JP4190948B2

JP4190948B2 - 整合式情報家電電源供給装置

Info

Publication number: JP4190948B2
Application number: JP2003157879A
Authority: JP
Inventors: 進文周
Original assignee: 新巨企業股▲ふん▼有限公司
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2023-06-03
Also published as: JP2004364379A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は一種の整合式情報家電電源供給装置に係り、特に、家電の電源供給損耗を節約し、並びに機能が高められた電源供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のとおり、現在、一般に情報家電製品、例えばプラズマテレビ、液晶ディスプレイ内部には各種の電子回路設計が設けられているほか、情報家電に電源を供給する唯一の電源供給装置は低電圧電源供給方式とされ、図１に示されるようである。そのうち、液晶ディスプレイのバックライトに使用されるランプはいずれもＣＣＦＬとされ、このＣＣＦＬは高電圧（数百から千ボルト以上）で駆動する必要がある。
【０００３】
従来の技術によると、交流電圧の入力後に、中電圧整流ユニットで中電圧直流電圧に変換して出力し、さらに変換ユニットで低電圧直流電圧に変換して出力し、この低電圧直流電圧を昇圧ユニット（インバータ）で処理した後に、高電圧形態の交流電圧として出力し、この高電圧により前述のＣＣＦＬを駆動する。このとき、前述の昇圧ユニットの効率は８０％とされ、前のステージの変換ユニット効率が８０％とされる時、総効率（ＣＣＦＬに送られる電圧）は、８０％×８０％＝６４％となる。
【０００４】
このため、一つの大型ディスプレイが２０本のランプを使用し、各ランプが５Ｗ〜１０Ｗを有すると、エネルギー損耗は３６Ｗ〜７２Ｗとなり、このため情報家電電源供給装置の損耗は非常に大きく、且つ機能を高めることができない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主要な目的は、上述の従来の技術の欠点を解決し、欠点の存在を無くすことにある。本発明の情報家電電源供給装置は、低電圧電圧供給方式の損耗を解消し、電源供給装置の電源供給時に電源損耗を節約でき、並びに機能を高めたものとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、中電圧直流電圧に整流して出力する整合式情報家電電源供給装置において、交流電源を出力する出力端を備えた電源入力ユニット（１）と、前記電源入力ユニット（１）の出力端に連接された入力端（２１）を備えると共に、交流電圧を整流して中電圧の直流電圧として出力する第１の出力端（２２）と第２の出力端（２３）とを備えた整流ユニット（２）と、前記整流ユニット（２）の第１の出力端（２２）に連接され、中電圧直流電圧を変換して高電圧形態となして出力する昇圧ユニット（３）と、中電圧直流電圧を、第１の低電圧直流電圧（４１）（＋５Ｖ）と、第２の低電圧直流電圧（４１）（＋１２Ｖ・−１２Ｖの対）に変換して出力する変換ユニット（４）と、を備え、前記昇圧ユニット（３）はコイル共振式で構成され、少なくとも、第１、第２、第３のコイルとこれらを巻いた鉄心（Ｌ１）からなる第１の変圧器、エミッタカップルされた、第１、第２のトランジスタ（Ｑ１、Ｑ２）、及びスイッチ端子（Ｖｓｗ）を備えるスイッチング・レギュレータ（ＬＴ１１７０）を含み、前記第１のコイルはセンタタップ（２Ｓ）を備えて前記第１の出力端（２２）に接続され、前記第１のコイルの両端（１Ｓ、３Ｓ）は各々、前記第１、第２のトランジスタのコレクタに接続され、前記第２のコイルの両端（５Ｓ、４Ｓ）は各々、前記第１、第２のトランジスタのベースに接続され、前記第１、第２のトランジスタの共通接続されたエミッタは第４のコイル（Ｌ２）を介して前記スイッチ端子（Ｖｓｗ）に接続され、前記第３のコイルの一端（８Ｓ）は接地され、他端（１１Ｓ）は、負荷（ＬＡＭＰ）を駆動するように接続され、前記変換ユニット（４）は複数組設けられ、かつプラス、マイナス電源供給方式の形態で構成され、少なくとも、第５、第６、第７のコイルとこれらを巻いた鉄心（Ｔ１）からなる第２の変圧器、第３のトランジスタ（Ｑ１＿ＵＦＮ８３３）、及び制御端子（ＵＣ３８４４＿６）を備えるＰＷＭコントローラ（ＵＣ３８４４）を含み、前記第５のコイル（Ｎｐ）の一端は前記第２の出力端（２３）に接続され、前記第５のコイルの他端は前記第３のトランジスタのドレーンに接続され、前記制御端子は前記第３のトランジスタのゲートを駆動するように接続され、前記第６のコイル（Ｎ５）は前記第１の低電圧直流電圧（４１）を発生するように接続され、前記第７のコイル（Ｎ１２）は、接地端子（±１２Ｖ＿ＣＯＭ）に接続されるセンタタップを備えて、前記第２の低電圧直流電圧（４１）を発生するように接続されている、ことを特徴とする、整合式情報家電電源供給装置としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の整合式情報家電電源供給装置において、整流ユニット（２）が半波ブリッジ式整流方式とされるか、或いは全波ブリッジ式整流方式とされるか、或いは電圧安定化方式のいずれかの方式とされ、半波或いは全波ブリッジ式整流の間に切り換えユニット（６）が連接され、この切り換えユニット（６）が機械式、或いは電子式とされたことを特徴とする、整合式情報家電電源供給装置としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の整合式情報家電電源供給装置において、整流ユニット（２）が少なくとも一つのコンデンサ及びダイオードで構成された、半波或いは全波の倍圧ユニットで構成されたことを特徴とする、整合式情報家電電源供給装置としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の整合式情報家電電源供給装置は、電源入力ユニット、整流ユニット、及び昇圧ユニットで組成され、電源入力ユニットが交流電圧を整流ユニットに入力し、この整流ユニットが整流して中電圧直流電圧を出力し、この中電圧直流電圧を昇圧ユニットで処理後に、高電圧形態の交流電圧を得る。この電源供給装置は電源損耗が昇圧ユニット自身にあるだけであり、これにより電源供給の損耗を減らすことができ、機能が高められている。
【０００８】
【実施例】
図２は本発明の整合式情報家電電源供給装置の回路ブロック図である。図示されるように、本発明の整合式情報家電電源供給装置は、電源入力ユニット（１）、整流ユニット（２）、昇圧ユニット（３）、変換ユニット（４）及び負荷（５）で組成され、それは直接整流ユニット（２）より出力される中電圧電源を直接昇圧ユニット（３）中に入力し、これによりパワー損耗は僅かに昇圧ユニット（３）にあり、ゆえにエネルギー損耗を節約でき、機能が高められている。
【０００９】
上述の電源入力ユニット（１）はは１１０〜２２０Ｖの交流電圧を提供する。
【００１０】
該整流ユニット（２）は上述の交流電源を入力する入力端（２１）を具え、この整流ユニット（２）は交流電源を整流して中電圧の約１５０Ｖ〜３００Ｖの直流電圧を出力する。この整流後の直流電圧は整流ユニット（２）の第１の出力端（２２）と第２の出力端（２３）より出力される。
【００１１】
該昇圧ユニット（３）は、大ワット数とされ、且つ総機能が８０％程度のインバータで組成され、昇圧ユニット（３）の入力端が上述の整流ユニット（２）の第１の出力端（２２）に連接された後、整流ユニット（２）の出力する直流電圧は変換されて高電圧形態の交流電圧とされて出力される。
【００１２】
該変換ユニット（４）は、上述の整流ユニット（２）の第２の出力端（２３）に連接されて、整流ユニット（２）の出力する中電圧直流電圧を低電圧直流電圧（±５Ｖ、±１５Ｖ、±２４Ｖ等）（４１）に変換して出力し、この装置にのその他の回路が必要とする低直流電源を提供する。
【００１３】
該負荷（５）は、ＣＣＦＬに限定されるわけではなく、オゾン発生器、マイナスイオン発生器のいずれかとされ、負荷（５）は上述の昇圧ユニット（３）の出力端に連接され、並びに昇圧ユニット（３）の出力する高電圧により駆動される。
【００１４】
上述電源入力ユニット（１）が交流電源を整流ユニット（２）に入力する時、該整流ユニット（２）はこの交流電源を整流して中電圧直流電源（１５０ＤＣＶ〜３００ＤＣＶ）となして出力し、この中電圧直流電源はそれぞれ昇圧ユニット（３）と変換ユニット（４）に出力されるが、前述の昇圧ユニット（３）は整流ユニット（２）の出力する中電圧直流電圧を変換して５００Ｖ〜１０００Ｖの交流電圧となして出力し、この電圧により昇圧ユニット（３）に連接された負荷（５）を駆動する。
【００１５】
上述の、先に低電圧を高電圧に変換する昇圧ユニット（３）（インバータ）は整流ユニット（２）が整流した後の中電圧直流電圧を高電圧形態となし、これにより低電圧電源供給モジュールの損耗を減らし、機能を直接６４％からただ昇圧ユニット（３）自身の損耗のみとし（約８０％以上）、もともと余分の電気エネルギーを提供するためにワット数を増す必要のあった低圧電源供給モジュールの規模を縮小でき、その機能もまた小さい電源供給モジュールと同様に効率を高くすることができ、明らかな改善を獲得できる。
【００１６】
図３は本発明の別の実施例表示図であり、図示されるように、本発明の整合式情報家電電源供給装置中に採用される整流ユニット（２）は交流電圧を整流し中電圧直流電圧として出力する。この整流ユニット（２）には半波ブリッジ式整流或いは全波ブリッジ式整流が採用されるか、或いは電圧安定化方式が採用され、これにより交流電圧を中電圧直流電圧に変換して出力する。
【００１７】
また、半波或いは全波ブリッジ式整流間に切り換えユニット（６）が連接され、この切り換えユニット（６）は機械式、電子式のいずれかのスイッチで組成され、整流ユニット（２）が半波或いは全波ブリッジ式整流処理を行う時は、この切り換えユニット（６）により切り換えを行う。
【００１８】
図４は本発明のさらに別の実施例表示図であり、図示されるように、本発明の整合式情報家電電源供給装置に採用される整流ユニット（２）は少なくとも一つのコンデンサとダイオードで組成された半波、全波の倍圧ユニットを利用し、入力された交流電圧を倍圧して中電圧直流電圧として出力する。
【００１９】
図５は本発明のさらにまた別の実施例表示図である。図示されるように、本発明の整合式情報家電電源供給装置に採用される昇圧ユニット（３）は、コイル式の非共振のパルス幅変調式とされるかコイル共振式、或いは圧電セラミックス変圧器のいずれかで組成され、中電圧直流電圧を高電圧形態の交流電圧に変換して出力する。
【００２０】
図６、７、８に示されるのは本発明の更にまた別の実施例表示図である。図示されるように、本発明により設計された整流ユニット（２）は交流電圧を整流して中電圧直流電圧として出力し、この中電圧直流電圧出力はコイル式、或いは高圧交流インバータのＣＣＦＬ駆動装置に連接可能で、ＣＣＦＬ駆動装置にエネルギー損耗の節約を達成させ、機能を高める。
【００２１】
さらに、本発明に採用される変換ユニット（４）は、複数組設けられるか、或いは単一組設けられるか、或いはプラス、マイナス電源供給方式の任意の一種類の形態で構成される。
【００２２】
以上は本発明の好ましい実施例の説明にすぎず、本発明の実施範囲を限定するものではなく、本発明に基づきなしうる細部の修飾或いは改変は、いずれも本発明の請求範囲に属するものとする。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、従来の技術の欠点を解決し、欠点の存在を無くしている。本発明の情報家電電源供給装置は、電源入力ユニット、整流ユニット、及び昇圧ユニットで組成され、電源入力ユニットが交流電圧を整流ユニットに入力し、この整流ユニットが整流して中電圧直流電圧を出力し、この中電圧直流電圧を昇圧ユニットで処理後に、高電圧形態の交流電圧を得る。この電源供給装置は電源損耗が昇圧ユニット自身にあるだけであり、これにより電源供給の損耗を減らすことができ、機能が高められている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の情報家電電源供給装置の電気回路ブロック図である。
【図２】本発明の整合式情報家電電源供給装置の電気回路ブロック図である。
【図３】本発明の別の実施例表示図である。
【図４】本発明のさらに別の実施例表示図である。
【図５】本発明のさらにまた別の実施例表示図である。
【図６】本発明の中電圧直流電圧をＣＣＦＬ駆動装置に供給する使用状態表示図である。
【図７】本発明の中電圧直流電圧をＣＣＦＬ駆動装置に供給する使用状態表示図である。
【図８】本発明の中電圧直流電圧をＣＣＦＬ駆動装置に供給する使用状態表示図である。
【符号の説明】
（１）電源入力ユニット
（２）整流ユニット
（２１）入力端
（２２）第１の出力端
（２３）第２の出力端
（３）昇圧ユニット
（４）変換ユニット
（４１）低電圧直流電圧
（５）負荷
（６）切り換えユニット

Claims

中電圧直流電圧に整流して出力する整合式情報家電電源供給装置において、
交流電源を出力する出力端を備えた電源入力ユニット（１）と、
前記電源入力ユニット（１）の出力端に連接された入力端（２１）を備えると共に、交流電圧を整流して中電圧の直流電圧として出力する第１の出力端（２２）と第２の出力端（２３）とを備えた整流ユニット（２）と、
前記整流ユニット（２）の第１の出力端（２２）に連接され、中電圧直流電圧を変換して高電圧形態となして出力する昇圧ユニット（３）と、
中電圧直流電圧を、第１の低電圧直流電圧（４１）（＋５Ｖ）と、第２の低電圧直流電圧（４１）（＋１２Ｖ・−１２Ｖの対）に変換して出力する変換ユニット（４）と、を備え、
前記昇圧ユニット（３）はコイル共振式で構成され、
少なくとも、第１、第２、第３のコイルとこれらを巻いた鉄心（Ｌ１）からなる第１の変圧器、エミッタカップルされた、第１、第２のトランジスタ（Ｑ１、Ｑ２）、及びスイッチ端子（Ｖｓｗ）を備えるスイッチング・レギュレータ（ＬＴ１１７０）を含み、前記第１のコイルはセンタタップ（２Ｓ）を備えて前記第１の出力端（２２）に接続され、前記第１のコイルの両端（１Ｓ、３Ｓ）は各々、前記第１、第２のトランジスタのコレクタに接続され、前記第２のコイルの両端（５Ｓ、４Ｓ）は各々、前記第１、第２のトランジスタのベースに接続され、前記第１、第２のトランジスタの共通接続されたエミッタは第４のコイル（Ｌ２）を介して前記スイッチ端子（Ｖｓｗ）に接続され、前記第３のコイルの一端（８Ｓ）は接地され、他端（１１Ｓ）は、負荷（ＬＡＭＰ）を駆動するように接続され、
前記変換ユニット（４）は複数組設けられ、かつプラス、マイナス電源供給方式の形態で構成され、
少なくとも、第５、第６、第７のコイルとこれらを巻いた鉄心（Ｔ１）からなる第２の変圧器、第３のトランジスタ（Ｑ１＿ＵＦＮ８３３）、及び制御端子（ＵＣ３８４４＿６）を備えるＰＷＭコントローラ（ＵＣ３８４４）を含み、前記第５のコイル（Ｎｐ）の一端は前記第２の出力端（２３）に接続され、前記第５のコイルの他端は前記第３のトランジスタのドレーンに接続され、前記制御端子は前記第３のトランジスタのゲートを駆動するように接続され、前記第６のコイル（Ｎ５）は前記第１の低電圧直流電圧（４１）を発生するように接続され、前記第７のコイル（Ｎ１２）は、接地端子（±１２Ｖ＿ＣＯＭ）に接続されるセンタタップを備えて、前記第２の低電圧直流電圧（４１）を発生するように接続されている、
ことを特徴とする、整合式情報家電電源供給装置。
請求項１記載の整合式情報家電電源供給装置において、整流ユニット（２）が半波ブリッジ式整流方式とされるか、或いは全波ブリッジ式整流方式とされるか、或いは電圧安定化方式のいずれかの方式とされ、半波或いは全波ブリッジ式整流の間に切り換えユニット（６）が連接され、この切り換えユニット（６）が機械式、或いは電子式とされたことを特徴とする、整合式情報家電電源供給装置。
請求項１記載の整合式情報家電電源供給装置において、整流ユニット（２）が少なくとも一つのコンデンサ及びダイオードで構成された、半波或いは全波の倍圧ユニットで構成されたことを特徴とする、整合式情報家電電源供給装置。