JP6489665B2 - スマートマッチング降圧回路 - Google Patents

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Description

本発明は、電源回路に関し、特にスマートマッチング降圧回路及び旅行用電源変換装置に関するものである。
電源回路は、電気設備に電力を供給するための給電電源の回路である。よく使われる電源回路は、交流電源回路及び直流電源回路等がある。しかし、異なる地域及び異なる国にとって、給電電源の電圧は異なるが、同一電気設備の定格電圧は同じである。そこで、同一電気設備を直接に異なる国の電源に繋がって使用することができなく、一般的に電源変換装置を介して電圧を変換する必要がある。
現在の電源変換装置は、殆んど一種の固定的な電源電圧を別の一種の固定的な電源電圧に変換する。例えば、ヨーロッパ規格及びアメリカ規格等の電源に合わせて、２２０Ｖの交流電流を１１０Ｖの交流電流に変換する。このような電源変換装置にとって、その入力端子は、ただ１種の固定した電圧だけを入力することに適用する。言い換えれば、このような電源変換装置の応用範囲が狭く、一対一の単一変換しかを行なうことができず、使用に不便である。
本発明は、従来技術の問題を鑑みてなされたものであり、スマートマッチング降圧回路及び旅行用電源変換装置を提供することを目的とする。
一方、上記の目的を達成するために、本発明に係るスマートマッチング降圧回路は、
市電電源に接続され、予定の電圧範囲内の第一交流電を入力するための交流入力端子と、
前記交流入力端子に接続されて、前記第一交流電に対して整流フィルターを行って、第一直流電流を形成するための整流フィルター回路と、
入力端子が前記整流フィルター回路に接続されて、制御信号に応えて導通又は切断して、パルス電圧を出力するためのスイッチ回路と、
降圧インダクタンス及び降圧フィルタコンデンサを含み、前記降圧インダクタンスの第一端子が前記スイッチ回路の出力端子に接続され、前記降圧インダクタンスの第二端子が前記降圧フィルタコンデンサの正極に接続されて、前記パルス電圧を降圧して、フィルタした後に、第二直流電流を出力するための高圧バック制御降圧回路と、
フライホイールダイオードを含み、前記フライホイールダイオードの陰極は、前記降圧インダクタンスの第一端子と共同で回路グランドに接続され、前記フライホイールダイオードの陽極は、前記降圧フィルタコンデンサの負極と共同でフロートグランドに接続されるフロートゼロ電位制御回路と、
入力端子が前記降圧インダクタンスの第二端子に接続されて、前記第二直流電流を測定して、フィードバック信号を生成するための電圧測定フィードバック回路と、
フィードバック端子が前記電圧測定フィードバック回路の出力端子に接続され、制御端子が前記スイッチ回路の被制御端子に接続されて、前記フィードバック信号に基づいて前記制御信号を出力して、前記パルス電圧のパルス幅を制御するためのＰＷＭコントローラと、
入力端子が前記降圧フィルタコンデンサの正極に接続されて、前記第二直流電流を第二交流電流に変換するためのフルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路と、
前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路の出力端子に接続されて、前記第二交流電流を出力するための交流出力端子と、
前記交流出力端子に接続されて、前記交流出力端子の第二交流電流の電圧を採取して、第一サンプル電圧を生成するための出力電圧検出回路と、
前記出力電圧検出回路及び前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路に接続されて、前記第一サンプル電圧に基づいて前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路が出力した波形のデューティーサイクルを制御することによって、前記第二交流電流の安定性を確保するための変換コントローラと、を備える。
好ましくは、前記交流出力端子及び前記変換コントローラの電流測定端子に接続されて、前記交流出力端子の第二交流電流を採取することによって、サンプル電流を生成するための出力電流検出回路をさらに備え、
前記変換コントローラは、前記第一サンプル電圧及び前記サンプル電流に基づいて、前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路が出力した波形のデューティーサイクルを制御して、前記第二交流電流の安定性を維持する。
好ましくは、前記スイッチ回路は、ＭＯＳスイッチパイプとスイッチパイプ駆動回路とを含み、前記ＭＯＳスイッチパイプのドレインは、前記スイッチ回路の入力端子として、前記ＭＯＳスイッチパイプのグリッドは、前記スイッチ回路の被制御端子として、前記ＭＯＳスイッチパイプのソースは、前記スイッチ回路の出力端子として機能する。
好ましくは、前記電圧測定フィードバック回路は、フォトカプラ、基準定電圧電源及び電圧サンプリング回路を含み、前記フォトカプラの発光ダイオードの正極は、給電回路を介して前記降圧インダクタンスの第二端子に接続され、前記フォトカプラの負極は、前記基準定電圧電源の陰極に接続され、前記基準定電圧電源の陽極は、接地され、前記基準定電圧電源の参考極は、前記電圧サンプリング回路を介して前記降圧インダクタンスの第二端子に接続され、前記フォトカプラのフォトトランジスタは、前記ＰＷＭコントローラのフィードバック端子に接続される。
好ましくは、前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路は、第一ＭＯＳパイプ、第二ＭＯＳパイプ、第三ＭＯＳパイプ及び第四ＭＯＳパイプにより構成されるインバータブリッジを含み、前記第一ＭＯＳパイプ、前記第二ＭＯＳパイプ、前記第三ＭＯＳパイプ及び前記第四ＭＯＳパイプのグリッドは、それぞれ１つのＭＯＳパイプ駆動回路に接続され、前記ＭＯＳパイプ駆動回路は、前記変換コントローラにおける対応するＰＷＭ制御端子に接続され、
前記第二ＭＯＳパイプのソースは、前記交流出力端子の火線端子として機能し、前記第四ＭＯＳパイプのソースは、前記交流出力端子の零線端子として機能する。
好ましくは、前記出力電流検出回路は、第三十三抵抗、第三十四抵抗及び第三十五抵抗を含み、前記第三十三抵抗、前記第三十四抵抗及び前記第三十五抵抗の一端は、前記第四ＭＯＳパイプのソース及び前記変換コントローラの電圧測定端子に接続され、前記第三十三抵抗、前記第三十四抵抗及び前記第三十五抵抗の他端は、フロートグランドに接続される。
好ましくは、前記出力電圧検出回路は、ブリッジ整流器を含み、前記ブリッジ整流器の交流Ｌピンは、前記第一ＭＯＳパイプのソース及び前記変換コントローラのＬピンに接続され、前記ブリッジ整流器の交流Ｎピンは、前記第四ＭＯＳパイプのソース及び前記変換コントローラのＮピンに接続され、前記ブリッジ整流器の直流正極ピンは、第二十一コンデンサを介してフロートグランドに接続されると共に、前記変換コントローラのＶＢピンに接続され、前記ブリッジ整流器の直流負極ピンは、フロートグランドに接続される。
好ましくは、第二十九抵抗と第二十二抵抗とを含む過電流検出回路をさらに備え、前記第二十九抵抗の一端は、前記スイッチ回路の出力端子に接続され、前記第二十九抵抗の他端は、回路グランドに接続され、前記第二十二抵抗の一端は、前記スイッチ回路の出力端子に接続され、前記第二十二抵抗の他端は、前記ＰＷＭコントローラの電流測定端子に接続される。
他方、上記の目的を達成するために、本発明に係る旅行用電源変換装置は、上述したスマートマッチング降圧回路を備える。
従来の技術と異なり、本発明に係るスマートマッチング降圧回路及び旅行用電源変換装置は、その交流入力端子が入力する予定の電圧範囲（一般的に、ＡＣ９０〜ＡＣ２６５Ｖ）内の第一交流電流は、整流フィルター回路により整流フィルターされて、第一直流電流を形成する。ＰＷＭコントローラの制御の下で、スイッチ回路は、高圧の前記第一直流電流をパルスの形でパルス電圧を出力する。前記パルス電圧は、高圧バック制御降圧回路により降圧されて第二直流電流を形成し、且つフロートゼロ電位制御回路によりフロートコントロールされて、整流フィルター回路が出力した高圧の第一直流電流の変化に従って変化することによって、第二直流電流を安定化する。また、前記第二直流電流は、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路を介してインバータし、且つ変換コントローラによりパルス幅が変調されて、安定した第二交流電流（例えば、１１０Ｖ）と変換して出力される。このようにして、本発明は、ワイド電圧の降圧処理を実現できる。しかも、入力端子が予定電圧範囲内の交流電流を入力できるので、本発明のスマートマッチング降圧回路の適応範囲がもっと広く、当該スマートマッチング降圧回路を用いた旅行用電源変換装置の使用は更に便利になる。
本発明の実施形態に係るスマートマッチング降圧回路の電気回路のブロック図である。 本発明の実施形態に係るスマートマッチング降圧回路の中の整流フィルター回路の原理を示す図である。 本発明の実施形態に係るスマートマッチング降圧回路の中のスイッチ回路、高圧バック制御降圧回路、フロートゼロ電位制御回路、電圧測定フィードバック回路、過電流検出回路及びＰＷＭコントローラの電気回路の原理を示す図である。 本発明の実施形態に係るスマートマッチング降圧回路の中のフルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路、出力電圧検出回路及び出力電流検出回路の電気回路の原理を示す図である。 本発明の実施形態に係るスマートマッチング降圧回路の中の変換コントローラのポートの電気回路の原理を示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明のスマートマッチング降圧回路及び旅行用電源変換装置の機能原理及び利点等を詳細に説明する。
図面において、同じ／類似した部品又は同じ／類似した機能を有する部品は、同じ又は類似している符号を付けて標示する。添付図面で表す実施例は、たた１つのパラダイムであり、本発明を釈明するためのものであり、本発明を制限するものではない。
図１及び図３に示すように、本発明の実施例に係るスマートマッチング降圧回路は、交流入力端子１０と、整流フィルター回路２０と、スイッチ回路３０と、高圧バック制御降圧回路４０と、フロートゼロ電位制御回路（Ｆｌｏａｔｉｎｇ ｚｅｒｏ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔ）４１、電圧測定フィードバック回路５０と、ＰＷＭコントローラ５２と、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０と、交流出力端子７０と、出力電圧検出回路６２と、変換コントローラ８０と、を備える。
具体的には、交流入力端子１０は、市電電源に接続されて、予定の電圧範囲内の第一交流電を入力するために用いられる。例えば、前記予定の電圧範囲は、ＡＣ９０Ｖ〜ＡＣ２６５Ｖであることができ、つまり、ワイド電圧の範囲は、ＡＣ９０Ｖ〜ＡＣ２６５Ｖである。整流フィルター回路２０は、交流入力端子１０に接続されて、前記第一交流電に対して整流フィルターを行って、第一直流電流を形成する。スイッチ回路３０の入力端子は、整流フィルター回路２０に接続されて、制御信号に応えて導通又は切断して、パルス電圧を出力する。即ち、スイッチ回路３０のオン／オフによって、スイッチ回路３０の出力端子は、直流パルス電圧を出力する。この直流パルス電圧とは、上記のパルス電圧である。
高圧バック制御降圧回路４０は、降圧インダクタンスＬ１及び降圧フィルタコンデンサＣ１８を含む。そのうち、降圧インダクタンスＬ１に関しては、その第一端子がスイッチ回路３０の出力端子に接続され、その第二端子が降圧フィルタコンデンサＣ１８の正極に接続されて、スイッチ回路３０が出力したパルス電圧を降圧してフィルタした後に、第二直流電流を出力する。
フロートゼロ電位制御回路４１は、フライホイールダイオードＤ１１、Ｄ１２を含む。フライホイールダイオードＤ１１、Ｄ１２の陰極は、降圧インダクタンスＬ１の第一端子と共同で回路グランド（ｃｉｒｃｕｉｔ ｇｒｏｕｎｄ）に接続され、フライホイールダイオードＤ１１、Ｄ１２の陽極は、降圧フィルタコンデンサＣ１８の負極と共同でフロートグランド（ｆｌｏａｔｉｎｇ ｇｒｏｕｎｄ）に接続される。フロートゼロ電位制御回路４１は、前記第二直流電流をフロートコントロールするために用いられる。具体的には、整流フィルター回路２０が出力した高圧の第一直流電流の変化に従って変化することによって、第二直流電流を安定化する。つまり、交流入力端子が入力した電圧がＡＣ９０Ｖ〜ＡＣ２６５Ｖの間の何れか１つの電圧値であろうと、フロートゼロ電位制御回路４１の制御下で、高圧バック制御降圧回路４０により降圧された後に出力された第二直流電流は、安定した電圧値であり、一般的には１４０Ｖぐらいである。
電圧測定フィードバック回路５０の入力端子は、高圧バック制御降圧回路４０の中の降圧インダクタンスＬ１の第二端子に接続されて、第二直流電流を測定して、フィードバック信号を生成する。ＰＷＭコントローラ５２のフィードバック端子は、電圧測定フィードバック回路５０の出力端子に接続される。ＰＷＭコントローラ５２の制御端子は、スイッチ回路３０の被制御端子に接続されて、前記フィードバック信号に基づいて制御信号を出力して、パルス電圧のパルス幅を制御する。つまり、電圧測定フィードバック回路５０及びＰＷＭコントローラ５２は、スイッチ回路３０が出力する波形のデューティーサイクルを制御することによって、パルス電圧のパルス幅を調節する。
フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０の入力端子は、高圧バック制御降圧回路４０の出力端子に接続されて、前記第二直流電流を第二交流電流に変換する。交流出力端子は、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０の出力端子に接続されて、前記第二交流電流を出力する。前記第二交流電流は、安定している固定電圧であり、例えば、ＡＣ１１０Ｖであり、アメリカ規格又はヨーロッパ規格等の電気設備に給電することができる。出力電圧検出回路６２は、前記交流出力端子に接続されて、前記交流出力端子の第二交流電流の電圧を採取して、第一サンプル電圧を生成する。変換コントローラ８０は、出力電圧検出回路６２及びフルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０に接続されて、前記第一サンプル電圧に基づいてフルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０が出力した波形のデューティーサイクルを制御することによって、前記第二交流電流の安定性を確保する。つまり、出力電圧検出回路６２及び変換コントローラ８０は、前記交流出力端子が出力した第二交流電流の安定性を制御する役割を果たす。
本発明の実施例に係るスマートマッチング降圧回路によると、交流入力端子１０が入力する予定の電圧範囲（一般的に、ＡＣ９０〜ＡＣ２６５Ｖ）内の第一交流電流は、整流フィルター回路２０により整流フィルターされて、高圧の第一直流電流を形成する。ＰＷＭコントローラ５２の制御の下で、スイッチ回路３０は、前記第一直流電流をパルスの形でパルス電圧を出力する。前記パルス電圧は、高圧バック制御降圧回路４０により降圧されて第二直流電流を形成し、且つフロートゼロ電位制御回路４１によりフロートコントロールされて、整流フィルター回路２０が出力した高圧の第一直流電流の変化に従って変化することによって、第二直流電流を安定化する。また、前記第二直流電流は、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０を介してインバータし、且つ変換コントローラ８０によりパルス幅が変調されて、安定した第二交流電流（一般的に、１１０Ｖである）と変換して出力される。このようにして、本発明は、ワイド電圧の降圧処理を実現できる。しかも、入力端子が予定電圧範囲内の交流電流を入力できるので、本発明のスマートマッチング降圧回路の適応範囲がもっと広く、当該スマートマッチング降圧回路を用いた旅行用電源変換装置の使用は更に便利になる。
本発明の他の実施例において、スマートマッチング降圧回路は、出力電流検出回路６１をさらに備える。出力電流検出回路６１は、交流出力端子７０及び変換コントローラ８０の電流測定端子に接続されて、交流出力端子７０の第二交流電流を採取して、サンプル電流を生成する。これに対応して、変換コントローラ８０は、上記の第一サンプル電圧及びサンプル電流に基づいて、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０が出力する波形のデューティーサイクルを制御して、前記第二交流電流の安定性を維持する。つまり、本実施形態において、変換コントローラ８０は、交流出力端子７０の電流及び電圧を参考にして、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０が出力する波形のデューティーサイクルを制御する。
図２に示すように、本発明の１つの実施例において、整流フィルター回路２０は、四つのダイオードからなるブリッジ整流器（ｂｒｉｄｇｅ ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ）ＢＤ１及びフィルタコンデンサＣ１を含む。ブリッジ整流器の入力端子は、交流入力端子１０に接続され、ブリッジ整流器の出力端子は、フィルタコンデンサＣ１の正極に接続され、フィルタコンデンサＣ１の負極は、接地される。交流入力端子１０から入力した第一交流電流は、ブリッジ整流器ＢＤ１により整流された後に、フィルタコンデンサＣ１によりフィルターされて、第一直流電流を形成する。
図３に示すように、スイッチ回路３０は、ＭＯＳスイッチパイプＱ５とスイッチパイプ駆動回路とを含む。ＭＯＳスイッチパイプＱ５のドレインは、スイッチ回路３０の入力端子とし、ＭＯＳスイッチパイプＱ５のグリッドは、スイッチ回路３０の被制御端子とし、ＭＯＳスイッチパイプＱ５のソースは、スイッチ回路３０の出力端子とする機能する。スイッチパイプ駆動回路は、第十二極管Ｄ１０と第二十抵抗Ｒ２０とを含む。第十二極管Ｄ１０の陽極及び第二十抵抗Ｒ２０の一端は、ＭＯＳスイッチパイプＱ１のグリッドに接続され、第十二極管Ｄ１０の陰極及び第二十抵抗Ｒ２０の他端は、ＰＷＭコントローラ５２の制御端子に接続される。そのうち、ＭＯＳスイッチパイプＱ１のグリッドは、ＰＷＭコントローラ５２からの制御信号を受信して、導通又は切断される。このように、ＰＷＭコントローラ５２を用いて、スイッチ回路３０のオン／オフを制御することによって、パルス電圧を出力する。
電圧測定フィードバック回路５０は、フォトカプラＵ５、基準定電圧電源Ｕ６及び電圧サンプリング回路を含む。フォトカプラＵ５の発光ダイオードの正極は、給電回路を介して高圧バック制御降圧回路４０の中の降圧インダクタンスＬ１の第二端子に接続される。フォトカプラＵ５の負極は、基準定電圧電源Ｕ６の陰極に接続される。基準定電圧電源Ｕ６の陽極は、接地される。基準定電圧電源Ｕ６の参考極は、電圧サンプリング回路を介して高圧バック制御降圧回路４０の中の降圧インダクタンスＬ１の第二端子に接続される。フォトカプラＵ５のフォトトランジスタは、ＰＷＭコントローラ５２のフィードバック端子に接続される。そのうち、給電回路は、フォトカプラＵ５に給電するために用いられ、前記電圧サンプリング回路は、高圧バック制御降圧回路４０の中の降圧インダクタンスＬ１の第二端子から電圧値を取得する。前記電圧値は、基準定電圧電源Ｕ６の参考極から基準定電圧電源Ｕ６の中に入力されて、基準電圧と比較して、フィードバック信号を生成する。このフィードバック信号は、フォトカプラＵ５を介してＰＷＭコントローラ５２のフィードバック端子までカップリングされる。
より詳細には、上記の給電回路は、第二十五抵抗Ｒ２５及び順次に直列接続されている第四定電圧ダイオードＺＤ４、第三定電圧ダイオードＺＤ３、第二定電圧ダイオードＺＤ２、第五定電圧ダイオードＺＤ５を含む。第二十五抵抗Ｒ２５の一端は、第四定電圧ダイオードＺＤ４に接続される。第五定電圧ダイオードＺＤ５は、高圧バック制御降圧回路４０の中の降圧インダクタンスＬ１の第二端子に接続される。
上記の電圧サンプリング回路は、順次に直列接続されている第二十六抵抗Ｒ２６、第二十七抵抗Ｒ２７及び第二十八抵抗Ｒ２８を含む。第二十六抵抗Ｒ２６は、高圧バック制御降圧回路４０の中の降圧インダクタンスＬ１の第二端子に接続される。第二十八抵抗Ｒ２８は、接地される。基準定電圧電源Ｕ６の参考極は、第二十七抵抗Ｒ２７と第二十八抵抗Ｒ２８とのノードに接続される。第二十六抵抗Ｒ２６、第二十七抵抗Ｒ２７及び第二十八抵抗Ｒ２８を利用して分圧した後、第二十七抵抗Ｒ２７と第二十八抵抗Ｒ２８との間のノードから１つの電圧値を取って、この電圧値と基準定電圧電源Ｕ６の中の基準電圧とを比較して、上記のフィードバック信号を生成する。このフィードバック信号は、フォトカプラＵ５を介してＰＷＭコントローラ５２のフィードバック端子にカップリングされる。
ＰＷＭコントローラ５２は、ＰＷＭ制御チップＵ４を含む。本実施形態において、型番がＵＣ３８４３であるチップを採用することができる。ＰＷＭ制御チップＵ４は、ＣＯＭＰピン、ＶＦＢピン、ＣＳピン、ＲＣピン、Ｖｒｅｆピン、ＶＣＣピン、ＯＵＴピン及びＧＮＤピンを含む。ＣＯＭＰピンは、第二十四抵抗Ｒ２４及び第十六コンデンサＣ１６の一端に接続される。第二十四抵抗Ｒ２４及び第十六コンデンサＣ１６の他端は、接地される。ＶＦＢピンは、フィードバック端子として機能する。フォトカプラＵ５のフォトトランジスタのコレクタは、第二十三抵抗Ｒ２３を介してＣＯＭＰピンに接続される。フォトカプラＵ５のエミッタは、ＶＦＢピンと共同で接地される。ＣＳピンは、第十四コンデンサＣ１４を介して接地され、且つ１つの過電流検出回路５１を介してスイッチ回路３０の出力端子に接続される。また、ＣＳピンは、第十八抵抗Ｒ１８を介してＶｒｅｆピンに接続される。ＲＣピンは、第十九抵抗Ｒ１９を介してＶｒｅｆピンに接続されると共に、第十五コンデンサＣ１５を介して接地される。Ｖｒｅｆピンは、第十三コンデンサを介して接地される。ＶＣＣピンは、直流給電電源に接続され、且つ第十二コンデンサＣ１２を介して接地される。ＯＵＴピンは、制御端子として機能し、且つスイッチパイプ駆動回路を介してＭＯＳスイッチパイプＱ５のグリッドに接続される。ＧＮＤピンは、接地される。
具体的には、過電流検出回路５１は、第二十九抵抗Ｒ２９と第二十二抵抗Ｒ２２とを含む。第二十九抵抗Ｒ２９の一端は、スイッチ回路３０の出力端子に接続される。第二十九抵抗Ｒ２９の他端は、高圧バック制御降圧回路４０の入力端子に接続される。第二十二抵抗Ｒ２２の一端は、スイッチ回路３０の出力端子に接続される。第二十二抵抗Ｒ２２の他端は、ＰＷＭコントローラ５２の電流測定端子に接続される。過電流検出回路５１は、ＭＯＳスイッチパイプの電流を測定するために用いられる。
図４に示すように、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０は、第一ＭＯＳパイプＱ１、第二ＭＯＳパイプＱ２、第三ＭＯＳパイプＱ３及び第四ＭＯＳパイプＱ４により構成されるインバータブリッジを含む。第一ＭＯＳパイプＱ１、第二ＭＯＳパイプＱ２、第三ＭＯＳパイプＱ３及び第四ＭＯＳパイプＱ４のグリッドは、それぞれ１つのＭＯＳパイプ駆動回路に接続される。前記ＭＯＳパイプ駆動回路は、１つの抵抗（Ｒ３１／Ｒ３２／Ｒ５３）及び１つのダイオード（Ｄ１３／Ｄ１４／Ｄ１６）を含む。前記ＭＯＳパイプ駆動回路は、変換コントローラ８０における対応するＰＷＭ制御端子に接続される。第二ＭＯＳパイプＱ２のソースは、交流出力端子７０の火線端子として機能する。第四ＭＯＳパイプＱ４のソースは、交流出力端子７０の零線端子として機能する。
出力電流検出回路６１は、第三十三抵抗Ｒ３３、第三十四抵抗Ｒ３４及び第三十五抵抗Ｒ３５を含む。第三十三抵抗Ｒ３３、第三十四抵抗Ｒ３４及び第三十五抵抗Ｒ３５の一端は、第四ＭＯＳパイプＱ４のソース及び変換コントローラ８０の電圧測定端子に接続される。第三十三抵抗Ｒ３３、第三十四抵抗Ｒ３４及び第三十五抵抗Ｒ３５の他端は、フロートグランドに接続される。
出力電圧検出回路６２は、ブリッジ整流器ＢＲ１を含む。ブリッジ整流器ＢＲ１の交流Ｌピンは、第一ＭＯＳパイプＱ１のソース及び変換コントローラ８０のLピンに接続される。交流Ｎピンは、第四ＭＯＳパイプＱ４のソース及び変換コントローラ８０のＮピンに接続される。ブリッジ整流器ＢＲ１の直流正極ピンは、第二十一コンデンサＣ２１を介してフロートグランドに接続されると共に、変換コントローラ８０のＶＢピンに接続される。ブリッジ整流器ＢＲ１の直流負極ピンは、フロートグランドに接続される。
変換コントローラ８０は、ポート８０１を備え、ＰＷＭ１、ＰＷＭ２、ＰＷＭ３、ＰＷＭ４、ＶＢ、Ｎ、Ｌ、ＩＳなどの接続端子を有する。上記のＰＷＭ１、ＰＷＭ２、ＰＷＭ３、ＰＷＭ４という接続端子は、それぞれ第一ＭＯＳパイプＱ１、第二ＭＯＳパイプＱ２、第三ＭＯＳパイプＱ３及び第四ＭＯＳパイプＱ４のＭＯＳパイプ駆動回路に対応して接続される。ＩＳ接続端子は、出力電流検出回路６１のＩＳノードに対応して接続される。
上述したスマートマッチング降圧回路に基づいて、本発明は、前記スマートマッチング降圧回路を備える旅行用電源変換装置をさらに提供する。
本発明の実施例に係るスマートマッチング降圧回路及び旅行用電源変換装置によると、交流入力端子１０が入力する予定の電圧範囲（一般的に、ＡＣ９０〜ＡＣ２６５Ｖ）内の第一交流電流は、整流フィルター回路２０により整流フィルターされて、第一直流電流を形成する。ＰＷＭコントローラ５２の制御の下で、スイッチ回路３０は、前記第一直流電流をパルスの形でパルス電圧を出力する。前記パルス電圧は、高圧バック制御降圧回路４０により降圧されて第二直流電流を形成し、且つフロートゼロ電位制御回路４１によりフロートコントロールされて、整流フィルター回路２０が出力した高圧の第一直流電流の変化に従って変化することによって、第二直流電流を安定化する。また、前記第二直流電流は、フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路６０を介してインバータし、且つ変換コントローラ８０によりパルス幅が変調されて、安定した第二交流電流（例えば、１１０Ｖである）と変換して出力される。このようにして、本発明は、ワイド電圧の降圧処理を実現できる。しかも、入力端子が予定電圧範囲内の交流電流を入力できるので、本発明のスマートマッチング降圧回路の適応範囲がもっと広く、当該スマートマッチング降圧回路を用いた旅行用電源変換装置の使用は更に便利になる。
以上、好適な具体例を挙げて本発明を説明してきたが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々な変更又は取替えが可能であることは言うまでもない。この変更又は取替えに基づく様々な変形例も本発明の保護範囲に含まれることは明らかである。
１０ 交流入力端子
２０ 整流フィルター回路
３０ スイッチ回路
４０ 高圧バック制御降圧回路
４１ フロートゼロ電位制御回路
５０ 電圧測定フィードバック回路
５１ 過電流検出回路
５２ ＰＷＭコントローラ
６０ フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路
６１ 出力電流検出回路
６２ 出力電圧検出回路
７０ 交流出力端子
８０ 変換コントローラ

Claims (7)

  1. 市電電源に接続され、予定電圧範囲内の第一交流電を入力するための交流入力端子と、
    前記交流入力端子に接続されて、前記第一交流電に対して整流フィルターを行って、第一直流電流を形成するための整流フィルター回路と、
    入力端子が前記整流フィルター回路に接続されて、制御信号に応えて導通又は切断して、パルス電圧を出力するためのスイッチ回路と、
    降圧インダクタンス及び降圧フィルタコンデンサを含み、前記第一直流電流を降圧して、それをフィルタした後に、第二直流電流を出力する高圧バック制御降圧回路と、
    前記第二直流電流を第二交流電流に変換するためのフルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路と、
    前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路の出力端子に接続されて、前記第二交流電流を出力するための交流出力端子と、
    前記高圧バック制御降圧回路の入力端子及び出力端子に接続されて、前記高圧バック制御降圧回路の出力端子の電圧を測定することによって、前記高圧バック制御降圧回路の入力端子に入力される電圧を制御する検出フィードバック回路と、
    フライホイールダイオードを含み、前記フライホイールダイオードの陰極は、前記降圧インダクタンスの第一端子と共に回路グランドに接続され、前記フライホイールダイオードの陽極は、前記降圧フィルタコンデンサの負極と共にフロートグランドに接続されるフロートゼロ電位制御回路と、
    を備えることを特徴とするスマートマッチング降圧回路。
  2. 前記検出フィードバック回路は、互いに接続されている電圧検出フィードバック回路とＰＷＭコントローラとを含むことを特徴とする請求項１に記載のスマートマッチング降圧回路。
  3. 前記高圧バック制御降圧回路は、前記降圧インダクタンスの第一端子が前記整流フィルター回路の出力端子に接続され、前記降圧インダクタンスの第二端子が前記降圧フィルタコンデンサの正極に接続され、前記降圧フィルタコンデンサは、降圧及びフィルタされた後の第二直流電流を出力することを特徴とする請求項１に記載のスマートマッチング降圧回路。
  4. 前記スマートマッチング降圧回路は、スイッチ回路を含み、前記スイッチ回路の入力端子が前記整流フィルター回路に接続されて、制御信号に応えてオン又はオフして、パルス電圧を出力することを特徴とする請求項１に記載のスマートマッチング降圧回路。
  5. 前記スマートマッチング降圧回路は、過電流検出回路を含み、前記過電流検出回路は、前記スイッチ回路の出力端子に接続され、前記過電流検出回路は、前記スイッチ回路が出力した電流を測定することを特徴とする請求項４に記載のスマートマッチング降圧回路。
  6. 前記交流出力端子に接続されて、前記交流出力端子の第二交流電流の電圧をサンプリングして、第一サンプル電圧を生成するための出力電圧検出回路と、
    前記出力電圧検出回路及び前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路に接続されて、前記第一サンプル電圧に基づいて前記フルブリッジＤＣ／ＡＣ変換回路が出力した波形のデューティーサイクルを制御することによって、前記第二交流電流の安定性を確保するための変換コントローラと、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のスマートマッチング降圧回路。
  7. 前記スマートマッチング降圧回路は、出力電流検出回路を含み、前記出力電流検出回路は、前記変換コントローラに接続され、前記出力電流検出回路及び前記変換コントローラは、前記交流出力端子が出力した第二交流電流の安定性を制御することに用いられることを特徴とする請求項６に記載のスマートマッチング降圧回路。
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