JPH0677442U - 直並列切換回路 - Google Patents
直並列切換回路Info
- Publication number
- JPH0677442U JPH0677442U JP1575493U JP1575493U JPH0677442U JP H0677442 U JPH0677442 U JP H0677442U JP 1575493 U JP1575493 U JP 1575493U JP 1575493 U JP1575493 U JP 1575493U JP H0677442 U JPH0677442 U JP H0677442U
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parallel
- common
- series
- voltage
- power supplies
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本考案は、信頼性の高い直並列切換回路を提
供する。 【構成】 本考案は、2個の直流電源1,2を直列又は
並列に切り換えて、共通陽極端子3,共通陰極端子4間
に異なる出力電圧を得る直並列切換回路10において、
2個の直流電源1,2の各陽極と共通陽極端子3との間
の一方に順方向に接続した第1のダイオードD1 と、2
個の直流電源1,2の各陰極と共通陰極端子4との間の
一方に順方向に接続した第2のダイオードD2 と、一方
の直流電源1の陰極と他方の直流電源2の陽極との間に
接続した所要数のMOS−FETの並列回路からなる切
換素子5とを具備する。この構成により、並列,直列の
切り換え時においても出力電圧の電圧低下が無く、ま
た、雑音成分が混入することも無く、信頼性を高めるこ
とができる。
供する。 【構成】 本考案は、2個の直流電源1,2を直列又は
並列に切り換えて、共通陽極端子3,共通陰極端子4間
に異なる出力電圧を得る直並列切換回路10において、
2個の直流電源1,2の各陽極と共通陽極端子3との間
の一方に順方向に接続した第1のダイオードD1 と、2
個の直流電源1,2の各陰極と共通陰極端子4との間の
一方に順方向に接続した第2のダイオードD2 と、一方
の直流電源1の陰極と他方の直流電源2の陽極との間に
接続した所要数のMOS−FETの並列回路からなる切
換素子5とを具備する。この構成により、並列,直列の
切り換え時においても出力電圧の電圧低下が無く、ま
た、雑音成分が混入することも無く、信頼性を高めるこ
とができる。
Description
【0001】
本考案は、直並列切換回路に関し、さらに詳しくは、2個の直流電源を直列又 は並列に切り換えて異なる出力電圧を得る場合に用いて好適な直並列切換回路に 関する。
【0002】
この種の直並列切換回路の従来例を図6乃至図8を参照して説明する。
【0003】 図6に示す直並列切換回路20は、2個の直流電源(出力電圧Vi)21,2 2を直列又は並列に切り換えて、共通陽極端子23,共通陰極端子24間に2V i又はViの異なる出力電圧を得るようになっている。
【0004】 即ち、この直並列切換回路20は、2個の直流電源21,22の陰極,陽極間 に接続した2回路2接点の接点部(接触抵抗=r(Ω))25及びこの接点部2 5を駆動する電磁駆動部26からなる電磁接触器27を具備し、電磁駆動部26 により接点部25を図6において上側に変位させたとき2個の直流電源21,2 2を並列接続状態に、電磁駆動部26により接点部25を図6において下側に変 位させたとき2個の直流電源21,22を直列接続状態にするようになっている 。
【0005】 尚、図6中、28は逆接続保護ダイオードである。
【0006】 この直並列切換回路20の動作特性について考察すると、電磁接触器27を動 作させて2個の直流電源21,22を直列接続状態としたときの電圧低下ΔVS は、この時の出力電流をIL とすると、図7に示すようにΔVS =r×IL とな り、電力損失PLSはPLS=r×IL 2 となる。
【0007】 また、2個の直流電源21,22を並列接続状態としたときの電圧低下ΔVP はこの時の出力電流をIL とすると、図7に示すようにΔVP =1/2・r×I L となり、電力損失PLpは、この時の出力電流をIL とすると、PLP=1/2・ (r×IL 2 )となる。
【0008】 実際の電磁接触器27の接触抵抗rは、最大で50mΩ程度であるため、2個 の直流電源21,22を直列接続状態としたときの電力損失PLSは31(W)程 度、並列接続状態としたときの電力損失PLSは16(W)程度となる。
【0009】 また、電磁接触器27における接点部25は、並列接続から直列接続への切り 換え時及び直列接続から並列接続への切り換え時に各々図8に示すように瞬断状 態となり、出力電圧VO の瞬断時間tr は40乃至50msecとなる。
【0010】 このような瞬断時間tr を伴うため、直並列切換回路20において出力電流I L を流したまま接点部25の開閉動作を行うとアークが飛び、接点部25を磨耗 させるとともに、出力電流IL に本来無用な雑音成分が混入してしまう。
【0011】 他方、アークの発生を防止するためには、2個の直流電源21,22の出力電 圧を一旦遮断して電磁接触器27を動作させるという複雑なシーケンス制御が必 要となる。
【0012】
上述したように従来の直並列切換回路20においては、電磁接触器27の瞬断 に伴う出力電圧の不連続状態(電圧低下)が発生するという問題や出力電流IL に本来無用な雑音成分が混入するという問題、さらには電磁接触器27の接点部 25の磨耗による信頼性の低下という問題があった。
【0013】 さらに、上述した直並列切換回路20に対して、例えば負荷として12(V) 又は24(V)のバッテリーBを接続する場合には、このバッテリーBの電圧を いちいちテスタ等で検出した後、前記電磁接触器27を動作させ共通陽極端子2 3,共通陰極端子24間に12(V)又は24(V)の充電用の出力電圧を得な ければならず非常に煩雑であった。
【0014】 そこで、本考案は、構成を改良し、切り換え時においても出力電圧の電圧低下 が無く雑音成分が混入することもなく信頼性の高い直並列切換回路を提供するこ とを目的とするものである。
【0015】 また、本考案は、構成を改良し、負荷の電圧に応じて自動的に対応する出力電 圧を得ることができる直並列切換回路を提供することを目的とするものである。
【0016】
請求項1記載の考案は、2個の直流電源を直列又は並列に切り換えて、共通陽 極端子,共通陰極端子間に異なる出力電圧を得る直並列切換回路において、2個 の直流電源の各陽極と共通陽極端子との間の一方に順方向に接続した第1のダイ オードと、2個の直流電源の各陰極と共通陰極端子との間の一方に順方向に接続 した第2のダイオードと、一方の直流電源の陰極と他方の直流電源の陽極との間 に接続した所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素子とを具備するも のである。
【0017】 請求項2記載の考案は、2個の直流電源を直列又は並列に切り換えて、共通陽 極端子,共通陰極端子間に異なる出力電圧を得る直並列切換回路において、2個 の直流電源の各陽極と共通陽極端子との間の一方に順方向に接続した第1のダイ オードと、2個の直流電源の各陰極と共通陰極端子との間の一方に順方向に接続 した第2のダイオードと、一方の直流電源の陰極と他方の直流電源の陽極との間 に接続した所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素子と、前記第1又 は第2のダイオードの印加電圧を検出し前記切換素子のMOS−FETのゲート を駆動する電圧検出回路とを具備し、前記共通陽極端子,共通陰極端子間に接続 する負荷の電圧に応じて変化する第1又は第2のダイオードの印加電圧の極性の 変化を前記電圧検出回路により検出し前記切換素子を制御して2個の直流電源を 負荷の電圧に応じて直列又は並列に接続するようにしたものである。
【0018】
上述した請求項1記載の直並列切換回路の作用を以下に説明する。
【0019】 この直並列切換回路の所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素子が オフのとき、2個の直流電源のうちの一方の陽極は直接共通陽極端子に、また、 他方の陽極は順方向に接続した第1のダイオードを介して共通陽極端子に各々接 続される。
【0020】 また、2個の直流電源のうちの一方の陰極は順方向に接続した第2のダイオー ドを介して共通陰極端子に、他方の陰極は直接共通陰極端子に各々接続される。
【0021】 これにより2個の直流電源は並列接続の状態となって、この時の出力電力の損 失は、第1,第2のダイオードの順方向トロップ電圧に依存することになり、従 って、順方向トロップ電圧の小さいダイオードを用いることで並列接続時の出力 電力の損失を従来例よりも小さくできる。
【0022】 次に、所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素子がオンのとき、2 個の直流電源における一方の直流電源の陰極と他方の直流電源の陽極との間は所 要数のMOS−FETのオン抵抗を介して接続され2個の直流電源は直列接続の 状態となるが、この時の出力電力の損失は、所要数のMOS−FETのオン抵抗 の並列接続値に依存することになる。従って、この場合にもMOS−FETの個 数を適切に設定することで直列接続時の出力電力の損失を従来例よりも小さくで きる。
【0023】 さらに、この直並列切換回路によれば、並列から直列への切り換え、直列から 並列への切り換えを行う切換素子として所要数のMOS−FETの並列回路を用 いているので、従来例のような回路の瞬断が無く、これにより切り換え時の電圧 低下を皆無とすることができる。さらに、電磁接触器を用いないので、雑音成分 の発生も無く信頼性を向上できる。
【0024】 請求項2記載の直並列切換回路においては、共通陽極端子,共通陰極端子間に 負荷が接続された場合、電圧検出回路は、前記第1又は第2のダイオードの印加 電圧を検出し、負荷の電圧に応じて前記切換素子を制御して2個の直流電源を直 列又は並列に接続する。この結果、共通陽極端子,共通陰極端子間に負荷を接続 するだけで、その負荷の電圧に応じて自動的に対応する出力電圧を得ることがで きる。
【0025】
以下に、本考案の実施例を詳細に説明する。
【0026】 図1に示す直並列切換回路10は、2個の直流電源(出力電圧Vi)1,2を 直列又は並列に切り換えて、共通陽極端子3,共通陰極端子4間に異なる出力電 圧Vo を得るようになっている。
【0027】 即ち、この直並列切換回路10は、2個の直流電源1,2のうち、直流電源2 の陽極と共通陽極端子3との間に順方向に接続した第1のダイオードD1 と、2 個の直流電源1,2のうち、直流電源1の陰極と共通陰極端子4との間に順方向 に接続した第2のダイオードD2 と、一方の直流電源1の陰極と他方の直流電源 2の陽極との間に接続した所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素子 5と、MOS−FETのソースと一方の直流電源1の陰極との間に接続した逆接 続保護ダイオードDS と、MOS−FETのドレインとソースとの間に接続した 保護ダイオードDT とを具備している。
【0028】 前記切換素子5は、図1においては、MOS−FET1個のみで構成している が、実際にはn個(例えば8個,10個等)並列にして用いるものである。
【0029】 また、MOS−FETとしては、例えば、2SK1522(450V,50A でオン抵抗R=0.1(Ω))を用いる。
【0030】 さらに、前記切換素子5の各MOS−FETは、図示しない素子駆動部による ゲート駆動でオン状態又はオフ状態に制御されるようになっている。
【0031】 次に、上述した構成の直並列切換回路10の動作を図2,図3をも参照して説 明する。
【0032】 この直並列切換回路10の所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素 子5がオフのとき、2個の直流電源1,2のうちの直流電源1の陽極は直接共通 陽極端子3に、また、他方の直流電源2の陽極は順方向に接続した第1のダイオ ードD1 を介して共通陽極端子3に各々接続される。
【0033】 また、2個の直流電源のうちの一方の直流電源1の陰極は、順方向に接続した 第2のダイオードD2 を介して共通陰極端子4に、他方の直流電源1の陰極は直 接共通陰極端子4に各々接続される。
【0034】 これにより2個の直流電源1,2は並列接続の状態となって、この時の出力電 力の損失PLPは、第1,第2のダイオードD1 ,D2 の順方向ドロップ電圧VD に依存することになる。即ち、直流電源1,2が並列接続の状態の時の出力電圧 VO =Vi で、出力電流がIL の時、出力電圧VO の低下分ΔVP は、図2に示 すようにΔVP =(1/2・VD )×2=VD となり、出力電力の損失ΔPLp= (1/2・IL ×VD )×2=IL ×VD となる。
【0035】 従って、順方向トロップ電圧VD の小さい第1,第2のダイオードD1 ,D2 を用いることで並列接続時の出力電力ΔPLpの損失を従来例よりも小さくできる 。
【0036】 次に、所要数のMOS−FETの並列回路からなる切換素子5がオンのとき、 2個の直流電源1,2における一方の直流電源1の陰極と他方の直流電源2の陽 極との間は、所要数のMOS−FETの並列回路のオン抵抗RT を介して接続さ れ、2個の直流電源1,2は直列接続の状態となる。
【0037】 この時の出力電力の損失PLSは、所要数のMOS−FETのオン抵抗RT の並 列接続値に依存することになる。即ち、直流電源1,2が直列接続の状態の時の 出力電圧VO =2Vi で、出力電流がIL の時、出力電圧VO の低下分ΔVS は 、ΔVS =RT ×IL となり、出力電力の損失ΔPLS=RT ×IL 2 となる。
【0038】 MOS−FETとしては、例えば、1個の2SK1522(450V,50A でオン抵抗R=0.1(Ω))を用いた場合、IL =25(A)の時、出力電力 の損失ΔPLS=0.1×252 =62.5(W)となる。
【0039】 従って、この場合にもMOS−FETの個数を例えば10個用いることにより 、切換素子5の抵抗値は0.01(Ω)となって、ΔPLS=6.25(W)と大 幅に減少し、直列接続時の出力電力の損失ΔPLSを従来例よりも小さくできる。
【0040】 さらに、この直並列切換回路10によれば、並列から直列への切り換え、直列 から並列への切り換えを行う切換素子5として所要数のMOS−FETの並列回 路を用いているので、図3に示すように、切り換え時に従来例のような回路の瞬 断が無く、これにより切り換え時の電圧低下を皆無とすることができる。さらに 、電磁接触器を用いないので、雑音成分の発生も無く信頼性を向上できる。
【0041】 次に、本考案の他の実施例を図4,図5を参照して説明する。
【0042】 同図に示す直並列切換回路10Aは、前記直並列切換回路10の構成に前記第 2のダイオードD2 の印加電圧を検出する電圧検出回路11を付加したことが特 徴である。尚、直流電源1,2の出力電圧は各々12(V)として以下の説明を 行う。
【0043】 即ち、電圧検出回路11は、共通陰極端子4と第2のダイオードD2 のカソー ドとの間の印加電圧を検出し、検出した印加電圧の信号を前記切換素子5を構成 するMOS−FETのゲートGに供給してこの切換素子5をオン,オフ駆動する ようになっている。
【0044】 この直並列切換回路10Aの動作を以下に説明する。
【0045】 図4に示すように、共通陽極端子3,共通陰極端子4間に、充電すべき12( V)の電圧の負荷としてのバッテリーBを接続すると、このバッテリーBの電圧 と前記直流電源1の出力電圧とは等しいため、前記直流電源1の実質的な極性変 動はなく、この結果、第2のダイオードD2 のアノードはプラス、カソードはマ イナスの状態を維持する。この第2のダイオードD2 の印加電圧の極性は前記電 圧検出回路11により検出され、この結果、MOS−FETのゲートGはマイナ スとなり、切換素子5はオフ状態となる。
【0046】 これにより、前記直流電源1,2は並列接続の状態で共通陽極端子3,共通陰 極端子4間に12(V)の出力電圧を供給し、12(V)のバッテリーBを自動 的に充電する。
【0047】 一方、図5に示すように、共通陽極端子3,共通陰極端子4間に、充電すべき 24(V)の電圧のバッテリーBを接続すると、このバッテリーBの電圧の方が 前記直流電源1の出力電圧よりも高いため、前記直流電源1に実質的な極性変動 が生じ、この結果、第2のダイオードD2 のアノードはマイナス、カソードはプ ラスの状態となる。この第2のダイオードD2 の印加電圧の極性は前記電圧検出 回路11により検出され、この結果、MOS−FETのゲートGはプラスとなり 、切換素子5はオン状態となる。
【0048】 これにより、前記直流電源1,2は既述した如く直列接続の状態となり共通陽 極端子3,共通陰極端子4間に24(V)の出力電圧を供給し、24(V)のバ ッテリーBを自動的に充電する。
【0049】 本考案は、上述した実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種 々の変形が可能である。
【0050】
以上詳述した本考案によれば、上述した構成としたので、並列,直列の切り換 え時においても出力電圧の電圧低下が無く、また、雑音成分が混入することも無 く信頼性の高い直並列切換回路を提供することができる。
【0051】 また、本考案によれば、負荷の電圧に応じて自動的に対応する出力電圧を得る ことができ、異なる電圧の複数のバッテリーの充電等に好適な直並列切換回路を 提供することができる。
【図1】本考案の実施例を示す回路図
【図2】本実施例の直並列切換回路の出力電圧の低下状
態を示すグラフ
態を示すグラフ
【図3】本実施例の直並列切換回路のMOS−FET、
出力電圧、第1,第2のダイオードの電圧及び第1,第
2のダイオードの電流の関係を示すタイミングチャート
出力電圧、第1,第2のダイオードの電圧及び第1,第
2のダイオードの電流の関係を示すタイミングチャート
【図4】本考案の実施例の他例を示す回路図
【図5】本考案の実施例の他例を示す回路図
【図6】従来の直並列切換回路の回路図
【図7】従来の直並列切換回路の出力電圧の低下状態を
示すグラフ
示すグラフ
【図8】従来の直並列切換回路の電磁接触器の動作,出
力電圧の関係を示すタイミングチャート
力電圧の関係を示すタイミングチャート
1 直流電源 2 直流電源 3 共通陽極端子 4 共通陰極端子 5 切換素子 10 直並列切換回路 10A 直並列切換回路 D1 第1のダイオード D2 第2のダイオード
Claims (2)
- 【請求項1】 2個の直流電源を直列又は並列に切り換
えて、共通陽極端子,共通陰極端子間に異なる出力電圧
を得る直並列切換回路において、2個の直流電源の各陽
極と共通陽極端子との間の一方に順方向に接続した第1
のダイオードと、2個の直流電源の各陰極と共通陰極端
子との間の一方に順方向に接続した第2のダイオード
と、一方の直流電源の陰極と他方の直流電源の陽極との
間に接続した所要数のMOS−FETの並列回路からな
る切換素子とを具備することを特徴とする直並列切換回
路。 - 【請求項2】 2個の直流電源を直列又は並列に切り換
えて、共通陽極端子,共通陰極端子間に異なる出力電圧
を得る直並列切換回路において、2個の直流電源の各陽
極と共通陽極端子との間の一方に順方向に接続した第1
のダイオードと、2個の直流電源の各陰極と共通陰極端
子との間の一方に順方向に接続した第2のダイオード
と、一方の直流電源の陰極と他方の直流電源の陽極との
間に接続した所要数のMOS−FETの並列回路からな
る切換素子と、前記第1又は第2のダイオードの印加電
圧を検出し前記切換素子のMOS−FETのゲートを駆
動する電圧検出回路とを具備し、前記共通陽極端子,共
通陰極端子間に接続する負荷の電圧に応じて変化する第
1又は第2のダイオードの印加電圧の極性の変化を前記
電圧検出回路により検出し前記切換素子を制御して2個
の直流電源を負荷の電圧に応じて直列又は並列に接続す
ることを特徴とする直並列切換回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1575493U JPH0677442U (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 直並列切換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1575493U JPH0677442U (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 直並列切換回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0677442U true JPH0677442U (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=11897571
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1575493U Pending JPH0677442U (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 直並列切換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0677442U (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001128452A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-05-11 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 定電力出力直流電源装置及びその制御方式 |
JP2005224067A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
CN113890370A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 西安领充创享新能源科技有限公司 | 串并联切换电路控制方法、装置、控制器及存储介质 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63154020A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-27 | 日本電信電話株式会社 | Mos−fet選択遮断回路 |
JPH03243119A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | オア回路 |
-
1993
- 1993-03-31 JP JP1575493U patent/JPH0677442U/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63154020A (ja) * | 1986-12-15 | 1988-06-27 | 日本電信電話株式会社 | Mos−fet選択遮断回路 |
JPH03243119A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | オア回路 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001128452A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-05-11 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | 定電力出力直流電源装置及びその制御方式 |
JP4497600B2 (ja) * | 1999-10-28 | 2010-07-07 | 新電元工業株式会社 | 定電力出力直流電源装置の制御方式 |
JP2005224067A (ja) * | 2004-02-09 | 2005-08-18 | Shindengen Electric Mfg Co Ltd | スイッチング電源装置 |
CN113890370A (zh) * | 2021-09-29 | 2022-01-04 | 西安领充创享新能源科技有限公司 | 串并联切换电路控制方法、装置、控制器及存储介质 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0769749B2 (ja) | 直流電源回路 | |
JP3220100B2 (ja) | 電源供給回路および電源供給方法 | |
CN110460226A (zh) | 开关电源装置 | |
CN110365202B (zh) | 无桥pfc转换器及其控制方法和封装式ic装置 | |
JPH0677442U (ja) | 直並列切換回路 | |
JPH03243119A (ja) | オア回路 | |
JP3680147B2 (ja) | 電源装置 | |
JPH0541397U (ja) | 電圧型半導体素子駆動装置 | |
JP4151163B2 (ja) | Mosトランジスタのドライブ回路 | |
JPH05276688A (ja) | 2次電池の負荷回路 | |
JP3948530B2 (ja) | 充電回路及び時計回路 | |
JP2021025855A (ja) | 電圧測定装置 | |
JPH10174298A (ja) | 充電型直流電源回路 | |
JP3461678B2 (ja) | 直流電力供給装置及びその制御方法 | |
CN210669882U (zh) | 一种维也纳拓扑驱动的辅助电源电路 | |
JP2571014B2 (ja) | 固定2電圧直流電源装置 | |
CN210669566U (zh) | 一种带防反接功能的串并联切换电路 | |
JP3156693B2 (ja) | 突入電流防止回路 | |
JP3361953B2 (ja) | ブリッジインバータ回路 | |
JP2661331B2 (ja) | ベース駆動回路用電源回路 | |
JPH07183086A (ja) | 負荷動作回路 | |
JP2004072811A (ja) | Mosfet並列接続回路を有する制御回路 | |
JP2004297860A (ja) | 充電制御装置及び充電制御方法 | |
JPH1118444A (ja) | インバータ主素子のドライブ電源回路 | |
JP2002335681A (ja) | インバータ駆動回路 |