JPH05161351A - 交直両用形電源装置 - Google Patents

交直両用形電源装置

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JPH05161351A
JPH05161351A JP32070591A JP32070591A JPH05161351A JP H05161351 A JPH05161351 A JP H05161351A JP 32070591 A JP32070591 A JP 32070591A JP 32070591 A JP32070591 A JP 32070591A JP H05161351 A JPH05161351 A JP H05161351A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
winding
switching circuit
side input
circuit
converter
Prior art date
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Application number
JP32070591A
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English (en)
Inventor
Yuuki Satake
右幾 佐竹
Hiroichi Ikegami
博一 池上
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NANAO KK
Sony Corp
Original Assignee
NANAO KK
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁トランスTをAC/DCコンバータとD
C/DCコンバータとの双方に兼用する。 【構成】 絶縁トランスTには、AC側入力巻線Na 、
DC側入力巻線Nd、出力巻線Nc 、補助巻線Nb を設
ける。AC電源Va は、整流平滑回路13、第1のスイ
ッチング回路11を介してAC側入力巻線Na に供給
し、DC電源Vd は、平滑回路16を介してDC側入力
巻線Nd に供給し、出力巻線Nc には整流平滑回路15
を接続する。第1のスイッチング回路11、第2のスイ
ッチング回路12は、絶縁トランスTを共通に使用し
て、それぞれAC/DCコンバータ、DC/DCコンバ
ータとして動作する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、商用電源からなるA
C電源と、車両用のバッテリのようなDC電源との双方
によって作動させることができる交直両用形電源装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】車載用の小形テレビ受像機や通信機器等
は、車両に搭載してバッテリ電源によって使用するばか
りでなく、家庭用の商用電源によっても作動可能にすべ
きとの要請が強い。そこで、これらの機器には、AC電
源とDC電源との双方によって作動する交直両用電源装
置を組み込むことが少なくない。
【0003】かかる用途に使用する従来の電源装置は、
AC/DCコンバータとDC/DCコンバータとを縦続
する形式である。このものは、AC電源を使用するとき
は、この両者を作動させる一方、DC電源を使用すると
きは、後者のみを作動させる。すなわち、AC電源を使
用するときは、整流平滑回路を経てAC/DCコンバー
タを作動させ、その出力側の直流電圧をDC/DCコン
バータに導き、最終的に、所要の直流電圧を作るが、D
C電源を使用するときは、DC/DCコンバータの入力
側に、DC電源を接続するものである。なお、このよう
な用途に用いるAC/DCコンバータ、DC/DCコン
バータは、そのいずれもトランスを使用し、出力電圧を
最適に設定するのが普通である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来技術による
ときは、AC電源に対しては、AC/DCコンバータと
DC/DCコンバータとを縦続して作動させるために、
全体としての作動効率が低く、発熱損失が大きい上、そ
れぞれのコンバータに個別にトランスを必要とするか
ら、重量が過大となり、小形化するときに制約になりが
ちであるという問題が避けられなかった。
【0005】そこで、この発明の目的は、かかる従来技
術の問題に鑑み、AC/DCコンバータとDC/DCコ
ンバータとのトランスを兼用することによって、全体と
しての作動効率がよく、大幅な重量軽減、小形化を図る
ことができる交直両用形電源装置を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めのこの発明の構成は、AC側入力巻線とDC側入力巻
線と出力巻線とを備える絶縁トランスと、AC電源に接
続する整流平滑回路とAC側入力巻線との間に挿入する
第1のスイッチング回路と、DC電源に接続する平滑回
路とDC側入力巻線との間に挿入する第2のスイッチン
グ回路と、出力巻線に接続する整流平滑回路とを備える
ことをその要旨とする。
【0007】なお、第1のスイッチング回路は、第2の
スイッチング回路に供給するDC電源が確立していると
き、作動を停止させ、第2のスイッチング回路は、第1
のスイッチング回路に供給するAC電源が確立している
とき、作動を停止させるようにしてもよい。
【0008】
【作用】かかる発明の構成によるときは、第1のスイッ
チング回路は、整流平滑回路と、絶縁トランスのAC側
入力巻線、出力巻線と、出力巻線に接続する整流平滑回
路とによって、AC/DCコンバータを形成するから、
入力側の整流平滑回路にAC電源を接続することによ
り、全体をAC電源によって作動させることができる。
一方、第2のスイッチング回路は、平滑回路と、絶縁ト
ランスのDC側入力巻線、出力巻線と、出力巻線に接続
する整流平滑回路とによって、DC/DCコンバータを
形成するから、このときは、全体をDC電源によって作
動させることが可能である。すなわち、絶縁トランス
は、全体がAC/DCコンバータとして作動するとき、
DC/DCコンバータとして作動するときの双方に対
し、有効に兼用使用することができる。
【0009】DC電源が確立しているときに第1のスイ
ッチング回路の作動を停止させるようにすれば、AC電
源とDC電源との双方が供給された場合に、常にDC/
DCコンバータとして作動させることができ、いわゆる
DC優先形の動作形態を実現することができる。また、
AC電源が確立しているときに第2のスイッチング回路
の作動を停止するようにすれば、AC優先形の動作形態
を実現することができる。
【0010】
【実施例】以下、図面を以って実施例を説明する。
【0011】交直両用形電源装置は、第1のスイッチン
グ回路11と、第2のスイッチング回路12と、AC側
入力巻線Na 、DC側入力巻線Nd 、出力巻線Nc を備
える絶縁トランスTとを主要部材としてなる(図1)。
【0012】絶縁トランスTのAC側入力巻線Na に
は、逆流防止用のダイオードD1 、整流平滑回路13を
介してAC電源Va が接続され、第1のスイッチング回
路11は、整流平滑回路13とAC側入力巻線Na との
間に挿入されている。また、AC側入力巻線Na に対し
ては、ダイオードD1 の入力側に、たとえばスナバ回路
のようなノイズ抑制回路14が接続されている。
【0013】第1のスイッチング回路11には、主スイ
ッチング素子K1 と、図示しないゲート制御回路とが含
まれるものとし、ゲート制御回路には、絶縁トランスT
の補助巻線Nb が接続されている。
【0014】絶縁トランスTの出力巻線Nc には、整流
平滑回路15が接続され、整流平滑回路15の出力側か
らは、出力電圧Vo が外部に出力されている。
【0015】絶縁トランスTのDC側入力巻線Nd に
は、逆流防止用のダイオードD2 、平滑回路16を介し
てDC電源Vd が接続され、平滑回路16とDC側入力
巻線Nd との間には、第2のスイッチング回路12が挿
入されている。第2のスイッチング回路12には、主ス
イッチング素子K2 と、図示しないゲート制御回路とが
含まれるものとする。
【0016】なお、DC電源Vd は、フォトカプラ17
を介して、第1のスイッチング回路11に接続されてい
る。また、出力電圧Vo は、別のフォトカプラ18を介
して第1のスイッチング回路11にフィードバックされ
る他、第2のスイッチング回路12にもフィードバック
されている。
【0017】入力側の整流平滑回路13は、たとえば、
ブリッジ整流回路RFと、平滑コンデンサC1 とを備え
てなり(図2)、ブリッジ整流回路RFの入力側には、
ノイズ抑制用のコンデンサCo 、Co が接続され、出力
側には、突入電流制限用の低抵抗R1 が挿入されてい
る。平滑コンデンサC1 は、耐圧が十分であるととも
に、十分大きなリップル電流容量を有する電解コンデン
サを使用するものとする。
【0018】第1のスイッチング回路11は、入力側の
整流平滑回路13、絶縁トランスT、出力側の整流平滑
回路15とともに、作動周波数が約100kHz程度の
リンギングチョークコンバータ形のAC/DCコンバー
タを形成する(図1)。そこで、主スイッチング素子K
1 としては、高速の電界効果形トランジスタ(FET)
が好適であるが、このものは、高速のパワートランジス
タであってもよい。出力側の整流平滑回路15は、半波
整流回路と平滑コンデンサとの組合せでよいが、整流用
のダイオードは、スイッチング損を少なくするために、
順電圧降下が低く、逆回復時間の短い低圧大電流ショッ
トキーダイオードを選定することが好ましい。また、平
滑コンデンサは、リップル電流容量が十分大きな低イン
ピーダンスの電解コンデンサを使用するものとする。
【0019】第2のスイッチング回路12は、平滑回路
16、絶縁トランスT、整流平滑回路15とともに、作
動周波数が10数kHz程度のDC/DCコンバータを
形成する。平滑回路16は、たとえば、小インダクタン
ス大電流のチョークコイルと大容量の電解コンデンサと
の組合せでよい。
【0020】絶縁トランスTは、フェライトからなるボ
ビンT1 上に、AC側入力巻線Naの半巻線Na1、DC
側入力巻線Nd の全巻線Nd1、補助巻線Nb 、出力巻線
Nc、DC側入力巻線Nd の別の全巻線Nd2、AC側入
力巻線Na の別の半巻線Na2を、この順に多層巻きにし
て構成する(図3)。ただし、ここで、半巻線Na1、N
a2は、それぞれAC側入力巻線Na の所要巻数の1/2
の巻数からなる巻線であって、両者は、同方向に直列接
続することにより、AC側入力巻線Na を形成するもの
とし、また、全巻線Nd1、Nd2は、それぞれDC側入力
巻線Nd の所要巻数と同数の巻数からなる巻線であっ
て、両者は、同方向に並列接続することにより、DC側
入力巻線Nd を形成するものとする。なお、各巻線間に
は、図示しない絶縁フィルムを介装し、また、各巻線の
端面には、絶縁スペーサT2 、T2…を配設することに
より、巻線間の所定の耐圧を確保するものとする。
【0021】ボビンT1 として使用するフェライトは、
作動周波数におけるパワー損失が小さいこと、飽和磁束
密度が大きく、残留磁束密度が小さいこと、透磁率が高
いこと、パワー損失係数が負であって、損失発熱による
熱暴走がないこと、キューリー温度が高いことなどの諸
特性を有するものが好ましく、Mn−Zn系のソフトフ
ェライトが好適である。
【0022】いま、図1において、AC電源Va を供給
し、DC電源Vd を供給しないときを考えると、このと
きは、第1のスイッチング回路11が作動し、全体は、
AC/DCコンバータとして動作する。ここで、出力電
圧Vo は、フォトカプラ18を介して第1のスイッチン
グ回路11にフィードバックされているから、第1のス
イッチング回路11は、負荷の変動に拘らず、出力電圧
Vo が一定となるように動作することができ、また、全
体は、補助巻線Nb を有するリンギングチョークコンバ
ータであるから、その立上り特性も極めて良好である。
【0023】なお、このときは、第2のスイッチング回
路12は休止しており、DC側入力巻線Nd も休止して
いる。このときの主スイッチング素子K1 の両端の電圧
波形は、立上りにおいて単一のスパイクを有する単純な
波形となり(図4(A))、リンギングチョークコンバ
ータにおいて普通にみられる振動波形(同図(B))の
ようにならないことが認められ、したがって、ノイズ抑
制回路14は、極く簡素なもので済み、内部における発
熱も少ない。これは、第2のスイッチング回路12が休
止しているために、DC側入力巻線Nd によるダンピン
グ効果が付加されるためであると推測される。
【0024】一方、AC電源Va を停止し、DC電源V
d を供給すると、第2のスイッチング回路12が作動
し、全体は、DC/DCコンバータとして動作する。こ
のとき、フォトカプラ17は、DC電源Vd が確立した
ことにより第1のスイッチング回路11を積極的に停止
させ、万一AC電源Va が同時に供給されても、第1の
スイッチング回路11が誤って作動することがないよう
に、一種のインタロック回路を形成している。ただし、
フォトカプラ17は、平滑回路16の入力側に代え、出
力側に接続してもよいものとする。また、出力電圧Vo
は、第2のスイッチング回路12にも導かれているか
ら、このときの第2のスイッチング回路12も、出力電
圧Vo の変動を最少に抑えることができる。
【0025】なお、このときの主スイッチング素子K2
の両端の電圧波形も、図4(A)と同様な単純な波形と
なり、振動波形にはならない。第1のスイッチング回路
11が休止しているために、絶縁トランスTのAC側入
力巻線Na によるダンピング効果が付加されているから
である。
【0026】以上の説明において、出力電圧Vo が複数
必要であるときは、出力巻線Nc 、整流平滑回路15を
複数組装備すればよい。なお、このとき、すべての出力
巻線Nc 、Nc …は、補助巻線Nb とDC側入力巻線N
d の全巻線Nd2との間に介装するのがよい。
【0027】絶縁トランスTに対し、AC側入力巻線N
a を半巻線Na1、Na2に分割し、DC側入力巻線Nd を
全巻線Nd1、Nd2に分割した上、これらの間に補助巻線
Nb、出力巻線Nc を巻き込むのは、絶縁トランスTの
リーケージリアクタンスを最少にするためである。一般
に、AC電源Va の電圧は、DC電源Vd の電圧より相
当に大きいのが普通であるから、AC側入力巻線Na
は、DC側入力巻線Ndより所要巻数が多くなり、した
がって、前者は半巻線Na1、Na2に分割し、後者は全巻
線Nd1、Nd2に分割するのが容易である。しかしなが
ら、これらは、それぞれの所要巻数の大小により、全巻
線、半巻線のいずれに分割してもよいものである。
【0028】また、AC側入力巻線Na 、DC側入力巻
線Nd は、その一方のみを分割し、他方を分割しないよ
うにしてもよい。殊に、AC側入力巻線Na は、それを
AC/DCコンバータとして使用するときの作動周波数
が高いために、全巻線または半巻線に分割した上、他の
各巻線を挾み込むようにして配設することにより、リー
ケージリアクタンスを最小にすることができる。
【0029】さらに、この電源装置は、テレビ受像機用
の電源としてセットに組み込む場合には、第2のスイッ
チング回路12は、フライバックトランスの作動周波数
である15.75kHzに合わせた作動周波数で動作さ
せるのがよい。ノイズ対策用の素子定数を共通にするこ
とができ、設計を単純化することができるからである。
なお、第1のスイッチング回路11は、一般に、第2の
スイッチング回路12より格段に高い作動周波数で動作
させるから、かかる配慮は必要でない。
【0030】なお、フォトカプラ17を介し、整流平滑
回路13の出力側を第2のスイッチング回路12に接続
すれば(図5)、AC電源Va があるときに第2のスイ
ッチング回路12の作動を停止させ、DC優先形に代え
てAC優先形の動作形態を実現することができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、AC側入力巻線とDC側入力巻線と出力巻線とを備
える絶縁トランスと、第1のスイッチング回路と、第2
のスイッチング回路とを組み合わせることによって、絶
縁トランスは、第1のスイッチング回路がAC/DCコ
ンバータとして作動するとき、第2のスイッチング回路
がDC/DCコンバータとして作動するときの双方に対
し、共通に兼用することができるから、それぞれの場合
に個別のトランスを使用する従来技術に比し、全体とし
て大幅な重量軽減と小形化とを実現することができる
上、AC/DCコンバータとして作動させるときも、2
種のコンバータを縦続させる必要がないから、全体とし
ての作動効率を大きく向上させることができるという優
れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 全体構成ブロック系統図
【図2】 要部詳細系統図
【図3】 絶縁トランスの要部構成断面図
【図4】 動作波形図
【図5】 他の実施例を示す図1相当図
【符号の説明】
Va …AC電源 Vd …DC電源 T…絶縁トランス Na …AC側入力巻線 Nd …DC側入力巻線 Nc …出力巻線 11…第1のスイッチング回路 12…第2のスイッチング回路 13、15…整流平滑回路 16…平滑回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AC側入力巻線とDC側入力巻線と出力
    巻線とを備える絶縁トランスと、AC電源に接続する整
    流平滑回路と前記AC側入力巻線との間に挿入する第1
    のスイッチング回路と、DC電源に接続する平滑回路と
    前記DC側入力巻線との間に挿入する第2のスイッチン
    グ回路と、前記出力巻線に接続する整流平滑回路とを備
    えてなる交直両用形電源装置。
  2. 【請求項2】 前記第1のスイッチング回路は、前記第
    2のスイッチング回路に供給するDC電源が確立してい
    るとき、作動を停止させることを特徴とする請求項1記
    載の交直両用形電源装置。
  3. 【請求項3】 前記第2のスイッチング回路は、前記第
    1のスイッチング回路に供給するAC電源が確立してい
    るとき、作動を停止させることを特徴とする請求項1記
    載の交直両用形電源装置。
JP32070591A 1991-12-04 1991-12-04 交直両用形電源装置 Pending JPH05161351A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110040466A (ko) * 2009-10-14 2011-04-20 삼성전자주식회사 스위칭 모드 전원공급장치 및 정착기

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110040466A (ko) * 2009-10-14 2011-04-20 삼성전자주식회사 스위칭 모드 전원공급장치 및 정착기

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