电源装置、电源装置的控制方法、游戏机用电源装置及游戏机用电源装置的控制装置

摘要

根据本发明，通过实现电源装置的电子化，而提供小型、廉价并且能进行稳定供电的电源装置、电源装置的控制方法、游戏机用电源装置及游戏机用电源装置的控制装置。由第一整流装置对输入的交流电进行整流，由第一频率变换装置把频率变换为高频，由电压变换装置变换为第二电压，由第二频率变换装置使频率恢复为原来的第一频率，由波形变换装置变换为与输入的交流电的电压波形相似的信号。

说明书

本发明涉及一种电源装置，更详细地说，涉及电源装置、电源装置的控制方法、游戏机用电源装置及游戏机用电源装置的控制方法。

在游戏场所即所谓的弹子球厅中，大量设置弹子机和投币式游戏机，给顾客提供服务。这些游戏机具有大量的灯等电子装置，根据游戏的进展而点亮上述电子装置，为了使这些电子装置提高娱乐性，最近电气装饰等装备尤其变得华丽，则由其所使用的电力就变大了。

这种游戏机使用所谓交流(50Hz或60Hz)24V的特殊电压的电源，为了给这些游戏机供给电源，在现有技术中，使用单相电源用的铁心变压器作为电源装置来供电。

这种铁心变压器，由于重量和尺寸较大，而且不具备电压控制功能，尤其是在连接了电子化进展的游戏机的情况下，随其工作状态不同，用电变动大，为了稳定供电，就必须使用容量大的昂贵的铁心变压器，则存在成本变大同时重量和尺寸也变大的问题。

为了解决上述问题，本发明的目的是提供电源装置、电源装置的控制方法、游戏机用电源装置及游戏机用电源装置的控制装置，通过实现电源装置的电子化，而实现小型廉价的效果并能进行稳定的供电。

本发明的第一发明所涉及的电源装置，其特征在于，包括：第一整流装置(原边整流平波电路1)，对输入的第一频率的交流电进行整流；第一频率变换装置(主SW电路2)，用于把该第一整流装置的输出信号的频率变换为高于该频率的第二频率；电压变换装置(电压变换用变压器3)，用于把该第一频率变换装置的输出信号的电压变换为第二电压；第二频率变换装置(副边整流平波电路4)，把该电压变换装置的输出信号的频率变换为上述第一频率；波形变换装置(桥式电路5、桥式驱动电路30、定时SW电路31)，用于使该第二频率变换装置的输出信号的电压波形与上述输入的第一交流电的电压波形相似。

本发明的第二发明所涉及的电源装置，其特征在于，在上述第一发明中，由变压器构成上述电压变换装置，由把上述第一频率变换装置同上述变压器的原边线圈进行串联连接的第一半导体开关(18)和对该第一半导体开关进行开关控制的控制电路(6)构成上述第一频率变换装置，由连接在上述变压器的副边线圈上并对上述第一频率进行抛物线平波的滤波电路构成上述第二频率变换装置，由把四个第二半导体开关连接成菱形的桥式电路(5)和与输入交流电的频率同步并对上述第二半导体开关进行控制的SW控制电路(桥式驱动电路30、定时SW电路31)构成上述波形变换装置。

本发明的第三发明所涉及的电源装置，其特征在于，在上述第一发明或第二发明中，具有把商用交流电压变换为24伏的电压变换装置。

本发明的第四发明所涉及的电源装置的控制方法，其特征在于，在输入商用交流电源并变换为预定的电压而输出的电源装置的控制方法中，包括：对上述输入的交流电进行整流的步骤(由原边整流平波电路1进行的动作)；把由该整流步骤所整流的信号频率变换为高频的步骤(由主SW电路2进行的动作)；把由变换成该高频的步骤所变换的信号的电压变换为上述预定电压的步骤(由电压变换用变压器3进行的动作)；把由变换为该预定电压的步骤所变换的信号变换为上述输入的交流电频率的步骤(由副边整流平波电路4进行的动作)；使由变换为该输入的交流电频率的步骤所变换的信号的电压波形与上述输入的交流电的电压波形相似的步骤(由桥式电路5、桥式驱动电路30、定时SW电路31进行的动作)。

本发明的第五发明所涉及的游戏机用电源装置，连接在游戏机上，把输入交流电变换为上述游戏机用的预定电压的交流电，其特征在于，包括：第一整流装置(原边整流平波电路1)，对输入的第一频率的交流电进行整流；第一频率变换装置(主SW电路2)，用于把该第一整流装置的输出信号的频率变换为高于该频率的第二频率；电压变换装置(电压变换用变压器3)，用于把该第一频率变换装置的输出信号的电压变换为第二电压；第二频率变换装置(副边整流平波电路4)，把该电压变换装置的输出信号的频率变换为上述第一频率；波形变换装置(桥式电路5、桥式驱动电路30、定时SW电路31)，用于使该第二频率变换装置的输出信号的电压波形与上述输入的第一交流电的电压波形相似；并把上述波形变换装置的输出提供给上述所连接的游戏机。

本发明的第六发明所涉及的游戏机用电源装置，其特征在于，在上述第五发明的游戏机用电源装置中，由变压器构成上述电压变换装置，由把上述第一频率变换装置同上述变压器的原边线圈进行串联连接的第一半导体开关(18)和对该第一半导体开关进行开关控制的控制电路(6)构成上述第一频率变换装置，由连接在上述变压器的副边线圈上并对上述第一频率进行抛物线平波的滤波电路构成上述第二频率变换装置，由把四个第二半导体开关连接成菱形的桥式电路(5)和与输入交流电的频率同步并对上述第二半导体开关进行控制的SW控制电路(桥式驱动电路30、定时SW电路31)构成上述波形变换装置。

本发明的第七发明所涉及的游戏机用电源装置，其特征在于，在上述第五发明或第六发明中，具有把商用交流电压变换为24伏的电压变换装置。

本发明的第八发明所涉及的游戏机用电源装置的控制方法，其特征在于，在输入商用交流电源并变换为预定的电压而输出到所连接的游戏机的游戏机用电源装置的控制方法中，包括：对上述输入的交流电进行整流的步骤(由原边整流平波电路1进行的动作)；把由该整流步骤所整流的信号频率变换为高频的步骤(由主SW电路2进行的动作)；把由变换成该高频的步骤所变换的信号的电压变换为上述预定电压的步骤(由电压变换用变压器3进行的动作)；把由变换为该预定电压的步骤所变换的信号的频率变换为上述输入的交流电频率的步骤(由副边整流平波电路4进行的动作)；使由变换为该输入的交流电频率的步骤所变换的信号的电压波形与上述输入的交流电的电压波形相似的步骤(由桥式电路5、桥式驱动电路30、定时SW电路31进行的动作)；并把上述进行相似的步骤的输出提供给上述连接的游戏机。

在第一发明、第二发明及第三发明所涉及的电源装置中，由第一整流装置对所输入的交流电进行整流。由第一频率变换装置把频率变换为高频。由电压变换装置变换为第二电压。由第二频率变换装置使频率恢复为第一频率。由波形变换装置变换为与输入的交流电电压波形相似的信号。通过这种结构，就能实现电源装置的电子化，实现小型化廉价化，并且能够稳定地进行供电。

在第四发明所涉及的电源装置的控制方法中，对输入的交流电进行整流。把整流后的信号的频率变换为高频。把变换后的信号的电压变换为上述预定的电压，把变换后的信号的频率变换为上述输入的交流电的频率。使变换后的信号的电压波形与上述输入的交流电的电压波形相似。通过这种控制方法，就能实现电源装置的电子化，实现小型化廉价化，并且能够稳定地进行供电。

在第五发明、第六发明及第七发明所涉及的游戏机用电源装置中，由第一整流装置对所输入的交流电进行整流。由第一频率变换装置把频率变换为高频。由电压变换装置变换为第二电压。由第二频率变换装置使频率恢复为第一频率。由波形变换装置变换为与输入的交流电电压波形相似的信号。通过这种结构，就能实现电源装置的电子化，实现小型化廉价化，并且能够稳定地进行供电。

在第八发明所涉及的游戏机用电源装置的控制方法中，对输入的交流电进行整流。把整流后的信号的频率变换为高频。把变换后的信号的电压变换为上述预定的电压，把变换后的信号的频率变换为上述输入的交流电的频率。使变换后的信号的电压波形与上述输入的交流电的电压波形相似。通过这种控制方法，就能实现电源装置的电子化，实现小型化廉价化，并且能够稳定地进行供电。

下面根据表示其实施例的附图对本发明进行说明。

图1是本发明所涉及的电源装置及游戏机用电源装置的方框图；

图2是表示本发明的实施例的构成图；

图3是表示本发明所涉及的电源装置及游戏机用电源装置的各个部分的动作波形的波形图。

图2是表示本发明的实施例的构成图。

在图2中，100是电源装置，交流电从商用交流电源(50或60Hz、100伏)150通过外部电源线130提供给其输入端VI。另一方面，从输出端VO把电压变为24伏的交流(50或60Hz)输出给内部电源线140，在该电源线上连接两台弹子机110、110和两台呼叫用显示器120、120。

图1是电源装置100的整体构成的方框图。

在图1中，VI是连接在商用交流电源150上并输入交流电的输入端。

1是由电容器10、二极管桥11和电容器12组成的原边整流平波电路(用虚线围住的部分)。

3是电压变换用变压器，电压变换用变压器3的线圈上的●标记表示线圈的绕向。例如，当半导体SW18导通时，在连接在电压变换用变压器3的副边线圈N3上的二极管19导通的方向上有电流流通。由FET半导体开关(以下把开关称为SW)18、电阻14、电阻15、电阻16、电容器17、二极管13所组成的主SW电路2(用虚线围住的部分)串联连接在该电压变换用变压器3的原边线圈N1、N2上。而由二极管19、二极管20、电感器21、电容器22所组成的副边整流平波电路4(用虚线围住的部分)连接在电压变换用变压器3的副边线圈N3上。

5是由半导体SW23、半导体SW24、半导体SW25、半导体SW26所组成的桥式电路(用虚线围住的部分)。

30是输入下述的定时SW电路31的输出信号并驱动上述桥式电路5的半导体SW23、半导体SW24、半导体SW25、半导体SW26的桥式驱动电路。

桥驱动用辅助电源9(用虚线围住的部分)由桥式驱动电路30及作为桥式电路5的驱动电源的电压变换用变压器3的线圈N4、N5和二极管27、二极管29、电容器28、电容器30所构成。

定时SW电路31输入提供给输入端VI的交流输入电压，检测出切换定时时间(50或60Hz)，并把该检测信号输出给桥式驱动电路30。

6是脉宽调制控制电路(以下把脉宽调制称为PWM)，用高频(大约100Hz)的矩形波对半导体SW18进行ON/OFF驱动。PWM控制电路6接收下述的波形比较电路7的比较信号来控制上述矩形波的占空比，由此控制半导体SW18的ON/OFF区间。

波形比较电路7把电容器12的端电压同通过隔离变压器8所输入的输出端VO进行比较，把该比较信号输出给上述PWM控制电路6。

电容器10是输入端VI的防噪声电容器。电阻14、电阻15是用于输出端VO过载时的电流限制和半导体SW器件18的保护的电流检出电阻。电阻16、电容器17是半导体SW器件18的过电压保护用阻尼电路。二极管13是电压变换用变压器3的原边线圈N1的磁通复位用飞落二极管。

下面参照图3的电源装置的各个部分的波形图对上述电源装置100的动作进行说明。在图3中，(A)、(B)、(C)、(D)、(E)分别表示图1中以A、B、C、D、E的符号所指示的部位的波形。

输入图1的输入端VI的输入交流电压(参照图3(A))由二极管桥11进行整流，由于电容器12的容量为1μF，非常小，而成为脉动波形(参照图3(B))。

以该波形(图3(B))为电源，通过连接在电压变换用变压器3的原边线圈N1上的半导体SW18进行高频开关动作，在电压变换用变压器3的副边线圈N3上发生对应于线圈N1与N3的匝数比的电压波形(参照图3(C))。

该电压经过副边整流平波电路4的二极管19、二极管20、电感器21，并由电容器22进行平波，由于该电容器22的容量为4μF非常小，仅高频成分被进行平滑(抛物线平滑)，电容器22的端电压为抛物线波形(参照图3(D))。这样，就能把同上述原边电路所发生的电容器12的端电压(参照图3(B))进行了相似的波形进行复原。

由于通过半导体SW23、半导体SW24、半导体SW25、半导体SW26组成的桥式电路5变换为交流电压，就成为把交流电压(参照图3(E))供给输出端VO的结构。此时，在输出端VO上发生的交流波形的电压经过隔离变压器8而在波形比较电路7内同电容器12的端电压进行比较。接着，接受上述波形比较电路7的比较输出，PWM控制电路6对供给电压变换用变压器3的电压进行实时控制，由此，在上述输出端VO上发生的交流波形的电压(参照图3(E))被进行控制而与输入交流波形(参照图3(A))相似。

定时SW电路31从供给输入端VI的交流输入电压检出切换定时时间(50或60Hz)。接着，桥式驱动电路30用上述检测信号驱动桥式电路5内的半导体SW器件23、半导体SW器件24、半导体SW器件25、半导体SW器件26。此时，通过切换定时SW电路31进行控制以在电容器22的端电压(参照图3(D))的低处的电压上配合切换定时，因此，在输出端VO上就能得到与从输入端VI输入的交流波形(参照图3(A))相似的电压波形(图3(E))以及与输入频率(50或60Hz)同步的交流频率(50或60Hz)。

例如，通过连接在输出端VO上的游戏机110等的驱动状况，当负荷变动，输出端VO的电压降低时，该电压经过隔离变压器8而在波形比较电路7内同电容器12的端电压进行波形比较，经过PWM控制电路6而被控制为使半导体SW18的导通时间设定得较大，由此，变压器3的原边线圈N1的电流增加，副边线圈N3的感应电压也增加。

该电压经过副边整流平波电路4和桥式电路5被输出，就能使输出端VO的端电压上升并使输出波形恢复为原来的电压波形。即使在输出端VO的电压上升的情况下，也能通过与上述动作相反的控制动作来降低输出端VO的电压。但是，在输出端VO上发生的电压波形的幅值却可得到变换为对应于电压变换用变压器3的原边线圈N1与副边线圈N3的匝数比的电压幅值的电压。

根据本发明，由于能够通过高频变换电路来实现与在商用频率下使用的单相电源用的铁心变压器相同的电压变换，因而，就能使电压变换用变压器3采用极小型，重量轻，廉价的电源装置，而且能够成为具有稳压功能的电路结构。

根据本发明，把商用电源直接进行高频变换，由小型的高频变压器进行隔离、电压变换，能得到与输入电压波形相似的输出波形、与输入频率同步的输出频率，从而能实现小型、廉价并具有电压控制功能的目的。

如上述那样，根据本发明，能够实现电源装置的电子化，而提供小型、廉价并且能进行稳定供电的电源装置、电源装置的控制方法、游戏机用电源装置及游戏机用电源装置的控制装置。