JPS6237065A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPS6237065A JPS6237065A JP61149858A JP14985886A JPS6237065A JP S6237065 A JPS6237065 A JP S6237065A JP 61149858 A JP61149858 A JP 61149858A JP 14985886 A JP14985886 A JP 14985886A JP S6237065 A JPS6237065 A JP S6237065A
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- JP
- Japan
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- power supply
- battery
- supply device
- transformer
- voltage
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion 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
- H02M3/325—Conversion 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
- H02M3/335—Conversion 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
- H02M3/33569—Conversion 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 having several active switching elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
- Y10S136/291—Applications
- Y10S136/293—Circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/906—Solar cell systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
この発明は、10乃至40ボルト程度の通常の電子装置
に有用なりC電圧を出力する電源装置に関する。この電
源装置はDC/DCコンバータとして動作するMOS−
FETトランジスタ回路装置を具備している。
に有用なりC電圧を出力する電源装置に関する。この電
源装置はDC/DCコンバータとして動作するMOS−
FETトランジスタ回路装置を具備している。
[従来の技術]
このような電ai装置は例えばハンドブック(MOS
Power ADDIICajiOn Hand
book。
Power ADDIICajiOn Hand
book。
S i l 1conix T K 7821.95
. M 67、1984年)に記載されている。しかし
それらは5ボルト以下の電圧で付勢されるのには適して
いない。
. M 67、1984年)に記載されている。しかし
それらは5ボルト以下の電圧で付勢されるのには適して
いない。
MOS−FETトランジスタの特徴はオン状態において
非常に低い内部抵抗を有することである(ドレイン・ソ
ース路抵抗〈15ミリオーム)、この明細書で使用する
MOS−FETトランジスタという用語はそのような特
性を有する全ての形式のトランジスタを含むも、のとす
る。
非常に低い内部抵抗を有することである(ドレイン・ソ
ース路抵抗〈15ミリオーム)、この明細書で使用する
MOS−FETトランジスタという用語はそのような特
性を有する全ての形式のトランジスタを含むも、のとす
る。
5ボルト以下の電圧で動作する電源装置は通常の電力線
が利用できない場所で使用されるポータプルな装置およ
びその他の装置で多くの用途がある。電力の発生が海水
すなわち塩水電池からの電圧によるものであるとき、救
助装置、個人的なボートまたはヨツト、沖合の産業、漁
業、燈台用、気象用、海上防備用、通信用等に多くの利
用分野がある。
が利用できない場所で使用されるポータプルな装置およ
びその他の装置で多くの用途がある。電力の発生が海水
すなわち塩水電池からの電圧によるものであるとき、救
助装置、個人的なボートまたはヨツト、沖合の産業、漁
業、燈台用、気象用、海上防備用、通信用等に多くの利
用分野がある。
海水電池は例えば米国特許3401063号明m店に記
載されている。この特許は米国特許2849615号お
よび同2987665号明細店に記載されたD C/D
CまたはD C/A Cコンバータが所望の電圧出力を
生成するのに適していることを述べている。しかしなが
ら、実験によれば、このコンバータの効率は非常に低い
。
載されている。この特許は米国特許2849615号お
よび同2987665号明細店に記載されたD C/D
CまたはD C/A Cコンバータが所望の電圧出力を
生成するのに適していることを述べている。しかしなが
ら、実験によれば、このコンバータの効率は非常に低い
。
[発明の解決すべき問題点]
この発明の目的は、一般に従来の電源装置よりも効率の
高い電源装置を提供することである。この発明の目的は
、特に海水電池の使用を含む効率のよい電源装置を提供
することである。
高い電源装置を提供することである。この発明の目的は
、特に海水電池の使用を含む効率のよい電源装置を提供
することである。
海水中で使用される電源装置で必要とされるいくつかの
特徴を挙げると次のようなものがある。
特徴を挙げると次のようなものがある。
* 海水電池によって通常1qられる低い電圧、すなわ
ち、5ボルト以下、通常は0.6ボルト以下の低電圧に
対応する値にその入力電圧が上昇したときコンバータが
始動しなければならない。
ち、5ボルト以下、通常は0.6ボルト以下の低電圧に
対応する値にその入力電圧が上昇したときコンバータが
始動しなければならない。
* コンバータのスタートのために補助電源を必要とし
ないことが好ましい。しかしながら、用途によってはこ
れがあることが好ましい場合もある。
ないことが好ましい。しかしながら、用途によってはこ
れがあることが好ましい場合もある。
* コンバータは可能な限り高い効率を持たなければな
らない。
らない。
* コンバータは電圧制御されることが好ましい。
これは負荷が電流電流を必要としないときコンバータは
低電圧電源から最小の電流を引出すだけであることを意
味している。
低電圧電源から最小の電流を引出すだけであることを意
味している。
* コンバータは仕様にしたがって手荒い取扱い、とが
できなければならない。
できなければならない。
* コンバータは高いMTBFを得るために簡単な構造
でなければならない。
でなければならない。
* コンバータは出力における短絡或いは入力端子にお
ける逆極性に耐えることができなければならない。
ける逆極性に耐えることができなければならない。
* コンバータはまた電流を制御されることができなけ
ればならない。これはコンバータが負荷および入力電圧
に関係なく実質上一定の電流を出力できなければならな
いことを意味している。
ればならない。これはコンバータが負荷および入力電圧
に関係なく実質上一定の電流を出力できなければならな
いことを意味している。
* コンバータは予め定められた外部信号によって停止
またはスタートされることができなければならない。
またはスタートされることができなければならない。
* コンバータは出力の増加に応じて相互接続ざれるご
とのできるモジュールによって構成されることができな
ければならない。
とのできるモジュールによって構成されることができな
ければならない。
これjうの要求の大部分はどんな電源の用途でも要求さ
れるものである。
れるものである。
[問題点解決のための手段]
このような要求を満足させる効率の高い電源装置は、並
列に接続され、低いドレイン・ソース路抵抗を有する2
個以上のトランジスタ゛を具備しているDC,’DCコ
ンバータと、共通の制御信号によって並列に制御される
ように各トランジスタに接続された制御回路と、トラン
ジスタの出力端子と接続されている複数の巻線によって
構成されている1次巻線を有している変成器結合装置と
を具備している電JP!装置によって達成される。
列に接続され、低いドレイン・ソース路抵抗を有する2
個以上のトランジスタ゛を具備しているDC,’DCコ
ンバータと、共通の制御信号によって並列に制御される
ように各トランジスタに接続された制御回路と、トラン
ジスタの出力端子と接続されている複数の巻線によって
構成されている1次巻線を有している変成器結合装置と
を具備している電JP!装置によって達成される。
この発明による電源装置は現在普通に使用されているリ
チウム電池の機能に代ることができる。
チウム電池の機能に代ることができる。
その主なものは次のとおりである。
* 救f?Jrg4衣および救命いかだにあける光およ
び緊恐無線送信装置用、 *i!;!遊ビーコン用、 * ダイナミック位置決定装置用、 * 水中音響送信装置用、 * 沖合に設置した圧力および温度センサ用、* 地震
測定装d用、 * 漁網指示灯用、 * 地震用のセンサおよび無線送信装置を備えたブイ用
、 また、例えばケーブルまたは命綱を介してリグ(rig
)発電機から電力を得る大陸側に設けた沖合いの装置の
電源部を置換することも可能である。
び緊恐無線送信装置用、 *i!;!遊ビーコン用、 * ダイナミック位置決定装置用、 * 水中音響送信装置用、 * 沖合に設置した圧力および温度センサ用、* 地震
測定装d用、 * 漁網指示灯用、 * 地震用のセンサおよび無線送信装置を備えたブイ用
、 また、例えばケーブルまたは命綱を介してリグ(rig
)発電機から電力を得る大陸側に設けた沖合いの装置の
電源部を置換することも可能である。
燈台、灯明、ランタンを点灯させるのに使用される石油
またはガスに代る多くの用途もある。さらに、潜水艦検
出および警報装置用および光フアイバ中継装置用の局地
的電源にも使用できる。そのような海中の装置は現在で
は本土や石油掘削装置から電力を供給され、或いは場合
によっては電力はある種の形式の乾電池を使用して得て
いるが、乾電池は比較的頻繁に交換する必要があり、費
用がかかる。
またはガスに代る多くの用途もある。さらに、潜水艦検
出および警報装置用および光フアイバ中継装置用の局地
的電源にも使用できる。そのような海中の装置は現在で
は本土や石油掘削装置から電力を供給され、或いは場合
によっては電力はある種の形式の乾電池を使用して得て
いるが、乾電池は比較的頻繁に交換する必要があり、費
用がかかる。
その他の応用としては、小形のボートまたはヨツト中の
蓄電池の充電用電源、照明付きの釣具、音響を発生する
釣具、急用の電気フェンスまたは案内装置自動化された
漁獲装置用の電源等がある。
蓄電池の充電用電源、照明付きの釣具、音響を発生する
釣具、急用の電気フェンスまたは案内装置自動化された
漁獲装置用の電源等がある。
ポータプルな装置で使用されるとき、この発明の電源装
置は通常の4乃至6個の電池バックに代って使用される
ことができる。この新しい電源装置ではコンバータに供
給するための1次または2次電池が必要であるに過ぎな
い。コンバータは勿論ポータプル装置中に組込むことが
でき、それ故使用者はいつも電池のバック全部の代わり
にただ1個の電池を交換用に持っていればよい。このよ
うにポータプル装置内の電池の容量はその終わりまで使
用され、通常の電池バックのようにその中の弱い一つの
電池によって全体がLIJ限されることはない。
置は通常の4乃至6個の電池バックに代って使用される
ことができる。この新しい電源装置ではコンバータに供
給するための1次または2次電池が必要であるに過ぎな
い。コンバータは勿論ポータプル装置中に組込むことが
でき、それ故使用者はいつも電池のバック全部の代わり
にただ1個の電池を交換用に持っていればよい。このよ
うにポータプル装置内の電池の容量はその終わりまで使
用され、通常の電池バックのようにその中の弱い一つの
電池によって全体がLIJ限されることはない。
太陽電池パネルでは、この発明の電源装置は単一の太陽
電池と共に使用される(直列に多数の太陽電池阻止を接
続した電池パネルではほとんど常にいくつかの弱い電池
が存在する)。
電池と共に使用される(直列に多数の太陽電池阻止を接
続した電池パネルではほとんど常にいくつかの弱い電池
が存在する)。
この発明の電源装置は使用者にとって重要な次のような
特徴を満足させる。
特徴を満足させる。
すなわち、非常に長い蓄積が可能、長寿命、高度の信頼
性、現在ある装置との適合性、設備の容易性、安い維持
費(交換は電池だけでよい)、安価な初期コスト等であ
る。
性、現在ある装置との適合性、設備の容易性、安い維持
費(交換は電池だけでよい)、安価な初期コスト等であ
る。
上述の、およびその他のこの発明の特徴は、添附図面を
参照にした以下の実施例の説明によってさらに明瞭にな
るであろう。
参照にした以下の実施例の説明によってさらに明瞭にな
るであろう。
[実施例]
第2図はゲルマニウムトランジスタ2.3を使用する自
励発振コンバータ1を示している。それらのトランジス
タは1ボルト以下のDI圧によって動作されることがで
きるために使用されている。この低い入力N圧は端子5
.6に供給される。
励発振コンバータ1を示している。それらのトランジス
タは1ボルト以下のDI圧によって動作されることがで
きるために使用されている。この低い入力N圧は端子5
.6に供給される。
このコンバータ1のvJ作原理は、変成器4が飽和状態
になり、トランジスタ2.3を交互にオフおよびオンに
切替えることである。変成器4の両端に得られた交流電
圧は高いN圧に変換され、整流され、高いDC電圧が端
子1.8に生じる。この回路においては低い順方向電圧
規格を有するゲルマニウムトランジスタ2.3が使用さ
れる。オン状態においてトランジスタの両端の電圧は8
アンペアにおいて0.1ボルトである。
になり、トランジスタ2.3を交互にオフおよびオンに
切替えることである。変成器4の両端に得られた交流電
圧は高いN圧に変換され、整流され、高いDC電圧が端
子1.8に生じる。この回路においては低い順方向電圧
規格を有するゲルマニウムトランジスタ2.3が使用さ
れる。オン状態においてトランジスタの両端の電圧は8
アンペアにおいて0.1ボルトである。
この装置は次のようないくつかの利点がある。
* 構造がa中い、癩価であり、頑丈である。
* 0.2ボルト程度の低い入力電圧で容易に自励によ
りスタートできる。
りスタートできる。
* 出力端子における短絡および入力端子における反対
極性に耐えることができる。
極性に耐えることができる。
* 出力電圧は出力が180度のパルスよりなるため容
易にろ波することができる。
易にろ波することができる。
しかしながら、このコンバータはまた次のような重大な
欠点を有している。
欠点を有している。
* 出力回路における補助調整装置なしには出力Nff
:を制御することができない。
:を制御することができない。
;ト 効率が低く、特に小さな負荷で低い。
* 並列に接続することのできるモジュールとして構成
することができない。
することができない。
この形式のコンバータは出力電力が1ワツ1へ以下のよ
うな低いことがi!!+容される場合に適している。そ
れはより大きなコンバータに対する駆動供給装置として
使用のが好ましい。また、それは効率について特別の要
求がない場合に使用できる。
うな低いことがi!!+容される場合に適している。そ
れはより大きなコンバータに対する駆動供給装置として
使用のが好ましい。また、それは効率について特別の要
求がない場合に使用できる。
この発明の基本装置の原理を第1図と関連して説明する
。第1図は順方向原理で動作するDC/DCコンバータ
を示している。低電圧電源からの出力は入力端子11.
12に供給される。多数のMOS−FETトランジスタ
13.14.15.16は図示のように並列に接続され
でいる。各トランジスタは変成器21の1次側で個々の
巻線17.18.19゜20と直列に接続されている。
。第1図は順方向原理で動作するDC/DCコンバータ
を示している。低電圧電源からの出力は入力端子11.
12に供給される。多数のMOS−FETトランジスタ
13.14.15.16は図示のように並列に接続され
でいる。各トランジスタは変成器21の1次側で個々の
巻線17.18.19゜20と直列に接続されている。
それ故変成器21の1次側は多数の並列回路によって構
成されている。
成されている。
変成器21はトロイダルフェライトコアを有することが
好ましく、個々の1次巻m17.18.19.2Qハト
ロイダルコアに分布して浮かれていることが好ましい。
好ましく、個々の1次巻m17.18.19.2Qハト
ロイダルコアに分布して浮かれていることが好ましい。
これは低い漏洩インダクタンスおよび変成器の1次側に
おける銅(1体)の大きな断面積を得るために行われる
。1次巻線は2次巻線22の別々の部分と相互作用する
ようにトロイダルコア上に配置されなければならない。
おける銅(1体)の大きな断面積を得るために行われる
。1次巻線は2次巻線22の別々の部分と相互作用する
ようにトロイダルコア上に配置されなければならない。
これは第7図に概略的に示されている。
各トランジスタ13.14.15.16は個々の1次巻
線17.18.19.20に接続されており、全て共通
の制御回路23から制御されている。制御回路23はM
OS−FETI〜ランジスタの所望のデユーティ・サイ
クル制御を行なうために増幅器、発振器およびパルス幅
変調器のような通常の部品を具備し・ている。ここで使
用できる制御回路の一例はフィリップス・シグネチック
ス・ハンドブック(1982年5月)にN E / S
E 55(31型として記載されているものである。
線17.18.19.20に接続されており、全て共通
の制御回路23から制御されている。制御回路23はM
OS−FETI〜ランジスタの所望のデユーティ・サイ
クル制御を行なうために増幅器、発振器およびパルス幅
変調器のような通常の部品を具備し・ている。ここで使
用できる制御回路の一例はフィリップス・シグネチック
ス・ハンドブック(1982年5月)にN E / S
E 55(31型として記載されているものである。
これは第5図にさらに詳細に記載されている(使用可能
な他の回路としては5iliconix PWM12
5 、 UnitrodeU C1524A 、 25
24A 、 3524A 、 N ationalSe
miconductor 1605. Motoro
la TDA1085A。
な他の回路としては5iliconix PWM12
5 、 UnitrodeU C1524A 、 25
24A 、 3524A 、 N ationalSe
miconductor 1605. Motoro
la TDA1085A。
B、 5praqueu LN8160A、 8160
R,U LS8160R、Texas I nstr
ument T L497 A 、 S iemens
T D A 4700等がある〉。この制御回路は第1
図ではボックスとしてのみ示されている。
R,U LS8160R、Texas I nstr
ument T L497 A 、 S iemens
T D A 4700等がある〉。この制御回路は第1
図ではボックスとしてのみ示されている。
コンバータ10のデユーティ・サイクルを決定すること
によって、出力電圧が制御される。この電圧は例えば入
力電圧および負荷状態に関係なく一定に維持することが
できる。
によって、出力電圧が制御される。この電圧は例えば入
力電圧および負荷状態に関係なく一定に維持することが
できる。
変成器の2次側の出力電圧は整流器24でl流され、フ
ィルタ25でろ波されて端子27.28に生じ、電池の
充電或いは他の電子装置に電力を供給するために使用さ
れる。
ィルタ25でろ波されて端子27.28に生じ、電池の
充電或いは他の電子装置に電力を供給するために使用さ
れる。
第1図に示されたコンバータ回路は次のようないくつか
の効果を保証する。
の効果を保証する。
* 出力電圧が所望圃に容易に制御できる。
* MOS−FETトランジスタを使用することによ
って、効率を容易に増加させることができる。出力電力
は並列に接続されたトランジスタの数によって決定され
る。
って、効率を容易に増加させることができる。出力電力
は並列に接続されたトランジスタの数によって決定され
る。
* 所要の制mra力が少ない。
* コンバータは外部副部信号によって容易にオンまた
はオフに同調させることができる。
はオフに同調させることができる。
* コンバータは単にモジュールを追加することによっ
て所望の電力を出力できるようにモジュール的な設計に
することが可能である。
て所望の電力を出力できるようにモジュール的な設計に
することが可能である。
第3図では、低いDC電圧出力の海水(塩水)電池40
(太陽電池その他の1次電池でもよい)がコンバータ4
1に接続されており、このコンバータ41は第1図に示
されたコンバータ10と類似のものである。乾電池42
がコンバータ41に対する1IilJ 111回路43
の駆動用に使用されている。制御回路43は第1図の制
御回路23と同様のものでよく、後にさらに詳しく説明
する。制御回路43は8乃至、20ボルトの程度の駆動
電圧を必要とする。この電源装置は次のように動作する
。:もしも1次電池が電池42として使用されるならば
、電源は電池40が所望の電圧を出力する限り動作する
。しかしながら、もしも電源出力に短絡が生じたときに
は、コンバータ41は遮所され、1次電池42が放電さ
れない場合にのみ再びスタートすることができる。この
危険に対する救済手段として出力回路中に短絡保護装置
44が設けられている。別の救済手段として電池42に
再充電可能な2次電池を使用し、常に充電された電池を
維持するために再充@装置45を使用する。所望のDC
出力信号は端子46から取出される。
(太陽電池その他の1次電池でもよい)がコンバータ4
1に接続されており、このコンバータ41は第1図に示
されたコンバータ10と類似のものである。乾電池42
がコンバータ41に対する1IilJ 111回路43
の駆動用に使用されている。制御回路43は第1図の制
御回路23と同様のものでよく、後にさらに詳しく説明
する。制御回路43は8乃至、20ボルトの程度の駆動
電圧を必要とする。この電源装置は次のように動作する
。:もしも1次電池が電池42として使用されるならば
、電源は電池40が所望の電圧を出力する限り動作する
。しかしながら、もしも電源出力に短絡が生じたときに
は、コンバータ41は遮所され、1次電池42が放電さ
れない場合にのみ再びスタートすることができる。この
危険に対する救済手段として出力回路中に短絡保護装置
44が設けられている。別の救済手段として電池42に
再充電可能な2次電池を使用し、常に充電された電池を
維持するために再充@装置45を使用する。所望のDC
出力信号は端子46から取出される。
第4図には第3図のそれと類似した回路装置が示されて
いる。この実施例では1次電池50は海水電池、太陽電
池その他の連続的に低いDC電圧を出力することのでき
る電池で構成され、制御回路52用のゲルマニウム駆動
回路51を動作させろために使用される。この目的に適
しているゲルマニウムトランジスタはモトローラ社の2
N l549A −2N1560Aである。回路51
および52ならびにコンバータ53は回路1 (第2図
)および43.41 (第3図)に対応している。第4
図のブロック図は第5図においてさらに詳細に記載され
ている。所望の出力電圧は端子54から取出される。
いる。この実施例では1次電池50は海水電池、太陽電
池その他の連続的に低いDC電圧を出力することのでき
る電池で構成され、制御回路52用のゲルマニウム駆動
回路51を動作させろために使用される。この目的に適
しているゲルマニウムトランジスタはモトローラ社の2
N l549A −2N1560Aである。回路51
および52ならびにコンバータ53は回路1 (第2図
)および43.41 (第3図)に対応している。第4
図のブロック図は第5図においてさらに詳細に記載され
ている。所望の出力電圧は端子54から取出される。
第5図には、この発明の電源が若干詳細に示されている
。図示されていないン毎水電池(太陽電池その他類似の
電池でもよい)は入力端子60.61に接続されている
。低電圧DC信号は図示のように ′MO8−FE
Tトランジスタコンバータ62およびゲルマニウムトラ
ンジスタ発振器63に供給される。
。図示されていないン毎水電池(太陽電池その他類似の
電池でもよい)は入力端子60.61に接続されている
。低電圧DC信号は図示のように ′MO8−FE
Tトランジスタコンバータ62およびゲルマニウムトラ
ンジスタ発振器63に供給される。
制御回路64は発振器63とコンバータ62との間に接
続され、出力端子65.66からのフィードバックが設
けられている。整流器G7およびフィルタ68は図示の
ようにコンバータ62からの出力に接続されている。
続され、出力端子65.66からのフィードバックが設
けられている。整流器G7およびフィルタ68は図示の
ようにコンバータ62からの出力に接続されている。
発振器63は第2図の発振器1に類似している。
それは2@のトランジスタ69.70および変成器71
から構成されている。ダイオード72.73で整流され
た出力はツェナーダイオード74によって約15ボルト
に安定化され、制御回路64のビン1に駆動電圧を与え
る。発振器63は与えられた低いDCffi圧で駆動さ
れることができる限りは得々の方法で設計することがで
きる。
から構成されている。ダイオード72.73で整流され
た出力はツェナーダイオード74によって約15ボルト
に安定化され、制御回路64のビン1に駆動電圧を与え
る。発振器63は与えられた低いDCffi圧で駆動さ
れることができる限りは得々の方法で設計することがで
きる。
図示された制御回路64は前述のようにフィリップス、
・シグネチックスのスイッチモード電源制御装置N E
/ S E 5561型によって構成されることがで
きる。
・シグネチックスのスイッチモード電源制御装置N E
/ S E 5561型によって構成されることがで
きる。
以下、その動作について簡単に説明する。
トランジスタ75はスロースタートと最大デユーティ・
サイクル制限の両用のトランジスタである。
サイクル制限の両用のトランジスタである。
電力が最初に回路に供給されるとき、放電された状態に
あるキャパシタ76は駆動される電圧Vdに向かって充
電を介しする。この電圧Vdプラストランジスタ15の
ベース・エミッタ電圧は1tlJ I11回路64のビ
ン(4)の電圧を制御し、最初にDoに制限されるデユ
ーティ・サイクルを生じ、その後徐々にその正常動作範
囲りに接近する。ベース分圧器は通常8.2ボルトの端
子(2)からの出力を供給される。
あるキャパシタ76は駆動される電圧Vdに向かって充
電を介しする。この電圧Vdプラストランジスタ15の
ベース・エミッタ電圧は1tlJ I11回路64のビ
ン(4)の電圧を制御し、最初にDoに制限されるデユ
ーティ・サイクルを生じ、その後徐々にその正常動作範
囲りに接近する。ベース分圧器は通常8.2ボルトの端
子(2)からの出力を供給される。
制御回路64のビン(7)からMOS−FETトランジ
スタ82〜85のゲート電極への出力は負荷需要によっ
て決定される可変デユーティ・サイクルの方形波である
。内部トランジスタは開放コレクタであり、プル・アッ
プ抵抗、ここではMOS−FETトランジスタのゲート
抵抗を有しなければならない。デユーティ・サイクルD
は0と1との間の分数である。TeNE5561中の内
部鋸歯状波発生器の自走周波数の周期として、実際のオ
ン時間はDXTに比例している。周波数は端子(2)か
ら供給される充電電流により抵抗77とキャパシタ78
からなるRC結合によって設定される。内部ツェナー電
源の安定化作用によって一定周波数が与えられる。鋸歯
状波はデユーティ・サイクルに関係する。
スタ82〜85のゲート電極への出力は負荷需要によっ
て決定される可変デユーティ・サイクルの方形波である
。内部トランジスタは開放コレクタであり、プル・アッ
プ抵抗、ここではMOS−FETトランジスタのゲート
抵抗を有しなければならない。デユーティ・サイクルD
は0と1との間の分数である。TeNE5561中の内
部鋸歯状波発生器の自走周波数の周期として、実際のオ
ン時間はDXTに比例している。周波数は端子(2)か
ら供給される充電電流により抵抗77とキャパシタ78
からなるRC結合によって設定される。内部ツェナー電
源の安定化作用によって一定周波数が与えられる。鋸歯
状波はデユーティ・サイクルに関係する。
MOS−FETトランジスタ82〜85はDて示される
N E 5561のビン7からの飽和した期間中オンに
切替えられ、サイクルの残りの期間中(1−D)オフに
切替えられる。
N E 5561のビン7からの飽和した期間中オンに
切替えられ、サイクルの残りの期間中(1−D)オフに
切替えられる。
N E 5561のビン6は過電流保護特性のために動
作する。もしも瞬間的にビン6の電圧が0.5ボルトを
越えると、ビン7の出力はリセットされる。
作する。もしも瞬間的にビン6の電圧が0.5ボルトを
越えると、ビン7の出力はリセットされる。
MOS−FETI〜ランジスタ82〜85のソース・ド
レイン路を通る最大電流は可調整抵抗79によって設定
される。
レイン路を通る最大電流は可調整抵抗79によって設定
される。
出力の調整は可調整抵抗80と抵抗81との組合わせに
よって利得が設定される誤差増幅トランジスタ75にお
いてスタートする。
よって利得が設定される誤差増幅トランジスタ75にお
いてスタートする。
MOS−FETコンバータ62は図示のように並列に接
続された多数のMOS−FETトランジスタ82.83
.84.85等々より構成されている。ゲート電極は前
うホのように制御回路64のビン(7〉からの方形波に
よって制御illされる。図示の例では、ゲート電圧は
MOS−FETトランジスタを動作させるために8ボル
ト程度必要である。
続された多数のMOS−FETトランジスタ82.83
.84.85等々より構成されている。ゲート電極は前
うホのように制御回路64のビン(7〉からの方形波に
よって制御illされる。図示の例では、ゲート電圧は
MOS−FETトランジスタを動作させるために8ボル
ト程度必要である。
端子60.61に接続された低DC電圧電源から引出さ
れた電流は図示の実施例では約17アンペアであり、電
流は個々のトランジスタ間に分配されている。これらの
トランジスタのドレイン電極は変成器90の個々の1次
巻線86.87.88.89等々に緊密に結合されてい
る。使用されるMOS−FETトランジスタはオン状態
では非常に低い内部抵抗(すなわち15ミリオームより
低いソース・ドレイン抵抗)を有する形式のものである
。この目的に適当したトランジスタの一例はモトローラ
社の20ONOB型である。
れた電流は図示の実施例では約17アンペアであり、電
流は個々のトランジスタ間に分配されている。これらの
トランジスタのドレイン電極は変成器90の個々の1次
巻線86.87.88.89等々に緊密に結合されてい
る。使用されるMOS−FETトランジスタはオン状態
では非常に低い内部抵抗(すなわち15ミリオームより
低いソース・ドレイン抵抗)を有する形式のものである
。この目的に適当したトランジスタの一例はモトローラ
社の20ONOB型である。
多数の低電力MO8−FETトランジスタを単一の高電
力のものの代わりに使用するのは、単一の高電力トラン
ジスタの両端の電圧降下は使用される低入力電圧に比較
して高過ぎ、1個のより大きな1次巻線はトランジスタ
のオン・オフ切替えに容易に追従しないからである。さ
らに高電力M05−FETトランジスタは多数の小電力
MO3−F E T l−ランジスタよりも高価である
。
力のものの代わりに使用するのは、単一の高電力トラン
ジスタの両端の電圧降下は使用される低入力電圧に比較
して高過ぎ、1個のより大きな1次巻線はトランジスタ
のオン・オフ切替えに容易に追従しないからである。さ
らに高電力M05−FETトランジスタは多数の小電力
MO3−F E T l−ランジスタよりも高価である
。
変成器90は2次巻線91の個々の部分と相互作用する
ように分布した1次巻線を有しているトロイダルフェラ
イトコアを有することが好ましい。これは第7図に示さ
れている。
ように分布した1次巻線を有しているトロイダルフェラ
イトコアを有することが好ましい。これは第7図に示さ
れている。
この発明の1実施例では、前述の形式の電池からの入力
電圧は0.5ボルトであり、17アンペアの電流が引出
された。一方出力電圧は10ボルトであり、負荷92を
流れる電流は0.5アンペアであった。
電圧は0.5ボルトであり、17アンペアの電流が引出
された。一方出力電圧は10ボルトであり、負荷92を
流れる電流は0.5アンペアであった。
第6図にはモジュール化された電源が示されている。多
数の海水電池ioo 、 io1等々が個々のコンバー
タ105 、10606等々密に結合している。
数の海水電池ioo 、 io1等々が個々のコンバー
タ105 、10606等々密に結合している。
この1f4造の目的は電源に長寿命と高電力が所望され
るとき、海水電池は非常に嵩ばつ電池の81線の端末と
の接続に困難な問題が生じることである。
るとき、海水電池は非常に嵩ばつ電池の81線の端末と
の接続に困難な問題が生じることである。
分配された構造では、海水電池は数個のもつと小さいあ
まり嵩ぼらない装置に分割される。端子接続の問題はし
たがって最小にされる。さらに電池からコンバータへの
導線を損失を減少させるためにできるだけ短くすること
ができる利点が考えられる。
まり嵩ぼらない装置に分割される。端子接続の問題はし
たがって最小にされる。さらに電池からコンバータへの
導線を損失を減少させるためにできるだけ短くすること
ができる利点が考えられる。
複数の電池/コンバータ装[100/105 。
101 /10G等々は単一の制御回路110によって
効果的に制御されることができる。前述のように、制御
回路110は乾電池111によって始動されてもよく、
或いはゲルマニウム発振器駆動装置114を備えた別の
海水電池112(または太陽電池113)によって始動
されてもよい。
効果的に制御されることができる。前述のように、制御
回路110は乾電池111によって始動されてもよく、
或いはゲルマニウム発振器駆動装置114を備えた別の
海水電池112(または太陽電池113)によって始動
されてもよい。
コンバータ105 、10606等々の出力は個々の整
流器115 、11616等々って整流され、結合され
てフィルタ120中で共通の出力信号が生成される。ま
たフィルタをりlj々に設けてもよい。
流器115 、11616等々って整流され、結合され
てフィルタ120中で共通の出力信号が生成される。ま
たフィルタをりlj々に設けてもよい。
コンバータのデユーティ・サイクル配列は相違してもよ
いことに注意されたい。モジュール化した装置はこの発
明の技術的範囲内で広範に変化されることができる。
いことに注意されたい。モジュール化した装置はこの発
明の技術的範囲内で広範に変化されることができる。
第7図は変成器130の一例を概略的に示す。4個の1
次巻線132〜135カ2次巻4!3136のそれぞれ
異なった部分と相互作用するようにフエライトコアの異
なる位置に巻回されている(ただ1回の巻線として示さ
れている)。各1次巻線の1端は線137と接続され、
一方他端(138〜141)は個々のMOS−FETト
ランジスタ(この図には示されていない)に接続されて
いる。
次巻線132〜135カ2次巻4!3136のそれぞれ
異なった部分と相互作用するようにフエライトコアの異
なる位置に巻回されている(ただ1回の巻線として示さ
れている)。各1次巻線の1端は線137と接続され、
一方他端(138〜141)は個々のMOS−FETト
ランジスタ(この図には示されていない)に接続されて
いる。
この発明の原理を逸説することなく、DC/DCコンバ
ータは第8図に示すように別の設計にすることもできる
。この実施例の装置の目的はより高い出力電圧を19る
ことである。この実施例ではコンバータ1501整流器
151およびフィルタ152は第5図の対応する回路6
2.67、68に置換されたものである。コンバータ中
のMOS−FETトランジスタはそれらが2以上の変成
器と協同動作をするようにグループ化されている。図に
は4個のトランジスタ153〜156が示されており、
それらはトランジスタ153 、154が変成器157
と協同動作し、トランジスタ155 、15Gが変成器
158と協同動作するようにグループ化されている。し
かしながら、それらのトランジスタは同じ制御信号を受
け、それらのトランジスタの出力端子は変成器157
、158の1次巻線を構成している個々の巻線159〜
162を介して相互に接続されているので、全てのトラ
ンジスタは並列で動作する。
ータは第8図に示すように別の設計にすることもできる
。この実施例の装置の目的はより高い出力電圧を19る
ことである。この実施例ではコンバータ1501整流器
151およびフィルタ152は第5図の対応する回路6
2.67、68に置換されたものである。コンバータ中
のMOS−FETトランジスタはそれらが2以上の変成
器と協同動作をするようにグループ化されている。図に
は4個のトランジスタ153〜156が示されており、
それらはトランジスタ153 、154が変成器157
と協同動作し、トランジスタ155 、15Gが変成器
158と協同動作するようにグループ化されている。し
かしながら、それらのトランジスタは同じ制御信号を受
け、それらのトランジスタの出力端子は変成器157
、158の1次巻線を構成している個々の巻線159〜
162を介して相互に接続されているので、全てのトラ
ンジスタは並列で動作する。
処理すべき電流に応じて、各グループには2以上のトラ
ンジスタがあってもよい。また対応する数の変成器につ
いて2以上のグループがあってもよい。トランジスタ1
53〜156の出力端子は個々の変成器巻線159〜1
62を介して相互に接続されているが、変成器の2次す
なわち出力巻線163〜16は端子165−166に高
い出力電圧を得るために直列に接続されている。もしも
、各変成器が12ボルトの電圧を生成すれば、直列に接
続された2個の変成器は24ボルトの電圧を生成する。
ンジスタがあってもよい。また対応する数の変成器につ
いて2以上のグループがあってもよい。トランジスタ1
53〜156の出力端子は個々の変成器巻線159〜1
62を介して相互に接続されているが、変成器の2次す
なわち出力巻線163〜16は端子165−166に高
い出力電圧を得るために直列に接続されている。もしも
、各変成器が12ボルトの電圧を生成すれば、直列に接
続された2個の変成器は24ボルトの電圧を生成する。
第8図はまた減磁コイル167 、 IO2を示してい
る。これらのコイルの目的はトランジスタ回路のオン/
オフ特性を改善することである。
る。これらのコイルの目的はトランジスタ回路のオン/
オフ特性を改善することである。
以上特定の実施例について詳細に説明したが、これらの
説明は特許請求の範囲に記載されたこの発明の技術的範
囲を限定するものではない。
説明は特許請求の範囲に記載されたこの発明の技術的範
囲を限定するものではない。
第1図はこの発明の1実施例に使用するMOS−FET
のDC−DCコンバータの回路図を示し、第2図はゲル
マニウムトランジスタコンバータの回路図を示し、第3
図は例えば海水電池で付勢された電源のブロック図を示
し、第4図はこの発明の1実施例のブロック図を示し、
第5図は第4図の実施例の詳細図を示し、第6図はモジ
ュール電源のブロック図を示し、第7図はこの発明で使
用するのに適した変成器の1実施ゆ1の概略図を示し、
第8図は第4図および第5図のものと異なった別の実施
例の回路図を示す。 13〜16−M08−FET、 17〜20・・・変成
器の1次巻線、21・・・変成器、22・・・2次巻線
、23.43.52・・・fil 10回路、40.5
0・・・海水電池、41.53・・・コンバータ、44
・・・短絡保II装置、45・・・再充N装間。
のDC−DCコンバータの回路図を示し、第2図はゲル
マニウムトランジスタコンバータの回路図を示し、第3
図は例えば海水電池で付勢された電源のブロック図を示
し、第4図はこの発明の1実施例のブロック図を示し、
第5図は第4図の実施例の詳細図を示し、第6図はモジ
ュール電源のブロック図を示し、第7図はこの発明で使
用するのに適した変成器の1実施ゆ1の概略図を示し、
第8図は第4図および第5図のものと異なった別の実施
例の回路図を示す。 13〜16−M08−FET、 17〜20・・・変成
器の1次巻線、21・・・変成器、22・・・2次巻線
、23.43.52・・・fil 10回路、40.5
0・・・海水電池、41.53・・・コンバータ、44
・・・短絡保II装置、45・・・再充N装間。
Claims (9)
- (1)並列に接続され、それぞれ低いドレイン・ソース
路抵抗を有する2個以上のトランジスタを具備している
DC/DCコンバータと、 出力端子を有する前記各トランジスタが共通の制御信号
によつて並列に制御されるように前記各トランジスタに
接続された制御回路と、 前記トランジスタの出力端子と接続されている複数の巻
線によつて構成されている1次巻線を有している変成器
結合装置とを具備していることを特徴とする電源装置。 - (2)変成器結合装置は2個以上の変成器を具備し、そ
れら各変成器は1以上の前記1次巻線と2次巻線とを備
え、一つの変成器の2次巻線は他の変成器の2次巻線と
直列に接続されている特許請求の範囲第1項記載の電源
装置。 - (3)変成器はトロイダルコアを具備し、このトロイダ
ルコア上に1次巻線が並列に配置され、1次巻線は2次
巻線の異なつた部分と相互作用するように互いに離れて
配置はされている特許請求の範囲第1項記載の電源装置
。 - (4)前記トランジスタを動作させる入力DC電圧電源
として海水電池または太陽電池のいずれかが具備されて
いる特許請求の範囲第1項記載の電源装置。 - (5)出力DC電圧を生成するために前記各変成器の出
力に接続されている整流器およびローパスフィルタを具
備している特許請求の範囲第2項記載の電源装置。 - (6)入力DC電圧によつて始動されるように構成され
た前記制御回路と協同動作をするゲルマニウムトランジ
スタ発振駆動装置を具備している特許請求の範囲第1項
記載の電源装置。 - (7)制御回路を駆動するための1次電池或いは2次電
池または蓄電池と、電源装置の出力に設けられた短絡お
よび絶縁破壊保護手段と、2次電池または蓄電池用の再
充電装置とを具備している特許請求の範囲第1項記載の
電源装置。 - (8)前記トランジスタは海水電池または太陽電池のい
ずれか一つと協同動作する複数のMOS−FET回路装
置を具備している特許請求の範囲第1項または第2項記
載の電源装置。 - (9)制御回路が、駆動回路を介して個々の海水電池ま
たは太陽電池或いは乾電池によつて始動される如く構成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載
の電源装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO852598 | 1985-06-28 | ||
NO85852598A NO159898C (no) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Stroemforsyning. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6237065A true JPS6237065A (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=19888366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61149858A Pending JPS6237065A (ja) | 1985-06-28 | 1986-06-27 | 電源装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4695935A (ja) |
JP (1) | JPS6237065A (ja) |
GB (1) | GB2177556B (ja) |
NO (1) | NO159898C (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010525576A (ja) * | 2007-04-19 | 2010-07-22 | ハリス コーポレイション | 埋め込み型ステップアップ・トロイダルトランス |
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