JP7041280B2 - メータ及びその他のデバイスで使用するための広範囲の電源 - Google Patents
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Description
それぞれが異なる電気サービスの1つに固有であるメータの複数の異なるバージョンを構築するよりも、用途が同一のメータを構成して販売することがコスト的に効果的である。
(1)VIN=56V(ピーク)において、VAC=40に対応する下限で、出力電圧は、280~330Vであること、もしくは、
(2)上限のVAC=330に対応するVIN=466などの高電圧レベルにおいて、第1の電力変換ステージの利得が5:1又は6:1になること。
このとき、第1のコンバータステージの利得は約1.1:1であり、つまり約500Vである。そのような制限は、半導体スイッチ109のデューティサイクルが妥当な範囲内に留まることを可能にする。
Claims (15)
- 第1の電力変換ステージと、第2の電力変換ステージとを備える電力変換装置であって、
前記第1の電力変換ステージは、入力電圧を受電するように構成された第1の入力と、第1の出力電圧を有する出力と、帰還電圧を有する帰還ノードとを有し、
前記帰還ノードは第1のインピーダンスによって前記出力に結合され、
前記第1の電力変換ステージは、
前記帰還電圧を受電するように動作可能に結合され、前記帰還電圧が実質的に所定値になるように、前記出力を駆動するように構成されたコントローラと、
前記帰還ノードと接地の間に結合された可変抵抗とを有し、
前記可変抵抗は、前記入力電圧の関数として変化する抵抗値を有し、
前記第2の電力変換ステージは、第1の出力電圧を受電するように動作可能に結合された第2のステージ入力を有し、
前記第2の電力変換ステージは、前記第1の出力電圧の電圧レベルに関係なく実質的に一定である電圧レベルを有する第2の出力電圧を生成するように構成され、
前記第1の電力変換ステージはさらに、
前記入力電圧を受電するように動作可能に結合されたスイッチドコンバータ回路と、
前記第1のインピーダンスとしての第1の抵抗ブランチとを備え、
前記スイッチドコンバータ回路は、前記コントローラによって制御される半導体スイッチを含み、
前記コントローラは、帰還電圧を受電するように動作可能に結合され、
前記スイッチドコンバータ回路は、前記出力において第1の出力電圧を提供するように構成され、
前記第1の抵抗ブランチは、前記出力と前記帰還ノードとの間に直列に結合され、
前記可変抵抗は前記帰還ノードと前記接地との間に結合され、
前記第1の抵抗ブランチと前記可変抵抗は、前記帰還ノードにおいて分圧器を形成し、
前記可変抵抗は、前記帰還ノードと前記接地との間に結合されたカレントミラーを含み、
前記カレントミラーは、前記第1の入力からセンスインピーダンスを介して入力される電流に応じた電流を、前記帰還ノードと前記接地との間に流し、前記流す電流を前記帰還ノードから引き出すように構成される、電力変換装置。 - 前記第1の電力変換ステージは、ブーストコンバータを含む、
請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記第2の電力変換ステージは、バックコンバータを含む、
請求項2の電力変換装置。 - 前記可変抵抗はさらに、前記帰還ノードと前記接地の間に前記カレントミラーと並列に結合された固定抵抗を含む、
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記カレントミラーは、第1のFET及び第2のFETを備え、
前記第1のFETは第1のゲートを有し、前記帰還ノードと前記接地との間に結合され、
前記第2のFETは第2のゲートを有し、前記センスインピーダンスと前記接地との間に結合され
前記第1のゲートは前記第2のゲートに直接に結合される、
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記センスインピーダンスは、前記第2のゲート及び前記第1のゲートに直接に結合される、
請求項5に記載の電力変換装置。 - 前記入力電圧として整流されたAC信号を提供するように結合された整流回路をさらに含む、
請求項1~3のうちのいずれか1つに記載の電力変換装置。 - 前記整流回路は半波整流器である、
請求項7に記載の電力変換装置。 - 入力電圧を受電するように動作可能に結合されたスイッチドコンバータ回路を備える電力変換器であって、
前記スイッチドコンバータ回路はコントローラによって制御される半導体スイッチを含み、
前記コントローラは、帰還電圧を受信するように動作可能に結合され、
前記スイッチドコンバータ回路は、出力において出力電圧を提供するように構成され、
前記電力変換器は、
帰還電圧を有する帰還ノードと、
前記出力から接地への分圧器を少なくとも部分的に形成するために直列に結合された第1の抵抗ブランチ及び可変抵抗とを備え、
前記分圧器の分圧電圧は帰還電圧を定義し、
前記可変抵抗は、前記入力電圧の関数として変化する抵抗値を有し、
前記可変抵抗は、前記帰還ノードと前記接地との間に結合されたカレントミラーとを含み、
前記カレントミラーは、前記入力電圧からセンスインピーダンスを介して入力される電流に応じた電流を、前記帰還ノードと前記接地との間に流し、前記流す電流を前記帰還ノードから引き出すように構成される、電力変換器。 - 前記可変抵抗はさらに、前記帰還ノードと前記接地の間に前記カレントミラーと並列に結合された固定抵抗を含む、
請求項9に記載の電力変換器。 - 前記カレントミラーは、第1のFET及び第2のFETを備え、
前記第1のFETは第1のゲートを有し、前記帰還ノードと前記接地との間に結合され、
前記第2のFETは第2のゲートを有し、前記センスインピーダンスと前記接地との間に結合され、
前記第1のゲートは前記第2のゲートに直接に結合される、
請求項9に記載の電力変換器。 - 前記センスインピーダンスは、前記第2のゲート及び前記第1のゲートに直接に結合される、
請求項11に記載の電力変換器。 - 前記電力変換器はさらに、
前記第1のFETと前記接地との間に結合された第1の抵抗素子と、
前記第2のFETと前記接地との間に結合された第2の抵抗素子とを備え、
前記第2の抵抗素子と前記第1の抵抗素子は、実質的に同じ抵抗値を有する、
請求項11に記載の電力変換器。 - 前記スイッチドコンバータ回路はさらに、
制御端子、第1の端子、及び第2の端子を有する半導体スイッチを備え、
前記制御端子は、前記コントローラから制御信号を受信するように動作可能に結合され、
前記第2の端子は前記接地に結合され、
前記スイッチドコンバータ回路はさらに、
前記入力電圧を有する入力端子と、
前記入力端子と前記半導体スイッチの第1の端子との間に直列に接続された誘導性素子とを備え、
前記誘導性素子は、前記入力電圧を受電するように構成され、
前記スイッチドコンバータ回路はさらに、
前記第1の端子と出力端子の間に直列に結合された整流器を備え、
前記整流器は前記誘導性素子から流れる電流を前記出力に通過させるようにバイアスされ、
前記スイッチドコンバータ回路はさらに、前記出力端子と前記接地の間に結合されたコンデンサを備える、請求項13に記載の電力変換器。 - 前記整流器はダイオードを含み、
前記誘導性素子はインダクタを含む、
請求項14に記載の電力変換器。
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