JP3174734U - 収束型電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】力率を改善し、フィルタ効果を有する収束型電源装置を提供する。
【解決手段】収束型電源装置２００が、交流電源を全波整流し、パルスＤＣ電源２０７を負荷２０５へ提供し、供給回路２０１及びフィルタ回路２０３を備える。供給回路２０１は、パルスＤＣ電源２０７の正極端子に接続された第１の端子ａと、負荷２０５の入力端子ｆに接続された第２の端子ｂとを含む２端子を有し、パルスＤＣ電源２０７を負荷２０５へ出力するために用いる。フィルタ回路２０３は、パルスＤＣ電源２０７の正極端子に接続された第１の端子ｃと、負荷２０５の入力端子ｆ及び供給回路２０１の第２の端子ｂに接続された第２の端子ｄと、負荷２０５の出力端子ｇ及びパルスＤＣ電源２０７の負極端子に接続された第３の端子ｅとを含む３端子を有する。フィルタ回路２０３が、パルスＤＣ電源２０７のリプル成分を減らすフィルタ出力を提供する。
【選択図】図２

Description

本考案は、電源装置に関し、特に、収束型電源装置（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｔｙｐｅ ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ ｄｅｖｉｃｅ）に関する。

電子装置（例えば、テレビジョン装置、ステレオ、コンピュータ等）の大部分は、その内部部品に使用される電源が直流電流であるため、電源供給装置（又は整流器）により交流電流を様々な直流電圧へ変換することにより電気製品の機能を最大限発揮していた。

図１を参照する。図１に示すように、従来技術では、変圧器１０１を通った交流電圧は整流器１０３により整流され、安定したパルス変化（ｐｕｌｓｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）を有する直流電圧を得た後、フィルタ１０５によりフィルタを行い、パルス変化が低減された直流電位（ＤＣ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を得て、負荷（ｌｏａｄ）１０７に提供される。フィルタ１０５と負荷１０７との間には、調整して固定された直流電圧を得る調整器（図示せず）が設けられてもよい。

近年、電源供給は、変換効率の改善に重きが置かれ、力率（ｐｏｗｅｒ ｆａｃｔｏｒ）は、システム全体の電力伝送効率に影響を与える。従来のフィルタは、コンデンサを利用して行い、容量値が大きいほどフィルタ効果も良くなるが、容量値が大きくなると体積も大きくなる。この問題点に鑑み、抵抗を加えてフィルタ効果を高めることができるが、抵抗−容量フィルタ回路（ｒｅｓｉｓｔｏｒ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｆｉｌｔｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ）のフィルタ用抵抗と負荷抵抗の直列接続の下、出力される直流電圧が減衰するとともに、その力率も低下するおそれがある。

本考案は、力率を改善し、フィルタ効果を有する収束型電源装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本考案の第１の形態によれば、交流電源を全波整流し、パルスＤＣ電源を負荷へ提供し、供給回路及びフィルタ回路を備えた収束型電源装置であって、前記供給回路は、前記パルスＤＣ電源の正極端子に接続された第１の端子と、前記負荷の入力端子に接続された第２の端子とを含む２端子を有し、前記パルスＤＣ電源を前記負荷へ出力するために用い、前記フィルタ回路は、前記パルスＤＣ電源の前記正極端子に接続された第１の端子と、前記負荷の前記入力端子及び前記供給回路の前記第２の端子に接続された第２の端子と、前記負荷の出力端子及び前記パルスＤＣ電源の負極端子に接続された第３の端子とを含む３端子を有し、前記フィルタ回路は、前記パルスＤＣ電源のリプル成分を減らすフィルタ出力を提供し、前記供給回路の出力とともに負荷へ収束させることを特徴とする収束型電源装置が提供される。

また、前記供給回路は、前記第１の端子に接続された順バイアス端子と、前記第２の端子に接続された逆バイアス端子とを有する第１のダイオードを含むことが好ましい。

また、前記フィルタ回路は、インダクタ、コンデンサ及び第２のダイオードを有し、前記インダクタの２端子のうちの第１の端子は、前記フィルタ回路の前記第１の端子に接続され、前記コンデンサの２端子のうちの第１の端子は、前記インダクタの第２の端子に接続され、前記コンデンサの第２の端子は、前記フィルタ回路の第３の端子に接続され、前記第２のダイオードは、前記インダクタの前記第２の端子と、前記コンデンサの前記第１の端子とに接続された順バイアス端子と、前記フィルタ回路の前記第２の端子に接続された逆バイアス端子とを有することが好ましい。

本考案の収束型電源装置は、フィルタ効果及び供給回路の収束効果（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｅｆｆｅｃｔ）を利用し、フィルタ回路を充電するときに、供給回路により負荷へパルスＤＣ電源を直接供給するとともに、フィルタ回路の充電が完了し、電圧がパルスＤＣ電源より高いときのパルス電圧値は、フィルタ回路によりフィルタ直流（フィルタ後の出力）から負荷に提供され、力率を改善することができる。

図１は、従来技術の収束型電源装置のパルスＤＣ電源供給回路を示すブロック図である。 図２は、本考案の一実施形態による収束型電源装置を示す機能ブロック図である。 図３は、本考案の一実施形態による収束型電源装置を示す回路図である。

以下、本考案の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。

図２を参照する。図２に示すように、本考案の一実施形態による収束型電源装置２００は、交流電源を全波整流し（例えば、ブリッジ整流器又はその他等価の整流器を使用する）、パルスＤＣ電源２０７を得る。本実施形態は、このパルスＤＣ電源２０７を処理した後、後端の負荷２０５へパルスＤＣ電源２０７を提供する。本実施形態の収束型電源装置２００と負荷２０５との間には、調整して固定した直流電圧を得るために、調整器（図示せず）を有している。

収束型電源装置２００は、供給回路２０１及びフィルタ回路２０３を含む。整流された後のパルスＤＣ電源２０７を供給回路２０１及びフィルタ回路２０３が受け取ると、供給回路２０１によりパルスＤＣ電源２０７が直接出力される。収束型電源装置２００に負荷２０５が直接接続されている場合、収束型電源装置２００から負荷２０５へ直接出力される。収束型電源装置２００と負荷２０５との間にその他の要素が配置されている場合、収束型電源装置２００から負荷２０５へ間接的に出力される。フィルタ回路２０３は、整流後のパルスＤＣ電源２０７を受け取り、パルスＤＣ電源２０７のリプル成分のフィルタ直流（フィルタ後の出力）を低減させ、供給回路２０１の出力とともに負荷２０５へ収束する。フィルタ回路２０３は、３端子を有し、この３端子を用いてパルスＤＣ電源２０７のリプル成分を減らすフィルタ出力を提供し、供給回路２０１の出力とともに負荷２０５へ収束する。

図２を参照する。図２に示すように、本実施形態の供給回路２０１は、パルスＤＣ電源２０７の正極端子に接続された第１の端子ａと、負荷２０５の入力端子に接続された第２の端子ｂとを含む２端子を有する。フィルタ回路２０３の３端子は、パルスＤＣ電源２０７の正極端子に接続された第１の端子ｃと、負荷２０５の入力端子ｆ及び供給回路２０１の第２の端子ｂに接続された第２の端子ｄと、負荷２０５の出力端子ｇ及びパルスＤＣ電源２０７の負極端子に接続された第３の端子ｅとを含む。

本実施形態は、２種類の電源が提供する回路の収束効果（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｏｆ ｃｉｒｃｕｉｔ）により力率を改善させることができる。フィルタ回路２０３により提供するパルスＤＣ電源２０７の電圧位相を遅延させるため、遅延期間内に供給回路２０１によりパルスＤＣ電源２０７を負荷２０５へ提供する。フィルタ回路２０３の充電が完了し、供給回路２０１から提供される電圧より高くなるまで電圧が累積すると（即ち、パルスＤＣ電源２０７より高いときのパルス電圧値のとき）、フィルタ回路２０３から提供されたフィルタ直流を負荷２０５へ自動的に変換する。これにより、フィルタ回路２０３及び供給回路２０１を運用する特性により好ましい電気供給効率を得ることができる。

図２と併せて図３を参照する。図２及び図３に示すように、本考案の他の実施形態による収束型電源装置の供給回路２０１は、供給回路２０１の第１の端子ａに接続された順バイアス端子と、供給回路２０１の第２の端子ｂに接続された逆バイアス端子とを有する第１のダイオード２０１１を含んでもよい。

フィルタ回路２０３は、インダクタ２０３１、コンデンサ２０３５及び第２のダイオード２０３３を含んでもよい。インダクタ２０３１の２端子のうちの第１の端子は、フィルタ回路２０３の第１の端子ｃに接続される。コンデンサ２０３５の２端子のうちの第１の端子は、インダクタ２０３１の第２の端子に接続される。コンデンサ２０３５の第２の端子は、フィルタ回路２０３の第３の端子ｅに接続される。第２のダイオード２０３３は、順バイアス端子がインダクタ２０３１の第２の端子と、コンデンサ２０３５の第１の端子とに接続され、逆バイアス端子がフィルタ回路２０３の第２の端子ｄに接続される。ここで、インダクタ２０３１は、収束型電源装置２００の出力特性を制御する電圧位相点（ｖｏｌｔａｇｅ ｐｈａｓｅ ｐｏｉｎｔ）として用い、この電圧位相点より低いときに、フィルタ回路２０３により収束型電源装置２００の出力が提供され、この電圧位相点より高いときに、供給回路２０１により提供される。インダクタ２０３１は、臨界インダクタンス（ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）として用い、出力及び切換えの臨界点を制御することができる。

本実施形態では、パルスＤＣ電源２０７を直接出力する力率が高いという長所と、フィルタ回路２０３の安定的な直流電源とを組み合わせることにより、高い力率の長所を利用してフィルタ回路２０３により発生する電力損（ｐｏｗｅｒ ｌｏｓｓ）を補うことができる。更に、多くの出力電圧を減少させることがないＬＣフィルタ回路と、パルスＤＣ電源２０７を提供する供給回路とを利用することにより、力率を約９０％に向上させることができる。

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。

１０１ 変圧器
１０３ 整流器
１０５ フィルタ
１０７ 負荷
２００ 収束型電源装置
２０１ 供給回路
２０３ フィルタ回路
２０５ 負荷
２０７ パルスＤＣ電源
２０１１ 第１のダイオード
２０３１ インダクタ
２０３３ 第２のダイオード
２０３５ コンデンサ
ａ 供給回路の第１の端子
ｂ 供給回路の第２の端子
ｃ フィルタ回路の第１の端子
ｄ フィルタ回路の第２の端子
ｅ フィルタ回路の第３の端子
ｆ 負荷の入力端子
ｇ 負荷の出力端子

Claims (3)

1. 交流電源を全波整流し、パルスＤＣ電源を負荷へ提供し、供給回路及びフィルタ回路を備えた収束型電源装置であって、
   前記供給回路が、前記パルスＤＣ電源の正極端子に接続された第１の端子と、前記負荷の入力端子に接続された第２の端子とを含む２端子を有し、前記パルスＤＣ電源を前記負荷へ出力するために用い、
   前記フィルタ回路が、前記パルスＤＣ電源の前記正極端子に接続された第１の端子と、前記負荷の前記入力端子及び前記供給回路の前記第２の端子に接続された第２の端子と、前記負荷の出力端子及び前記パルスＤＣ電源の負極端子に接続された第３の端子とを含む３端子を有し、
   前記フィルタ回路が、前記パルスＤＣ電源のリプル成分を減らすフィルタ出力を提供し、前記供給回路の出力とともに負荷へ収束させることを特徴とする収束型電源装置。
2. 前記供給回路が、第１の端子に接続された順バイアス端子と、第２の端子に接続された逆バイアス端子とを有する第１のダイオードを含む請求項１に記載の収束型電源装置。
3. 前記フィルタ回路が、インダクタ、コンデンサ及び第２のダイオードを有し、
   前記インダクタの２端子のうちの第１の端子が、前記フィルタ回路の前記第１の端子に接続され、
   前記コンデンサの２端子のうちの第１の端子が、前記インダクタの第２の端子に接続され、前記コンデンサの第２の端子が、前記フィルタ回路の第３の端子に接続され、
   前記第２のダイオードが、前記インダクタの前記第２の端子と、前記コンデンサの前記第１の端子とに接続された順バイアス端子と、前記フィルタ回路の前記第２の端子に接続された逆バイアス端子とを有する請求項２に記載の収束型電源装置。