JP2020091675A

JP2020091675A - 電力供給装置

Info

Publication number: JP2020091675A
Application number: JP2018228696A
Authority: JP
Inventors: 健治河原; Kenji Kawahara
Original assignee: RB Controls Co Ltd
Current assignee: RB Controls Co Ltd
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-06
Publication date: 2020-06-11
Anticipated expiration: 2038-12-06
Also published as: JP7109864B2

Abstract

【課題】電源部から負荷までの送電線における電圧降下を補償するために設ける昇圧回路では、入力される電圧は出力する電圧よりも低くなければ動作が安定しない場合がある。負荷における消費電力が大きい状態では電圧降下量が大きいので昇圧回路に入力される電圧が出力する電圧よりも低くなり問題は生じない。ところが、負荷における消費電力が小さくなると電圧降下量が小さくなるため、昇圧回路に入力される電圧が出力電圧に近づき、昇圧回路の動作が不安定になるという不具合が生じる。【解決手段】電源部から送電される電力が上記昇圧回路に入力される位置にダイオードを順方向に接続し、このダイオードによる順方向降下電圧（Ｖｆ）分だけ電圧降下させた直流電力を上記昇圧回路に入力する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源部から負荷までの間に生ずる電圧降下を補正する電力供給装置に関する。

例えば電動ベッドのように、負荷として比較的多くの電力を消費するモータを備えた物では、外部からの商用の交流電力を直流電力に変換する電源部を備えており、その電源部から上記モータなどの負荷に駆動用の電力を供給している（例えば、特許文献１参照）。

負荷での消費電力が大きいと、負荷に流れる電流値が大きくなる。すると、負荷まで電力を供給している送電線における電圧降下量が増大する。そのため、負荷に印加される電圧が低下してしまう。このような場合には、負荷の直前に昇圧回路を設け、電圧降下した分を昇圧して、本来の電圧にして負荷に印加している（例えば、特許文献２参照）。

特開２００１−４６４４３号公報（請求項１）特開２００３−３０３３１７号公報（段落００２９）

上述のような送電線における電圧降下を補償するために設ける昇圧回路では、入力される電圧は出力する電圧よりも低くなければ動作が安定しない場合がある。負荷における消費電力が大きい状態、すなわち送電線に流れる電流値が大きく、そのため電圧降下量が大きい場合には昇圧回路に入力される電圧が出力する電圧よりも低くなるので問題は生じない。ところが、負荷における消費電力が小さくなると電圧降下量が小さくなるため、昇圧回路に入力される電圧が出力電圧に近づき、昇圧回路の動作が不安定になるという不具合が生じる。このような場合に、昇圧回路の入力側に分圧抵抗を設けることによって、低負荷時における昇圧回路の入力電圧を下げることも考えられるが、単純に分圧抵抗のみを用いた構成では、高負荷時における電圧降下量が更に増えるため、採用することができない。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、低負荷時であっても昇圧回路の入力電圧を適切に下げることができ、かつ、高負荷時においては電圧降下量を不必要に増大させることの無い電力供給装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による電力供給装置は、所定の電圧の直流電力を出力する電源部と、この電源部が出力する直流電力によって駆動される負荷とを備え、この電源部と負荷との間であって負荷の直近位置に、電源部から送電される間に電圧降下した直流電力の電圧を上記所定の電圧まで昇圧する昇圧回路を有する電力供給装置において、上記電源部から送電される電力が上記昇圧回路に入力される位置にダイオードを順方向に接続し、このダイオードによる順方向降下電圧（Ｖｆ）分だけ電圧降下させた直流電力を上記昇圧回路に入力することを特徴とする。

抵抗のみを設けたのでは通電電流値に比例した電圧が降下する。そのため、高負荷時における電圧降下量が大きくなる。一方、ダイオードであれば、電流値に関係なく順方向であれば順方向降下電圧だけが低下する。従って、負荷の大小にかかわらず一定の電圧を降下させた状態で昇圧回路に入力させることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、昇圧回路の入力電圧をダイオードによる順方向降下電圧分下げるので、低負荷時であっても昇圧回路の入力電圧を出力電圧よりも低くすることができ、かつ、高負荷時においてはダイオードを設けたことによる電圧降下の影響を可及的に小さくすることができる。

本発明の一実施の形態の構成を示す図

図１を参照して、ＥＢは電動ベッドである。この電動ベッドＥＢには電源部１が設けられており、その電源部１には外部の交流電源ＰＳから１００ボルトの交流電力が供給されている。電源部１はその１００ボルトの交流電力を整流して、所定の電圧の直流電力を出力する。本実施の形態では、２４ボルトの直流電力を出力するものとする。

この電動ベッドＥＢには３個のモータ４が負荷として設けられている。そして、これら３個のモータ４に電源部１から駆動用の電力を送電するための送電線１１が設けられている。ただし、３個のモータ４がすべて同時に作動すると、送電線１１を流れる電流値が大きくなり、送電線１１における電圧降下が大きくなるため、各モータ４には２４ボルトの直流電力を供給できなくなる。そこで、昇圧回路２を設け、降下した電圧を昇圧回路２で２４ボルトまで昇圧して各モータ４に供給するようにした。なお、４１は図示しないリモコンに接続された駆動回路であり、各モータ４の回転方向および回転速度を制御するものである。また、５は上記図示しないリモコンとの通信回路やＬＥＤ照明などの軽負荷である。

上記昇圧回路２は入力電圧が出力電圧である２４ボルトよりも低くなければ安定して動作しない。本実施の形態では、入力電圧は２４ボルトより０．６ボルト以上を低くなければならない。ところが、上記３個のモータ４の内の１個のみが作動し、かつ、その回転速度が低い場合のように、モータ４全体での消費電力が少ない場合には、送電線１１の電流値が小さくなり、そのため送電線１１での電圧降下量が小さくなり、電源部１から出力された２４ボルトの電力がほとんど電圧降下しない状態で昇圧回路２に入力される場合が生ずる。このときに、昇圧回路２の入力電圧が２４ボルトに近ければ、上述のように昇圧回路２の動作が不安定になる。

そこで、送電線１１から昇圧回路２に直流電力が入力される直前位置にダイオード３を順方向に取り付けた。ダイオード３では順方向に電流を流した際に、順方向降下電圧（Ｖｆ）が発生し、送電線１１から供給される直流電力の電圧をこのＶｆ分だけ降下させる。ただし、ダイオード３におけるＶｆは電流値の大小にかかわらず一定であるため、負荷の大小にかかわらず一定の値、すなわちＶｆだけ電圧を降下させた状態で昇圧回路２に入力させることができる。一般に、このＶｆは０．６ボルト程度であるので、低負荷時に送電線１１における電圧降下量がほとんどない状態でも、昇圧回路２の入力電圧を規定の電圧以下にすることができる。また、高負荷時において送電線１１での電圧降下量が大きい場合にも、ダイオード３における電圧降下量はＶｆのみであるから、送電線１１での電圧降下量がＶｆよりもはるかに大きくなるので、ダイオード３による電圧降下の影響を可及的に小さくすることができる。また、ダイオード３の型式によっては１個でのＶｆでは低負荷時の電圧降下量が不足する場合には、複数個のダイオードを直列に接続すればよい。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１電源部
２昇圧回路
３ダイオード
４モータ
１１送電線

Claims

所定の電圧の直流電力を出力する電源部と、この電源部が出力する直流電力によって駆動される負荷とを備え、この電源部と負荷との間であって負荷の直近位置に、電源部から送電される間に電圧降下した直流電力の電圧を上記所定の電圧まで昇圧する昇圧回路を有する電力供給装置において、上記電源部から送電される電力が上記昇圧回路に入力される位置にダイオードを順方向に接続し、このダイオードによる順方向降下電圧（Ｖｆ）分だけ電圧降下させた直流電力を上記昇圧回路に入力することを特徴とする電力供給装置。