(57)【要約】      （修正有）【課題】電力損失の小さな省エネ型電力変換装置を提供する。【解決手段】第１のスイッチユニット１０４、変圧器一次側１２０、二次側１２２、ダイオードサブユニット１２４、スイッチサブユニット１２６、比較ユニット１０８、電流検出器１１０及び抵抗１１２を含む。第１のスイッチユニット１０４がオンになると変圧器一次側１２０が蓄電し始める。第１のスイッチユニットがオフになると、変圧器二次側１２２は、ダイオードサブユニット１２４を介して電流検出器１１０に二次側電流４０を伝送する。電流検出器は二次側電流を検出すると、比較ユニット１０８及び抵抗１１２に伝送する。抵抗は、二次側電流を電圧に変換して比較ユニットに進入させる。比較ユニットがスイッチサブユニット１２６をオンにすることで、二次側電流はダイオードサブユニット１２４よりも電力損失の小さなスイッチサブユニットが流れる。【選択図】図１
0003184417.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
変圧器、第１のスイッチユニット、第２のスイッチユニット、比較ユニット、電流検出器及び抵抗を備える省エネ型電力変換装置であって、
前記変圧器は、変圧器一次側及び変圧器二次側を有し、前記変圧器一次側は、電源供給装置に電気的に接続され、
前記第１のスイッチユニットは、前記変圧器一次側に電気的に接続され、
前記第２のスイッチユニットは、ダイオードサブユニット及びスイッチサブユニットを有し、前記ダイオードサブユニットは、前記変圧器二次側に電気的に接続され、前記スイッチサブユニットは、前記変圧器二次側及び前記ダイオードサブユニットに電気的に接続され、
前記比較ユニットは、比較ユニット出力端、比較ユニット第１入力端及び比較ユニット第２入力端を有し、前記比較ユニット出力端は、前記スイッチサブユニットに電気的に接続され、
前記電流検出器は、前記ダイオードサブユニット、前記スイッチサブユニット、前記比較ユニット第１入力端、前記比較ユニット第２入力端及び負荷装置に電気的に接続され、
前記抵抗は、前記比較ユニット第１入力端、前記比較ユニット第２入力端及び前記電流検出器に電気的に接続され、
前記第１のスイッチユニットがオンになると、前記変圧器一次側が蓄電し始め、前記第１のスイッチユニットがオフになると、前記変圧器二次側は、前記ダイオードサブユニットを介して前記電流検出器に二次側電流を伝送し、前記電流検出器は、前記二次側電流を検出すると、前記比較ユニット及び前記抵抗に伝送し、前記抵抗は、前記二次側電流を電圧に変換して前記比較ユニットに進入させるために用いられ、前記比較ユニットが前記スイッチサブユニットをオンにすることにより、前記二次側電流は、前記スイッチサブユニットに流れるようになることを特徴とする省エネ型電力変換装置。
【請求項２】
前記第１のスイッチユニットに電気的に接続される第１のスイッチコントローラを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項３】
前記電源供給装置及び前記変圧器一次側に電気的に接続される入力端コンデンサを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項４】
前記電流検出器及び前記負荷装置に電気的に接続される出力端コンデンサを更に備えることを特徴とする請求項３に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項５】
前記電流検出器は、変流器又はホール効果電流変換器であることを特徴とする請求項４に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項６】
前記比較ユニットは、電力増幅器比較回路又は差動比較回路であることを特徴とする請求項４に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項７】
前記比較ユニットは、コンパレータであり、前記比較ユニット出力端は、コンパレータ出力端であり、前記比較ユニット第１入力端は、コンパレータ非逆相入力端であり、前記比較ユニット第２入力端は、コンパレータ逆相入力端であることを特徴とする請求項４に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項８】
第１のスイッチユニットは、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ又はシリコン制御整流素子であり、前記変圧器は、フライバックトランス、フォワードトランス、インダクタ−インダクタ−コンデンサ共振トランス又はプッシュプルトランスであることを特徴とする請求項４に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項９】
前記第２のスイッチユニットは、ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項４に記載の省エネ型電力変換装置。
【請求項１０】
前記スイッチサブユニットは、バイポーラ接合トランジスタ、ＩＧＢＴ又はシリコン制御整流素子であり、前記ダイオードサブユニットは、ダイオードであることを特徴とする請求項４に記載の省エネ型電力変換装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、電力変換装置に関し、特に、省エネ型電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２を参照する。図２は、従来の電力変換装置を示すブロック図である。図２に示す従来の電力変換装置５０は、電源供給装置２０と負荷装置３０との間に適用される。従来の電力変換装置５０は、例えば、フライバックコンバータ（ｆｌｙｂａｃｋ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）である。
【０００３】
図２に示す従来の電力変換装置５０は、変圧器１０２、第１のスイッチユニット１０４、第１のスイッチコントローラ１１４、ダイオード５２及び出力端コンデンサ１１８を具える。変圧器１０２は、変圧器一次側１２０及び変圧器二次側１２２を有する。
【０００４】
変圧器一次側１２０は、電源供給装置２０及び第１のスイッチユニット１０４に電気的に接続される。第１のスイッチコントローラ１１４は、第１のスイッチユニット１０４に電気的に接続される。ダイオード５２は、変圧器二次側１２２、出力端コンデンサ１１８及び負荷装置３０に電気的に接続される。
【０００５】
第１のスイッチユニット１０４がオンになる（第１のスイッチコントローラ１１４によって制御される）と、変圧器一次側１２０が蓄電し始める。第１のスイッチユニット１０４がオフになる（第１のスイッチコントローラ１１４によって制御される）と、変圧器二次側１２２は、ダイオード５２を介して電流を放出し始める。以上は、一般のフライバックコンバータの基本的な作動原理である。
【０００６】
上述の従来の電力変換装置５０は、構造が非常に簡単であるが、ダイオード５２の電力損失が大きすぎるという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４８５９２０７号
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
本考案の目的は、従来技術の欠点を改善することができる省エネ型電力変換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案の省エネ型電力変換装置は、電源供給装置と負荷装置との間に応用される。本考案の省エネ型電力変換装置は、変圧器、第１のスイッチユニット、第２のスイッチユニット、比較ユニット、電流検出器及び抵抗を具える。変圧器は、変圧器一次側及び変圧器二次側を有する。変圧器一次側は、電源供給装置に電気的に接続される。第１のスイッチユニットは、変圧器一次側に電気的に接続される。第２のスイッチユニットは、ダイオードサブユニット及びスイッチサブユニットを具える。ダイオードサブユニットは、変圧器二次側に電気的に接続される。スイッチサブユニットは、変圧器二次側及びダイオードサブユニットに電気的に接続される。比較ユニットは、比較ユニット出力端、比較ユニット第１入力端及び比較ユニット第２入力端を有する。比較ユニット出力端は、スイッチサブユニットに電気的に接続される。電流検出器は、ダイオードサブユニット、スイッチサブユニット、比較ユニット第１入力端、比較ユニット第２入力端及び負荷装置に電気的に接続される。抵抗は、比較ユニット第１入力端、比較ユニット第２入力端及び電流検出器に電気的に接続される。
【００１０】
第１のスイッチユニットがオンになると、変圧器一次側が蓄電し始める。第１のスイッチユニットがオフになると、変圧器二次側は、ダイオードサブユニットを介して電流検出器に二次側電流を伝送する。電流検出器は、二次側電流を検出すると、比較ユニット及び抵抗に伝送する。抵抗は、二次側電流を電圧に変換して比較ユニットに流す。比較ユニットがスイッチサブユニットをオンにすることにより、二次側電流は、スイッチサブユニットを流れるようになる。
【考案の効果】
【００１１】
スイッチサブユニットの電力損失は、ダイオードサブユニット（又は一般のダイオード）の電力損失より小さいため、省エネ型電力変換装置の電力損失は、図２に示す従来の電力変換装置の電力損失（電流がダイオードを流れる）より小さくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の省エネ型電力変換装置を示すブロック図である。
【図２】従来の電力変換装置を示すブロック図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照する。図１は、本考案の省エネ型電力変換装置を示すブロック図である。本考案の省エネ型電力変換装置１０は、電源供給装置２０と負荷装置３０との間に適用される。
【００１４】
本考案の省エネ型電力変換装置１０は、変圧器１０２、第１のスイッチユニット１０４、第２のスイッチユニット１０６、比較ユニット１０８、電流検出器１１０、抵抗１１２、第１のスイッチコントローラ１１４、入力端コンデンサ１１６及び出力端コンデンサ１１８から構成する。
【００１５】
変圧器１０２は、変圧器一次側１２０及び変圧器二次側１２２を具える。第２のスイッチユニット１０６は、ダイオードサブユニット１２４及びスイッチサブニット１２６を具え、比較ユニット１０８は、比較ユニット出力端１２８、比較ユニット第１入力端１３０及び比較ユニット第２入力端１３２を具える。
【００１６】
変圧器一次側１２０は、電源供給装置２０に電気的に接続される。第１のスイッチユニット１０４は、変圧器一次側１２０に電気的に接続される。ダイオードサブユニット１２４は、変圧器二次側１２２に電気的に接続される。スイッチサブユニット１２６は、変圧器二次側１２２及びダイオードサブユニット１２４に電気的に接続される。
【００１７】
比較ユニット出力端１２８は、スイッチサブユニット１２６に電気的に接続される。電流検出器１１０は、ダイオードサブユニット１２４、スイッチサブユニット１２６、比較ユニット第１入力端１３０、比較ユニット第２入力端１３２及び負荷装置３０に電気的に接続される。
【００１８】
抵抗１１２は、比較ユニット第１入力端１３０、比較ユニット第２入力端１３２及び電流検出器１１０に電気的に接続される。第１のスイッチコントローラ１１４は、第１のスイッチユニット１０４に電気的に接続される。入力端コンデンサ１１６は、電源供給装置２０及び変圧器一次側１２０に電気的に接続される。出力端コンデンサ１１８は、電流検出器１１０及び負荷装置３０に電気的に接続される。
【００１９】
一般のフライバックコンバータの基本的な作動原理を以下に示す。第１のスイッチユニット１０４がオンになる（第１のスイッチコントローラ１１４によって制御される）と、変圧器一次側１２０が蓄電し始める。第１のスイッチユニット１０４がオフになる（第１のスイッチコントローラ１１４によって制御される）と、変圧器二次側１２２は、ダイオードサブユニット１２４を介して負荷装置３０に二次側電流４０を伝送する（即ち、電力を供給する）。
【００２０】
本考案の省エネ型電力変換装置の作動原理を以下に示す。第１のスイッチユニット１０４がオフになる（第１のスイッチコントローラ１１４によって制御される）と、変圧器二次側１２２は、ダイオードサブユニット１２４を介して電流検出器１１０に二次側電流４０を伝送する。即ち、第１のスイッチユニット１０４がオフになると、変圧器二次側１２２は、ダイオードサブユニット１２４を介して電流を放出する。
【００２１】
電流検出器１１０は、二次側電流４０を検出すると、比較ユニット１０８及び抵抗１１２に伝送する。電流検出器１１０は、二次側電流４０を小電流に変換する（これに限定されない）。抵抗１１２は、二次側電流４０（又は上記の小電流）を電圧に変換して比較ユニット１０８に進入させるために用いられる。
【００２２】
比較ユニット第１入力端１３０と比較ユニット第２入力端１３２との電圧差に基づき、比較ユニット１０８は、比較ユニット出力端１２８を介してスイッチサブユニット１２６をオンにする（例えば、高電位を出力する）。これにより、スイッチサブユニット１２６に二次側電流４０が流れるようになる。即ち、二次側電流４０は、ダイオードサブユニット１２４に流れなくなる。
【００２３】
スイッチサブユニット１２６の電力損失は、ダイオードサブユニット１２４（又は一般のダイオード）の電力損失より小さいため、節約型電力変換装置１０の電力損失は、図２に示す従来の電力変換装置５０の電力損失（電流がダイオード５２を流れる）より小さくなる。
【００２４】
電流検出器１１０は、変流器（ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）又はホール効果電流変換器（Ｈａｌｌ  ｅｆｆｅｃｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ  ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）である（これらに限定されない）。比較ユニット１０８は、コンパレータ、電力増幅器比較回路又は差動比較回路である（これらに限定されない）。
【００２５】
比較ユニット１０８がコンパレータである場合、比較ユニット出力端１２８は、コンパレータ出力端である。比較ユニット第１入力端１３０は、コンパレータ非逆相入力端である。比較ユニット第２入力端１３２は、コンパレータ逆相入力端である。
【００２６】
第１のスイッチユニット１０４は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ｍｅｔａｌ  ｏｘｉｄｅ  ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ｆｉｅｌｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：以下ＭＯＳＦＥＴと称す）、ＩＧＢＴ（ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ  ｇａｔｅ  ｂｉｐｏｌａｒ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、シリコン制御整流素子（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｒｅｃｔｉｆｉｅｒ：ＳＣＲ）である（これらに限定されない）。
【００２７】
変圧器１０２は、フライバックトランス（ｆｌｙｂａｃｋ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、フォワードトランス（ｆｏｒｗａｒｄ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、インダクタ−インダクタ−コンデンサ共振トランス（ｉｎｄｕｃｔｏｒ−ｉｎｄｕｃｔｏｒ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ｒｅｓｏｎａｎｔ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：一般にＬＬＣ共振トランスと称す）又はプッシュプルトランス（ｐｕｓｈ  ｐｕｌｌ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）である（これらに限定されない）。
【００２８】
第２のスイッチユニット１０６は、ダイオードが内蔵された電子素子、或いは、ダイオードが内蔵されない電子素子である。
【００２９】
第２のスイッチユニット１０６がダイオードが内蔵された電子素子である場合、第２のスイッチユニット１０６は、ＭＯＳＦＥＴである（これに限定されない）。
【００３０】
第２のスイッチユニット１０６がダイオードが内蔵されない電子素子である場合、スイッチサブユニット１２６は、バイポーラ接合トランジスタ（ｂｉｐｏｌａｒ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：一般にＢＪＴと称す）、ＩＧＢＴ又はシリコン制御整流素子である（これらに限定されない）。また、ダイオードサブユニット１２４は、ダイオードである（これに限定されない）。
【００３１】
第２のスイッチユニット１０６及び電流検出器１１０は、変圧器二次側１２２の低圧側に設置してもよい。
【００３２】
本考案は、以下（１）及び（２）に示す特徴を有する。
【００３３】
（１）第１のスイッチユニット１０４がオフになると、変圧器二次側１２２は、ダイオードサブユニット１２４を介して電流検出器１１０に二次側電流４０を伝送する。電流検出器１１０は、二次側電流４０を検出すると、比較ユニット１０８及び抵抗１１２に伝送する。比較ユニット１０８は、スイッチサブユニット１２６をオンにする。これにより、二次側電流４０は、スイッチサブユニット１２６を流れるようになる。
【００３４】
（２）スイッチサブユニット１２６の電力損失は、ダイオードサブユニット１２４（又は一般のダイオード）の電力損失より小さいため、省エネ型電力変換装置１０の電力損失は、図２に示す従来の電力変換装置５０の電力損失（電流がダイオード５２を流れる）より小さくなる。
【００３５】
以上の説明は、本考案の好適な実施形態を示すものであり、本考案の実施範囲を限定するものではない。即ち、本考案の実用新案登録請求の範囲に基づく同等効果である変更、修飾などは、全て本考案の保護範囲に含まれる。説明したことから分かるように、本考案は、産業上の利用性、新規性及び進歩性を有する。また、本考案の構造は、同類製品中において見られない上、公開使用されていない。
【符号の説明】
【００３６】
１０  省エネ型電力変換装置
２０  電源供給装置
３０  負荷装置
４０  二次側電流
５０  従来の電力変換装置
５２  ダイオード
１０２  変圧器
１０４  第１のスイッチユニット
１０６  第２のスイッチユニット
１０８  比較ユニット
１１０  電流検出器
１１２  抵抗
１１４  第１のスイッチコントローラ
１１６  入力端コンデンサ
１１８  出力端コンデンサ
１２０  変圧器一次側
１２２  変圧器二次側
１２４  ダイオードサブユニット
１２６  スイッチサブユニット
１２８  比較ユニット出力端
１３０  比較ユニット第１入力端
１３２  比較ユニット第２入力端
【図１】
0003184417.tif 000003
【図２】
0003184417.tif 000004