JP2012239287A - Ac/dc-input-compatible power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、AC電源とDC電源から給電可能なAC/DC入力対応電源装置に関する。 The present invention relates to an AC / DC input-compatible power supply device that can be fed from an AC power source and a DC power source.
無線通信基地局は、PHS基地局に代表される低出力で小型の屋外設置タイプの基地局と、携帯電話基地局に代表される高出力で大型のキャビネット内に設置するタイプの基地局がある。しかしながら、大型であった携帯電話基地局も小型化の技術が進んでおり、設置性の面からも屋外設置タイプが求められつつある。屋外設置の小型基地局の場合、どこからでも給電できるように商用電源の直接供給が求められるが、一方で、災害時の停電対策のためにバッテリバックアップを備えた整流器からの直流給電も求められる。 Wireless communication base stations include low-output and small-sized outdoor installation type base stations represented by PHS base stations, and high-output and large-sized base stations represented by mobile phone base stations. . However, the technology for downsizing mobile phone base stations, which have been large, is also progressing, and an outdoor installation type is being demanded from the standpoint of installation. In the case of an outdoor small base station, direct supply of commercial power is required so that power can be supplied from anywhere. On the other hand, DC power supply from a rectifier equipped with a battery backup is also required as a countermeasure against power outage in the event of a disaster.
このため、無線通信基地局に求められる電源として、AC100Vの商用電源とDC−48V電源を共用で利用でき、かつ、小型基地局に求められる小型化を考慮した電源回路が提案されている(特許文献1参照)。 For this reason, as a power source required for the radio communication base station, a power supply circuit that can use a commercial power source of AC 100V and a DC-48V power source in common, and that considers downsizing required for a small base station has been proposed (patent) Reference 1).
図1は、一般的なAC入力電源のブロック図であり、図2は、一般的なDC入力電源のブロック図である。PFC(Power Factor Correction)出力は高圧のDC電圧となるが、図ではDC400Vとしている。また、電源出力として、電力増幅(PA)用と制御用にそれぞれ30〜50Vと5〜12Vを用意しているが、電源系統の増減やその他の電圧の電源系統も考えられる。 FIG. 1 is a block diagram of a general AC input power source, and FIG. 2 is a block diagram of a general DC input power source. The PFC (Power Factor Correction) output is a high-voltage DC voltage, but in the figure it is DC 400V. Further, as power output, 30 to 50 V and 5 to 12 V are prepared for power amplification (PA) and control, respectively, but power supply systems with other power supply systems and other voltage systems are also conceivable.
AC入力とDC入力の両方に対応する場合、AC入力対応の電源装置とDC入力対応の電源装置の2つを用意し、電源装置を取り換えることで、基地局のラインナップとして対応することが考えられる。ただし、2機種の基地局になることと、2種類の電源装置を開発する必要がある。 When both AC input and DC input are supported, it is conceivable to prepare a base station lineup by preparing two AC input compatible power supply devices and DC input compatible power supply devices and replacing the power supply devices. . However, it is necessary to develop two types of base stations and to develop two types of power supply devices.
また、1種類の電源装置でAC入力とDC入力の両方に対応する場合、以下の3つタイプの電源装置が考えられる。1つ目は、図3に示すように、DC−48V入力との共用利用のために、AC入力の変換過程においてDC−48Vを作るDC/DC回路を追加した電源装置である。2つ目は、図4に示すように、AC入力との共用利用のために、DC−48V入力にインバータ回路を追加した電源装置である。3つ目は、図5に示すように、AC入力との共用利用のために、DC−48VからDC400Vに昇圧するDC/DC回路を追加した電源装置である。 Further, when one type of power supply apparatus supports both AC input and DC input, the following three types of power supply apparatuses are conceivable. The first is a power supply device to which a DC / DC circuit for creating DC-48V is added in the AC input conversion process for shared use with the DC-48V input, as shown in FIG. The second is a power supply device in which an inverter circuit is added to a DC-48V input for shared use with an AC input, as shown in FIG. The third is a power supply device to which a DC / DC circuit for boosting from DC-48V to DC400V is added for shared use with an AC input, as shown in FIG.
しかしながら、図3〜図5に示すいずれの電源装置も、部品点数(回路数)が多くなってしまい、基地局の小型化を図るうえで問題がある。また、図3の電源装置では、AC入力は、PFC回路と2つのDC/DC回路の3つの回路を経るため、電力消費により効率が悪化する。図4の電源装置では、DC入力は、インバータ回路とPFC回路とDC/DC回路の3つの回路を経るため、電力消費により効率が悪化する。屋外基地局の場合は放熱も問題となるため、効率が悪化し、熱損失が大きくなると、放熱面積を確保するために大きなフィン(FIN)を用意しなければならず、小型化という目的に反することになる。 However, any of the power supply apparatuses shown in FIGS. 3 to 5 has a problem in reducing the size of the base station because the number of parts (number of circuits) increases. Further, in the power supply device of FIG. 3, since the AC input passes through the three circuits of the PFC circuit and the two DC / DC circuits, the efficiency deteriorates due to power consumption. In the power supply device of FIG. 4, since the DC input passes through three circuits of an inverter circuit, a PFC circuit, and a DC / DC circuit, the efficiency deteriorates due to power consumption. In the case of an outdoor base station, heat dissipation is also a problem. If efficiency deteriorates and heat loss increases, a large fin (FIN) must be prepared to secure a heat dissipation area, which is contrary to the purpose of downsizing. It will be.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、部品点数を削減して小型化を図ることができると共に、効率を良くすることができるAC/DC入力対応電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to reduce the number of parts to achieve downsizing and to improve the efficiency of the AC / DC input. The object is to provide a compatible power supply.
上記目的を達成するため、本発明は、PFC回路とDC/DCコンバータ回路からなるAC/DC入力対応電源装置であって、前記PFC回路の入力段に、コイルを備え、前記PFC回路に入力される電圧に応じて、前記コイルの巻き数を選択できることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is an AC / DC input-compatible power supply device including a PFC circuit and a DC / DC converter circuit, and includes a coil at an input stage of the PFC circuit, and is input to the PFC circuit. The number of turns of the coil can be selected according to the voltage to be applied.
また、本発明は、前記PFC回路の入力段に、巻き数の異なる2つのコイルを設け、前記PFC回路に入力される電圧に応じて、前記コイルの何れかを選択できるようにしたことを特徴とする。 In the present invention, two coils having different winding numbers are provided in the input stage of the PFC circuit, and any one of the coils can be selected according to the voltage input to the PFC circuit. And
また、前記2つのコイルは、中間タップ付きコイルの中間タップより一方側のコイルであって、DC用に巻き数が最適化されたコイルと、前記中間タップ付きコイルの全体のコイルであって、AC用に巻き数が最適化されたコイルであることが好ましい。 Further, the two coils are coils on one side of the intermediate tap of the coil with the intermediate tap, the coil having the number of turns optimized for DC, and the entire coil of the intermediate tap coil, Preferably, the coil has an optimized number of turns for AC.
また、本発明は、AC/DC入力対応電源装置に用いられるPFC回路であって、コイルを備え、前記PFC回路に入力される電圧に応じて、前記コイルの巻き数を選択できることを特徴とする。 Further, the present invention is a PFC circuit used in an AC / DC input-compatible power supply device, comprising a coil, wherein the number of turns of the coil can be selected according to a voltage input to the PFC circuit. .
本発明は、PFC回路の入力段にコイルを設けて、PFC回路の入力に与えられる電圧に応じて、コイルの巻き数を選択できるようにしたので、部品点数を削減して小型化を図ることができると共に、効率を良くすることができる。 In the present invention, a coil is provided at the input stage of the PFC circuit so that the number of turns of the coil can be selected according to the voltage applied to the input of the PFC circuit, so that the number of parts can be reduced and the size can be reduced. It is possible to improve efficiency.
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図6は、本発明の実施の形態に係るAC/DC入力対応電源装置のブロック図である。本発明の実施の形態に係るAC/DC入力対応電源装置は、力率を改善するPFC(Power Factor Correction)回路と、高圧入力のDC/DCコンバータ回路(以下、DC/DC回路という)からなる。PFC回路は、具体的には、図5のDC/DC(昇圧)回路とPFC回路を合わせたものである。共用入力となるため、PFC回路は、図1のPFC回路と比べると大きくなるが、本発明の実施の形態に係る電源装置は、回路数が2つであり、図3〜図5の電源装置よりも回路数が少なくなるため、図3〜図5の電源装置よりも小型化が可能である。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram of an AC / DC input-compatible power supply device according to the embodiment of the present invention. An AC / DC input-compatible power supply device according to an embodiment of the present invention includes a PFC (Power Factor Correction) circuit for improving a power factor and a high-voltage input DC / DC converter circuit (hereinafter referred to as a DC / DC circuit). . Specifically, the PFC circuit is a combination of the DC / DC (boost) circuit and the PFC circuit of FIG. Since the PFC circuit is larger than the PFC circuit of FIG. 1 because it is a shared input, the power supply apparatus according to the embodiment of the present invention has two circuits, and the power supply apparatus of FIGS. Since the number of circuits is smaller than that of the power supply device shown in FIGS.
図7は、PFC回路の一般的な構成例を示すブロック図である。図7に示すPFC回路は、コイル1と、スイッチング素子6と、スイッチング素子6を制御する制御回路7と、整流ダイオード8と、コンデンサ9を備えている。PFC回路の入力(IN)にAC100〜240Vが与えられると、AC100〜240Vの電圧は、スイッチング素子6でスイッチングされ、整流ダイオード8で整流されて、DC400Vまで昇圧される。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a general configuration example of the PFC circuit. The PFC circuit shown in FIG. 7 includes a coil 1, a
図8は、本発明の第1の実施形態に係るPFC回路の具体的な構成例を示すブロック図である。図7の入力(IN)に、AC100〜240VだけではなくDC−48Vを共用入力することを考えると、回路自体にDCが供給されること自体は問題ないが、入力範囲の下限を拡げる必要がある。 FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration example of the PFC circuit according to the first embodiment of the present invention. Considering that the input (IN) of FIG. 7 is not only AC100-240V but also DC-48V, it is not a problem that DC is supplied to the circuit itself, but it is necessary to widen the lower limit of the input range. is there.
そこで、図8に示すように、AC100〜240V用に巻き数が最適化されたコイル1とDC−48V用に巻き数が最適化されたコイル2と、スイッチ(SW)4を入力段に設け、入力(IN)に与えられる電圧に応じて、コイル1とコイル2をスイッチ(SW)4により選択できるようにしている。
Therefore, as shown in FIG. 8, a coil 1 optimized for the number of turns for AC 100 to 240V, a
入力(IN)にDC−48Vが与えられた場合は、スイッチ(SW)4を切り替えてDC−48V用に巻き数が最適化されたコイル2を選択し、入力(IN)にAC100〜240Vが与えられた場合は、スイッチ(SW)4を切り替えてAC100〜240V用に巻き数が最適化されたコイル1を選択する。
When DC-48V is applied to the input (IN), the switch (SW) 4 is switched to select the
これにより、AC/DC入力対応電源が実現可能となる。第1の実施形態に係るPFC回路は、DC−48V用のコイル2とスイッチ(SW)4を追加した以外は、図7のPFC回路と同様の構成である。
Thereby, an AC / DC input-compatible power source can be realized. The PFC circuit according to the first embodiment has the same configuration as the PFC circuit of FIG. 7 except that a DC-
第1の実施形態に係るAC/DC入力対応電源装置は、図7の回路に、コイル2と、スイッチ(SW)4を追加するだけであるため、回路数の低減による小型化と効率の最適化を図ることができる。
Since the AC / DC input-compatible power supply device according to the first embodiment is simply the addition of the
図9は、本発明の第2の実施形態に係るPFC回路の具体的な構成例を示すブロック図である。第2の実施形態に係るPFC回路は、図8のように巻き数の異なる2つのコイルを用いる代わりに、図9に示すように、コイル3の中間タップと中間タップに接続されたスイッチ(SW)5を利用して巻き数を変更するものである。 FIG. 9 is a block diagram showing a specific configuration example of the PFC circuit according to the second embodiment of the present invention. Instead of using two coils with different numbers of turns as shown in FIG. 8, the PFC circuit according to the second embodiment, as shown in FIG. 9, switches (SW ) 5 is used to change the number of turns.
コイル3は、中間タップ付きのコイルであり、コイル3aとコイル3bからなる。コイル3bは、DC−48V用に巻き数が最適化されたコイルであり、コイル3(コイル3a+コイル3b)は、AC100〜240V用に巻き数が最適化されたコイルである。
The coil 3 is a coil with an intermediate tap, and includes a
入力(IN)にDC−48Vが与えられた場合は、スイッチ(SW)5を閉じてDC−48V用に巻き数が最適化されたコイル3bを選択し、入力(IN)にAC100〜240Vが与えられた場合は、スイッチ(SW)5を開いてAC100〜240V用に巻き数が最適化されたコイル3(コイル3a+コイル3b)を選択する。
When DC-48V is applied to the input (IN), the switch (SW) 5 is closed to select the coil 3b in which the number of turns is optimized for the DC-48V, and AC 100 to 240V is applied to the input (IN). When given, the switch (SW) 5 is opened to select the coil 3 (
これにより、AC/DC入力対応電源が実現可能となる。第2の実施形態に係るPFC回路は、コイル3にタップを設け、スイッチ(SW)5を追加した以外は、図7のPFC回路と同様の構成である。 Thereby, an AC / DC input-compatible power source can be realized. The PFC circuit according to the second embodiment has the same configuration as the PFC circuit of FIG. 7 except that a tap is provided on the coil 3 and a switch (SW) 5 is added.
第2の実施形態に係るAC/DC入力対応電源装置は、図7の回路に、スイッチ(SW)5を追加するだけであるため、回路数の低減による小型化と効率の最適化を図ることができる。 Since the AC / DC input-compatible power supply device according to the second embodiment only adds the switch (SW) 5 to the circuit of FIG. 7, it is possible to reduce the number of circuits and optimize the efficiency. Can do.
1、2、3 コイル
4、5 スイッチ(SW)
6 スイッチング素子
7 制御回路
8 整流ダイオード
9 コンデンサ
1, 2, 3
6
Claims (4)
前記PFC回路の入力段に、コイルを備え、
前記PFC回路に入力される電圧に応じて、前記コイルの巻き数を選択できることを特徴とするAC/DC入力対応電源装置。 An AC / DC input-compatible power supply device including a PFC circuit and a DC / DC converter circuit,
A coil is provided at the input stage of the PFC circuit,
An AC / DC input-compatible power supply device, wherein the number of turns of the coil can be selected in accordance with a voltage input to the PFC circuit.
前記PFC回路に入力される電圧に応じて、前記コイルの何れかを選択できるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のAC/DC入力対応電源装置。 Two coils with different winding numbers are provided at the input stage of the PFC circuit,
2. The AC / DC input-compatible power supply device according to claim 1, wherein any one of the coils can be selected in accordance with a voltage input to the PFC circuit.
コイルを備え、
前記PFC回路に入力される電圧に応じて、前記コイルの巻き数を選択できることを特徴とするPFC回路。 A PFC circuit used in an AC / DC input-compatible power supply device,
With a coil,
A PFC circuit, wherein the number of turns of the coil can be selected in accordance with a voltage input to the PFC circuit.
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CN110515442A (en) * | 2019-08-12 | 2019-11-29 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | A kind of power panel of server, power supply system and method |
KR102335226B1 (en) * | 2020-06-15 | 2021-12-03 | 한국항공우주연구원 | Selective converter device for electric vehicle obc, and power conversion method of selective converter device for electric vehicle obc |
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