JP2735918B2 - 正負両出力形電源装置 - Google Patents
正負両出力形電源装置Info
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- JP2735918B2 JP2735918B2 JP1072890A JP1072890A JP2735918B2 JP 2735918 B2 JP2735918 B2 JP 2735918B2 JP 1072890 A JP1072890 A JP 1072890A JP 1072890 A JP1072890 A JP 1072890A JP 2735918 B2 JP2735918 B2 JP 2735918B2
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、チョッパ制御により交流電源から安定な
直流電源をつくる力率改善方式の電源装置に関し、特
に、アースラインに対して正負対称な出力を発生する正
負両出力形電源装置に関する。
直流電源をつくる力率改善方式の電源装置に関し、特
に、アースラインに対して正負対称な出力を発生する正
負両出力形電源装置に関する。
《従来の技術》 交流電源を整流してチョッパ回路に入力し、チョッパ
回路の出力の整流・平滑して安定な直流出力を得るよう
にした電源装置において、チョッパ回路のインダクタま
たはスイッチング素子を流れる電流の低周波成分の波形
がチョッパ回路の前段の整流回路の出力電圧の波形に追
従して変化するようにチョッパ回路のスイッチング素子
の駆動パルス幅を制御することで、力率を１に近づける
ようにした制御方式が知られている。
回路の出力の整流・平滑して安定な直流出力を得るよう
にした電源装置において、チョッパ回路のインダクタま
たはスイッチング素子を流れる電流の低周波成分の波形
がチョッパ回路の前段の整流回路の出力電圧の波形に追
従して変化するようにチョッパ回路のスイッチング素子
の駆動パルス幅を制御することで、力率を１に近づける
ようにした制御方式が知られている。
この方式の電源装置では、入力電流が交流入力電圧に
ほぼ追従して変化し、位相差のないほぼ正弦波状にな
り、交流電源側からみた電圧と電流の関係が抵抗負荷の
場合とほぼ同様になる。したがって、従来一般的なコン
デンサ・インプット型整流回路のように短時間に集中的
に大きなパルス電流が流れることがなく、回路素子の耐
電流特性の面の制約が緩和されるとともに、交流電源ラ
イン上のノイズを低減することができる。
ほぼ追従して変化し、位相差のないほぼ正弦波状にな
り、交流電源側からみた電圧と電流の関係が抵抗負荷の
場合とほぼ同様になる。したがって、従来一般的なコン
デンサ・インプット型整流回路のように短時間に集中的
に大きなパルス電流が流れることがなく、回路素子の耐
電流特性の面の制約が緩和されるとともに、交流電源ラ
イン上のノイズを低減することができる。
《発明が解決しようとする課題》 前述した力率改善方式の電源装置であって、アースラ
インに対して正負対称な出力を発生する正負両出力形電
源装置を構成する場合、従来は絶縁型の二つの電源装置
を組み合わせていた。したがって全体として２台分の電
源装置を合わせた構成が必要であり、非常に大型で高価
な装置になっていた。
インに対して正負対称な出力を発生する正負両出力形電
源装置を構成する場合、従来は絶縁型の二つの電源装置
を組み合わせていた。したがって全体として２台分の電
源装置を合わせた構成が必要であり、非常に大型で高価
な装置になっていた。
この発明は前述した従来の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、力率改善方式の正負両出力形電源装
置をできるだけ簡単な構成で実現することにある。
ので、その目的は、力率改善方式の正負両出力形電源装
置をできるだけ簡単な構成で実現することにある。
《課題を解決するための手段》 そこでこの発明では、入力段にトランスを設けてその
一次側に交流電源を接続し、二次側の巻線を二等分する
中間タップをアースラインとして整流回路およびチョッ
パ回路をプラス側およびマイナス側のそれぞれに対称的
に構成する。プラス側およびマイナス側のチョッパ回路
のそれぞれのスイッチング素子をプラス側およびマイナ
ス側のドライバを介して同時にオン／オフ駆動する用に
構成するとともに、一つのコントローラから両ドライバ
に共通の制御信号を与える構成とする。
一次側に交流電源を接続し、二次側の巻線を二等分する
中間タップをアースラインとして整流回路およびチョッ
パ回路をプラス側およびマイナス側のそれぞれに対称的
に構成する。プラス側およびマイナス側のチョッパ回路
のそれぞれのスイッチング素子をプラス側およびマイナ
ス側のドライバを介して同時にオン／オフ駆動する用に
構成するとともに、一つのコントローラから両ドライバ
に共通の制御信号を与える構成とする。
そしてコントローラに、前記プラス側またはマイナス
側チョッパ回路におけるインダクタまたはスイッチング
素子を流れる電流の低周波成分の波形がプラス側または
マイナス側整流回路の出力電圧の波形に追従して変化す
るように前記両スイッチング素子の駆動パルス幅を制御
する第１の制御手段と、前記プラス側およびマイナス側
チョッパ回路の出力端の電圧と基準電圧との誤差を小さ
くするように前記両スイッチング素子の駆動パルス幅を
制御する第２の制御手段を設けた。
側チョッパ回路におけるインダクタまたはスイッチング
素子を流れる電流の低周波成分の波形がプラス側または
マイナス側整流回路の出力電圧の波形に追従して変化す
るように前記両スイッチング素子の駆動パルス幅を制御
する第１の制御手段と、前記プラス側およびマイナス側
チョッパ回路の出力端の電圧と基準電圧との誤差を小さ
くするように前記両スイッチング素子の駆動パルス幅を
制御する第２の制御手段を設けた。
《作 用》 前記の構成によれば、プラス側チョッパ回路とマイナ
ス側チョッパ回路のスイッチング制御系が共通化し、よ
り簡単な構成で力率改善方式の正負両出力電源装置とし
て動作する。
ス側チョッパ回路のスイッチング制御系が共通化し、よ
り簡単な構成で力率改善方式の正負両出力電源装置とし
て動作する。
《実 施 例》 第１図は本発明の一実施例による正負両出力形電源装
置の全体的な構成を示している。交流電源１はトランス
２の一次巻線に接続される。トランス２の二次巻線には
巻線を二等分する中間タップがあり、その中間タップが
アースライン８となる。ダイオードD1とD2はプラス側整
流回路を構成し、アースライン８に対して全波整流した
プラス出力をつくり出す。ダイオードD3とD4はマイナス
側整流回路であり、アースライン８に対して全波整流し
たマイナス出力を作り出す。なお、コンデンサC1とC2は
高周波リップルを吸収するための小容量のコンデンサで
本装置に必須のものではない。
置の全体的な構成を示している。交流電源１はトランス
２の一次巻線に接続される。トランス２の二次巻線には
巻線を二等分する中間タップがあり、その中間タップが
アースライン８となる。ダイオードD1とD2はプラス側整
流回路を構成し、アースライン８に対して全波整流した
プラス出力をつくり出す。ダイオードD3とD4はマイナス
側整流回路であり、アースライン８に対して全波整流し
たマイナス出力を作り出す。なお、コンデンサC1とC2は
高周波リップルを吸収するための小容量のコンデンサで
本装置に必須のものではない。
６はプラス側チョッパ回路であり、インダクタL1,ス
イッチング素子Q1,ダイオードD5,コンデンサC3からな
る。スイッチング素子Q1はプラス側ドライバ３により交
流電源１より充分に高い周波数でオン／オフ駆動され
る。インダクタL1はスイッチング素子Q1とともに前記プ
ラス側整流回路D1,D2の出力端とアースライン８間に直
列接続されている。また、タイオードD5とコンデンサC3
はスイッチング素子Q1のオフ時にインダクタL1を通して
電流がながれるようにスイッチング素子Q1の両端に直列
接続されている。このコンデンサC3は相当大きな容量が
あり、これの両端から平滑化されたプラス側直流出力が
取り出される。
イッチング素子Q1,ダイオードD5,コンデンサC3からな
る。スイッチング素子Q1はプラス側ドライバ３により交
流電源１より充分に高い周波数でオン／オフ駆動され
る。インダクタL1はスイッチング素子Q1とともに前記プ
ラス側整流回路D1,D2の出力端とアースライン８間に直
列接続されている。また、タイオードD5とコンデンサC3
はスイッチング素子Q1のオフ時にインダクタL1を通して
電流がながれるようにスイッチング素子Q1の両端に直列
接続されている。このコンデンサC3は相当大きな容量が
あり、これの両端から平滑化されたプラス側直流出力が
取り出される。
７はマイナス側整流回路D3,D4の出力が印加されるマ
イナス側チョッパ回路であり、インダクタL2,スイッチ
ング素子Q2,ダイオードD6,コンデンサC4からなり、その
構成はプラス側チョッパ回路６と対称になっている。ス
イッチング素子Q2はマイナス側ドライバ４によってオン
／オフ駆動され、コンデンサC4の両端から平滑化された
マイナス側直流出力が取り出される。
イナス側チョッパ回路であり、インダクタL2,スイッチ
ング素子Q2,ダイオードD6,コンデンサC4からなり、その
構成はプラス側チョッパ回路６と対称になっている。ス
イッチング素子Q2はマイナス側ドライバ４によってオン
／オフ駆動され、コンデンサC4の両端から平滑化された
マイナス側直流出力が取り出される。
プラス側ドライブ回路３とマイナス側ドライブ４には
コントローラ５から共通の制御信号が入力され、この制
御信号によって両スイッチング素子Q1とQ2は同時にオン
／オフ駆動される。コントローラ５は力率改善方式の制
御回路の主要部をなすもので、プラス側整流回路D1,D2
の出力電圧波形ａとプラス側チョッパ回路６のインダク
タL1を流れる電流の波形信号ｂと（変流器10で検出され
る）、プラス側チョッパ回路６の出力端とマイナス側チ
ョッパ回路７の出力端の間の電圧を抵抗R1とR2で分圧し
た電圧信号ｃとを入力信号とし、両スイッチング素子Q1
とQ2の駆動パルス幅を以下のように制御する。
コントローラ５から共通の制御信号が入力され、この制
御信号によって両スイッチング素子Q1とQ2は同時にオン
／オフ駆動される。コントローラ５は力率改善方式の制
御回路の主要部をなすもので、プラス側整流回路D1,D2
の出力電圧波形ａとプラス側チョッパ回路６のインダク
タL1を流れる電流の波形信号ｂと（変流器10で検出され
る）、プラス側チョッパ回路６の出力端とマイナス側チ
ョッパ回路７の出力端の間の電圧を抵抗R1とR2で分圧し
た電圧信号ｃとを入力信号とし、両スイッチング素子Q1
とQ2の駆動パルス幅を以下のように制御する。
第２図はコントローラ５の回路構成を示している。プ
ラス側制御回路D1,D2の出力電圧波形ａはVCA（電圧制御
型可変利得増幅器）52を経て差動増幅器53に入力され
る。プラス側チョッパ回路６のインダクタL1を流れる電
流波形信号が変流器10で検出され、その低周波成分の信
号ｂが差動増幅器33に入力される。PWM（パルス幅制
御）回路54は、この差動増幅器53の作動出力にしたがっ
て動作し、作動出力が最小になるように両スイッチング
素子Q1Q2のの駆動パルス幅（オン時間）を変化させる。
ラス側制御回路D1,D2の出力電圧波形ａはVCA（電圧制御
型可変利得増幅器）52を経て差動増幅器53に入力され
る。プラス側チョッパ回路６のインダクタL1を流れる電
流波形信号が変流器10で検出され、その低周波成分の信
号ｂが差動増幅器33に入力される。PWM（パルス幅制
御）回路54は、この差動増幅器53の作動出力にしたがっ
て動作し、作動出力が最小になるように両スイッチング
素子Q1Q2のの駆動パルス幅（オン時間）を変化させる。
また、プラス側およびマイナス側のチョッパ回路の出
力端間に接続された抵抗R1とR2の値は異なり、その中点
の電圧ｃは誤差増幅器51に入力され、基準電圧Vsに対す
る誤差が検出される。この誤差出力がVCA52の制御電圧
となる。
力端間に接続された抵抗R1とR2の値は異なり、その中点
の電圧ｃは誤差増幅器51に入力され、基準電圧Vsに対す
る誤差が検出される。この誤差出力がVCA52の制御電圧
となる。
以上の構成において、差動増幅器53では、チョッパ回
路６の入力電圧波形ａと、インダクタL1を流れる電流波
形ｂとが比較され、電流波形ｂが電圧波形ａに追従して
変化するようにPWM回路54によって両スイッチング素子Q
1,Q2のオン時間が変えられる。
路６の入力電圧波形ａと、インダクタL1を流れる電流波
形ｂとが比較され、電流波形ｂが電圧波形ａに追従して
変化するようにPWM回路54によって両スイッチング素子Q
1,Q2のオン時間が変えられる。
また、出力端子間の分割電圧ｃが基準電圧Vsより大き
いほどVCA52のゲインが小さくなり、分割電圧ｃが基準
電圧Vsより小さいほどVCA52のゲインが大きくなる。こ
のVCA52は入力電圧波形信号ａが通る回路であり、これ
のゲインは前記第１の制御手段の規定的なパラメータと
なる。つまり、分割電圧ｃが高すぎるとスイッチング素
子Q1,Q2のオン時間が短縮され、反対に低すぎるとオン
時間が伸長され、出力分割電圧ｃを基準電圧Vsに近づけ
るように作用する。
いほどVCA52のゲインが小さくなり、分割電圧ｃが基準
電圧Vsより小さいほどVCA52のゲインが大きくなる。こ
のVCA52は入力電圧波形信号ａが通る回路であり、これ
のゲインは前記第１の制御手段の規定的なパラメータと
なる。つまり、分割電圧ｃが高すぎるとスイッチング素
子Q1,Q2のオン時間が短縮され、反対に低すぎるとオン
時間が伸長され、出力分割電圧ｃを基準電圧Vsに近づけ
るように作用する。
以上詳細に説明したように、この方式の電源装置で
は、入力電流が交流入力電圧にほぼ追従して変化し、位
相差のないほぼ正弦波状になり、交流電源側から見た電
圧と電流の関係が抵抗負荷の場合とほぼ同様になる（力
率が改善される）。
は、入力電流が交流入力電圧にほぼ追従して変化し、位
相差のないほぼ正弦波状になり、交流電源側から見た電
圧と電流の関係が抵抗負荷の場合とほぼ同様になる（力
率が改善される）。
《発明が解決しようとする課題》 以上詳細に説明したように、この発明に係る正負両出
力電源装置は、いわゆる力率改善方式の制御回路によっ
てプラス側およびマイナス側の二つのチョッパ回路を制
御して力率改善効果を実現するものであって、両チョッ
パ回路を制御する回路系統が一系統にまとめられている
ので、全体としての構成が非常に簡単になり、安価で小
型の装置を実現することができる。
力電源装置は、いわゆる力率改善方式の制御回路によっ
てプラス側およびマイナス側の二つのチョッパ回路を制
御して力率改善効果を実現するものであって、両チョッ
パ回路を制御する回路系統が一系統にまとめられている
ので、全体としての構成が非常に簡単になり、安価で小
型の装置を実現することができる。
第１図は本発明の一実施例による正負両出力形電源装置
の全体的な回路図、第２図は第１図におけるコントロー
ラ５の構成図である。 １……交流電源、２……トランス ３……プラス側ドライバ ４……マイナス側ドライバ ５……コントローラ ６……プラス側チョッパ回路 ７……マイナス側チョッパ回路 D1,D2……プラス側整流回路 D3,D4……マイナス側整流回路
の全体的な回路図、第２図は第１図におけるコントロー
ラ５の構成図である。 １……交流電源、２……トランス ３……プラス側ドライバ ４……マイナス側ドライバ ５……コントローラ ６……プラス側チョッパ回路 ７……マイナス側チョッパ回路 D1,D2……プラス側整流回路 D3,D4……マイナス側整流回路
Claims (1)
- 【請求項１】一次側に交流電源が接続されるトランス
と； このトランスの二次巻線を二等分する中間タップをアー
スラインとし、二次巻線の両端の出力をそれぞれ全波整
流して脈流出力を得るプラス側整流回路およびマイナス
側整流回路と； 前記交流電源より充分に高い周波数でオン／オフ駆動さ
れるスイッチング素子と、このスイッチング素子ととも
に前記プラス側整流回路の出力間に直列接続されたイン
ダクタと、前記スイッチング素子のオフ時に前記インダ
クタを通して電流が流れるように前記スイッチング素子
の両端に直列接続されたダイオードとコンデンサを含
み、このコンデンサの両端から平滑された直流出力を得
るプラス側チョッパ回路と； 前記交流電源より充分に高い周波数でオン／オフ駆動さ
れるスイッチング素子と、このスイッチング素子ととも
に前記マイナス側整流回路の出力間に直列接続されたイ
ンダクタと、前記スイッチング素子のオフ時に前記イン
ダクタを通して電流が流れるように前記スイッチング素
子の両端に直列接続されたダイオードとコンデンサを含
み、このコンデンサの両端から平滑された直流出力を得
るマイナス側チョッパ回路と； 前記プラス側およびマイナス側チョッパ回路の前記スイ
ッチング素子を同時にオン／オフ駆動するプラス側ドラ
イバおよびマイナス側ドライバと； 前記プラス側およびマイナス側ドライバに共通の制御信
号を与えるコントローラとを有し； 前記コントローラは、前記プラス側またはマイナス側チ
ョッパ回路における前記インダクタまたは前記スイッチ
ング素子を流れる電流の低周波成分の波形が前記プラス
側またはマイナス側整流回路の出力電圧の波形に追従し
て変化するよう前記両スイッチング素子の駆動パルス幅
を制御する第１の制御手段と、前記プラス側およびマイ
ナス側チョッパ回路の出力端間の電圧と基準電圧との誤
差を小さくするように前記両スイッチング素子の駆動パ
ルス幅を制御する第２の制御手段を含んでいることを特
徴とする正負両出力形電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072890A JP2735918B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 正負両出力形電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1072890A JP2735918B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 正負両出力形電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03218262A JPH03218262A (ja) | 1991-09-25 |
| JP2735918B2 true JP2735918B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=11758355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1072890A Expired - Fee Related JP2735918B2 (ja) | 1990-01-22 | 1990-01-22 | 正負両出力形電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735918B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4774285B2 (ja) * | 2005-12-06 | 2011-09-14 | 株式会社日立メディアエレクトロニクス | 放電ランプ点灯装置 |
| US7646182B2 (en) | 2006-03-29 | 2010-01-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Power supply apparatus |
| JP2010022125A (ja) * | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Cosel Co Ltd | 多相力率改善回路 |
| JP5732272B2 (ja) * | 2011-02-14 | 2015-06-10 | ローム株式会社 | スイッチング電源装置 |
| CN108347795B (zh) * | 2017-12-01 | 2024-08-13 | 江苏科技大学 | 一种感应加热校平机调功器恒电流及恒功率控制系统 |
-
1990
- 1990-01-22 JP JP1072890A patent/JP2735918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03218262A (ja) | 1991-09-25 |
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Legal Events
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