JPH0118663B2 - - Google Patents

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JPH0118663B2
JPH0118663B2 JP57021892A JP2189282A JPH0118663B2 JP H0118663 B2 JPH0118663 B2 JP H0118663B2 JP 57021892 A JP57021892 A JP 57021892A JP 2189282 A JP2189282 A JP 2189282A JP H0118663 B2 JPH0118663 B2 JP H0118663B2
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JP
Japan
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power
transformer
voltage
primary winding
converter
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Application number
JP57021892A
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Japanese (ja)
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JPS58139675A (en
Inventor
Tooru Koyashiki
Yoshihiro Sekino
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS58139675A publication Critical patent/JPS58139675A/en
Publication of JPH0118663B2 publication Critical patent/JPH0118663B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33538Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は簡易、低価格にして高信頼な電力変換
装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a simple, low-cost, and highly reliable power conversion device.

従来より負荷に直流電力を供給する電力変換装
置の信頼性を高めるため、複数の直流電源を入力
することにより無停電特性、即ち入力直流電源の
いずれかが停電となつても負荷に電力を供給し続
けるようにしたものが知られている。
In order to increase the reliability of conventional power converters that supply DC power to loads, by inputting multiple DC power supplies, it has uninterruptible characteristics, that is, it can supply power to the load even if one of the input DC power sources experiences a power outage. It is known that it continues to do so.

第1図aは電圧の大きく異なる2つの直流電源
,を入力用の電源とした従来の電力変換装置
の一例を示すもので、直流電源の出力電圧は
DC―DCコンバータに入力され、直流電源に
等しい電圧に変換された後、直流電源の出力電
圧とともに各々ダイオードを介してDC―DCコン
バータに入力され、該DC―DCコンバータか
ら負荷に電力が供給される如くなつている。従つ
て上記装置では通常、ダイオードオア接続した直
流電源,の双方から負荷に電力を供給する
が、該直流電源,のどちらかに事故、停電等
の異常が生じても負荷には無停電の電力を供給す
ることができる。しかしながら、一般にDC―DC
コンバータは入力電圧の大きな差異に対応できず
電圧レベルがほぼ同一でなければならないため、
2つのDC―DCコンバータを必要としていた。
Figure 1a shows an example of a conventional power converter that uses two DC power supplies with significantly different voltages as input power supplies.The output voltage of the DC power supplies is
After being input to the DC-DC converter and converted to a voltage equal to the DC power supply, it is input to the DC-DC converter through each diode together with the output voltage of the DC power supply, and power is supplied from the DC-DC converter to the load. It's becoming like that. Therefore, in the above device, power is normally supplied to the load from both the DC power sources connected with the diode-or, but even if an abnormality such as an accident or power outage occurs in either of the DC power sources, the load will receive uninterrupted power. can be supplied. However, generally DC-DC
Since converters cannot handle large differences in input voltage and the voltage levels must be nearly the same,
Two DC-DC converters were required.

第1図bは、交流電源と電池を入力として構成
した無停電電力変換装置の一例である。交流電源
を入力とする場合には、第1図aの場合に比べ交
流を直流に変換するための整流器が付加される点
が異なる。このような構成は通信用端末機器に用
いる小容量電源に無停電特性をもたせる方法とし
てよく用いられる。端末機器用電源は、とくに小
形化が必要であるが、一般に電池から得られる直
流電圧は低い程、電池の占める体積は少なくてす
む。よつて、電池から得られる電圧を低くとり、
交流電源から得られる高い電圧を変換して、電池
の電圧に合わせる方が電源部の小形化にとつて有
利である。したがつて、第1図bのように交流電
圧を整流後、DC―DCコンバータにより降圧し
て、電池電圧に合わせDC―DCコンバータに入
力する方法をよく用いる。
FIG. 1b shows an example of an uninterruptible power converter configured with an AC power source and a battery as inputs. When AC power is input, the difference is that a rectifier for converting AC into DC is added compared to the case of FIG. 1a. Such a configuration is often used as a method of imparting uninterruptible characteristics to a small capacity power supply used in communication terminal equipment. Power supplies for terminal devices especially need to be made smaller, but generally speaking, the lower the DC voltage obtained from a battery, the smaller the volume occupied by the battery. Therefore, lower the voltage obtained from the battery,
Converting the high voltage obtained from the AC power source to match the voltage of the battery is advantageous for downsizing the power supply section. Therefore, as shown in FIG. 1b, a method is often used in which the AC voltage is rectified, then stepped down by a DC-DC converter, and then input to the DC-DC converter in accordance with the battery voltage.

第1図cはDC―DCコンバータおよびとし
て公知のリンギングチヨークコンバータを用いた
場合の第1図bの装置の具体的な回路を示すもの
で、図中1は商用交流電源、2は整流器、3―1
および3―2はDC―DCコンバータ、4は電池、
5および6はダイオード、7は負荷である。な
お、リンギングチヨークコンバータの動作につい
ては周知であるので、ここでは特に説明しない。
FIG. 1c shows a specific circuit of the device shown in FIG. 1b when using a DC-DC converter and a ringing chain converter known as a DC-DC converter. In the figure, 1 is a commercial AC power supply, 2 is a rectifier, 3-1
and 3-2 is a DC-DC converter, 4 is a battery,
5 and 6 are diodes, and 7 is a load. Note that since the operation of the ringing chain converter is well known, it will not be specifically explained here.

このように複数の電圧レベルの大きく異なる直
流電源を入力とする従来の電力変換装置では予め
各電源の電圧レベルを同一化して最終段のコンバ
ータに入力する必要があつた。そのため一つの装
置内に複数のコンバータを設ける必要があり、従
つて装置構成が複雑となり、信頼性に乏しく、か
つ高価格である等の欠点があつた。
As described above, in the conventional power converter which inputs a plurality of DC power supplies having widely different voltage levels, it is necessary to equalize the voltage level of each power supply in advance and input it to the final stage converter. Therefore, it is necessary to provide a plurality of converters in one device, which results in a complicated device configuration, poor reliability, and high cost.

本発明はこれら電力変換装置の欠点を除くた
め、一台のコンバータに電圧レベルの異なる複数
の直流電力を入力できるようにするとともに、複
数の直流電源のうちの一つが二次電池の場合に
は、同時に充電もできるようにしたもので、その
目的とするところは装置構成の簡易化、信頼性の
向上にある。以下、図面について詳細に説明す
る。
In order to eliminate the drawbacks of these power converters, the present invention makes it possible to input a plurality of DC powers with different voltage levels into one converter, and also makes it possible to input a plurality of DC powers with different voltage levels into a single converter. The device is designed to be able to be charged at the same time, and its purpose is to simplify the device configuration and improve reliability. The drawings will be described in detail below.

第2図は本発明の第1の実施例を示すもので、
ここでは一石式コンバータを用いた例を示してい
る。第2図中、10―1,10―2……10―n
はそれぞれ電圧V1,V2……Vnの複数個の直流電
源、20はトランス、30はスイツチング素子、
例えばスイツチングトランジスタ、40は制御・
駆動回路、50―1,50―2…50―nは接続
用ダイオード、61および62は整流用ダイオー
ド、63は平滑用コイル、64は平滑用コンデン
サ、7は負荷である。上記トランス20は中間タ
ツプT1,T2…T(n―1)を有する一次巻線2
01と二次巻線202とを備えており、該一次巻
線201の一端201aから他端201bまでの
巻数をN1、また一端201aから各中間タツプ
T1,T2…T(n―1)までの巻線をそれぞれ
N2,N3…Nnとする。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention.
Here, an example using a single-stone converter is shown. In Figure 2, 10-1, 10-2...10-n
are a plurality of DC power supplies with voltages V 1 , V 2 . . . Vn, respectively, 20 is a transformer, 30 is a switching element,
For example, the switching transistor 40 is a control transistor.
In the driving circuit, 50-1, 50-2...50-n are connecting diodes, 61 and 62 are rectifying diodes, 63 is a smoothing coil, 64 is a smoothing capacitor, and 7 is a load. The transformer 20 has a primary winding 2 having intermediate taps T1, T2...T(n- 1 ).
01 and a secondary winding 202, the number of turns from one end 201a to the other end 201b of the primary winding 201 is N1 , and from the one end 201a to each intermediate tap T1, T2...T (n- 1 ). windings of
Let N 2 , N 3 ...Nn.

トランス20の一次巻線201はその一端20
1aにて制御・駆動回路40よりオン・オフ制御
されるスイツチングトランジスタ30のコレクタ
に直列に接続し、その他端201bおよび中間タ
ツプT1,T2…T(n―1)にて接続用ダイオー
ド50―1,50―2…50―nを介して直流電
源10―1,10―2…10―nの(+)極に接
続し、更に該直流電源10―1,10―2…10
―nの(−)極は一轄してスイツチングトランジ
スタ30のエミツタに接続している。
The primary winding 201 of the transformer 20 has one end 20
1a is connected in series to the collector of the switching transistor 30 which is controlled on/off by the control/drive circuit 40, and a connecting diode 50 is connected at the other end 201b and intermediate taps T1, T2...T(n- 1 ). 1,50-2...50-n to the (+) pole of the DC power supplies 10-1, 10-2...10-n, and further the DC power supplies 10-1, 10-2...10
The (-) pole of -n is collectively connected to the emitter of the switching transistor 30.

上記の如く構成されているので、直流電源10
―1,10―2…10―nの直流電力はスイツチ
ングトランジスタ30の断続によつてトランス2
0の一次側から二次側に伝達され、整流用ダイオ
ード61および62により整流された後、平滑用
コイル63および平滑用コンデンサ64からなる
フイルタを通して所望の電圧値の直流電力に変換
され、負荷7に供給される。ここで直流電源10
―1,10―2,10―nの各電圧V1,V2…Vn
とトランス20の一次巻線201の一端201a
から他端201bおよび中間タツプT1,T2…
T(n―1)までの巻数N1,N2…Nnとの比を、 V1/N1≒V2/N2≒……≒Vn/Nn と選ぶことにより、他端201bおよび各中間タ
ツプT1,T2…T(n―1)の電圧を各電源の電
圧とほぼ等しくなすことができ、各接続用ダイオ
ードにより各電源をダイオードオア接続した状態
になり、各電源から同様に電力を供給することが
できる。また、例えば直流電源10―1の電圧
V1が、他の中間タツプT(i―1)(巻数Ni、ここ
でi=2、3…n)の直流電源10―iの電圧
Viによつて他端201bにかかる電圧N1/NiViよ り接続用ダイオードの電圧降下分をやや越える程
度(例えば、2〜3V)高くなるよう巻数N1,Ni
を設定すれば(V1>N1/NiVi)、直流電源10―1 のみから電力が供給され、他の直流電源10―i
からの電力供給は接続用ダイオード50―iの作
用により阻止される。この際、直流電源10―1
に事故、停電等が生じた時のみ、他の直流電源1
0―iから電力供給されることになる。この場合
入力される電圧が変わることになるが、上述した
程度の差異は許容し得る範囲であり、出力電圧は
制御・駆動回路40によつて所定電圧に制御され
る。なお、制御・駆動回路40は公知の電子回
路、IC等により実現されるので詳述しない。
Since the structure is as described above, the DC power supply 10
-1, 10-2...10-n DC power is supplied to the transformer 2 by switching the switching transistor 30 on and off.
0 is transmitted from the primary side to the secondary side, and after being rectified by rectifying diodes 61 and 62, it is converted to DC power of a desired voltage value through a filter consisting of a smoothing coil 63 and a smoothing capacitor 64. supplied to Here, DC power supply 10
-1, 10-2, 10-n voltages V 1 , V 2 ...Vn
and one end 201a of the primary winding 201 of the transformer 20
to the other end 201b and intermediate taps T1, T2...
By selecting the ratio of the number of turns N 1 , N 2 . The voltage of taps T1, T2...T(n- 1 ) can be made almost equal to the voltage of each power supply, and each connection diode creates a diode-OR connection between the power supplies, and power is supplied from each power supply in the same way. can do. In addition, for example, the voltage of the DC power supply 10-1
V 1 is the voltage of the DC power supply 10-i of the other intermediate tap T(i- 1 ) (number of turns Ni, where i = 2, 3...n)
The number of turns N 1 , Ni is set so that the voltage N 1 /NiVi applied to the other end 201b by Vi is higher than the voltage drop of the connecting diode (for example, 2 to 3 V).
(V 1 > N 1 /NiVi), power is supplied only from the DC power supply 10-1, and the other DC power supplies 10-i
The power supply from the connection diode 50-i is blocked by the connection diode 50-i. At this time, DC power supply 10-1
Only in the event of an accident, power outage, etc., use another DC power source 1.
Power will be supplied from 0-i. In this case, the input voltage will change, but the above-mentioned difference is within an allowable range, and the output voltage is controlled to a predetermined voltage by the control/drive circuit 40. Note that the control/drive circuit 40 is realized by a known electronic circuit, IC, etc., and therefore will not be described in detail.

このように上記実施例によれば、何ら他のコン
バータ等を必要とせず、電圧の異なる複数の直流
電圧を入力することができ、これらの電力をダイ
オードオア接続して同時に入力させ、また任意の
電力のみを優先的に入力させることができ、簡単
な構成で信類性の高い電力変換装置を提供するこ
とができる。
In this way, according to the above embodiment, it is possible to input a plurality of DC voltages with different voltages without requiring any other converter, and to input these powers simultaneously by diode-OR connection. Only electric power can be input preferentially, and a highly reliable power conversion device can be provided with a simple configuration.

第3図は本発明の第2の実施例を示すもので、
フルブリツジコンバータとプツシユプルコンバー
タとを組合せた例を示している。即ち、図中21
は一次巻線211、二次巻線212を備えたトラ
ンス、31a,31b,31c,31dはブリツ
ジを構成するスイツチングトランジスタである。
該一次巻線211はその中央にセンタータツプT
1を有し、該センタータツプT1と一端211a
との間に中間タツプT2,T3…T(n―1)を、
またセンタータツプT1と他端211bとの間に
中間タツプT2′,T3′…T(n―1)′をそれぞ
れ有しており、一端211aから各中間タツプT
2,T3…T(n―1)までの巻数と他端211b
から各中間タツプT2′,T3′…T(n―1)′ま
での巻数は等しくなつている。ここで直流電源1
0―1は接続用ダイオード50―1を介してブリ
ツジの両端に接続されており、また直流電源10
―2はダイオード50―2を介してセンタータツ
プT1に、更に直流電源10―3,10―4…1
0―nはダイオード50―3および50―3′,
50―4および50―4′…50―nおよび50
―n′を介して中間タツプT2およびT2′,T3
およびT3′…T(n―1)およびT(n―1)′にそ
れぞれ接続している。従つて直流電源10―1に
対してはスイツチングトランジスタ31a,31
dおよび31b,31cが交互に開閉して電力を
供給するフルブリツジコンバータとして動作し、
直流電源10―2,10―3…10―nに対して
はスイツチングトランジスタ31cおよび31d
が交互に開閉して電力を供給するプツシユプルコ
ンバータとして動作し、いずれの電源からでも電
力をトランス21の二次側に供給でき、整流用ダ
イオード61および62、更に平滑用コイル63
およびコンデンサ64を介して負荷7に所定電圧
の直流電力を供給することができる。なお、プツ
シユプルコンバータはフルブリツジコンバータの
2倍の電圧をトランスに発生するので、直流電源
10―2の電圧V2は直流電源10―1の電圧V1
の1/2、その他の直流電源10―3,10―4…
10―nの電圧は1/2以下とする必要がある。そ
の他の構成、効果は第1の実施例と同様である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention,
An example is shown in which a full bridge converter and a push pull converter are combined. That is, 21 in the figure
is a transformer having a primary winding 211 and a secondary winding 212, and 31a, 31b, 31c, and 31d are switching transistors forming a bridge.
The primary winding 211 has a center tap T at its center.
1, the center tap T1 and one end 211a
Intermediate taps T2, T3...T(n- 1 ) are placed between
Further, intermediate taps T2', T3'...T(n- 1 )' are provided between the center tap T1 and the other end 211b, and each intermediate tap T is connected from one end 211a to
2, T3...Number of turns up to T(n- 1 ) and the other end 211b
The number of turns from T2' to each intermediate tap T2', T3'...T(n- 1 )' is equal. Here, DC power supply 1
0-1 is connected to both ends of the bridge via a connecting diode 50-1, and is connected to the DC power supply 10.
-2 is connected to the center tap T1 via the diode 50-2, and further to the DC power supply 10-3, 10-4...1
0-n are diodes 50-3 and 50-3',
50-4 and 50-4'...50-n and 50
- n' to intermediate taps T2 and T2', T3
and T3'...connected to T(n- 1 ) and T(n- 1 )', respectively. Therefore, for the DC power supply 10-1, the switching transistors 31a, 31
d, 31b, and 31c operate as a full bridge converter that alternately opens and closes to supply power,
Switching transistors 31c and 31d are used for DC power supplies 10-2, 10-3...10-n.
operates as a push-pull converter that alternately opens and closes to supply power, and power can be supplied to the secondary side of the transformer 21 from either power source.
DC power of a predetermined voltage can be supplied to the load 7 via the capacitor 64. Note that the push-pull converter generates twice the voltage in the transformer as the full bridge converter, so the voltage V 2 of the DC power supply 10-2 is equal to the voltage V 1 of the DC power supply 10-1.
1/2, other DC power supplies 10-3, 10-4...
The voltage of 10-n needs to be 1/2 or less. Other configurations and effects are similar to those of the first embodiment.

第4図aは本発明の第3の実施例を示すもの
で、直流電源として商用交流電源1と電池4を用
い、コンバータとしてリンギングチヨークコンバ
ータを用いて構成した例を示している。即ち、商
用交流電源1を整流器2により直流に変換し、ト
ランス22の一次巻線221にダイオード51を
介して接続するとともに、電池4をダイオード5
2を介してトランス22の中間タツプT1に接続
し、トランス22に別に設けた制御巻線222と
スイツチングトランジスタ32のベース・エミツ
タ間に制御・駆動回路41を接続し、該スイツチ
ングトランジスタ32のオン・オフによつてトラ
ンス22の二次巻線223から得られた電力を整
流、平滑して負荷7に供給する如くなつている。
ここでコンバータの2つの入力のうち電池4は商
用電源1に比べて一般に短時間しかもたないの
で、商用電源1の電圧V1を電池4の電圧V2と比
べてV2/N2<V1/N1となるよう(ただし、N1は一次巻 線221の一端221aから他端221bまでの
巻数、N2は一端221aから中間タツプT1ま
での巻数)に各電圧および巻数を定めて、通常は
ダイオード52をオフして電池4からの電力供給
を阻止し、商用電源1からのみトランス22に電
力を供給するようにしておく。この状態で商用電
源1の事故、停電等により電圧V1が低下すれば
V2/N2>V1/N1となり、ダイオード52が導通して電 池4からトランス22に電力が供給され、負荷7
には引き続き所望電圧値の直流電力を供給するこ
とができる。
FIG. 4a shows a third embodiment of the present invention, in which a commercial AC power source 1 and a battery 4 are used as the DC power source, and a ringing chain converter is used as the converter. That is, the commercial AC power supply 1 is converted to DC by the rectifier 2, connected to the primary winding 221 of the transformer 22 via the diode 51, and the battery 4 is connected to the primary winding 221 of the transformer 22 via the diode 5.
2 to the intermediate tap T1 of the transformer 22, and a control/drive circuit 41 is connected between the control winding 222 separately provided in the transformer 22 and the base/emitter of the switching transistor 32. The electric power obtained from the secondary winding 223 of the transformer 22 is rectified and smoothed by turning it on and off, and then supplied to the load 7.
Here, of the two inputs of the converter, the battery 4 generally lasts for a shorter time than the commercial power supply 1, so compare the voltage V 1 of the commercial power supply 1 with the voltage V 2 of the battery 4 and find that V 2 /N 2 <V 1 /N 1 (where N 1 is the number of turns from one end 221a to the other end 221b of the primary winding 221, N 2 is the number of turns from one end 221a to the intermediate tap T1), and Normally, the diode 52 is turned off to block power supply from the battery 4, and power is supplied to the transformer 22 only from the commercial power source 1. In this state, if the voltage V 1 drops due to an accident, power outage, etc. in the commercial power supply 1,
V 2 /N 2 >V 1 /N 1 , the diode 52 becomes conductive, power is supplied from the battery 4 to the transformer 22, and the load 7
can continue to be supplied with DC power at a desired voltage value.

第4図bは本発明の第4の実施例を示すもの
で、この実施例は上記第3の実施例において中間
タツプに接続した電池4を別の一次巻線に接続す
るようにしたものである。即ち、トランス23は
巻数N1の一次巻線231と巻数N2の一次巻線2
32と制御巻線233と二次巻線234とを備え
ており、商用交流電源1はダイオード51を介し
て一次巻線231の一端に接続され、電池4はダ
イオード52を介して一次巻線232の一端に接
続され、該一次巻線231および232の他端は
それぞれスイツチングトランジスタ32のコレク
タに接続され、各々の巻線からトランス23に電
力が供給される如くなつている。なお、その他の
構成および効果は第3の実施例と同様である。
FIG. 4b shows a fourth embodiment of the present invention, in which the battery 4 connected to the intermediate tap in the third embodiment is connected to another primary winding. be. That is, the transformer 23 has a primary winding 231 with N 1 turns and a primary winding 2 with N 2 turns.
32, a control winding 233, and a secondary winding 234, the commercial AC power supply 1 is connected to one end of the primary winding 231 through a diode 51, and the battery 4 is connected to the primary winding 232 through a diode 52. The other ends of the primary windings 231 and 232 are respectively connected to the collector of the switching transistor 32, so that power is supplied to the transformer 23 from each winding. Note that the other configurations and effects are similar to those of the third embodiment.

第5図は公知のロイヤーコンバータを用いた場
合の本発明の第5の実施例であつて、商用電源1
を受け整流器2で整流して得た直流電圧を、トラ
ンス24の一次巻線241のセンタータツプT1
と二個のスイツチングトランジスタ33a,33
bのエミツタとの間にダイオード51を介して印
加するとともに、電池4の電圧をトランス24に
設けた二個の中間タツプT2,T2′とスイツチ
ングトランジスタ33a,33bのエミツタとの
間に、ダイオード52,52′を介して印加し、
トランジスタ33a,33bを交互に開閉して負
荷7に電力を供給するようにしている。なお、本
実施例の場合も上記第2の実施例と同様にトラン
ス24の一次巻線241において、一端241a
から中間タツプT2までの巻数と、他端241b
から中間タツプT2′までの巻数とは同一とする
必要がある。
FIG. 5 shows a fifth embodiment of the present invention in which a known Royer converter is used.
The DC voltage obtained by rectifying the rectifier 2 is applied to the center tap T1 of the primary winding 241 of the transformer 24.
and two switching transistors 33a, 33
A diode is connected between two intermediate taps T2, T2' provided in the transformer 24 and the emitters of the switching transistors 33a, 33b. 52, 52',
Power is supplied to the load 7 by alternately opening and closing the transistors 33a and 33b. In addition, in the case of this embodiment as well, in the primary winding 241 of the transformer 24, one end 241a
to the intermediate tap T2, and the other end 241b.
The number of turns from T2' to intermediate tap T2' must be the same.

第6図は本発明の第6の実施例を示すもので、
電池に充電可能な二次電池を使用し、該二次電池
の充電・制御回路を備えたリンギングチヨークコ
ンバータ構成による実施例を示している。トラン
ス25は中間タツプT1,T2を有する一次巻線
251と制御巻線252と二次巻線253とを備
えており、該一次巻線251の一端251aには
スイツチングトランジスタ32が接続し、他端2
51bにはダイオード51を介して整流器2で整
流される商用交流電源1が接続するとともに、中
間タツプT1には二次電池8がダイオード52お
よび微小抵抗RBを介して接続し、また中間タツ
プT2は充電・制御回路90およびダイオード
DFを介して二次電池8に接続している。ここで
商用電源1および二次電池8の電圧V1およびV2
と、トランス25の一次巻線の一端251aから
他端251bまでの間の巻数N1および一端25
1aから中間タツプT1までの巻数N2との関係
は通常、商用電源1のみから電力を供給するため
にV2/N2<V1/N1となる如く設定しておくものとす る。
FIG. 6 shows a sixth embodiment of the present invention,
An embodiment using a rechargeable secondary battery as a battery and having a ringing chain converter configuration including a charging/control circuit for the secondary battery is shown. The transformer 25 includes a primary winding 251 having intermediate taps T1 and T2, a control winding 252, and a secondary winding 253. A switching transistor 32 is connected to one end 251a of the primary winding 251, and a switching transistor 32 is connected to one end 251a of the primary winding 251. edge 2
51b is connected to the commercial AC power supply 1 which is rectified by the rectifier 2 via the diode 51, and the secondary battery 8 is connected to the intermediate tap T1 via the diode 52 and a microresistance R B. is the charging/control circuit 90 and the diode
It is connected to the secondary battery 8 via D F. Here, the voltages V 1 and V 2 of the commercial power supply 1 and the secondary battery 8 are
and the number of turns N 1 between the primary winding of the transformer 25 from one end 251a to the other end 251b and one end 25
The relationship between the number of turns N 2 from 1a to the intermediate tap T1 is normally set such that V 2 /N 2 <V 1 /N 1 in order to supply power only from the commercial power source 1.

充電・制御回路90は整流器91、シリーズド
ロツパ用トランジスタ92、制御用IC93(例
えば、μA723)等からなり、中間タツプT2から
得た電力を整流器91で整流し、トランジスタ9
2を制御用IC93の安定出力端子の出力電流に
よつて制御したシリーズドロツパ回路によつて電
圧を二次電池8の充電に適したレベルで安定化さ
せ、ダイオードDFを介して二次電池8に加えて
充電するとともに、上記IC93の電流制限端子
と選電流検出端子との間に接続した微小抵抗RB
の電圧降下量によつてIC93内の出力電流制限
トランジスタがオンし、トランジスタ92への出
力電流をカツトオフし充電電圧をオフする如くな
してある。
The charging/control circuit 90 consists of a rectifier 91, a series dropper transistor 92, a control IC 93 (for example, μA723), etc. The rectifier 91 rectifies the power obtained from the intermediate tap T2, and the transistor 9
2 is stabilized at a level suitable for charging the secondary battery 8 by a series dropper circuit controlled by the output current of the stable output terminal of the control IC 93, and the voltage is stabilized at a level suitable for charging the secondary battery 8 via the diode DF . In addition to 8, a small resistor R B is connected between the current limit terminal and the current selection detection terminal of the above IC93.
The output current limiting transistor in the IC 93 is turned on by the amount of voltage drop, cutting off the output current to the transistor 92 and turning off the charging voltage.

従つて上記実施例によれば、通常は商用電源1
からのみトランス25に電力が入力され、負荷側
へ所定電圧の直流電力が供給されるとともに、中
間タツプT2を介して充電・制御回路90に入力
される電力によつて二次電池8が充電される。商
用電源1に事故、停電等が生じ、その電圧が低下
すると、ダイオード52がオンし二次電池8から
トランス25に電力が入力され、負荷7には引き
続き所定電圧の直流電力が供給される。一方、こ
の際微小抵抗RBに二次電池8からの出力電流が
流れるため、その電圧降下が発生し充電・制御回
路90は二次電池8への充電電圧をオフする。即
ち、二次電池8からの放電電流が充電・制御回路
90を通して再び二次電池8へまわり込むのを防
止している。その後、商用電源1が復旧しその電
圧が回復すると、ダイオード52はオフとなり二
次電池8からの電力供給は停止し、電力は商用電
源1のみから供給され、同時に微小抵抗RBの電
圧降下がなくなるため充電・制御回路90は再び
動作を開始し、二次電池8を充電することにな
る。
Therefore, according to the above embodiment, normally the commercial power supply 1
Power is input to the transformer 25 only from the transformer 25, DC power of a predetermined voltage is supplied to the load side, and the secondary battery 8 is charged by the power input to the charging/control circuit 90 via the intermediate tap T2. Ru. When an accident, power outage, etc. occurs in the commercial power source 1 and its voltage drops, the diode 52 is turned on, power is input from the secondary battery 8 to the transformer 25, and the load 7 is continuously supplied with DC power at a predetermined voltage. On the other hand, since the output current from the secondary battery 8 flows through the minute resistance R B at this time, a voltage drop occurs and the charging/control circuit 90 turns off the charging voltage to the secondary battery 8 . That is, the discharge current from the secondary battery 8 is prevented from flowing back into the secondary battery 8 through the charging/control circuit 90. After that, when the commercial power supply 1 is restored and its voltage is restored, the diode 52 is turned off and the power supply from the secondary battery 8 is stopped, and power is supplied only from the commercial power supply 1, and at the same time the voltage drop across the microresistance R B is reduced. Since the battery runs out, the charging/control circuit 90 starts operating again and charges the secondary battery 8.

このように通常は商用電源のみから電力を供給
し同時に二次電池を充電するため、該二次電池は
常に充分な電力を蓄えておくことができ、商用電
源の電圧が下がつた場合にはいつでも該二次電池
から負荷に充分な電力を供給でき、またその際は
充電を行なわないため無駄な電力を消費する恐れ
がない等の利点がある。
In this way, since power is normally supplied only from the commercial power source and the secondary battery is charged at the same time, the secondary battery can always store sufficient power, and if the voltage of the commercial power source drops, Advantages include that sufficient power can be supplied to the load from the secondary battery at any time, and that there is no risk of wasting power because charging is not performed at that time.

以上説明したように本発明によれば、トランス
の一次巻線とスイツチング素子との直列回路に直
流電力を入力し、該スイツチング素子をオン・オ
フ制御することにより該トランスの二次巻線側の
負荷に所望の電圧値の直流電力を供給する電力変
換装置において、電圧の異なる複数の直流電源を
上記トランスの一次巻線に、その電圧値と巻数と
の比が互いにほぼ同一となる如く並列に接続した
ため、従来の如く電源毎にコンバータを設けるこ
となく、一台のコンバータに電圧の大きく異なる
電源を入力でき、例えば、通常は商用電源により
動作し、該商用電源の停電等による非常時のみ小
形の電池により動作する無停電特性を有する電力
変換装置を簡単な回路で実現でき、より信頼性を
向上させることができ、しかも安価に提供するこ
とができる。また上記複数の電源のうち少なくと
も1つを二次電池とし、該二次電池を充電しかつ
該二次電池から電力を供給しているか否かを検出
し、供給している期間は充電しないように制御す
る充電・制御回路を備えたものによれば、常に充
分な電力を蓄えた独立の電源を保持することがで
き、該二次電池から電力を供給している際に無駄
な電力を消費することなく、より信頼性の高いこ
の種の電力変換装置を提供することができる。
As explained above, according to the present invention, DC power is input to the series circuit of the primary winding of the transformer and the switching element, and by controlling the switching element on and off, the secondary winding of the transformer is controlled. In a power conversion device that supplies DC power with a desired voltage value to a load, a plurality of DC power supplies with different voltages are connected in parallel to the primary winding of the transformer so that the ratio of the voltage value and the number of turns is approximately the same. Because it is connected, power sources with widely different voltages can be input to one converter without the need to install a converter for each power source as in the past. It is possible to realize a power conversion device having uninterruptible characteristics operated by a battery with a simple circuit, further improve reliability, and provide it at a low cost. In addition, at least one of the plurality of power sources is a secondary battery, and the system charges the secondary battery and detects whether or not power is being supplied from the secondary battery, and prevents charging while it is supplying power. A device equipped with a charging/control circuit that controls the charging and control circuits allows an independent power source that always stores sufficient power to be maintained, and eliminates wasted power consumption when power is supplied from the secondary battery. It is possible to provide this type of power conversion device with higher reliability without having to do so.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の説明に供するもので、第1図a
は従来の無停電特性を有する電力変換装置の一例
を示すブロツク図、第1図bは従来の無停電特性
を有する電力変換装置の他の例を示すブロツク
図、第1図cは第1図bに示した装置の一例を示
す詳細回路図、第2図は本発明の電力変換装置の
第1の実施例を示す回路図、第3図は本発明の第
2の実施例を示す回路図、第4図aおよび同図b
はそれぞれ本発明の第3および第4の実施例を示
す回路図、第5図は本発明の第5の実施例を示す
回路図、第6図は本発明の第6の実施例を示す回
路図である。 1…商用電源、2…整流器、4…電池、7…負
荷、8…二次電池、10―1,10―2…10―
n…電圧の異なる複数の直流電源、20,21,
22,23,24,25…トランス、201,2
11,221,231および232,241,2
51…トランス20,21,22,23,24,
25の一次巻線、30,31a,31b,31
c,31d,32,33a,33b…スイツチン
グトランジスタ、40,41…制御・駆動回路、
50―1,50―2…50―n,51,52…接
続用ダイオード、61,62…整流用ダイオー
ド、63…平滑用コイル、64…平滑用コンデン
サ、90…充電・制御回路。
The drawings are for explaining the present invention and are shown in Figure 1a.
1 is a block diagram showing an example of a conventional power conversion device having uninterruptible characteristics, FIG. 1b is a block diagram showing another example of a conventional power conversion device having uninterruptible characteristics, and FIG. FIG. 2 is a detailed circuit diagram showing an example of the device shown in FIG. 2, FIG. 3 is a circuit diagram showing a first embodiment of the power conversion device of the present invention, and FIG. , Figure 4a and Figure 4b
5 is a circuit diagram showing the fifth embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram showing the sixth embodiment of the present invention. It is a diagram. 1... Commercial power supply, 2... Rectifier, 4... Battery, 7... Load, 8... Secondary battery, 10-1, 10-2... 10-
n... multiple DC power supplies with different voltages, 20, 21,
22, 23, 24, 25...trans, 201, 2
11,221,231 and 232,241,2
51...Transformer 20, 21, 22, 23, 24,
25 primary windings, 30, 31a, 31b, 31
c, 31d, 32, 33a, 33b... switching transistor, 40, 41... control/drive circuit,
50-1, 50-2... 50-n, 51, 52... Connection diode, 61, 62... Rectifying diode, 63... Smoothing coil, 64... Smoothing capacitor, 90... Charging/control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 トランスの一次巻線とスイツチング素子との
直列回路に直流電力を入力し、該スイツチング素
子をオン・オフ制御することにより該トランスの
二次巻線側の負荷に所望の電圧値の直流電力を供
給する電力変換装置において、電圧の異なる複数
の直流電源を上記トランスの一次巻線に、その電
圧値と巻数との比が互いにほぼ同一となる如く並
列に接続したことを特徴とする電力変換装置。 2 トランスの一次巻線とスイツチング素子との
直列回路に直流電力を入力し、該スイツチング素
子をオン・オフ制御することにより該トランスの
二次巻線側の負荷に所望の電圧値の直流電力を供
給する電力変換装置において、少なくとも1つの
二次電池を含む複数個の直流電源を上記トランス
の一次巻線に、その電圧値と巻数との比が互いに
ほぼ同一となる如く並列に接続し、上記二次電池
を充電しかつ該二次電池から電力を供給している
か否かを検出し、供給している期間は充電しない
よう制御する充電・制御回路を備えたことを特徴
とする電力変換装置。
[Claims] 1. Direct current power is input to a series circuit of a transformer's primary winding and a switching element, and the switching element is turned on and off to provide a desired load to the secondary winding of the transformer. In a power conversion device that supplies DC power with voltage values, a plurality of DC power supplies with different voltages are connected in parallel to the primary winding of the transformer so that the ratio of the voltage value and the number of turns is approximately the same. Characteristic power converter. 2 DC power is input into a series circuit between the primary winding of the transformer and a switching element, and by controlling the switching element on and off, DC power of a desired voltage value is applied to the load on the secondary winding side of the transformer. In the power conversion device to be supplied, a plurality of DC power sources including at least one secondary battery are connected in parallel to the primary winding of the transformer so that the ratio of the voltage value and the number of turns is approximately the same, and the A power conversion device characterized by being equipped with a charging/control circuit that charges a secondary battery, detects whether or not power is being supplied from the secondary battery, and controls not to charge during the supply period. .
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