JP2515403Y2 - スイッチング電源 - Google Patents

スイッチング電源

Info

Publication number
JP2515403Y2
JP2515403Y2 JP1990061991U JP6199190U JP2515403Y2 JP 2515403 Y2 JP2515403 Y2 JP 2515403Y2 JP 1990061991 U JP1990061991 U JP 1990061991U JP 6199190 U JP6199190 U JP 6199190U JP 2515403 Y2 JP2515403 Y2 JP 2515403Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output
circuit
switching element
capacitor
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1990061991U
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0421192U (ja
Inventor
東流 二川
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.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
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 Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP1990061991U priority Critical patent/JP2515403Y2/ja
Publication of JPH0421192U publication Critical patent/JPH0421192U/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2515403Y2 publication Critical patent/JP2515403Y2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、入力電流波形を入力電圧波形に相似した波
形になるようにした高力率形スイッチング電源の改善に
関するものである。
このようなスイッチング電源の例として従来、第1図
に示すような回路が提案されている。
第1図において、商用交流電源1に接続された全波整
流器2の出力にコンデンサ3を接続し、前記コンデンサ
3の両端にリアクトル4とオン・オフ動作を行うスイッ
チング素子6を直列に接続し、スイッチング素子6の両
端にダイオードとコンデンサ8を直列に接続し、コンデ
ンサ8の両端には、電気的負荷9を接続して電流電圧を
供給する。スイッチング素子6の両端にはサージ電圧を
抑制するためにコンデンサ10と抵抗11を直列に接続した
スナバ回路を接続する。
誤差増幅器14は、コンデンサ8の両端の直流電圧を一
方の入力とし、予め定められた基準電圧15を他方の入力
として、それらの差電圧を増幅し、その出力はパルス発
生器13に接続されている。パルス発生器13に接続された
電圧検出回路5は、リアクトル4の両端の電圧を検出
し、結果をパルス発生器13に出力する。
パルス発生器13は、誤差増幅器14の出力信号を一方の
出力とし、電圧検出回路5の出力信号を他方の入力とし
て、電流電圧が基準電圧14より大きくなった時には、ス
イッチング素子6のオン時間を短くし、リアクトル4の
両端の電圧がダイオード7のアノード側の電圧が全波整
流器2側の電圧より低くなった時に、スイッチング素子
6をオフからオンにするようなパルスを出力する回路で
ある。
駆動回路11は、パルス発生器13の出力を増幅し、スイ
ッチング素子6を駆動する。
上記のような構成の従来例の動作について、第2図の
Aおよび第4図の動作波形図を参照して説明する。
第2図Aでは、模式的にスイッチング周波数を商用交流
電源の周波数に比べて、あまり大きく表していないが、
実際にはスイッチング周波数は、商用交流電源の周波数
に比べて充分高い。スイッチング周波数が商用交流電源
の周波数に比べて充分高いものとすれば、スイッチング
の1周期で全波整流器2の出力電圧Vrは一定値とみなせ
る。
スイッチング素子6のオン期間Tonにリアクトル4の
両端に加わる電圧は、全波整流器2の出力電圧Vrに等し
く、上記のように一定値とみなせるので、リアクトル4
を流れる電流Irは時間と共に一定の傾きで増加し、Irが
オン時間の初めに零であるとすれば、そのピーク値Ipk
は次式で示される。
Ipk=(Vr/L)*Ton (1) ここで、Vr:全波整流器2の出力電圧 L:リアクトル4のインダクタンス値 Ton:スイッチング素子6のオン時間 ここで、商用周波数の周期では、スイッチング素子6の
オン時間Tonは、一定値であるものとすれば、(1)式
よりリアクトル4を流れる電流のピーク値Ipkは、全波
整流器2の出力電圧Viに比例することがわかる。
スイッチング素子6のオフ期間にリアクトル4を流れ
る電流は、ダイオード7を通してコンデンサ8と負荷9
に供給されることで減少する。また、この期間にリアク
トル4の両端に加わる電圧は、Vo−Viで一定値になるの
で、リアクトル4を流れる電流は一定の傾きで減少す
る。ここで、Voは直流出力電圧である。リアクトル4を
流れる電流(第4図のA)が零になるとリアクトル4の
両端の電圧(第4図のB)は反転し、ダイオード7のア
ノード側の電圧が全波正隆起2側の電圧より低くなり、
その結果、電圧検出回路5の出力信号(第4図のC)を
反転させて、パルス発生器13はスイッチング素子6をオ
フからオンにして次のスイッチング周期が始まる。
上記の関係が成り立っていれば、スイッチングの1周
期でリアクトル4を流れる電流の波形Ir(第2図のA)
は、三角形となり、そのピーク値Ipkは全波整流器2の
出力電圧Vrに比例するので、1周期の平均値はピーク値
Ipkの1/2になりコンデンサ3により高周波成分を除去す
ることで、全波整流器2を流れる電流Iaの波形は、全波
整流器2の出力電圧Vrに相似した波形とすることができ
る。この結果、全波整流器2の入力側に注目すれば、入
力電流波形Iiも商用交流電源の電圧波形Viと相似したも
のとなるので、上記のように動作するスイッチング電源
は高力率を達成することができる。
上記の関係が成り立つためには、前述のように、スイ
ッチング素子6のオン時間Tonは略一定値としなければ
ならないが、これは誤差増幅器14として商用周波数の周
期でその出力信号レベルが略一定となるような特性を持
つものを用いれば、実現することができる。コンデンサ
の直流出力電圧が大きくなろうとすると、前述のように
バルス発生器13は、スイッチング素子6のオン時間を短
くし、その結果、入力電流は小さくなって出力電圧の上
昇を制限する。逆にコンデンサの直流出力電圧が小さく
なろうとすると、オン期間を長くして出力直流電圧の下
降を制限する結果、直流出力電圧を安定化することがで
きる。
以上のように図1に示す回路例は、高力率を達成する
ことができると同時に、直流出力電圧を安定化できる。
しかし、この例の構造のような従来型のスイッチング電
源においては、商用交流電源の電圧が零に近くなる位相
の時には、リアクトル4を流れる電流のピーク値Ipが小
さくなりダイオード7に電流が流れなくなると、コンデ
ンサ3とスナバ回路様のコンデンサ10とスイッチング素
子の寄生コンデンサ等の合成容量と、リアクトル4のイ
ンダクタンスによる共振状態が発生し、入力電流がほと
んど流れなくなり、この結果、第2図Bに示すように入
力電流波形Iiが入力電圧波形Viとの比例関係からずれ
て、小さくなり力率が悪化する欠点があった。
本考案の目的は、商用交流電源の電圧が零に近くなる
位相の時に、入力電流が流れなくなり入力電圧波形との
相似関係からずれる欠点を改善するための安価な構成の
回路を提供することにある。このためには、スイッチン
グ素子6のオン時間を商用で略一定値となるように制御
する代わりに、だい5図Bで示すよう商用交流電源の電
圧が零に近くなる位相の時にオン時間が広がるように制
御する方法が考えられる。
第3図は本考案の一実施例を示す。
第3図の回路の構成と動作について、第4図と第5図
の動作波形図を参照して説明する。第3図において、第
2図で説明したものと同じものは、同じ符号を付けてい
る。
第3図において、抵抗29、30は全波整流器2の出力電
圧を検出、分圧して誤差増幅器22の入力とする。ダイオ
ード27、コンデンサ28、抵抗25、26は全波整流器2の出
力電圧の平均値に略比例した基準電圧を作るための平滑
回路である。
誤差増幅器14と誤差増幅器22の出力は、抵抗23と24を
介して合成されコンパレータ21の一方の入力に接続され
る。
コンパレータ21の他方の入力に接続されたコンデンサ
20は、充電回路19により充電され、ダイオード18を介し
てインバータ回路16により放電されることで、その両端
に鋸歯状波電圧を発生する。
インバータ回路16は、電圧検出器5の出力に接続さ
れ、電圧検出器5の出力を論理レベルに変換する。
ここで、全波整流器2側の電圧がダイオード7のアノ
ード側の電圧より高いときにインバータ回路16の出力を
“H"レベルにするものとする。
コンパレータ21とインバータ回路16の出力は、それぞ
れアンド回路17の各々の入力端子に接続され、アンド回
路17の出力は駆動回路10により増幅され、スイッチング
素子6を駆動する。
以上の回路構成において、定状状態の動作について第
4図の動作波形図を用いて説明する。
スイッチング周期の初期において、スイッチング素子
6がオン状態にあり、コンデンサ20の電圧(第4図Dの
b)は、誤差増幅器14の誤差増巾機22の出力信号の合成
された電圧(第4図Dのa)より小さいものとする。オ
ン期間中にリアクトル4の両端に加わる電圧(第4図
B)は、全波整流器2側の電圧がダイオード7のアノー
ド側の電圧より高いので、インバータ回路16の出力は
“H"レベルとなり、この結果、コンデンサ20は充電回路
19によって充電され、その電圧値は時間と共に増加す
る。
コンデンサ20の電圧20が誤差増幅器14と誤差増幅器22
の出力信号の合成された電圧より大きく高くなった時
に、コンパレータ21の出力信号は“H"レベルから“L"レ
ベルに反転し、アンド回路17の一方の入力を“L"レベル
する結果、アンド回路17の出力信号(第4図のE)を
“L"レベルにし、この結果、駆動回路10を介してスイッ
チング素子6をオンからオフにし、オン期間が修了しオ
フ期間に移る。
スイッチング素子6がオフになると、リアクトル4の
両端の電圧極性は反転し、インバータ回路16の出力を
“L"レベルにするので、コンデンサ20はダイオード18を
介して放電される。
リアクトル4を流れる電流は、前述のように、オン期
間に増加し、オフ時間に減少する三角波になる(第4図
のA)。
リアクトル4の両端の電圧波形(第4図のB)は、リア
クトル4を流れる電流が零になると全波整流器2側の電
圧がダイオード7のアノード側の電圧より高い極性に反
転する結果、インバータ回路16の出力を“L"レベルに
し、アンド回路17と駆動回路10を介してスイッチング素
子6をオフからオンにし、同時にコンデンサ20の充電が
開始されて、次の周期が始まる。
第4図のDで、誤差増幅器14と誤差増幅器22の出力信
号の合成された信号レベル(第4図Dのa)が小さくな
ると、オン時間Tonが短くなるので、信号レベルに応じ
たオン時間を得ることができる。
コンデンサ8の両端の直流出力電圧が大きくなろうと
すると、誤差増幅記14の入力の左電圧が大きくなって、
誤差増幅記14の出力信号レベルは小さくなり、その結
果、スイッチング素子6のオン時間が短くなるので、入
力電流は小さくなって、出力電流電圧の上昇を制限す
る。この結果、出力直流電圧を安定化することができ
る。
ここで、誤差増幅記14の特性をその出力信号のレベル
が商用周波数の一周期でほぼ一定値であるように設定す
れば前述のように、入力電流Iiを商用交流電源の電圧Vi
に比例した波形とすることができ、この結果、効力率を
達成することができる。
一方、抵抗25、26、29の合成抵抗値とおよび30とコン
デンサ28の容量値で決められる時定数を商用周波数の周
期に比べて充分大きく選定すれば、コンデンサ28の両端
の電圧は、全波整流器2の出力電圧Vrの平均値に略比例
した電圧となり、抵抗25と26で分圧されて誤差増幅器22
の一方の入力になる。ダイオード27のアノードの電圧
は、全波整流器2の出力電圧Viに比例した電圧の大きさ
の上限をダイオード27でコンデンサ28の電圧に制限され
たものになるので、第5図Aのbに示したようになり、
これは誤差増幅器22の他方の入力になる。このように構
成された、誤差増幅器22の出力信号には、第5図のBに
示すような商用周波数に同期し、商用交流電源の電圧が
零に近くなる位相の時に大きくなる波形を得ることがで
き、一方、誤差増幅器14の信号レベルは略一定値である
ので、上記回路で誤差増幅器14と誤差増幅器22の出力信
号を合成した波形は、第5図のBに相似したものとな
る。
前述のように、スイッチング素子6のオン時間は誤差
増幅器14と誤差増幅器22の出力信号の合成された信号の
大きさに比例して変化し、一方、前記のように、スイッ
チング電源の入力電流はオン幅が広がると大きくなる関
係にあるので、入力電流の波形Iiを第5図のCに示すよ
うに従来よりも商用交流電源の電圧Viの波形により相似
するようにすることができ、この結果、力率を従来回路
に比べて改善することができる。
以上のように、本考案によれば、商用交流電源の電圧
が零に近くなる位相の時に、スイッチング素子のオン時
間幅が広がるように制御する制御回路を備えたことで、
力率を従来回路に比べて改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の高力率形スイッチング電源の基本回路
図、第3図は本考案の一実施例を示す回路接続図、第2
図のA、Bは従来の高力率スイッチング電源の動作を説
明するための動作波形図、第4図のA、B、C、D、
E、F、と第5図A、B、Cは本考案の実施例の動作を
説明するための動作波形図。 1……商用交流電源 2……全波整流器 3……高周波成分除去用コンデンサ 4……リアクトル 5……電圧検出回路スイッチング素子6 7……整流用ダイオード 8……平滑用コンデンサ 9……電気的負荷 10……駆動回路 11……スナバ用抵抗 12……スナバ用コンデンサ 13……パルス発生器 14、22……誤差増幅器 15……基準電圧源 16……インバータ回路 17……アンド回路 18……放電用コンデンサ 19……充電回路 20……鋸歯状電圧発生用コンデンサ 21……コンパレータ 23、24……信号合成用抵抗 25、26……分圧抵抗 27……充電用ダイオード 28……平均値電圧発生用コンデンサ 29、30……分圧用抵抗

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】商用交流電源を入力とする全波整流器と、
    前記全波整流器の入力、または、出力に接続された第1
    のコンデンサを備え、前記全波整流器にリアクトルとオ
    ン・オフ動作を行うスイッチング素子を直列に接続し、
    前記スイッチング素子の両端にダイオードと第2のコン
    デンサを直列に接続し、前記第2のコンデンサの両端か
    ら直流電圧を出力し、負荷に供給するように構成された
    スイッチング電源において、前記リアクトルの両端電圧
    を検出する電圧検出回路を備え、前記電圧検出回路の出
    力信号から前記スイッチング素子のオフ時間幅を制御す
    る第1の制御回路と、前記直流出力電圧が所定電圧にな
    るように、前記スイッチング素子ののオン時間幅を制御
    する第2の制御回路と、前記全波整流回路の出力電圧を
    検出し商用交流電源の電圧が零に近くなる位相の時に、
    前記スイッチング素子のオン時間幅が広がるように制御
    する第3の制御回路を備えたことを特徴とするスイッチ
    ング電源。
JP1990061991U 1990-06-12 1990-06-12 スイッチング電源 Expired - Fee Related JP2515403Y2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1990061991U JP2515403Y2 (ja) 1990-06-12 1990-06-12 スイッチング電源

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1990061991U JP2515403Y2 (ja) 1990-06-12 1990-06-12 スイッチング電源

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0421192U JPH0421192U (ja) 1992-02-21
JP2515403Y2 true JP2515403Y2 (ja) 1996-10-30

Family

ID=31590737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1990061991U Expired - Fee Related JP2515403Y2 (ja) 1990-06-12 1990-06-12 スイッチング電源

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2515403Y2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6379877B2 (ja) * 2014-09-01 2018-08-29 富士電機株式会社 高効率力率改善回路およびスイッチング電源装置
JP6528561B2 (ja) * 2015-06-26 2019-06-12 富士電機株式会社 高効率力率改善回路およびスイッチング電源装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01148070A (ja) * 1987-12-04 1989-06-09 Fuji Elelctrochem Co Ltd 電源装置
JPH0284069A (ja) * 1988-09-19 1990-03-26 Origin Electric Co Ltd 直流電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0421192U (ja) 1992-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2675509B2 (ja) 力率補正回路
JP3535902B2 (ja) 力率補正回路
JP2808190B2 (ja) 力率が改善された電源装置
JP3429417B2 (ja) フォワ−ド型dc−dcコンバ−タ
JP2818641B2 (ja) スイッチング電源
JP2515403Y2 (ja) スイッチング電源
JPH0564432A (ja) 電源装置
JP3394574B2 (ja) 単相高力率コンバータ
JP2990867B2 (ja) 順変換装置
JP3425596B2 (ja) 高力率スイッチング電源
JPH0832182B2 (ja) 電源装置
JPH0720371B2 (ja) 直流電源装置
JPH08205539A (ja) コンバータ
JPH0756636Y2 (ja) スイッチング電源
JP2590134B2 (ja) 整流装置
JP2683839B2 (ja) 電源装置
JPH06327149A (ja) 電源回路
JPH0732603B2 (ja) 直流電源装置
JPH06233524A (ja) 力率改善回路
JP3364498B2 (ja) スイッチング電源
JPS6313204B2 (ja)
JP2728682B2 (ja) 電算機用無停電付電源装置
JPH05324107A (ja) 電源装置
JPH04156277A (ja) 電源装置
JP2677359B2 (ja) 電源回路

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees