电源装置制造方法及图纸

电源装置包括：整流单元，用于整流交流输入电压；包含开关元件的电压转换单元，其被配置为从所述整流单元接收整流的输入电压并获得经所述开关元件的开关操作进行电压转换的输出电压；电压比较单元，被配置为在所述输出电压和设定输出电压之间产生比较信号。所述电源装置还包括振荡单元，其被配置为输出具有振荡周期和振荡停止周期的控制信号，其作为用于控制所述开关元件的导通/断开的控制信号。通过从所述电压比较单元输出的比较信号控制所述控制信号的振荡周期和振荡停止周期，并根据输入电压可变地控制振荡周期内的控制信号的脉冲占空比。

Power supply device

The power supply device comprises a rectifying unit for rectifying the AC input voltage; the voltage conversion unit includes a switching element, which is configured to receive the input voltage output voltage from the rectifier rectifier unit and the switching operation by the switching element for voltage conversion; the voltage comparison unit configured to generate a comparison signal in between the output voltage and output voltage setting. The power supply device also includes an oscillating unit configured to output a control signal with oscillation period and oscillation stop period, which acts as a control signal for controlling the conduction / disconnection of the switch elements. The oscillation period and oscillation stop period of the control signal are controlled by comparing signals output from the voltage comparison unit, and the duty cycle of the control signal in the oscillation period is controlled according to the input voltage.

【技术实现步骤摘要】
电源装置
本专利技术涉及一种可以适用于作为AC/DC转换器的电源装置。
技术介绍
在使用例如小型发动机的发电中，使用永久磁铁的发电机来产生交流电。在这种情况下，由于如此产生的电压的高低取决于发动机的转速(RPM)，如果需要，还可以额外使用并联调整器。然而，当通过所述并联调整器调整输出电压时，剩余电力总是作为热能释放，这导致电力的浪费。可以通过使用AC/DC转换器(交流/直流转换器)来避免这种浪费的控制。日本公开号为No.H01-148072(JPH01-148072A)的专利申请公开了一种用于交流输入的AC/DC转换器，其包括整流电路，平滑电路和DC/DC转换器。在这点上，可以采用可用作稳压整流器(regulatorrectifier)的AC/DC转换器。具体地，这是一种接收由发电机利用发动机旋转产生的交流输入以获得稳定的直流输出的AC/DC转换器。然而，当这种传统的AC/DC转换器用作稳压整流器时会有以下问题：通常，所述稳压整流器需要交流输入范围为0V到100V或更高，但是在这种情况下，当仅通过传统PWM控制来执行电压控制时，外围元件(peripheralelements)上的负载变大。因此，需要适用于宽范围的输入电压的AC/DC转换器。此外，需要更稳定的输出电压以克服在实现输出电压的期望控制精确度中的困难。鉴于上述内容，本专利技术的实施方式提供了可适用于作为AC/DC转换器的电源装置，其被配置为适当地响应宽范围的输入电压并且具有高的输出电压精确度。
技术实现思路
根据本专利技术的实施方式，提供一种电源装置，包括：整流单元，其被配置为对交流输入电压进行整流；包括开关元件的电压转换单元，其被配置为从所述整流单元接收经整流的输入电压，并获得通过所述开关元件的开关操作进行电压转换的输出电压；电压比较单元，其被配置为在所述输出电压和设定输出电压之间产生比较信号；以及振荡单元，其被配置为输出具有振荡周期和振荡停止周期的控制信号，此信号作为用于控制所述开关元件的导通/断开(ON/OFF)的控制信号。通过从所述电压比较单元输出的比较信号控制所述控制信号的振荡周期和振荡停止周期，并且基于所述输入电压，可变地控制所述振荡周期中的所述控制信号的脉冲占空比(pulsedutyratio)。也就是说，控制所述开关元件的控制信号，使得所述振荡周期被控制响应所述输出电压，所述脉冲占空比被控制响应所述输入电压。因此，其可以合适地响应宽范围的输入电压。在上述的电源装置中，当所述输出电压超出所述设定输出电压时，所述电压比较单元可以输出所述比较信号，以使所述振荡单元的所述控制信号处于振荡停止周期的状态，并且在所述振荡停止周期中可以控制所述开关元件为断开。在这种配置下，所述输出电压可以稳定到所述设定输出电压。在以上描述的电源装置中，所述振荡单元可以包括比较器，该比较器被配置为比较由振荡时间常数电路确定的振荡信号和阈值，以在所述振荡周期期间输出矩形波振荡信号作为控制信号，且当所述输出电压超出所述设定输出电压时，所述比较信号可用作一信号，其用于设定所述比较器的所述振荡信号的输入端的电位为比所述比较器的所述阈值的输入端低的电位。在这种配置下，通过所述比较器输出所述控制信号，所述比较器比较所述时间常数电路和所述阈值的输出，通过设定所述振荡信号的输入端的电位低于所述阈值的输入端的电位来停止振荡输出。在上述的电源设备中，所述振荡单元可以包括比较器。此比较器被配置为比较由振荡时间常数电路确定的振荡信号和阈值，以在所述振荡周期期间输出矩形振荡波信号作为控制信号，且基于所述输入电压，通过改变所述阈值，所述振荡单元可以可变地控制在所述振荡信号的振荡周期中的脉冲占空比。在这种配置下，可以根据所述输入电压更容易地控制所述脉冲占空比。附图说明根据下文实施例，并结合以下附图，可更清楚地说明本专利技术的目的及特征，其中：图1为根据本专利技术的实施例的包括AC/DC转换器的发电系统的说明示意图；图2为一实施例的所述AC/DC转换器的结构框图；图3A至3E为该实施例的AC/DC转换器的工作波形图；图4为该实施例的AC/DC转换器的电路图；以及图5为一电路图，其中提取本实施例中的所述AC/DC转换器的一部分。具体实施方式在下文中，将参照附图详细描述作为本专利技术的电源装置的实施例的AC/DC转换器。图1显示根据本实施例示出的包括AC/DC转换器1的发电系统的示例。上述发电系统是一系统的示例，在其中通过发电发动机2，发电机3和AC/DC转换器1获得用于给电池5充电的直流电压。通过皮带4将所述发电发动机2的旋转传送到所述发电机3的轴。通过例如使用永久磁铁的发电方法，所述发电机3利用传递的旋转力来产生电力。所述发电机3的输出是交流电压，且可以选择单相输出或者三相输出作为所述发电机3的输出。所述发电机3输出与所述发电机3的轴的转速(RPM)成比例的电压。因此，输出与发电发动机2的转速成比例的电压。在本实施方式中，假设输出三相(R相，S相，T相)的交流电压来进行说明。使用由所述发电机3输出的电压来启动所述AC/DC转换器1的所有操作。根据本实施例的所述AC/DC转换器1的交流输入电压范围为从0V到100V的高压或者更高。所述AC/DC转换器1的输出电压被用于给所述电池5充电。然而，它可以适用于各种电气设备的其他操作。上述发电系统可以被安装在例如无线电控制的飞行物体上(无线电控制的直升机或者其他飞行物体)、车辆上等。在上述情况下中，可以使用驱动飞机的旋翼叶片或者驱动车辆的发动机作为发电发动机2。所述AC/DC转换器1的输出和所述电池5的输出电压可以被用作安装到所述飞行物体例如无线电接收器，照相机，万向电机(照相机安装设备)等的电气部件的操作电压。此外，也可以使用所述AC/DC转换器1的输出电压或者来自所述电池5的输出电压用作驱动飞机的旋翼叶片的发动机或者用于驱动车辆的发动机的电源。图2示出了所述AC/DC转换器1的配置。所述AC/DC转换器1包括了整流单元11，电压转换单元(DC/DC转换器)12，输出滤波器单元13，振荡单元14，电压比较单元15，和电压设定单元16。所述整流单元11对由所述发电机3提供的三相交流电压实施三相整流和平滑操作。也就是说，所述整流单元11包括整流二极管和平滑电容器，并对所述交流电压进行全波整流和平滑以输出直流电压。将由所述整流单元11转换为直流电力的电压(以下称为“输入电压V1”)提供给所述电压转换单元12。所述电压转换单元12对输入到此的输入电压V1进行电压转换，以获得转换的电压(以下称为“输出电压V2”)。所述输出电压V2作为直流电压通过所述输出滤波器单元13输出到负载150例如电池5等。所述输出滤波器单元13是例如由扼流线圈，电容器和二极管组成的简易滤波器，其用于减少开关噪声，阻止所述电池5等连接时的逆流，使得所述负载150并联连接等目的。在所述电压转换单元12中，开关元件被用于电压转换。所述开关元件的导通/断开通过所述振荡单元14输出的控制信号S1控制。所述振荡单元14是例如使用比较器的方波振荡电路，将参照图4和图5进行描述。基于所述输入电压V1，所述振荡单元14输出用于控制开关元件的控制信号S1，和从所述电压比较单元15输出比较信号S2。具体的，所述振荡单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源装置，包括：整流单元，其被配置为对交流输入电压进行整流；包括开关元件的电压转换单元，其被配置为从所述整流单元接收经整流的输入电压，并获得通过所述开关元件的开关操作进行电压转换的输出电压；电压比较单元，其被配置为在所述输出电压和设定输出电压之间产生比较信号；以及振荡单元，其被配置为输出具有振荡周期和振荡停止周期的控制信号，作为用于控制所述开关元件的导通/断开的控制信号，其中通过从所述电压比较单元输出的所述比较信号控制所述控制信号的振荡周期和振荡停止周期，并且基于所述输入电压，可变地控制所述振荡周期中的所述控制信号的脉冲占空比。

【技术特征摘要】
2016.05.23 JP 2016-1021831.一种电源装置，包括：整流单元，其被配置为对交流输入电压进行整流；包括开关元件的电压转换单元，其被配置为从所述整流单元接收经整流的输入电压，并获得通过所述开关元件的开关操作进行电压转换的输出电压；电压比较单元，其被配置为在所述输出电压和设定输出电压之间产生比较信号；以及振荡单元，其被配置为输出具有振荡周期和振荡停止周期的控制信号，作为用于控制所述开关元件的导通/断开的控制信号，其中通过从所述电压比较单元输出的所述比较信号控制所述控制信号的振荡周期和振荡停止周期，并且基于所述输入电压，可变地控制所述振荡周期中的所述控制信号的脉冲占空比。2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，当所述输出电压超过所述设定输出电压时，所述电压比较单元输出所述比较信号，以使所述振荡单元的控制信号处于所述振荡停止周期的状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛基，
申请(专利权)人：双叶电子工业株式会社，小川精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP