JP2004023982A - 昇圧型充電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電圧が微小で、かつ緩やかに変動する入力電圧を用いて実用的な電圧で電力貯蔵装置を充電できる昇圧型充電装置を得る。
【解決手段】１つの一次側コイルと複数の二次側コイルでトランスが構成され、一次側コイルと二次側コイルとがそれぞれ絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、二次側コイルは複数個の電力貯蔵装置をそれぞれ充電するように接続され、複数個の電力貯蔵装置が直列に接続された昇圧型充電装置とする。
【選択図】 図１
【解決手段】１つの一次側コイルと複数の二次側コイルでトランスが構成され、一次側コイルと二次側コイルとがそれぞれ絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、二次側コイルは複数個の電力貯蔵装置をそれぞれ充電するように接続され、複数個の電力貯蔵装置が直列に接続された昇圧型充電装置とする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧で、かつ緩やかに変動する入力電圧を電圧を高くして電力貯蔵装置に充電する昇圧型充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チョッパー回路を用いた昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの従来例を図４に示す。一般的には効率が高く広く用いられている昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータであるが、入力電圧が数１００ｍＶ以下で出力電圧を数１０Ｖ程度にしたい場合には、動作原理上、仕様を満足することができない。そこでトランスを用いた絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの利用が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータのトランスの巻数比を極端に高くして一度に昇圧を行うと、入力電圧が緩やかに変動する場合の制御が困難で、効率の低いＤＣ／ＤＣコンバータとなる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、電圧が微小で、かつ緩やかに変動する入力電圧を用いて実用的な電圧で電力貯蔵装置を充電できる昇圧型充電装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を複数個にし、それらを直列に接続することにより電圧をより高くする構成にし、複数個直列に接続した電力貯蔵装置にそれぞれに充電を行う昇圧型充電装置を提供するものであり、１つの一次側コイルと複数の二次側コイルでトランスが構成され、一次側コイルと二次側コイルとがそれぞれフォワード型やフライバック型の絶縁型であるＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、二次側コイルは複数個の電力貯蔵装置をそれぞれ充電するように接続され、複数個の電力貯蔵装置が直列に接続されていることを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００６】
また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがフォワード型コンバータであることを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００７】
また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがフライバック型コンバータであることを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００８】
また、入力電圧が変動しても入力電圧が低下しないように、入力端子に整流器を接続したことを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００９】
さらに、入力電圧が数１００ｍＶで一般のダイオードで整流できないことを防ぐために、入力端子に接続する整流器を同期整流器にしたことを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による昇圧型充電装置について、以下に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による昇圧型充電装置の説明図である。ここでは、電力貯蔵装置として電気二重層キャパシタ８を用いた。本発明の昇圧型充電装置は、絶縁型コンバータとしてフォワード型コンバータを用いて、電気二重層キャパシタ８を充電する構成になっている。入力電圧が安定していれば、通常のコンバータの直列接続で十分であるが、入力が数１００Ｈｚ以下の周波数で緩やかに揺らいでいる場合、一次側コイルのスイッチング回路６の制御が非常に困難になる。そこで、入力端子にダイオードなどの整流器を接続することによって入力電圧を安定させる。それによって、微小で変動を伴う入力電圧によって一般的な数１０Ｖ程度の充電を可能にする。
【００１２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２による昇圧型充電装置の説明図である。本発明の昇圧型充電装置は、絶縁型コンバータとしてフライバック型コンバータを用いて、電気二重層キャパシタ８を充電する構成になっている。電気二重層キャパシタの耐電圧が１Ｖから３Ｖ程度であるので、トランス３の一次側コイルと二次側コイルの巻数比は、その耐電圧を越えないように設定する。入力端子に接続するダイオードの順方向電圧が入力電圧より大きいと、この回路は動作しない。そこで、ＦＥＴ（電解効果トランジスタ）９とオペアンプ１０によって同期整流を行うことにより、実際に数１００ｍＶ以下の入力電圧にも対応した。
【００１３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３による昇圧型充電装置の説明図である。本発明の昇圧型充電装置は、電力貯蔵装置として用いた電気二重層キャパシタ８を直列接続する際には、電圧がばらつく問題が生じるので、電気二重層キャパシタに電圧平準化装置を接続する。エネルギをトランスを用いて移送する電圧平準化装置であれば、同じトランスを用いても構わない。そこで、同じトランスを用いて電圧平準化を行える構成とした。以上の説明では、電力貯蔵装置として電気二重層キャパシタを用いたが、どのような電力貯蔵装置を用いても、同じ動作が期待できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によって、電圧が微小で、かつ緩やかに変動する入力電圧を用いて実用的な電圧で電力貯蔵装置を充電できる昇圧型充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による昇圧型充電装置の説明図。
【図２】本発明の実施の形態２による昇圧型充電装置の説明図。
【図３】本発明の実施の形態３による昇圧型充電装置の説明図。
【図４】従来の昇圧型充電装置の説明図。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ 出力端子
３ トランス
４ コンデンサ
５ ダイオード
６ スイッチング回路
７ チョークコイル
８ 電気二重層キャパシタ
９ ＦＥＴ（電解効果トランジスタ）
１０ オペアンプ
【発明の属する技術分野】
本発明は、低電圧で、かつ緩やかに変動する入力電圧を電圧を高くして電力貯蔵装置に充電する昇圧型充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
チョッパー回路を用いた昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの従来例を図４に示す。一般的には効率が高く広く用いられている昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータであるが、入力電圧が数１００ｍＶ以下で出力電圧を数１０Ｖ程度にしたい場合には、動作原理上、仕様を満足することができない。そこでトランスを用いた絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの利用が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータのトランスの巻数比を極端に高くして一度に昇圧を行うと、入力電圧が緩やかに変動する場合の制御が困難で、効率の低いＤＣ／ＤＣコンバータとなる。
【０００４】
従って、本発明の目的は、電圧が微小で、かつ緩やかに変動する入力電圧を用いて実用的な電圧で電力貯蔵装置を充電できる昇圧型充電装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来の絶縁型の昇圧型ＤＣ／ＤＣコンバータの出力を複数個にし、それらを直列に接続することにより電圧をより高くする構成にし、複数個直列に接続した電力貯蔵装置にそれぞれに充電を行う昇圧型充電装置を提供するものであり、１つの一次側コイルと複数の二次側コイルでトランスが構成され、一次側コイルと二次側コイルとがそれぞれフォワード型やフライバック型の絶縁型であるＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、二次側コイルは複数個の電力貯蔵装置をそれぞれ充電するように接続され、複数個の電力貯蔵装置が直列に接続されていることを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００６】
また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがフォワード型コンバータであることを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００７】
また、絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがフライバック型コンバータであることを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００８】
また、入力電圧が変動しても入力電圧が低下しないように、入力端子に整流器を接続したことを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【０００９】
さらに、入力電圧が数１００ｍＶで一般のダイオードで整流できないことを防ぐために、入力端子に接続する整流器を同期整流器にしたことを特徴とする昇圧型充電装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態による昇圧型充電装置について、以下に説明する。
【００１１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による昇圧型充電装置の説明図である。ここでは、電力貯蔵装置として電気二重層キャパシタ８を用いた。本発明の昇圧型充電装置は、絶縁型コンバータとしてフォワード型コンバータを用いて、電気二重層キャパシタ８を充電する構成になっている。入力電圧が安定していれば、通常のコンバータの直列接続で十分であるが、入力が数１００Ｈｚ以下の周波数で緩やかに揺らいでいる場合、一次側コイルのスイッチング回路６の制御が非常に困難になる。そこで、入力端子にダイオードなどの整流器を接続することによって入力電圧を安定させる。それによって、微小で変動を伴う入力電圧によって一般的な数１０Ｖ程度の充電を可能にする。
【００１２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２による昇圧型充電装置の説明図である。本発明の昇圧型充電装置は、絶縁型コンバータとしてフライバック型コンバータを用いて、電気二重層キャパシタ８を充電する構成になっている。電気二重層キャパシタの耐電圧が１Ｖから３Ｖ程度であるので、トランス３の一次側コイルと二次側コイルの巻数比は、その耐電圧を越えないように設定する。入力端子に接続するダイオードの順方向電圧が入力電圧より大きいと、この回路は動作しない。そこで、ＦＥＴ（電解効果トランジスタ）９とオペアンプ１０によって同期整流を行うことにより、実際に数１００ｍＶ以下の入力電圧にも対応した。
【００１３】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３による昇圧型充電装置の説明図である。本発明の昇圧型充電装置は、電力貯蔵装置として用いた電気二重層キャパシタ８を直列接続する際には、電圧がばらつく問題が生じるので、電気二重層キャパシタに電圧平準化装置を接続する。エネルギをトランスを用いて移送する電圧平準化装置であれば、同じトランスを用いても構わない。そこで、同じトランスを用いて電圧平準化を行える構成とした。以上の説明では、電力貯蔵装置として電気二重層キャパシタを用いたが、どのような電力貯蔵装置を用いても、同じ動作が期待できる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明によって、電圧が微小で、かつ緩やかに変動する入力電圧を用いて実用的な電圧で電力貯蔵装置を充電できる昇圧型充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による昇圧型充電装置の説明図。
【図２】本発明の実施の形態２による昇圧型充電装置の説明図。
【図３】本発明の実施の形態３による昇圧型充電装置の説明図。
【図４】従来の昇圧型充電装置の説明図。
【符号の説明】
１ 入力端子
２ 出力端子
３ トランス
４ コンデンサ
５ ダイオード
６ スイッチング回路
７ チョークコイル
８ 電気二重層キャパシタ
９ ＦＥＴ（電解効果トランジスタ）
１０ オペアンプ
Claims (6)
- １つの一次側コイルと複数の二次側コイルでトランスが構成され、一次側コイルと二次側コイルとがそれぞれ絶縁型のＤＣ／ＤＣコンバータを構成しており、二次側コイルは複数個の電力貯蔵装置をそれぞれ充電するように接続され、前記複数個の電力貯蔵装置が直列に接続されていることを特徴とする昇圧型充電装置。
- 請求項１に記載の昇圧型充電装置において、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがフォワード型コンバータであることを特徴とする昇圧型充電装置。
- 請求項１に記載の昇圧型充電装置において、前記絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータがフライバック型コンバータであることを特徴とする昇圧型充電装置。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載の昇圧型充電装置において、前記昇圧型充電装置の入力端子に整流器を接続したことを特徴とする昇圧型充電装置。
- 請求項１乃至４のいずれかに記載の昇圧型充電装置において、前記昇圧型充電装置の入力端子に接続した整流器を同期整流器にしたことを特徴とする昇圧型充電装置。
- 請求項１乃至５のいずれかに記載の昇圧型充電装置において、前記の複数個直列に接続された電力貯蔵装置に、整流器を介して二次側コイルを接続したことを特徴とする昇圧型充電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002179989A JP2004023982A (ja) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | 昇圧型充電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002179989A JP2004023982A (ja) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | 昇圧型充電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004023982A true JP2004023982A (ja) | 2004-01-22 |
Family
ID=31177251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002179989A Withdrawn JP2004023982A (ja) | 2002-06-20 | 2002-06-20 | 昇圧型充電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004023982A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540792A (ja) * | 2006-06-15 | 2009-11-19 | エスケー エナジー 株式会社 | 多重変圧器の１次巻線を並列に接続した電荷均等化装置 |
| CN103414352A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-11-27 | 北京新雷能科技股份有限公司 | 一种推挽式输出电路 |
| JP2014512166A (ja) * | 2011-04-11 | 2014-05-19 | ルノー エス．ア．エス． | バッテリセルを平衡化するためのデバイス及び方法 |
| KR101438910B1 (ko) | 2012-10-04 | 2014-09-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 유선-무선 전력 전송 장치 및 그 방법 |
| WO2015020463A1 (ko) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 전원 장치 |
| KR20170006625A (ko) * | 2015-07-09 | 2017-01-18 | 숭실대학교산학협력단 | 결합인덕터를 갖는 부스트-차지펌프-플라이백 컨버터 |
| JP2021132418A (ja) * | 2020-02-18 | 2021-09-09 | Tdk株式会社 | スイッチング電源装置 |
-
2002
- 2002-06-20 JP JP2002179989A patent/JP2004023982A/ja not_active Withdrawn
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009540792A (ja) * | 2006-06-15 | 2009-11-19 | エスケー エナジー 株式会社 | 多重変圧器の１次巻線を並列に接続した電荷均等化装置 |
| JP2014512166A (ja) * | 2011-04-11 | 2014-05-19 | ルノー エス．ア．エス． | バッテリセルを平衡化するためのデバイス及び方法 |
| KR101438910B1 (ko) | 2012-10-04 | 2014-09-11 | 엘지이노텍 주식회사 | 유선-무선 전력 전송 장치 및 그 방법 |
| US9484147B2 (en) | 2012-10-04 | 2016-11-01 | Lg Innotek Co., Ltd. | Wired-wireless combined power transmission apparatus and the method using the same |
| WO2015020463A1 (ko) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 전원 장치 |
| US9899935B2 (en) | 2013-08-07 | 2018-02-20 | Lg Innotek Co., Ltd. | Power factor correction device with first and second output parts |
| CN103414352A (zh) * | 2013-08-30 | 2013-11-27 | 北京新雷能科技股份有限公司 | 一种推挽式输出电路 |
| KR20170006625A (ko) * | 2015-07-09 | 2017-01-18 | 숭실대학교산학협력단 | 결합인덕터를 갖는 부스트-차지펌프-플라이백 컨버터 |
| KR101710537B1 (ko) | 2015-07-09 | 2017-03-13 | 숭실대학교산학협력단 | 결합인덕터를 갖는 부스트-차지펌프-플라이백 컨버터 |
| JP2021132418A (ja) * | 2020-02-18 | 2021-09-09 | Tdk株式会社 | スイッチング電源装置 |
| JP7380297B2 (ja) | 2020-02-18 | 2023-11-15 | Tdk株式会社 | スイッチング電源装置 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041125 |
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| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050302 |