JP2000014168A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JP2000014168A
JP2000014168A JP10174825A JP17482598A JP2000014168A JP 2000014168 A JP2000014168 A JP 2000014168A JP 10174825 A JP10174825 A JP 10174825A JP 17482598 A JP17482598 A JP 17482598A JP 2000014168 A JP2000014168 A JP 2000014168A
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JP
Japan
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voltage
capacitor
circuit
power supply
transistors
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JP10174825A
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Yoshiro Kato
芳朗 加藤
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷に大きな起動電流が通電されても交流出
力電圧の異常低下を抑制することが可能な電源装置を提
供することを課題とする。 【解決手段】 入力回路1に供給された直流電圧を昇圧
する昇圧回路2と、昇圧回路2で昇圧された電圧を蓄電
するコンデンサC3と、コンデンサC3に蓄電された電
圧を交流電圧に変換して出力する直交変換回路3とを設
けた電源装置において、前記入力回路1と前記コンデン
サC3との間にダイオードD1を接続することである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流低電圧を昇圧
して交流100ボルト等の交流電圧に変換する電源装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば車両に搭載されたバッテリ
の直流電圧を昇圧して交流100ボルト電圧に変換する
電源装置が用いられる。上記従来の電源装置は、図2に
示すように、入力フィルタ回路1と、昇圧回路2と、直
交変換回路(Hブリッジ回路)3と、出力フィルタ回路
4とを有している。入力フィルタ回路1はコンデンサC
1、コイルL1及びコンデンサC2等で構成され、バッ
テリ電圧が供給される入力端子TA1,TA2からのノ
イズの侵入を阻止したり電源装置内部から外部にノイズ
を出さないようにする回路である。また、昇圧回路2は
電界効果型のトランジスタTR1,TR2、トランスT
1、整流素子RE及びコンデンサC3等で構成され、入
力フィルタ回路1を介したバッテリ電圧を例えば約10
倍の直流電圧に昇圧してアルミ電解コンデンサC3に蓄
電する回路である。また、Hブリッジ回路3は電界効果
型のトランジスタTR3,TR4,TR5,TR6等で
構成され、アルミ電解コンデンサC3に蓄電された直流
昇圧電圧を100ボルトの交流電圧に変換する回路であ
る。また、出力フィルタ回路4はコイルL2,L3やコ
ンデンサC4,C5,C6等で構成され、出力端子TA
3,TA4から出力される交流100ボルト電圧にノイ
ズを含ませないようにする回路である。
【0003】尚、前記トランジスタTR1とTR2とを
交互にスイッチング制御する第1の制御回路CR1と、
前記トランジスタTR3,TR4のグループと前記トラ
ンジスタTR5,TR6のグループとを交互にスイッチ
ング制御する第2の制御回路CR2とが設けられてい
る。また、第1の制御回路CR1は、トランジスタTR
1とTR2のソースに共通接続されたシャント抵抗R1
の両端の電圧が基準値を超えるとトランジスタTR1,
TR2をオフする過電流検出回路を設けている。また、
第2の制御回路CR2は、トランジスタTR4とTR6
のソースに共通接続されたシャント抵抗R2の両端の電
圧が基準値を超えると、トランジスタTR3,TR4,
TR5,TR6をオフする過電流検出回路を設けてい
る。
【0004】以上のように構成された従来の電源装置に
おいて、入力端子TA1,TA2間にバッテリからの電
圧が供給された状態で、第1の制御回路CR1がトラン
ジスタTR1をオンにすると、バッテリの正極からの電
流は端子TA1、入力フィルタ回路1を通ってトランス
T1の1次側コイル、トランジスタTR1のドレイン、
ソース、そしてシャント抵抗R1を流れ、端子TA2か
らバッテリの負極に流れる。次に、トランジスタTR1
がオフされ、トランジスタTR2がオンされると、バッ
テリの正極からの電流は端子TA1、入力フィルタ回路
1を通ってトランスT1の1次側コイル、トランジスタ
TR2のドレイン、ソース、そしてシャント抵抗R1を
流れ、端子TA2からバッテリの負極に流れる。上記の
ようにトランジスタTR1とTR2とが交互にオンされ
ると、トランスT1の1次側コイルに流れる電流の方向
が交互に変化し、トランスT1の1次側コイルに交流電
流が通電されたときと同じように交番磁界が発生するた
め、トランスT1の2次側コイルに、1次側コイルと2
次側コイルの巻線数比に比例した交流電圧が発生する。
そして、トランスT1の2次側コイルに発生した交流電
圧は整流素子REで整流され、アルミ電解コンデンサC
3に直流昇圧電圧として連続的に蓄電される。
【0005】次に、第2の制御回路CR2がトランジス
タTR3とTR4とをオンすると、アルミ電解コンデン
サC3の正極電圧は、トランジスタTR3のドレイン、
ソース、コイルL3を介して出力端子TA4に導通され
る。また、出力端子TA3はコイルL2、トランジスタ
TR4のドレイン、ソース、シャント抵抗R2を介して
アルミ電解コンデンサC3の負極に導通される。従っ
て、この場合、出力端子TA4の出力電圧は正電圧とな
り、出力端子TA3は負電圧となる。次に、第2の制御
回路CR2が、トランジスタTR3とTR4とをオフす
るとともにトランジスタTR5とTR6とをオンする
と、コンデンサC3の正極からの電圧は、トランジスタ
TR5のドレイン、ソース、コイルL2を介して出力端
子TA3に導通される。また、出力端子TA4はコイル
L3、トランジスタTR6のドレイン、ソース、シャン
ト抵抗R2を介してアルミ電解コンデンサC3の負極に
導通される。従って、この場合、出力端子TA3の出力
電圧は正電圧となり、出力端子TA4は負電圧となる。
上記のように第2の制御回路CR2がトランジスタTR
3とTR4のグループとトランジスタTR5とTR6の
グループとを交互にオンすると、アルミ電解コンデンサ
C3に蓄電された直流昇圧電圧は出力端子TA3、TA
4において極性が反転する交流電圧に変換される。従っ
て、出力端子TA3、TA4間に負荷が接続されると、
負荷に交流電力が供給される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の電源装置
は、トランジスタTR3,TR4のグループとトランジ
スタTR5,TR6のグループとを交互にオンすること
によりアルミ電解コンデンサC3に蓄電された直流昇圧
電圧の極性を出力端子TA3、TA4において反転させ
た交流電圧として負荷に出力する。出力端子TA3、T
A4に接続された負荷が、例えばテレビのように電源回
路に容量の大きなコンデンサが接続された容量性負荷で
ある場合、テレビの電源回路に大きな起動電流が通電さ
れるため、容量が限られているアルミ電解コンデンサC
3の蓄電量が急激に減少し、出力端子TA3、TA4間
の電圧が異常に低下してテレビが起動され難いという問
題がある。
【0007】そこで本発明は、負荷に大きな起動電流が
通電されても交流出力電圧の異常低下を抑制することが
可能な電源装置を提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、直流
電圧を昇圧して蓄電した電圧を交流電圧に変換して出力
する電源装置において、前記蓄電電圧を前記直流電圧以
下に低下させないための回路を設けることである。
【0009】請求項2の発明は、入力回路に供給された
直流電圧を昇圧する昇圧回路と、前記昇圧回路で昇圧さ
れた電圧を蓄電するコンデンサと、前記コンデンサに蓄
電された電圧を交流電圧に変換して出力する直交変換回
路と、前記入力回路と前記コンデンサとの間に接続され
た一方向通電素子とを備えることである。
【0010】請求項3の発明は、請求項2の電源装置に
おいて、前記一方向通電素子としてダイオードを用いる
ことである。
【0011】請求項1〜3の発明によれば、負荷に大き
な起動電流が通電されても、交流電圧に変換される蓄電
電圧が直流電圧以下にならないため、負荷に出力される
交流電圧の異常低下が抑制される。
【0012】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は、本発明の実施の形態の電源装置の
電気回路図である。図1に示した電源装置の電気回路
は、入力回路(入力フィルタ回路)1と、昇圧回路2
と、直交変換回路(Hブリッジ回路)3と、出力フィル
タ回路4とを有している。入力回路(入力フィルタ回
路)1はコンデンサC1、コイルL1及びアルミ電界コ
ンデンサC2(以後、コンデンサC2と記載する)等で
構成され、例えば車両に搭載されたバッテリの電圧が供
給される入力端子TA1,TA2からのノイズの侵入を
阻止したり電源装置内部から外部にノイズを出さないよ
うにする回路である。また、昇圧回路2は電界効果型の
トランジスタTR1,TR2、トランスT1、整流素子
RE及びアルミ電界コンデンサC3(以後、コンデンサ
C3と記載する)等で構成され、入力フィルタ回路1を
介したバッテリ電圧を例えば約10倍の直流電圧に昇圧
してコンデンサC3に蓄電する回路である。また、直交
変換回路(Hブリッジ回路)3は電界効果型のトランジ
スタTR3,TR4,TR5,TR6等で構成され、ア
ルミ電解コンデンサC3に蓄電された直流昇圧電圧を例
えば100ボルト、60ヘルツの交流電圧に変換する回
路である。また、出力フィルタ回路4はコイルL2,L
3やコンデンサC4,C5,C6等で構成され、出力端
子TA3,TA4から出力される交流100ボルト電圧
にノイズを含ませないようにする回路である。尚、前記
コンデンサC2,C3の負極は直接的に接続されてい
る。
【0013】第1の制御回路CR1は、前記トランジス
タTR1とTR2とを交互にスイッチング制御する。ま
た、第2の制御回路CR2は、前記トランジスタTR
3,TR4のグループとトランジスタTR5,TR6の
グループとを交互にスイッチング制御する。尚、第1の
制御回路CR1は、トランジスタTR1とTR2のソー
スに共通接続されたシャント抵抗R1の両端の電圧が基
準値を超えるとトランジスタTR1,TR2をオフする
過電流検出回路を設けている。また、第2の制御回路C
R2は、トランジスタTR4とTR6のソースに共通接
続されたシャント抵抗R2の両端の電圧が基準値を超え
るとトランジスタTR3,TR4,TR5,TR6をオ
フする過電流検出回路を設けている。
【0014】また、前記コンデンサC2の正極にダイオ
ードD1のアノードが接続され、前記コンデンサC3の
正極にダイオードD1のカソードが接続されている。こ
のようにダイオードD1が接続されると、コンデンサC
2の正極電圧がコンデンサC3の正極電圧より高くなっ
た場合、コンデンサC2の正極からコンデンサC3の正
極に電流が通電され、反対にコンデンサC2の正極電圧
がコンデンサC3の正極電圧より低い場合は電流の通電
が阻止される。
【0015】以上のように構成された電源装置におい
て、入力端子TA1,TA2間にバッテリからの電圧が
供給され、第1の制御回路CR1がトランジスタTR1
をオンすると、バッテリの正極からの電流は端子TA
1、入力回路(入力フィルタ回路)1を通ってトランス
T1の1次側コイル、トランジスタTR1のドレイン、
ソース、そしてシャント抵抗R1を流れ、端子TA2か
らバッテリの負極に流れる。次に、トランジスタTR1
をオフし、トランジスタTR2をオンすると、バッテリ
の正極からの電流は端子TA1、入力フィルタ回路1を
通ってトランスT1の1次側コイル、トランジスタTR
2のドレイン、ソース、そしてシャント抵抗R1を流
れ、端子TA2からバッテリの負極に流れる。上記のよ
うにトランジスタTR1とTR2とが交互にオンされる
と、トランスT1の1次側コイルに流れる電流の方向が
交互に変化し、トランスT1の1次側コイルに交番磁界
が発生するため、トランスT1の2次側コイルに、1次
側コイルと2次側コイルの巻線数比に比例した交流電圧
(例えばピーク値で120ボルト)が発生する。そし
て、トランスT1の2次側コイルに発生した交流電圧は
整流素子REで整流され、コンデンサC3に直流昇圧電
圧として連続的に蓄電される。
【0016】次に、第2の制御回路CR2がトランジス
タTR3とTR4とをオンすると、コンデンサC3の正
極からの電圧は、トランジスタTR3のドレイン、ソー
ス、コイルL3を介して出力端子TA4に導通される。
また、出力端子TA3はコイルL2、トランジスタTR
4のドレイン、ソース、シャント抵抗R2を介してコン
デンサC3の負極に導通される。従って、この場合、出
力端子TA4の出力電圧は正電圧となり、出力端子TA
3は負電圧となる。次に、第2の制御回路CR2が、ト
ランジスタTR3とTR4とをオフするとともにトラン
ジスタTR5とTR6とをオンすると、コンデンサC3
の正極からの電圧は、トランジスタTR5のドレイン、
ソース、コイルL2を介して出力端子TA3に導通され
る。また、出力端子TA4はコイルL3、トランジスタ
TR6のドレイン、ソース、シャント抵抗R2を介して
コンデンサC3の負極に導通される。従って、この場
合、出力端子TA3の出力電圧は正電圧となり、出力端
子TA4は負電圧となる。上記のように第2の制御回路
CR2がトランジスタTR3とTR4のグループとトラ
ンジスタTR5とTR6のグループとを交互にオンする
と、コンデンサC3に蓄電された直流昇圧電圧は出力端
子TA3、TA4において極性が反転する交流電圧に変
換される。従って、出力端子TA3、TA4間に負荷が
接続されると、負荷に交流電力が出力される。
【0017】出力端子TA3、TA4間に接続される負
荷がテレビのような容量性の負荷である場合、前記従来
の技術の欄で説明したように大きな起動電流が流れる。
そのためテレビに大きな起動電流が通電されると、容量
に限界があるコンデンサC3の蓄電量が急激に減少し、
コンデンサC3の正極電圧が低くなるが、コンデンサC
3の正極電圧がコンデンサC2の正極電圧より低くなる
と、前記ダイオードD1を介してコンデンサC2側から
コンデンサC3側にバッテリからの直流電圧が供給され
るため、コンデンサC3の正極電圧はバッテリ電圧より
低下しない。従って、出力端子TA3、TA4間の電圧
はバッテリ電圧より低下しないため、テレビのような容
量性の負荷であっても起動性が向上する。
【0018】尚、本実施の形態では、コンデンサC3の
正極電圧がコンデンサC2の正極電圧より低くなったと
きにバッテリからの直流電圧をコンデンサC3に供給す
るための一方向通電素子としてダイオードD1を用いた
例を示したが、ダイオードに限らず、トランジスタやサ
イリスタ等の半導体素子を用いてもよい。但し、その場
合はコンデンサC3の正極電圧がコンデンサC2の正極
電圧より低くなったときにトランジスタやサイリスタ等
をオンする回路を必要とする。また、電源装置の電気回
路は、図1に示したものに限らない。
【0019】
【発明の効果】請求項1〜3の発明によれば、負荷に大
きな起動電流が通電されても、交流電圧に変換される蓄
電電圧が直流電圧以下にならないため負荷に出力される
交流電圧の異常低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の電気回路図である。
【図2】従来の電源装置の電気回路図である。
【符号の説明】
1 入力回路(入力フィルタ回路) 2 昇圧回路 3 直交変換回路(Hブリッジ回路) 4 出力フィルタ回路 C2 コンデンサ C3 コンデンサ D1 ダイオード TA1,TA2 入力端子 TA3,TA4 出力端子

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を昇圧して蓄電した電圧を交流
    電圧に変換して出力する電源装置において、前記蓄電電
    圧を前記直流電圧以下に低下させないための回路を設け
    た電源装置。
  2. 【請求項2】 入力回路に供給された直流電圧を昇圧す
    る昇圧回路と、前記昇圧回路で昇圧された電圧を蓄電す
    るコンデンサと、前記コンデンサに蓄電された電圧を交
    流電圧に変換して出力する直交変換回路と、前記入力回
    路と前記コンデンサとの間に接続された一方向通電素子
    とを備えた電源装置。
  3. 【請求項3】 前記一方向通電素子としてダイオードを
    用いた請求項2に記載の電源装置。
JP10174825A 1998-06-22 1998-06-22 電源装置 Pending JP2000014168A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005525736A (ja) * 2002-05-13 2005-08-25 ジャム テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 多相インピーダンス変換増幅器
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