JP2016059221A - スイッチング電源装置、電子機器及び双方向dcdcコンバータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】交流入力電圧を所望の出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、前記スイッチング電源装置の入力端に設けられ、力率を改善する力率改善回路と、前記力率改善回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、前記出力電圧に対応するフィードバック信号に基づいて、第1の直流電圧を第2の直流電圧に変換して前記平滑コンデンサに出力し、もしくは前記平滑コンデンサからの第3の直流電圧を第4の直流電圧に変換して出力する双方向DCDCコンバータとを備える。
【選択図】図1
Description
前記スイッチング電源装置の入力端に設けられ、力率を改善する力率改善回路と、
前記力率改善回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、
前記出力電圧に対応するフィードバック信号に基づいて、第1の直流電圧を第2の直流電圧に変換して前記平滑コンデンサに出力し、もしくは前記平滑コンデンサからの第3の直流電圧を第4の直流電圧に変換して出力する双方向DCDCコンバータとを備えたことを特徴とする。
図1は本発明の実施形態1に係るスイッチング電源装置101の構成を示す回路図である。図1において、スイッチング電源装置101はACDCコンバータであって、交流電源1と、整流回路2と、力率改善回路3と、平滑コンデンサ4とを備える。スイッチング電源装置101はさらに、双方向DCDCコンバータ(以下、双方向コンバータという。)5と、直流電源6と、分圧抵抗7,8と、負荷9とを備える。
(1)双方向コンバータ5が昇圧コンバータである場合、電圧V5は電圧V3の最小値より小さくなるように設定する必要がある。
(2)双方向コンバータ5が昇降圧コンバータである場合、電圧V5は任意の値を取ることが可能である。直流電源6が双方向コンバータ5に供給する電流はほぼ平均値が0であるため、電源としての能力は低くてよい。
図3は本発明の実施形態2に係るスイッチング電源装置102の構成を示す回路図である。実施形態2に係るスイッチング電源装置102は、実施形態1に係るスイッチング電源装置101に比較して、以下の点が異なる。
(1)負荷9を、例えば2個のLEDD1,D2が直列に接続されてなるLED発光素子21とすること。
(2)LED発光素子21と電流センス抵抗22との直列回路である分圧回路12を、電圧V4を出力する出力回路としたこと。
図4は本発明の実施形態3に係るスイッチング電源装置101,102を備えた電子機器200の構成を示すブロック図である。図4において、電子機器200は例えば携帯電話機、スマートホン、パーソナルコンピュータ、複合機であって、スイッチング電源装置101,102と、負荷である所定の電子回路110とを含む。スイッチング電源装置101,102からの直流電圧は電子回路110に供給される。
図5は本発明の変形例1に係る力率改善回路3Aの構成を示す回路図である。変形例1では、図5に示すように、力率改善回路3に昇降圧コンバータを用いた場合の一例として、力率改善回路3Aは極性反転型コンバータを含む構成を示している。図5において、VIN+、VIN−はそれぞれ入力の正電圧、負電圧を示し、VOUT+、VOUT−はそれぞれ出力の正電圧、負電圧を示す。V1、V4、V5はそれぞれ、図1又は図3に示される電圧と同じである。
図6は本発明の変形例2に係る双方向コンバータ5Aの構成を示す回路図である。変形例2は、双方向コンバータ5Aに降圧コンバータを用いた例を示す。図6において、双方向コンバータ5Aは、ダイオード41と、入力バイパスコンデンサ42と、駆動素子43と、整流素子44と、インダクタ45と、出力コンデンサ46と、分圧抵抗47,48と、フィルタ容量49と、デカップリング抵抗50,51とを備えて構成される。
第1の態様に係るスイッチング電源装置は、交流入力電圧を所望の出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング電源装置の入力端に設けられ、力率を改善する力率改善回路と、
前記力率改善回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、
前記出力電圧に対応するフィードバック信号に基づいて、第1の直流電圧を第2の直流電圧に変換して前記平滑コンデンサに出力し、もしくは前記平滑コンデンサからの第3の直流電圧を第4の直流電圧に変換して出力する双方向DCDCコンバータとを備えたことを特徴とする。
2…整流回路、
3,3A…力率改善回路、
4…平滑コンデンサ、
5,5A…双方向DCDCコンバータ(双方向コンバータ)
6…直流電源、
7,8…分圧抵抗、
9…負荷、
11,12…分圧回路、
21…LED発光素子、
22…電流センス抵抗、
31…力率改善制御回路、
32…駆動素子、
33…整流素子、
34…主巻線、
35…入力バイパスコンデンサ、
36…出力コンデンサ、
37…整流素子、
38…平滑コンデンサ、
39…補助巻線、
40…トランス、
41…ダイオード、
42…入力バイパスコンデンサ、
43…駆動素子、
44…整流素子、
45…インダクタ、
46…出力コンデンサ、
47,48…分圧抵抗、
49…フィルタ容量、
50,51…デカップリング抵抗、
101,102…スイッチング電源装置、
200…電子機器。
Claims (7)
- 交流入力電圧を所望の出力電圧に変換するスイッチング電源装置であって、
前記スイッチング電源装置の入力端に設けられ、力率を改善する力率改善回路と、
前記力率改善回路の出力端に接続される平滑コンデンサと、
前記出力電圧に対応するフィードバック信号に基づいて、第1の直流電圧を第2の直流電圧に変換して前記平滑コンデンサに出力し、もしくは前記平滑コンデンサからの第3の直流電圧を第4の直流電圧に変換して出力する双方向DCDCコンバータとを備えたことを特徴とするスイッチング電源装置。 - 互いに直列に接続された2つの分圧抵抗を含む分圧回路を備え、
前記フィードバック信号は、前記出力電圧を前記分圧回路により分圧して得られた電圧を有し、
上記双方向DCDCコンバータは前記出力電圧が一定になるように制御することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 互いに直列に接続されたLED発光素子と電流センス抵抗を含む分圧回路を備え、
前記フィードバック信号は、前記出力電圧を前記分圧回路により分圧して得られた電圧を有し、
上記双方向DCDCコンバータは前記LED発光素子に流れる電流が一定になるように制御することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 前記力率改善回路は昇降圧コンバータを含むことを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか1つに記載のスイッチング電源装置。
- 前記双方向DCDCコンバータは降圧コンバータを含むことを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか1つに記載のスイッチング電源装置。
- 請求項1〜5のうちのいずれか1つに記載のスイッチング電源装置を備えたことを特徴とする電子機器。
- 交流入力電圧を所望の出力電圧に変換するスイッチング電源装置の双方向DCDCコンバータであって、
前記スイッチング電源装置の入力端に設けられた力率改善回路からの出力がコンデンサを介して前記双方向コンバータに接続されており、
前記出力電圧に対応するフィードバック信号に基づいて、第1の直流電圧を第2の直流電圧に変換して前記平滑コンデンサに出力し、もしくは前記平滑コンデンサからの第3の直流電圧を第4の直流電圧に変換して出力することを特徴とする双方向DCDCコンバータ。
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