JP2000197351A - Power supply having improved power factor - Google Patents

Power supply having improved power factor

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JP2000197351A
JP2000197351A JP10328860A JP32886098A JP2000197351A JP 2000197351 A JP2000197351 A JP 2000197351A JP 10328860 A JP10328860 A JP 10328860A JP 32886098 A JP32886098 A JP 32886098A JP 2000197351 A JP2000197351 A JP 2000197351A
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current
power supply
switching fet
output
output voltage
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Ryuta Mine
峯  隆太
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power supply having improved power factor in which element having low current capacity can be employed by detecting the peak level of a current flowing through a switching FET and turning the switching FET off when the peak current reaches a specified level thereby limiting the peak level of a current flowing through a choke coil, the switching FET and a commutation diode. SOLUTION: A current detecting circuit 10 detects a drain current flowing through a switching FET Q1. When a current higher than a specified level flows through the switching FET Q1, output of a comparator 8 goes low and the switching FET Q1 is turned off. Consequently, a current higher than a specified level does not flow through the switching FET Q1 and the peak level of current is limited in the vicinity of peak level of commercial AC input power supply voltage. Since the current flowing through a choke coil L1, the switching FET Q1 and a commutation diode D1 can be limited below a specified peak level, saturation current of the choke coil L1 can be lowered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、商用交流電源から安定
直流電圧を作り出す定電圧電源装置、特に整流平滑回路
と降圧チョッパ回路で構成されたアクティブフィルタを
用いた力率改善型電源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant voltage power supply for producing a stable DC voltage from a commercial AC power supply, and more particularly to a power factor improving power supply using an active filter comprising a rectifying and smoothing circuit and a step-down chopper circuit. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、スイッチング電源装置の整流平滑
回路は、平滑コンデンサの充電期間、いわゆる、導通角
の期間しか入力電流が流れず、入力電流はどうしても実
効値に対して数倍のピーク値を持ったパルス状の電流が
流れてしまい、力率も0.6程度にとどまってしまって
いる。そして、この力率の低下の際に生じる高調波ノイ
ズが最近問題になっている。
2. Description of the Related Art In a rectifying / smoothing circuit of a switching power supply, an input current flows only during a charging period of a smoothing capacitor, that is, a conduction angle period, and the input current has a peak value several times as large as an effective value. The resulting pulsed current flows, and the power factor remains at about 0.6. The harmonic noise generated when the power factor is reduced has recently become a problem.

【0003】パルス状の電流波形は多くの高調波成分を
含むためコンデンサインプット方式の整流回路を採用し
た電源装置を持つ機器が同じACラインに接続される
と、その数が多くなればなるほど、電力ライン波形を歪
ませることになり、その結果、他の機器の誤動作を引き
起こしたり、また、ピーク電流とラインインピーダンス
によりAC電圧波形の頂上がつぶれた台形になり、それ
でも定電力を供給するために更にACライン電流が増加
し、ますますシャープなパルス波形となり、このことが
さらに電圧降下を増大して悪循環をもたらす、といった
ような問題が発生している。
[0003] Since a pulse-like current waveform contains many harmonic components, when a device having a power supply device employing a rectifier circuit of a capacitor input type is connected to the same AC line, the greater the number thereof, the higher the power The line waveform may be distorted, resulting in malfunction of other equipment, or the peak of the AC voltage waveform may become trapezoidal due to the peak current and the line impedance, and still need to be used to supply constant power. Problems such as an increase in AC line current and an increasingly sharp pulse waveform, which further increases a voltage drop and causes a vicious cycle, have occurred.

【0004】そして、近年、これらの力率や高調波ノイ
ズの問題を解決するために様々な方式が提案されている
が、その中で、トランジスタ、FET等のアクティブ素
子を高速スイッチングしフィルタ効果を向上させ、同時
に、小型化を実現するアクティブフィルタが注目を集め
ている。
In recent years, various methods have been proposed to solve these problems of power factor and harmonic noise. Among them, high-speed switching of active elements such as transistors and FETs has been proposed to reduce the filter effect. Active filters that improve and, at the same time, achieve miniaturization are attracting attention.

【0005】図4に、従来例の一般的な降圧チョッパー
型のアクティブフィルタを用いた力率改善型電源装置の
構成を示し、その構成を説明する。符号1、2は交流電
源入力端子を示す、符号3、4は出力端子示し、この出
力端子から所定の直流電圧が出力される。なお、出力端
子3、4は図示していないがDC/DCコンバータ等の
負荷が接続される。
FIG. 4 shows the configuration of a conventional power factor improving type power supply device using a general step-down chopper type active filter, and its configuration will be described. Reference numerals 1 and 2 denote AC power supply input terminals, and reference numerals 3 and 4 denote output terminals from which a predetermined DC voltage is output. Although not shown, the output terminals 3 and 4 are connected to a load such as a DC / DC converter.

【0006】DB1は交流電源電圧を全波整流するダイ
オードブリッジを示し、Q1はスイッチングFETを示
し、D1は転流用ダイオードを示す。L1は、チョーク
コイルを示し、出力端子3、4間に接続される負荷が必
要とする電力にあわせてそのインダクタンス値が選択さ
れる。なお、説明において、出力端子3、4間に接続さ
れる負荷が必要とする電力の範囲において常にチョーク
コイルL1に流れる電流が不連続であるようなインダク
タンス値に設定されるとして説明する。
[0006] DB1 indicates a diode bridge for full-wave rectification of the AC power supply voltage, Q1 indicates a switching FET, and D1 indicates a commutation diode. L1 denotes a choke coil, and its inductance value is selected according to the power required by the load connected between the output terminals 3 and 4. In the description, it is assumed that the inductance value is set such that the current flowing through the choke coil L1 is always discontinuous in the range of power required by the load connected between the output terminals 3 and 4.

【0007】C1は比較的容量の大きな電解コンデンサ
を示し、符号5はスイッチングFETQ1に流れる電流
のスイッチング成分を交流部から遮断するためのフィル
タを示し、符号6は出力端子3、4の両端間の電位差を
検出する出力電圧検出回路を示し、符号7は発振器を示
し、符号8は出力電圧検出回路6の出力と発振器7の出
力とを比較し、出力電圧検出回路6の出力よりも発振器
7の出力が大きな期間のみハイレベルを出力する比較器
を示し、符号9は比較器8の出力がハイレベルの時、ス
イッチングFETQ1をオンとし、比較器8の出力がロ
ーレベルの時、スイッチングFETQ1をオフとするた
めの駆動パルスを生成する駆動回路を示す。
C1 denotes an electrolytic capacitor having a relatively large capacity, reference numeral 5 denotes a filter for cutting off the switching component of the current flowing through the switching FET Q1 from the AC part, and reference numeral 6 denotes a filter between both ends of the output terminals 3 and 4. Reference numeral 7 denotes an oscillator, and reference numeral 8 denotes an output of the oscillator 7. The output of the oscillator 7 is compared with the output of the output voltage detection circuit 6. Reference numeral 9 denotes a comparator which outputs a high level only during a period when the output is large. When the output of the comparator 8 is at a high level, the switching FET Q1 is turned on. When the output of the comparator 8 is at a low level, the switching FET Q1 is turned off. 2 shows a driving circuit for generating a driving pulse for the following.

【0008】次に、図4で示す電源装置の回路の動作を
説明する。入力端子1、2から商用交流電源が供給さ
れ、図示しない起動回路により、出力電圧検出回路6、
発振器7、比較器8、駆動回路9に電源が供給される
と、出力電圧検出回路6は出力端子3、4間の電位差を
検知し、電位差に比例した出力電圧検出信号を出力す
る。出力電圧検出回路6の出力である出力電圧検出信号
は比較器8の−入力端子に入力される。一方、発振器7
の出力である三角波は比較器8の+入力端子に入力され
る。そして、比較器8において、出力電圧検出信号と三
角波が比較され、三角波のレベルの方が出力電圧検出信
号のレベルよりも高い期間のみ比較器8の出力はハイレ
ベルとなり、駆動回路9を介してスイッチングFETQ
1をオンし、その結果、電解コンデンサC1、チョーク
コイルL1、スイッチングFETQ1を介して回路に電
流が流れる。そして出力電圧検出信号と三角波のレベル
が反転すると比較器8はローレベルを出力し、それに基
づき駆動回路9はスイッチングFETQ1をオフとす
る。
Next, the operation of the circuit of the power supply device shown in FIG. 4 will be described. A commercial AC power is supplied from the input terminals 1 and 2, and an output voltage detection circuit 6 is
When power is supplied to the oscillator 7, the comparator 8, and the drive circuit 9, the output voltage detection circuit 6 detects a potential difference between the output terminals 3 and 4, and outputs an output voltage detection signal proportional to the potential difference. An output voltage detection signal that is an output of the output voltage detection circuit 6 is input to a negative input terminal of the comparator 8. On the other hand, the oscillator 7
Is input to the + input terminal of the comparator 8. The comparator 8 compares the output voltage detection signal with the triangular wave. The output of the comparator 8 becomes high only during a period in which the level of the triangular wave is higher than the level of the output voltage detection signal. Switching FET Q
1 as a result, a current flows through the circuit via the electrolytic capacitor C1, the choke coil L1, and the switching FET Q1. Then, when the output voltage detection signal and the level of the triangular wave are inverted, the comparator 8 outputs a low level, and the drive circuit 9 turns off the switching FET Q1 based on the low level.

【0009】つまり、出力端子3、4間の出力電圧が低
下すると、出力電圧検出回路6の出力である出力電圧検
出信号のレベルが低下し、その結果、比較器8の出力の
デューティーが広がり出力電圧が上昇する。また逆に、
出力電圧が上昇すると出力電圧検出回路6の出力である
出力電圧検出信号のレベルが上昇し、比較器8の出力の
デューティーが狭まり出力電圧が低下する。
That is, when the output voltage between the output terminals 3 and 4 decreases, the level of the output voltage detection signal output from the output voltage detection circuit 6 decreases, and as a result, the duty of the output of the comparator 8 increases and the output increases. The voltage rises. Conversely,
When the output voltage increases, the level of the output voltage detection signal output from the output voltage detection circuit 6 increases, the duty of the output of the comparator 8 decreases, and the output voltage decreases.

【0010】結果として出力端子3、4間の電位差が常
に一定に保たれるようスイッチングFETQ1のオンデ
ューティーが制御されている。
As a result, the on-duty of the switching FET Q1 is controlled so that the potential difference between the output terminals 3 and 4 is always kept constant.

【0011】スイッチングFETQ1のオンの期間は、
電解コンデンサC1、チョークコイルL1を介してスイ
ッチングFETQ1に電流が流れチョークコイルL1に
はエネルギーが蓄えられると共に、出力端子3、4に接
続されたDC/DCコンバータ等の負荷にもエネルギー
が供給される。
The ON period of the switching FET Q1 is as follows:
A current flows through the switching FET Q1 via the electrolytic capacitor C1 and the choke coil L1, energy is stored in the choke coil L1, and energy is also supplied to a load such as a DC / DC converter connected to the output terminals 3, 4. .

【0012】そして、スイッチングFETQ1のオフの
期間にチョークコイルに蓄えられたエネルギーがダイオ
ードD1を介して出力端子3、4に接続されたDC/D
Cコンバータ等の負荷にもエネルギーが供給される。
The energy stored in the choke coil during the OFF period of the switching FET Q1 is applied to the DC / D connected to the output terminals 3 and 4 via the diode D1.
Energy is also supplied to a load such as a C converter.

【0013】その結果、図5が示すように符号3、4間
の直流出力電圧をVoutとすると、交流入力電圧Va
c(a)の正弦波に対し、チョークコイルL1に流れる
電流IL(b’)は図5の様な脈流電流となる。なお、
交流入力電流Lac(c’)は図5の様に、交流入力電
圧Vacの瞬時電圧が符号3、4間の直流出力電圧をV
outよりも大きな期間のみ回路を流れ、その導通角は
一般的なコンデンサインプット型のスイッチング電源と
比較して非常に広くなる。
As a result, as shown in FIG. 5, assuming that the DC output voltage between reference numerals 3 and 4 is Vout, the AC input voltage Va
With respect to the sine wave of c (a), the current IL (b ′) flowing through the choke coil L1 becomes a pulsating current as shown in FIG. In addition,
As shown in FIG. 5, the AC input current Lac (c ′) is such that the instantaneous voltage of the AC input voltage
The current flows through the circuit only for a period longer than out, and the conduction angle becomes very wide as compared with a general capacitor input type switching power supply.

【0014】しかし、チョークコイルL1に流れる電流
ILは平均値に対して非常に大きなピーク値を持った電
流が流れることになり、出力端子3、4間に接続された
負荷が最大電力を要求した時にチョークコイルに流れる
電流ILのピーク値においても、飽和することなく所定
のインダクタンス値を保つことのできる電流容量の大き
なチョークコイルを選択する必要がある。
However, the current IL flowing through the choke coil L1 has a very large peak value with respect to the average value, and a load connected between the output terminals 3 and 4 requires the maximum power. It is necessary to select a choke coil having a large current capacity that can maintain a predetermined inductance value without saturation even at the peak value of the current IL flowing through the choke coil.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来例に示した回路の
場合、チョークコイルL1に流れる電流ILは平均値に
対して非常に大きなピーク値を持った電流が流れること
になり、出力端子3、4間に接続された負荷が最大電力
を要求した時にチョークコイルに流れる電流ILのピー
ク値においても、飽和することなく所定のインダクタン
ス値を保つことのできる電流容量の大きなチョークコイ
ル、つまり平均電流に対して非常に大きなピーク電流を
許容するチョークコイルを使用しなければならなかっ
た。またチョークコイルに流れる電流はスイッチングF
ET、転流ダイオードにも流れるためそれぞれの素子に
も許容ピーク電流の大きな素子を使用する必要があっ
た。
In the case of the circuit shown in the conventional example, the current IL flowing through the choke coil L1 has a very large peak value with respect to the average value. A choke coil having a large current capacity capable of maintaining a predetermined inductance value without saturating even at the peak value of the current IL flowing through the choke coil when the load connected between the four requires a maximum power, that is, an average current. On the other hand, a choke coil which allows a very large peak current had to be used. The current flowing through the choke coil is the switching F
Since the current flows through the ET and the commutation diode, it is necessary to use an element having a large allowable peak current for each element.

【0016】したがって、本発明の目的は、チョークコ
イルに流れる電流のピーク値を抑制することによって容
量の大きな種々の部品を用いる必要がない力率改善型電
源装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a power factor improving type power supply which does not require the use of various components having a large capacity by suppressing the peak value of the current flowing through the choke coil.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】スイッチングFETに流
れる電流のピーク値を検出しある所定値に達したらスイ
ッチングFETをオフさせてチョークコイル、スイッチ
ングFET、転流ダイオードに流れる電流のピーク値を
制限することで、従来よりも電流容量の低い素子を使用
することが可能となる。
A peak value of a current flowing through a switching FET is detected, and when the current reaches a predetermined value, the switching FET is turned off to limit a peak value of a current flowing through a choke coil, a switching FET, and a commutation diode. This makes it possible to use an element having a lower current capacity than in the past.

【0018】[0018]

【実施例】(実施例1)図1は本発明の実施例1に係わ
る力率改善型電源装置の要部回路を示すブロック図であ
る。図1の力率改善型電源装置の構成を説明する。符号
1、2は交流電源入力端子を示し、符号3、4は出力端
子を示し、所定の直流電圧が出力される。なお、出力端
子3、4には図示していないがDC/DCコンバータ等
の負荷が接続される。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a main circuit of a power factor improving type power supply device according to Embodiment 1 of the present invention. The configuration of the power factor improving power supply device of FIG. 1 will be described. Reference numerals 1 and 2 indicate AC power supply input terminals, and reference numerals 3 and 4 indicate output terminals, from which a predetermined DC voltage is output. Although not shown, a load such as a DC / DC converter is connected to the output terminals 3 and 4.

【0019】DB1は交流電源電圧を全波整流するダイ
オードブリッジを示し、Q1はスイッチングFETを示
し、D1は転流用ダイオードを示す。L1はチョークコ
イルを示し、出力端子3、4間に接続される負荷が必要
とする電力にあわせてインダクタンス値が選択される。
本説明においては、出力端子3、4間に接続される負荷
が必要とする電力の範囲において常にチョークコイルL
1に流れる電流が不連続であるようなインダクタンス値
に設定されているとして説明する。
DB1 indicates a diode bridge for full-wave rectification of the AC power supply voltage, Q1 indicates a switching FET, and D1 indicates a commutation diode. L1 denotes a choke coil, and the inductance value is selected according to the power required by the load connected between the output terminals 3 and 4.
In this description, the choke coil L is always used in the range of power required by the load connected between the output terminals 3 and 4.
The description will be made on the assumption that the inductance value is set so that the current flowing through 1 is discontinuous.

【0020】C1は比較的容量の大きな電解コンデンサ
を示し、符号5はスイッチングFETQ1に流れる電流
のスイッチング成分を交流部から遮断するためのフィル
タを示し、符号6は出力端子3、4の両端間の電位差を
検出する出力電圧検出回路を示し、符号7は発振器を示
し、符号10は回路を流れる電流を検出する電流検出回
路を示し、符号11は電流検出回路10で検出された検
出値と基準値を比較し、その誤差を非反転増幅する誤差
増幅器を示し、符号8は出力電圧検出回路6と誤差増幅
器11のそれぞれの出力よりも発振器7の出力が大きな
期間のみハイレベルを出力する比較器を示し、符号9は
比較器8の出力がハイレベルの時、スイッチングFET
Q1をオンとし、比較器8の出力がローレベルの時、ス
イッチングFETQ1をオフとするための駆動パルスを
生成する駆動回路を示す。
C1 denotes an electrolytic capacitor having a relatively large capacity, reference numeral 5 denotes a filter for cutting off the switching component of the current flowing through the switching FET Q1 from the AC section, and reference numeral 6 denotes a filter between both ends of the output terminals 3 and 4. Reference numeral 7 denotes an oscillator, reference numeral 10 denotes a current detection circuit for detecting a current flowing through the circuit, and reference numeral 11 denotes a detection value detected by the current detection circuit 10 and a reference value. Reference numeral 8 denotes a comparator that outputs a high level only when the output of the oscillator 7 is larger than the output of the output voltage detection circuit 6 and the output of the error amplifier 11, respectively. Reference numeral 9 denotes a switching FET when the output of the comparator 8 is at a high level.
A drive circuit for generating a drive pulse for turning off the switching FET Q1 when Q1 is turned on and the output of the comparator 8 is at a low level is shown.

【0021】次に、図1に示し電源装置の回路の動作を
を説明する。入力端子1、2より商用交流電源が供給さ
れ、図示しない起動回路により、出力電圧検出回路6、
発振器7、比較器8、駆動回路9、誤差増幅器11に電
源が供給されると、出力電圧検出回路6は出力端子3、
4の電位差を検知し、電位差に比例した出力電圧検出信
号を出力する。出力電圧検出回路6の出力である出力電
圧検出信号は比較器8の−入力端子に入力される。
Next, the operation of the power supply circuit shown in FIG. 1 will be described. A commercial AC power is supplied from the input terminals 1 and 2, and an output voltage detection circuit 6
When power is supplied to the oscillator 7, the comparator 8, the drive circuit 9, and the error amplifier 11, the output voltage detection circuit 6
4 and outputs an output voltage detection signal proportional to the potential difference. An output voltage detection signal that is an output of the output voltage detection circuit 6 is input to a negative input terminal of the comparator 8.

【0022】一方、発振器7の出力である三角波は比較
器8の+入力端子に入力される。そして、比較器8にお
いて、出力電圧検出信号と三角波が比較され、三角波の
レベルの方が出力電圧検出信号のレベルよりも高い期間
のみ比較器8の出力はハイレベルとなり、駆動回路9を
介してスイッチングFETQ1をオンとし、電解コンデ
ンサC1、チョークコイルL1、スイッチングFETQ
1を介して回路に電流が流れる。
On the other hand, the triangular wave output from the oscillator 7 is input to the + input terminal of the comparator 8. Then, the comparator 8 compares the output voltage detection signal with the triangular wave, and the output of the comparator 8 becomes high level only during the period when the level of the triangular wave is higher than the level of the output voltage detection signal. The switching FET Q1 is turned on, and the electrolytic capacitor C1, the choke coil L1, the switching FET Q
A current flows through the circuit through the circuit 1.

【0023】そして、出力電圧検出信号と三角波のレベ
ルが反転すると比較器8はローレベルを出力し、それに
基づき駆動回路9はよりスイッチングFETQ1をオフ
とする。
When the levels of the output voltage detection signal and the triangular wave are inverted, the comparator 8 outputs a low level, and based on this, the drive circuit 9 turns off the switching FET Q1.

【0024】つまり、出力電圧が低下すると出力電圧検
出回路6の出力である出力電圧検出信号のレベルが低下
し、よって比較器8の出力デューティーが広がり、出力
電圧が上昇すると出力電圧検出回路6の出力である出力
電圧検出信号のレベルが上昇し比較器8の出力デューテ
ィーが狭まり、結果として出力端子3、4間の電位差が
常に一定に保たれるようにスイッチングFETQ1のオ
ンデューティーが制御されている。
That is, when the output voltage decreases, the level of the output voltage detection signal output from the output voltage detection circuit 6 decreases, so that the output duty of the comparator 8 increases, and when the output voltage increases, the output voltage of the output voltage detection circuit 6 increases. The on-duty of the switching FET Q1 is controlled so that the level of the output voltage detection signal, which is the output, rises and the output duty of the comparator 8 is reduced, and as a result, the potential difference between the output terminals 3 and 4 is always kept constant. .

【0025】スイッチングFETQ1のオン期間は、電
解コンデンサC1、チョークコイルL1を介してスイッ
チングFETQ1に電流が流れチョークコイルL1には
エネルギーが蓄えられると共に、出力端子3、4に接続
されたDC/DCコンバータ等の負荷にもエネルギーが
供給される。
During the ON period of the switching FET Q1, a current flows through the switching FET Q1 via the electrolytic capacitor C1 and the choke coil L1, energy is stored in the choke coil L1, and a DC / DC converter connected to the output terminals 3, 4 is provided. Energy is also supplied to loads such as.

【0026】そして、スイッチングFETQ1のオフ期
間にはオン期間にチョークコイルに蓄えられたエネルギ
ーがダイオードD1を介して出力端子3、4に接続され
たDC/DCコンバータ等の負荷にもエネルギーが供給
される。
During the off period of the switching FET Q1, the energy stored in the choke coil during the on period is also supplied to a load such as a DC / DC converter connected to the output terminals 3 and 4 via the diode D1. You.

【0027】電流検出回路10はスイッチングFETQ
1に流れるドレイン電流を検出し、ドレイン電流から発
振器7の周波数成分である高周波成分を取り除いた低周
波成分と相似形の電圧波形の電流検出信号を誤差増幅器
11に出力する。誤差増幅器11では電流検出信号と基
準電圧Vref2との電位差を非反転増幅させた信号で
ある過電流検知信号を比較器8に入力している。
The current detection circuit 10 includes a switching FET Q
1 is detected, and a current detection signal having a voltage waveform similar to a low-frequency component obtained by removing a high-frequency component which is a frequency component of the oscillator 7 from the drain current is output to the error amplifier 11. In the error amplifier 11, an overcurrent detection signal which is a signal obtained by non-inverting amplification of a potential difference between the current detection signal and the reference voltage Vref <b> 2 is input to the comparator 8.

【0028】スイッチングFETQ1に流れるドレイン
電流が基準値に達しない低負荷時においては、出力電圧
検出回路6の出力である出力電圧検出信号と発振器7の
出力である三角波との比較によりスイッチングFETQ
1のオンデューティーが決定され、ドレイン電流が制限
値に達するような高負荷時には、商用交流入力電源の瞬
時値が低く制限値に達するまでの期間は定常時と同じよ
うに出力電圧検出信号と三角波の比較によりスイッチン
グFETQ1のオンデューティーが決定され、商用交流
入力電源の瞬時値の上昇と共にスイッチングFETQ1
のドレイン電流のピーク値が上昇し、電流検出回路10
の出力が基準電圧Vref2を上回ると、誤差増幅器1
1の出力である過電流検知信号のレベルが出力電圧検出
回路6の出力である出力電圧検出信号のレベルと逆転す
るようになり、ある所定値以上の電流がスイッチングF
ETQ1に流れると、比較器8の出力がローレベルとな
りスイッチングFETQ1をオフするように働く。よっ
て、スイッチングFETQ1には所定値以上の電流が流
れることはなく商用交流入力電源電圧のピーク付近にお
いてはピーク電流の制限された電流が流れることにな
る。
At the time of a low load in which the drain current flowing through the switching FET Q1 does not reach the reference value, the switching FET Q is compared with the output voltage detection signal output from the output voltage detection circuit 6 and the triangular wave output from the oscillator 7.
When the on-duty of 1 is determined and the load is such that the drain current reaches the limit value, the output voltage detection signal and the triangular wave are the same as during the steady state until the instantaneous value of the commercial AC input power supply reaches the limit value. , The on-duty of the switching FET Q1 is determined. As the instantaneous value of the commercial AC input power increases, the switching FET Q1
The peak value of the drain current of the current detection circuit 10 rises.
Is higher than the reference voltage Vref2, the error amplifier 1
1 is inverted from the level of the output voltage detection signal output from the output voltage detection circuit 6, and a current equal to or greater than a predetermined value is switched.
When the current flows through the ETQ1, the output of the comparator 8 becomes low level, which acts to turn off the switching FET Q1. Therefore, a current of a predetermined value or more does not flow through the switching FET Q1, and a current having a limited peak current flows near the peak of the commercial AC input power supply voltage.

【0029】次に、図2に各部の波形を示す。図2にお
いて、出力端子3、4間の出力電圧をVoutとした場
合、交流入力電圧Vac(a)の正弦波に対し、チョー
クコイルL1に流れる電流IL(図2b参照)は図5と
同様な電流波形となる。なお、交流入力電流lac
(c)は図1の様に、交流入力電圧Vacの瞬時電圧は
出力端子3、4間の直流出力電圧Voutよりも大きな
期間のみ回路を流れている。
Next, FIG. 2 shows the waveform of each part. In FIG. 2, when the output voltage between the output terminals 3 and 4 is Vout, the current IL (see FIG. 2B) flowing through the choke coil L1 with respect to the sine wave of the AC input voltage Vac (a) is similar to that in FIG. It becomes a current waveform. The AC input current lac
In FIG. 1C, as shown in FIG. 1, the instantaneous voltage of the AC input voltage Vac flows through the circuit only during a period longer than the DC output voltage Vout between the output terminals 3 and 4.

【0030】よってチョークコイルL1、スイッチング
FETQ1、転流ダイオードD1に流れる電流を所定の
ピーク値(ILpeak)で制限することが可能であ
り、チョークコイルの飽和電流を下げられる、またスイ
ッチングFETQ1、転流ダイオードD1においてもピ
ーク電流定格の小さな素子を使用することが可能とな
る。
Therefore, the current flowing through the choke coil L1, the switching FET Q1, and the commutation diode D1 can be limited by a predetermined peak value (ILpeak), so that the saturation current of the choke coil can be reduced. It is possible to use an element having a small peak current rating also in the diode D1.

【0031】なお、図1に説明した降圧チョッパー型の
力率改善型電源においては、スイッチング素子が出力端
子3、4のGNDラインに挿入されているが、Vout
+側に挿入された場合でも同様の効果を得ることができ
る。
In the step-down chopper type power factor improving type power supply described with reference to FIG. 1, the switching element is inserted in the GND line of the output terminals 3 and 4, but Vout
The same effect can be obtained even when inserted on the + side.

【0032】(実施例2)図3は本発明の実施例2係わ
る力率改善型電源装置の要部回路を示すブロック図であ
る。図3において、図1の実施例1で用いた符号と同一
の符号を用いたものは同様な機能または構成を持つもの
であり、説明を省略する。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram showing a main part circuit of a power factor correction type power supply unit according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, components using the same reference numerals as those used in the first embodiment of FIG. 1 have similar functions or configurations, and the description thereof will be omitted.

【0033】図3において、図1の実施例1と異なる点
は、チョークコイルL1’(図1のチョークコイルL1
に対応する)に補線巻線を設け、チョークコイルL1’
を流れる電流を検出し、チョークコイルL1’に流れる
電流が所定の値に達したらスイッチングFETQ1をオ
フさせて、チョークコイルL1’、スイッチングFET
Q1、転流用ダイオードD1に流れる電流のピーク値を
制限する点であり、図1の実施例1と同様の効果を得る
ことができる。
FIG. 3 differs from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the choke coil L1 '(the choke coil L1 in FIG.
And a choke coil L1 ′.
When the current flowing through the choke coil L1 'reaches a predetermined value, the switching FET Q1 is turned off, and the choke coil L1'
Q1 is that the peak value of the current flowing through the commutating diode D1 is limited, and the same effect as that of the first embodiment in FIG. 1 can be obtained.

【0034】なお、図3に説明した降圧チョッパー型の
力率改善型電源においては、スイッチング素子が出力端
子である出力端子3、4のGNDラインに挿入したが、
Vout+側に挿入した場合でも同様の効果を得ること
ができる。
In the step-down chopper type power factor improving power supply described with reference to FIG. 3, the switching element is inserted into the GND lines of the output terminals 3 and 4, which are the output terminals.
The same effect can be obtained even when inserted on the Vout + side.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
降圧チョッパー型の力率改善型電源において、チョーク
コイル、スイッチングFET、転流用ダイオードに流れ
る電流のピーク値を所定の値に制限することが可能なた
め、飽和電流の低いチョークコイル、さらにピーク電流
定格の低いスイッチングFET、転流用ダイオードの使
用が可能となる。
As described above, according to the present invention,
In a step-down chopper type power factor correction type power supply, the peak value of the current flowing through the choke coil, switching FET, and commutation diode can be limited to a predetermined value, so that a choke coil with a low saturation current and a peak current rating It is possible to use a switching FET and a commutation diode having a low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の実施例1の電源装置の回路ブ
ロック図である。
FIG. 1 is a circuit block diagram of a power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2は、本発明の実施例1の電源装置の回路ブ
ロック図の主要部の波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram of a main part of a circuit block diagram of the power supply device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】図3は、本発明の実施例2の電源装置の回路ブ
ロック図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram of a power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図4は、従来例の電源装置の回路ブロック図で
ある。
FIG. 4 is a circuit block diagram of a conventional power supply device.

【図5】図5は、従来例の電源装置の回路ブロック図の
主要部の波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram of a main part of a circuit block diagram of a conventional power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

DB1 ダイオードブリッジ D1 転流用ダイオード C1 電解コンデンサ Q1 スイッチングFET L1 チョークコイル 1、2 スイッチング電源入力端子 3、4 出力端子(DC/DCコンンバータ入力端
子) 5 フィルタ 6 出力電圧検出回路 7 発振器 8 比較器 9 駆動回路 10 電流検出回路 11 誤差増幅器
DB1 Diode bridge D1 Commutation diode C1 Electrolytic capacitor Q1 Switching FET L1 Choke coil 1, 2, Switching power supply input terminal 3, 4 Output terminal (DC / DC converter input terminal) 5 Filter 6 Output voltage detection circuit 7 Oscillator 8 Comparator 9 Drive Circuit 10 Current detection circuit 11 Error amplifier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】商用交流電源を入力とし、前記商用交流電
源を全波整流する整流器と、前記整流器に接続され、交
流入力電流波形を正弦波に整形し直流電圧を出力する降
圧型チョッパ回路を有する力率改善型電源装置におい
て、前記直流出力定電圧を検出し出力電圧信号を出力す
る出力電圧検出手段と、前記降圧型チョッパ回路を流れ
る脈流電流を検出し過電流検出信号を出力する電流検出
手段と、前記出力電圧検出手段からの出力電圧信号と前
記電流検出手段からの過電流検出信号とを入力としそれ
ぞれを比較しON/OFF信号を生成する比較手段と、
前記比較手段からの前記ON/OFF信号に基づき前記
降圧型チョッパ回路のスイッチ素子を駆動するための駆
動回路で構成され前記直流定電圧を所定の一定値に制御
するためのPWM信号を形成するための制御回路と、を
有し、前記脈流電流のピーク値が所定の値に達したらス
イッチ素子をオフさせることを特徴とする力率改善型電
源装置。
1. A rectifier which receives a commercial AC power supply as an input and rectifies the commercial AC power supply in a full-wave manner, and a buck chopper circuit connected to the rectifier for shaping an AC input current waveform into a sine wave and outputting a DC voltage. An output voltage detecting means for detecting the DC output constant voltage and outputting an output voltage signal, and a current for detecting a pulsating current flowing through the step-down chopper circuit and outputting an overcurrent detection signal. A detection unit, a comparison unit that receives an output voltage signal from the output voltage detection unit and an overcurrent detection signal from the current detection unit, compares them, and generates an ON / OFF signal;
A driving circuit for driving a switching element of the step-down chopper circuit based on the ON / OFF signal from the comparing means, for forming a PWM signal for controlling the DC constant voltage to a predetermined constant value; And a control circuit for turning off the switch element when the peak value of the pulsating current reaches a predetermined value.
【請求項2】前記電流検出手段がスイッチ素子に流れる
脈流電流を検出することを特徴とした請求項1に記載の
力率改善型電源装置。
2. The power factor improving power supply device according to claim 1, wherein said current detecting means detects a pulsating current flowing through the switch element.
【請求項3】前記電流検出手段が前記チョッパ回路のチ
ョークコイルに流れる脈流電流を検出することを特徴と
した請求項1に記載の力率改善型電源装置。
3. The power factor improving type power supply device according to claim 1, wherein said current detecting means detects a pulsating current flowing through a choke coil of said chopper circuit.
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