JPH01194860A - 電源用の高効率変換回路 - Google Patents

電源用の高効率変換回路

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JPH01194860A
JPH01194860A JP63236187A JP23618788A JPH01194860A JP H01194860 A JPH01194860 A JP H01194860A JP 63236187 A JP63236187 A JP 63236187A JP 23618788 A JP23618788 A JP 23618788A JP H01194860 A JPH01194860 A JP H01194860A
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JP
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circuit
voltage
output
current
conversion circuit
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JP63236187A
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English (en)
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Javier E M Lopez
ハビエール エウヘニオ モネオ ロペス
Mark G Palaske
マーク グレッグ パラスケ
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QUEST ELECTRON SA
Original Assignee
QUEST ELECTRON SA
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は電源用の高効率変換回路に係わる。
[従来技術及びその問題点] 公知回路は回路素子のサイズを不釣合な割合で大きく設
定しない限り高度の変換効率が達成されないような電子
的構成に基づいている。
公知回路の場合、主として熱の形でエネルギー損失を伴
ない、これが変換効率を低下させる要因となっている。
さらにまた、その構成上、変換回路が接続しているその
他の能動及び受動回路にとって有害なりプルの形で、出
力電圧、従って出力電流の正常波形に歪みが現われる。
公知回路では電源回路の変換は直接的であり、エネルギ
ーの変換は間接的かつ直列制御方式である。このような
直列制御方式のエネルギー変換Cは変換効率に限界があ
り、86%を超えることはまれである。これに反して本
発明回路は1ネルギーを直接変換することで90%以上
の、場合によっては91%近い変換効率を達成すること
ができる。
産業界の切実な需要を満たすべく、長い年月と莫大なコ
ストをかけて研究開発を続けた結果、本発明を完成させ
たが、この発明は既に1市されている電気エネルギー変
換回路に比較して数々の基本的な長所を具えることが明
らかになった。
[発明の概要1 本発明はACfDCに、また、DCをACに変換でき、
入力電圧を増減でき、接続されている負荷の条件に応じ
て出力電圧を自動的に調節できる変換回路を構成する。
本発明の回路はまた、安定化され、It、It御された
出力を発生させ、用途に応じて電圧または電流を制御で
きる。従って、基本回路にほとんど変更を加えなくても
、この特性を利用することにより本発明を高電圧または
高電流電源にも低電圧または低電流電源にも応用できる
本発明回路の構成は、入力電圧が極めて広い範囲で変動
しても出力の制御を可能にする。これにより、回路の出
力電圧は該回路に接続されている負荷が必要とする電圧
と正確に一致する。ただし、達成可能な逓倍に応じて、
逓倍限度内で負荷が必要とするいかなる電圧をも出力で
きる。従って、回路に変更を加えることなく 、300
0ボルトの出力を発生させる電源を1000ボルト、5
00ボルト、100ボルト、または場合によっては1ボ
ルトを必要とする角筒にも使用することができる。出力
電圧に関係なく、回路は予め設定された、または所要の
出力電流を供給し続ける。このように作用できる公知電
源は皆無である。
本発明の回路は電圧または電流の別なく出力の制御値に
影響を及ぼすことなく広範囲の入力電圧に適応できる。
本発明の回路を利用すれば、入力電圧の範囲が極めて広
くてもよい。例えば、80ボルトAC乃至280ポルト
ACの入力端子に適応でき、このような入力変動は出力
電圧またG(tf流の制御に著しく影響せず、この制御
を極めて正確に維持する〈出力変動は1%以下)。公知
のスイッチモード電源では広範囲の入力電圧に対して出
力制御をこのように正確に維持することは不可能である
本発明の回路は大部分の電源回路が採用している直列制
御方式分離機構とは異なるスイッチング分1!11機構
を組込むことができる。このスイッチング分l11機構
は直列制御方式の分M機構に比較して損失が少なく、多
くの場合、入出力間の寄生キャパシタンスに関してもす
ぐれている。オーム抵抗は両方式に優劣はなく、用途に
応じて大きい場合もあれば小さい場合もあるが、なんと
云ってもこのスイッチング分離タイプの最も重要な特徴
は入出力間の寄生キャパシタンスに関連する効率である
回路全体はその出力電圧または電流をデジタル制御され
、このことはスイッチング分離タイプ電源の制御と作用
レンジ変化を容易にする。回路は必要に応じてコンピュ
ータにより外部から制御できるように外部結線を具えて
いる。
公知の電源回路に比較して本発明の回路には多くの長所
があり、その応用範囲は極めて広い。
特に、本発明の回路はレーザー用電源、コンピュータ用
電源、通信用電源の分野を初めとして、航空工学、宇宙
工学の分野や太陽エネルギー変換装置など、広い範囲に
おいて公知技術にまさる。
本発明を採用することで既存の各種装置の機能を向上さ
せることができ、従来なら実現不能と考えられた別の用
途を実現することができる。
〔実施例1 以下に本発明を添付図面に沿ってさらに詳細に説明する
。なお、添付図面に示す回路はあくまでも説明のための
実施例であって、基本回路の利用態様を制限するもので
はない。
第1図に示す回路はスイッチングタイミングの制御回路
である。この回路は出力点A及びBから供給を受け、両
川力点ともスイッチング時間及び周波数の絶対値は同じ
であるが、その符号は互いに逆である。
スイッチング時間のデユーティサイクルは入力点G及び
Cによって規制され、これら入力点の電圧レベルが集積
回路IC1によって比較される。
素子R6,R3,R5,R4,C6,C3,C21゜T
R1は始動及び停止シーケンスを制御するための遅延シ
ステムを構成する。
素子R1,C8は集積回路C11のスイッチング頻度を
決定する。
出力点Eは12ボルト正DC電源に相当し、そのアース
は企図を通して第1図の点りである。
第1図における回路素子 IC1:UC3525など TRI:NPNトランジスタ DZl、DZ2 :”)XチーダイオードC1,C6:
電解コンデンサ C2,C3,C4,C5,07,C8,C9゜CIO,
C1l:コンデンサ R1,R2,R3,R4,R5,R6:抵抗器 Dl、C2,C3,C4:ダイオード 第2図に示す回路は第5図に示す回路に対する電源回路
である。この回路は電子的分離機構を含み、必要ならば
入出力間、分l111機構を含まない点を除けば第2図
回路と同様の、第4図に示す回路を代用することし可能
である。第4図の回路を使用する場合、電iV3.V4
.V5及びV6は使用されない。
第2図における回路素子 D1〜D28;ダイオード TR1,TR2,TR3:50〜60Hz  へ〇トラ
ンス C1:電解コンデンサ DZ1〜DZ6:ツエナーダイオード C2〜C7:コンデンサ 第3図に示す回路は従回路群または下位集合体群の一括
出力回路であり、回路素子C1,C2及びDl、C2,
C3,C4が入力電圧を増イ8するだめの基本電池を構
成し、所要電圧を発生させるのに必要なだけ電池の数を
追加することができる。
基本電池を構成するコンデンサの容量は負荷が必要とす
る電池に応じて異なる。
基本電池を構成するダイオードの特性もまた用途ごとに
必要な電池及び電圧に応じて異なる。
第3図の回路素子TR1及びTR2はフェライトコアを
有する2つのトランスであり、その特性は電圧増倍電池
によって供給される電流及び電圧に応じて異なる。同じ
く第3図のオプトカップル、集積回路ICI及び素子R
1,R2,R3,R4゜R5,C7,DZlはR1を流
れる電流を点Gにおける電圧に変換し、この電圧はR1
を流れる電流に比例する。第3図の点F、G、Dは第1
図の対応点と接続する。
第3図における回路素子 IC’lオプトカプラー6N139など丁R1,TR2
:フエライトコアトランス+11〜R5:抵抗器 DZl:ツェナーダイオード 【)1〜D9:ダイオード C1〜C7:コンデンサ 第4図に示J回路は回路全体の電力増幅器であり、第1
図に示した制御回路に接続する点△及びBによって規制
される。
集積回路IC3,IC4,IC5,IC6はMoS電界
効果トランジスタのゲートに印加される信号の増幅器で
ある。
出力I及びJは第3図に示した入力I及びJとそれぞれ
接続する。点i」は第2図の点Hに接続する正電源であ
る。
第4図における回路素子 Ml、M2.M3.M4 :電力MoS電界効果トラン
ジスタ iol、IC2+オプトカプラー6N139などIC3
,IC4:MoS電界効果トランジスタのための非反転
増幅器 1R1〜R6:抵抗器 C5,C6,09,C10:電界コンデンサC1,C2
,G3.C4,C7,C8:コンデンサ D1〜D8:ダイオード 第5図に示す回路は第4図と同様に回路全体の電力増幅
器であるが、第4図の回路と異なる点は電子的スイッチ
ングによって入力を出力から分離する機構が組込まれて
いることであり、前記電子的スイッチングがこの回路の
基本的な目的ひある。
入出力間の分離が必要でなければ、第4図の回路でよい
集積回路1013. 1 C10,I C11,I C
12,1014はMO8I界効果トランジスタのゲート
に印加される信号の増幅器である。
出力I及びJは第3図の回路における入力■及びJとそ
れぞれ接続する。点Hは第3図の対応点と接続している
正電源である。
第5図における回路素子 M1〜M8:MO8t界効電界力トランジスタIC1〜
IC6:オプトカブラ−6N139などIC7〜IC1
2:MoS電界効果トランジスタのための反転増幅器 l013及び1014:MoS電界効果トランジスタの
ための非反転増幅器 R1−R18:抵抗器 C9,CIO,C11,C12,C13,C14,01
7゜C18:電解コンデンサ C1,C2,C3,C4,C5,C6,07゜C8,C
18,019+コンデンサ 第6図に示す回路は点CにおGノる電圧レベルを制御す
る回路である。この制御はデジタル制御であり、第1図
に示す回路と対応する。第6図の点Cは第1図の対応点
と接続し、点り及びEも同様に第1図の対応点とそれぞ
れ接続する。
集積回路IC3はD/Aコンバータと作用し、集積回路
IC1及びIC2はそれぞれデジタルカウンタである。
それぞれの電源はバッテリによって一定に維持されるか
ら、カウント情報はそのままそれぞれのカウンタによっ
て記憶される。
これらのデジタルカウンタはコネクタを介して外部信号
によって制御される。
第6図における回路素子 IC3:D/Aコンバータ、8ピツト [C1,rc2:デジタルカウンタ、4ビットR1〜R
11:抵抗器 C1,C2,C3:コンデンサ DZl、DZ2:ツエt−’jイオ−ドBAT1 :バ
ッテリ
【図面の簡単な説明】
第1図はスイッチングタイミングの制御回路を示す回路
図、第2図は第5図に示す回路に対する電源回路を示す
回路図、第3図は従回路群または下位集合体群の一括出
力回路を示す回路図、第4図は回路全体のための電力増
幅器を示す回路図、第5図は第4図と同様の電力増幅器
を示づ゛回路図、第6図は電圧レベル制御回路を示す回
路図である。 IC1〜l014・・・集積回路 TR1,TR2,TR3・・・トランスD Z 1〜D
Z6・・・ツェナーダイオード01〜C19・・・コン
デンサ R1−R18・・・抵抗器D1〜D28・・・
ダイオード M1〜M8・・−1−ランジスタ BAT
l・・・バッテリ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)スイッチング分離回路を採用することにより容量
    において直列制御式分離よりもすぐれた入出力間の電気
    的分離を達成し、スイッチング分離を必要としない他の
    回路の特性及び機能に影響を及ぼさないことを特徴とす
    る電源用の高効率変換回路。 (2)単−素子によつて広い範囲の電圧または電流が出
    力され、出力の変動幅が用途に応じて0ボルトからキロ
    ボルトに及び、各回路が負荷または用途が必要とする電
    圧または電流をそのパラメータの範囲内で自動的に調節
    することができ、使用される電圧増倍電池の数だけが最
    大電圧または電流出力を制限することを特徴とする電源
    用の高効率変換回路。(3)広い範囲の入力電圧に適応
    して正常に作用することができ、交流または直流の5ボ
    ルト乃至380ボルトの入力電圧の供給を受けることが
    できることを特徴とする電源用の高効率変換回路。 (4)入力電圧に大きい変動(例えば交流80ボルト乃
    至260ボルト)があつても、公知の出力電圧制御シス
    テムよりもはるかに効果的に自動制御される出力電圧ま
    たは出力電流のすぐれた安定性を特徴とする電源用の高
    効率変換回路。 (5)変換効率95%以上にも及び、いかなる場合にも
    公知技術による変換よりも高い効率でエネルギーを変換
    できることを特徴とする電源用の高効率変換回路。 (6)組込まれた記憶回路またはデジタル回路と接続す
    るデジタル基準回路によって出力制御回路を制御し、デ
    ジタル基準回路のプログラミングを外部マイクロコンピ
    ュータまたは組込まれたマイクロコンピュータから行う
    ことを特徴とする電源用の高効率変換回路。(7)回路
    構成を変えなくても、用途に応じて入力電圧の乗算器ま
    たは除算器として作用できることを特徴とする電源用の
    高効率変換回路。 (8)出力電圧または電流を増減する光学的に結合され
    たフィードバック回路により出力を電圧または電流制御
    できることを特徴とする電源用の高効率変換回路。 (9)(電圧または電流)増倍回路を、単一の増倍電池
    または互いに電気的に接続する複数電池で構成し、必要
    に応じてこれらの電池間にスイッチング回路を挿入でき
    るようにしたことを特徴とする電源用の高効率変換回路
    。 (10)本発明の回路の重要な特徴を可能にする新規の
    電子回路の基礎を形成する(第3図の)フェライトコア
    トランスTR1、TR2、及びコンデンサC1、C2、
    C3とダイオードD1、D2、D3、D4から成る基本
    電池の構成を特徴とする電源用の高効率変換回路。
JP63236187A 1987-09-21 1988-09-20 電源用の高効率変換回路 Pending JPH01194860A (ja)

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ES8702699A ES2008737A6 (es) 1987-09-21 1987-09-21 Circuito convertidor de alta eficacia para fuentes de alimentacion.
ES8702699 1987-09-21

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JP63236187A Pending JPH01194860A (ja) 1987-09-21 1988-09-20 電源用の高効率変換回路

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8369116B2 (en) * 2010-03-01 2013-02-05 Raymond Peter Maroon Isolated DC-to-DC power converter topology
US8816654B2 (en) 2010-09-27 2014-08-26 Cooper Technologies Company Universal-voltage discrete input circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3465231A (en) * 1967-12-26 1969-09-02 Varo Transformerless converter-inverter
US3579078A (en) * 1969-10-06 1971-05-18 Trw Inc Constant current high-voltage power supply
US4298926A (en) * 1979-06-29 1981-11-03 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Power converter
US4399499A (en) * 1981-12-18 1983-08-16 Gte Automatic Electric Labs Inc. Bi-lateral four quadrant power converter
DE3472867D1 (en) * 1984-02-29 1988-08-25 Ibm Power switching circuit

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