電流諧振型反相器電路制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)是提供一種電源利用效率高的電流諧振型反相器電路。該電流諧振型反相器電路具有一升壓電壓器，該升壓變壓器的次級(jí)側(cè)繞組側(cè)的漏電感是與次級(jí)側(cè)電路的電容分量構(gòu)成諧振電路，該升壓變壓器的初級(jí)繞組的一端電連接于電源，該初級(jí)繞組的另一端是以變流器的初級(jí)繞組為仲介而連接于開關(guān)緩沖（Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　　ｓｎｕｂｂｅｒ）電路，該開關(guān)緩沖電路是以極性相異的一對(duì)晶體管構(gòu)成，該對(duì)晶體管的基極（柵極）相連，且與該變流器的次級(jí)繞組相連，該對(duì)晶體管一者的集電極是連接于該變流器的初級(jí)繞組，另一者的集電極是以電容器為仲介而連接于變流器的初級(jí)繞組。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)是涉及一本案專利技術(shù)人的日本國專利技術(shù)專利第2733817號(hào)(美國專利第5495405號(hào))的再專利技術(shù)或其技術(shù)旨趣的利用，特別是有關(guān)于一種熱陰極螢光管、冷陰極螢光管(CCFL；Cold Cathode Fluorescent Lamp)、外部電極型冷陰極管(EEFL；External Electrode Fluorescent Lamp)、霓紅燈等具有電容性的光源用的電流諧振型反相器電路。
技術(shù)介紹
近年來，面光源的用途廣泛，不只可以用在廣告顯示以及個(gè)人電腦上，也擴(kuò)大用在液晶電視機(jī)等機(jī)器上。于是對(duì)用來驅(qū)動(dòng)面光源的反相器電路而言，也就要求小型并且有高效率。在此如下所示，將說明近年來冷陰極管用反相器電路的變遷，以及與日本特許第2733817號(hào)專利技術(shù)之間的關(guān)系。冷陰極管用反相器電路是一種普遍使用的一般電路，也就是如圖24所示的集電極諧振型電路。該電路也常稱為Royer電路，但Royer電路的正式定義是指使變壓器呈飽和狀態(tài)后再進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作的逆轉(zhuǎn)，也就是利用集電極側(cè)的諧振方式來進(jìn)行逆轉(zhuǎn)(反相)動(dòng)作而被稱為集電極振蕩型電路，或?yàn)榕cRoyer電路做區(qū)別，宜稱為集電極諧振型Royer電路。惟，當(dāng)初的冷陰極管用反相器電路是使用有一種完全沒有利用次級(jí)側(cè)電路的諧振機(jī)構(gòu)，而升壓變壓器是使用泄漏電感少也就是閉路型變壓器。在這時(shí)代背景下，業(yè)者認(rèn)知所謂閉路型變壓器意指泄漏電感少的變壓器。又對(duì)于反相器電路中的升壓變壓器的泄漏電感，其認(rèn)知是指降低變壓器次級(jí)側(cè)的輸出電壓，不是較佳形態(tài)，且希望盡可能減少。結(jié)果造成次級(jí)側(cè)電路的諧振頻率設(shè)定有一遠(yuǎn)較反相器電路動(dòng)作頻率還高的頻率，于是使該時(shí)代背景中的變壓器次級(jí)側(cè)電路中，其諧振頻率是與反相器電路的動(dòng)作頻率無關(guān)，且不對(duì)反相器電路的動(dòng)作頻率造成影響。又，穩(wěn)流電容Cb是一為了進(jìn)行管電流穩(wěn)定化所需的構(gòu)件。其次，冷陰極管用反相器電路還有一種諸如圖25所示的形態(tài)是為人所知，該電路是揭示于日本特開平7-211472號(hào)公報(bào)，如圖26所示，有一電路普及而為人所知，也就是該電路中，次級(jí)側(cè)電路的諧振頻率為初級(jí)側(cè)電路的諧振頻率的3倍，也就是被稱為3倍諧振型電路。此時(shí)所使用的升壓變壓器是將泄漏電感值增加有某一程度者為佳。此時(shí)，如圖27的說明所示，反相器電路的振蕩頻率與3次高諧波合成，而產(chǎn)生一梯狀波形。而且，實(shí)際的3倍振蕩型電路在冷陰極管中流動(dòng)的電流是呈現(xiàn)圖28所示的波形。此時(shí)，升壓變壓器的名稱有些混亂。在熟悉此項(xiàng)技術(shù)業(yè)者之間所說的閉路變壓器是否適當(dāng)，仍然有討論的空間，稱呼的定義是模糊不清的狀態(tài)。所以要如何形容磁路結(jié)構(gòu)雖然是閉合但磁通量泄漏又很多的狀態(tài)是問題所在。這些用語仍舊存在不屬于上述狀態(tài)下的專門技術(shù)用語問題。實(shí)際所謂3倍諧振所用的變壓器形狀是如圖29所示的扁平狀，雖然磁路結(jié)構(gòu)呈閉鎖狀態(tài)，但磁通量泄漏較以往技術(shù)還大。也就是具有較大的泄漏電感值。不管怎樣，該技術(shù)思想是指借著使升壓變壓器的泄漏電感值增大到某程度時(shí)，在該泄漏電感與升壓變壓器次級(jí)側(cè)所構(gòu)造成的電容分量之間構(gòu)建有一諧振電路(圖25)，并設(shè)定該諧振頻率為反相器電路的動(dòng)作頻率3倍的頻率，以使得次級(jí)側(cè)電路產(chǎn)生3次高諧波(圖26)，使得管電流波形為梯形(圖27)。此時(shí)穩(wěn)流電容器C2雖然是作為穩(wěn)流，但也可以發(fā)揮做為部分諧振電容器的作用。借此，如日本特開平7-211472號(hào)公報(bào)所揭示，反相器電路的轉(zhuǎn)換效率可見到相當(dāng)改善，而且升壓變壓器也更小型化。又該3倍諧振的技術(shù)思想，已成為近年來連同目前集電極諧振型冷陰極管用反相器電路的基礎(chǔ)，如果說現(xiàn)在普及的集電極諧振型反相器電路中，有大半數(shù)都利用該技術(shù)也并非言過其實(shí)。其次，成為本專利技術(shù)基礎(chǔ)的日本專利第2733817號(hào)(美國專利第5495405號(hào))專利技術(shù)所揭示，升壓變壓器進(jìn)而更戲劇性地實(shí)現(xiàn)小型化及高效率化。該專利技術(shù)是從1996年開始廣泛實(shí)施，對(duì)于筆記型電腦中的反相器電路的小型化及高效率化有高度貢獻(xiàn)。這是使反相器電路的動(dòng)作頻率及次級(jí)側(cè)電路的諧振(振蕩)頻率接近一致的專利技術(shù)，并且進(jìn)一步加大前述3倍諧振中升壓變壓器的泄漏電感值，同時(shí)增大次級(jí)側(cè)電容分量予以實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)是利用以下效果，也就是反相器電路在次級(jí)側(cè)電路的諧振頻率附近動(dòng)作時(shí)，使流經(jīng)升壓變壓器初級(jí)繞組上的激磁電流減少，于是可提升由變壓器初級(jí)繞組側(cè)所得到的功率，減少升壓變壓器的銅損。同時(shí)在該專利技術(shù)揭示后，對(duì)于初級(jí)側(cè)電路的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)除了集電極諧振型的一般電路外，還使用有如下所示固定頻率的他激型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及用來檢測(cè)初級(jí)側(cè)繞組的零電流而予以切換的零電流開關(guān)型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等多數(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。這些一連串周邊技術(shù)每一個(gè)皆與本專利技術(shù)有密切關(guān)系，有助于專利技術(shù)中次級(jí)側(cè)電路的諧振技術(shù)能夠普及。而從升壓變壓器的泄漏電感值來看，與這些一連串冷陰極管用反相器電路有關(guān)的
技術(shù)介紹
變遷時(shí)，這些也可以視為是一種歷史(趨勢(shì))，如圖30所示，反相器電路的世代翻新且升壓變壓器的泄漏電感值變大，同時(shí)次級(jí)側(cè)電路的諧振頻率也變低。而且，圖30是一說明圖式，用以說明隨著時(shí)代變遷，反相器電路的驅(qū)動(dòng)頻率fo與次級(jí)側(cè)電路的諧振頻率fr之間的關(guān)系變遷。此外，反相器電路的高效率及小型化是借由升壓變壓器的改良及適當(dāng)選擇驅(qū)動(dòng)頻率而可實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，本專利技術(shù)人于日本專利技術(shù)專利申請(qǐng)案公開公報(bào)特開2003-168585號(hào)(美國專利6,774,580 B2)中，如圖31(圖31是一說明用以改善由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)側(cè)所看到功率的說明圖，橫軸為頻率、θ為升壓變壓器的初級(jí)繞組的電壓相位與電流相位之間的相位差。說明θ愈接近零時(shí)，表示功率愈能有效改善)，與該圖式一同詳細(xì)揭露由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)側(cè)所看到的高效率。然而，另一方面，如美國專利第6114814-B1號(hào)公報(bào)及特開昭59-032370號(hào)公報(bào)所示，高效率的反相器電路是借由零電流開關(guān)機(jī)構(gòu)所獲得的技術(shù)是業(yè)者之間所極力提倡的。然而這些技術(shù)思想欠缺對(duì)升壓變壓器功率改善的觀點(diǎn)，因此將高效率的原因當(dāng)作是源自開關(guān)晶體管發(fā)熱的減低時(shí)，是不正確的。針對(duì)此點(diǎn)，詳加說明如下。零電流開關(guān)機(jī)構(gòu)是一種反相器電路中，電力控制手段的一種，其代表諸如圖32所示的零電流開關(guān)型電路，并揭露于美國專利第6114814-B1號(hào)公報(bào)及特開昭59-032370號(hào)公報(bào)中。又，本專利技術(shù)人也在特開平8-288080號(hào)中有同樣技術(shù)。該技術(shù)如以美國專利第6114814-B1號(hào)公報(bào)為主要說明時(shí)，也就如下所示。美國專利第6114814-B1號(hào)公報(bào)中有一用以說明圖33所示為以往零電流開關(guān)型電路的動(dòng)作，顯示在圖11(Fig.11)；其中Fig.11A，11B是顯示完全沒有進(jìn)行電力控制的狀態(tài)；Fig.11C，11D是進(jìn)行有電力控制的狀態(tài)；Fig.11E，11F則是顯示電壓有效值的相位是位于電流有效值的相位之前的狀態(tài)下，欲實(shí)現(xiàn)零電流開關(guān)動(dòng)作的形態(tài)。又，如圖34所示是顯示于Fig12，而Fig12A，12B則是顯示不是零電流開關(guān)動(dòng)作控制的其中一種型態(tài)。在圖33中，F(xiàn)ig.11A是顯示一驅(qū)動(dòng)電力在最大時(shí)變壓器初級(jí)繞組的電壓，F(xiàn)ig11B則是顯示流經(jīng)此時(shí)變壓器初級(jí)繞組上的電流。零電流開關(guān)機(jī)構(gòu)是指一用以檢測(cè)電流為零時(shí)，進(jìn)行驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的開關(guān)者。在最大電力時(shí)，也就是令流通角為100％，完全不做電力控制時(shí)，附加在變壓器初級(jí)繞組上的電壓、電流有效值沒有相位差。這也意味著功率良好。其次，前述圖33所示的Fig.11C是顯示為控制驅(qū)動(dòng)電力時(shí)，將流通角本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電流諧振型反相器電路，其特征在于：該電流諧振型反相器電路包含一變流器、一開關(guān)緩沖電路，及一升壓變壓器；該變流器包括一個(gè)初級(jí)繞組及一個(gè)次級(jí)繞阻；（８）該開關(guān)緩沖電路包括一對(duì)極性相異的晶體管，該對(duì)晶體管的基極（柵極）是相連接，并連接于該變流器的次級(jí)繞組，該對(duì)晶體管的其中一者的集電極是與該變流器的初級(jí)繞組直接相連，該對(duì)晶體管中另一者的集電極是經(jīng)由一電容器與該變流器的初級(jí)繞組相連；及該升壓變壓器包括一個(gè)初級(jí)側(cè)繞組及一個(gè)次級(jí)側(cè)繞組，該初級(jí)繞組的一端是連接于電源，另一端是經(jīng)由該變流器的初級(jí)繞組連接于該開關(guān)緩沖電路，該次級(jí)側(cè)繞組的漏電感是與一連接于該次級(jí)側(cè)繞組的電路的電容分量構(gòu)成出一諧振電路。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：牛島昌和，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：牛島昌和，陳宏飛，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]