIODE-ON所示，各电流开关的栅极电压如图9中GATE-A、GATE-B、GATE-C、GATE-D所示，电流开关B、D的泄极电位如图9中DRAIN-B、DRAIN-D所示；其中t1时段开关A与D开始导通，直流电源VI提供能量供应变压器T1；t2时段开关A与D关闭，二极管D2与D3导通，变压器T1经二极管D2与D3路径传送能量；t3时段开关B与C开始导通，二极管D2与D3因开关B与C导通被短路而关闭，电流路径更换流过开关B与C；t4时段开关B与C关闭，变压器T1传送能量经二极管D1与二极管D4。如此可产生变压器T1初级绕组的方波PRI.TANK与次级绕组的弦波SEC.WINDING。

如上所述，本新型已以较佳实施例揭露，然熟悉本项技术人员应理解的是，该实施例仅用于描绘本新型，而不应解读为限制本新型的范围。应注意的是，举凡与该实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本新型保护范围内。因此，本新型的保护范围当根据本新型的权利要求所界定的为准。

Claims (6)

1、一种全桥式换流控制电路，其特征在于：是连接于一变压器的一次侧端，并可将一直流电源转换为一交流电源，该换流控制电路包括有：

一推挽式脉波控制器；

一控制电路，设有具全桥式拓朴的一第一、一第二、一第三与一第四电流开关，该第一与第三电流开关的电流通道的丨端设于该直流电源，该第二与第四电流开关的电流通道的丨端接地，第一与第三电流开关的栅极分别设有一电位转换驱动电路，第二与第四电流开关的栅极分别设有一栅极驱动电阻；其中，该推挽式脉波控制器的二输出信号以下列任一种方式控制该换流控制电路：(1)该二输出信号分别经对应的该栅极驱动电阻控制第二与第四电流开关，且第二与第四电流开关的泄极电压经对应的该电位转换驱动电路控制第一与第三电流开关；以及(2)该二输出信号分别经对应的该电位转换驱动电路控制第一与第三电流开关，且第二与第四电流开关的泄极电压经对应的该栅极驱动电阻控制第二与第四电流开关。

2、如权利要求书1所述的换流控制电路，其特征在于：该电位转换驱动电路由一稽纳二极管、一电阻和一电容所组成。

3、如权利要求书1所述的换流控制电路，其特征在于：该电位转换驱动电路是由三个电流开关与两个电阻所组成。

4、如权利要求书1所述的换流控制电路，其特征在于：该第一、第二、第三与第四电流开关中的两个电流开关为P通道场效晶体管，另两个电流开关为N通道场效晶体管。

5、如权利要求书1所述的换流控制电路，其特征在于：该第一、第二、第三与第四电流开关可分别于电流通道两端并连一外加二极管，或利用作为电流开关的金属氧化物半导体场效晶体管内含的体二极管。

6、如权利要求书1所述的换流控制电路，其特征在于：该变压器的一次侧绕组的丨端与该换流控制电路之间设有一电容器，以阻隔该交流电源的直流成份。

绕组的丨端与该换流控制电路之间设有一电容器，以阻隔该交流电源的直流成份。

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