JP7083093B2 - トランス電源回路 - Google Patents
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Description
図24の電源回路は、絶縁トランス、ブリッジ形整流回路、及び平滑コンデンサで構成されている。
図25の電源回路は、絶縁トランス、ブリッジ形整流回路、平滑コンデンサ、及び電流制御用抵抗で構成されている。
図26の電源回路は、絶縁トランス、ブリッジ形整流回路、平滑コンデンサ、及び最大電流を制限する電流制限回路で構成されている。
図1は磁束制御形トランスの構成図、図2は磁束制御形トランスの略図である。本実施形態の磁束制御形トランス10は、トロイダル型トランスであって、リング状のコア(鉄芯)からなる第1の磁気回路11と、同じくリング状のコア(鉄芯)からなる第2の磁気回路12を備えて構成されている。第1の磁気回路11のコアと第2の磁気回路12のコアは、透磁率が高い同じ材料の磁性体で同一形状に形成されており、第1の磁気回路11のコア断面積S1 と第2の磁気回路12のコア断面積S2 が等しく設定されている(S1 =S2 )。したがって、第1の磁気回路11と第2の磁気回路12は、飽和磁束密度等、同一特性を有している。
前記のような構成において、1次入力巻線13に電圧VINを印加すると、第1の磁気回路11に磁束Φ1-1 、第2の磁気回路12に磁束Φ1-2 が発生するため励磁電流Iが流れる。
図3は前記構成からなる磁束制御形トランスの実測値データを示したもので、以下の条件の下、第1の磁気回路11の2次出力電流I1 と第2の磁気回路12の2次出力電流I2 を測定したところ、図3のグラフに示す結果となった。
S1 =S2
N1 =N2 =360T
VIN=100V
V1 =V2 =15V
S1 :第1の磁気回路のコア断面積
S2 :第2の磁気回路のコア断面積
N1 :第1の磁気回路の2次出力巻線の巻数
N2 :第2の磁気回路の2次出力巻線の巻数
VIN:1次入力巻線への印加電圧
V1 :第1の磁気回路の出力電圧
V2 :第2の磁気回路の出力電圧
図4は磁束制御形トランスの制御回路を示す構成図である。まず、図4において電流制限回路30により制限電流I1 ,I2 をI1 >I2 に設定した場合、第1の制御回路20-1の電圧V1 と第2の制御回路20-2の電圧V2 はV1 <V2 となり、第1の電流制限回路30-1の両端電圧V3 と第2の電流制限回路30-2の両端電圧V4 は、図5に示すようにV3 <V4 となる。
本発明の基本構成としては、例えば図9~11に示す回路が考えられる。図9のトランス電源回路1Aは、第1の磁気回路11の出力と第2の磁気回路12の出力をそれぞれ別の独立した負荷50,50に電力供給する負荷独立タイプの電源回路である。図10のトランス電源回路1Bは、第1の磁気回路11の出力と第2の磁気回路12の出力を並列に接続して共通の負荷50に電力供給する並列・負荷共通タイプの電源回路である。図11のトランス電源回路1Cは、第1の磁気回路11の出力と第2の磁気回路12の出力を直列に接続して共通の負荷50に電力供給する直列・負荷共通タイプの電源回路である。
本発明の実施形態としては、例えば図12~17に示す構成が考えられる。図12は本発明の第1実施形態のトランス電源回路を示す回路図である。図12のトランス電源回路1-1は、磁束制御形トランス10と第1の制御回路20-1と第2の制御回路20-2からなる。磁束制御形トランス10は、入力端子16を介して商用電源に接続され、商用電源から供給された入力電圧を定格電圧に変換し、第1の磁気回路11と第2の磁気回路12から出力する。
図18~21は入力電圧に対する電流制限回路の損失を比較するために実測値データを収集した電源回路の構成図である。図18は負荷独立タイプの電源回路において第2の磁気回路の出力2にのみ電流制限回路を設けたもの、図19は負荷独立タイプの電源回路において第1の磁気回路の出力1と第2の磁気回路の出力2の両方に電流制限回路と並列に電流調整用抵抗を設けたものである。また、図20は並列・負荷共通タイプの電源回路において第1の磁気回路の出力1と第2の磁気回路の出力2に共通の電流制限回路を設けたもの、図21は並列0・負荷共通タイプの電源回路において第1の磁気回路の出力1と第2の磁気回路の出力2の両方に電流制限回路と並列に電流調整用抵抗を設けたものである。その実測値データは以下の表1のとおりである。また、その結果を図22と図23のグラフに示す。
10:磁束制御形トランス
11:第1の磁気回路
12:第2の磁気回路
13:1次入力巻線
14:第1の磁気回路の2次出力巻線
15:第2の磁気回路の2次出力巻線
16:入力端子
17:出力端子
20:制御回路
20-1:第1の制御回路
20-2:第2の制御回路
30:電流制限回路
30-1:第1の電流制限回路
30-2:第2の電流制限回路
31:バイアス抵抗
32:電界効果トランジスタ
33:トランジスタ
34:電流制限抵抗
35:逆流防止用ダイオード
36:過電圧防止用抵抗
37:定電圧保持用ツェナーダイオード
38:整流用コンデンサ
39:ゲートリーク抵抗
40:ブリッジ形整流回路
41:電流調整用抵抗
42:電流調整用抵抗
50:負荷
51:LED
52:LEDランプ
60:平滑回路
61:逆流防止用ダイオード
62:電流制限抵抗
63:平滑用コンデンサ
64:放電用ダイオード
70:三相磁束制御形トランス回路
80:三相全波整流回路
Claims (4)
- 磁束制御形トランスとその制御回路からなるトランス電源回路であって、
前記磁束制御形トランスは、
同一形状で同一特性を有する第1の磁気回路及び第2の磁気回路と、
前記第1の磁気回路及び前記第2の磁気回路に共通に巻回された1次入力巻線と、
前記第1の磁気回路及び前記第2の磁気回路にそれぞれ巻回された巻数が等しい2次出力巻線と、を備え、
前記制御回路は、
前記第1の磁気回路の出力に接続されたブリッジ形整流回路及び第1の電流制限回路と、
前記第1の電流制限回路に並列に接続された電流調整用抵抗と、
前記第2の磁気回路の出力に接続されたブリッジ形整流回路及び第2の電流制限回路と、
前記第2の電流制限回路に並列に接続された電流調整用抵抗と、を備えて構成されていることを特徴とするトランス電源回路。 - 前記ブリッジ形整流回路の両端出力に、直流化する平滑回路が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のトランス電源回路。
- 前記磁束制御形トランスを三相接続して前記第1の磁気回路と前記第2の磁気回路の2次出力巻線をそれぞれ三相整流する三相全波整流回路が設けられていることを特徴とする請求項1に記載のトランス電源回路。
- 前記三相全波整流回路の両端出力に、直流化する平滑回路が設けられていることを特徴とする請求項3に記載のトランス電源回路。
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