特許ウォッチ

公開番号2025060156
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2023170708
出願日2023-09-29
発明の名称直流電源回路
出願人株式会社ダイヘン
代理人弁理士法人酒井国際特許事務所
主分類H02M 3/28 20060101AFI20250403BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の電圧源のそれぞれに接続される電圧変換回路の間の電力アンバランスを抑制して所望の直流電力を出力する。
【解決手段】実施形態の直流電源回路は、それぞれが、対応する外部電圧源から出力された直流電圧の電圧値を第1所定電圧値に調整して出力する第1電圧調整回路、第1電圧調整回路から出力された直流電圧の電圧値を第2所定電圧値に調整して出力する第2電圧調整回路、第2電圧調整回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路、インバータ回路から出力された交流電圧を絶縁して伝送するためのトランス及びトランスの出力電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路を有するn個(n:2以上の整数)の電圧変換回路と、n個の電圧変換回路と負荷との間の電圧を外部出力電圧として検出する外部出力電圧検出回路と、を備え、直流電源回路は、n個の電圧変換回路の各整流回路の出力端子を直列接続することによってn個の電圧変換回路から出力する直流電圧を合成した外部出力電圧を生成する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
入力する直流電圧の電圧値を所定の電圧値に変換して負荷に向けて出力する直流電源回路であって、
それぞれが、対応する外部電圧源から出力された直流電圧の電圧値を第１所定電圧値になるように電圧調整して出力する第１電圧調整回路、前記第１電圧調整回路から出力された直流電圧の電圧値を第２所定電圧値になるように電圧調整して出力する第２電圧調整回路、前記第２電圧調整回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路、前記インバータ回路から出力された交流電圧を絶縁して伝送するためのトランス及び前記トランスの出力電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路を有するｎ個（ｎ：２以上の整数）の電圧変換回路と、
前記ｎ個の電圧変換回路と前記負荷との間の電圧を外部出力電圧として検出する外部出力電圧検出回路と、を備え、
前記直流電源回路は、前記ｎ個の電圧変換回路の各整流回路の出力端子を直列接続することによって前記ｎ個の電圧変換回路から出力する直流電圧を合成した前記外部出力電圧を生成するように構成され、
前記ｎ個の電圧変換回路のそれぞれの第２電圧調整回路は、前記外部出力電圧検出回路で検出した前記外部出力電圧の電圧値がそれぞれ入力され、前記外部出力電圧の電圧値に基づいて前記第１電圧調整回路から出力された直流電圧の電圧値を前記第２所定電圧値になるように電圧調整して出力する、
直流電源回路。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
各前記電圧変換回路に含まれる前記第１電圧調整回路、前記第２電圧調整回路、前記インバータ回路、前記トランス及び前記整流回路は、ｎ個とも同じ構成である、
請求項１に記載の直流電源回路。
【請求項３】
前記第１電圧調整回路に対応する前記外部電圧源は、それぞれ異なる電圧源である、
請求項１又は請求項２に記載の直流電源回路。
【請求項４】
前記第１電圧調整回路は、
当該第１電圧調整回路の出力電圧の電圧値を検出する第１電圧検出回路と、
前記第１電圧検出回路の検出結果に基づいて前記対応する前記外部電圧源から出力された直流電圧の電圧値を前記第１所定電圧値になるように電圧調整する第１チョッパと、
を備えた請求項１に記載の直流電源回路。
【請求項５】
前記トランス及び前記整流回路は、各前記電圧変換回路に複数組が備わっており、
前記複数組の各トランスは、一次側巻線が同じ電圧を入力するように並列接続されているとともに、二次側巻線が対応する整流回路に接続されており、
前記複数組の各整流回路は、出力端子を直列接続することによって前記複数組のうちの各整流回路から出力する直流電圧を合成するように構成されている、
請求項１に記載の直流電源回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源回路に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、複数の入力を有し、負荷に直流電力を供給する直流電源装置が知られている。
このような直流電源装置として、例えば、独立した２個の電圧源から電力供給を受け、負荷に電力を出力するために、各電圧源にそれぞれ電圧変換回路を接続し、２次側で並列接続して、所定の出力電圧の直流電力として出力する回路構成が提案されている。
【０００３】
この場合において、電圧変換回路は、出力電圧を制御するためのフィードバック回路と、フィードバック信号を受けて電圧を制御するチョッパと、１次側－２次側を絶縁するためのインバータ回路及びトランスと、トランスからの出力を平滑する整流回路とを備えていた。
【０００４】
また、直流電源装置として、直列共振コンバータ方式を用いた直流電源装置が知られている。直列共振コンバータ方式を用いた直流電源装置は、大電力を出力することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３-２３６５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように大出力化を意図し、複数の電圧源から電力供給を受けて負荷に電圧を出力する従来の直流電源装置においては、入力電圧源間の電圧差や、回路定数のばらつきにより、それぞれの電圧源に接続される電圧変換回路の電力アンバランスが発生する可能性があった。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の電圧源のそれぞれに接続される電圧変換回路の間の電力アンバランスを抑制して所望の直流電力を出力することができる直流電源回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の直流電源回路は、入力する直流電圧の電圧値を所定の電圧値に変換して負荷に向けて出力する直流電源回路であって、それぞれが、対応する外部電圧源から出力された直流電圧の電圧値を第１所定電圧値になるように電圧調整して出力する第１電圧調整回路、前記第１電圧調整回路から出力された直流電圧の電圧値を第２所定電圧値になるように電圧調整して出力する第２電圧調整回路、前記第２電圧調整回路から出力された直流電圧を交流電圧に変換するインバータ回路、前記インバータ回路から出力された交流電圧を絶縁して伝送するためのトランス及び前記トランスの出力電圧を整流して直流電圧に変換する整流回路を有するｎ個（ｎ：２以上の整数）の電圧変換回路と、前記ｎ個の電圧変換回路と前記負荷との間の電圧を前記外部出力電圧として検出する外部出力電圧検出回路と、を備え、前記直流電源回路は、前記ｎ個の電圧変換回路の各整流回路の出力端子を直列接続することによって前記ｎ個の電圧変換回路から出力する直流電圧を合成した前記外部出力電圧を生成するように構成され、
前記ｎ個の電圧変換回路のそれぞれの第２電圧調整回路は、前記外部出力電圧検出回路で検出した前記外部出力電圧の電圧値がそれぞれ入力され、前記の電圧値に基づいて前記第１電圧調整回路から出力された直流電圧の電圧値を前記第２所定電圧値になるように電圧調整して出力する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各インバータ回路にかかる電圧と電流が等しくなるため、各電圧変換回路の電力バランスが改善されることから、電力効率の向上と電源の小型化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施形態の原理説明図である。
図２は、第１実施形態の具体的回路例の説明図である。
図３は、比較例の説明図である。
図４は、比較例の動作シミュレーション結果の説明図（その１）である。
図５は、比較例の動作シミュレーション結果の説明図（その２）である。
図６は、比較例の動作シミュレーション結果の説明図（その３）である。
図７は、実施形態の動作シミュレーション結果の説明図（その１）である。
図８は、実施形態の動作シミュレーション結果の説明図（その２）である。
図９は、実施形態の動作シミュレーション結果の説明図（その３）である。
図１０は、第１実施形態の変形例の具体的回路例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許