(57)【要約】本発明は自動電圧調整器に関するもので、詳細には、トロイダル単巻変圧器を利用して出力電圧レベルを精密に制御することができる自動電圧調整器に関するものである。本発明は入力端に引荷された入力電圧を変換して出力端に出力する自動電圧調整器において、一端が上記入力端に連結され、他端が上記出力端に連結され、複数の主巻線及び上記の複数の主巻線が選択的に直列連結されるようにスイッチングするための複数の第１スイッチを含む主巻線部；上記主巻線部のうち上記第１スイッチによって直列連結された少なくとも一つの主巻線に励磁される励磁巻線；上記励磁巻線の一端を上記基準電位及び上記出力端のうち一つに選択的に連結するための第２スイッチ；上記基準電位及び上記入力端の中でどれか一つと上記励磁巻線の他端を連結するための第３スイッチ；及び上記複数の第１スイッチ、上記第２スイッチ、及び上記第３スイッチのスイッチング制御によって上記出力端に出力される出力電圧のレベルを調整する制御部を含むことを特徴とする。本発明によって使用者が利用する電圧レベルが出力されるように精密な電圧制御が可能になり、節電動作及び電圧ブースターとしての多様な応用が精密にできる。特に、１ボルト以下の誤差範囲で入力電圧を目標電圧に昇圧／減圧して提供することが可能である。        また、本発明は簡単なリレースイッチング回路で構成され半導体スイッチング素子を排除することで、相異する系統環境に対しても適応して動作可能であり別途の変更を要しない。        また、本発明は多くの出力タップを形成したり、多数の補助コイルを形成せずにより広い範囲で電圧を調整することが可能であり、同時に電圧調整幅ではどんな値でも正確に出力することができる。【索引語】自動電圧調整器、節電器、トロイダル変圧器【選択図】図２
2010537614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端に引荷された入力電圧を変換して出力端に出力する自動電圧調整器において、
一端が上記入力端に連結され他端が上記出力端に連結され、複数の主巻線及び上記複数の主巻線が選択的に直列連結されるようにスイッチングするための複数の第１スイッチを含む主巻線部；
上記主巻線部のうち上記第１スイッチによって直列連結された少なくとも一つの主巻線に励磁される励磁巻線；
上記励磁巻線の一端を上記基準電位及び上記出力端のうち一つに選択的に連結するための第２スイッチ；
上記基準電位及び上記入力端のうち一つと上記励磁巻線の他端を連結するための第３スイッチ；及び
上記複数の第１スイッチ、上記第２スイッチ、及び上記第３スイッチのスイッチング制御により上記出力端に出力される出力電圧のレベルを調整する制御部を含むことを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項２】
第１項において、
上記入力端に入力される入力電圧のレベルを測定するレベル測定部をも含み、
上記制御部は、
所定の目標電圧が上記レベル測定部で測定された入力電圧のレベルより大きい場合、上記目標電圧と上記測定されたレベル間の電圧差に対応して上記複数の第１スイッチをスイッチング制御して、上記第２スイッチが上記励磁巻線の一端を上記基準電位に連結するように制御して、上記第３スイッチが上記励磁巻線の他端を上記入力端に連結するように制御して；
上記目標電圧が上記入力電圧のレベルより小さな場合、上記目標電圧と上記測定されたレベル間の電圧差に対応して上記複数の第１スイッチをスイッチング制御して、上記第２スイッチが上記励磁巻線の一端を上記出力端に連結するように制御して、上記第３スイッチが上記励磁巻線の他端を上記基準電位に連結するように制御することを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項３】
第１項または第２項において、
使用者から上記日標電圧を入力されるための入力部をも含むことを特徴にする自動電圧調整器。
【請求項４】
第１項または第２項において、
上記入力電圧が上記主巻線部に対してバイパスするようにするバイパス経路；及び
上記バイパス経路の連結可否をスイッチングするためのバイパススイッチをも含み、
上記入力電圧のレベルが上記目標電圧に相応する場合、上記バイパススイッチをターンオンし上記入力電圧がバイパスになるように制御することを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項５】
第１項または第２項において、
上記励磁巻線がトロイダルコアに巻線され、
上記複数の主巻線が上記励磁巻線を巻き、上記複数の主巻線はトロイダルコア上に重接しないように巻線されることを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項６】
入力端に引荷された入力電圧を変換して出力端に出力する自動電圧調整器において、
一端が上記入力端に連結されて他端が上記出力端に連結され、複数の主巻線及び上記複数の主巻線が選択的に直列連結されるようにスイッチングするための複数の第１スイッチを含む主巻線部；
一端が上記出力端に連結されて、上記主巻線部のうち上記第１スイッチによって直列連結された少なくとも一つの主巻線に励磁される励磁巻線；及び
上記複数の第１スイッチのスイッチング制御により上記出力端に出力される出力電圧のレベルを調整する制御部を含むことを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項７】
第６項において、
上記入力端に入力される入力電圧のレベルを測定するレベル測定部をも含み、
上記制御部は、上記目標電圧が上記入力電圧のレベルより小さな場合、上記目標電圧と上記測定されたレベル間の電圧差に対応して上記複数の第１スイッチをスイッチング制御することを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項８】
第６項または第７項において、
上記入力電圧が上記主巻線部に対してバイパスするようにするバイパス経路；及び
上記バイパス経路の連結可否をスイッチングするためのパイパススイッチをも含み、
上記入力電圧のレベルが上記目標電圧に相応する場合、上記バイパススイッチをターンオンして上記入力電圧がバイパスになるように制御することを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項９】
第６項または第７項において、
上記励磁巻線がトロイダルコアに巻線され、
上記複数の主巻線が上記励磁巻線を巻き、上記複数の主巻線はトロイダルコア上に重接しないように巻線されることを特徴とする自動電圧調整器。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】１      本発明は自動電圧調整器に関するもので、さらに詳細には、トロイダル単巻変圧器を利用して出力電圧レベルを精密に制御することができる自動電圧調整器に関するものである。
【背景技術】２      トロイダル変圧器を利用した自動電圧調整器は多様な変圧器巻線を利用して具現できる。ところでどのような場合でも、出力電圧は１、２次コイルの巻線によって決定されるため、利用電圧に合うようにコイルを巻くか、あるいはいくつかの出力タップを置き多様な電圧を出力できるようになっている。
３      例えば、単巻変圧器は図１に図示されているように、主巻線（１００）に励磁される励磁巻線（２００）に複数のタップ（ａ、ｂ、ｃ）を置いて多様なレベルの電圧を出力することができる。
もし、主巻線（１００）に２２０Ｖの電圧が引荷される時、主巻線（１００）両端に２０Ｖ電圧が引荷され、励磁巻線（２００）のそれぞれのタップが５Ｖずつ減圧するように設計されたならば、第１タップ（ａ）から２００Ｖ、第２タップ（ｂ）から２０５Ｖ、第３タップ（ｃ）からは２１０Ｖの電圧を出力端に出力することができる。
４      このように、従来自動電圧調整器は偏差が大きい離散された出力電圧、例えば前述の一例では５Ｖの偏差を持つ２００Ｖ、２０５Ｖ、２１０Ｖの出力電圧から選択的に出力するようになっており、使用者が使用したい精密な電圧調整を提供することができない実情であった。
５      このように、精密性が欠ける従来の自動電圧調整器は使用者に非常に大きい不満を与えている。精密性に欠ける自動電圧調整器を利用した節電器の場合を例を挙げて具体的に説明することにする。
６      １５階の高層アパートの場合、配電盤が地下にあり、１階には約２３５ボルトが提供されるが高層に行くほど供給電圧が下がり、１５階には２０５ボルト位の電圧が提供されている。一般的に、家電製品は２０５ボルトの電圧が供給される時安定して動作可能だが、約１０ボルトをダウンさせる節電器を世帯ごとに設置して使う時、２１５以下の電圧が供給される家庭では不適切な節電器の使用で安定的な電圧の下限である２０５ボルトを保障することができない。一方、最上階ではむしろ安定的な電圧が持続的に維持されるように昇圧が要求されているのが実情である。
７      従って、高層アパートの場合、需要家に提供される系統電圧が低い階と高層の間に大きい偏差があり、節電のために減圧が要求される階と安定した電圧を提供するために昇圧を必要とする階に分けられ、その広い偏差を全て満足させながら精密に制御することができず使用者たちが非常に不便を感じている実情である。
８      本発明はこのような従来の技術の問題点を解決し、非常に精密な電圧レベルを提供し適切な電圧を提供することができる自動電圧調整器を提供する。
９      一方、従来の電力電子系統での自動電圧調整器が動作するためには主変圧器、励磁変圧器、検出変圧器、高感度実効値検出回路、高速Ａ／Ｄ変換回路、トライアックスイッチング回路など複雑な多くの段階の構成を要する。これにより高価な実験装備など特殊な場合にのみ適用され高価なため、一般人が利用できる市場性がない。
１０    このような複雑な装置は系統電圧の周波数及びレベルが異なっている環境で正常に動作することができないため、電力環境を考慮して製品製作を別途に進めなければならない問題があった。
１１    しかし、本発明は電力用半導体回路などを使わず簡単な構造で運営され、電力環境にかかわらず精密な電圧調整ができる。
１２    一方、従来の自動電圧調整器が偏差が大きい離散された出力電圧レベルを選択的に出力することは、２次コイルに固定的に形成されたタップから出力電圧を出力電圧を出力するためである。
１３    また、このような技術的限界はトロイダルコアに対する巻線方式が非常に制限されて運営されて来たという点にその原因を知ることができる。現在、トロイダルコアは主巻線を巻き、そこに一定の厚さのコイルを巻きながら入出力タップを形成する方法で励磁巻線を形成している。もし、トロイダルコアの主巻線と励磁巻線間に導通されないコイルが挿入されると、運営時中間に挿入されたコイルに煙が発生するなどの問題があり、タップから互いに直列に連結される励磁巻線とこれらを励磁させる主巻線のみを巻いて使う。
１４    しかし、本発明はこのような従来のトロイダルコアの巻線方式を改善して多様なレベルの誘導電圧を出力することができるようにする。
【発明の内容】
【解決する課題】
１５    本発明は前述の内容に着眼したもので、連続的な電圧レベルを出力することができるようにし精密な電圧調整が可能な自動電圧調整器を提供するためのものである。
【課題解決手段】
１６    上記目的は本発明による入力端に引荷された入力電圧を変換して出力端に出力する自動電圧調整器において、一端が上記入力端に連結されて他端が上記出力端に連結され、複数の主巻線及び上記複数の主巻線が選択的に直列連結されるようにスイッチングするための複数の第１スイッチを含む主巻線部；上記主巻線部のうち上記第１スイッチによって直列連結された少なくとも一つの主巻線に励磁される励磁巻線；上記励磁巻線の一端を上記基準電位及び上記出力端の中で一つに選択的に連結するための第２スイッチ；上記基準電位及び上記入力端の中でどれか一つと上記励磁巻線の他端を連結するための第３スイッチ；及び上記複数の第１スイッチ、上記第２スイッチ、及び上記第３スイッチのスイッチング制御により上記出力端に出力される出力電圧のレベルを調整する制御部を含むことを特徴とする自動電圧調整器によって達成する。
１７    また、上記自動電圧調整器は上記入力端に入力される入力電圧のレベルを測定するレベル測定部をも含み、上記制御部は、所定の目標電圧が上記レベル測定部で測定された入力電圧のレベルより大きい場合、上記目標電圧と上記測定されたレベル間の電圧差に対応して上記複数の第１スイッチをスイッチング制御して、上記第２スイッチが上記励磁巻線の一端を上記基準電位で連結するように制御して、上記第３スイッチが上記励磁巻線の他端を上記入力端に連結するように制御し；上記目標電圧が上記入力電圧のレベルより小さい場合、上記目標電圧と上記測定されたレベル間の電圧差に対応して上記複数の第１スイッチをスイッチング制御し、上記第２スイッチが上記励磁巻線の一端を上記出力端に連結するように制御して、上記第３スイッチが上記励磁巻線の他端を上記基準電位に連結するように制御することができる。
１８    また、上記自動電圧調整器は使用者から上記目標電圧を入力されるための使用者入力部をも含む。また、上記入力電圧が上記主巻線部に対してバイパスするようにするバイパス経路；及び上記バイパス経路の連結可否をスイッチングするためのバイパススイッチをも含み、上記入力電圧のレベルが上記目標電圧に相応する場合、上記バイパススイッチをターンオンして上記入力電圧がバイパスできるよう制御することが望ましい。
１９    そして、上記励磁巻線がトロイダルコアに巻線されて、上記複数の主巻線が上記励磁巻線を巻き、上記複数の主巻線はトロイダルコア上に重接しないように巻線される。
２０    上記目的は本発明の他の様相による、入力端に引荷された入力電圧を変換して出力端に出力する自動電圧調整器において、一端が上記入力端に連結され他端が上記出力端に連結されて、複数の主巻線及び上記複数の主巻線が選択的に直列連結されるようにスイッチングするための複数の第１スイッチを含む主巻線部；一端が上記出力端に連結されて、上記主巻線部のうち上記第１スイッチによって直列連結された少なくとも一つの主巻線に励磁される励磁巻線；及び上記複数の第１スイッチのスイッチング制御によって上記出力端に出力される出力電圧のレベルを調整する制御部を含むことを特徴とする自動電圧調整器によって達成できる。
２１    上記自動電圧調整器は上記入力端に入力される入力電圧のレベルを測定するレベル測定部をも含み、上記制御部は上記目標電圧が上記入力電圧のレベルより小さい場合、上記目標電圧と上記測定されたレベル間の電圧差に対応して上記複数の第１スイッチをスイッチング制御する。
２２    また、本発明の自動電圧調整器は上記入力電圧が上記主巻線部に対してバイパスするようにするパイパス経路；及び上記バイパス経路の連結可否をスイッチングするためのバイパススイッチをも含み、上記入力電圧のレベルが上記目標電圧に相応する場合、上記バイパススイッチをターンオンして上記入力電圧がバイパスするように制御することが望ましい。
【効果】
２３    本発明によって使用者が使用する電圧レベルが出力されるように精密な電圧制御が可能になり、節電動作及び電圧ブースターとしての多様な応用が精密にできる。特に、１ボルト以下の誤差範囲で入力電圧を目標電圧に昇圧／減圧して提供することが可能である。
２４    また、本発明は簡単なリレースイッチング回路で構成され半導体スイッチング素子を排除することで、相異する系統環境に対しても適応し動作可能であり別途の変更を要しない。
２５    また、本発明は多くの出力タップを形成するとか、多数の補助コイルを形成せず、もっと広い範囲で電圧を調整することが可能であり、同時に電圧調整幅ではどのような値でも正確に出力することができる。
【発明の実施のための具体的な内容】
２６    以下、添付された図面を参照し本発明の実施例を具体的に説明する。
２７    図２は本発明の第１実施例による自動電圧調整器（ＡＶＲ）の概略的な内部構成図である。
２８    図２を参照すると、自動電圧調整器は複数の主巻線（１ａ０〜１ａｎ）及び第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を持つ主巻線部（１）、励磁巻線（２）、第２スイッチ（３）、第３スイッチ（４）、バイパススイッチ（５）、レベル測定部（６）、入力部（７）及び制御部（８）を含んで構成される。
２９    主巻線部（１）は一端が入力電圧が引入される入力端（Ｌ１）に連結され、他端が出力端（Ｌ２）に連結されている。両端の間の回路連結関係（主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の連結関係）は複数の第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）がどのようにスイッチング連結されるのかによって決まる。
すなわち、図示されたように第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）が主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の一端に連結されるのかによって対応する主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が主巻線部（１）の両端を連結する直列回路の一構成素子として含まれるかどうかが決まる。以下では、第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）が主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の一端に接続して主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が直列回路の一部になって全体主券線数が増加される場合を″直列モード″とし、一方主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が直列回路から絶縁される場合を″絶縁モード″とする。
３０    複数の第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を個別に直列モードまたは絶縁モードでスイッチング制御することで、主巻線部（１）の両端を連結する直列回路に含まれる主巻線（１ａ０〜１ａｎ）を選択することができ、これによって直列回路に含まれた全体主券線数を制御することができる。
３１    特に本実施例で複数の主券線（１ａ０〜１ａｎ）は２０＝１，２１＝２，２２＝４，２３＝８，．．．．，２ｎＴ（ｔｕｒｎｓ）（ここで、ｎは自然数）の巻線数（ｔｕｒｎｓ）を持つように形成されている。
したがって、主巻線（１ａ０〜１ａｎ）を組み合わせて直列回路を形成することで、主巻線部（１）の両端間直列回路の全体主券線数が表現可能な範囲内で任意の自然数に対応するように調整される。例えば、ｎ＝１０なら、１〜２０４７内の任意の自然数に対応する巻線数を持つように調整することができる。
３２    励磁巻線（２）は主巻線部（１）の両端の間に直列連結された主巻線（１ａ０〜１ａｎ）により励磁される。
したがって、励磁巻線（２）の巻線数は固定されているが主巻線部（１）の直列回路に含まれた全体主券線数によって励磁巻線（２）に励磁される電圧の大きさは変わってくる。
３３    第２スイッチ（３）は励磁巻線（２）の一端（２ａ）を基準電位（Ｎ）及び出力端（Ｌ２）のうち一つに選択的に連結するためのものであり、ここに連動して第３スイッチ（４）は励磁巻線（２）の他端（２ｂ）を基準電位（Ｎ）及び入力端（Ｌ１）のうち一つに選択的に連結するためのものである。
３４    具体的に、第２スイッチ（３）が励磁巻線（２）の一端（２ａ）を出力端（Ｌ２）と接続するようにスイッチングされれば、ここに連動して第３スイッチ（４）は必ず励磁巻線（２）の他端（２ｂ）を基準電位（Ｎ）に接続するようにスイッチングされる。一方、第２スイッチ（３）が励磁巻線（２）の一端（２ａ）を基準電位（Ｎ）と接続するようにスイッチングされれば、これに連動して第３スイッチ（４）は必ず励磁巻線（２）の他端（２ｂ）を入力端（Ｌ１）に接続するようにスイッチングされる。
３５    これは励磁巻線（２）に形成される誘導電圧が入力電圧に加圧するモード（以下、″加圧モード″と言う）と誘導電圧が入力電圧を減圧するモード（以下、″減圧モード″と言う）間での転換のためのものである。どのモードがどのような条件で利用されるのかは以下で説明することにして、ここでは第２スイッチ（３）及び第３スイッチ（４）がこれらのモード間の転換のために一定の方式で連動しスイッチングされるということだけを説明することにする。
３６    本実施例では、励磁巻線（２）と主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の巻線方向がトロイダルコアに一定に固定され、特に励磁巻線（２）の一端（２ａ）が出力端（Ｌ２）に接続して他端が基準電位（Ｎ）に接続する時減圧モードで動作するように巻線されている例に対して説明する。
３７    再び図２を参照すると、バイパススイッチ（５）は入力端（Ｌ１）を出力端（Ｌ２）と直接連結したり絶縁するためのもので、入力電圧を変えず出力しようとする時入力電圧をバイパスする経路を提供する。
３８    レベル測定部（６）は入力端（Ｌ１）により入力される電圧のレベルを測定するためのもので、尖頭値または実効果値を測定して出力する。
３９    入力部（７）は使用者が出力しようとする目標電圧を入力するためのもので、アップダウンキーのような入力スイッチが形成されたパネル、リモートコントロール命令を受信するための受信装置など多様に具現される。目標電圧は既定値あるいは以前使用者が入力して保存された値や、運転中新しく更新される値であったりする。
４０    ＊制御部（８）はレベル測定部（６）で測定された入力電圧の大きさと目標電圧を比較して、入力電圧の大きさが目標電圧になるように第１〜３スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ，３，４）及びバイパスイッチ（５）のスイッチング制御動作を遂行する。
４１    制御部（８）の動作を中心に図２に開始された自動電圧調整器の全般的な運用に対して目標電圧及び入力電圧の大きさによって分けて説明するようにする。
４２    ＊理解しやすくするために、〈表１〉で現わした実験データを参考にする。
〈表１〉は励磁巻線（２）の巻線数が５００Ｔで固定され目標電圧が２２０［Ｖ］に設定された状態で、入力電圧が１８７〜２２０［Ｖ］の範囲で入力されることによって主巻線部（１）の全体巻線数がどのように決まるかを示す実験データである。
2010537614.tif 000003
2010537614.tif 000004
４３
４４                                  〈表１〉
４５    ｉ）目標電圧（２２０Ｖ）と入力電圧（２２０Ｖ）が一致する場合−バイパスモード：
４６    入力電圧がそのまま出力されるように制御する。したがって、制御部（８）はバイパススイッチ（５）部をターンオンして入力電圧がそのまま主巻線部（１）をバイパスして出力端（Ｌ２）に出力されるように制御する。（表１の第１項  参照）
４７    ｉｉ）目標電圧（２２０Ｖ）が入力電圧より高い場合−加圧モード：
４８    入力電圧を目標電圧に昇圧しなければならない。
４９    したがって、制御部（８）は入力電圧が昇圧され出力されるように第１〜３スイッチ及びバイパススイッチ（５）を制御する。
５０    具体的に、制御部（８）はバイパススイッチ（５）をターンオフし、励磁巻線（２）の一端（２ａ）が基準電位（Ｎ）に連結されるように第２スイッチ（３）を制御して、励磁巻線（２）の他端（２ｂ）が入力端（Ｌ１）に連結されるように第３スイッチ（４）を制御する（加圧モード）。
５１    一方、制御部（８）はレベル測定部（６）で測定された入力電圧のレベルと目標電圧間の差を償うように加圧の大きさになる励磁巻線（２）の誘導電圧レベルを調整する。このために、制御部（８）は電圧差に該当する電圧が誘導される主巻線部（１）の全体巻線数を算出して、これに対応して組合される主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が直列回路を形成するように第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を制御する。すなわち、算出された全体巻線数の組合せが可能になるように対応する第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を選別的に直列モード及び絶縁モードとしてスイッチング制御する。
５２    〈表１〉を参照すると、２２０Ｖの目標電圧に対して入力電圧がさらに小さくて電圧差が増加するほど全体主巻線部（１）の巻線数すなわち、直列連結された主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の巻線数の総合計がさらに大きくなれば励磁巻線（２）に誘導される電圧の大きさも大きくなり電圧補償が可能であるということを確認することができる。例えば、入力電圧が２１９［Ｖ］の場合電圧差は１［Ｖ］で必要な主券線数は２［Ｔ］であるのに対して、入力電圧が２１０［Ｖ］の場合電圧差は１０［Ｖ］で必要な主券線数は２４［Ｔ］である。
５３    ｉｉｉ）目標電圧が入力電圧より低い場合−減圧モード：
５４    制御部（８）は入力電圧を減圧して出力されるように第１〜３スイッチ及びバイパススイッチ（５）を制御する。
５５    具体的に、制御部（８）はバイパススイッチ（５）をターンオフして、励磁巻線（２）の一端（２ａ）が出力端（Ｌ２）に連結されるように第２スイッチ（３）を制御し、励磁巻線（２）の他端（２ｂ）が基準電位（Ｎ）に連結されるように第３スイッチ（４）を制御する。
５６    一方、制御部（８）はレベル測定部（６）で測定された入力電圧のレベルと目標電圧間の差を償うように減圧の大きさになる励磁巻線（２）の誘導電圧レベルを調節する。このために、制御部（８）は償わなければならない電圧差にあたる電圧が励磁巻線（２）に誘導されるようにする主巻線部（１）の全体巻線数を算出し、これに対応し組合される主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が直列回路を形成するように第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を制御する。すなわち、算出された全体巻線数の組合が可能になるように対応する第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を選別的に直列モード及び絶縁モードにスイッチング制御する。
５７    〈表１〉を再び参照すると、必要な主券線数は目標電圧と入力電圧間の電圧差の絶対値に比例することが分かる。したがって、入力電圧と目標電圧間の大小関係は第２スイッチ（３）及び第３スイッチ（４）のスイッチングモードに係わるだけで、必要な主巻線数を変動させる要因にならない。
５８    〈表１〉の列中で「電圧差」、「電圧変動率」と「必要な主券線数」の列を比べて見ると、これら相互間に比例関係があることが分かる。すなわち、電圧差が大きいほど償わなければならない電圧レベルが大きくなるので、励磁巻線（２）の誘導電圧を増加させるために全体主券線数を増加させるように制御されるということが分かる。
５９    また、〈表１〉は１［Ｖ］単位の電圧差だけでなく１［Ｖ］未満の電圧差も補うということを示しながら、これは励磁巻線（２）の巻線数及びコア用量によって変わることが。したがって、仕様によって電圧差と必要な主券線数に対するデータをあらかじめ保存して、制御部（８）はあらかじめ保存されたデータを基盤に第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）を選別的に直列モードまたは絶縁モードとしてスイッチング制御するようにできる。
６０    本発明の第１実施例による図２の構成は本発明の範囲中で多様な変形が可能であることがわかる。
６１    例えば、主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の巻線数は２ｋ（ｋ＝０、１、２、３、、、、、）で決まる代わりに他の組合が可能だということがわかる。例えば、励磁巻線（２）の巻線数及びコア用量が決まった場合、２ｊ［Ｖ］（ｊ＝０、１、２、３、、、）単位の電圧差に対応するように主巻線（１ａ０〜１ａｎ）の巻線数を形成するのが可能である。この場合、１［Ｖ］未満の電圧に対しては調整が難しいが、１［Ｖ］単位の電圧差を償うことが可能である。
６２    また、励磁巻線（２）の巻線数が固定されないこともあるということがわかる。この場合、主券線数と励磁巻線数を適正に選択するのが必要であり、これはあらかじめ実験的に決めることができる。
６３    本発明の他の実施例によれば、主券線数が電圧差によってあらかじめ決まっていない場合にも、出力電圧のレベルを測定してこの値をフィードバックして適正な巻線数を追跡する方式で直列連結される巻線数を増減することが可能である。
６４    以上のように、本発明の自動電圧調整器は節電が必要な環境だけではなく、電力供給環境が劣悪で入力電圧が電気製品の定格電圧に及ばない時にも、自動で入力電圧を昇圧して定格電圧を提供することができる。
６５    本発明は第２スイッチ（３）及び第３スイッチ（４）のスイッチングによって出力電圧の昇圧または減圧を選択することができ、第１スイッチ（１ｂ０〜１ｂｎ）のスイッチングによって昇圧及び減圧の幅を大きくすることができる。
６６    図３は本発明の第２実施例による自動電圧調整器の概略的な回路構成図として、図２とほとんど大部分が等しい内部構成図であることを容易に確認することができる。したがって、図２及び第１実施例と違う図３の構成的特徴を中心に第２実施例を説明することにする。
６７    図３を参照すると、励磁巻線の一端が出力端に固定的に連結され、他端が基準電位端に固定的に接続されることがわかる。
６８    したがって、第１実施例で言及したように、図３の自動電圧調整器は入力電圧を強圧したりバイパスする方式だけで使われ、昇圧するための用途では利用できない。
６９    このような用途の制限は実際の産業上の用途を考慮したもので、節電を望む消費者の要求、電力供給が安定的なインフラなどを考慮したものである。
７０    動作する方式に対するオプションがたとえ第１実施例に比べて制限されるとしても、前述の減圧モードで動作が可能であり１［Ｖ］単位の精密な制御が可能であることには変わりない。
７１    図４ａ及び図４ｂは本発明の第１及び第２実施例によるトロイダル変圧器の券線方式を説明するための概路図である。
７２    図４ａを参照すると、励磁巻線（２）がまずトロイダルコア全体に分布するように券線される。次に、図４ｂに図示されるように、複数の主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が励磁巻線（２）の上、すなわち励磁巻線（２）を覆いながら相互重複しないようにコイルを巻いて形成される。主巻線（１ａ０〜１ａｎ）それぞれが巻線の開始部分と終決部分を持つように形成されて、巻線の開始部分と終決部分が形成された単位でカウントされて多数の主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が区別される。
７３    前述のように、従来のトロイダル変圧器は主巻線（１ａ０〜１ａｎ）上に励磁巻線（２）を巻きながら、相異した電圧レベルの誘導電圧を得ることができるようにタップを抜くようにし、それによって昇圧及び減圧の程度が固定または非常に制限的だった。
７４    しかし、本発明のトロイダル変圧器は励磁巻線（２）の上層に主巻線（１ａ０〜１ａｎ）が重複されないように分布及び巻線されるので、従来よりはるかに選択の幅が広い多様なレベルの出力電圧を得ることができる。
７５    今まで本発明のいくつかの実施例を図示し説明したが、本発明が属する技術分野の通常の知識を持った当業者であれば本発明の原則や精神から脱せず本実施例を変形する可能性があることがわかる筈である。
７６    例えば、本発明の第１スイッチは回路内に直列で連結される主巻線の巻線数を可変的に決めるためのものなので、その設置位置が図２及び図３と異なって変更されることがある。具体的に、主巻線に多数のタップを形成して、このタップのうち一つを入力端または出力端に連結しても、主巻線の巻線を選択的に可変させることが可能である。
７７    したがって本発明は第１スイッチが主巻線の最終的な巻線数を決めるように配列されることを全て含むものとして解釈しなければならないし、このような変形が本発明の範囲内にあるものと見なければならない。
７８    発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決まる。
【図面の簡単な説明】７９    図１は従来の単巻変圧器で励磁巻線の複数のタップから複数の電圧レベルを出力することを説明するための概略的な回路図；
８０    図２は本発明の第１実施例により１［ｔｕｒｎ］に対応する電圧単位で出力電圧を調整可能な自動電圧調整器（ＡＶＲ）の概略的な内部構成図；
８１    図３は本発明の第２実施例により自動電圧調整器の概略的な内部構成図；及び
８２    図４ａ及び図４ｂは本発明の実施例に利用されたトロイダル変圧器の巻線方式を説明するための概路図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【国際調査報告】
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