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技術 電源装置

出願人 竹川敏夫
発明者 竹川敏夫
出願日 2014年12月19日 (5年11ヶ月経過) 出願番号 2014-257731
公開日 2016年6月30日 (4年4ヶ月経過) 公開番号 2016-119768
状態 特許登録済
技術分野 整流装置
主要キーワード 並列接続線 右側端子 左側端子 直流可変電源 タップ線 電力調整機 並列結線 直列結線
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (3)

課題

蓄電池や小電流制限回路(装置)を省略することができ、シンプル回路大電流低電圧)と高電圧(小電流)とを融合させた融合電力負荷に供給することができる電源装置を提供する。

解決手段

電源装置1では、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルで高電圧・小電流を発生させ、又、大電流電源部10で生成した低電圧・大電流の電力を二電力融合回路30に送り込み、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルの中で、高電圧と低電圧を合成して合成高電圧をつくり、更に、小電流と大電流は合算せず、両電流は共に重なって重合大電流となって負荷70に流れる。

概要

背景

本願出願人が出願した電源装置(下記特許文献1参照)では、次に説明するように、合成高電圧重合大電流の融合電力を生成し、出力負荷に供給することができる。
即ち、低電圧・大電流を充放電できる蓄電池蓄電された低電圧・大電流の電力と、高電圧・小電流の電力とを、前記蓄電池の内部で融合させ、これら二つの電力の電圧は合成して合成高電圧となる一方、これら二つの電力の電流は加算されず、小電流と大電流が重合した重合大電流となって、前記合成高電圧と融合する。

概要

蓄電池や小電流制限回路(装置)を省略することができ、シンプル回路で大電流(低電圧)と高電圧(小電流)とを融合させた融合電力を負荷に供給することができる電源装置を提供する。電源装置1では、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルで高電圧・小電流を発生させ、又、大電流電源部10で生成した低電圧・大電流の電力を二電力融合回路30に送り込み、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルの中で、高電圧と低電圧を合成して合成高電圧をつくり、更に、小電流と大電流は合算せず、両電流は共に重なって重合大電流となって負荷70に流れる。

目的

本発明は、蓄電池や小電流制限回路(装置)を省略することができ、シンプルな回路で大電流(低電圧)と高電圧(小電流)とを融合させた融合電力を負荷に供給することができる電源装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

低電圧大電流電力を供給可能な大電流電源部と、前記大電流電源部よりも電位が高い高電圧で、且つ前記大電流電源部よりも電流値が小さい小電流の電力を、一次コイル二次コイルを有するトランスによって供給可能である高電圧電源部と、前記大電流電源部から供給された前記低電圧で大電流の電力と、前記高電圧電源部から供給された前記高電圧で小電流の電力を、前記二次コイルの内部で融合させて融合電力を生成する二電力融合部と、前記融合電力が供給されるように前記二電力融合部と接続され、前記融合電力を平滑直流電力にする総電力平滑部と、前記平滑直流電力が供給されるように前記総電力平滑部と接続され、前記平滑直流電力を任意の出力とする電力調整機とを備えていることを特徴とする電源装置

請求項2

前記高電圧電源部の前記トランスは、前記一次コイルを、1体の鉄心において1個、又は2体の鉄心において2個備えていると共に、前記二次コイルを2個備えており、前記二電力融合部は、2個の前記二次コイルの一方の端部同士を直列結線する直列接続線と、前記直列接続線に接続されるタップ線と、前記タップ線に接続される入力側(−)極端子と、2個の前記二次コイルにおける前記直列接続線が結線されない他方の各端部に接続される端接続線と、2個の前記端接続線又は前記直列接続線にそれぞれ配置した整流器と、双方の前記端接続線が共に接続される出力側(+)極端子とを備えており、前記入力側(−)極端子に対し、前記大電流電源部を接続して、前記二電力融合部に対し、前記低電圧で大電流の電力を供給し、前記高電圧電源部は、2個の前記一次コイルを並列に結線する並列接続線、又は2個の前記二次コイルに共通する1個の前記一次コイルを備えており、前記二電力融合部は、2個の前記二次コイルの内部で発生した前記高電圧で小電流の電力と、前記大電流電源部から供給された前記低電圧で大電流の電力とを、前記高電圧電源部における2個の前記二次コイルの内部において融合させ、高電圧で大電流の融合電力を生成することを特徴とする請求項1に記載の電源装置。

技術分野

0001

本発明は、負荷に融合電力を供給可能な二電力融合回路が設けられた電源装置に関する。

背景技術

0002

本願出願人が出願した電源装置(下記特許文献1参照)では、次に説明するように、合成高電圧重合大電流の融合電力を生成し、出力負荷に供給することができる。
即ち、低電圧・大電流を充放電できる蓄電池蓄電された低電圧・大電流の電力と、高電圧・小電流の電力とを、前記蓄電池の内部で融合させ、これら二つの電力の電圧は合成して合成高電圧となる一方、これら二つの電力の電流は加算されず、小電流と大電流が重合した重合大電流となって、前記合成高電圧と融合する。

先行技術

0003

特開2012−244743号公報

発明が解決しようとする課題

0004

以上の電源装置では、低電圧・大電流蓄電用の蓄電池を使用しない場合は、直接的に低電圧・大電流の第1電力と、高電圧・小電流の第2電力とが融合して、前記第1電力の大電流と前記第2電力の高電圧のみを取り出すことはできないとされていた。
又、高電圧・小電流の電力を生成する第2の電源部において、電流を小電流に制限する回路(装置)が必要であった。
そこで、本発明は、蓄電池や小電流制限回路(装置)を省略することができ、シンプルな回路で大電流(低電圧)と高電圧(小電流)とを融合させた融合電力を負荷に供給することができる電源装置を提供することを目的としたものである。

課題を解決するための手段

0005

上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、低電圧で大電流の電力を供給可能な大電流電源部と、前記大電流電源部よりも電位が高い高電圧で、且つ前記大電流電源部よりも電流値が小さい小電流の電力を、一次コイル二次コイルを有するトランスによって供給可能である高電圧電源部と、前記大電流電源部から供給された前記低電圧で大電流の電力と、前記高電圧電源部から供給された前記高電圧で小電流の電力を、前記二次コイルの内部で融合させて融合電力を生成する二電力融合部と、前記融合電力が供給されるように前記二電力融合部と接続され、前記融合電力を平滑直流電力にする総電力平滑部と、前記平滑直流電力が供給されるように前記総電力平滑部と接続され、前記平滑直流電力を任意の出力とする電力調整機とを備えていることを特徴とするものである。
請求項2に記載の発明は、上記発明にあって、前記高電圧電源部の前記トランスは、前記一次コイルを、1体の鉄心において1個、又は2体の鉄心において2個備えていると共に、前記二次コイルを2個備えており、前記二電力融合部は、2個の前記二次コイルの一方の端部同士を直列結線する直列接続線と、前記直列接続線に接続されるタップ線と、前記タップ線に接続される入力側(−)極端子と、2個の前記二次コイルにおける前記直列接続線が結線されない他方の各端部に接続される端接続線と、2個の前記端接続線又は前記直列接続線にそれぞれ配置した整流器と、双方の前記端接続線が共に接続される出力側(+)極端子とを備えており、前記入力側(−)極端子に対し、前記大電流電源部を接続して、前記二電力融合部に対し、前記低電圧で大電流の電力を供給し、前記高電圧電源部は、2個の前記一次コイルを並列に結線する並列接続線、又は2個の前記二次コイルに共通する1個の前記一次コイルを備えており、前記二電力融合部は、2個の前記二次コイルの内部で発生した前記高電圧で小電流の電力と、前記大電流電源部から供給された前記低電圧で大電流の電力とを、前記高電圧電源部における2個の前記二次コイルの内部において融合させ、高電圧で大電流の融合電力を生成することを特徴とするものである。

発明の効果

0006

請求項1に記載の発明によれば、大電流電源部の入力電力は好適にはAC100V(ボルト)又はAC200Vとし、出力は設定(適正)の低電圧・大電流に変換させ、又、高電圧電源部の入力電力の電圧は好適にはAC110V以下とする。この場合、出力電圧としては、180V以上440V以下が最適である。尚、入力側の電圧をAC200Vにする場合、電力調整機の出力電力の電圧は、AC380V以上が好適である。
大電流電源部の出力(低電圧・大電流)電力は、高電圧電源部の二電力融合部(二電力融合回路)に設けたトランスの二次コイルの中に送られ、二次コイルの中で発生している高電圧・小電流の交流電力発生方向と同じ流れ方向に流れ、この時、トランスの二次コイルの中で、大電流電源部で生成して送り込んだ直流の低電圧・大電流の電力の低電圧と、二次コイルで発生した高電圧とが合成して合成高電圧が生成し、又、前記大電流は、二次コイルで発生した小電流とは合算せず、両者共に重なって重合大電流となり、これら合成高電圧と重合大電流は二次コイルの中で融合して、一対になって融合電力となり、電力調整機に供給され、この電力調整機で融合電力の電圧は、定格出力電圧自動調整され、出力側負荷に供給される。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1の二電力融合回路のトランスを2個にし、又、整流回路について4個の整流器を2個の整流器にし、2個のトランスの一次コイル側を並列結線あるいは共通化し、二次コイル側を直列結線にし、両線端線にそれぞれ整流器(ダイオード等)を設け、整流器を2個持つ二電力融合回路にしたことで、整流器による損失半減し、効率を上げることができる。

図面の簡単な説明

0007

本発明の実施形態1に係る電源装置の概略回路構成図である。
本発明の実施形態2に係る電源装置の概略回路構成図である。

実施例

0008

以下、本発明に係る実施形態につき、適宜図面に基づいて説明する。尚、本発明は、下記の実施形態に限定されない。

0009

<実施形態1>
図1は実施形態1に係る電源装置1の概略回路構成図であって、電源装置1は、大電流電源部10と、高電圧電源部20と、二電力融合回路30と、総電力平滑回路40と、電力調整機60とを備えている。

0010

大電流電源部10は、低電圧で大電流の、直流の出力電流を生成するもので、同じ巻数の2つの二次コイル(直列結線)と1つの一次コイルとを設けた低電圧大電流変換器11と、2個の整流器12a,12bと、(+)極線13a,13bと(−)極線13c間に並列結線した2個の平滑コンデンサーC1,C2と、(+)極線13a,13b間に直列結線した平滑リアクトルL1とを設けた大電流平滑回路13を備えている。
低電圧大電流変換器11の一次コイルの入力端子10a,10bは、外部電源と接続され、又、2つの二次コイルは直接結線し、連結する結線10cの中間にタップ線10dを接続して(−)極線とし、大電流平滑回路13の入力側(−)極端子13dに接続している。更に、2つの二次コイルの右接続線10eと左接続線10fとを共に大電流平滑回路13の入力側(+)端子13eに接続している。尚、2つの整流器12a,12bのカソードの位置は、大電流平滑回路13の入力側(+)極端子13e側に設けている。
低電圧・大電流を生成する大電流電源部10は、図示のような回路の他、例えばAC(交流)−DC(直流)スイッチング電源装置直流可変電源装置等としても良い。

0011

高電圧電源部20は、高電圧用トランス21を備えている。
高電圧用トランス21は、一次コイルと二次コイルの巻数を1:1.2にしている。尚、一次コイルと二次コイルの巻数を1:1又は2:1等としても良い。
高電圧用トランス21の入力側端子20a,20bは、外部電源と接続している。

0012

二電力融合部としての二電力融合回路30は、高電圧用トランス21の大電流を通過可能とする二次コイルの右出力端子21aと、ブリッジ形の整流回路50の右入力端子50aとを、右接続線30aによって接続すると共に、二次コイルの左出力端子21bと、整流回路50の左入力端子50bとを、左接続線30bによって接続する。
ブリッジ形の整流回路50は、4個のダイオードD1,D2,D3,D4をもってブリッジ形を形成している。大電流電源部10の出力側(+)極端子10gと、二電力融合回路30の(−)極端子30cとを、A接続線14によって接続する。
ブリッジ形の整流回路50の内部に設けた(−)極線50cは、二電力融合回路30の(−)極端子30cと、ダイオードD1,D2のアノードとを接続する。ダイオードD1のカソードは、右(+)線50dと接続し、ダイオードD2のカソードは、左(+)線50eと接続している。
右(+)線50dと左(+)線50eは、二電力融合回路30の出力側(+)端子30dに接続し、右(+)線50dにおいて、出力側(+)端子30dとダイオードD1のカソードとの間にダイオードD3を設け、又、左(+)線50eにおいて、出力側(+)端子30dとダイオードD2のカソードとの間にダイオードD4を設けている。尚、両ダイオードD3,D4のカソードの位置は、出力側(+)端子30d側としている。

0013

総電力平滑部としての総電力平滑回路40は、(+)極線40a,40bと、(−)極線40cとの間に平滑コンデンサーC3,C4を並列に接続し、(+)極線40a,40bの間に平滑リアクトルL2を直列結線している。総電力平滑回路40の(+)極線40aと入力側(+)極端子40dとを接続し、入力側(+)極端子40dと二電力融合回路30の出力側(+)極端子30dとをB接続線15によって接続している。
又、大電流電源部10の出力側(−)端子10hと、総電力平滑回路40の入力側(−)端子40eとをC接続線16によって接続している。

0014

電力調整機60は、電力を調整する回路であり、例えばパワーコンディショナーインバータ、スイッチング電源装置、昇圧装置バッテリー充電器等を用いることができる。
総電力平滑回路40の出力側(+)端子40fと、電力調整機60の入力側(+)極端子60aとをD接続線17によって接続する。又、総電力平滑回路40の出力側(−)端子40gと、電力調整機60の入力側(−)極端子60bとをE接続線18によって接続する。
電力調整機60の出力端子1a,1bは、負荷70に接続している。

0015

次に、電源装置1の動作例(出力負荷時)を説明する。
高電圧電源部20の入力側端子20a,20bに対し、外部電源から単相交流電力(好適にはAC100V前後)を供給すると、単相交流電力は高電圧用トランス21の一次コイルに入り、一次コイルの電圧に対する二次コイルの電圧は1.2倍に昇圧する。尚、二次コイルの電圧は、一次コイルの電圧と1対1としたり、あるいは減圧したりして良い。
高電圧電源部20の二次コイルの電力は、ブリッジ形の整流回路50のダイオードD3,D4を通過して、総電力平滑回路40の平滑リアクトルL2を通り、電力調整機60に高電圧側の高電圧電力を供給する。
尚、好適には、入力電圧をAC110V以下にし、出力電圧を180V以上とする。又、入力電圧がAC200V前後の場合、好適には出力電圧を380V以上とする。

0016

一方、大電流電源部10に備えられた低電圧大電流変換器11の一次コイル側の入力端子10a,10bに、外部電力の例えばAC100V又はAC200Vの交流電力が供給されると、二次コイル側で電圧は大きく減圧され、電流は反比例して大きく増流され、低電圧・大電流電力が発生する。この二次コイル内で発生した低電圧・大電流電力は、左右の整流器12a,12bと、大電流平滑回路13の平滑リアクトルL1を通って、出力側(+)端子10gより、二電力融合回路30の入力側(−)端子30cを通り、ブリッジ形の整流回路50の(−)極線50cを流れて、ダイオードD1,D2を交互に通って、高電圧用トランス21の二次コイルの中へ、交流が発生する方向へ交流電力と一緒になって二次コイルの中を流れる。この二次コイルで発生した交流高電圧は、大電流電源部10で発生した低電圧と二次コイル内で合成され、合成高電圧となって負荷70に送電される。
又、大電流電源部10から供給された大電流は、二次コイルで発生した小電流とは合算されず、両電流は共に重なって重合大電流となって負荷70に流れる。つまり、二次コイルの中で、合成高電圧と重合大電流は融合して合成高電圧で重合大電流の融合直流電力が生成し、その融合直流電力を電力調整機60で適正な電力に調整して負荷70に供給する。例えば、電力調整機60として4kW(キロワット)用パワーコンディショナーを採用した場合、出力AC200V×20A(アンペア)となり、負荷70は4kWの場合10Ω(オーム)となる。
尚、高電圧用トランス21(1:1.2)の二次コイル内部で発生する小電流値(A)は、高電圧用トランス21の二次コイル発生電圧値(V)を出力負荷値(Ω)で除算した値にほぼ等しくなる。出力負荷値としては、例えば、出力AC200Vを20Aで除算した10Ωとなる。

0017

続いて、以上の電源装置1の効果を説明する。
電源装置1では、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルで高電圧・小電流を発生させ、又、大電流電源部10で生成した低電圧・大電流の電力を二電力融合回路30に送り込み、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルの中で、高電圧と低電圧を合成して合成高電圧をつくり、更に、小電流と大電流は合算せず、両電流は共に重なって重合大電流となって負荷70に流れる。
よって、高電圧電源部20の高電圧用トランス21の二次コイルの中で、合成高電圧と重合大電流は融合して合成高電圧・重合大電流の融合直流電力を生成し、電力調整機60で融合直流電力を適正な電力(電圧・電流)に調整して負荷70に供給することができる。

0018

電源装置1に関する実施の具体例を説明する。
出力側の負荷70は、10Ω抵抗器を使用し、10Ω負荷時の電圧値・電流値を測定した。電力調整機60としては、パワーコンディショナーを使用した。
高電圧用トランス21は、一次コイル側においてAC101.3Vで11.6Aであり、一次コイルと二次コイルのコイル巻数比が1:1.2であり、二次コイルの最大通過電流が37.4Aであった。
ブリッジ形の整流回路50の通過電力は、最大98Vで44.2Aであった。
大電流電源部10の低電圧大電流変換器11は、一次コイル側においてAC101.3Vで5.8Aであった。尚、一次コイルと二次コイルの巻数比は7:1とした。
整流器12a,12bの通過電力は、14Vで40.6Aであった。
大電流平滑回路13の通電電力は、13.5Vで39Aであった。
総電力平滑回路40の通過電力(合成電圧)は、123.7Vで35.9Aであった。
電力調整機60の入力電圧は123.7Vで、入力電流は35.9Aとなり、出力電力は最大で略AC200Vで略20Aであった。
各所の電圧値・電流値は、出力側の負荷70のテスト用抵抗値10Ωに対して生じたもので、電流制限回路等を設けず、全く制限されていない数値、つまり負荷70の10Ωに対して必然的に発生した数値である。

0019

高電圧電源部20の高電圧用トランス21の一次コイル側に対する外部電源からの入力電力は、AC101.3Vで11.6Aである。この電流値は、出力の負荷70の抵抗値10Ωに対応して発生した電流値である。
電力調整機60の入力側(+)端子60aの電圧は123.7Vであり、出力側の端子1a,1bの電力は、負荷70の10Ω負荷に対して、約AC200V×約20Aになる。
電力調整機60の入力側(+)端子60aの電流35.9Aについては、次の通りである。大電流電源部10の低電圧大電流変換器11の一次コイル側の入力端子10a,10bに、AC101.3Vで5.8Aが外部電源より供給される。この5.8Aの電流は、35.9Aの電流に対するものである。5.8Aの電流は、低電圧大電流変換器11によって低電圧で増流されて40.6Aとなり、整流器12a,12bと大電流平滑回路13とを通過して39Aとなって二電力融合回路30に入り、ここでは高電圧電源部20の二次コイルで発生する電流7.74Aとは合算されず、そのまま負荷70に向かって流れ、電力調整機60の入力側(+)端子60aでは35.9Aの重合大電流となる。7.74Aの電流は、35.9Aの電流と重合して共に負荷70へ流れる。
尚、大電流電源部10の出力側(+)端子10gから出力する電圧13.5Vは、二電力融合回路30の中で、高電圧電源部20の117.9Vと合成して129.2Vとなって電力調整機60の入力側(+)端子60aに供給され、よって、入力側(+)端子60aでは、123.7V×35.93A=4445VA(最大)となる。

0020

尚、高電圧電源部20の入力電力の電圧をAC110V以下にする場合、好適には出力側電圧はAC(DC)180V以上にする。出力電圧をAC100Vにして使用する場合、一例としてAC200V(AC400V)からAC100V(出力)に減圧するトランス、又はDC200V(DC400V)からAC100Vに減圧するインバーターやパワーコンディショナー等を使用する。
一方、入力電圧をAC200V前後にした場合、出力電圧を好適には380V以上とする。出力電圧を一旦昇圧した200V以上400V以下程度のものからAC100Vに減圧して使用する場合、減圧トランスや、減圧用のインバーター等を使用する。
入力電圧を小さくするためには、出力側の電圧を入力電圧のほぼ2倍以上に一旦昇圧することが望ましい。2倍以上に昇圧しない場合、入力電力が比較的に多くなる。

0021

実施形態1に係る電源装置1の構成等をまとめる。
負荷70に電力を供給する二電力融合回路30が設けられた電源装置1であって、二電力融合回路30に低電圧で大電流の電力を供給する大電流電源部10と、大電流電源部10よりも電位が高い高電圧で且つ大電流電源部10よりも電流値が小さい小電流の電力を生成する高電圧電源部20と、前記大電流電源部10の低電圧で大電流の電力、及び前記高電圧電源部20の高電圧で小電流の電力とが供給可能な二電力融合回路30と、脈流直流の融合直流電力を平滑直流電力にする総電力平滑回路40と、前記平滑直流電力を定格出力電圧(例えばAC202V)に自動調整する電力調整機60とを備えている電源装置1である。
電源装置1では、二電力融合回路30の高電圧用トランス21の二次コイルに、大電流電源部10の大電流で低電圧の電力を送電し、当該電力と前記二次コイルの中で発生する高電圧で小電流の電力とを、前記二次コイルの中で融合させて生成する融合直流電力を、電力調整機60によって、安定した任意設定の定格出力電圧(設定)の電力を負荷70に供給可能である。

0022

<実施形態2>
図2は実施形態2に係る電源装置1Xの概略回路構成図であって、電源装置1Xは、高電圧電源部と二電力融合回路を除き、他は実施形態1と同様に成る。実施形態1と同様の構成要素には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
電源装置1Xは、大電流電源部10と、高電圧電源部20Xと、二電力融合回路30Xと、総電力平滑回路40と、電力調整機60とを備え、負荷70に接続可能である。

0023

高電圧電源部20Xは、高電圧用の第1トランス22Xと第2トランス22Yを備えている。
第1トランス22Xの入力側端子22aと、第2トランス22Yの入力側端子22bとをF接続線22cで接続する。又、第1トランス22Xの入力側端子22dと、第2トランス22Yの入力側端子22eとをG接続線22fで接続する。これらの結線により、第1トランス22Xと第2トランス22Yが並列に接続される。即ち、F接続線22c及びG接続線22fは、第1トランス22Xと第2トランス22Yを並列に接続する並列接続線を構成する。

0024

二電力融合回路30Xは、第1トランス22Xと第2トランス22Yの二次コイル側をH接続線22g(直列接続線)で直列結線し、第1トランス22Xの二次コイルの右側端子22hと、二電力融合回路30Xの出力側(+)極端子30dとをI接続線22i(右の端接続線)で接続する。又、第2トランス22Yの二次コイルの左側端子22jと、二電力融合回路30Xの出力側(+)極端子30dとをJ接続線22k(左の端接続線)で接続している。尚、H接続線22gの中央部にタップ線22lを接続し、タップ線22lの他端を二電力融合回路30Xの入力側(−)極端子30cに接続している。
更に、I接続線22iの中央部には整流器D5を設け、J接続線22kの中央部には整流器D6を設ける。整流器D5,D6のカソード側を二電力融合回路30Xの出力側(+)極端子30dに向けている。

0025

次に、電源装置1Xの動作例(出力負荷時)を説明する。
高電圧電源部20Xの入力側端子20a,20bに対し、外部電源から交流電力を供給すると、交流電力は高電圧用の第1トランス22Xと第2トランス22Yの各一次コイルに供給される。
第1トランス22Xと第2トランス22Yの二次コイル内部で流れる交流電力の流れ方向は、右一方向に流す右の整流器D5と、左一方向に流す左の整流器D6を設けていることによって、第1トランス22Xでは右方向へのみ流れ、第2トランス22Yでは左方向へのみ流れる。整流器D5,D6により、左方向の電流と右方向の電流は合流して二電力融合回路30Xの出力側(+)極端子30dでは、脈流直流が生成する。
大電流電源部10で生成された低電圧・大電流の直流電力は、二電力融合回路30Xの入力側(−)極端子30cとタップ線22lを通って第1トランス22Xと第2トランス22Yの二次コイルの中に流れる。そして、第1トランス22Xと第2トランス22Yの二次コイルの中で正方向と逆方向に発生する交流電力と一緒になって、これら二次コイルの中を流れる。この時、これらの二次コイルで発生する交流電圧は、大電流電源部10で発生した低電圧と二次コイル内で合成され、合成高電圧となって負荷70に送電される。
又、大電流電源部10から供給された大電流は、二次コイルで発生した小電流とは合算されず、これら大電流と小電流は共に重なって重合大電流となって負荷70に流れる。つまり、二次コイルの中で合成高電圧と重合大電流は融合し、合成高電圧・重合大電流の融合直流電力が生成する。電力調整機60で、融合直流電力は設定された出力電力(電圧・電流)に調整されて負荷70に供給される。

0026

続いて、以上の電源装置1Xの効果を説明する。
電源装置1Xの二電力融合回路30Xでは、右の整流器D5及び左の整流器D6と、第1トランス22Xの二次コイルと、第2トランス22Yの二次コイルとを設けて、二次コイルに発生する交流の往来を正逆別々の方向に流して、交流電力を脈流直流の電力に変換する。
大電流電源部10で生成した低電圧・大電流の電力を、二電力融合回路30Xの入力側(−)極端子30cから第1トランス22Xの二次コイルと第2トランス22Yの二次コイルに供給し、これら二次コイルの内部で発生する高電圧と、大電流電源部10で生成した低電圧とを二次コイルの内部で合成して合成高電圧を生成する。又、これらの二次コイルの内部で発生した小電流と、大電流電源部10で生成した大電流は、これらの二次コイル内では加算されず、小電流と大電流は重合して重合大電流となり、合成高電圧と融合して、融合直流電力となって負荷70に供給される。
交流を直流に変換するための整流器は、実施形態1の電源装置1における二電力融合回路30では4個(整流器D1〜D4)使用するところ、実施形態2の電源装置1Xでは2個(整流器D5〜D6)で済み、整流器通過損失は実施形態2の電源装置1Xの方が少なく(半分に)なり、その分高効率となる。

0027

<変更例>
尚、主に上記実施形態1,2を変更して成る、本発明の他の形態を例示する。
大電流電源部10の入力側端子10a,10bに対して供給される交流電圧や交流電流あるいは周波数位相は、高電圧電源部20の入力側端子20a,20bに対して外部電源から供給される交流電圧や交流電流あるいは周波数や位相と一致していなくても良い。
全波整流回路は、実施形態1,2に図示した回路の他、全波整流が可能な回路であればどのような回路であっても良い。
大電流電源部10は、実施形態1の回路の他に、スイッチング電源装置や、CVCC直流安定化電源装置等を使用することができる。
総電力平滑回路40は、総電力を平滑にできれば、別の回路を採用して良い。
電力調整機60は、パワーコンディショナー、インバーター、バッテリー充電器、スイッチング電源装置の他、昇圧装置や、サーボアンプ等とすることができる。又、総電力平滑回路40と、電力調整機60の間に、昇圧チョッパ回路等の昇圧装置や蓄電池モジュール(1台あるいは複数台並列等)を設置しても良い。更に、電力調整機60としてインバーターやスイッチング電源装置等を使用する場合、機器内部に平滑回路が組み込まれているときは、本装置(特許請求の範囲)の平滑回路は組み込まなくても良い。
実施形態1,2における高電圧用のトランス(高電圧用トランス21,第1トランス22X,第2トランス22Y)では、一次コイルと二次コイルの巻数比を1:1.2としたが、この比率を1:1、あるいは1:2等(昇圧)、又は2:1等(減圧)とする等、適宜の巻数に変更することができる。
実施形態2の電源装置1Xでは、第1トランス22X及び第2トランス22Yを個々独立に設けたものとしているが、鉄心や一次コイルを共通化してそれぞれ1個とし、二次コイルを2個としたトランスを採用しても良い。
大電流電源部10は、大電流を放電する蓄電池や、大電流発電用直流発電機に置き換えても良い。又、大電流電源部10の代わりに、外部から大電流・低電圧の直流電力を二電力融合回路30,30Xの入力側(−)極端子30cに直接供給しても良い。
整流器D5,D6について、実施形態2(二電力融合回路30X)に設置している位置(I接続線22iとJ接続線22kの中央に設置)を変えて、H接続線22gの第1トランス22Xの二次コイル側と、第2トランス22Yの二次コイル側とに、タップ線22lを挟む位置で整流器D5,D6を設けることも可能である。尚、整流器D5,D6のカソード側を、第1トランス22X,あるいは第2トランス22Yの接続端子に向けて設ける。

0028

1,1X・・電源装置、10・・大電流電源部、20,20X・・高電圧電源部、30,30X・・二電力融合回路(二電力融合部)、40・・総電力平滑回路(総電圧平滑部)、60・・電力調整機。

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