JP3184417U - Energy-saving power converter - Google Patents
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Abstract
【課題】電力損失の小さな省エネ型電力変換装置を提供する。
【解決手段】第1のスイッチユニット104、変圧器一次側120、二次側122、ダイオードサブユニット124、スイッチサブユニット126、比較ユニット108、電流検出器110及び抵抗112を含む。第1のスイッチユニット104がオンになると変圧器一次側120が蓄電し始める。第1のスイッチユニットがオフになると、変圧器二次側122は、ダイオードサブユニット124を介して電流検出器110に二次側電流40を伝送する。電流検出器は二次側電流を検出すると、比較ユニット108及び抵抗112に伝送する。抵抗は、二次側電流を電圧に変換して比較ユニットに進入させる。比較ユニットがスイッチサブユニット126をオンにすることで、二次側電流はダイオードサブユニット124よりも電力損失の小さなスイッチサブユニットが流れる。
【選択図】図1An energy saving power conversion device with low power loss is provided.
A first switch unit, a transformer primary side, a secondary side, a diode subunit, a switch subunit, a comparison unit, a current detector, and a resistor are included. When the first switch unit 104 is turned on, the transformer primary 120 starts to store electricity. When the first switch unit is turned off, the transformer secondary 122 transmits the secondary current 40 to the current detector 110 via the diode subunit 124. When the current detector detects the secondary side current, it transmits it to the comparison unit 108 and the resistor 112. The resistor converts the secondary current into voltage and enters the comparison unit. When the comparison unit turns on the switch subunit 126, a switch subunit having a power loss smaller than that of the diode subunit 124 flows in the secondary current.
[Selection] Figure 1
Description
本考案は、電力変換装置に関し、特に、省エネ型電力変換装置に関する。 The present invention relates to a power converter, and more particularly, to an energy-saving power converter.
図2を参照する。図2は、従来の電力変換装置を示すブロック図である。図2に示す従来の電力変換装置50は、電源供給装置20と負荷装置30との間に適用される。従来の電力変換装置50は、例えば、フライバックコンバータ(flyback converter)である。
Please refer to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a conventional power converter. A conventional
図2に示す従来の電力変換装置50は、変圧器102、第1のスイッチユニット104、第1のスイッチコントローラ114、ダイオード52及び出力端コンデンサ118を具える。変圧器102は、変圧器一次側120及び変圧器二次側122を有する。
A
変圧器一次側120は、電源供給装置20及び第1のスイッチユニット104に電気的に接続される。第1のスイッチコントローラ114は、第1のスイッチユニット104に電気的に接続される。ダイオード52は、変圧器二次側122、出力端コンデンサ118及び負荷装置30に電気的に接続される。
The transformer
第1のスイッチユニット104がオンになる(第1のスイッチコントローラ114によって制御される)と、変圧器一次側120が蓄電し始める。第1のスイッチユニット104がオフになる(第1のスイッチコントローラ114によって制御される)と、変圧器二次側122は、ダイオード52を介して電流を放出し始める。以上は、一般のフライバックコンバータの基本的な作動原理である。
When the
上述の従来の電力変換装置50は、構造が非常に簡単であるが、ダイオード52の電力損失が大きすぎるという欠点を有する。
The above-described conventional
本考案の目的は、従来技術の欠点を改善することができる省エネ型電力変換装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an energy-saving power converter that can improve the drawbacks of the prior art.
本考案の省エネ型電力変換装置は、電源供給装置と負荷装置との間に応用される。本考案の省エネ型電力変換装置は、変圧器、第1のスイッチユニット、第2のスイッチユニット、比較ユニット、電流検出器及び抵抗を具える。変圧器は、変圧器一次側及び変圧器二次側を有する。変圧器一次側は、電源供給装置に電気的に接続される。第1のスイッチユニットは、変圧器一次側に電気的に接続される。第2のスイッチユニットは、ダイオードサブユニット及びスイッチサブユニットを具える。ダイオードサブユニットは、変圧器二次側に電気的に接続される。スイッチサブユニットは、変圧器二次側及びダイオードサブユニットに電気的に接続される。比較ユニットは、比較ユニット出力端、比較ユニット第1入力端及び比較ユニット第2入力端を有する。比較ユニット出力端は、スイッチサブユニットに電気的に接続される。電流検出器は、ダイオードサブユニット、スイッチサブユニット、比較ユニット第1入力端、比較ユニット第2入力端及び負荷装置に電気的に接続される。抵抗は、比較ユニット第1入力端、比較ユニット第2入力端及び電流検出器に電気的に接続される。 The energy-saving power converter of the present invention is applied between a power supply device and a load device. The energy-saving power converter of the present invention includes a transformer, a first switch unit, a second switch unit, a comparison unit, a current detector, and a resistor. The transformer has a transformer primary side and a transformer secondary side. The primary side of the transformer is electrically connected to the power supply device. The first switch unit is electrically connected to the primary side of the transformer. The second switch unit includes a diode subunit and a switch subunit. The diode subunit is electrically connected to the transformer secondary side. The switch subunit is electrically connected to the transformer secondary and the diode subunit. The comparison unit has a comparison unit output end, a comparison unit first input end, and a comparison unit second input end. The comparison unit output terminal is electrically connected to the switch subunit. The current detector is electrically connected to the diode subunit, the switch subunit, the comparison unit first input terminal, the comparison unit second input terminal, and the load device. The resistor is electrically connected to the comparison unit first input terminal, the comparison unit second input terminal, and the current detector.
第1のスイッチユニットがオンになると、変圧器一次側が蓄電し始める。第1のスイッチユニットがオフになると、変圧器二次側は、ダイオードサブユニットを介して電流検出器に二次側電流を伝送する。電流検出器は、二次側電流を検出すると、比較ユニット及び抵抗に伝送する。抵抗は、二次側電流を電圧に変換して比較ユニットに流す。比較ユニットがスイッチサブユニットをオンにすることにより、二次側電流は、スイッチサブユニットを流れるようになる。 When the first switch unit is turned on, the transformer primary side starts to store electricity. When the first switch unit is turned off, the transformer secondary transmits the secondary current to the current detector via the diode subunit. When the current detector detects the secondary side current, it transmits it to the comparison unit and the resistor. The resistor converts the secondary current into a voltage and passes it through the comparison unit. When the comparison unit turns on the switch subunit, the secondary current flows through the switch subunit.
スイッチサブユニットの電力損失は、ダイオードサブユニット(又は一般のダイオード)の電力損失より小さいため、省エネ型電力変換装置の電力損失は、図2に示す従来の電力変換装置の電力損失(電流がダイオードを流れる)より小さくなる。 Since the power loss of the switch subunit is smaller than the power loss of the diode subunit (or a general diode), the power loss of the energy-saving power converter is the power loss of the conventional power converter shown in FIG. Smaller than).
図1を参照する。図1は、本考案の省エネ型電力変換装置を示すブロック図である。本考案の省エネ型電力変換装置10は、電源供給装置20と負荷装置30との間に適用される。
Please refer to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an energy-saving power converter according to the present invention. The energy-saving
本考案の省エネ型電力変換装置10は、変圧器102、第1のスイッチユニット104、第2のスイッチユニット106、比較ユニット108、電流検出器110、抵抗112、第1のスイッチコントローラ114、入力端コンデンサ116及び出力端コンデンサ118から構成する。
The energy-saving
変圧器102は、変圧器一次側120及び変圧器二次側122を具える。第2のスイッチユニット106は、ダイオードサブユニット124及びスイッチサブニット126を具え、比較ユニット108は、比較ユニット出力端128、比較ユニット第1入力端130及び比較ユニット第2入力端132を具える。
The transformer 102 includes a transformer primary 120 and a transformer secondary 122. The
変圧器一次側120は、電源供給装置20に電気的に接続される。第1のスイッチユニット104は、変圧器一次側120に電気的に接続される。ダイオードサブユニット124は、変圧器二次側122に電気的に接続される。スイッチサブユニット126は、変圧器二次側122及びダイオードサブユニット124に電気的に接続される。
The transformer
比較ユニット出力端128は、スイッチサブユニット126に電気的に接続される。電流検出器110は、ダイオードサブユニット124、スイッチサブユニット126、比較ユニット第1入力端130、比較ユニット第2入力端132及び負荷装置30に電気的に接続される。
The comparison
抵抗112は、比較ユニット第1入力端130、比較ユニット第2入力端132及び電流検出器110に電気的に接続される。第1のスイッチコントローラ114は、第1のスイッチユニット104に電気的に接続される。入力端コンデンサ116は、電源供給装置20及び変圧器一次側120に電気的に接続される。出力端コンデンサ118は、電流検出器110及び負荷装置30に電気的に接続される。
The
一般のフライバックコンバータの基本的な作動原理を以下に示す。第1のスイッチユニット104がオンになる(第1のスイッチコントローラ114によって制御される)と、変圧器一次側120が蓄電し始める。第1のスイッチユニット104がオフになる(第1のスイッチコントローラ114によって制御される)と、変圧器二次側122は、ダイオードサブユニット124を介して負荷装置30に二次側電流40を伝送する(即ち、電力を供給する)。
The basic operating principle of a general flyback converter is shown below. When the
本考案の省エネ型電力変換装置の作動原理を以下に示す。第1のスイッチユニット104がオフになる(第1のスイッチコントローラ114によって制御される)と、変圧器二次側122は、ダイオードサブユニット124を介して電流検出器110に二次側電流40を伝送する。即ち、第1のスイッチユニット104がオフになると、変圧器二次側122は、ダイオードサブユニット124を介して電流を放出する。
The operating principle of the energy-saving power converter of the present invention is shown below. When the
電流検出器110は、二次側電流40を検出すると、比較ユニット108及び抵抗112に伝送する。電流検出器110は、二次側電流40を小電流に変換する(これに限定されない)。抵抗112は、二次側電流40(又は上記の小電流)を電圧に変換して比較ユニット108に進入させるために用いられる。
When the current detector 110 detects the secondary current 40, the current detector 110 transmits it to the
比較ユニット第1入力端130と比較ユニット第2入力端132との電圧差に基づき、比較ユニット108は、比較ユニット出力端128を介してスイッチサブユニット126をオンにする(例えば、高電位を出力する)。これにより、スイッチサブユニット126に二次側電流40が流れるようになる。即ち、二次側電流40は、ダイオードサブユニット124に流れなくなる。
Based on the voltage difference between the comparison unit
スイッチサブユニット126の電力損失は、ダイオードサブユニット124(又は一般のダイオード)の電力損失より小さいため、節約型電力変換装置10の電力損失は、図2に示す従来の電力変換装置50の電力損失(電流がダイオード52を流れる)より小さくなる。
Since the power loss of the
電流検出器110は、変流器(current transformer)又はホール効果電流変換器(Hall effect current transducer)である(これらに限定されない)。比較ユニット108は、コンパレータ、電力増幅器比較回路又は差動比較回路である(これらに限定されない)。
The current detector 110 is a current transformer or a Hall effect current transducer (but is not limited thereto). The
比較ユニット108がコンパレータである場合、比較ユニット出力端128は、コンパレータ出力端である。比較ユニット第1入力端130は、コンパレータ非逆相入力端である。比較ユニット第2入力端132は、コンパレータ逆相入力端である。
When the
第1のスイッチユニット104は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(metal oxide semiconductor field effect transistor:以下MOSFETと称す)、IGBT(insulation gate bipolar transistor)、シリコン制御整流素子(silicon controlled rectifier:SCR)である(これらに限定されない)。
The
変圧器102は、フライバックトランス(flyback transformer)、フォワードトランス(forward transformer)、インダクタ−インダクタ−コンデンサ共振トランス(inductor−inductor−capacitor resonant transformer:一般にLLC共振トランスと称す)又はプッシュプルトランス(push pull transformer)である(これらに限定されない)。 The transformer 102 is a flyback transformer, a forward transformer, an inductor-inductor-capacitor resonant transformer (generally referred to as an LLC resonant push transformer or a pul push transformer). (transformer) (but not limited to).
第2のスイッチユニット106は、ダイオードが内蔵された電子素子、或いは、ダイオードが内蔵されない電子素子である。
The
第2のスイッチユニット106がダイオードが内蔵された電子素子である場合、第2のスイッチユニット106は、MOSFETである(これに限定されない)。
When the
第2のスイッチユニット106がダイオードが内蔵されない電子素子である場合、スイッチサブユニット126は、バイポーラ接合トランジスタ(bipolar junction transistor:一般にBJTと称す)、IGBT又はシリコン制御整流素子である(これらに限定されない)。また、ダイオードサブユニット124は、ダイオードである(これに限定されない)。
When the
第2のスイッチユニット106及び電流検出器110は、変圧器二次側122の低圧側に設置してもよい。
The
本考案は、以下(1)及び(2)に示す特徴を有する。 The present invention has the following features (1) and (2).
(1)第1のスイッチユニット104がオフになると、変圧器二次側122は、ダイオードサブユニット124を介して電流検出器110に二次側電流40を伝送する。電流検出器110は、二次側電流40を検出すると、比較ユニット108及び抵抗112に伝送する。比較ユニット108は、スイッチサブユニット126をオンにする。これにより、二次側電流40は、スイッチサブユニット126を流れるようになる。
(1) When the
(2)スイッチサブユニット126の電力損失は、ダイオードサブユニット124(又は一般のダイオード)の電力損失より小さいため、省エネ型電力変換装置10の電力損失は、図2に示す従来の電力変換装置50の電力損失(電流がダイオード52を流れる)より小さくなる。
(2) Since the power loss of the
以上の説明は、本考案の好適な実施形態を示すものであり、本考案の実施範囲を限定するものではない。即ち、本考案の実用新案登録請求の範囲に基づく同等効果である変更、修飾などは、全て本考案の保護範囲に含まれる。説明したことから分かるように、本考案は、産業上の利用性、新規性及び進歩性を有する。また、本考案の構造は、同類製品中において見られない上、公開使用されていない。 The above description shows preferred embodiments of the present invention and does not limit the scope of the present invention. That is, all changes, modifications, etc. that are equivalent effects based on the scope of the utility model registration request of the present invention are included in the protection scope of the present invention. As can be seen from the description, the present invention has industrial utility, novelty and inventive step. In addition, the structure of the present invention is not found in similar products and is not publicly used.
10 省エネ型電力変換装置
20 電源供給装置
30 負荷装置
40 二次側電流
50 従来の電力変換装置
52 ダイオード
102 変圧器
104 第1のスイッチユニット
106 第2のスイッチユニット
108 比較ユニット
110 電流検出器
112 抵抗
114 第1のスイッチコントローラ
116 入力端コンデンサ
118 出力端コンデンサ
120 変圧器一次側
122 変圧器二次側
124 ダイオードサブユニット
126 スイッチサブユニット
128 比較ユニット出力端
130 比較ユニット第1入力端
132 比較ユニット第2入力端
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記変圧器は、変圧器一次側及び変圧器二次側を有し、前記変圧器一次側は、電源供給装置に電気的に接続され、
前記第1のスイッチユニットは、前記変圧器一次側に電気的に接続され、
前記第2のスイッチユニットは、ダイオードサブユニット及びスイッチサブユニットを有し、前記ダイオードサブユニットは、前記変圧器二次側に電気的に接続され、前記スイッチサブユニットは、前記変圧器二次側及び前記ダイオードサブユニットに電気的に接続され、
前記比較ユニットは、比較ユニット出力端、比較ユニット第1入力端及び比較ユニット第2入力端を有し、前記比較ユニット出力端は、前記スイッチサブユニットに電気的に接続され、
前記電流検出器は、前記ダイオードサブユニット、前記スイッチサブユニット、前記比較ユニット第1入力端、前記比較ユニット第2入力端及び負荷装置に電気的に接続され、
前記抵抗は、前記比較ユニット第1入力端、前記比較ユニット第2入力端及び前記電流検出器に電気的に接続され、
前記第1のスイッチユニットがオンになると、前記変圧器一次側が蓄電し始め、前記第1のスイッチユニットがオフになると、前記変圧器二次側は、前記ダイオードサブユニットを介して前記電流検出器に二次側電流を伝送し、前記電流検出器は、前記二次側電流を検出すると、前記比較ユニット及び前記抵抗に伝送し、前記抵抗は、前記二次側電流を電圧に変換して前記比較ユニットに進入させるために用いられ、前記比較ユニットが前記スイッチサブユニットをオンにすることにより、前記二次側電流は、前記スイッチサブユニットに流れるようになることを特徴とする省エネ型電力変換装置。 An energy-saving power conversion device comprising a transformer, a first switch unit, a second switch unit, a comparison unit, a current detector, and a resistor,
The transformer has a transformer primary side and a transformer secondary side, and the transformer primary side is electrically connected to a power supply device,
The first switch unit is electrically connected to the primary side of the transformer;
The second switch unit includes a diode subunit and a switch subunit, and the diode subunit is electrically connected to the transformer secondary side, and the switch subunit is the transformer secondary side. And electrically connected to the diode subunit,
The comparison unit has a comparison unit output end, a comparison unit first input end, and a comparison unit second input end, and the comparison unit output end is electrically connected to the switch subunit.
The current detector is electrically connected to the diode subunit, the switch subunit, the comparison unit first input terminal, the comparison unit second input terminal, and a load device;
The resistor is electrically connected to the comparison unit first input terminal, the comparison unit second input terminal and the current detector;
When the first switch unit is turned on, the transformer primary side starts to store electricity, and when the first switch unit is turned off, the transformer secondary side is connected to the current detector via the diode subunit. When the secondary current is detected, the current detector transmits the secondary current to the comparison unit and the resistor, and the resistor converts the secondary current into a voltage to convert the secondary current into a voltage. An energy-saving power conversion, which is used to enter a comparison unit, and when the comparison unit turns on the switch subunit, the secondary current flows to the switch subunit. apparatus.
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