使用大型電解電容器的電壓變換方法和電壓變換裝置的製作方法
2023-05-14 19:50:21
專利名稱：使用大型電解電容器的電壓變換方法和電壓變換裝置的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及各種類型的電子裝置的電源接收終端中使用的電解電容器(condenser)，尤其涉及一種使用電解電容器來變換電壓的方法和裝置。
背景技術：
通常，所有電子裝置包括電源接收終端來接收外部電源。如果需要，將通過電源接收終端接收的交流電壓(以下稱作輸入交流電壓)變換成直流電壓(以下稱作輸出直流電壓)。為此，諸如電源接收終端的傳統電壓變換裝置包括用於對輸入交流電壓全波整流的橋二極體和大型電解電容器，所述大型電解電容器對全波整流的電壓充電，並且輸出所充電的電壓作為輸出直流電壓。為了防止該大型電解電容器由於過高電平的輸入交流電壓引起的爆炸，傳統電壓變換裝置包括與所述大型電解電容器並行安裝的齊納二極體(ZD)和在所述橋二極體的輸入端安裝的保險絲。當大型電解電容器接收具有預定電平或大於所述預定電平的電平的輸入交流電壓時，ZD對輸入交流電壓連續箝位，以便不超過大型電解電容器的經受力，從而保護了大型電解電容器，所述預定電平不超過ZD的反向偏壓。當大型電解電容器接收超過ZD的反向偏壓的過高電平的輸入交流電壓時，ZD熔化並切斷保險絲，同時該ZD被損壞至短路狀態，從而防止大型電解電容器爆炸。
因為傳統電壓變換裝置切斷保險絲來保護大型電解電容器，所以產生維修成本。在保險絲切斷以後，即使提供正常電平的輸入交流電壓，也不能從輸入交流電壓立即產生輸出直流電壓直到切斷的保險絲恢復到它的原始狀態為止。
而且，傳統電壓變換裝置設計一種用於減少引入到大型電解電容器的浪湧電流的措施。在由Keith H.Billings著作並由McGraw-Hill出版社於1989年出版的「Handbook of Switchmode Power Supplies」第10頁、圖1.7.2中公開了具有這種措施的傳統電壓變換裝置，在此併入其作為參考。當開始提供輸入交流電壓時，該公開的傳統電壓變換裝置通過使用電阻R1來限制湧入大型電解電容器中的電流電平。在正常接收輸入交流電壓之後，該公開的傳統電壓變換裝置通過使用在變壓器T1的兩端產生的電壓來導通三端雙向可控矽開關(triac)，並且限制在湧入大型電解電容器中的電流電平。
當正弦輸入交流電壓的相位是90°或270°時其電平最大，當它的相位是0°或180°時最小。然而，因為傳統電壓變換裝置限制了浪湧電流，而不論輸入交流電壓的相位如何，當輸入交流電壓的相位是90°或270°時，可能產生過高電平的浪湧電流。而且，傳統電壓變換裝置不能完全消除這種浪湧電流。
發明內容
本發明的一方面提供一種使用大型電解電容器的電壓變換方法，通過該方法能夠將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓，同時保護該大型電解電容器不受浪湧電流或者輸入交流電壓的過高電平的影響。
本發明的另一方面提供一種使用大型電解電容器的電壓變換裝置，通過該裝置能夠將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓，同時保護該大型電解電容器不受浪湧電流或者輸入交流電壓的過高電平的影響。
根據本發明的一方面，提供一種使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓的方法。在該方法中，首先確定所述輸入交流電壓電平是否等於或大於第一預定電平。接著，如果所述輸入交流電壓電平等於或大於所述第一預定電平，則對所述輸入交流電壓整流，以便產生所述輸出直流電壓。之後，確定所述輸入交流電壓電平是否等於或大於第二預定電平，所述第二預定電平大於所述第一預定電平。然後，如果所述輸入交流電壓電平等於或大於所述第二預定電平，則停止所述輸入交流電壓的整流。然後，確定所述輸入交流電壓的提供是否停止並隨後重新開始。如果確定所述輸入交流電壓的提供重新開始，則所述方法返回到確定所述輸入交流電壓電平是否等於或大於第一預定電平的步驟。
根據本發明的另一方面，提供一種使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓的裝置。所述裝置包括電平檢測器、選擇信號產生器、直流電壓產生器、電壓發送器、以及控制器。所述電平檢測器檢測所述輸入交流電壓的電平。所述選擇信號產生器根據控制信號和所述輸入交流電壓的檢測電平與第一預定電平的比較結果來產生選擇信號。所述直流電壓產生器對所述輸入交流電壓整流，並且輸出整流結果作為輸出直流電壓。所述電壓發送器響應所述選擇信號將所述輸入交流電壓發送到所述直流電壓產生器。所述控制器根據所述輸入交流電壓的檢測電平與第二預定電平的比較結果以及所述輸入交流電壓的提供是否停止並且隨後重新開始的確定結果來產生控制信號，所述第二預定電平大於所述第一預定電平。
結合附圖，通過詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述和其它特徵和優點將會變得更加明顯，其中圖1是圖解說明根據本發明一個實施例的電壓變換方法的流程圖；圖2是圖解說明根據本發明另一個實施例的電壓變換方法的流程圖；圖3示出了根據本發明一個實施例的電壓變換裝置的方框圖；圖4示出了用於圖解說明圖3的選擇信號產生器的操作的波形；和圖5示出了圖3的電壓變換裝置的實施例的電路圖。
應當理解，附圖中相同的附圖標記指向相同的特徵和結構。
具體實施例方式
下面，將參考附圖來描述根據本發明實施例的使用大型電解電容器的電壓變換方法。
圖1是圖解說明根據本發明一個實施例的電壓變換方法的流程圖。該電壓變換方法包括步驟10到16，其中當輸入交流電壓電平不小於第一預定電平並小於第二預定電平時，對輸入交流電壓整流，以便產生輸出直流電壓，並且在步驟18，其中在停止輸入交流電壓的整流之後，確定輸入交流電壓的提供是否停止並且隨後重新開始。
在根據本發明一個實施例的電壓變換方法中，如下所述，使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓。大型電解電容器表示當其接收額外電壓時具有足夠大的容量來可能著火的電解電容器。輸入交流電壓可以是100V或220V電平的公共交流電壓。
在根據本發明一個實施例的電壓變換方法中，首先，在步驟10，確定輸入交流電壓電平是否等於或大於第一預定電平。如果大型電解電容器安裝在電子裝置的電源接收端，則輸入交流電壓可以是如上所述的公共交流電壓。第一預定電平表示電子裝置可以正常操作的輸入交流電壓電平。
如果輸入交流電壓電平小於第一預定電平，則重新執行步驟10。另一方面，如果輸入交流電壓電平等於或小於第一預定電平，則在步驟12，將輸入交流電壓電平整流來產生輸出直流電壓。
之後，在步驟14，確定輸入交流電壓電平是否等於或大於第二預定電平。第二預定電平表示大於第一預定電平並且具有導致大型電解電容器發生故障的可能性的輸入交流電壓電平。例如，如果將要與第一和第二預定電平比較的輸入交流電壓電平是均方根(RMS)值，並且如果根據本發明一個實施例的電壓變換方法將處於正常狀態的具有電平範圍在180V和270V之間的公共交流電壓變換成輸出直流電壓，則第一預定電平可以是 (其中Δ表示誤差)，第二預定電平可以是 類似地，如果將處於正常狀態的具有電平範圍在90V和136V之間的公共交流電壓變換成輸出直流電壓，則第一預定電平可以是 第二預定電平可以是 如果在步驟14確定輸入交流電壓電平小於第二預定電平，則方法返回到步驟12，以便繼續將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓。另一方面，如果在步驟14確定輸入交流電壓電平等於或大於第二預定電平，則在步驟16，停止輸入交流電壓的整流。因此，防止了大型電解電容器由於輸入交流電壓超過第二預定電平引起的故障。
在步驟18，確定輸入交流電壓電平的提供是否停止並隨後重新開始。如果在步驟16之後確定輸入交流電壓電平的提供停止並隨後未重新開始，或者在步驟16之後確定輸入交流電壓電平的提供從未停止，則圖1的電壓變換方法結束。如果確定在步驟16之後輸入交流電壓電平的提供停止並且隨後重新開始，則方法返回到步驟10。
在傳統的電壓變換方法中，如果輸入交流電壓電平等於或大於第二預定電平，則切斷保險絲，以便防止大型電解電容器的爆炸。因此，即使在後來正常提供輸入交流電壓，也只能在保險絲在維修之後才能產生輸出直流電壓。然而，在根據本發明實施例的電壓變換方法中，如果輸入交流電壓電平等於或大於第二預定電平，則停止輸入交流電壓的整流。之後，如果輸入交流電壓的提供停止並且隨後重新開始，則不需要特殊的維修處理就可以有利地從輸入交流電壓立即產生輸出直流電壓。
圖2是圖解說明根據本發明另一個實施例的電壓變換方法的流程圖。該方法包括步驟30到38，其中如果輸入交流電壓電平等於或大於第一預定電平並等於或小於第三預定電平，則將輸入交流電壓整流來產生輸出直流電壓，並且在步驟40，其中在停止輸入交流電壓的整流之後，確定輸入交流電壓的提供是否停止並隨後重新開始。
由於圖2的步驟30、34、36、38和40基本上執行與圖1的步驟10、12、14、16和18相同的操作，因此將不對其進行詳細描述。
參考圖2，如果在步驟30確定輸入交流電壓電平等於或大於第一預定電平，則在步驟32，確定輸入交流電壓的電平的絕對值是否小於或等於第三預定電平。第三預定電平表示近似輸入交流電壓電平的絕對值當中最小值的一個值。如果輸入交流電壓是正弦的，則當相位是nπ(其中n是0，1，2，3...)時，輸入交流電壓電平的絕對值最小。如果輸入交流電壓是餘弦的，則當相位是(n』-1/2)π(其中n』是0，1，2，3...)時，輸入交流電壓電平的絕對值最小。
如果在步驟32確定輸入交流電壓電平的絕對值小於或等於第三預定電平，則在步驟34，將輸入交流電壓整流來產生輸出直流電壓。如上所述，在根據本發明實施例的電壓變換方法中，只有當輸入交流電壓電平的絕對值小於或等於第三預定電平時，才使用大型電解電容器來產生輸出直流電壓。因此，能夠防止由於具有高電平的輸入交流電壓的提供引起的浪湧電流的產生。
現在將參考附圖來詳細描述根據本發明實施例使用大型電解電容器的電壓變換裝置的結構和操作。
圖3示出了根據本發明一個實施例的電壓變換裝置的方框圖，該電壓變換裝置包括電平檢測器50、選擇信號產生器52、直流電壓產生器54、電壓發送器56、以及控制器58。
圖3的電壓變換裝置使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓。為此，電平檢測器50檢測經由輸入端IN接收的輸入交流電壓電平，並且將所檢測的電平輸出到選擇信號產生器52和控制器58。
如果圖3的電壓變換裝置執行圖1的電壓變換方法，則選擇信號產生器52根據從電平檢測器50接收的、輸入交流電壓的檢測電平與第一預定電平之間的比較結果以及從控制器58接收的控制信號C來產生選擇信號S，並且將該選擇信號S輸出到電壓發送器56。
如果圖3的電壓變換裝置執行圖2的電壓變換方法，則選擇信號產生器52根據從電平檢測器50接收的、輸入交流電壓的檢測電平與第一預定電平之間的比較結果、經由輸入端IN接收的輸入交流電壓電平的絕對值與第三預定電平之間的比較結果、以及從控制器58接收的控制信號C來產生選擇信號S。將該選擇信號S提供給電壓發送器56。
控制器58根據從電平檢測器50接收的、輸入交流電壓的檢測電平與第二預定電平之間的比較結果以及輸入交流電壓的提供是否停止並且隨後重新開始的確定結果來產生控制信號C。之後，控制器58將所產生的控制信號C輸出到選擇信號產生器52。
響應從選擇信號產生器52接收的選擇信號S，電壓發送器56將經由輸入端IN接收的輸入交流電壓發送到直流發生器54。如上所述，電壓發送器56充當響應選擇信號S而導通或斷開的交流開關。
直流電壓產生器54對從電壓發送器56接收的輸入交流電壓整流，並且經由輸出端OUT輸出整流結果作為輸出直流電壓。
具有那種結構的圖3的電壓變換裝置執行圖1或2的電壓變換方法。
例如，電平檢測器50和選擇信號產生器52執行步驟10或30。電平檢測器50檢測經由輸入端IN接收的輸入交流電壓的電平，並且選擇信號產生器52將從電平檢測器50接收的輸入交流電壓的檢測電平與第一預定電平進行比較。選擇信號產生器52向電壓發送器56輸出比較結果作為選擇信號S。
電壓發送器56和直流電壓產生器54執行圖1的步驟12。也就是，電壓發送器56響應選擇信號S向直流電壓產生器54發送經由輸入端IN接收的輸入交流電壓，所述選擇信號S是當輸入交流電壓電平等於或大於第一預定電平或者當輸入交流電壓電平小於第二預定電平時產生的。直流電壓產生器54對從電壓發送器56接收的輸入交流電壓整流，並且經由輸出端OUT輸出整流結果作為輸出直流電壓。
電平檢測器50和選擇信號產生器52執行圖2的步驟32。選擇信號產生器52將經由輸入端IN接收的輸入交流電壓電平的絕對值與第三預定電平進行比較，並且根據該比較結果產生選擇信號S。電壓發送器56和直流電壓產生器54執行圖2的步驟34。也就是，電壓發送器56響應選擇信號S，向直流電壓產生器54發送經由輸入端IN接收的輸入交流電壓，所述選擇信號S是當輸入交流電壓的檢測電平等於或大於第一預定電平並且小於第二預定電平以及輸入交流電壓電平的絕對值小於或等於第三預定電平時產生的。如上所述，直流電壓產生器54將從電壓發送器56接收的輸入交流電壓變換成輸出直流電壓。
為了執行步驟14或步驟36，控制器58將從電平檢測器50接收的、輸入交流電壓的檢測電平與第二預定電平進行比較，並且輸出該比較結果作為控制信號C。如果根據控制信號C確定輸入交流電壓電平小於第二預定電平，則選擇信號產生器52產生選擇信號S，使用該選擇信號S，電壓發送器56將經由輸入端IN接收的輸入交流電壓發送到直流電壓產生器54。
圖4(a)到(d)示出了用於圖解說明圖3的選擇信號產生器52的操作的波形圖。圖4(a)示出了輸入交流電壓的波形，圖4(b)示出了控制信號C的波形，圖4(c)示出了零交叉波形，以及圖4(d)示出了選擇信號S的波形。
如果圖3的電壓變換裝置執行圖2的電壓變換方法，則選擇信號產生器52經由輸入端IN接收如圖4(a)所示的輸入交流電壓，並且當所接收的輸入交流電壓電平經過參考電壓(例如零59)時，產生如圖4(c)所示的零交叉波形。換句話說，當輸入交流電壓電平的絕對值是最小值，也就是零時，產生零交叉波形。如圖4(c)所示，當輸入交流電壓電平經過零59同時下降時的零交叉波形的電平可能與當輸入交流電壓電平經過零59同時上升時的零交叉波形相反。假設當輸入交流電壓的檢測電平小於第二預定電平時，通過控制器58產生如圖4(b)所示的高邏輯電平的控制信號C，並且當輸入交流電壓的檢測電平等於或大於第二預定電平時，通過控制器58產生低邏輯電平的控制信號C。當產生如圖4(b)所示的高邏輯電平的控制信號C和產生如圖4(c)所示的零交叉波形時，可以產生如圖4(d)所示的選擇信號S。每次接收到如圖4(d)所示的高邏輯電平的選擇信號S時，電壓發送器56向直流電壓產生器54發送輸入交流電壓。
如果圖3的電壓變換裝置執行圖1的電壓變換方法，則選擇信號產生器52不必產生額外的零交叉波形。在這種情況下，電壓發送器56響應選擇信號S向直流電壓產生器54發送輸入交流電壓，所述選擇信號S是當輸入交流電壓的檢測電平大於或等於第一預定電平並小於第二預定電平時產生的。
圖3的選擇信號產生器52和電壓發送器56執行步驟16或38。更具體的，當根據控制信號C確認輸入交流電壓的檢測電平大於或等於第二預定電平時，選擇信號產生器52產生選擇信號S，例如如圖4(d)所示的低邏輯電平的選擇信號S，以便防止電壓發送器56將經由輸入端IN接收的輸入交流電壓發送到直流電壓產生器54。因此，當直流電壓產生器54沒有從電壓發送器56接收輸入交流電壓時，停止輸入交流電壓的整流。
控制器58執行步驟18或40。更具體的，在產生控制信號C從而停止了輸入交流電壓的整流之後，控制器58檢查輸入交流電壓的提供是否停止並隨後重新開始，根據確定結構產生新的控制信號C，並且向選擇輸出發生器52輸出新的控制信號C。因此，如果根據該新的控制信號C確認在停止輸入交流電壓的整流之後，輸入交流電壓的提供停止並且隨後重新開始，選擇信號產生器52檢查在電平檢測器50檢測的輸入交流電壓電平是否等於或大於第一預定電平，以便實現步驟10或30。
現在將參考附圖來描述根據圖3的本發明的電壓變換裝置的實施例的結構和操作。
圖5示出了圖3的電壓變換裝置的實施例的電路圖。該實施例包括電平檢測器50A、選擇信號產生器52A、直流電壓產生器54A、電壓發送器56A、控制器58A和保險絲100。
電壓發送器56A可以由三端雙向可控矽開關72、第一電阻R1、以及第一電容器C1組成。三端雙向可控矽開關72包括第一和第二主電極80和82，以及耦合到選擇信號S的柵極84。第一和第二主電極80和82分別耦合到輸入交流電壓υi和直流電壓產生器54A。三端雙向可控矽開關72響應經由柵極84從選擇信號產生器52A接收的選擇信號S，向直流電壓產生器54發送經由輸入端IN接收的輸入交流電壓υi。第一電阻R1安裝在三端雙向可控矽開關72的第二電極82與柵極84之間，第一電容器C1與第一電阻R1並聯安裝。第一電阻R1和第一電容器保護三端雙向可控矽開關72。
控制器58A可以由第二、第三和第四電阻R2、R3、和R4，第二電容器C2、齊納二極體(ZD)、電晶體Q、以及矽控整流器(SCR)74組成。SCR 74具有分別耦合到電阻R6與R7之間的耦合點以及參考電壓(例如地)的陽極和陰極，通過電阻R6與R7，從電平檢測器50A輸出所檢測的輸入交流電壓υi電平。第二電阻R2耦合於SCR 74的柵極與參考電壓之間，第二電容器C2與第二電阻R2並聯安裝。換句話說，第二電容器C2耦合於ZD的陽極與參考電壓之間。第二電阻R2和第二電容器C2保護SCR 74。ZD具有對應於第二預定電平的反向偏壓，並且陰極連接到從電平檢測器50A接收的輸入交流電壓的檢測電平。第三和第四電阻R3和R4互相串聯於電阻R6和R7之間的耦合點與參考電壓之間，通過電阻R6與R7，輸出所檢測的輸入交流電壓υi電平。電晶體Q具有耦合於第三和第四電阻R3和R4之間的基極以及安裝在控制信號C與參考電壓之間的集電極和發射極。根據本發明，控制器58A可以包括開關元件，而不是電晶體Q。
選擇信號產生器52A可以由第五電阻R5、光發射器78、和光接收器76組成。第五電阻R5的一端耦合到輸入交流電壓υi。光發射器78耦合於電阻R6與R7之間的耦合點與從控制器58A接收的控制信號C之間，通過電阻R6與R7，從電平檢測器50A輸出所檢測的輸入交流電壓υi電平。光發射器78最好實現為光發射二極體。光接收器76耦合於第五電阻R5的另一端與選擇信號S之間。光發射器78和光接收器76組成光三端雙向可控矽開關90。
電平檢測器50A可以由第一整流器60和電平控制器62組成。第一整流器60對輸入交流電壓υi整流，並且向電平控制器62輸出整流結果。為此，第一整流器60可以由其陽極耦合到輸入交流電壓υi的二極體(D)以及耦合於二極體D的陰極與參考電壓之間的第三電容器C3組成。電平控制器62向下控制由第一整流器60的整流結果的電平，也就是，在第三電容器C3的兩端獲取的電壓電平，並且電平控制的結果作為到選擇信號產生器52A和控制器58A的所檢測的輸入交流電壓υi電平。為此，電平控制器62可以由其一端耦合到二極體D的陰極的第六電阻R6以及第七電阻R7組成，第七電阻R7的一端耦合到第六電阻R6的另一端，其另一端耦合到參考電壓。
為了產生輸出直流電壓，直流電壓產生器54A可以由第二整流器70和大型電解電容器C4組成。第二整流器70對從電壓發生器56A接收的輸入交流電壓υi全波或半波整流。如果第二整流器對輸入交流電壓υi全波整流，則它可以實現為圖5所示的橋二極體。大型電解電容器C4根據第二整流器70的整流充電，並且經由輸出端OUT將充電結果作為輸出直流電壓輸出給負載(未示出)等。
在具有上述結構的圖5的電壓變換裝置中，當電壓發送器56A開始接收輸入交流電壓υi時，三端雙向可控矽開關72已經被切斷。這時，由二極體D和第三電容器C3執行的整流結果被第六和第七電阻R6和R7分割。將分割結果，即輸入交流電壓的檢測電平提供給光發射二極體78的陽極和控制器58A。控制器58A使用第三和第四電阻R3和R4對輸入交流電壓的檢測電平υi進行分割。這時，因為輸入交流電壓υi的檢測電平小於為ZD的反向偏壓的第二預定電平，則電晶體Q導通。因此，電流可以經由二極體D、第六電阻R6、光發射器78、以及電晶體Q流向參考電壓。如上所述，當光發射器78發射光時，光接收器76可以接收所發射的光，並且因此，光三端雙向可靠矽開關90導通。因此，選擇信號S被提供給三端雙向可靠矽開關72的柵極84，並且因此，可以將輸入交流電壓υi發送到直流電壓產生器54A。例如，響應圖4(c)的零交叉脈衝，通過電晶體Q的導通而導通的光三端雙向可控矽開關90產生圖4(d)的選擇信號S，並且將所產生的選擇信號S提供給電壓發送器56A的三端雙向可控矽開關72的柵極84，所述零交叉脈衝是當圖4(a)的輸入交流電壓υi的相位為0°或180°時，也就是，當輸入交流電壓υi電平最小時產生的。因此，三端雙向可控矽開關72導通，以便將輸入交流電壓υi發送到直流電壓產生器54A。然後，直流電壓產生器54A對輸入交流電壓υi整流，以便產生輸出直流電壓。
然而，當從電平檢測器50A輸出的輸入交流電壓υi電平等於或大於為ZD的反向偏壓的第二預定電平時，ZD被損壞，並且因此，SCR 74鎖定。如果SCR 74鎖定，則電晶體Q截止。如果電晶體Q截止，則光發射器78不發光。因此，選擇信號產生器52A向三端雙向可控矽開關72的柵極84提供低邏輯電平的選擇信號S。因此，三端雙向可控矽開關72截止，並且不向直流電壓產生器54A發送輸入交流電壓υi。結果，可以防止由於額外電壓引起的大型電解電容器C4的爆炸。即使輸入交流電壓υi電平變得比第二預定電壓要小，SCR 74也保持它的鎖定狀態。因此，為了取消SCR 74的鎖定狀態，必須首先停止輸入交流電壓υi的提供並且隨後重新開始。
圖5的電壓變換裝置還可以包括保險絲100，該保險絲耦合於輸入交流電壓υi與電平檢測器50A之間。
在使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓的傳統方法中，物理地切斷保險絲，以便防止可能由於輸入交流電壓具有逐漸增加的電平或過高電平而引起的大型電解電容器的爆炸。然而，在根據本發明實施例的使用大型電解電容器的電壓變換方法和電壓變換裝置中，不用物理地破壞任何器件就可以保護大型電解電容器，並且因此，當輸入交流電壓電平返回到它的正常狀態時，可以根據輸入交流電壓來立即產生輸出直流電壓。因此，更容易產生輸出直流電壓，並且不會產生額外維修費用。當輸入交流電壓電平最低時，對輸入交流電壓整流以產生輸出直流電壓。從而，消除了可能引入到大型電解電容器的浪湧電流的產生。
本申請根據35U.S.C§19(a)要求於2003年6月13日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請號2003-38378的優先權，在此全文引用作為參考。
權利要求
1.一種使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓的方法，所述方法包括步驟(a)確定所述輸入交流電壓的電平是否等於或大於第一預定電平；(b)如果所述輸入交流電壓的電平等於或大於所述第一預定電平，則對所述輸入交流電壓整流，以便產生所述輸出直流電壓；(c)確定所述輸入交流電壓的電平是否等於或大於第二預定電平，所述第二預定電平大於所述第一預定電平；(d)如果所述輸入交流電壓的電平等於或大於所述第二預定電平，則停止所述輸入交流電壓的整流；和(e)如果所述整流被停止，則確定所述輸入交流電壓的提供是否停止並隨後重新開始，並且如果確定所述輸入交流電壓已經停止並隨後重新開始，則進行到步驟(a)。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述輸入交流電壓是公共交流電壓。
3.如權利要求1所述的方法，還包括步驟(f)如果確定所述輸入交流電壓的電平的絕對值大於或等於所述第一預定電平，則確定所述輸入交流電壓的電平的絕對值是否小於或等於第三預定電平，其中在步驟(b)，如果所述輸入交流電壓電平的絕對值小於或等於所述第三預定電平，則對所述輸入交流電壓整流。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述第三預定電平小於所述第二預定電平。
5.如權利要求3所述的方法，其中所述第三預定電平是所述輸入交流電壓的電平的絕對值中的最小值。
6.一種使用大型電解電容器將輸入交流電壓變換成輸出直流電壓的裝置，所述裝置包括電平檢測器，用於檢測所述輸入交流電壓的電平；選擇信號產生器，用於根據控制信號和所述輸入交流電壓的檢測電平與第一預定電平的比較結果來產生選擇信號；直流電壓產生器，用於對所述輸入交流電壓整流，並且輸出整流結果作為輸出直流電壓；電壓發送器，用於響應所述選擇信號將所述輸入交流電壓發送到所述直流電壓產生器；和控制器，用於根據所述輸入交流電壓的檢測電平與第二預定電平的比較結果以及所述輸入交流電壓的提供是否停止並且隨後重新開始的確定結果來產生所述控制信號，所述第二預定電平大於所述第一預定電平。
7.如權利要求6所述的裝置，其中所述選擇信號產生器根據所述控制信號、所述輸入交流電壓的檢測電平與所述第一預定電平的比較結果、以及所述輸入交流電壓的檢測電平的絕對值與第三預定電平的比較結果來產生所述選擇信號，其中所述第三預定電平小於所述第二預定電平。
8.如權利要求7所述的裝置，其中所述第三預定電平是所述輸入交流電壓的電平的絕對值中的最小值。
9.如權利要求6所述的裝置，其中所述電平檢測器包括第一整流器，用於整流所述輸入交流電壓；和電平控制器，用於向下控制由所述第一整流器整流的所述輸入交流電壓的電平，並且輸出所控制的所述輸入交流電壓的電平作為所述輸入交流電壓的檢測電平。
10.如權利要求6所述的裝置，其中所述直流電壓產生器包括第二整流器，用於整流所述輸入交流電壓；和其中所述大型電解電容器對由所述第二整流器整流的所述輸入交流電壓充電，並且輸出所充電的輸入交流電壓作為輸出直流電壓。
11.如權利要求6所述的裝置，其中所述電壓發生器包括三端雙向可控矽開關，具有分別連接到所述輸入交流電壓和所述直流電壓產生器的第一和第二主電極、以及連接到到所述選擇信號的柵極；安裝在所述三端雙向可控矽開關的第二主電極與柵極之間的第一電阻；和與所述第一電阻並聯連接的第一電容器。
12.如權利要求6所述的裝置，其中所述控制器包括矽控制整流器，具有都連接在所述輸入交流電壓的檢測電平與參考電壓之間的陽極和陰極；耦合於所述矽控制整流器的柵極與所述參考電壓之間的第二電阻；齊納二極體，具有所述第二預定電平的反向偏壓，並且其陰極連接到所述輸入交流電壓的檢測電平；耦合於所述齊納二極體的陽極與所述參考電壓之間的第二電容器；互相串聯於所述輸入交流電壓的檢測電平與所述參考電壓之間的第三和第四電阻；和電晶體，其基極耦合於所述第三和第四電晶體之間，並且其集電極和反射極安裝於所述控制信號與所述參考電壓之間。
13.如權利要求7所述的裝置，其中所述選擇信號產生器包括第五電阻，其一端耦合到所述輸入交流電壓；連接於所述輸入交流電壓的檢測電平與所述控制信號之間的光發射器，用於發射光；和連接於所述第五電阻的另一端與所述選擇信號之間的光接收器，用於接收光。
14.如權利要求6所述的裝置，還包括耦合於所述輸入交流電壓與所述電平檢測器之間的保險絲。
全文摘要
提供了一種使用大型電解電容器的電壓變換方法和電平變換裝置。在根據本發明實施例的方法中，當輸入交流電壓電平等於或大於第一預定電平並且小於第二預定電平時，對所述輸入交流電壓整流，以便產生輸出直流電壓，所述第二預定電平小於所述第一預定電平。當所述輸入交流電壓電平等於或大於所述第二預定電平時，停止對所述輸入交流電壓的整流。之後，如果所述輸入交流電壓的提供停止並且隨後重新開始，則重新開始所述輸出直流電壓的產生。因此能夠保護大型電解電容器，而不物理地損壞任何器件，並且當所述輸入交流電壓電平返回到它的正常狀態時，能夠根據所述輸入交流電壓立即產生所述輸出直流電壓。因此，簡化了所述輸出直流電壓的產生，並且避免了不必要的維修費用。而且有利地消除了可能引入到大型電解電容器的浪湧電流的產生。
文檔編號H02M7/12GK1574587SQ200410048448
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月10日 優先權日2003年6月13日
發明者柳漢青 申請人:三星電子株式會社