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公開番号2021168528
公報種別公開特許公報(A)
公開日20211021
出願番号2020070109
出願日20200408
発明の名称直流電源
出願人ニチコン株式会社
代理人個人
主分類H02M 3/28 20060101AFI20210924BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】単一の電源であって、ワールドワイドの交流電圧に対応し、かつ複数の出力から出力電圧が選択できる直流電源を提供する。
【解決手段】複数の出力を備えた直流電源であって、トランスと、トランスの1次側に接続されたスイッチング素子と、トランスの2次側に接続された直流化回路とを備え、トランスの2次側は少なくとも第1の巻線と第2の巻線とを有する複数の巻線で構成され、直流化回路は、第1の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第1の直流化手段と、第2の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第2の直流化手段とを有し、第1の直流化手段の出力電圧と、第1の直流化手段の出力電圧と第2の直流化手段の出力電圧との和電圧からなる出力電圧とを複数の出力として選択的に出力可能となっている出力電圧選択部と、出力電圧選択部から出力される出力電圧が保持されるよう電圧を制御する出力電圧制御回路とをさらに備えることを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
複数の出力を備えた直流電源であって、
トランスと、
前記トランスの1次側に接続されたスイッチング素子と、
前記トランスの2次側に接続された直流化回路と
を備え、
前記トランスの2次側は少なくとも第1の巻線と第2の巻線とを有する複数の巻線で構成され、
前記直流化回路は、前記第1の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第1の直流化手段と、前記第2の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第2の直流化手段とを有し、
前記第1の直流化手段の出力電圧と、前記第1の直流化手段の出力電圧と前記第2の直流化手段の出力電圧との和電圧からなる出力電圧とを複数の出力として選択的に出力可能となっている出力電圧選択部と、
前記出力電圧選択部から出力される出力電圧が保持されるよう電圧を制御する出力電圧制御回路と
をさらに備えることを特徴とする直流電源。
続きを表示(約 910 文字)【請求項2】
請求項1に記載の直流電源であって、
前記出力電圧選択部は、コネクタまたはスイッチであることを特徴とする直流電源。
【請求項3】
請求項1または2に記載の直流電源であって、
前記出力電圧制御回路はシャントレギュレータと前記シャントレギュレータの設定電圧を決定する複数の出力電圧検出抵抗とを有し、
前記出力電圧選択部は、出力電圧が選択されるとき、前記出力電圧検出抵抗の接続状態が同時に切替えられるように構成され、
前記出力電圧制御回路は、選択された出力電圧に応じた前記設定電圧によって出力電圧を制御することを特徴とする直流電源。
【請求項4】
請求項1ないし3のいずれかに記載の直流電源であって、
前記出力電圧選択部によって選択される出力電圧にかかわらず、前記スイッチング素子のDUTYの制御範囲が等しくなるように前記トランス2次側の複数の巻線の巻数比が設定されていることを特徴とする直流電源。
【請求項5】
請求項1ないし4のいずれかに記載の直流電源であって、
前記トランスの2次側は前記第1の巻線および前記第2の巻線に加えて第3の巻線を有する複数の巻線で構成され、
前記直流化回路は、前記第3の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第3の直流化手段をさらに有し、
前記出力電圧選択部は、前記第1の直流化手段の出力電圧と、前記第1の直流化手段の出力電圧と前記第2の直流化手段の出力電圧との和電圧からなる出力電圧と、前記第1の直流化手段の出力電圧と前記第2の直流化手段の出力電圧と前記第3の直流化手段の出力電圧との和電圧からなる出力電圧とを複数の出力として選択的に出力可能となっていることを特徴とする直流電源。
【請求項6】
請求項1ないし5のいずれかに記載の直流電源であって、
前記トランスの1次側巻線の巻数と2次側の前記第1の巻線の巻数比は、前記スイッチング素子のコントロールICが制御可能なDUTYの範囲内となるように設定されていることを特徴とする直流電源。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、直流電源に関し、詳しくはワールドワイドの交流電圧に対応した直流電源であり複数の出力を備え該出力が選択できる出力電圧選択機能付き直流電源に関する。
続きを表示(約 2,200 文字)【背景技術】
【0002】
複数の出力を備えた直流電源は、日本国内に限らず海外でも使用されているが、国内と海外の両方で使用できる単一の電源は、国内用および海外用の交流電圧に対応する必要がある。このワールドワイド入力仕様に対応でき、かつ複数の直流出力を備えそれらを選択できる直流電源は、通常スイッチング素子のオンオフ時間の制限により単一の電源で実現することが難しく、複数の電源を使用せざるを得ない状況となっている。
そのため、複数の出力を備える直流電源で、ワールドワイド入力仕様に対応できかつ単一の電源であれば、国内のみならず国内とは商用電源の電圧が異なる海外においても使用可能となり、使いやすい直流電源となる。
また、この種の直流電源に対しては、瞬時的な停電にも出力を保持できるよう保持時間の延長要求も高まっている。
【0003】
特許文献1には、電源供給回路および画像形成装置の発明が開示されているが、この特許文献には、図13(特許文献1では図2)に示すように、出力電圧を外部からの信号により切り替える電源である。この発明の切替電圧は24Vと6Vであり、電圧24Vは通常の負荷で使用されるが、電圧6Vは待機電圧として用いられもので通常の負荷で使用される電圧ではない。
また、出力電圧24Vと出力電圧6Vは、電源に使用されているトランスの2次側1巻線で制御するため、DUTY、すなわちトランス1次側のスイッチング素子の周期Tに対するオン時間TONの比(TON/T)の広い制御範囲で使用する必要があった(DUTYの制御範囲については後述する)。
【0004】
また、入力電圧範囲が広い、例えばPFC(Power Factor Correction)回路が付いていないコンデンサインプット整流方式の入力電圧がAC85V〜264V、またはトランスのDC入力電圧が3倍以上変動する電源で、かつ異なる出力電圧(例えば、出力電圧12Vと出力電圧36V)のいずれかを選択して出力するような場合、単一の電源では構成が困難なことから、異なる出力電圧を持った単一のDC/DC直流電源が2系統必要となっていた。この場合、実装面積が大きく、コスト面でも高くなるという問題がある。
【0005】
図14は、その単一のDC/DC直流電源が2系統必要となる構成を示す回路図である。図14に示すように、この電源は、コントロールIC(CONT11、CONT21)、スイッチング素子(Q11、Q21)、トランス(T11、T21)、過電圧検出回路(PC11、PC21を含む周辺回路)、出力電圧制御回路(SR11、SR21を含む周辺回路)等を持った単一のDC/DC直流電源が2系統で構成されており、スイッチSWで何れか1系統の出力を選択する。ただ、この方式では実装面積が大きくコストが高くなり、さらにどちらか1系統のみのDC/DC直流電源を出力へ供給し、その間はもう一方の系統は休止しているため稼働状況の観点から無駄が生じ効率的ではないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2011―97792号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記の課題を解決するために、単一の電源であって、ワールドワイドの交流電圧に対応し、かつ複数の出力電圧を備え該出力電圧が選択できる直流電源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、直流電源に使用されるトランスの2次側は複数の巻線を備え、複数の巻線により重畳された出力電圧が選択可能なワールドワイド入力仕様の直流電源である。
すなわち、複数の出力を備えた直流電源であって、トランスと、トランスの1次側に接続されたスイッチング素子と、トランスの2次側に接続された直流化回路とを備え、トランスの2次側は少なくとも第1の巻線と第2の巻線とを有する複数の巻線で構成され、直流化回路は、第1の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第1の直流化手段と、第2の巻線に誘起された誘起電圧を直流化する第2の直流化手段とを有し、第1の直流化手段の出力電圧と、第1の直流化手段の出力電圧と第2の直流化手段の出力電圧との和電圧からなる出力電圧とを複数の出力として選択的に出力可能となっている出力電圧選択部と、出力電圧選択部から出力される出力電圧が保持されるよう電圧を制御する出力電圧制御回路とをさらに備えることを特徴とする直流電源である。
【0009】
このように構成することで、1の巻線による電圧と複数の巻線による重畳された電圧を発生させ、これらの複数の電圧を選択して出力することにより、ワールドワイドの交流電圧に対応した複数の出力を備えた直流電源をコンパクトかつ低コストで構成することができる。
【0010】
この直流電源の出力電圧選択部は、コネクタまたはスイッチであることを特徴とする。
この構成により、直流電源の出力電圧は、コネクタやスイッチにより、容易な操作で選択することができる。
(【0011】以降は省略されています)

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