JP2009106145A

JP2009106145A - 電圧変換回路を具備する電源供給装置

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Publication number: JP2009106145A
Application number: JP2008226124A
Authority: JP
Inventors: Wen-Hsing Chang; 文星張; Ming-Yao Dong; 敏耀董
Original assignee: Syspotek Corp
Current assignee: Syspotek Corp
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2009-05-14
Also published as: TW200919917A; US20090102449A1; DE102008042688A1

Abstract

【課題】電圧変換回路を具備する電源供給装置を提供することを課題とする。
【解決手段】一種の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置、昇圧回路、降圧回路、及び、制御ユニットを含む。電源供給装置は、各種電力供給方式とすることができる。昇圧回路は該電源供給装置が出力した電力の電圧を上昇させることに用いる。降圧回路は、該電源供給装置が出力した電力の電圧を降下させることに用いる。前述の該昇圧回路と該降圧回路は、電気的に並列接続する。該制御ユニットは、該電源供給装置が該昇圧回路、或いは、該降圧回路で電圧変換を行うかの選択に用いる。該制御ユニットを通じて該電源供給装置の出力電源を監視制御し、並びに、該昇圧回路、或いは、降圧回路の作動を制御して、該電源供給装置が電圧変換を経た後、出力した電圧がシステムの要求を満たすことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、一種の電圧変換回路を具備する電源供給装置に関り、特に、電源供給装置、更には燃料電池が並列接続の昇圧回路及び降圧回路と電気的に接続することを提供することで、該電源供給装置の出力電圧を調整することに関る。

現在の電子回路技術は、常に各種異なるシステムとモジュールを組み合わせることにより機能が更に複雑となることで、動作も更に効率的と機能の多様化という特性を具える。しかしながら異なるシステムとモジュールの間が同じ動作電圧であるとは限らず、ある特定システム或いはモジュールがその特定目的を達成するため、昇圧或いは降圧するという動作を行う必要があり、本発明の電圧変調技術により、この電圧変調を各種システムとモジュールの間に簡単に運用することができる。その他にも本発明では異なる制御ユニットを介して、更に効率的な制御電圧変換器の作動を制御し、電圧の変換について更に効率を持たせることができる。

これにより、本発明の発明者は、従来の出力電圧変調の欠陥に鑑み、一種の効率性と利便性を兼ね備えた電圧変調方法を提供することをその課題としている。

本発明は、主に昇圧回路と降圧回路を提供し、制御ユニットにより電圧変換ユニットの電子スイッチを制御し、出力側において定電圧電流を得ることができる電圧変換回路を具備する電源供給装置を提供することにある。

上述の目的を達するため、本発明では電源供給装置、昇圧回路、降圧回路及び制御ユニットを提供する。電源供給装置は、各種電力供給方式とすることができる。昇圧回路は該電源供給装置が出力した電力の電圧を上昇させることに用いる。降圧回路は、該電源供給装置が出力した電力の電圧を降下させることに用いる。該制御ユニットは該電源供給装置が該昇圧回路或いは該降圧回路で電圧変換を行うかの選択に用いる。

前述の該昇圧回路と該降圧回路は、電気的に並列接続する。該制御ユニットが各々該昇圧回路と該降圧回路に電気的に接続し、該制御ユニットを通じて該電源供給装置の出力電源を監視制御し、並びに該升降圧の並列接続回路の作動を制御し、該電源供給装置が電圧変換を経た後で、出力した電圧がシステムの要求を満たさせる。

当該技術を熟知する者に本発明の目的、特徴及び効果について理解していただくため、下記の具体的な実施例を介し図面を組み合わせることで、本発明に対する詳細な説明を後記のとおり行うものである。

図１で示すものは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３及び制御ユニット４からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が電気的に並列接続することで、該電源供給装置１が発生した電力はこれを介してデフォルト電圧の電力出力を達成させることができる。

前述本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、該電源供給装置１は電力を供給できる態様のいずれかとすることができる。直接メタノール型燃料電池の具体的な実施例から言うと、これはメタノール燃料と酸素を利用して電気化学反応を行うと共にこれにより直流電力を発生させるものである。該昇圧回路２は直流昇圧変換器２１及び第１電気スイッチ２２を含み、且つ該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２が電気的に直列接続し、該電源供給装置１の出力電力の電圧を比較的高い電圧の電力出力に変換することに用いる。該第１電気スイッチ２２は該昇圧回路２の電気伝送ルートのオン或いはオフの選択に用い、且つ該第１電気スイッチ２２はダイオードのスイッチング素子、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタのスイッチング素子及び電気信号による制御の他電気スイッチング素子の中から選ばれて達成できる。該降圧回路３は直流降圧変換器３１及びダイオード３２を含み、且つ該直流降圧変換器３１と該ダイオード３２が電気的に直列接続し、該電源供給装置１の出力電力の電圧を比較的低い電圧の電力出力に変換することに用い、及び該制御ユニット４は参照電圧発生器４１と電圧比較器４２を含む。該制御ユニット４は該昇圧回路２及び該降圧回路３内のいずれか電圧変換回路を選択して電圧変換を行うことで、該電源供給装置１の出力電力を設定した電圧のある出力電力に調整することに用いる。

前述の制御ユニット４は、参照電圧発生器４１と電圧比較器４２を含み、該参照電圧発生器４１が参照電圧値を提供し、且つ該電圧比較器４２は該電源供給装置１の出力電圧と該参照電圧発生器４１が提供する参照電圧値を比較し、並びに対応する電気信号を出力することで、該第１電気スイッチ２２のオン或いはオフを選択し、またこれにより昇圧回路２または該降圧回路３内のいずれか電圧変換回路を選択して該電源供給装置１の出力電力の電圧変換を行う。

前述の該電源供給装置１は、該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２が形成する回路に電気的に直列接続する。該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２の電気を少なくとも切り換えることができるよう設置するが、該昇圧回路２はやはり等価の機能を具備する。該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端が該電源供給装置１の電力出力側と電気的に接続し、且つ該直流降圧変換器３１の他端が該ダイオード３２に電気的に接続する。該ダイオード３２と該昇圧回路２の電力出力側が電気的に接続することで、該昇圧回路２が比較的高い電位の電力を出力し、該降圧回路３に入らない。及び該制御ユニット４内部の該電圧比較器４２と該第１電気スイッチ２２が電気的に接続し、該電圧比較器４２の正接点が参照電圧発生器４１に接続し、負接点がＶｉｎ電圧接点４３に接続する。該Ｖｉｎ電圧接点４３の電圧値と該電源供給装置１の出力電圧が等電位し、該参照電圧発生器４１と該Ｖｉｎ電圧接点４３との比較を利用して、該電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２に対してオンとオフの制御を行うことができる。

上述の該参照電圧発生器４１の出力電圧と該電源供給装置１の出力電圧を比較し、該電圧比較器４２を利用して該第１電気スイッチ２２に対し制御を行い、該電源供給装置１の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より小さい場合、該第１電気スイッチ２２がオンになることで、該昇圧回路２を利用して電圧を上昇させる。逆の場合、該第１電気スイッチ２２がオフとなることで、該降圧回路３が該電源供給装置１の電圧を所要電圧値まで降下する。

図２に示されるのは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の別の具体的な実施例のデバイス関係図である。前述本発明の実施例に基づき、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、該制御ユニット４の参照電圧発生器４１はデジタル−アナログ変換器４４とデジタル信号発生器４５からなる電圧信号供給装置で代替することができる。

前述制御ユニット４の電圧比較器４２の電気信号出力側は、該第１電気スイッチ２２に電気的に接続し、且つ該電圧比較器４２入力側の正接点が該デジタル−アナログ変換器４４に接続する。該デジタル−アナログ変換器４４のもう一つ接点が該デジタル信号発生器４５に電気的に接続する。該電圧比較器４２入力側の負接点がＶｉｎ電圧接点４３に接続し、該Ｖｉｎ電圧接点４３の電圧値と該電源供給装置１出力電圧が等電位し、該デジタル信号発生器４５を利用してデジタル信号を発生させ、該デジタル−アナログ変換器４４を経由して信号を電圧値に変換して該Ｖｉｎ電圧接点４３と比較し、Ｖｉｎ電圧接点４３電圧の大きさの差異によって該電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２に対しオンとオフの制御を行う。

該デジタル信号発生器４５を利用してデジタル信号を発生させ、該デジタル−アナログ変換器４４を経由して信号を電圧値に変換してから該電源供給装置１の出力電圧と比較し、該電圧比較器４２を利用して該第１電気スイッチ２２に対し制御を行い、該電源供給装置１の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より小さい場合、該第１電気スイッチ２２がオンになることで、該昇圧回路２を利用して電圧を上昇させる。逆の場合、該第１電気スイッチ２２がオフとなることで、該降圧回路３が該電源供給装置１の電圧を所要電圧値まで降下する。

図３に示されるのは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である、これは電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３及び制御ユニット４からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が並列接続し、該電源供給装置１がこの回路を通じて接続し、該電源供給装置１が発生した電力をこれによりデフォルト電圧の電力方式を達成する。

前述本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、該制御ユニット４は電圧比較器４２と電圧出力装置４６を含む。該制御ユニット４は該電源供給装置１が該昇圧回路２或いは該降圧回路３で電圧変換するかを選択することに用いる。

前述の該電源供給装置１は該直流昇圧変換器２１と電気的に接続し、該直流昇圧変換器２１の他端が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、且つ該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２との接続方法の切り換えも該昇圧回路２の働きを達成できる。その他該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端と該電源供給装置１が電気的に接続し、他端が該ダイオード３２に接続する。該制御ユニット４内部の電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、該電圧比較器４２入力側の正接点が電圧出力装置４６と電気的に接続する。該電圧比較器４２入力側の負接点がＶｉｎ電圧接点４３に電気的に接続し、該Ｖｉｎ電圧接点４３の電圧値と該電源供給装置１出力電圧が等電位し、該電圧出力装置４６を利用して電圧値を発生して該Ｖｉｎ電圧接点４３の電圧と比較し、Ｖｉｎ電圧接点４３電圧の大きさによって該電圧比較器４２の出力電圧を決定することで該第１電気スイッチ２２に対しオンとオフの制御を行う。

電圧出力装置４６が動的に電圧を発生するため、該電圧と該電源供給装置１の出力電圧を比較し、該電圧比較器４２を利用して該第１電気スイッチ２２に対し制御を行い、該電源供給装置１の出力電圧が該電圧出力装置４６の出力電圧より小さい場合、該第１電気スイッチ２２がオンになることで、該昇圧回路２を利用して電圧を上昇させる。逆の場合、該第１電気スイッチ２２がオフとなることで、該降圧回路３が該電源供給装置１の電圧を所要電圧値まで降下する。

図４に示されるのは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３及び制御ユニット４からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が並列接続し、該電源供給装置１がこの回路を通じて接続し、該電源供給装置１が発生した電力をこれによりデフォルト電圧の電力方式を達成する。

前述本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、該制御ユニット４は参照電圧発生器４１、電圧比較器４２、デジタル−アナログ変換器４４、デジタル信号発生器４５及び電圧調整器４８を含む。該制御ユニット４は該電源供給装置１が該昇圧回路２或いは該降圧回路３で電圧変換を行なうかの選択に用いる。

前述の該電源供給装置１は該直流昇圧変換器２１と電気的に接続し、該直流昇圧変換器２１の他端が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、且つ該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２との接続方法の切り換えも該昇圧回路２の働きを達成できる。その他該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端と該電源供給装置１が電気的に接続し、他端が該ダイオード３２に接続する。該制御ユニット４内部の電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、該電圧比較器４２入力側の正接点が参照電圧発生器４１に電気的に接続し、負接点が該電圧調整器４８に接続する。該電圧調整器４８のいずれか一端が該デジタル−アナログ変換器４４に電気的に接続し、他端が該電源供給装置１の出力電圧に電気的に接続する。該デジタル−アナログ変換器４４の他端が該デジタル信号発生器４５と電気的に接続し、該デジタル信号発生器４５を利用してデジタル信号を発生させ、該デジタル−アナログ変換器４４を介して電圧値に変換してから、該電圧調整器４８を通じて該参照電圧発生器４１の出力電圧と電圧の比較を行うことで、該電圧比較器４２該第１電気スイッチ２２に対しオンとオフの制御を行う。その他該デジタル信号発生器４５が該デジタル−アナログ変換器４４を通じて発生した電圧信号は、電気を通じて該直流昇圧変換器２１と該直流降圧変換器３１に接続するため、該デジタル信号発生器４５を介して該直流昇圧変換器２１と該直流降圧変換器３１の電圧変換状況を制御できる。

該デジタル信号発生器４５を利用してデジタル信号を発生させ、該デジタル−アナログ変換器４４と該電圧調整器４８を経由して信号を電圧値に変換して該参照電圧発生器４１の出力電圧と電圧の比較を行う。該電圧比較器４２を利用して該第１電気スイッチ２２に対して制御を行い、該デジタル信号発生器４５が発生した信号は該デジタル−アナログ変換器４４と該電圧調整器４８を経由して変換した後の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より小さい場合、該第１電気スイッチ２２がオンになることで、該電源供給装置１の出力電力が該昇圧回路２を通じて電圧を上昇させる。逆の場合、該第１電気スイッチ２２がオフとなることで、該降圧回路３が該電源供給装置１の電圧を所要電圧値まで降下する。該デジタル信号発生器４５が動的にそのデジタル信号の発生を調整するため、該電源供給装置１の電圧変換を動的に調整することを達成できる。

図５に示されるものは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３及び制御ユニット４からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が並列接続し、該電源供給装置１がこの回路を通じて接続し、該電源供給装置１が発生した電力をこれによりデフォルト電圧の電力方式を達成する。

前述本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、該制御ユニット４は参照電圧発生器４１、電圧比較器４２、電圧出力装置４６と電圧調整器４８を含む。該制御ユニット４は該電源供給装置１が該昇圧回路２或いは該降圧回路３で電圧変換を行うかの選択に用いる。

前述の該電源供給装置１は該直流昇圧変換器２１と電気的に接続し、該直流昇圧変換器２１の他端が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、且つ該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２との接続方法の切り換えも該昇圧回路２の働きを達成できる。その他該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端と該電源供給装置１が電気的に接続し、他端が該ダイオード３２に電気的に接続する。該制御ユニット４内部の電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、該電圧比較器４２入力側の正接点が参照電圧発生器４１に電気的に接続し、該電圧比較器４２入力側の負接点が該電圧調整器４８に電気的に接続する。該電圧調整器４８のいずれか一端が該電圧出力装置４６と電気的に接続し、他端が該電源供給装置１の出力電圧に電気的に接続し、該電圧出力装置４６が発生した電圧は該電圧調整器４８と該参照電圧発生器４１の出力電圧を通じて電圧の比較を行い、該電圧比較器４２が比較結果により該第１電気スイッチ２２をオン状態或いはオフ状態にすることを選択することで、更に該直流昇圧変換器２１或いは該直流降圧変換器３１を選択して電圧変換を行い、並びに該電圧出力装置４６が出力した電力の電圧変換を制御できる。

前述の実施例において、該電圧出力装置４６が発生した電圧を利用し、更に該電圧調整器４８と該参照電圧発生器４１の出力電圧を通じて電圧の比較を行い、該電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２を制御できる。これにより、該電圧出力装置４６の出力電圧は更に該電圧調整器４８を通じて変換した電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より小さい場合、該第１電気スイッチ２２がオンになることで、該昇圧回路２を利用して電圧を上昇させる。逆の場合、該第１電気スイッチ２２がオフとなることで、該降圧回路３が該電源供給装置１の電圧を所要電圧値まで降下する。該電圧出力装置４６が動的にその電圧値を調整できるため、該電源供給装置１の電圧変換を動的に調整することを達成できる。

図６に示されるものは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３及びマイクロコントロールユニット４７からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が並列接続し、該電源供給装置１がこの回路を通じて接続し、該電源供給装置１が発生した電力をこれによりデフォルト電圧の電力方式を達成する。

前述の該電源供給装置１は該直流昇圧変換器２１と電気的に接続し、該直流昇圧変換器２１の他端が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、且つ該第１電気スイッチ２２と該直流昇圧変換器２１との接続方法の切り換えも該昇圧回路２の働きを達成できる。該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端と該電源供給装置１が電気的に接続し、他端が該ダイオード３２に接続する。及び該マイクロコントロールユニット４７が該昇圧回路２の第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、並びにマイクロコントロールユニット４７を通じて電気信号を発することで該第１電気スイッチ２２の作動を制御できる。

該システムのデフォルト電圧の要求が該電源供給装置１の出力電圧より高い時、該マイクロコントロールユニット４７は該昇圧回路２の該第１電気スイッチ２２が該昇圧回路２のオンを選択することを制御すると、該電源供給装置１の出力電力は該昇圧回路２を通じて電圧変換を行い、システムが要求する電圧の電力を出力できる。及びシステムのデフォルト電圧の要求が該電源供給装置１の出力電圧より低い時、該マイクロコントロールユニット４７は該昇圧回路２の該第１電気スイッチ２２が該昇圧回路２のオフを選択することを制御すると、該電源供給装置１の出力電力が該降圧回路３を通じて電圧変換を行い、システムが要求する電圧の電力を出力できる。

図７に示されるものは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３、制御ユニット４及び逆変換器５からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が並列接続し、該電源供給装置１がこの回路を通じて接続し、該電源供給装置１が発生した電力をこれによりデフォルト電圧の電力方式を達成する。

前述の該電源供給装置１は該直流昇圧変換器２１と電気的に接続し、該直流昇圧変換器２１の他端が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、且つ該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２との接続方法の切り換えも該昇圧回路２の働きを達成できる。該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端と該電源供給装置１が電気的に接続し、該直流降圧変換器３１の他端が第２電気スイッチ３３に電気的に接続する。該制御ユニット４内部の電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、該電圧比較器４２の出力側が該逆変換器５に電気的に接続し、並びに更に該逆変換器５を通じて該第２電気スイッチ３３の制御側に電気的に接続する。該電圧比較器４２の入力側の正接点が参照電圧発生器４１に電気的に接続し、該電圧比較器４２の入力側の負接点がＶｉｎ電圧接点４３に接続し、該Ｖｉｎ電圧接点４３の電圧値と該電源供給装置１の出力電圧が等電位し、該参照電圧発生器４１の出力電圧と該Ｖｉｎ電圧接点４３の比較を通じ、該電圧比較器４２が正方向及び逆方向の信号を出力することで該第１電気スイッチ２２をオン或いはオフ状態とし、且つ該第２電気スイッチ３３が該第１電気スイッチ２２と逆の状態となることを各々選択する。

前述の該参照電圧発生器４１の出力電圧と該電源供給装置１の出力電圧の比較を利用し、且つ該電圧比較器４２を通じて該第１電気スイッチ２２と該第２電気スイッチ３３を制御する。これにより、該電源供給装置１の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より小さい場合、該電圧比較器４２が出力した電気信号は該第１電気スイッチ２２をオン状態に選択し、同時に該電気信号が該逆変換器５を通じて逆位相信号となって該第２電気スイッチ３３をオフ状態になるよう選択することで、該昇圧回路２の作動により、該電源供給装置１の出力電力の電圧を定格電圧にまで上昇する。別の面で、該電源供給装置１の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より大きくなった場合、該電圧比較器４２が出力した電気信号は該第１電気スイッチ２２をオフ状態になるよう選択し、同時に該電気信号が該逆変換器５を通じて逆位相信号となって該第２電気スイッチ３３をオン状態に選択することで、該降圧回路３の作動を通じ、該電源供給装置１の出力電力の電圧を定格電圧にまで降下する。

図８に示されるものは、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置は、電源供給装置１、昇圧回路２、降圧回路３、制御ユニット４及び逆変換器５からなる。該電源供給装置１が該昇圧回路２に電気的に接続し、且つ該降圧回路３と該昇圧回路２が並列接続し、該電源供給装置１がこの回路を通じて接続し、該電源供給装置１が発生した電力をこれによりデフォルト電圧の電力方式を達成する。

前述の該昇圧回路２は、直流昇圧変換器２１及び電気スイッチ２２を含む。該降圧回路３が直流降圧変換器３１及び背合わせ(back-to-back)接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４を含み、該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４が２個の金属酸化膜半導体の電気スイッチが電気的に直列接続し、且つ２個の金属酸化膜半導体の電気スイッチの寄生ダイオードの方向が逆となり、これにより該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４を通じて関閉該降圧回路３の作動をオフにすることができると共に有効的に逆電流の発生を防止できる。

前述の該電源供給装置１は該直流昇圧変換器２１と電気的に接続し、該直流昇圧変換器２１の他端が該第１電気スイッチ２２と電気的に接続し、且つ該直流昇圧変換器２１と該第１電気スイッチ２２との接続方法の切り換えも該昇圧回路２の働きを達成できる。該降圧回路３内の該直流降圧変換器３１の一端が該電源供給装置１と電気的に接続し、該直流降圧変換器３１の他端が該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４に電気的に接続する。該制御ユニット４内部の電圧比較器４２と該第１電気スイッチ２２が電気的に接続する。その他該電圧比較器４２の出力側が該逆変換器５に接続し、該逆変換器５を通じて該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４に電気的に接続する。該電圧比較器４２の正接点が参照電圧発生器４１に接続し、負接点がＶｉｎ電圧接点４３に接続し、該Ｖｉｎ電圧接点４３の電圧値と該電源供給装置１の出力電圧が等電位し、該参照電圧発生器４１の出力電圧と該Ｖｉｎ電圧接点４３の比較を利用し、該電圧比較器４２が該第１電気スイッチ２２と該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４に対してオンとオフの制御を行う。

前述の該電圧比較器４２を利用して該参照電圧発生器４１の出力電圧と該電源供給装置１の出力電圧を比較し、且つ該電圧比較器４２は該第１電気スイッチ２２と該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４を制御できる。該電源供給装置１の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より小さい場合、該参照電圧発生器４１が電気信号を出力して該第１電気スイッチ２２をオン状態になるよう選択し、且つ該電気信号も該逆変換器５を通じて逆位相信号を形成し、且つ逆位相信号が該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４をオフ状態になるよう選択することで、該昇圧回路２の作動を通じて、該電源供給装置１の出力電力の電圧を定格電圧にまで上昇する。別の面において、該電源供給装置１の出力電圧が該参照電圧発生器４１の出力電圧より大きい場合、該参照電圧発生器４１が電気信号を出力して該第１電気スイッチ２２をオフ状態になるよう選択し、且つ該電気信号も該逆変換器５を通じて逆位相信号を形成し、且つ逆位相信号が該背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット３４をオン状態になるよう選択することで、該降圧回路３の作動を通じ、該電源供給装置１の出力電力の電圧を定格電圧にまで降下する。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの具体的な実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の改良変更をなし得ることは、添付されている特許請求の範囲内に含めるものであるのが勿論である。

本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の別の具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図、及び、本発明の電圧変換回路を具備する電源供給装置の更なる具体的な実施例のデバイス関係図である。

符号の説明

１電源供給装置
２昇圧回路
３降圧回路
４制御ユニット
５逆変換器
２１直流昇圧変換器
２２第１電気スイッチ
３１直流降圧変換器
３２ダイオード
３３第２電気スイッチ
３４背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット
４１参照電圧発生器
４２電圧比較器
４３Ｖｉｎ電圧接点
４４デジタル−アナログ変換器
４５デジタル信号発生器
４６電圧出力装置
４７マイクロコントロールユニット
４８電圧調整器

Claims

電圧変換回路を具備する電源供給装置であって、
各種電力供給方式とすることができる電源供給装置と、
直流昇圧変換器と電気スイッチを含み、前記直流昇圧変換器が前記電気スイッチに電気的に直列接続し、且つ、前記直流昇圧変換器が入力電力の電圧を上昇させる昇圧回路と、
直流降圧変換器とダイオードを含み、前記直流降圧変換器が前記ダイオードに電気的に直列接続し、且つ、前記直流降圧変換器が入力電力の電圧を降下させる降圧回路、及び、
前記電源供給装置が前記昇圧回路、或いは、前記降圧電気回で電圧変換を行うかの選択に用いる制御ユニットを含み、
前記昇圧回路と前記降圧回路が電気的に並列接続し、前記制御ユニットが前記昇圧回路の電気スイッチに電気的に接続し、並びに、前記制御ユニットが前記昇圧回路のオン状態、または、オフ状態のいずれかの状態になるよう選択することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットは、電圧比較器と参照電圧発生器を更に含み、前記電圧比較器の入力側が前記参照電圧発生器に電気的に接続し、前記電圧比較器の別の入力側が前記電源供給装置の出力側に電気的に接続し、前記制御ユニットの電圧比較器の電気信号出力側が前記電気スイッチの制御側に電気的に接続し、並びに、前記電気スイッチをオン状態、または、オフ状態のいずれかの状態になるよう選択し、且つ、前記昇圧回路がオン状態、または、オフ状態のいずれかの状態に対応することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項２記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記電気スイッチが金属酸化膜半導体スイッチング素子で、且つ、前記制御ユニットは前記電気スイッチのゲート電極側に電気的に接続することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットはデジタル信号発生器とデジタル−アナログ変換器を更に含み、前記デジタル信号発生器はデジタル信号発生装置で、且つ、前記デジタル信号発生器が前記デジタル−アナログ変換器の入力側に電気的に接続し、及び、前記デジタル−アナログ変換器はデジタル信号をアナログ信号に変換する装置で、且つ、前記デジタル−アナログ変換器の出力側が前記電圧比較器に電気的に接続し、前記電源供給装置の出力電圧と比較に用いるため、参照電圧を提供することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットはパルス信号発生装置とパルス信号の電圧信号変換回路を更に含み、前記パルス信号発生装置は特定動作周期のあるパルス信号を発生する電気装置、及び、前記パルス信号の電圧信号変換回路はパルス信号を電圧の電気信号に変換する装置、且つ、前記パルス信号の電圧信号変換回路が出力した電圧の電気信号が前記パルス信号発生装置のパルス信号に対応することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項５記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットの電圧出力装置内のパルス信号の電圧信号変更回路は、電圧フォロワを含むことを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットは、デジタル信号発生器、デジタル−アナログ変換器、及び、電圧調整器を更に含み、前記デジタル信号発生器が前記デジタル−アナログ変換器を通じて電気信号を発生させて前記電圧調整器を制御し、また、前記電源供給装置が出力した電圧信号は前記電圧調整器を経由して出力した電圧と前記参照電圧発生器の出力電圧を前記電圧比較器により判断することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項７記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記デジタル−アナログ変換器は前記昇圧回路の直流昇圧変換器と前記降圧回路の直流降圧変換器に電気的に接続し、且つ、前記デジタル信号発生器の前記デジタル−アナログ変換器を経由して発生した電気信号により、前記直流昇圧変換器と前記直流降圧変換器の作動を制御することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットは電圧出力装置と電圧調整器を更に含み、前記電圧出力装置が電気信号を発生させて前記電圧調整器を制御し、また、前記電源供給装置が出力した電圧信号は前記電圧調整器を経由して出力した電圧と前記参照電圧発生器の出力電圧を前記電圧比較器により判断することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項９記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットの電圧出力装置が前記昇圧回路の直流昇圧変換器と前記降圧回路の直流降圧変換器に電気的に接続し、且つ、前記電圧出力装置が発生した電気信号により、前記直流昇圧変換器と前記直流降圧変換器の作動を制御することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットはマイクロコントロールユニットで、前記電源供給装置の電圧を検出することに用い、並びに、論理演算と論理制御の手段を通じて、前記昇圧回路と前記降圧回路の作動を制御することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
電圧変換回路を具備する電源供給装置であって、
各種電力供給方式とすることができる電源供給装置と、
直流昇圧変換器と第１電気スイッチを含み、前記直流昇圧変換器が前記第１電気スイッチに電気的に直列接続し、且つ、前記直流昇圧変換器が入力電力の電圧を上昇させる昇圧回路と、
直流降圧変換器と第２電気スイッチを含み、前記直流降圧変換器が前記第２電気スイッチに電気的に直列接続し、且つ、前記直流降圧変換器が入力電力の電圧を降下させる降圧回路、及び、
前記電源供給装置が前記昇圧回路、或いは、前記降圧電気回で電圧変換を行うかの選択に用いる制御ユニットを含み、
前記昇圧回路と前記降圧回路が電気的に並列接続し、前記制御ユニットが前記昇圧回路の電気スイッチに電気的に接続し、並びに、前記制御ユニットが前記昇圧回路のオン状態、または、オフ状態のいずれかの状態になるよう選択することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１２記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニットは、電圧比較器と参照電圧発生器を更に含み、前記電圧比較器の入力側が前記参照電圧発生器に電気的に接続し、前記電圧比較器の別の入力側が前記電源供給装置の出力側に電気的に接続し、前記制御ユニットの電圧比較器の電気信号出力側が前記第１電気スイッチの制御側に電気的に接続し、並びに、前記第１電気スイッチをオン状態、または、オフ状態のいずれかの状態になるよう選択し、且つ、前記昇圧回路がオン状態、または、オフ状態のいずれかの状態に対応することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１３記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記制御ユニット内の電圧比較器の電気信号出力側が更に逆変換器の入力側に電気的に接続し、前記逆変換器の出力側が前記降圧回路の第２電気スイッチ制御側に電気的に接続することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。
請求項１４記載の電圧変換回路を具備する電源供給装置において、前記降圧回路の第２電気スイッチが背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセットで、前記背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセットが電気的な直列接続の２個の金属酸化膜半導体の電気スイッチを含み、且つ、この２個の金属酸化膜半導体の電気スイッチの寄生ダイオードの方向は逆となり、及び、前記逆変換器の出力側が各々前記背合わせ接続の金属酸化膜半導体の電気スイッチセット内の２個の金属酸化膜半導体電気スイッチに電気的に接続することを特徴とする、電圧変換回路を具備する電源供給装置。