JP2002101666A - Ac-dc converter - Google Patents

Ac-dc converter

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JP2002101666A
JP2002101666A JP2000290491A JP2000290491A JP2002101666A JP 2002101666 A JP2002101666 A JP 2002101666A JP 2000290491 A JP2000290491 A JP 2000290491A JP 2000290491 A JP2000290491 A JP 2000290491A JP 2002101666 A JP2002101666 A JP 2002101666A
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voltage
choke coil
converter
output
divided
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JP2000290491A
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Japanese (ja)
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敏夫 ▲濱▼口
Toshio Hamaguchi
Takuya Ishii
卓也 石井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To miniaturize the choke coil of an AC-DC converter. SOLUTION: Current in the choke coil is limited to prescribed value or less, the load on the choke coil is relieved, and the choke coil is miniaturized and made lightweight.

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】本発明は交流電源、特に商用
交流電源の交流を直流に変換するAC−DCコンバータ
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC power supply, and more particularly to an AC-DC converter for converting AC of a commercial AC power supply to DC.

【0002】[0002]

【従来の技術】スイッチング電源装置など、商用交流電
源から直流を得るAC−DCコンバータは様々な電子機
器の電源部に用いられている。図4は従来から広く用い
られているAC−DCコンバータの回路図である。交流
電源1からの交流入力は全波整流回路2により全波整流
される。整流回路2の出力の直流電流はチョークコイル
4とダイオード7を経て、充分大きな静電容量を有する
コンデンサ8を充電するとともに負荷10に供給され
る。チョークコイル4とダイオード7の接続点と、回路
グランドGrとの間に半導体素子のスイッチ5と抵抗6
の直列接続体が接続されている。抵抗6はスイッチ5を
流れる電流を検出する電流検出素子として働く。スイッ
チ5のゲートGは制御回路21の制御信号の出力端21
Aに接続され、制御信号によりスイッチ5のオンオフ制
御がなされる。制御信号は商用交流の周波数より高い、
例えば50kHz〜500kHzの信号である。
2. Description of the Related Art AC-DC converters for obtaining DC from a commercial AC power supply, such as a switching power supply, are used in power supply units of various electronic devices. FIG. 4 is a circuit diagram of an AC-DC converter widely used conventionally. The AC input from the AC power supply 1 is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 2. The DC current output from the rectifier circuit 2 passes through the choke coil 4 and the diode 7 to charge the capacitor 8 having a sufficiently large capacitance and to be supplied to the load 10. A switch 5 and a resistor 6 of a semiconductor element are provided between a connection point of the choke coil 4 and the diode 7 and the circuit ground Gr.
Are connected in series. The resistor 6 functions as a current detecting element for detecting a current flowing through the switch 5. The gate G of the switch 5 is a control signal output terminal 21 of the control circuit 21.
A, and ON / OFF control of the switch 5 is performed by a control signal. The control signal is higher than the commercial AC frequency,
For example, it is a signal of 50 kHz to 500 kHz.

【0003】制御回路21は基準電圧源11を有し、直
流の基準電圧を増幅器12の一方の入力端に印加する。
増幅器12の他方の入力端には、コンデンサ8の端子電
圧(AC−DCコンバータの出力電圧)を第2の分圧器
9で分圧した分圧電圧が印加される。増幅器12は、基
準電圧と分圧電圧の差電圧を増幅して出力する。増幅器
12の出力電圧は、分圧電圧と基準電圧が等しいとき正
の所定電圧となる。分圧電圧が基準電圧より低くなる
と、増幅器12の出力電圧は前記所定電圧より大きくな
る。逆に分圧電圧が基準電圧より高くなると増幅器12
の出力電圧は前記所定電圧より小さくなる。増幅器12
の出力電圧は乗算器13の一方の入力端に入力される。
乗算器13の他方の入力端には整流回路2の出力電圧を
第1の分圧器3で分圧した分圧電圧が印加され、増幅器
12の出力電圧と分圧電圧を乗算した電圧が出力され
る。分圧器3の出力電圧は整流電圧と同じ周期の脈流で
あり、従って乗算器13の出力電圧も脈流となる。乗算
器13の出力電圧は比較器14の一方の入力端に印加さ
れる。比較器14の他方の入力端には抵抗6の端子電圧
が印加される。比較器14は両入力電圧を比較して、比
較出力をドライブ制御回路15に入力する。ドライブ制
御回路15は、50kHz〜500kHzの高周波信号
の発振器を有し、比較器14の出力に応じて高周波信号
をスイッチ5のゲートGに印加する。
A control circuit 21 has a reference voltage source 11 and applies a DC reference voltage to one input terminal of an amplifier 12.
A divided voltage obtained by dividing the terminal voltage of the capacitor 8 (the output voltage of the AC-DC converter) by the second voltage divider 9 is applied to the other input terminal of the amplifier 12. The amplifier 12 amplifies and outputs a difference voltage between the reference voltage and the divided voltage. The output voltage of the amplifier 12 becomes a positive predetermined voltage when the divided voltage is equal to the reference voltage. When the divided voltage becomes lower than the reference voltage, the output voltage of the amplifier 12 becomes higher than the predetermined voltage. Conversely, when the divided voltage becomes higher than the reference voltage, the amplifier 12
Is lower than the predetermined voltage. Amplifier 12
Is input to one input terminal of the multiplier 13.
A divided voltage obtained by dividing the output voltage of the rectifier circuit 2 by the first voltage divider 3 is applied to the other input terminal of the multiplier 13, and a voltage obtained by multiplying the output voltage of the amplifier 12 by the divided voltage is output. You. The output voltage of the voltage divider 3 is a pulsating current having the same cycle as the rectified voltage, and the output voltage of the multiplier 13 is also a pulsating current. The output voltage of the multiplier 13 is applied to one input terminal of the comparator 14. The terminal voltage of the resistor 6 is applied to the other input terminal of the comparator 14. The comparator 14 compares the two input voltages and inputs a comparison output to the drive control circuit 15. The drive control circuit 15 has an oscillator for a high frequency signal of 50 kHz to 500 kHz, and applies a high frequency signal to the gate G of the switch 5 according to the output of the comparator 14.

【0004】次にこの従来例のAC−DCコンバータの
動作を説明する。スイッチ5がオンのとき、整流回路2
からチョークコイル4及びスイッチ5を経て回路グラン
ドGrに電流が流れ、チョークコイル4は励磁されて励
磁エネルギーが蓄積される。スイッチ5に流れる電流は
抵抗6で検出され、抵抗6の端子電圧、即ち検出電圧は
比較器14で乗算器13の出力電圧と比較される。検出
電圧が乗算器13の出力電圧に達すると、比較器14の
出力は反転し、比較器14の出力電圧に基づいてドライ
ブ制御回路15はスイッチ5をターンオフする。スイッ
チ5がオフになると、チョークコイル4の励磁エネルギ
ーはダイオード7を経てコンデンサ8に流入して放出さ
れる。
Next, the operation of the conventional AC-DC converter will be described. When switch 5 is on, rectifier circuit 2
Then, a current flows through the choke coil 4 and the switch 5 to the circuit ground Gr, and the choke coil 4 is excited and the excitation energy is accumulated. The current flowing through the switch 5 is detected by the resistor 6, and the terminal voltage of the resistor 6, that is, the detected voltage is compared with the output voltage of the multiplier 13 by the comparator 14. When the detection voltage reaches the output voltage of the multiplier 13, the output of the comparator 14 is inverted, and the drive control circuit 15 turns off the switch 5 based on the output voltage of the comparator 14. When the switch 5 is turned off, the excitation energy of the choke coil 4 flows into the capacitor 8 via the diode 7 and is discharged.

【0005】以上の動作において、スイッチ5を流れる
電流は整流回路2の出力電圧に比例し、その大きさは分
圧器9の分圧電圧が基準電圧より大きいと所定値より小
さくなり、基準電圧より小さいと所定値より大きくなる
ように制御される。上記の動作によってAC−DCコン
バータの出力電圧は安定化される。チョークコイル4の
電流は図5に示すように、整流回路2の出力電圧波形と
類似の包絡線をもつ高周波の波形となる。一般に、交流
電源1と整流回路2の間には、ノイズ防止用のフィルタ
が設けられるので、図5に示す電流波形の高周波の波形
は平滑され、AC−DCコンバータの入力電圧波形と入
力電流波形は同じ周期の波形となる。
In the above operation, the current flowing through the switch 5 is proportional to the output voltage of the rectifier circuit 2, and its magnitude becomes smaller than a predetermined value when the divided voltage of the voltage divider 9 is larger than the reference voltage, and becomes smaller than the reference voltage. If it is smaller, it is controlled to be larger than a predetermined value. The output voltage of the AC-DC converter is stabilized by the above operation. The current of the choke coil 4 has a high-frequency waveform having an envelope similar to the output voltage waveform of the rectifier circuit 2 as shown in FIG. Generally, since a filter for preventing noise is provided between the AC power supply 1 and the rectifier circuit 2, the high-frequency current waveform shown in FIG. 5 is smoothed, and the input voltage waveform and the input current waveform of the AC-DC converter are smoothed. Have the same period waveform.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】チョークコイルに、そ
の設計時に定められた最大電流を超える電流を流すと、
磁気飽和を起こす。従ってチョークコイルは、必要な最
大電流を考慮してその大きさ、即ち鉄芯の断面積やコイ
ルの巻数が決められている。前記従来のAC−DCコン
バータでは、チョークコイル4に大きな電流が流れるの
は、整流回路2の出力電圧が最大値になる前後のわずか
な期間のみである。チョークコイルの鉄芯の断面積など
チョークコイルの仕様は、整流回路2の出力電圧が最大
になるときのチョークコイル4の電流値に基づいて決め
なければならない。チョークコイルは、AC−DCコン
バータの構成要素の中では最も大型で重い部品であり、
これを小型軽量化すればAC−DCコンバータの小型軽
量化がはかれる。しかし前記のような仕様の決め方をし
ているため、チョークコイルの小型軽量化ができなかっ
た。本発明は、AC−DCコンバータに用いるチョーク
コイルを小型軽量化することを目的とする。
When a current exceeding the maximum current determined at the time of design is passed through the choke coil,
Causes magnetic saturation. Therefore, the size of the choke coil, that is, the cross-sectional area of the iron core and the number of turns of the coil are determined in consideration of the required maximum current. In the conventional AC-DC converter, a large current flows through the choke coil 4 only during a short period before and after the output voltage of the rectifier circuit 2 reaches a maximum value. The specifications of the choke coil, such as the cross-sectional area of the iron core of the choke coil, must be determined based on the current value of the choke coil 4 when the output voltage of the rectifier circuit 2 is maximized. The choke coil is the largest and heaviest component among the components of the AC-DC converter,
If this is reduced in size and weight, the size and weight of the AC-DC converter can be reduced. However, since the above-described specification is determined, the size and weight of the choke coil cannot be reduced. An object of the present invention is to reduce the size and weight of a choke coil used for an AC-DC converter.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明のAC−DCコン
バータは、交流電源に接続され、交流入力を整流する整
流回路、前記整流回路の出力端に接続された第1の分圧
器、前記第1の分圧器の分圧点に接続され、分圧電圧を
所定値以下に制限する電圧制限部、前記整流回路の出力
端に一端が接続されたチョークコイル、前記チョークコ
イルの他端と回路グランド間に、電流を検出する抵抗を
経て接続されたスイッチ部、前記チョークコイルの他端
と回路グランド間に、ダイオードを経て接続されたコン
デンサ、前記コンデンサの両端子間に接続された第2の
分圧器、及び前記第1の分圧器の第1の分圧電圧及び前
記第2の分圧器の第2の分圧電圧が入力され、前記第1
及び第2の分圧電圧に基づいて前記チョークコイルを流
れる電流を所定の範囲に制限するようにスイッチ手段の
オンオフを制御する制御回路を有する。上記構成によれ
ば、制御回路に印加される第1の分圧器で分圧した分圧
電圧を電圧制限部により所定の範囲に制限することによ
り、制御回路はチョークコイルの電流が所定の範囲に制
限されるようにスイッチ部のオンオフを制御する。
An AC-DC converter according to the present invention is connected to an AC power supply and rectifies an AC input, a first voltage divider connected to an output terminal of the rectifier circuit, A voltage limiter connected to a voltage dividing point of the first voltage divider to limit a divided voltage to a predetermined value or less; a choke coil having one end connected to an output terminal of the rectifier circuit; the other end of the choke coil and a circuit ground A switch connected between the other end of the choke coil and the circuit ground, a capacitor connected via a diode, and a second component connected between both terminals of the capacitor. A voltage divider, a first divided voltage of the first voltage divider, and a second divided voltage of the second voltage divider;
And a control circuit for controlling on / off of the switch means so as to limit the current flowing through the choke coil to a predetermined range based on the second divided voltage. According to the above configuration, by limiting the divided voltage applied to the control circuit by the first voltage divider to the predetermined range by the voltage limiting unit, the control circuit can control the current of the choke coil to the predetermined range. On / off of the switch unit is controlled so as to be restricted.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の好適な実施例を図1から
図3を参照して説明する。図1は本発明のAC−DCコ
ンバータの回路図である。図1の回路は、電圧制限部で
あるダイオード16を第1の分圧器3の分圧点と回路グ
ランドGrとの間に接続したことを除いて図4の回路と
同じである。図1で従来例の図4におけるものと同じ構
成要素には同じ符号を付している。交流電源1からの交
流入力は全波整流回路2により全波整流される。整流回
路2の直流出力電流はチョークコイル24とダイオード
7を経て、充分大きな静電容量を有するコンデンサ8を
充電するとともに負荷10に供給される。チョークコイ
ル24とダイオード7の接続点と、回路グランドGrと
の間に半導体素子のスイッチ5と抵抗6の直列接続体が
接続されている。抵抗6はスイッチ5を流れる電流を検
出する電流検出素子として働く。スイッチ5のゲートG
は制御回路21の制御信号の出力端21Aに接続され、
制御信号によりスイッチ5のオンオフ制御がなされる。
制御信号は商用交流の周波数より高い、例えば50kH
z〜500kHzの信号である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram of an AC-DC converter according to the present invention. The circuit of FIG. 1 is the same as the circuit of FIG. 4 except that a diode 16 serving as a voltage limiter is connected between the voltage dividing point of the first voltage divider 3 and a circuit ground Gr. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 4 of the conventional example are denoted by the same reference numerals. The AC input from the AC power supply 1 is full-wave rectified by the full-wave rectifier circuit 2. The DC output current of the rectifier circuit 2 passes through the choke coil 24 and the diode 7 to charge the capacitor 8 having a sufficiently large capacitance and to be supplied to the load 10. A series connection of a switch 5 and a resistor 6 of a semiconductor element is connected between a connection point of the choke coil 24 and the diode 7 and the circuit ground Gr. The resistor 6 functions as a current detecting element for detecting a current flowing through the switch 5. Gate G of switch 5
Is connected to a control signal output terminal 21A of the control circuit 21,
On / off control of the switch 5 is performed by the control signal.
The control signal is higher than the frequency of the commercial AC, for example, 50 kHz.
This is a signal of z to 500 kHz.

【0009】制御回路21は基準電圧源11を有し、直
流の基準電圧を増幅器12の一方の入力端に印加する。
増幅器12の他方の入力端には、AC−DCコンバータ
の出力電圧である負荷10に印加される電圧すなわちコ
ンデンサ8の端子電圧を第2の分圧器9で分圧した分圧
電圧が印加される。増幅器12は、基準電圧と分圧電圧
の差電圧を増幅して出力する。増幅器12は、分圧電圧
が基準電圧より高いとき所定電圧となる。分圧電圧が基
準電圧より低くなると、増幅器12の出力電圧は前記所
定電圧より大きくなる。逆に分圧電圧が基準電圧より高
くなると増幅器12の出力電圧は前記所定電圧より小さ
くなる。増幅器12の出力電圧は乗算器13の一方の入
力端に入力される。乗算器13の他方の入力端には整流
回路2の出力電圧を第1の分圧器3で分圧した分圧電圧
が印加され、増幅器12の出力電圧と分圧電圧を乗算し
た電圧が出力される。分圧器3の出力電圧は整流電圧と
同じ周期の脈流であり、従って乗算器13の出力電圧も
脈流となる。乗算器13の出力電圧は比較器14の一方
の入力端に印加される。比較器14の他方の入力端には
抵抗6の端子電圧が印加される。比較器14は両入力電
圧を比較して、比較出力をドライブ制御回路15に入力
する。ドライブ制御回路15は、50kHz〜500k
Hzの高周波信号の発振器を有し、比較器14の出力に
応じて高周波信号をスイッチ5のゲートGに印加する。
分圧器3の出力端子3AとグランドGr間に電圧制限部
16が接続されている。
The control circuit 21 has a reference voltage source 11 and applies a DC reference voltage to one input terminal of the amplifier 12.
A voltage applied to the load 10, which is the output voltage of the AC-DC converter, that is, a divided voltage obtained by dividing the terminal voltage of the capacitor 8 by the second voltage divider 9 is applied to the other input terminal of the amplifier 12. . The amplifier 12 amplifies and outputs a difference voltage between the reference voltage and the divided voltage. The amplifier 12 has a predetermined voltage when the divided voltage is higher than the reference voltage. When the divided voltage becomes lower than the reference voltage, the output voltage of the amplifier 12 becomes higher than the predetermined voltage. Conversely, when the divided voltage becomes higher than the reference voltage, the output voltage of the amplifier 12 becomes lower than the predetermined voltage. The output voltage of the amplifier 12 is input to one input terminal of the multiplier 13. A divided voltage obtained by dividing the output voltage of the rectifier circuit 2 by the first voltage divider 3 is applied to the other input terminal of the multiplier 13, and a voltage obtained by multiplying the output voltage of the amplifier 12 by the divided voltage is output. You. The output voltage of the voltage divider 3 is a pulsating current having the same cycle as the rectified voltage, and the output voltage of the multiplier 13 is also a pulsating current. The output voltage of the multiplier 13 is applied to one input terminal of the comparator 14. The terminal voltage of the resistor 6 is applied to the other input terminal of the comparator 14. The comparator 14 compares the two input voltages and inputs a comparison output to the drive control circuit 15. The drive control circuit 15 is 50 kHz to 500 k
It has an oscillator for a high frequency signal of 1 Hz, and applies a high frequency signal to the gate G of the switch 5 according to the output of the comparator 14.
The voltage limiter 16 is connected between the output terminal 3A of the voltage divider 3 and the ground Gr.

【0010】以上のように構成された本発明のAC−D
Cコンバータについて、以下その動作を説明する。交流
電源1からの交流入力は整流回路2により全波整流され
る。整流回路2の直流出力はチョークコイル24を経て
ダイオード7とスイッチ5に印加される。スイッチ5
は、制御回路20のドライブ制御回路15によって交流
の周波数より充分高い50kHz〜500kHzの間の
ある所定周波数でオンオフを繰り返す。スイッチ5がオ
ンのとき、全波整流された直流電流はチョークコイル2
4を経てスイッチ5、抵抗6、グランドGrの経路で流
れる。この電流によりチョークコイル24は励磁されて
励磁エネルギーを蓄積する。スイッチ5がオフになる
と、チョークコイル24に蓄積された励磁エネルギー
は、ダイオード7を経て流れる電流となってコンデンサ
8を充電する。
The AC-D of the present invention configured as described above
The operation of the C converter will be described below. The AC input from the AC power supply 1 is full-wave rectified by the rectifier circuit 2. The DC output of the rectifier circuit 2 is applied to the diode 7 and the switch 5 via the choke coil 24. Switch 5
Is repeatedly turned on and off at a predetermined frequency between 50 kHz and 500 kHz sufficiently higher than the AC frequency by the drive control circuit 15 of the control circuit 20. When the switch 5 is turned on, the full-wave rectified DC current is supplied to the choke coil 2.
4 flows through the path of the switch 5, the resistor 6, and the ground Gr. This current excites the choke coil 24 and stores the excitation energy. When the switch 5 is turned off, the excitation energy stored in the choke coil 24 becomes a current flowing through the diode 7 and charges the capacitor 8.

【0011】整流回路2の出力電圧を分圧する分圧器3
は入力電圧検出部として働く。電圧制限部としての順方
向のダイオード16は、整流回路2の出力電圧に応じて
変化する出力端子3Aの電圧を、ダイオード16の立上
り電圧より低い範囲に制限する。ダイオード16の代わ
りにツェナーダイオードを用いてもよい。分圧器3の出
力端子3Aの電圧は乗算器13に印加される。出力端子
3Aの出力電圧は図2に示すように、電圧制限部により
制限され、一定の電圧V以下に保たれる。コンデンサ8
の電圧、即ちAC−DCコンバータの出力電圧は分圧器
9で分圧され、分圧電圧が増幅器12に印加される。増
幅器12は、基準電圧源11の基準電圧と分圧器9の分
圧電圧の差電圧を増幅して出力する。コンデンサ8の静
電容量は充分大きいので、分圧電圧は直流である。従っ
て増幅器12の出力電圧も直流となる。AC−DCコン
バータの出力(負荷10に与えられる電圧)が大きくな
ると増幅器12の出力電圧は小さくなり、AC−DCコ
ンバータの出力が小さくなると、増幅器12の出力電圧
は大きくなる。増幅器12の出力電圧は乗算器13の一
方の入力端子に印加される。乗算器13は分圧器3の出
力電圧と増幅器12の出力電圧を乗算して出力する。乗
算器13の出力電圧の変化は、図2に示す分圧器3の出
力電圧の変化とほとんど同じになる。乗算器13の出力
電圧は、AC−DCコンバータの出力電圧が大きくなる
と小さくなり、AC−DCコンバータの出力電圧が小さ
くなると大きくなる。スイッチ5を流れる電流により抵
抗6に生じた電圧は比較器14において乗算器13の出
力電圧と比較される。比較器14の出力は、抵抗6の電
圧が乗算器13の出力電圧に達すると反転し、ドライブ
回路15を経てスイッチ5をターンオフする。
A voltage divider 3 for dividing the output voltage of the rectifier circuit 2
Functions as an input voltage detector. The forward diode 16 as a voltage limiting unit limits the voltage of the output terminal 3A that changes according to the output voltage of the rectifier circuit 2 to a range lower than the rising voltage of the diode 16. A Zener diode may be used instead of the diode 16. The voltage at the output terminal 3A of the voltage divider 3 is applied to the multiplier 13. As shown in FIG. 2, the output voltage of the output terminal 3A is limited by a voltage limiting unit and is kept at a fixed voltage V or lower. Capacitor 8
, Ie, the output voltage of the AC-DC converter, is divided by the voltage divider 9, and the divided voltage is applied to the amplifier 12. The amplifier 12 amplifies and outputs the difference voltage between the reference voltage of the reference voltage source 11 and the divided voltage of the voltage divider 9. Since the capacitance of the capacitor 8 is sufficiently large, the divided voltage is DC. Therefore, the output voltage of the amplifier 12 also becomes DC. When the output of the AC-DC converter (voltage applied to the load 10) increases, the output voltage of the amplifier 12 decreases, and when the output of the AC-DC converter decreases, the output voltage of the amplifier 12 increases. The output voltage of the amplifier 12 is applied to one input terminal of the multiplier 13. The multiplier 13 multiplies the output voltage of the voltage divider 3 by the output voltage of the amplifier 12 and outputs the result. The change in the output voltage of the multiplier 13 is almost the same as the change in the output voltage of the voltage divider 3 shown in FIG. The output voltage of the multiplier 13 decreases as the output voltage of the AC-DC converter increases, and increases as the output voltage of the AC-DC converter decreases. The voltage generated in the resistor 6 by the current flowing through the switch 5 is compared in the comparator 14 with the output voltage of the multiplier 13. The output of the comparator 14 is inverted when the voltage of the resistor 6 reaches the output voltage of the multiplier 13, and turns off the switch 5 via the drive circuit 15.

【0012】以上述べた動作により、AC−DCコンバ
ータの出力電圧(負荷10に印加される電圧)が大きく
なろうとするとチョークコイル24を流れる電流が小さ
くなり、同出力電圧が小さくなるとチョークコイル24
を流れる電流は大きくなる。この負帰還作用によりAC
−DCコンバータの供給電力は略一定値に制御される。
スイッチ5を流れる電流は、図3に示すように一定の電
流値Iを超えない略台形の波形となる。従ってチョーク
コイル24を流れる電流は、交流電源の正弦波の入力電
圧にかかわらず図3の略台形の波形となる。そのためチ
ョークコイル24を流れる電流の最大値が抑制される。
鉄芯の断面積などチョークコイル24の仕様において、
最大電流を図3の電流Iとして設計すればよく、鉄芯の
断面積やコイルの巻数などを同じ電力を扱う従来のもの
より減らすことができる。
By the operation described above, the current flowing through the choke coil 24 decreases when the output voltage of the AC-DC converter (the voltage applied to the load 10) increases, and when the output voltage decreases, the choke coil 24 decreases.
The current flowing through becomes larger. This negative feedback action causes AC
-The power supplied to the DC converter is controlled to a substantially constant value.
The current flowing through the switch 5 has a substantially trapezoidal waveform that does not exceed a certain current value I as shown in FIG. Accordingly, the current flowing through the choke coil 24 has a substantially trapezoidal waveform shown in FIG. 3 regardless of the sine wave input voltage of the AC power supply. Therefore, the maximum value of the current flowing through the choke coil 24 is suppressed.
In the specification of the choke coil 24 such as the cross-sectional area of the iron core,
The maximum current may be designed as the current I in FIG. 3, and the cross-sectional area of the iron core, the number of turns of the coil, and the like can be reduced as compared with the conventional one that handles the same power.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上の実施例で詳しく説明したように、
本発明によれば電圧制限部により乗算器の入力電圧を制
限することによりチョークコイルを流れる電流が制限さ
れる。従ってチョークコイルの鉄芯の断面積を、同じ電
力を扱う従来のAC−DCコンバータのものに比べて減
らすことができ、AC−DCコンバータの小型軽量化と
コスト低減が可能となる。
As described in detail in the above embodiment,
According to the present invention, the current flowing through the choke coil is limited by limiting the input voltage of the multiplier by the voltage limiting unit. Therefore, the cross-sectional area of the iron core of the choke coil can be reduced as compared with that of the conventional AC-DC converter that handles the same power, and the size and weight of the AC-DC converter can be reduced and the cost can be reduced.

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

【図1】本発明の実施例によるAC−DCコンバータの
回路図
FIG. 1 is a circuit diagram of an AC-DC converter according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明のAC−DCコンバータにおける第1の
分圧器の出力電圧の波形図
FIG. 2 is a waveform diagram of an output voltage of a first voltage divider in the AC-DC converter of the present invention.

【図3】本発明のAC−DCコンバータにおけるチョー
クコイルの電流の波形図
FIG. 3 is a waveform diagram of a current of a choke coil in the AC-DC converter of the present invention.

【図4】従来のAC−DCコンバータの回路図FIG. 4 is a circuit diagram of a conventional AC-DC converter.

【図5】従来のAC−DCコンバータにおけるチョーク
コイルの電流の波形図
FIG. 5 is a waveform diagram of a current of a choke coil in a conventional AC-DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 整流回路 3 第1の分圧器 4、24 チョークコイル 5 スイッチ 6 抵抗 7 ダイオード 8 コンデンサ 9 第2の分圧器 10 負荷 11 基準電圧源 12 増幅器 13 乗算器 14 比較器 15 ドライブ制御回路 16 電圧制限部 20 加算器 21 制御回路 Gr 回路グランド Reference Signs List 1 AC power supply 2 Rectifier circuit 3 First voltage divider 4, 24 Choke coil 5 Switch 6 Resistance 7 Diode 8 Capacitor 9 Second voltage divider 10 Load 11 Reference voltage source 12 Amplifier 13 Multiplier 14 Comparator 15 Drive control circuit 16 Voltage limiter 20 Adder 21 Control circuit Gr Circuit ground

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源に接続され、交流入力を整流す
る整流回路、 前記整流回路の出力端に接続された第1の分圧器、 前記第1の分圧器の分圧点に接続され、分圧電圧を所定
値以下に制限する電圧制限部、 前記整流回路の出力端に一端が接続されたチョークコイ
ル、 前記チョークコイルの他端と回路グランド間に、電流を
検出するための抵抗を経て接続されたスイッチ部、 前記チョークコイルの他端と回路グランド間に、ダイオ
ードを経て接続されたコンデンサ、 前記コンデンサの両端子間に接続された第2の分圧器、
及び前記第1の分圧器の第1の分圧電圧及び前記第2の
分圧器の第2の分圧電圧が入力され、前記第1及び第2
の分圧電圧に基づいて前記チョークコイルを流れる電流
を所定の範囲に制限するようにスイッチ手段のオンオフ
を制御する制御回路を有するAC−DCコンバータ。
A rectifier circuit connected to an AC power supply for rectifying an AC input; a first voltage divider connected to an output terminal of the rectifier circuit; a voltage divider connected to a voltage dividing point of the first voltage divider; A voltage limiter for limiting the voltage to a predetermined value or less; a choke coil having one end connected to the output terminal of the rectifier circuit; and a resistor connected between the other end of the choke coil and circuit ground for detecting a current. A switch unit, a capacitor connected between the other end of the choke coil and circuit ground via a diode, a second voltage divider connected between both terminals of the capacitor,
And a first divided voltage of the first voltage divider and a second divided voltage of the second voltage divider are input, and the first and second divided voltages are input.
An AC-DC converter having a control circuit for controlling the on / off of the switch means so as to limit the current flowing through the choke coil to a predetermined range based on the divided voltage of the AC-DC converter.
【請求項2】 前記電圧制限部がダイオードである請求
項1記載のAC−DCコンバータ。
2. The AC-DC converter according to claim 1, wherein said voltage limiting section is a diode.
【請求項3】 前記電圧制限部がツェナーダイオードで
ある請求項1記載のAC−DCコンバータ。
3. The AC-DC converter according to claim 1, wherein said voltage limiter is a Zener diode.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009011147A (en) * 2007-05-29 2009-01-15 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Switching power supply
JP2009284671A (en) * 2008-05-22 2009-12-03 Sanken Electric Co Ltd Power factor improvement circuit
US9866140B2 (en) 2014-09-30 2018-01-09 Mitsubishi Electric Corporation AC/DC power converting apparatus with AC source shortcircuiting for power factor correction and harmonic suppression

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