JP2007519386A - 電力変換器 - Google Patents

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Abstract

電力変換器は、複数のＡＣ電源端子に結合される複数の入力部を有する整流器構造（Ｄ１−Ｄ４）、整流器構造の出力端子に結合される直列接続された一対のコンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）、複数のＡＣ電源端子のうちの１つのＡＣ電源端子と直列接続された一対のコンデンサの中間点との間に結合されるスイッチ（Ｓ１）であって、第１のＡＣ電圧は第２のＡＣ電圧を超えており、第１のＡＣ電圧がＡＣ電源端子に印加されるとき開き、第２のＡＣ電圧がＡＣ電源端子に印加されるとき閉じるスイッチ（Ｓ１）、および整流器構造の複数の入力部のうちの少なくとも一つと直列接続された一対のコンデンサの中間点との間に結合される過電圧保護回路（Ｄ５，Ｒ３０，Ｄ６）、を有する。

Description

本発明は電力変換器に関する。
倍電圧器を有する電力変換器では（典型的なアプリケーションセットアップの図１参照）、入力電源電圧はブリッジ整流器Ｄ１〜Ｄ４によって整流され、残った電源周波数リプルは電解コンデンサＣ１，Ｃ２によって取り除かれる。Ｖａｃが約１１０ＶのときスイッチＳ１は閉じ、Ｖａｃが約２３０ＶのときスイッチＳ１は開く。Ｓ１が開いているときＣ１とＣ２との中間点はフローティングの状態であり、コンデンサリーク電流によってコンデンサＣ１の両端の電圧とコンデンサＣ２の両端の電圧とのアンバランスがおそらく生じるだろう。このアンバランスによって、Ｃ１又はＣ２に過電圧の状況が生じる。理論的には、全ＤＣ電圧が２つのコンデンサのうちの一方のコンデンサに印加され得る。コスト的な理由によって、整流されたＤＣ電圧の半分を最大電圧としたコンデンサが使用される。漏れ電流を補償する一つの方法は、コンデンサＣ１，Ｃ２に並列に抵抗Ｒ１およびＲ２を追加することである。この方法の不利な点は、固有の電力消費である。これは、待機時の消費電力を小さくする目標を危うくする（例えば、Ｐｏ＝５００ｍＷのとき、Ｐｉｎ＜１Ｗである）。典型的には、後段に負荷Ｌが続いているＤＣ／ＤＣコンバータが、ブリッジ整流器Ｄ１〜Ｄ４の出力部に接続されている。
この回路の改良したものがＥＰ−Ａ−１３１５２７６号に提案されている。実現例の図２を参照する。提案された図２の回路は、抵抗Ｒ１およびＲ２がトランジスタＱ１およびＱ２によって調整されるので、消費電力を削減する。それでも、抵抗Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５は電気を伝え、入力消費電力を増加させている。トランジスタＱ１およびＱ２は高電圧スイッチでなければならず、これは、図１に表されている従来のレジスタによる解決策と比較して、部品数をかなり増加させる。
本発明の目的は、とりわけ、改良された電力変換器を提供することにある。
この目的のため、本発明は、請求項１に規定される電力変換器を提供する。有利な実施例は従属項に規定されている。
本発明のこれらおよび他の態様は、以下に記載される実施例から明らかであり、これら実施例を基準にして説明される。
図３の実現例を使用すると、過電圧条件の場合、ツェナーダイオードＤ５およびＤ６は、漏れ電流用の並列経路を作ることによってコンデンサＣ１およびＣ２を保護する。利点は、Ｄ５およびＤ６が（大きさに依存して）過電圧条件が生じる瞬間だけ導通し、抵抗を含まないので消費レベルを最小限に低減することである。また、この実施例のシステムコストは、図２の従来技術よりも明らかに低い。並列経路の必須ではない抵抗Ｒ３０は、ツェナーダイオードＤ５、Ｄ６を流れる電流を制限するのに役立つ。図３に示される実施例の代替実施例では、ツェナーダイオードを、矢印が互いを指すような反対方向に接続することができる。
Ｃ１およびＣ２が同じ値を有していない（例えば、同じ生産バッチでない）又は漏れ電流が等しくない場合、図４の実現例を使用することができる。図４で、ダイオードＤ７およびＤ８は、コンデンサＣ１およびＣ２と並列に接続されている。ダイオードＤ７およびＤ８は、通常は電流がこれらのダイオードを流れないように接続されている。
図５の実施例は同じ機能を提供するが、約１１０Ｖの入力ＡＣ電圧が印加され、スイッチＳ１が閉じても、過電圧保護回路はスイッチＳ１によって短絡されず、この点で、図５の実施例は好ましさが劣る。
図６は、完全に対称的な代替例であり、過電圧保護回路は、２つのコンデンサの中間点と整流器回路の相互に異なる入力部との間に、２つのブランチを有し、各ブランチは、ツェナーダイオードＤ５，Ｄ６、抵抗器Ｒ３０、Ｒ４０、およびダイオードＤ９，Ｄ１０を有する。この実施例では、両方のコンデンサＣ１、Ｃ２は同時にクランプされる。
図７および図８に示すように、抵抗器Ｒ５０およびＲ６０を、それぞれツェナーダイオードＤ５およびＤ６に並列に接続することができる。これにより、コンデンサＣ１とＣ２との間の中間点の電圧がＤＣ出力電圧の半分に平衡が保たれるという利点がある。
上記の実施例は本発明を限定的に示すものではなく、当業者は添付請求項の範囲から逸脱せずに多くの代替実施例を設計できることに注意すべきである。単語「有する」は、請求項に列挙されている以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。要素が単数であることは、斯かる要素の複数の存在を排除するものではない。特定の手段が相互に異なる従属項に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組合せが有利に使用できないことを示すものではない。
従来技術の電源回路を示す。 従来技術の電源回路を示す。 本発明による電源回路の実施例を示す。 本発明による電源回路の実施例を示す。 本発明による電源回路の実施例を示す。 本発明による電源回路の実施例を示す。 本発明による電源回路の実施例を示す。 本発明による電源回路の実施例を示す。

Claims (9)

  1. 複数のＡＣ電源端子に結合される複数の入力部を有する整流器構造、
    前記整流器構造の出力端子に結合される直列接続された一対のコンデンサ、
    前記複数のＡＣ電源端子のうちの１つのＡＣ電源端子と前記直列接続された一対のコンデンサの中間点との間に結合されるスイッチであって、第１のＡＣ電圧は第２のＡＣ電圧を超えており、前記第１のＡＣ電圧が前記ＡＣ電源端子に印加されるとき開き、前記第２のＡＣ電圧が前記ＡＣ電源端子に印加されるとき閉じるスイッチ、および
    前記整流器構造の複数の入力部のうちの少なくとも一つと前記直列接続された一対のコンデンサの中間点との間に結合される過電圧保護回路、
    を有する電力変換器。
  2. 前記過電圧保護回路は、反対の導電方向を有するツェナーダイオードの直列接続部を有する、請求項１に記載の電力変換器。
  3. 前記過電圧保護回路は、前記ツェナーダイオードと直列の抵抗器を更に有する、請求項２に記載の電力変換器。
  4. 各々が前記一対のコンデンサのうちの対応するコンデンサに並列に接続される複数のダイオードを更に有する、請求項１に記載の電力変換器。
  5. 前記過電圧保護回路は、前記ツェナーダイオードに並列に接続される抵抗器を有する、請求項２に記載の電力変換器。
  6. 前記過電圧保護回路は前記スイッチに結合されている、請求項１に記載の電力変換器。
  7. 前記過電圧保護回路は、前記中間点と前記整流器構造の複数の入力部のうちの第１の入力部との間に第１のブランチを有し、前記中間点と前記整流器構造の複数の入力部のうちの第２の入力部との間に第２のブランチを有する、請求項１に記載の電力変換器。
  8. 前記各ブランチは、反対の導電方向を有するダイオードとツェナーダイオードとの直列接続部を有する、請求項７に記載の電力変換器。
  9. 前記過電圧保護回路は、前記ツェナーダイオードに並列に接続された抵抗器を有する、請求項８に記載の電力変換器。
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