[go: up one dir, main page]

JP2005006398A - Ac/dc converter - Google Patents

Ac/dc converter Download PDF

Info

Publication number
JP2005006398A
JP2005006398A JP2003166691A JP2003166691A JP2005006398A JP 2005006398 A JP2005006398 A JP 2005006398A JP 2003166691 A JP2003166691 A JP 2003166691A JP 2003166691 A JP2003166691 A JP 2003166691A JP 2005006398 A JP2005006398 A JP 2005006398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
smoothing
capacity capacitor
converter
circuit
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
Application number
JP2003166691A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Ogawa
裕司 尾川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Flying Mole Corp
Original Assignee
Flying Mole Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Flying Mole Corp filed Critical Flying Mole Corp
Priority to JP2003166691A priority Critical patent/JP2005006398A/en
Publication of JP2005006398A publication Critical patent/JP2005006398A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive lightweight and compact AC-DC converter. <P>SOLUTION: The AC-DC converter comprises a means for rectifying an input AC voltage having such properties as an amplitude increases as a frequency increases, a smoothing means having a plurality of smoothing capacitors of different capacities and breakdown voltages and outputting a DC voltage by smoothing a rectified voltage from the rectifying means, and a capacity control means for monitoring the state of the rectified voltage and switching the total capacity of the smoothing means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は交流/直流変換装置に関し、例えば、発電機等から出力される電圧及び周波数が変化する(例えば回転数に応じて変化する)交流電圧を入力して直流電圧を出力する交流/直流変換装置に適用し得るものである。
【0002】
【従来の技術】
交流/直流変換装置として、周波数及び電圧がほぼ一定の商用交流電源を入力として直流電源を得るものは多く、種々の工夫がなされている(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】特開平07−284269号公報
しかし、周波数及び電圧が変動する交流電圧が入力の交流/直流変換装置も存在する。例えば、ガソリンエンジンを始動させチャージコイル(発電機に相当する)より出力される交流電圧を安定した直流電圧に変換する電源装置(交流/直流変換装置)も存在する。このような発電機からの交流電圧は、その実効値及び周波数が発電機の回転数にほぼ比例している。
【0004】
このような用途で適用される交流/直流変換装置も、通常の交流/直流変換装置と同様に、交流電圧を整流した後、平滑用コンデンサで平滑して直流に変換している。
【0005】
ここで、平滑用コンデンサは、回転数が遅いときの低周波数、低電圧に応じるため大容量のものとなされており、回転数が速いときの高周波数、高電圧に応じるため高い耐圧のものとなされている。すなわち、高耐圧、大容量のコンデンサを適用していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、高耐圧、大容量のコンデンサは、実際上、嵩も大きく重く、しかも、高価なものであり、交流/直流変換装置の小型化などを制限するものとなっていた。
【0007】
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであり、周波数及び電圧が変動する交流電圧を直流電圧に変換する、軽量、コンパクトで安価な交流/直流変換装置を提供しようとしたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明の交流/直流変換装置は、(1)周波数が高くなるほど振幅が大きくなる性質を有する、入力された交流電圧を整流する整流手段と、(2)この整流手段からの整流電圧を平滑して直流電圧を出力する、容量、耐圧が異なる複数の平滑用コンデンサを有する平滑手段と、(3)上記整流電圧の状態を監視し、上記平滑手段での全体容量を切り換える容量制御手段とを有することを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
(A)第1の実施形態
以下、本発明による交流/直流変換装置の第1の実施形態を図面を参照しながら詳述する。
【0010】
図1が、第1の実施形態の交流/直流変換装置の構成を示す回路図である。第1の実施形態の交流/直流変換装置は、整流回路3、基準電源4、比較回路5、スイッチ6、低耐圧大容量コンデンサ7、高耐圧小容量コンデンサ8及び電圧安定化回路9を有し、入力端子2A、2Bを介して入力された交流電源1を直流に変換するものである。
【0011】
交流電源1は、例えば、発電機が該当し、その交流電圧は、周波数が低いときに振幅(言い換えると実効値)が小さく周波数が高いときに振幅が大きくなるものである。発電機(交流電源1)が、回転速度0から所定の回転速度へ徐々に回転速度を増していくと、それに伴い、交流電圧の周波数も徐々に大きくなっていく(振幅も同様)。逆に、発電機(交流電源1)が、所定の回転速度から回転速度0へ徐々に回転速度を落としていくと、それに伴い、交流電圧の周波数も徐々に小さくなっていく(振幅も同様)。
【0012】
整流回路3は、入力端子2A、2Bを介して入力された上述した性質を有する交流電圧を整流するものであり、全波整流回路、半波整流回路のいずれを適用しても良い。
【0013】
低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8は共に、平滑用コンデンサとして設けられているものである。低耐圧大容量コンデンサ7が、例えば、耐圧が35V、容量が1000μFであり、高耐圧小容量コンデンサ8が、例えば、耐圧が100V、容量が180μFである。低耐圧大容量コンデンサ7の耐圧は、整流回路3の出力電圧(脈流電圧)の取り得る最大値電圧より低くても良い。
【0014】
低耐圧大容量コンデンサ7には直列にスイッチ6が設けられており、スイッチ6がオン状態では、低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8は並列回路を構成する。
【0015】
比較回路5は、整流回路3の高電圧側の出力ラインLHの電圧と基準電源4の電圧とを比較してスイッチ6をオンオフ制御するものである。
【0016】
比較回路5は、例えば、オペアンプ等を利用したものであっても良く、その具体的な構成は問われないものである。比較回路5は、出力ラインLHの電圧が基準電源4の電圧以下ではスイッチ6をオンさせて低耐圧大容量コンデンサ7も平滑用として機能させる。また、比較回路5は、出力ラインLHの電圧が基準電源4の電圧より大きいときにはスイッチ6をオフさせて低耐圧大容量コンデンサ7を切り離す。この場合には、高耐圧小容量コンデンサ8だけが平滑用として機能する。
【0017】
電圧安定化回路9は、例えば、3端子レギュレータやスイッチングレギュレータが該当し、平滑された直流電圧をより安定化させるものである。電圧安定化回路9として、集積回路で構成されたものを適用でき、このようにすると、小型化に寄与できる。
【0018】
交流電源1が発電機である場合において、発電機の起動直後では回転速度が遅く、その出力交流電圧は、周波数及び振幅(実効値)共に小さく、整流回路3からの出力電圧(脈流電圧(実効値))も小さい。そのため、比較回路5はスイッチ6をオン状態のままとし、低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8の並列回路によって平滑が行われ、その平滑電圧が、電圧安定化回路9によって安定化されて出力される。
【0019】
発電機の回転速度が徐々に速くなっていくと、その出力交流電圧の周波数及び振幅(実効値)も徐々に大きくなり、整流回路3からの出力電圧(脈流電圧(実効値))も徐々に大きくなる。整流回路3からの出力電圧の増大により、基準電源4の電圧と大小関係が逆転するタイミングが生じる。このとき、比較回路5はスイッチ6をオフに切り換える。その結果、低耐圧大容量コンデンサ7が切り離され、高耐圧小容量コンデンサ8のみによって平滑が行われ、その平滑電圧が、電圧安定化回路9によって安定化されて出力される。
【0020】
この高耐圧小容量コンデンサ8のみによる平滑状態は、発電機の回転速度が所定速度に達した以降も継続する。
【0021】
発電機を停止させる移行時には、回転速度が徐々に小さくなっていくので、その途中で、スイッチ6がオンに変化する時点が生じ、その時点以降、低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8の並列回路によって平滑が行われる。
【0022】
第1の実施形態によれば、低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8を利用して平滑するようにしたので、高耐圧大容量のコンデンサを適用していた従来と比較すると、部品点数は増えたものの、軽量、コンパクトで安価な交流/直流変換装置を実現できる。
【0023】
入力交流電圧が低周波数、低振幅のときには、低周波数に応じるべく、平滑回路の時定数を大きくする(言い換えると容量を大きくする)必要があるが、このときは、低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8の並列回路が機能しているので、かかる要求を満たしている。
【0024】
入力交流電圧が高周波数、高振幅のときには、平滑回路の時定数を小さくて(言い換えると容量を小さくて)良い。従って、高耐圧小容量コンデンサ8で充分平滑することができる。入力交流電圧が高周波数、高振幅のときには、高耐圧小容量コンデンサ8だけが機能し、低耐圧大容量コンデンサ7が機能しないので、低耐圧大容量コンデンサ7が低耐圧であっても問題が生じることはない。
【0025】
(B)第2の実施形態
次に、本発明による交流/直流変換装置の第2の実施形態を図面を参照しながら詳述する。第2の実施形態は、上記第1の実施形態より具体的な構成で示したものである。
【0026】
図2は、第2の実施形態の交流/直流変換装置の構成を示す回路図であり、図1との同一、対応部分には、同一符号を付して示している。
【0027】
交流電源1の出力交流電圧は、入力端子2A、2Bを介して、4個のダイオードD1〜D4でなるダイオードブリッジ回路(3)に入力されて全波整流される。
【0028】
低耐圧大容量コンデンサC1(7)には、直列のスイッチング素子としてPMOSトランジスタQ1のソース、ドレインが直列に介挿されている。低耐圧大容量コンデンサC1及びPMOSトランジスタQ1(6)の直列回路には、並列に、高耐圧小容量コンデンサC2(8)が接続されている。
【0029】
ダイオードブリッジ回路D1〜D4の高電圧側の出力ラインLHと低電圧側の出力ラインLLとの間には、抵抗R1及びN型のバイポーラトランジスタQ2のコレクタ、エミッタが直列に接続されている。また、出力ラインLHと出力ラインLLとの間には、1又は複数のツェナーダイオードZD(4)、及び、抵抗R2が直列に接続されている。ツェナーダイオードZD及び抵抗R2の接続点は、抵抗R3を介してトランジスタQ2のベースに接続されている。抵抗R1とトランジスタQ2のコレクタとの接続点は、トランジスタQ1のゲートに接続されている。
【0030】
1又は複数のツェナーダイオードZDは機能的には第1の実施形態で説明した基準電圧を与えるものである。
【0031】
両出力ラインLH及びLL間の電圧(脈流電圧)が小さいときには、ツェナーダイオードZDには電流が流れず、トランジスタQ2のベース電圧はほぼ出力ラインLLの電位になってトランジスタQ2がオフし、その結果、プルアップ抵抗R1を介して、トランジスタQ1のゲートに高電位が印加され、トランジスタQ1はオンする。
【0032】
一方、両出力ラインLH及びLL間の電圧(脈流電圧)が大きいときには(ツェナーダイオードZDの降伏電圧以上になると)、ツェナーダイオードZDにツェナー電流が流れ、抵抗R2での両端電圧が大きくなって、トランジスタQ2がオンし、その結果、トランジスタQ1はオフする。
【0033】
第2の実施形態は、第1の実施形態より具体的に示しているが、第1の実施形態と同様な動作を行い、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【0034】
(C)第3の実施形態
次に、本発明による交流/直流変換装置の第3の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【0035】
図3は、第3の実施形態の交流/直流変換装置の構成を示す回路図であり、図1との同一、対応部分には、同一符号を付して示している。
【0036】
第3の実施形態の交流/直流変換装置は、第1の実施形態のオンオフスイッチ6に代え、切換スイッチ6を適用したものである。切換スイッチ6は、整流回路3からの出力電圧が小さいときには、低耐圧大容量コンデンサ7のみを機能させ、整流回路3からの出力電圧が大きいときには、高耐圧小容量コンデンサ8のみを機能させるように切換動作する。
【0037】
第3の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。
【0038】
(D)第4の実施形態
次に、本発明による交流/直流変換装置の第4の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【0039】
上述した第1の実施形態は、平滑回路での容量を2段階で切り換えるものであったが、この第4の実施形態は、平滑回路での容量を3段階で切り換えるものである。
【0040】
図4は、第4の実施形態の交流/直流変換装置の構成を示す回路図であり、図1との同一、対応部分には、同一符号を付して示している。
【0041】
この第4の実施形態の場合、低耐圧大容量コンデンサ7及び高耐圧小容量コンデンサ8に加え、中耐圧中容量コンデンサ10を備えている。中耐圧中容量コンデンサ10には、スイッチ11が直列に接続されており、このスイッチ11は、基準電源12及び比較回路13の機能により、オンオフ制御される。
【0042】
この第4の実施形態の場合、入力交流電圧は、周波数及び振幅の大小により3個の範囲に区分されている。周波数及び振幅が小さい範囲では、スイッチ6及び11を共にオンさせ、低耐圧大容量コンデンサ7、中耐圧中容量コンデンサ10及び高耐圧小容量コンデンサ8の全てを機能させて平滑させる。周波数及び振幅が中間の範囲では、スイッチ6をオフ、スイッチ11をオンさせ、中耐圧中容量コンデンサ10及び高耐圧小容量コンデンサ8を機能させて平滑させる。周波数及び振幅が大きい範囲では、スイッチ6及び11を共にオフさせ、高耐圧小容量コンデンサ8のみを機能させて平滑させる。
【0043】
第4の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。さらに、第4の実施形態では、平滑回路での容量をより滑らかに切り換えることが期待できる。
【0044】
(E)第5の実施形態
次に、本発明による交流/直流変換装置の第4の実施形態を図面を参照しながら簡単に説明する。
【0045】
図5は、第5の実施形態の交流/直流変換装置の構成を示す回路図であり、図1との同一、対応部分には、同一符号を付して示している。
【0046】
第5の実施形態では、電圧安定化回路9が省略され、その代わりに、回転制御部14が設けられている。なお、第5の実施形態では、交流電源1が発電機の場合である。
【0047】
回転制御部14は、例えば、マイコン等でなり、出力ラインLH及びLL間の電圧、又は、交流周波数に基づいて、発電機(交流電源1)の回転速度を制御する。
【0048】
例えば、回転速度が所定速度に達した後の出力電圧の安定化が必要な段階において、回転制御部14は、出力ラインLH及びLL間の電圧が所定電圧より低くなると、回転速度を高めるように制御し、出力ラインLH及びLL間の電圧が所定電圧より高くなると、回転速度を低めるように制御する。すなわち、回転速度の制御を通じて、出力ラインLH及びLL間の電圧の安定化を行う。これにより、電圧安定化回路9が省略可能となっている。
【0049】
第5の実施形態によっても、第1の実施形態と同様な効果を奏することができる。さらに、第5の実施形態では、電圧安定化回路9の省略により、より一段の小型化が期待できる。
【0050】
(F)他の実施形態
上記各実施形態では、整流後の電圧に基づいて、スイッチ等の切換タイミングを判断するものを示したが、他のパラメータによって判断するようにしても良い。例えば、交流入力電圧自体をモニタして、スイッチ等の切換タイミングを判断するようにしても良く、交流電源1が発電機である場合には、回転速度をモニタして、スイッチ等の切換タイミングを判断するようにしても良い。
【0051】
交流入力電圧が周波数に比例(ほぼ比例でも良い)して振幅も増大する性質を有するならば、本発明の交流/直流変換装置の用途は問われないものである。
【0052】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、周波数及び電圧が変動する交流入力電圧を直流電圧に変換する、軽量、コンパクトで安価な交流/直流変換装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の交流/直流変換装置を示す回路図である。
【図2】第2の実施形態の交流/直流変換装置を示す回路図である。
【図3】第3の実施形態の交流/直流変換装置を示す回路図である。
【図4】第4の実施形態の交流/直流変換装置を示す回路図である。
【図5】第5の実施形態の交流/直流変換装置を示す回路図である。
【符号の説明】
1:交流電源、3:整流回路、4、12:基準電源、5、13:比較回路、6、11:スイッチ、7:低耐圧大容量コンデンサ、8:高耐圧小容量コンデンサ、9:電圧安定化回路、10:中耐圧中容量コンデンサ、14:回転制御部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC / DC converter, for example, an AC / DC converter that inputs a DC voltage and outputs a DC voltage by changing the voltage and frequency output from a generator or the like (for example, changing according to the number of revolutions). It can be applied to a device.
[0002]
[Prior art]
There are many AC / DC converters for obtaining a DC power supply by inputting a commercial AC power supply having a substantially constant frequency and voltage, and various devices have been made (see Patent Document 1).
[0003]
However, there is also an AC / DC conversion device in which an AC voltage whose frequency and voltage fluctuate is input. For example, there is a power supply device (AC / DC converter) that starts a gasoline engine and converts an AC voltage output from a charge coil (corresponding to a generator) into a stable DC voltage. The effective value and frequency of the AC voltage from such a generator are substantially proportional to the number of revolutions of the generator.
[0004]
The AC / DC converter applied in such a use also rectifies the AC voltage and converts it to DC by smoothing with a smoothing capacitor, as in the case of a normal AC / DC converter.
[0005]
Here, the smoothing capacitor has a large capacity to respond to a low frequency and a low voltage when the rotational speed is slow, and has a high withstand voltage to respond to a high frequency and a high voltage when the rotational speed is fast. Has been made. That is, a high withstand voltage and large capacity capacitor is applied.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, a high-withstand-voltage, large-capacity capacitor is practically bulky and heavy, and is expensive, limiting the downsizing of an AC / DC converter.
[0007]
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a lightweight, compact, and inexpensive AC / DC converter that converts an AC voltage whose frequency and voltage fluctuate into a DC voltage.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the AC / DC converter of the present invention includes (1) a rectifying means for rectifying an input AC voltage having the property that the amplitude increases as the frequency increases, and (2) the rectifying means. Smoothing means having a plurality of smoothing capacitors with different capacities and withstand voltages, and smoothing the rectified voltage from the output, and (3) monitoring the state of the rectified voltage and determining the overall capacity of the smoothing means. And switching capacity control means.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of an AC / DC converter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0010]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of the AC / DC converter according to the first embodiment. The AC / DC converter according to the first embodiment includes a rectifier circuit 3, a reference power supply 4, a comparison circuit 5, a switch 6, a low breakdown voltage large capacity capacitor 7, a high breakdown voltage small capacity capacitor 8, and a voltage stabilization circuit 9. The AC power source 1 input via the input terminals 2A and 2B is converted to DC.
[0011]
The AC power supply 1 corresponds to, for example, a generator, and the AC voltage has a small amplitude (in other words, an effective value) when the frequency is low and a large amplitude when the frequency is high. When the generator (AC power supply 1) gradually increases the rotation speed from the rotation speed 0 to a predetermined rotation speed, the frequency of the AC voltage gradually increases (the amplitude is the same). On the contrary, when the generator (AC power supply 1) gradually decreases the rotation speed from the predetermined rotation speed to the rotation speed 0, the frequency of the AC voltage also gradually decreases (the amplitude is the same). .
[0012]
The rectifier circuit 3 rectifies the AC voltage having the above-described properties input via the input terminals 2A and 2B, and either a full-wave rectifier circuit or a half-wave rectifier circuit may be applied.
[0013]
The low withstand voltage large capacity capacitor 7 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8 are both provided as smoothing capacitors. The low withstand voltage large capacity capacitor 7 has, for example, a withstand voltage of 35 V and a capacity of 1000 μF, and the high withstand voltage small capacity capacitor 8 has, for example, a withstand voltage of 100 V and a capacity of 180 μF. The withstand voltage of the low withstand voltage large capacity capacitor 7 may be lower than the maximum value voltage that the output voltage (pulsating voltage) of the rectifier circuit 3 can take.
[0014]
The low withstand voltage large capacity capacitor 7 is provided with a switch 6 in series. When the switch 6 is in an ON state, the low withstand voltage large capacity capacitor 7 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8 constitute a parallel circuit.
[0015]
The comparison circuit 5 compares the voltage of the output line LH on the high voltage side of the rectifier circuit 3 with the voltage of the reference power source 4 and controls on / off of the switch 6.
[0016]
For example, the comparison circuit 5 may use an operational amplifier or the like, and its specific configuration is not limited. The comparison circuit 5 turns on the switch 6 when the voltage of the output line LH is equal to or lower than the voltage of the reference power supply 4, and causes the low withstand voltage large-capacitance capacitor 7 to function as smoothing. Further, when the voltage of the output line LH is larger than the voltage of the reference power supply 4, the comparison circuit 5 turns off the switch 6 and disconnects the low withstand voltage large capacity capacitor 7. In this case, only the high withstand voltage small capacity capacitor 8 functions for smoothing.
[0017]
The voltage stabilization circuit 9 corresponds to, for example, a three-terminal regulator or a switching regulator, and further stabilizes the smoothed DC voltage. As the voltage stabilizing circuit 9, one constituted by an integrated circuit can be applied, and this can contribute to miniaturization.
[0018]
When the AC power source 1 is a generator, the rotation speed is slow immediately after the generator is started, and the output AC voltage is small in both frequency and amplitude (effective value), and the output voltage from the rectifier circuit 3 (pulsating voltage ( RMS value)) is also small. Therefore, the comparison circuit 5 keeps the switch 6 in the ON state, and smoothing is performed by the parallel circuit of the low withstand voltage large capacity capacitor 7 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8, and the smoothed voltage is stabilized by the voltage stabilizing circuit 9. Is output.
[0019]
As the rotational speed of the generator gradually increases, the frequency and amplitude (effective value) of the output AC voltage gradually increase, and the output voltage (pulsating voltage (effective value)) from the rectifier circuit 3 gradually increases. Become bigger. Due to the increase in the output voltage from the rectifier circuit 3, the timing at which the magnitude relationship with the voltage of the reference power supply 4 is reversed occurs. At this time, the comparison circuit 5 switches the switch 6 to OFF. As a result, the low withstand voltage large capacity capacitor 7 is disconnected, and smoothing is performed only with the high withstand voltage small capacity capacitor 8, and the smoothed voltage is stabilized and output by the voltage stabilizing circuit 9.
[0020]
The smooth state using only the high withstand voltage small capacity capacitor 8 continues even after the rotational speed of the generator reaches a predetermined speed.
[0021]
At the time of transition to stop the generator, the rotational speed gradually decreases, and there is a point in time during which the switch 6 is turned on. After that point, the low withstand voltage large capacity capacitor 7 and the high withstand voltage small capacity capacitor Smoothing is performed by eight parallel circuits.
[0022]
According to the first embodiment, since smoothing is performed using the low withstand voltage large capacity capacitor 7 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8, compared with the conventional case where the high withstand voltage large capacity capacitor is applied, the parts Although the number of points is increased, a lightweight, compact and inexpensive AC / DC converter can be realized.
[0023]
When the input AC voltage has a low frequency and a low amplitude, it is necessary to increase the time constant (in other words, increase the capacity) of the smoothing circuit in order to respond to the low frequency. This requirement is satisfied because the parallel circuit of the high-voltage small-capacitance capacitor 8 functions.
[0024]
When the input AC voltage has a high frequency and a high amplitude, the time constant of the smoothing circuit may be reduced (in other words, the capacity may be reduced). Therefore, the high withstand voltage small capacity capacitor 8 can be sufficiently smoothed. When the input AC voltage has a high frequency and a high amplitude, only the high withstand voltage small capacity capacitor 8 functions and the low withstand voltage large capacity capacitor 7 does not function. There is nothing.
[0025]
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the AC / DC converter according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The second embodiment has a more specific configuration than the first embodiment.
[0026]
FIG. 2 is a circuit diagram showing the configuration of the AC / DC converter according to the second embodiment, and the same and corresponding parts as in FIG.
[0027]
The output AC voltage of the AC power supply 1 is input to the diode bridge circuit (3) including four diodes D1 to D4 via the input terminals 2A and 2B and is full-wave rectified.
[0028]
The source and drain of the PMOS transistor Q1 are inserted in series as a series switching element in the low withstand voltage large capacity capacitor C1 (7). A high voltage small capacitor C2 (8) is connected in parallel to the series circuit of the low voltage large capacitor C1 and the PMOS transistor Q1 (6).
[0029]
Between the output line LH on the high voltage side and the output line LL on the low voltage side of the diode bridge circuits D1 to D4, the resistor R1 and the collector and emitter of the N-type bipolar transistor Q2 are connected in series. In addition, one or a plurality of zener diodes ZD (4) and a resistor R2 are connected in series between the output line LH and the output line LL. A connection point between the Zener diode ZD and the resistor R2 is connected to the base of the transistor Q2 via the resistor R3. A connection point between the resistor R1 and the collector of the transistor Q2 is connected to the gate of the transistor Q1.
[0030]
The one or more Zener diodes ZD functionally provide the reference voltage described in the first embodiment.
[0031]
When the voltage between the output lines LH and LL (pulsating voltage) is small, no current flows through the Zener diode ZD, the base voltage of the transistor Q2 becomes almost the potential of the output line LL, and the transistor Q2 is turned off. As a result, a high potential is applied to the gate of the transistor Q1 via the pull-up resistor R1, and the transistor Q1 is turned on.
[0032]
On the other hand, when the voltage (pulsating voltage) between the output lines LH and LL is large (when the voltage exceeds the breakdown voltage of the Zener diode ZD), a Zener current flows through the Zener diode ZD, and the voltage across the resistor R2 increases. The transistor Q2 is turned on, and as a result, the transistor Q1 is turned off.
[0033]
Although the second embodiment is shown more specifically than the first embodiment, the same operation as the first embodiment can be performed, and the same effect as the first embodiment can be obtained.
[0034]
(C) Third Embodiment Next, a third embodiment of the AC / DC converter according to the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 3 is a circuit diagram showing the configuration of the AC / DC converter according to the third embodiment. The same reference numerals are given to the same and corresponding parts as in FIG.
[0036]
The AC / DC converter of the third embodiment is one in which a changeover switch 6 is applied instead of the on / off switch 6 of the first embodiment. When the output voltage from the rectifier circuit 3 is small, the changeover switch 6 functions only the low withstand voltage large capacity capacitor 7, and when the output voltage from the rectifier circuit 3 is large, only the high withstand voltage small capacity capacitor 8 functions. Switching operation is performed.
[0037]
According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
[0038]
(D) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the AC / DC converter according to the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
[0039]
In the first embodiment described above, the capacitance in the smoothing circuit is switched in two steps. In the fourth embodiment, the capacitance in the smoothing circuit is switched in three steps.
[0040]
FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of the AC / DC converter according to the fourth embodiment, and the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are given the same reference numerals.
[0041]
In the case of the fourth embodiment, in addition to the low withstand voltage large capacity capacitor 7 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8, a medium withstand voltage medium capacity capacitor 10 is provided. A switch 11 is connected in series to the medium-voltage medium-capacitance capacitor 10, and this switch 11 is on / off controlled by the functions of the reference power supply 12 and the comparison circuit 13.
[0042]
In the case of the fourth embodiment, the input AC voltage is divided into three ranges according to the frequency and amplitude. In a range where the frequency and amplitude are small, both the switches 6 and 11 are turned on, and the low withstand voltage large capacity capacitor 7, the medium withstand voltage medium capacity capacitor 10 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8 are all functioned and smoothed. In a range where the frequency and amplitude are intermediate, the switch 6 is turned off and the switch 11 is turned on, and the medium withstand voltage medium capacity capacitor 10 and the high withstand voltage small capacity capacitor 8 are functioned and smoothed. In a range where the frequency and amplitude are large, both the switches 6 and 11 are turned off, and only the high withstand voltage small-capacitance capacitor 8 is functioned and smoothed.
[0043]
According to the fourth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the fourth embodiment, it can be expected that the capacitance in the smoothing circuit is switched more smoothly.
[0044]
(E) Fifth Embodiment Next, a fourth embodiment of the AC / DC converter according to the present invention will be briefly described with reference to the drawings.
[0045]
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of the AC / DC converter according to the fifth embodiment, and the same or corresponding parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
[0046]
In the fifth embodiment, the voltage stabilization circuit 9 is omitted, and a rotation control unit 14 is provided instead. In the fifth embodiment, the AC power source 1 is a generator.
[0047]
The rotation control unit 14 is composed of, for example, a microcomputer and controls the rotation speed of the generator (AC power supply 1) based on the voltage between the output lines LH and LL or the AC frequency.
[0048]
For example, when the output voltage needs to be stabilized after the rotation speed reaches a predetermined speed, the rotation control unit 14 increases the rotation speed when the voltage between the output lines LH and LL becomes lower than the predetermined voltage. When the voltage between the output lines LH and LL becomes higher than a predetermined voltage, the rotational speed is controlled to be lowered. That is, the voltage between the output lines LH and LL is stabilized through control of the rotation speed. Thereby, the voltage stabilization circuit 9 can be omitted.
[0049]
According to the fifth embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Furthermore, in the fifth embodiment, further reduction in size can be expected by omitting the voltage stabilizing circuit 9.
[0050]
(F) Other Embodiments In each of the above embodiments, the switching timing of a switch or the like is determined based on the rectified voltage. However, it may be determined based on other parameters. For example, the AC input voltage itself may be monitored to determine the switching timing of the switch or the like. When the AC power supply 1 is a generator, the rotational speed is monitored and the switching timing of the switch or the like is determined. You may make it judge.
[0051]
The application of the AC / DC converter of the present invention is not limited as long as the AC input voltage has the property of increasing (in proportion to) the frequency and increasing the amplitude.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a lightweight, compact, and inexpensive AC / DC converter that converts an AC input voltage whose frequency and voltage fluctuate into a DC voltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an AC / DC converter of a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an AC / DC converter according to a second embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an AC / DC converter according to a third embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an AC / DC converter according to a fourth embodiment.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an AC / DC converter according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
1: AC power supply, 3: rectifier circuit, 4, 12: reference power supply, 5, 13: comparison circuit, 6, 11: switch, 7: low withstand voltage large capacity capacitor, 8: high withstand voltage small capacity capacitor, 9: voltage stability Circuit: 10: medium-voltage medium-capacitance capacitor; 14: rotation control unit.

Claims (5)

周波数が高くなるほど振幅が大きくなる性質を有する、入力された交流電圧を整流する整流手段と、
この整流手段からの整流電圧を平滑して直流電圧を出力する、容量、耐圧が異なる複数の平滑用コンデンサを有する平滑手段と、
上記整流電圧の状態を監視し、上記平滑手段での全体容量を切り換える容量制御手段とを有することを特徴とする交流/直流変換装置。
Rectifying means for rectifying the input AC voltage, having the property that the amplitude increases as the frequency increases,
Smoothing means that smoothes the rectified voltage from the rectifying means and outputs a DC voltage, and has a plurality of smoothing capacitors having different capacities and withstand voltages;
An AC / DC converter comprising: capacity control means for monitoring the state of the rectified voltage and switching the overall capacity of the smoothing means.
上記平滑手段が、耐電圧の低い大容量コンデンサと耐電圧の高い小容量コンデンサの並列回路でなり、
上記容量制御手段は、上記整流電圧が基準電圧以下の場合には、上記並列回路の全体で平滑させ、上記整流電圧が基準電圧より大きい場合には、上記小容量コンデンサだけで平滑させることを特徴とする請求項1に記載の交流/直流変換装置。
The smoothing means is a parallel circuit of a large capacity capacitor with a low withstand voltage and a small capacity capacitor with a high withstand voltage,
The capacitance control means smoothes the entire parallel circuit when the rectified voltage is lower than a reference voltage, and smoothes only with the small capacitor when the rectified voltage is larger than the reference voltage. The AC / DC converter according to claim 1.
上記整流手段へ交流電圧を入力させる発電機を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の交流/直流変換装置。The AC / DC converter according to claim 1, further comprising a generator that inputs an AC voltage to the rectifying means. 上記平滑手段の後段に電圧安定化回路を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の交流/直流変換装置。The AC / DC converter according to any one of claims 1 to 3, further comprising a voltage stabilizing circuit at a subsequent stage of the smoothing means. 上記平滑手段による平滑電圧の情報を、上記発電機の回転制御を行う回転制御部へ帰還する帰還手段を有することを特徴とする請求項3に記載の交流/直流変換装置。4. The AC / DC converter according to claim 3, further comprising a feedback unit that feeds back information on a smoothed voltage by the smoothing unit to a rotation control unit that performs rotation control of the generator.
JP2003166691A 2003-06-11 2003-06-11 Ac/dc converter Pending JP2005006398A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003166691A JP2005006398A (en) 2003-06-11 2003-06-11 Ac/dc converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003166691A JP2005006398A (en) 2003-06-11 2003-06-11 Ac/dc converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005006398A true JP2005006398A (en) 2005-01-06

Family

ID=34092778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003166691A Pending JP2005006398A (en) 2003-06-11 2003-06-11 Ac/dc converter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005006398A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414764A (en) * 2007-10-17 2009-04-22 电力集成公司 Method and apparatus to reduce the volume required for bulk capacitance in a power supply
JP2010161840A (en) * 2009-01-06 2010-07-22 Hitachi Ltd Switching power supply device, power supply system, and electronic device
JP2010252459A (en) * 2009-03-20 2010-11-04 Well Shin Technology Co Ltd Power supply auxiliary circuit
US9024604B2 (en) 2012-04-24 2015-05-05 Fujitsu Semiconductor Limited Power circuit
KR101564004B1 (en) * 2014-08-11 2015-10-28 정연문 AC-DC converter
WO2022180747A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 三菱電機株式会社 Power supply device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101414764A (en) * 2007-10-17 2009-04-22 电力集成公司 Method and apparatus to reduce the volume required for bulk capacitance in a power supply
JP2009100647A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Power Integrations Inc Method and apparatus for reducing the capacitance required for bulk capacitance in a power supply
EP2058933A3 (en) * 2007-10-17 2017-01-25 Power Integrations, Inc. Method and apparatus to reduce the volume required for bulk capacitance in a power supply
JP2010161840A (en) * 2009-01-06 2010-07-22 Hitachi Ltd Switching power supply device, power supply system, and electronic device
JP2010252459A (en) * 2009-03-20 2010-11-04 Well Shin Technology Co Ltd Power supply auxiliary circuit
US9024604B2 (en) 2012-04-24 2015-05-05 Fujitsu Semiconductor Limited Power circuit
KR101564004B1 (en) * 2014-08-11 2015-10-28 정연문 AC-DC converter
WO2022180747A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 三菱電機株式会社 Power supply device
JPWO2022180747A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01
JP7370492B2 (en) 2021-02-25 2023-10-27 三菱電機株式会社 power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5579378B2 (en) Method and apparatus for reducing the capacitance required for bulk capacitance in a power supply
KR100411326B1 (en) A low power dissipation power supply and controller
US9559586B2 (en) Switch mode power supply, control circuit and associated control method
US5982642A (en) Pulsed power supply of switched-mode power supplies
CN210246625U (en) Power conversion circuit and apparatus
US6697268B2 (en) Dc-Dc power supply
CN112653324B (en) Boost converter system without direct power supply
JP3737372B2 (en) Current transformer input type power supply
JP2005006398A (en) Ac/dc converter
JPH04101286U (en) High efficiency power supply circuit
US6717826B2 (en) Method to reduce bus voltage stress in a single-stage single switch power factor correction circuit
JP2012095510A (en) Power supply unit
US12074528B2 (en) Secondary side controlled QR flyback converter using a programmable valley algorithm
JP2003189464A (en) Rush current preventive circuit
JP6455180B2 (en) Power supply control semiconductor device
JP7181075B2 (en) power supply
JP3670419B2 (en) AC input power supply
JPH0686553A (en) Power supply circuit
JP2004519190A (en) Switching power supply
JP3587907B2 (en) DC power supply
JP2000253652A (en) DC-DC converter
JP3369490B2 (en) Current limiter circuit for power supply circuit
JPH10243638A (en) Switching power unit
JP2001327161A (en) Switching power supply
WO2020194661A1 (en) Power supply device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Effective date: 20060112

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090317

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090714