(57)【要約】【課題】自動車用DCコンバーターの提供。【解決手段】電圧入力回路、電圧転換回路、電圧出力回路、電圧探知回路、負荷保護回路、制御回路、駆動回路を備え、電圧入力回路は低圧直流電流を入力し、電圧転換回路は入力された低圧直流電流を高圧直流電流に転換し、電圧出力回路は高圧直流電流を出力し、電圧探知回路は電圧出力回路が出力した電圧を探知し、電圧探知信号を伝送し、負荷保護回路は過電流保護探知回路を備え、電圧出力回路が出力した電流を探知し、負荷探知信号を伝送し、制御回路は電圧探知信号と負荷探知信号とを受信し、電圧探知信号と負荷探知信号とをそれぞれ基準値と比較して判断し、制御信号を伝送し、駆動回路４は制御信号を受信し、制御信号に基づき、電圧転換回路２を駆動し、電圧或いは電流の調整を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧入力回路、電圧転換回路、電圧出力回路、電圧探知回路、負荷保護回路、制御回路及び駆動回路を備え、
前記電圧入力回路は、低圧直流電流を入力し、
前記電圧転換回路は、入力された前記低圧直流電流を高圧直流電流に転換し、
前記電圧出力回路は、前記高圧直流電流を出力し、
前記電圧探知回路は、前記電圧出力回路が出力した電圧を探知し、電圧探知信号を伝送し、
前記負荷保護回路は、過電流保護探知回路を備え、前記電圧出力回路が出力した電流を探知し、負荷探知信号を伝送し、
前記制御回路は、前記電圧探知信号と前記負荷探知信号とを受信し、前記電圧探知信号と前記負荷探知信号とを、それぞれ基準値と比較して判断し、制御信号を伝送し、
前記駆動回路は、前記制御信号を受信し、前記制御信号に基づき、前記電圧転換回路を駆動し、電圧或いは電流の調整を行うことを特徴とする自動車用DCコンバーター。
【請求項２】
請求項１記載の自動車用DCコンバーターにおいて、前記電圧探知回路は、さらに前記電圧転換回路が出力する電圧を探知する電圧フィードバック回路と過電圧保護回路を備えることを特徴とする自動車用DCコンバーター。
【請求項３】
請求項１記載の自動車用DCコンバーターにおいて、前記電圧転換回路は、消波回路、及び前記消波回路と相互に連接するフィールド効果管と変圧器とを備え、
前記消波回路は、相互に直列接続する第一電気抵抗と第二ダイオードとを備え、前記第一電気抵抗は第二キャパシターを並列接続し、変圧器のメインコイルの一端は、電圧入力回路に電気的に連接し、反対端は、前記フィールド効果管のリーク極に電気的に連接し、
前記フィールド効果管のグリッド極は、前記駆動回路に電気的に連接し、ソース極はアースすることを特徴とする自動車用DCコンバーター。
【請求項４】
請求項３記載の自動車用DCコンバーターにおいて、前記駆動回路は、電気的に連接するトライオードと第三電気抵抗とを備え、
前記トライオードのベース極とコレクター極との間には、第四電気抵抗を連接し、エミッター極はフィールド効果管のグリッド極に電気的に連接し、コレクター極はアースし、エミッター極は、前記制御回路に電気的に連接することを特徴とする自動車用DCコンバーター。
【請求項５】
請求項１記載の自動車用DCコンバーターにおいて、前記自動車用DCコンバーターは、さらにケースを備え、
前記ケースは、電圧入力ポートと電圧出力ポートとを備え、
前記電圧入力ポートは、前記電圧入力回路に電気的に連接し、
前記電圧出力ポートは、前記電圧出力回路に電気的に連接し、
前記電圧入力ポートは自動車シガレットソケット構造であることを特徴とする自動車用DCコンバーター。
【請求項６】
請求項５記載の自動車用DCコンバーターにおいて、前記電圧出力ポートは、USB型のコネクター、家庭用電流コンセント、或いは家庭用電流ソケットの内の１種或いは多種であることを特徴とする自動車用DCコンバーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコンバーターに関し、特に自動車用DCコンバーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気製品に直流電流を供給する自動車用DCコンバーターは、転換効率が高く、無負荷時の消費電流が低く、変圧器は小さく、直流電流をインプット可能で、携帯に便利であるため、広く応用されている。
【０００３】
しかし、ある種の電気製品は、直流電流を使用することができない。例えば、内部にシリコンスチール板低周波変圧器を備える電気製品は、直流電流下で作動することはできない。すなわち、シリコンスチール板低周波変圧器を備える電気製品に、直流電流を供給してはならない。もし消費者が、従来の自動車用DCコンバーターを、内部にシリコンスチール板低周波変圧器を備える電気製品に不注意で用いたなら、その電気製品を損壊させてしまう恐れがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、電気製品を保護可能な自動車用DCコンバーターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
自動車用DCコンバーターは電圧入力回路、電圧転換回路、電圧探知回路、負荷保護回路、制御回路、駆動回路を備え、該電圧入力回路は低圧直流電流を入力し、該電圧転換回路は入力された該低圧直流電流を高圧直流電流に転換し、該電圧出力回路は該高圧直流電流を出力し、該電圧探知回路は該電圧出力回路が出力した電圧を探知し、電圧探知信号を伝送し、該負荷保護回路は過電流保護探知回路を備え、該電圧出力回路が出力した電流を探知し、負荷探知信号を伝送し、該制御回路は該電圧探知信号と該負荷探知信号とを受信し、該電圧探知信号と該負荷探知信号とをそれぞれ基準値と比較して判断し、制御信号を伝送し、該駆動回路は制御信号を受信し、該制御信号に基づき、該電圧転換回路を駆動し、電圧或いは電流の調整を行う。
自動車用DCコンバーターは、負荷保護回路に過電流保護探知回路を設置することにより、該電圧出力回路が出力する電流が過大である時、該負荷保護回路は比較的大きい負荷探知信号を伝送し、該制御回路は該負荷探知信号を受信し、該負荷探知信号を基準値とそれぞれ比較して判断し、制御信号を伝送し、該駆動回路は該制御信号を受信し、該制御信号に基づき、該電圧転換回路を駆動し、電圧或いは電流の調整を行い、このようにして出力電圧に対する制御を実現し、最終的に電気製品に対する保護を達成する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は出力電圧に対する制御を実現し、最終的には電気製品に対する保護を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明一実施形態による自動車用DCコンバーターの回路図で、図２は、本発明一実施形態による自動車用DCコンバーターにおいて、ケースを示す立体図である。
図１、図２に示すように、本発明一実施形態による自動車用DCコンバーター１００は、電圧入力回路１、電圧転換回路２、電圧出力回路３、駆動回路４、負荷保護回路５、電圧探知回路６、制御回路７、ケース８を備える。
電圧入力回路１は、正極電圧入力端Vin＋、負極電圧入力端Vin−、参考電圧Vccを備える。正極電圧入力端Vin＋と負極電圧入力端Vin−との間には、ヒューズF１を連接する。負極電圧入力端Vin−はアースし、参考電圧VccはキャパシターC１を連接し、キャパシターC１の反対端はアースする。正極電圧入力端Vin＋と負極電圧入力端Vin−とは、外部の入力電圧と相互に連接する。キャパシターC１は入力電圧の波紋をフィルタリングし、これにより電圧入力回路１の入力電圧は滑らかで安定した状態となる。ヒューズF１は、入力電流が過大である時、自動車用DCコンバーター１００を保護することができる。
【０００８】
電圧転換回路２は、消波回路２１、消波回路２１と連接するN溝増強型のフィールド効果管Q１と変圧器T１を備える。消波回路２１は、直列接続する第一電気抵抗R１と第一ダイオードD１を備える。第一電気抵抗R１は第二キャパシターC２を並列接続する。変圧器T１のメインコイルの一端は、正極電圧入力端Vin＋に電気的に連接し、反対端は、フィールド効果管Q１のリーク極に電気的に連接する。フィールド効果管Q１のソース極はアースである。消波回路２１は、フィールド効果管Q１の導通及びカットオフ時に生じる電圧波紋を消去することができる。変圧器T１は、入力電圧に対して変圧を行い、電圧出力回路３に入力電圧を提供する。フィールド効果管Q１が絶えずオンとオフを行うことにより、変圧器T１メインコイルの平均入力電圧を制御することができ、このようにして変圧器の出力電圧を制御することができる。
【０００９】
電圧出力回路３は、第二ダイオードD２、第二電気抵抗R２、第三キャパシターC３、第四キャパシターC４、正極電圧出力端Vo＋、負極電圧出力端Vo−を備える。変圧器T１のサブコイルと第二ダイオードD２、第二電気抵抗R２、正極電圧出力端Vo＋、負極電圧出力端Vo−とは相互に直列接続する。第三キャパシターC３の一端は、第二電気抵抗R２と変圧器T１との間に連接し、反対端は、正極電圧出力端Vo＋に電気的に連接する。第四キャパシターC４の一端は、第二電気抵抗R２と負極電圧出力端Vo−との間に連接し、反対端は、正極電圧出力端Vo＋に電気的に連接する。負極電圧出力端Vo−はアースする。電圧出力端Vo＋と電圧出力端Vo−は、電気製品（図示なし）に電気的に連接する。変圧器T１の出力電圧は、第二ダイオードD２による整流、及び第四キャパシターC４によるフィルター後、正極電圧出力端Vo＋及び負極電圧出力端Vo−に伝送される。第三キャパシターC３は、エネルギーを蓄え、フィルタリングを行い、これにより第二ダイオードD２により整流後の出力電圧は滑らかで安定した状態となる。
【００１０】
駆動回路４は、電気的に連接するトライオードQ２と第三電気抵抗R３を備える。トライオードQ２のベース極とコレクター極との間には、第四電気抵抗R４を連接し、ソース極と第三電気抵抗R３とは相互に連接し、コレクター極はアースする。第三電気抵抗R３の一端とフィールド効果管Q１のグリッド極は相互に連接し、第三電気抵抗R３とフィールド効果管Q１との間には、第三ダイオードD３を電気的に連接する。駆動回路４は、フィールド効果管Q１を駆動する。
負荷保護回路５は、相互に直列接続する第五電気抵抗R５と第六電気抵抗R６と、を備える。第五電気抵抗R５の一端は、変圧器T１と第二電気抵抗R２との間に電気的に連接し、第六電気抵抗R６の一端は５V電圧に接続する。第五電気抵抗R５と第六電気抵抗R６との間には、第十電気抵抗R１０の一端を連接し、第十電気抵抗R１０の反対端は、正極電圧出力端Vo＋に電気的に連接する。第五電気抵抗R５と第六電気抵抗R６は、５V電圧に対して、分圧を行い、制御回路７に参考電圧を提供する。第六電気抵抗R６と第十電気抵抗R１０は、電圧出力回路３の出力電圧に対して、分圧を行い、参考電圧を加える。第五電気抵抗R５、第六電気抵抗R６、第十電気抵抗R１０は共に、過電流保護探知回路とショート保護探知回路を構成し、電圧出力回路３が出力する電流を探知し、ロード探知信号を制御回路７へと伝送する。
【００１１】
電圧探知回路６は、電圧フィードバック回路６１と過電圧保護回路６２を備える。電圧フィードバック回路６１は、相互に直列接続する第七電気抵抗R７と第八電気抵抗R８を備える。第七電気抵抗R７の反対端と正極電圧出力端Vo＋とは、相互に連接し、第八電気抵抗R８の反対端はアースする。過電圧保護回路６２は、相互に直列接続する過渡電圧抑制ダイオードD４と第九電気抵抗R９を備える。過渡電圧抑制ダイオードD４の反対端と正極電圧出力端Vo＋とは、相互に連接し、第九電気抵抗R９の反対端はアースする。電圧フィードバック回路６１は、電圧出力回路３の出力電圧を探知し、電圧探知信号を制御回路７へと伝送する。過渡電圧抑制ダイオードD４と第九電気抵抗R９とは、電圧出力回路３が出力する電圧を探知し、電圧探知信号を制御回路７へと伝送する。回路が正常に作動している時、過渡電圧抑制ダイオードD４は導通しない。
【００１２】
制御回路７は、TL494チップU1を備え、TL494チップU1は１号から１６号までのピンを備える。１号ピンは電圧フィードバック回路６１の第七電気抵抗R７と第八電気抵抗R８との間に連接し、２号ピンは第十一電気抵抗R１１に連接し、第十一電気抵抗R１１の一端は、５V電圧に連接する。２号ピンと３号ピンとの間には、相互に並列接続する第五キャパシターC５と第十二電気抵抗R１２を連接し、３号ピンと１５号ピンとは、第六キャパシターC６を連接する。４号ピンは第七キャパシターC７と第十三電気抵抗R１３とに連接し、第七キャパシターC７の反対端は、５V電圧に接続し、第十三電気抵抗R１３の反対端はアースする。５号ピンは第八キャパシターC８に連接し、第八キャパシターC８の反対端はアースする。
【００１３】
６号ピンは、第十四電気抵抗R１４に連接し、第十四電気抵抗R１４の反対端はアースする。７号ピンはアースし、８号ピンと１２号ピンは、参考電圧Vccに連接する。９号ピンと１０号ピンは、駆動回路４の第三ダイオードD３の一端に連接する。１１号ピンはオーバーハングし、１３号ピンと１４号ピンと５V電圧は相互に連接する。１５号ピンは、負荷保護回路５の第五電気抵抗R５と第六電気抵抗R６との間に連接し、１６号ピンは電圧保護回路の第九電気抵抗R９と過渡電圧抑制ダイオードD４との間に連接する。
【００１４】
５V電圧は、第十一電気抵抗R１１により分圧され、２号ピンへと供給され、TL494チップU1に電圧基準値として提供される。第十二電気抵抗R１２は、３号ピンから２号ピンまでの電圧のフィードバック補償に用いられる。第五キャパシターC５は、第十二電気抵抗R１２両端の波紋のフィルタリングに用いられ、第六キャパシターC６は、１５号ピンと３号ピンとの間のフェーズ補償に用いられる。第七キャパシターC７と第十三電気抵抗R１３は、TL494チップU1のデッド時間を制御し、第八キャパシターC８と第十四電気抵抗R１４は、９号ピンと１０号ピンの信号の出力周波数を制御する。
【００１５】
図２と図３に示すように、ケース８は電圧入力ポート８１と一組の電圧出力ポート８２を備える。電圧入力ポート８１は、自動車シガレットソケットコンセント構造で、電圧入力回路１に連接する。電圧出力ポート８２は、USB型のコネクター、家庭用電流コンセント、或いは家庭用電流ソケット等の、電流信号を伝送可能なあらゆる形式の電源コネクターで、電圧出力回路３に電気的に連接する。本実施形態において、電圧出力ポート８２は、家庭用電流ソケットである。
【００１６】
本発明一実施形態による自動車用DCコンバーター１００が正常に作動している時には、制御回路７のTL494チップU1の１号ピンにより、電圧フィードバック回路６１から電圧探知信号を受け取る。電圧探知信号と２号ピンの電圧基準値を比較し、比較結果により、９号ピンと１０号ピンが出力する制御信号を制御する。制御信号は、フィールド効果管Q１の導通或いはカットオフの時間を制御し、変圧器T１のメインコイルの平均入力電圧を制御し、これにより出力電圧を制御し、最終的には出力電圧を安定させる。
【００１７】
出力電圧が過度に高い時には、過渡電圧抑制ダイオードD４は、ブレークダウンされ、TL494チップU1の１６号ピンは、基準値よりも高い電圧探知信号を受け取る（この時、１５号ピンの電圧が基準値となる）。これにより９号ピンと１０号ピンの制御信号は、低レベル信号として出力され、これによりフィールド効果管Q１はカットオフされ、最終的に出力電圧はゼロとなり、電気製品を保護する。
【００１８】
不適当な電気製品（内部にシリコンスチール板低周波変圧器を備える電気製品）を連接した時、或いは出力回路がショートした時には、電圧出力回路３の出力電流は高くなり過ぎ、TL494チップU1の１５号ピンは、第五電気抵抗R５と第六電気抵抗R６との間が得る電圧は、徐々に下がりゼロとなる。このようにして、９号ピンと１０号ピンとの制御信号は、低レベル信号を出力し、これによりフィールド効果管Q１はカットオフされ、最終的に出力電圧はゼロとなり、電気製品及び自動車用DCコンバーター１００は保護される。
【００１９】
上記したように、本発明一実施形態による自動車用DCコンバーター１００は、負荷保護回路５に過電流保護探知回路を設置することにより、電圧出力回路３が出力する電流が過大である時、負荷保護回路５は負荷探知信号を伝送し、制御回路７は、負荷探知信号を受信し、負荷探知信号を基準値とそれぞれ比較して判断し、制御信号を伝送し、駆動回路４は、制御信号を受信し、制御信号に基づき、電圧転換回路２を駆動し、電圧或いは電流の調整を行い、このようにして出力電圧に対する制御を実現し、最終的に電気製品に対する保護を達成する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明一実施形態による自動車用DCコンバーターの回路図である。
【図２】本発明一実施形態による自動車用DCコンバーターにおいて、ケースを示す立体図である。
【図３】図２に示すケースの別の角度からの立体図である。
【符号の説明】
【００２１】
１００    自動車用DCコンバーター
１      電圧入力回路
２      電圧転換回路
２１      消波回路
３      電圧出力回路
４      駆動回路
５      負荷保護回路
６      電圧探知回路
６１      電圧フィードバック回路
６２      過電圧保護回路
７      制御回路
８      ケース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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