JPH0686536A - Ａｃ−ｄｃコンバータのための持越し回路 - Google Patents

Ａｃ−ｄｃコンバータのための持越し回路

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JPH0686536A
JPH0686536A JP6578893A JP6578893A JPH0686536A JP H0686536 A JPH0686536 A JP H0686536A JP 6578893 A JP6578893 A JP 6578893A JP 6578893 A JP6578893 A JP 6578893A JP H0686536 A JPH0686536 A JP H0686536A
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power converter
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Simon Fraidlin
フレイデリン シモン
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AT&T Corp
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American Telephone and Telegraph Co Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】本件発明はＡＣ−ＤＣコンバータのための持ち
越し能力（holdover capability)を提供するための方法
及び装置を提供する。 【構成】本件発明は、第１の入力を持つ力率修正コンバ
ータ（１１５）、第２の入力を持つＤＣ−ＤＣパワーコ
ンバータ（１２０）、及びＤＣ−ＤＣパワーコンバータ
の持続した動作を可能にするために、加えられたＡＣラ
イン電圧の停電に応動して該第２の入力に電圧を提供す
るための持越し回路（１１０）からなることを特徴とす
る。これにより、電源電圧が停電した際の持越し時間を
最大にすることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【本件発明の技術分野】本件発明はＡＣ−ＤＣコンバー
タのための延長された持越し能力（holdover capabilit
y)を提供するための方法及び装置に関する。特に、力率
（power factor）修正を有し、ＡＣ電力ラインから離れ
て動作するコンバータが考慮される。
【０００２】
【発明の背景】ＡＣラインから離れて動作するパワーコ
ンバータは、通常、持越しエネルギ源として機能する持
越しコンデンサ（holdover capacitors ）を持ち、コン
バータがＡＣライン電圧が中断された後しばらく動作で
きるようにする。これらコンデンサは入力ＡＣ電圧の直
接整流を介して充電されることも、或は力率修正プレ整
流器を介して充電されることもある。これらコンデンサ
間で生成される電圧が次にＤＣ−ＤＣコンバータによっ
て処理される。入力電圧のレンジを越えて動作するＤＣ
−ＤＣコンバータのある与えられた能力という条件下に
おいては、コンデンサのサイズが持越し時間（holdover
time ）、つまり、コンデンサの電圧がＤＣ−ＤＣコン
バータの動作レンジ内に引き続き留まる時間を定義す
る。
【０００３】典型的には、持越しコンデンサのサイズと
要求される持越し時間との間に妥協が要求される。より
大きなエネルギ蓄積を持つ大きなコンデンサは持越し時
間を増加させるが、但し、また、コスト及びコンバータ
全体としてのサイズを増加させる。しかし、多くの応用
においては、許されるコスト及びスペースには制限があ
る。反対に、小さなコンデンサは、要求される持越し時
間を提供するために十分なエネルギ蓄積能力を持たな
い。
【０００４】大きな持越しコンデンサの場合でも、蓄積
されたエネルギのほんの少しだけがＤＣ−ＤＣコンバー
タに活用できるだけである。より広い入力電圧レンジ要
件に起因するコンバータ内での追加のストレス及び損失
に対して、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作入力電圧レンジ
の増加が常に対応できるとは限らない。
【０００５】
【本件発明の概要】本件発明によるオフラインスイッチ
に対する持越し回路は、持越しコンデンサを力率修正プ
リ整流器の入力に切り替えることにより電源電圧が中断
されたときの持越し時間を最大にする。力率修正プリ整
流器の動作は持越しコンデンサ内に蓄積された全てのエ
ネルギを除去する一方、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電
圧を動作レンジ内に維持する。持越しコンデンサ内に蓄
積された全てのエネルギが回復可能であるために、要求
される持越しコンデンサのサイズは持越し時間の損失を
起こすことなくかなり小さくでき、こうして、オフライ
ンスイッチの容積効率を向上させる。
【０００６】
【詳細な記述】図１にはＡＣパワーラインから離れてパ
ワーを供給されるパワー源及び典型的な従来技術が示さ
れる。ＡＣパワーラインは全波ブリッジ整流器１０５の
入力端子１０１及び１０２に接続される。整流器１０５
の整流された電圧はブーストコンバータ１１０に接続さ
れている。
【０００７】ブーストコンバータ１１０はインダクタ１
１１、パワー変調トランジスタスイッチ１１２及びステ
アリングダイオード１１３を含む。トランジスタスイッ
チ１１２は端子１０１及び１０２を流れる入力ＡＣ電流
が（高い力率を保持するという目的のために）入力ＡＣ
ライン電圧と同相でまたこれに比例するように保持さ
れ、またブーストコンバータの出力の所の電圧を所定の
レベルに調節するように周期的に変調される。この変調
トランジスタスイッチ１１２は力率修正回路１１５によ
って駆動される。力率修正回路１１５はリード１１６に
よって示されるセンスリードを介しての入力及び出力の
電圧及び電流を表わす信号に応答してスイッチ１１２に
対するある定義されたアルゴリズムに従って正しく制御
された駆動を確立及び維持する。この駆動機能を提供す
るための回路は周知であり、詳細に説明する必要はない
ものと考える。
【０００８】ブーストコンバータ１１０の出力はＤＣ−
ＤＣパワーコンバータ１２０の入力に加えられる。電圧
蓄積コンデンサ１２１がＤＣ−ＤＣパワーコンバータ１
２０の入力端子を横断して接続される。コンデンサ１２
１は、入力端子１０１及び１０２に供給されるＡＣ電圧
が失われた場合又は節電された場合に備えて、ＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータに持越しエネルギー（holdover energy ）
を蓄積及び供給するためのバルクコンデンサである。
【０００９】この構成は、コンバータが正常の電圧出力
を保持できるようにするためにコンバータ１２０に適当
な入力電圧を提供することができる持越し時間（holdov
er time ）の量において限界がある。ＤＣ−ＤＣコンバ
ータの限られた入力電圧レンジはそれがコンデンサ１２
１内に蓄積された総エネルギのほんの少しだけが活用で
きる。コンバータがその正常な出力を維持することがで
きる入力電圧レンジを増加することは、動作の効率、及
び／又は、構成要素に対するストレス（component stre
ss）との関係において最適ではないコンバータ設計が必
要となる。コンデンサ１２１の物理的なサイズの増加は
持越し時間を大きく増加させるが、但し、これは、コン
バータの電圧効率を大きく劣化させる原因となる。
【００１０】図２にはコンデンサのサイズを増加するこ
となく持越し時間を増加させるためのもう１つの構成が
示される。持越しコンデンサ２２１がブリッジ整流器１
０５の出力を横断して接続された直列回路構成２２５内
に接続される。コンデンサ２２１と直列に接続された制
御可能なスイッチ２２２及びダイオード２２３が直列回
路構成２２５を完成させる。スイッチ２２２が電流を両
方向に中断することが可能であるときは、ダイオード２
２３は省いても良い。
【００１１】スイッチ２２２は比較増幅器２３１によっ
て制御され、通常、ＤＣ−ＤＣコンバータ１２０への入
力電圧が十分な場合はオープンの状態にある。コンデン
サ２２１は、ＡＣ入力電圧が十分な正常の動作の間に高
抵抗性インピーダンス２２６を介してブーストコンバー
タ１１０の出力によって充電される。
【００１２】比較増幅器２３２は、コンバータ１２０へ
のパワー入力を横断して接続された電圧分圧器２３１に
接続される。分圧された電圧は基準電圧２３３と比較さ
れる。ＡＣ入力電圧が失われると、分圧された電圧の低
下のために比較増幅器の出力がスイッチ２２２を閉じ、
こうして現在順方向にバイアスされたダイオード２２３
を介してコンデンサをブーストコンバータ入力に接続す
る。
【００１３】ブーストコンバータ１１０の動作は、コン
デンサ２２１上に蓄積された電荷の全てがＤＣ−ＤＣコ
ンバータ１２０の入力に動作電圧を供給するために有効
に使用できるようにする。この構成によって、持越しコ
ンデンサのサイズの対応する増加を伴うことなく持越し
時間を大きく増加させることができる。これは、コンバ
ータ１２０が狭い電圧レンジを通じて動作し、従って、
コンバータが高い効率及び回路要素への低減された電圧
ストレスにて動作することができる。
【００１４】図３にはコンバータに持越し電圧を提供す
るためのもう１つの構成が示される。図示されるごと
く、電圧蓄積コンデンサ２２１が、制御されたスイッチ
３３３を通じてブーストコンバータ１１０の出力によっ
て充電されるように接続される。スイッチ３３３はスイ
ッチ２２２と同様に比較増幅器２３２に応動する。スイ
ッチバイアスはスイッチ２２２及び３３３が互いに交替
して導通状態になるように調節される。つまり、スイッ
チ２２２が導通状態であるときにはスイッチ３３３は不
導状態となり、スイッチ３３３が導通状態であるときに
はスイッチ２２２は不導状態となる。この構成によっ
て、入力ＡＣが正常な値であるコンバータの正常な動作
の間に２つのコンデンサ２２１及び１１４を並列に接続
することができる。これはリプルストレスを両方のコン
デンサによって共有でき、またコンデンサ１１４のサイ
ズ及びコストを最少にすることを可能にする。これはま
た分圧器２３１を横断してのライン周波数リプルの振幅
の増加に対して、比較増幅器２３２によって検出される
入力ＡＣ電圧により迅速に応動することができる。
【００１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＣパワーラインから離れてパワーを供給され
るパワー源の概略図である。
【図２】ＡＣパワーラインから離れてパワーを供給さ
れ、また本件発明の原理を具現する電圧持越し回路を持
つパワー源の概略図である。
【図３】ＡＣパワーラインから離れてパワーを供給さ
れ、また本件発明の原理を具現するもう１つの電圧持越
し回路を持つパワー源の該略図である。
【符号の説明】
１０５ 全波ブリッジ整流器 １１０ ブースト コンバータ １１５ 力率修正回路 １２０ ＤＣ−ＤＣ コンバータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オフラインパワーコンバータにおいて、 加えられたＡＣライン電圧を整流するための入力整流
    器、 入力整流器によって供給される整流された電圧を受信す
    るように接続された第１の入力を持つ力率修正コンバー
    タ、 力率修正コンバータの電圧出力を受信するように接続さ
    れた第２の入力を持つＤＣ−ＤＣパワーコンバータ、及
    びＤＣ−ＤＣパワーコンバータの持続した動作を可能に
    するために、加えられたＡＣライン電圧の停電に応動し
    て該第２の入力に電圧を提供するための持越し回路から
    なるオフラインパワーコンバータにおいて、 該持越し回路は、 第１の電圧蓄積コンデンサを含む第１の入力を横切って
    接続された直列回路と、 入力整流器による第１の電圧蓄積コンデンサの直接の充
    電を阻止するようにオープンモードにて動作する制御可
    能なスイッチ、 第２の入力を横断して接続された第２の電圧蓄積コンデ
    ンサ、 第２の電圧コンデンサ上の電荷が第１の電圧蓄積コンデ
    ンサに流れるように第１の電圧蓄積コンデンサを第２の
    電圧蓄積コンデンサに接続する高インピーダンス抵抗
    体、及び入力ＡＣライン電圧の停電が起こったとき第１
    及び第２の電圧蓄積コンデンサを並列に接続するように
    スイッチを閉じるための制御手段からなることを特徴と
    するオフラインパワーコンバータ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のオフラインパワーコン
    バータにおいて、 直列回路内に接続されており第１の電圧蓄積コンデンサ
    の充電を阻止する導通方向に向けられているダイオード
    からなることを特徴とするオフラインパワーコンバー
    タ。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のオフラインパワ
    ーコンバータにおいて、 ＤＣ−ＤＣパワーコンバータの入力電圧を検出するよう
    に接続された比較器を含む制御手段からなることを特徴
    とするオフラインパワーコンバータ。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載のオフラインパワーコン
    バータにおいて、 第１の電圧蓄積コンデンサを力率修正コンバータの出力
    から切断するように接続された制御手段からなることを
    特徴とするオフラインパワーコンバータ。
JP6578893A 1992-03-25 1993-03-25 Ａｃ−ｄｃコンバータのための持越し回路 Withdrawn JPH0686536A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US857527 1992-03-25
US07/857,527 US5258901A (en) 1992-03-25 1992-03-25 Holdover circuit for AC-to-DC converters

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JPH0686536A true JPH0686536A (ja) 1994-03-25

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EP (1) EP0562772B1 (ja)
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