JP3028026B2 - 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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- JP3028026B2 JP3028026B2 JP6093225A JP9322594A JP3028026B2 JP 3028026 B2 JP3028026 B2 JP 3028026B2 JP 6093225 A JP6093225 A JP 6093225A JP 9322594 A JP9322594 A JP 9322594A JP 3028026 B2 JP3028026 B2 JP 3028026B2
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- switching power
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング電源装
置に関し、さらに詳しくは、回路の力率を従来よりも改
善することが出来るスイッチング電源装置に関する。
置に関し、さらに詳しくは、回路の力率を従来よりも改
善することが出来るスイッチング電源装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、従来のスイッチング電源装置の
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。
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。
【０００３】次に、上記のスイッチング電源装置５００
の動作を説明する。図５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。時刻ｔｏ
に電源開閉器Ｋを閉じて交流電源１を投入すると、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６の（ｂ）に示すように、全波整流電圧が得られ
る。
の動作を説明する。図５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。時刻ｔｏ
に電源開閉器Ｋを閉じて交流電源１を投入すると、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６の（ｂ）に示すように、全波整流電圧が得られ
る。
【０００４】図５の（ｂ）に示すように、時刻ｔｏ〜ｔ
ｏ’の期間は、全波整流電圧が上昇するので、図５の
（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ５５に充電電流ｉ
５５が流れる。このとき、図５の（ｄ）に示すように、
平滑コンデンサ５５の端子間電圧ｖ５５はピーク値Ｖｍ
まで上昇する。図５の（ｂ）に示すように、時刻ｔｏ’
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５の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ５５は
徐々に低下する。
ｏ’の期間は、全波整流電圧が上昇するので、図５の
（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ５５に充電電流ｉ
５５が流れる。このとき、図５の（ｄ）に示すように、
平滑コンデンサ５５の端子間電圧ｖ５５はピーク値Ｖｍ
まで上昇する。図５の（ｂ）に示すように、時刻ｔｏ’
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５の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ５５は
徐々に低下する。
【０００５】全波整流電圧が再び上昇して、時刻ｔ１で
全波整流電圧が端子間電圧ｖ５５と等しくなると、図５
の（ｃ）に示すように、全波整流電圧により充電電流ｉ
５５が流れ、平滑コンデンサ５５は充電される。従っ
て、図５の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ５５は上
昇し、時刻ｔ２でピーク値Ｖｍになる。時刻ｔ２を過ぎ
ると、前記ｔｏ’以降の動作を繰り返す。
全波整流電圧が端子間電圧ｖ５５と等しくなると、図５
の（ｃ）に示すように、全波整流電圧により充電電流ｉ
５５が流れ、平滑コンデンサ５５は充電される。従っ
て、図５の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ５５は上
昇し、時刻ｔ２でピーク値Ｖｍになる。時刻ｔ２を過ぎ
ると、前記ｔｏ’以降の動作を繰り返す。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のスイッチン
グ電源装置５００では、図５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、力率が低下し、高調波成分が多大に発生する問題点
がある。そこで、この発明の目的は、力率を改善し高調
波成分の発生を抑制す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。
グ電源装置５００では、図５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、力率が低下し、高調波成分が多大に発生する問題点
がある。そこで、この発明の目的は、力率を改善し高調
波成分の発生を抑制す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。
【０００７】
【０００８】第１の観点では、この発明は、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
力側に充放電用コンデンサの一端を接続し、前記充放電
用コンデンサの他端を前記平滑コンデンサの他端に接続
し、前記充放電用コンデンサの一端と前記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。
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
力側に充放電用コンデンサの一端を接続し、前記充放電
用コンデンサの他端を前記平滑コンデンサの他端に接続
し、前記充放電用コンデンサの一端と前記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。
【０００９】第２の観点では、この発明は、上記構成の
スイッチング電源装置において、整流回路の一方の出力
側に第１ダイオードと同じ向きの第４ダイオードの一端
を接続し、前記第４ダイオードの他端に補助充放電用コ
ンデンサの一端を接続し、前記補助充放電用コンデンサ
の一端に前記第１ダイオードと同じ向きの第５ダイオー
ドの一端を接続し、前記第５ダイオードの他端を、１次
巻線の一端と前記分割点の間に設けた補助分割点に接続
し、前記補助充放電用コンデンサの他端を平滑コンデン
サの他端に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。
スイッチング電源装置において、整流回路の一方の出力
側に第１ダイオードと同じ向きの第４ダイオードの一端
を接続し、前記第４ダイオードの他端に補助充放電用コ
ンデンサの一端を接続し、前記補助充放電用コンデンサ
の一端に前記第１ダイオードと同じ向きの第５ダイオー
ドの一端を接続し、前記第５ダイオードの他端を、１次
巻線の一端と前記分割点の間に設けた補助分割点に接続
し、前記補助充放電用コンデンサの他端を平滑コンデン
サの他端に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。
【００１０】
【作用】上記第１の観点によるスイッチング電源装置で
は、トランスの１次巻線に放電する平滑コンデンサとは
別に、前記１次巻線の分割点に放電する充放電用コンデ
ンサを設けた。トランスの１次巻線の電圧よりも分割点
の電圧の方が低いため、平滑コンデンサの端子間電圧は
比較的高くなり、充放電用コンデンサの端子間電圧は比
較的低くなる。この電圧差があるため、平滑コンデンサ
の充電のタイミングと充放電用コンデンサの充電のタイ
ミングとが時間的にずれる。すると、平滑コンデンサの
充電電流と充放電用コンデンサの充電電流の和である交
流電源からの電流波形は、平滑コンデンサの充電電流お
よび充放電用コンデンサの充電電流のそれぞれのパルス
状波形よりも急峻性が緩和された波形となる。従って、
力率が改善され、高調波成分の発生が抑制されることと
なる。
は、トランスの１次巻線に放電する平滑コンデンサとは
別に、前記１次巻線の分割点に放電する充放電用コンデ
ンサを設けた。トランスの１次巻線の電圧よりも分割点
の電圧の方が低いため、平滑コンデンサの端子間電圧は
比較的高くなり、充放電用コンデンサの端子間電圧は比
較的低くなる。この電圧差があるため、平滑コンデンサ
の充電のタイミングと充放電用コンデンサの充電のタイ
ミングとが時間的にずれる。すると、平滑コンデンサの
充電電流と充放電用コンデンサの充電電流の和である交
流電源からの電流波形は、平滑コンデンサの充電電流お
よび充放電用コンデンサの充電電流のそれぞれのパルス
状波形よりも急峻性が緩和された波形となる。従って、
力率が改善され、高調波成分の発生が抑制されることと
なる。
【００１１】上記第２の観点によるスイッチング電源装
置では、トランスの１次巻線に放電する平滑コンデンサ
および前記１次巻線の分割点に放電する充放電用コンデ
ンサの外に、前記１次巻線の補助分割点に放電する補助
充放電用コンデンサを設けた。平滑コンデンサの端子間
電圧，充放電用コンデンサの端子間電圧および補助充放
電用コンデンサの端子間電圧がそれぞれ異なるため、充
電のタイミングが時間的にずれる。従って、交流電源か
らの電流波形の急峻性がさらに緩和され、力率が改善さ
れ、高調波成分の発生が抑制されることとなる。なお、
補助分割点を１つ以上設けてもよい。
置では、トランスの１次巻線に放電する平滑コンデンサ
および前記１次巻線の分割点に放電する充放電用コンデ
ンサの外に、前記１次巻線の補助分割点に放電する補助
充放電用コンデンサを設けた。平滑コンデンサの端子間
電圧，充放電用コンデンサの端子間電圧および補助充放
電用コンデンサの端子間電圧がそれぞれ異なるため、充
電のタイミングが時間的にずれる。従って、交流電源か
らの電流波形の急峻性がさらに緩和され、力率が改善さ
れ、高調波成分の発生が抑制されることとなる。なお、
補助分割点を１つ以上設けてもよい。
【００１２】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明をさら
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。
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。
【００１３】図１は、この発明の第１実施例のスイッチ
ング電源装置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、電源開閉器Ｋ
が閉じられると、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１５と直列に接続された
スイッチ１６を、ＰＷＭ制御部２４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、ト
ランス１４の２次巻線１９に誘起した電圧を、整流ダイ
オード２０と，還流ダイオード２１と，チョークコイル
２２と，コンデンサ２３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２６およびフォトカプラ２５を介して、前記ＰＷ
Ｍ制御部２４にフィードバックされ、安定化の制御に供
されている。
ング電源装置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、電源開閉器Ｋ
が閉じられると、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１５と直列に接続された
スイッチ１６を、ＰＷＭ制御部２４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、ト
ランス１４の２次巻線１９に誘起した電圧を、整流ダイ
オード２０と，還流ダイオード２１と，チョークコイル
２２と，コンデンサ２３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２６およびフォトカプラ２５を介して、前記ＰＷ
Ｍ制御部２４にフィードバックされ、安定化の制御に供
されている。
【００１４】上記の構成に加えて、スイッチング電源装
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を接続している。ま
た、前記全波整流器２の出力端子３に充放電用コンデン
サ１７の一端を接続し、前記充放電用コンデンサ１７の
他端を前記平滑コンデンサ５の他端に接続している。そ
して、前記充放電用コンデンサ１７の一端と前記１次巻
線１５を所定の巻数比で分割する分割点２７の間に、第
３ダイオード１８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２７との間の巻線を１５ａ（巻数
ｎ１）とし、前記１次巻線１５の他端（図では下端）と
前記分割点２７との間の巻線を１５ｂ（巻数ｎ２）とす
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を接続している。ま
た、前記全波整流器２の出力端子３に充放電用コンデン
サ１７の一端を接続し、前記充放電用コンデンサ１７の
他端を前記平滑コンデンサ５の他端に接続している。そ
して、前記充放電用コンデンサ１７の一端と前記１次巻
線１５を所定の巻数比で分割する分割点２７の間に、第
３ダイオード１８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２７との間の巻線を１５ａ（巻数
ｎ１）とし、前記１次巻線１５の他端（図では下端）と
前記分割点２７との間の巻線を１５ｂ（巻数ｎ２）とす
る。
【００１５】次に、このスイッチング電源装置１００の
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。 ダイオード１２，１３，１８は、理想ダイオードとす
る。 １次巻線１５の巻数比ｎ１：ｎ２＝１：１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。 ダイオード１２，１３，１８は、理想ダイオードとす
る。 １次巻線１５の巻数比ｎ１：ｎ２＝１：１とする。
【００１６】図２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。時刻ｔｏに電源
開閉器Ｋを閉じて交流電源１を投入すると、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。
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。時刻ｔｏに電源
開閉器Ｋを閉じて交流電源１を投入すると、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。
【００１７】図２の（ｃ）に示すように、時刻ｔｏ〜ｔ
ｏ’の期間は、全波整流電圧が上昇するので、図２の
（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ５に充電電流ｉ５
が流れる。このとき、図２の（ｄ）に示すように、平滑
コンデンサ５の端子間電圧ｖ５は、ピーク値Ｖｍまで上
昇する。また、図２の（ｅ）に示すように、充放電用コ
ンデンサ１７には、充電電流ｉ１７が流れる。このと
き、図２の（ｆ）に示すように、充放電用コンデンサ１
７の端子間電圧ｖ１７は、ピーク値Ｖｍまで上昇する。
ｏ’の期間は、全波整流電圧が上昇するので、図２の
（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ５に充電電流ｉ５
が流れる。このとき、図２の（ｄ）に示すように、平滑
コンデンサ５の端子間電圧ｖ５は、ピーク値Ｖｍまで上
昇する。また、図２の（ｅ）に示すように、充放電用コ
ンデンサ１７には、充電電流ｉ１７が流れる。このと
き、図２の（ｆ）に示すように、充放電用コンデンサ１
７の端子間電圧ｖ１７は、ピーク値Ｖｍまで上昇する。
【００１８】時刻ｔｏ’を過ぎると、図２の（ｂ）に示
すように、全波整流電圧は、低下する。そこで、充放電
用コンデンサ１７が放電して巻線１５ｂに電流を流し、
図２の（ｆ）に示すように、端子間電圧ｖ１７は徐々に
低下する。一方、（ｖ１７／ｎ２）＞（ｖ５−ｖ１７）
／ｎ１であるので、第２ダイオード１３は逆バイアス状
態となり、且つ、端子間電圧ｖ１７＜端子間電圧ｖ５で
あるので、第１ダイオード１２も逆バイアス状態となる
から、平滑コンデンサ５は、充電も放電もされず、端子
間電圧ｖ５はピーク値Ｖｍに保たれる。
すように、全波整流電圧は、低下する。そこで、充放電
用コンデンサ１７が放電して巻線１５ｂに電流を流し、
図２の（ｆ）に示すように、端子間電圧ｖ１７は徐々に
低下する。一方、（ｖ１７／ｎ２）＞（ｖ５−ｖ１７）
／ｎ１であるので、第２ダイオード１３は逆バイアス状
態となり、且つ、端子間電圧ｖ１７＜端子間電圧ｖ５で
あるので、第１ダイオード１２も逆バイアス状態となる
から、平滑コンデンサ５は、充電も放電もされず、端子
間電圧ｖ５はピーク値Ｖｍに保たれる。
【００１９】端子間電圧ｖ１７がさらに低下し、時刻ｔ
ａで（ｖ１７／ｎ２）＝（ｖ５−ｖ１７）／ｎ１となる
と、第２ダイオード１３が導通し、平滑コンデンサ５か
らも放電が開始される。そこで、時刻ｔａ以降は、図２
の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ５も徐々に低下す
る。このとき、第３ダイオード１８は、平滑コンデンサ
５のエネルギーが充放電用コンデンサ１７に流れ込むこ
とを阻止する。なお、上記の数値例では、時刻ｔａの端
子間電圧ｖ１７（＝Ｖｎ）は、約７０Ｖである。
ａで（ｖ１７／ｎ２）＝（ｖ５−ｖ１７）／ｎ１となる
と、第２ダイオード１３が導通し、平滑コンデンサ５か
らも放電が開始される。そこで、時刻ｔａ以降は、図２
の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ５も徐々に低下す
る。このとき、第３ダイオード１８は、平滑コンデンサ
５のエネルギーが充放電用コンデンサ１７に流れ込むこ
とを阻止する。なお、上記の数値例では、時刻ｔａの端
子間電圧ｖ１７（＝Ｖｎ）は、約７０Ｖである。
【００２０】全波整流電圧が再び上昇して、時刻ｔ３
で、全波整流電圧が端子間電圧ｖ１７と等しくなると、
図２の（ｅ）に示すように、全波整流電圧により充電電
流ｉ１７が流れ、充放電用コンデンサ１７が充電され
る。すると、図２の（ｆ）に示すように、端子間電圧ｖ
１７は上昇する。そして、ｖ１７／ｎ２＞（ｖ５−ｖ１
７）／ｎ１となるため、第２ダイオード１３は逆バイア
ス状態となり、且つ、端子間電圧ｖ１７＜端子間電圧ｖ
５であるので、第１ダイオード１２も逆バイアス状態と
なるから、平滑コンデンサ５は、充電も放電もされず、
端子間電圧ｖ５は電圧Ｖｔに保たれる。上記の数値例で
は、時刻ｔ３の端子間電圧ｖ５（＝Ｖｔ）は、約１００
Ｖである。また、時刻ｔ３の端子間電圧ｖ１７（＝Ｖ
ｕ）は、約５０Ｖである。
で、全波整流電圧が端子間電圧ｖ１７と等しくなると、
図２の（ｅ）に示すように、全波整流電圧により充電電
流ｉ１７が流れ、充放電用コンデンサ１７が充電され
る。すると、図２の（ｆ）に示すように、端子間電圧ｖ
１７は上昇する。そして、ｖ１７／ｎ２＞（ｖ５−ｖ１
７）／ｎ１となるため、第２ダイオード１３は逆バイア
ス状態となり、且つ、端子間電圧ｖ１７＜端子間電圧ｖ
５であるので、第１ダイオード１２も逆バイアス状態と
なるから、平滑コンデンサ５は、充電も放電もされず、
端子間電圧ｖ５は電圧Ｖｔに保たれる。上記の数値例で
は、時刻ｔ３の端子間電圧ｖ５（＝Ｖｔ）は、約１００
Ｖである。また、時刻ｔ３の端子間電圧ｖ１７（＝Ｖ
ｕ）は、約５０Ｖである。
【００２１】全波整流電圧がさらに上昇して、時刻ｔ４
で、全波整流電圧が端子間電圧ｖ５（＝Ｖｔ）と等しく
なると、図２の（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ５
にも充電電流ｉ５が流れ、平滑コンデンサ５が充電され
る。すると、図２の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ
５は上昇する。時刻ｔ５を過ぎると、前記ｔｏ’以降の
動作を繰り返す。
で、全波整流電圧が端子間電圧ｖ５（＝Ｖｔ）と等しく
なると、図２の（ｃ）に示すように、平滑コンデンサ５
にも充電電流ｉ５が流れ、平滑コンデンサ５が充電され
る。すると、図２の（ｄ）に示すように、端子間電圧ｖ
５は上昇する。時刻ｔ５を過ぎると、前記ｔｏ’以降の
動作を繰り返す。
【００２２】結局のところ、全波整流器２からの出力電
流Ｉは、図２の（ｇ）に示すように変化する。これは、
先に図５の（ｃ）を用いて説明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、波形の急峻性が緩
和されている。従って、交流電源１からの電流は急峻性
の緩和された波形となり、力率が改善され（従来の力率
が０．６程度である場合、０．７程度に改善できる）、
高調波成分の発生が抑制されることとなる。また、これ
により、１９９６年に開始予定の高調波電流規制［規制
内容の基はＩＥＣ（国際電気標準会議）による国際規格
ＩＥＣ１０００−３−２］に対応可能となる。
流Ｉは、図２の（ｇ）に示すように変化する。これは、
先に図５の（ｃ）を用いて説明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、波形の急峻性が緩
和されている。従って、交流電源１からの電流は急峻性
の緩和された波形となり、力率が改善され（従来の力率
が０．６程度である場合、０．７程度に改善できる）、
高調波成分の発生が抑制されることとなる。また、これ
により、１９９６年に開始予定の高調波電流規制［規制
内容の基はＩＥＣ（国際電気標準会議）による国際規格
ＩＥＣ１０００−３−２］に対応可能となる。
【００２３】−第２実施例− 図３は、この発明の第２実施例のスイッチング電源装置
を示す全体構成図である。このスイッチング電源装置２
００は、次の点が、第１実施例のスイッチング電源装置
１００とは異なる。すなわち、全波整流器２の出力端子
３に第４ダイオード３１の一端を接続し、その第４ダイ
オード３１の他端に補助充放電用コンデンサ３７の一端
を接続し、その補助充放電用コンデンサ３７の一端に第
５ダイオード３２の一端を接続し、その第５ダイオード
３２の他端をトランス１４の１次巻線１５の一端と分割
点２７’の間に設けた補助分割点３３に接続している。
また、前記補助充放電用コンデンサ３７の他端は、平滑
コンデンサ５の一端（つまり全波整流器２の出力端子
４）に接続している。
を示す全体構成図である。このスイッチング電源装置２
００は、次の点が、第１実施例のスイッチング電源装置
１００とは異なる。すなわち、全波整流器２の出力端子
３に第４ダイオード３１の一端を接続し、その第４ダイ
オード３１の他端に補助充放電用コンデンサ３７の一端
を接続し、その補助充放電用コンデンサ３７の一端に第
５ダイオード３２の一端を接続し、その第５ダイオード
３２の他端をトランス１４の１次巻線１５の一端と分割
点２７’の間に設けた補助分割点３３に接続している。
また、前記補助充放電用コンデンサ３７の他端は、平滑
コンデンサ５の一端（つまり全波整流器２の出力端子
４）に接続している。
【００２４】前記ダイオード３１は、前記補助充放電用
コンデンサ３７のエネルギーが充放電用コンデンサ１７
に流れ込むことを阻止する。また、前記ダイオード３２
は、前記平滑コンデンサ５のエネルギーが前記補助充放
電用コンデンサ３７に流れ込むことを阻止する。
コンデンサ３７のエネルギーが充放電用コンデンサ１７
に流れ込むことを阻止する。また、前記ダイオード３２
は、前記平滑コンデンサ５のエネルギーが前記補助充放
電用コンデンサ３７に流れ込むことを阻止する。
【００２５】上記第２実施例のスイッチング電源装置２
００によれば、充放電用コンデンサ１７の端子間電圧を
１次巻線１５の分割点２７’に印加するのに加えて、補
助充放電用コンデンサ３７の端子間電圧を前記１次巻線
１５の補助分割点３３に印加するように構成したから、
平滑コンデンサ５の充電と充放電用コンデンサ１７の充
電と補助充放電用コンデンサ３７の充電のタイミングが
それぞれ異なるようになり、全波整流器２からの出力電
流波形の急峻性が一層緩和される。従って、交流電源１
からの電流は急峻性の緩和された波形となり、力率が改
善され、高調波成分の発生が抑制されるようになる。
００によれば、充放電用コンデンサ１７の端子間電圧を
１次巻線１５の分割点２７’に印加するのに加えて、補
助充放電用コンデンサ３７の端子間電圧を前記１次巻線
１５の補助分割点３３に印加するように構成したから、
平滑コンデンサ５の充電と充放電用コンデンサ１７の充
電と補助充放電用コンデンサ３７の充電のタイミングが
それぞれ異なるようになり、全波整流器２からの出力電
流波形の急峻性が一層緩和される。従って、交流電源１
からの電流は急峻性の緩和された波形となり、力率が改
善され、高調波成分の発生が抑制されるようになる。
【００２６】なお、上記第２実施例では、トランス１４
の１次巻線１５の一端と分割点２７’との間に１つの補
助分割点３３を設けたが、複数の補助分割点を設けても
よい。また、上記第１，第２実施例では、スイッチング
電源装置の回路構成は、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。
の１次巻線１５の一端と分割点２７’との間に１つの補
助分割点３３を設けたが、複数の補助分割点を設けても
よい。また、上記第１，第２実施例では、スイッチング
電源装置の回路構成は、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。
【００２７】
【発明の効果】この発明のスイッチング電源装置によれ
ば、力率を改善し、高調波成分の発生を抑制することが
出来る。また、この発明のスイッチング電源装置によれ
ば、力率改善用ＩＣなどの高価なパーツを使用すること
なく、低コストで力率を改善できる。また、平滑コンデ
ンサと充放電用コンデンサの両方にエネルギーが蓄積さ
れるので、交流電圧の瞬時停電に対する出力電圧の維持
能力が高くなる。
ば、力率を改善し、高調波成分の発生を抑制することが
出来る。また、この発明のスイッチング電源装置によれ
ば、力率改善用ＩＣなどの高価なパーツを使用すること
なく、低コストで力率を改善できる。また、平滑コンデ
ンサと充放電用コンデンサの両方にエネルギーが蓄積さ
れるので、交流電圧の瞬時停電に対する出力電圧の維持
能力が高くなる。
【図１】この発明の第１実施例のスイッチング電源装置
を示す全体構成図である。
を示す全体構成図である。
【図２】図１のスイッチング電源装置の動作を説明する
ための波形図である。
ための波形図である。
【図３】この発明の第２実施例のスイッチング電源装置
を示す全体構成図である。
を示す全体構成図である。
【図４】従来のスイッチング電源装置の一例を示す全体
構成図である。
構成図である。
【図５】図４のスイッチング電源装置の動作を説明する
ための波形図である。
ための波形図である。
１００，２００ スイッチング電源装置 １ 交流電源 ２ 全波整流器 ３，４ 出力端子 ５ 平滑コンデンサ １１ 負荷 １２，１３，１８ ダイオード １４ トランス １５ １次巻線 １５ａ，１５ｂ 巻線 １６ スイッチ １７ 充放電用コンデンサ １９ ２次巻線 ２０ 整流ダイオード ２１ 還流ダイオード ２３ チョークコイル ２４ ＰＷＭ制御部 ２５ フォトカプラ ２６ 誤差検出部 ２７，２７’ 分割点 ３１，３２ ダイオード ３３ 補助分割点 ３７ 補助充放電用コンデンサ Ｋ 電源開閉器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 7/12 Ｈ０２Ｍ 7/12 Ｐ
Claims (2)
- 【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
路の一方の出力側に充放電用コンデンサの一端を接続
し、前記充放電用コンデンサの他端を前記平滑コンデン
サの他端に接続し、前記充放電用コンデンサの一端と前
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 。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスイッチング電源装置
において、整流回路の一方の出力側に第１ダイオードと
同じ向きの第４ダイオードの一端を接続し、前記第４ダ
イオードの他端に補助充放電用コンデンサの一端を接続
し、前記補助充放電用コンデンサの一端に前記第１ダイ
オードと同じ向きの第５ダイオードの一端を接続し、前
記第５ダイオードの他端を、１次巻線の一端と前記分割
点の間に設けた補助分割点に接続し、前記補助充放電用
コンデンサの他端を平滑コンデンサの他端に接続してな
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 |
|---|---|---|---|
| JP6093225A JP3028026B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6093225A JP3028026B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303375A JPH07303375A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3028026B2 true JP3028026B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=14076612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6093225A Expired - Lifetime JP3028026B2 (ja) | 1994-05-02 | 1994-05-02 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3028026B2 (ja) |
-
1994
- 1994-05-02 JP JP6093225A patent/JP3028026B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07303375A (ja) | 1995-11-14 |
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