JP3019717B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JP3019717B2 JP3019717B2 JP6103692A JP10369294A JP3019717B2 JP 3019717 B2 JP3019717 B2 JP 3019717B2 JP 6103692 A JP6103692 A JP 6103692A JP 10369294 A JP10369294 A JP 10369294A JP 3019717 B2 JP3019717 B2 JP 3019717B2
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Description
置に関し、さらに詳しくは、回路の力率を従来よりも改
善すると共に交流電源からの電流のピーク値を下げるこ
とが出来るスイッチング電源装置に関する。
一例を示す全体構成図である。このスイッチング電源装
置500は、一般にコンデンサインプット型整流平滑回
路と呼ばれる回路構成を有している。すなわち、交流電
源1による正弦波交流電圧Vsを全波整流器2で全波整
流し、一対の出力端子3,4間の全波整流電圧を平滑コ
ンデンサ55により平滑し、前記平滑コンデンサ55の
端子間電圧v55をDC−DCコンバータ6の入力端子
7,8に入力し、前記DC−DCコンバータ6の出力端
子9,10から安定した出力電圧Voを負荷11に供給
するように構成されている。
の動作を説明する。図4の(a)に示すように、交流電
源1からは、正弦波交流電圧Vsが出力されている。数
値例を示せば、正弦波交流電圧Vsの実効値を100V
とすると、ピーク値Vmは約140Vとなる。正弦波交
流電圧Vsは、全波整流器2により全波整流されて、図
4の(b)に示すように、全波整流電圧が得られる。
が上昇して、時刻taで全波整流電圧が平滑コンデンサ
55の端子間電圧v55を越えると、図4の(c)に示
すように、全波整流電圧により充電電流i55が流れ、
平滑コンデンサ55は充電される。従って、図4の
(d)に示すように、端子間電圧v55は上昇し、時刻
tbでピーク値Vmになる。図4の(b)に示すよう
に、時刻tbを過ぎると、全波整流電圧が低下するの
で、平滑コンデンサ55はDC−DCコンバータ6側へ
放電する。このため、図4の(d)に示すように、端子
間電圧v55は徐々に低下する。時刻ta’を過ぎる
と、前記時刻ta以降の動作を繰り返す。
グ電源装置500では、図4の(c)に示したように、
充電電流i55が急峻なパルス状波形となる。このた
め、交流電源1からの電流波形も急峻なパルス状とな
り、力率が低下すると共に電流のピーク値が高くなる問
題点がある。そこで、この発明の目的は、力率を改善す
ると共に交流電源からの電流のピーク値を下げることが
出来るスイッチング電源装置を提供することにある。
整流する整流回路により得られた整流電圧を平滑コンデ
ンサにより平滑し、前記平滑コンデンサの端子間電圧に
基づく電圧を断続的にトランスの1次巻線の両端に印加
し、前記トランスの2次巻線に誘起した電圧を負荷側に
供給するスイッチング電源装置において、前記整流回路
の一方の出力側と前記平滑コンデンサの一端との間に第
1ダイオードを接続し、前記平滑コンデンサの一端と前
記1次巻線の一端との間に第2ダイオードを前記第1ダ
イオードと同じ向きで接続し、前記整流回路の一方の出
力側と前記1次巻線を所定の巻数比で分割する分割点と
の間に第3ダイオードを前記第1ダイオードと同じ向き
で接続してなることを特徴とするスイッチング電源装置
を提供する。
は、トランスの1次巻線を所定の巻数比で分割する分割
点を設け、整流電圧の大きさによって4つの期間に分割
し、次のように制御する。 (1)整流電圧が平滑コンデンサの端子間電圧よりも高
い期間整流電圧を平滑コンデンサに印加すると共に分割
点へ印加し、平滑コンデンサから1次巻線に電流を供給
せず、分割点を通じてのみ1次巻線に電流を供給する。 (2)整流電圧が平滑コンデンサの端子間電圧よりも低
く且つ平滑コンデンサの端子間電圧を前記巻数比で分圧
した電圧より高い期間整流電圧を平滑コンデンサに印加
せず、分割点のみへ印加し、平滑コンデンサから1次巻
線に電流を供給せず、分割点を通じてのみ1次巻線に電
流を供給する。 (3)整流電圧が平滑コンデンサの端子間電圧よりも低
く且つ平滑コンデンサの端子間電圧を前記巻数比で分圧
した電圧より低い期間整流電圧を平滑コンデンサにも分
割点へも印加せず、平滑コンデンサからのみ1次巻線に
電流を供給する。 (4)整流電圧が平滑コンデンサの端子間電圧よりも低
く且つ平滑コンデンサの端子間電圧を前記巻数比で分圧
した電圧より高い期間整流電圧を平滑コンデンサに印加
せず、分割点のみへ印加し、平滑コンデンサから1次巻
線に電流を供給せず、分割点を通じてのみ1次巻線に電
流を供給する。
の期間のみ流れたが、この発明では上記(1)(2)
(4)の期間に流れることになるから、負荷が同じであ
れば、波形の急峻さが緩和されることになる。従って、
回路の力率が改善されると共に、電流のピーク値も下が
る。
に詳細に説明する。なお、これによりこの発明が限定さ
れるものではない。
の一実施例を示す全体構成図である。このスイッチング
電源装置100は、一般にフォワードコンバータと呼ば
れる回路構成を有している。すなわち、交流電源1によ
る正弦波交流電圧Vsを全波整流器2で全波整流し、一
対の出力端子3,4間の全波整流電圧を平滑コンデンサ
5により平滑する。そして、トランス14の1次巻線1
5と直列に接続されたスイッチ16をPWM制御部23
によりオン・オフすることで、前記平滑コンデンサ5の
端子間電圧v5を前記1次巻線15の両端に断続的に印
加する。そして、前記トランス14の2次巻線18に誘
起した電圧を、整流ダイオード19と,還流ダイオード
20と,チョークコイル21と,コンデンサ22により
直流化し、出力電圧Voとして負荷11に供給する。前
記出力電圧Voは、誤差検出部25およびフォトカプラ
24を介して、前記PWM制御部23にフィードバック
され、安定化の制御に供されている。
置100は、前記全波整流器2の出力端子3と前記平滑
コンデンサ5の一端との間に、第1ダイオード12を接
続し、前記平滑コンデンサ5の一端と前記1次巻線15
の一端との間に第2ダイオード13を前記第1ダイオー
ド12と同じ向きで接続している。また、前記全波整流
器2の出力端子3と前記1次巻線15を所定の巻数比で
分割する分割点26の間に、第3ダイオード17を前記
第1ダイオード12と同じ向きで接続している。なお、
前記1次巻線15の一端(図では上端)と前記分割点2
6との間の巻線を15a(巻数na)とし、前記1次巻
線15の他端(図では下端)と前記分割点26との間の
巻線を15b(巻数nb)とする。
動作を説明する。説明の都合上、以下の条件を満たすも
のとする。 スイッチ16がオン・オフする周波数は、正弦波交流
電圧Vsの周波数よりも十分に高いものとする。 第1ダイオード12,第2ダイオード13,第3ダイ
オード17は、理想ダイオードとする。 1次巻線15の巻数比na:nb=1:1とする。
らは、正弦波交流電圧Vsが出力されている。数値例を
示せば、正弦波交流電圧Vsの実効値を100Vとする
と、ピーク値Vmは約140Vとなる。正弦波交流電圧
Vsは、全波整流器2により全波整流されて、図2の
(b)に示すように、全波整流電圧が得られる。
(b)に示すように、全波整流電圧が平滑コンデンサ5
の端子間電圧v5よりも高いため、第1ダイオード12
が導通し、図2の(c)に示すように、充電電流i12
が流れ、平滑コンデンサ5が充電される。そこで、図2
の(d)に示すように、端子間電圧v5は上昇する。一
方、第3ダイオード17は導通し、第3ダイオード17
を介して全波整流電圧が分割点26に供給され、図2の
(e)に示すように、電流i17が巻線15bに供給さ
れる。全波整流電圧が分割点26にかかる結果、第2ダ
イオード13は逆バイアスで遮断状態となり、平滑コン
デンサ5からは1次巻線15に電流が供給されない。時
刻t1では、全波整流電圧はピーク値Vmであり、平滑
コンデンサ5の端子間電圧v5もピーク値Vmとなる。
(b)に示すように、全波整流電圧が平滑コンデンサ5
の端子間電圧v5よりも低くなり且つ平滑コンデンサ5
の端子間電圧v5(=Vm=約140V)を巻数比
(1:1)で分圧した電圧Vt(=約70V)より高い
ため、第1ダイオード12は逆バイアスで遮断状態とな
り、図2の(c)に示すように、充電電流i12は流れ
ない。また、全波整流電圧が分割点26にかかる結果、
第2ダイオード13は逆バイアスで遮断状態となり、平
滑コンデンサ5からは1次巻線15に電流が供給されな
い。そこで、図2の(d)に示すように、端子間電圧v
5は変化しない。一方、第3ダイオード17は導通し、
第3ダイオード17を介して全波整流電圧が分割点26
に供給され、図2の(e)に示すように、電流i17が
巻線15bに供給される。時刻t2では、全波整流電圧
は平滑コンデンサ5の端子間電圧v5(=Vm=約14
0V)を巻数比(1:1)で分圧した電圧Vt(=約7
0V)になる。
(b)に示すように、全波整流電圧が平滑コンデンサ5
の端子間電圧v5よりも低くなり且つ平滑コンデンサ5
の端子間電圧v5を巻数比で分圧した電圧より低くなる
ため、第1ダイオード12は逆バイアスで遮断状態とな
り、図2の(c)に示すように、充電電流i12は流れ
ない。また、全波整流電圧が低いため、第2ダイオード
13は導通し、第3ダイオード17が逆バイアスで遮断
状態となり、平滑コンデンサ5から1次巻線15に電流
が供給される。そこで、図2の(d)に示すように、端
子間電圧v5は低下する。一方、第3ダイオード17が
遮断状態のため、図2の(e)に示すように、電流i1
7は流れない。時刻t3では、低下してきた端子間電圧
v5を巻数比で分圧した電圧と上昇してきた全波整流電
圧とが等しくなる。
(b)に示すように、全波整流電圧が平滑コンデンサ5
の端子間電圧v5よりも低く且つ平滑コンデンサ5の端
子間電圧v5を巻数比で分圧した電圧より高いため、第
1ダイオード12は逆バイアスで遮断状態となり、図2
の(c)に示すように、充電電流i12は流れない。ま
た、第2ダイオード13は逆バイアスで遮断状態とな
り、図2の(d)に示すように、端子間電圧v5は変化
しない。一方、第3ダイオード17は導通し、第3ダイ
オード17を介して全波整流電圧が分割点26に供給さ
れ、図2の(e)に示すように、電流i17が巻線15
bに供給される。時刻t4では、上昇してきた全波整流
電圧が平滑コンデンサ5の端子間電圧v5と等しくな
る。時刻t4以後は、上記t0以後と同じ動作が繰り返
される。
流Iは、図2の(f)に示すように変化する。これは、
先に図4の(c)に示した従来のスイッチング電源装置
500における全波整流器2からの出力電流(つまり充
電電流i55)と比べて、波形の急峻さが緩和されてい
る。従って、力率を改善することが出来る。例えば、従
来の力率が0.632であったものを、0.73に改善
できる。また、電流のピーク値を下げることが出来る。
例えば、従来のピーク値が5.84Aであったものを、
4.71Aに下げることが出来る。
装置の回路構成は、フォワードコンバータとしたが、フ
ライバックコンバータであってもよい。さらに、スイッ
チング電源装置は、自励方式であってもよいし、他励方
式であってもよい。
ば、交流電源からの電流の波形の急峻さを緩和し、力率
を改善すると共に、電流のピーク値を下げることが出来
る。
示す全体構成図である。
ための波形図である。
構成図である。
ための波形図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 交流電圧を整流する整流回路により得ら
れた整流電圧を平滑コンデンサにより平滑し、前記平滑
コンデンサの端子間電圧に基づく電圧を断続的にトラン
スの1次巻線の両端に印加し、前記トランスの2次巻線
に誘起した電圧を負荷側に供給するスイッチング電源装
置において、 前記整流回路の一方の出力側と前記平滑コンデンサの一
端との間に第1ダイオードを接続し、前記平滑コンデン
サの一端と前記1次巻線の一端との間に第2ダイオード
を前記第1ダイオードと同じ向きで接続し、前記整流回
路の一方の出力側と前記1次巻線を所定の巻数比で分割
する分割点との間に第3ダイオードを前記第1ダイオー
ドと同じ向きで接続してなることを特徴とするスイッチ
ング電源装置 。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6103692A JP3019717B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6103692A JP3019717B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07322618A JPH07322618A (ja) | 1995-12-08 |
JP3019717B2 true JP3019717B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=14360840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6103692A Expired - Lifetime JP3019717B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3019717B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-18 JP JP6103692A patent/JP3019717B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH07322618A (ja) | 1995-12-08 |
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Legal Events
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