JP2001298946A - Direct-current power supply unit - Google Patents

Direct-current power supply unit

Info

Publication number
JP2001298946A
JP2001298946A JP2000108548A JP2000108548A JP2001298946A JP 2001298946 A JP2001298946 A JP 2001298946A JP 2000108548 A JP2000108548 A JP 2000108548A JP 2000108548 A JP2000108548 A JP 2000108548A JP 2001298946 A JP2001298946 A JP 2001298946A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power supply
output
current
circuit
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000108548A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Yajima
賢一 矢島
Toshiro Wada
俊郎 和田
Katsuo Yamamoto
勝雄 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sendak Corp
Original Assignee
Sendak Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sendak Corp filed Critical Sendak Corp
Priority to JP2000108548A priority Critical patent/JP2001298946A/en
Publication of JP2001298946A publication Critical patent/JP2001298946A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a DC power supply unit that is of small size, lightweight, and simple structure and capable of outputting stable DC voltage to an inductive load, and whose power factor is improved. SOLUTION: An alternating current is full-wave-rectified through a full-wave rectifier DB, and a first inductor L1 is series-connected with the obtained pulsating current. The pulsating current is converted into that of high frequency through a push-pull inverter provided with transistors Tr1 and Tr2, and a second inductor is series-connected with the output of the push-pull inverter. Its output is rectifier, and a direct-current voltage is outputted. To detect idling or no-load running of a direct-current motor as a load, a timer circuit is connected with an overvoltage detection circuit 4 to detect that the state of overvoltage lasts for a certain period of time.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源装置に係
り、特に、誘導性負荷に対して安定した直流電圧を供給
する直流電源装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply, and more particularly to an improvement of a DC power supply for supplying a stable DC voltage to an inductive load.

【0002】[0002]

【従来の技術】商用電源で、例えば定格電圧15Vの直
流モータを駆動する場合、従来、鉄心に銅線を巻き付け
たいわゆる鉄銅式のトランスを用いて商用電源電圧を降
圧して、さらにダイオードで整流し直流に変換して駆動
するものがある。しかし、このトランスは大きくて重い
という欠点があった。
2. Description of the Related Art In the case of driving a DC motor having a rated voltage of 15 V, for example, with a commercial power supply, the commercial power supply voltage is conventionally stepped down using a so-called iron-copper type transformer in which a copper wire is wound around an iron core. Some are rectified and converted to direct current for driving. However, this transformer had the disadvantage of being large and heavy.

【0003】また、各種スイッチング・レギュレータを
用いて商用電源を直流電圧に変換し、スイッチング部で
高周波に変換して、高周波トランスを用いて変圧し、こ
の変圧した出力電圧を高周波整流することで、必要な直
流電源を得る方法が考えられている。しかし、この方式
では、雑音(ノイズ)が大きい、突入電流が大きい、低
力率のため高調波は抑制されない、等の問題がある。こ
のためそれぞれを対策する回路(部品)を設ける必要が
あり、部品数が多くなって高価になる。また、重量は軽
くても小型にはならないという欠点があった。
[0003] In addition, a commercial power supply is converted into a DC voltage by using various switching regulators, converted into a high frequency by a switching section, transformed by using a high frequency transformer, and the transformed output voltage is rectified by high frequency. A method of obtaining a necessary DC power supply has been considered. However, this method has problems such as a large noise (noise), a large inrush current, and a low power factor that prevents harmonics from being suppressed. For this reason, it is necessary to provide a circuit (parts) for each countermeasure, which increases the number of parts and increases the cost. In addition, there is a disadvantage that the size is not reduced even if the weight is light.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、小
型、軽量かつシンプルな構造で、誘導性負荷に対して安
定した直流電圧を出力することができ、かつ力率が改善
された直流電源装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is directed to a DC power supply having a small, lightweight and simple structure, capable of outputting a stable DC voltage to an inductive load, and having an improved power factor. The purpose is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明の直流電源装置は、交流電流を全波整流し、
その脈流電流に第1のインダクタを直列に接続するとと
もに、この脈流電流をプッシュプル・インバータで高周
波に変換し、前記プッシュプル・インバータの出力に第
2のインダクタを直列に接続するとともに、その出力を
整流して直流電圧を出力する。
In order to solve the above-mentioned problems, a DC power supply according to the present invention provides full-wave rectification of an alternating current,
A first inductor is connected in series to the pulsating current, the pulsating current is converted to a high frequency by a push-pull inverter, and a second inductor is connected in series to the output of the push-pull inverter; The output is rectified to output a DC voltage.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための実
施の形態を、図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0007】(回路構成)図1は、本発明の1実施形態
による直流電源装置の回路図である。この直流電源装置
は、整流回路1、インバータ回路2、出力回路3、過電
圧検出回路4を備えている。この回路の入力側に、更に
過電流保護回路(ヒューズなど)、雷サージ保護回路
(バリスタ)、雑音防止回路(コンデンサとノイズフィ
ルタの組合せなど)を備えていても良い。
(Circuit Configuration) FIG. 1 is a circuit diagram of a DC power supply according to one embodiment of the present invention. This DC power supply device includes a rectifier circuit 1, an inverter circuit 2, an output circuit 3, and an overvoltage detection circuit 4. An input side of this circuit may further include an overcurrent protection circuit (such as a fuse), a lightning surge protection circuit (varistor), and a noise prevention circuit (such as a combination of a capacitor and a noise filter).

【0008】整流回路1は、全波整流器DBを備えてい
る。全波整流器DBの入力端子は交流電源に、出力端子
(+、−端子)は平滑回路2側に、それぞれ接続されて
いる。
The rectifier circuit 1 includes a full-wave rectifier DB. The input terminal of the full-wave rectifier DB is connected to the AC power supply, and the output terminals (+,-terminals) are connected to the smoothing circuit 2 side.

【0009】インバータ回路2は、トランジスタTr
1、Tr2よりなるプッシュプルインバータを備えてい
る。全波整流器DBの出力の一方(−側)はトランジス
タTr1、Tr2を介して高周波トランスTの一次巻線
の両端に接続されている。また、全波整流器DBの出力
の他方(+側)は、定電流インダクタ(第1のインダク
タ)L1を介して高周波トランスTの一次巻線の中点に
接続されている。更に、高周波トランスTの帰還巻線の
一方がトランジスタTr1のベースに、他方がトランジ
スタTr2のベースにそれぞれ接続されている。
The inverter circuit 2 includes a transistor Tr
1 and a push-pull inverter composed of Tr2. One (− side) of the output of the full-wave rectifier DB is connected to both ends of the primary winding of the high-frequency transformer T via the transistors Tr1 and Tr2. The other (+ side) of the output of the full-wave rectifier DB is connected to the middle point of the primary winding of the high-frequency transformer T via a constant current inductor (first inductor) L1. Further, one of the feedback windings of the high-frequency transformer T is connected to the base of the transistor Tr1, and the other is connected to the base of the transistor Tr2.

【0010】出力回路3は、高周波トランスTの二次巻
線に接続され、インダクタL2、L3、ダイオードD
1、D2、コンデンサC3、C4を備えた整流部を有し
ている。特に、本発明の第2のインダクタであるインダ
クタL2は、インダクタL1に比べ、インダクタンスの
小さいもので良い。
The output circuit 3 is connected to the secondary winding of the high-frequency transformer T, and includes inductors L2 and L3, a diode D
1, a rectifying unit including D2 and capacitors C3 and C4. In particular, the inductor L2, which is the second inductor of the present invention, may have a smaller inductance than the inductor L1.

【0011】過電圧検出回路4は、ツェナーダイオード
Z1とコンデンサC5を並列に接続し、これらに抵抗R
3を直列に接続して、これらの両端を出力側両端子にそ
れぞれ接続している。そして、ツェナーダイオードZ1
の両端から端子を引き、タイマー回路に接続する。
The overvoltage detection circuit 4 has a Zener diode Z1 and a capacitor C5 connected in parallel, and a resistor R
3 are connected in series, and both ends thereof are respectively connected to both terminals on the output side. And the Zener diode Z1
Draw terminals from both ends and connect to the timer circuit.

【0012】(動作)次に上記直流電源装置の動作を説
明する。
(Operation) Next, the operation of the DC power supply will be described.

【0013】整流回路1の全波整流器DBは、交流の入
力電流を直流(脈流)に変換する。
The full-wave rectifier DB of the rectifier circuit 1 converts an AC input current into a DC (pulsating current).

【0014】なお、全波整流器からの出力を大容量の電
解コンデンサにより平滑してインバータ回路に入力する
例もあるが、電解コンデンサを使うと、入力力率が50
〜60%程度にまで低下したり、電源投入時に電源に大
電流が流れ配線系統に悪影響を生じたりする場合があ
る。そこでこの回路は、電解コンデンサによる平滑を行
なわず、代わりに定電流インダクタL1を挿入してい
る。
In some cases, the output from the full-wave rectifier is smoothed by a large-capacity electrolytic capacitor and input to an inverter circuit.
To about 60%, or a large current flows into the power supply when the power is turned on, which may adversely affect the wiring system. Therefore, in this circuit, the constant current inductor L1 is inserted instead of smoothing by the electrolytic capacitor.

【0015】全波整流器DBの出力電圧は、インバータ
回路2のトランジスタTr1、Tr2を介して高周波ト
ランスTの一次巻線に印加される。高周波トランスTの
帰還巻線の一方がTr1のベースに、他方がTr2のベ
ースにそれぞれ接続されているので、Tr1、Tr2が
交互に導通、遮断を繰り返す。これによって高周波トラ
ンスTの1次巻線には正弦波の高周波電圧(例えば約3
0kHz)が発生する。高周波トランスTの出力巻線に
は、巻数に応じた電圧が発生し、その波形は電源周波数
の2倍(商用電源を用いる場合は100Hz又は120
Hz)の周波数の包絡線をもつ高周波となる。
The output voltage of the full-wave rectifier DB is applied to the primary winding of the high-frequency transformer T via the transistors Tr1 and Tr2 of the inverter circuit 2. Since one of the feedback windings of the high-frequency transformer T is connected to the base of Tr1 and the other is connected to the base of Tr2, Tr1 and Tr2 alternately repeat conduction and cutoff. Thus, a sine-wave high-frequency voltage (for example, about 3
0 kHz). A voltage corresponding to the number of turns is generated in the output winding of the high-frequency transformer T, and its waveform is twice the power supply frequency (100 Hz or 120 Hz when a commercial power supply is used).
Hz) having a frequency envelope.

【0016】全波整流器DBの出力の+側に直列に接続
されている定電流インダクタL1は、回路効率の上昇と
雑音(ノイズ)の低減に重要な役割を果たす。高周波に
対するインダクタの定電流効果によって、トランジスタ
のコレクタ電流は台形波となり、ピーク電流は小さくな
る。従って、トランジスタTr1、Tr2は電流容量の
小さいものを使用することができ、トランジスタTr
1、Tr2のコレクタ−エミッタ間電圧Vce(sa
t)による電力損失が大幅に低下する。
The constant current inductor L1 connected in series to the positive side of the output of the full-wave rectifier DB plays an important role in increasing circuit efficiency and reducing noise. Due to the constant current effect of the inductor on the high frequency, the collector current of the transistor becomes a trapezoidal wave, and the peak current decreases. Accordingly, transistors Tr1 and Tr2 having a small current capacity can be used.
1, the collector-emitter voltage Vce (sa) of Tr2
The power loss due to t) is greatly reduced.

【0017】更に、高効率かつ高信頼性を得られる理由
として、トランジスタTr1、Tr2のコレクタ電流の
遮断は、回路原理上、本質的にVceがゼロの時点で行
われるためにスイッチング損失を非常に小さくできるこ
とが挙げられる。この結果、インバータの総合効率95
%前後を実現することができる。
Further, as a reason why high efficiency and high reliability can be obtained, the cutoff of the collector currents of the transistors Tr1 and Tr2 is essentially performed at the time point when Vce is zero on the circuit principle, so that the switching loss is extremely reduced. That it can be made smaller. As a result, the overall efficiency of the inverter 95
% Can be achieved.

【0018】また、定電流インダクタL1によって、高
周波トランスTに発生する高周波電圧、電流に含まれる
高調波成分を小さくすることができ、トランジスタTr
1、Tr2が同時に通電している時点に電源から流入す
るパルス状の電流が吸収され、その結果、雑音(ノイ
ズ)を大幅に低減できる。
Further, the high-frequency voltage and the high-frequency component contained in the current generated in the high-frequency transformer T can be reduced by the constant current inductor L1.
1. At the time when the Tr2 is energized at the same time, the pulsed current flowing from the power supply is absorbed, and as a result, noise can be significantly reduced.

【0019】出力回路3は、高周波トランスTの二次巻
線から出力された100Hz又は120Hzの包絡線を
もつ高周波を、整流および平滑する。一般的に、平滑す
る手段としてコンデンサが用いられるが、コンデンサは
容量性であり、その充電電圧が急峻であるためトランジ
スタの発熱を増大してしまう。そこで本プッシュプルイ
ンバータは出力端子と整流回路の間に直列に、急峻な充
電電流を減じるインダクタL2を挿入し、トランジスタ
の発熱を小さくしている。
The output circuit 3 rectifies and smoothes a high frequency having a 100 Hz or 120 Hz envelope output from the secondary winding of the high frequency transformer T. Generally, a capacitor is used as a smoothing means. However, since the capacitor is capacitive and its charging voltage is steep, heat generation of the transistor increases. Therefore, in this push-pull inverter, an inductor L2 for reducing a steep charging current is inserted in series between the output terminal and the rectifier circuit to reduce heat generation of the transistor.

【0020】過電圧検出回路4は、出力端子間における
過電圧を検出する。負荷である直流モータが空運転また
は無負荷の場合、出力端子間に生じる電圧は高くなる。
ツェナーダイオードZ1の電圧が一定電圧を超えると、
ツェナーダイオードZ1が導通する。単に電圧の上昇を
検出するだけでは直流モータの起動時に生ずる高電圧と
の区別ができないので、ツェナーダイオードZ1の両端
をタイマー回路に接続することによってツェナーダイオ
ードZ1が導通するとタイマー回路が始動されるように
し、高電圧状態が一定時間継続するか否かを検出する。
タイマー回路が始動して一定時間経過後に、インバータ
回路3を遮断する信号を図示しない信号発生器により発
生させ、インバータ回路3を遮断させる。
The overvoltage detection circuit 4 detects an overvoltage between the output terminals. When the DC motor, which is a load, is idle or has no load, the voltage generated between the output terminals increases.
When the voltage of the Zener diode Z1 exceeds a certain voltage,
Zener diode Z1 conducts. Simply detecting the rise in voltage cannot be distinguished from the high voltage generated at the start of the DC motor. Therefore, by connecting both ends of the zener diode Z1 to the timer circuit, the timer circuit is started when the zener diode Z1 becomes conductive. Then, it is detected whether or not the high voltage state continues for a predetermined time.
After a certain period of time has elapsed since the timer circuit was started, a signal for shutting off the inverter circuit 3 is generated by a signal generator (not shown) to shut off the inverter circuit 3.

【0021】なお、本実施形態の直流電源装置では、負
荷を接続した時と無負荷時との出力電圧の差が2倍以上
(負荷時12V、無負荷時約32V。なお、空運転時約
22V)となることが確認された。
In the DC power supply according to the present embodiment, the difference between the output voltage when a load is connected and the output voltage when no load is applied is twice or more (12 V at load, about 32 V at no load, and about 32 V at idle operation. 22V).

【0022】[0022]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の直流電源装
置によれば、小型、軽量かつシンプルな構造で、誘導性
負荷に対して安定した直流電圧を得ることができる。
As described above, according to the DC power supply of the present invention, it is possible to obtain a stable DC voltage with respect to an inductive load with a small, lightweight and simple structure.

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

【図1】本発明の1実施形態による直流電源装置の回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a DC power supply device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 整流回路 DB 全波整流器 2 インバータ回路 L1 定電流インダクタ(第1のインダクタ) Tr1、Tr2 トランジスタ T 高周波トランス 3 出力回路(平滑回路) L2 インダクタ(第2のインダクタ) C3、C4 コンデンサ 4 過電圧検出回路 Z1 ツェナーダイオード C5 コンデンサ Reference Signs List 1 rectifier circuit DB full-wave rectifier 2 inverter circuit L1 constant current inductor (first inductor) Tr1, Tr2 transistor T high-frequency transformer 3 output circuit (smoothing circuit) L2 inductor (second inductor) C3, C4 capacitor 4 overvoltage detection circuit Z1 Zener diode C5 Capacitor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 勝雄 東京都品川区平塚2−18−19センタック株 式会社内 Fターム(参考) 5H006 AA02 BB05 CA01 CA12 CA13 CB01 CB04 CC01 CC08 DA02 DA04 FA01 5H730 AA12 AA18 AA20 AS13 BB25 BB52 CC04 DD02 DD41 EE06 FD01 XX04 XX12 XX23 XX40 XX42  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Katsuo Yamamoto 2-18-19 Hiratsuka, Shinagawa-ku, Tokyo F-term (reference) within SETAC Co., Ltd. 5H006 AA02 BB05 CA01 CA12 CA13 CB01 CB04 CC01 CC08 DA02 DA04 FA01 5H730 AA12 AA18 AA20 AS13 BB25 BB52 CC04 DD02 DD41 EE06 FD01 XX04 XX12 XX23 XX40 XX42

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電流を全波整流し、その脈流電流に
第1のインダクタを直列に接続するとともに、この脈流
電流をプッシュプル・インバータで高周波に変換し、前
記プッシュプル・インバータの出力に第2のインダクタ
を直列に接続するとともに、その出力を整流して直流電
圧を出力する、直流電源装置。
An AC current is full-wave rectified, a first inductor is connected in series to the pulsating current, and the pulsating current is converted to a high frequency by a push-pull inverter. A DC power supply device, wherein a second inductor is connected in series to an output, and the output is rectified to output a DC voltage.
JP2000108548A 2000-04-10 2000-04-10 Direct-current power supply unit Pending JP2001298946A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000108548A JP2001298946A (en) 2000-04-10 2000-04-10 Direct-current power supply unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000108548A JP2001298946A (en) 2000-04-10 2000-04-10 Direct-current power supply unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001298946A true JP2001298946A (en) 2001-10-26

Family

ID=18621365

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000108548A Pending JP2001298946A (en) 2000-04-10 2000-04-10 Direct-current power supply unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001298946A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002218753A (en) * 2001-01-16 2002-08-02 Ohira Denshi Kk Switching power supply unit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002218753A (en) * 2001-01-16 2002-08-02 Ohira Denshi Kk Switching power supply unit
JP4644950B2 (en) * 2001-01-16 2011-03-09 大平電子株式会社 Switching power supply

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07177745A (en) Switching regulator
US20100165671A1 (en) Switched-mode Power Supplies
JPH06315267A (en) Power-factor improvement dc power supply
US7158389B2 (en) Switching power supply circuit
KR20030047787A (en) Switching power supply circuit
KR940003774B1 (en) Power supply circuit
JP2001298946A (en) Direct-current power supply unit
JP2001309652A (en) Power supply device
JPH11308879A (en) Neutral point type inverter
JPS5853195A (en) Device for firing discharge lamp
JPH10117475A (en) Power supply unit by active filter
JPH08266041A (en) Dc voltage converter
JPH08103076A (en) Switching power supply circuit
JP3066730B2 (en) Harmonic current suppression circuit
JP2854075B2 (en) Switching regulator
JP2790326B2 (en) Switching regulator
JP2868230B2 (en) Switching regulator
KR940003775B1 (en) Transformer for electronic neon lamp
JP3339558B2 (en) Power converter
JP2903920B2 (en) Switching power supply
JP3291507B2 (en) Inverter device for discharge lamp
JP3295985B2 (en) Discharge lamp lighting device
JP2724258B2 (en) Switching power supply
JP3231175B2 (en) Switching power supply
JPH07236270A (en) Voltage converter