JP3082873B2 - AC / DC converter - Google Patents

AC / DC converter

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JP3082873B2
JP3082873B2 JP28045491A JP28045491A JP3082873B2 JP 3082873 B2 JP3082873 B2 JP 3082873B2 JP 28045491 A JP28045491 A JP 28045491A JP 28045491 A JP28045491 A JP 28045491A JP 3082873 B2 JP3082873 B2 JP 3082873B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【産業上の利用分野】本発明は,商用交流入力電源電圧
を,安定な直流出力電圧に変換するAC/DCコンバー
タ,特に高力率のAC/DCコンバータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC / DC converter for converting a commercial AC input power supply voltage into a stable DC output voltage, and more particularly to a high power factor AC / DC converter.

【従来技術】商用交流電源を受けて直流電圧に変換する
AC/DCコンバータとしては,従来は例えば図6に示
すようなものがあった。同図において,交流入力電圧Ei
を全波整流する入力整流回路RC1,平滑用コンデンサC1,
スイッチング素子たる電界効果トランジスタQ1,トラン
スTr1,トランスリセット用ダイオードD4, 出力整流ダイ
オードD2, フライホイールダイオードD3, 出力平滑用チ
ョークコイルL2および出力平滑用コンデンサC2からなる
AC/DCコンバータにより交流入力電圧Eiを安定な直
流出力電圧Eoに変換している。しかしながら,このよう
な従来のAC/DCコンバータにあっては,出力直流電
圧については望ましい特性を有するが,入力電流の波形
が図7に示すように入力交流電圧のピーク値付近に対応
してしか流れないため,力率が低く,0.5 乃至0.7 程度
になる。この力率改善のため整流回路に十分大きなチョ
ークコイルを挿入接続する方法があるが,大型重量とな
る欠点がある。また近年では力率改善用の前置コンバー
タを設けて電子的に力率を改善する方法が一部に用いら
れているが,構成部品点数の増大,大型化,高価格,ス
イッチング素子の相互干渉を招来するという問題点があ
った。
2. Description of the Related Art As an AC / DC converter which receives a commercial AC power supply and converts it into a DC voltage, there has conventionally been, for example, one shown in FIG. In the figure, the AC input voltage Ei
Rectifier circuit RC1, smoothing capacitor C1,
The AC input voltage Ei is obtained by an AC / DC converter composed of a field effect transistor Q1 as a switching element, a transformer Tr1, a transformer reset diode D4, an output rectifier diode D2, a flywheel diode D3, an output smoothing choke coil L2, and an output smoothing capacitor C2. Is converted to a stable DC output voltage Eo. However, such a conventional AC / DC converter has desirable characteristics with respect to the output DC voltage, but only when the waveform of the input current corresponds to the vicinity of the peak value of the input AC voltage as shown in FIG. Since it does not flow, the power factor is low, about 0.5 to 0.7. In order to improve the power factor, there is a method of inserting and connecting a sufficiently large choke coil to the rectifier circuit, but there is a disadvantage that the weight becomes large. In recent years, a method of electronically improving the power factor by providing a pre-converter for improving the power factor has been used in some cases. However, the number of components is increased, the size is increased, the price is high, and the mutual interference of the switching elements is caused. There was a problem of inviting.

【発明が解決しようとする課題】本発明は,簡素な回路
構成で,小型軽量,経済的な高力率AC/DCコンバー
タ回路を得ることを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a small, lightweight, and economical high power factor AC / DC converter circuit having a simple circuit configuration.

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために,交流入力電圧を整流・平滑し,この整流電
圧を半導体スイッチング素子によりオン・オフして変圧
器の1次巻線に印加し,2次巻線に高周波交流電圧を得
て,この高周波交流電圧を整流・平滑して所定の電圧を
得るようにしたコンバータ回路において,入力整流回路
と入力平滑用コンデンサとの間に,昇圧用チョークコイ
ルとダイオードを挿入し,この昇圧用チョークコイルと
ダイオードの接続点とトランスとスイッチング素子の接
続点に共振用コンデンサを接続したことを特徴とする高
力率AC/DCコンバータを提案するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention rectifies and smoothes an AC input voltage, and turns the rectified voltage on and off by a semiconductor switching element to provide a primary winding of a transformer. A high-frequency AC voltage is applied to the secondary winding, and a high-frequency AC voltage is rectified and smoothed to obtain a predetermined voltage. A high power factor AC / DC converter is proposed in which a boost choke coil and a diode are inserted, and a resonance capacitor is connected to a connection point between the boost choke coil and the diode and a connection point between the transformer and the switching element. Things.

【実施例】図1により,本発明にかかるAC/DCコン
バータを説明する。構成は図1に示すように,商用交流
電源Eiを入力端子X1,X2 を介してブリッジ型の整流回路
RC1 に接続する。整流回路RC1 の直流出力端子はチョー
クコイルL1とダイオードD1とを介して平滑用のコンデン
サC1に供給される。そしてチョークコイルL1とダイオー
ドD1との接続点にはコンデンサC3を介して電界効果トラ
ンジスタQ1のドレイン電極が接続され,そのエミッタは
コンデンサC1のマイナス電極に接続される。電界効果ト
ランジスタQ1のゲート端子はスイッチングレギュレータ
用の制御回路U1によって約100kHzの高周波でオンオフ駆
動される。これらの部分は整流チョッパ回路である。す
なわち入力の商用交流電源Ei(100V 50Hz)を整流回路RC
1 で整流してチョークコイルL1とコンデンサC3を経由し
て約100kHzの高周波で電界効果トランジスタQ1はオンオ
フを繰り返す。ここでチョークコイルL1は約500 μH,コ
ンデンサC3は0.02μF,コンデンサC1は200 μF に選んで
ある。まず電界効果トランジスタQ1がオンしているとき
はチョークコイルL1からコンデンサC3を充電する電流が
流れる。この電流はコンデンサC3の電圧がコンデンサC1
の電圧に達するまでの期間流れて,これらチョークコイ
ルL1とコンデンサC3にはエネルギーが蓄積される。つぎ
に電界効果トランジスタQ1がオフしたときにはチョーク
コイルL1に蓄えられた電流エネルギーはダイオードD1を
とおしてコンデンサC1を充電する。コンデンサC1の静電
容量は十分大きい値であるで,定常状態ではほぼ一定の
直流電圧Ebを保つ。入力交流電流は必ずチョークコイル
L1を経由するので,電流は連続する。つぎにコンデンサ
C1のプラス端子は変圧器Tr1 の1次巻線n1を介して電界
効果トランジスタQ1のドレインに接続される。変圧器Tr
1 の2次巻線n2は整流用のダイオードD2と平滑用のチョ
ークコイルL2とを介して平滑用のコンデンサC2に接続さ
れるとともに直流出力端子Y1,Y2 にも接続される。この
直流出力端子Y1,Y2 には検出・比較回路DET1が接続さ
れ,その出力はフォトカプラQ2を介して制御回路U1の検
出入力端子に接続される。ここで検出・比較回路DET1は
普及しているスイッチング電源用集積回路であるテキサ
スインストルメント社のTL494 または相当品に出力電流
増幅回路と若干の補助部品を追加して構成される一般的
な回路である。また検出・比較回路DET1は抵抗分圧器と
定電圧ダイオードで構成される。そしてフォトカプラQ2
は商用交流電源Eiを絶縁するに充分な耐圧を選定する。
そして変圧器Tr1 の2次巻線n2の他方の端子とダイオー
ドD2とチョークコイルL2との接続点との間にはフライホ
イル作用をするダイオードD3が接続される。この部分は
いわゆるフォワード型コンバータといわれる機能と,コ
ンデンサC3と変圧器Tr1 の1次巻線n1との固有振動によ
る変圧器Tr1 のリセット機能がある。電界効果トランジ
スタQ1がオンしているときはコンデンサC1の蓄積電荷が
変圧器Tr1 の1次巻線n1とそれ以降の回路とを通して出
力端子に電力を供給し, 電界効果トランジスタQ1がオフ
しているときは変圧器Tr1 の1次巻線n1に流れていた電
流のエネルギーはコンデンサC3とダイオードD1の経路で
流れて変圧器Tr1 のリセットを行うと共にコンデンサC3
の電圧を反転させる。つぎに動作を詳細に説明する。入
力交流電源の周波数に対して電界効果トランジスタQ1の
スイッチング周波数は十分高いものと仮定する。従っ
て,スイッチングの1サイクル期間中は入力電圧は一定
とみなされ,また,チョークコイルL1はスイッチング周
波数に対して十分大きいため,ほぼ定電流と見なすこと
ができる。また,変圧器Tr1 の励磁インダクタスはL1に
比べ相当小さく,巻数比は1:1としさらに,出力フィ
ルター用チョークコイルL2は十分大きく電流源として説
明する。以下,図2に示す時刻の区間T0,T1,...,T7に分
けて説明する。
FIG. 1 shows an AC / DC converter according to the present invention. As shown in Fig. 1, the configuration is such that a commercial AC power supply Ei is connected to the bridge type rectifier circuit via input terminals X1 and X2.
Connect to RC1. The DC output terminal of the rectifier circuit RC1 is supplied to a smoothing capacitor C1 via a choke coil L1 and a diode D1. The connection point between the choke coil L1 and the diode D1 is connected to the drain electrode of the field effect transistor Q1 via the capacitor C3, and its emitter is connected to the negative electrode of the capacitor C1. The gate terminal of the field-effect transistor Q1 is turned on and off at a high frequency of about 100 kHz by a control circuit U1 for a switching regulator. These parts are rectifier chopper circuits. That is, the input commercial AC power supply Ei (100V 50Hz) is
The current is rectified by 1 and the field effect transistor Q1 is repeatedly turned on and off at a high frequency of about 100 kHz via the choke coil L1 and the capacitor C3. Here, the choke coil L1 was selected to be about 500 μH, the capacitor C3 was selected to be 0.02 μF, and the capacitor C1 was selected to be 200 μF. First, when the field effect transistor Q1 is on, a current for charging the capacitor C3 flows from the choke coil L1. This current is determined by the voltage of capacitor C3
, And energy is accumulated in the choke coil L1 and the capacitor C3. Next, when the field effect transistor Q1 is turned off, the current energy stored in the choke coil L1 charges the capacitor C1 through the diode D1. Since the capacitance of the capacitor C1 is a sufficiently large value, the DC voltage Eb is kept almost constant in a steady state. Input AC current must be choke coil
Since the current passes through L1, the current is continuous. Next, the capacitor
The plus terminal of C1 is connected to the drain of field effect transistor Q1 via primary winding n1 of transformer Tr1. Transformer Tr
1 is connected to a smoothing capacitor C2 via a rectifying diode D2 and a smoothing choke coil L2, and is also connected to DC output terminals Y1 and Y2. The detection / comparison circuit DET1 is connected to the DC output terminals Y1 and Y2, and the output is connected to the detection input terminal of the control circuit U1 via the photocoupler Q2. Here, the detection / comparison circuit DET1 is a general circuit configured by adding an output current amplifier circuit and some auxiliary components to the Texas Instruments TL494 or equivalent, which is a widely used switching power supply integrated circuit, or an equivalent. is there. The detection / comparison circuit DET1 is composed of a resistor voltage divider and a constant voltage diode. And photocoupler Q2
Select a withstand voltage sufficient to insulate the commercial AC power supply Ei.
A diode D3 acting as a flywheel is connected between the other terminal of the secondary winding n2 of the transformer Tr1 and a connection point between the diode D2 and the choke coil L2. This part has a function called a so-called forward type converter and a reset function of the transformer Tr1 due to natural vibration of the capacitor C3 and the primary winding n1 of the transformer Tr1. When the field effect transistor Q1 is on, the electric charge stored in the capacitor C1 supplies power to the output terminal through the primary winding n1 of the transformer Tr1 and the subsequent circuits, and the field effect transistor Q1 is off. At this time, the energy of the current flowing in the primary winding n1 of the transformer Tr1 flows through the path of the capacitor C3 and the diode D1 to reset the transformer Tr1 and to reset the capacitor C3.
Is inverted. Next, the operation will be described in detail. It is assumed that the switching frequency of the field effect transistor Q1 is sufficiently high with respect to the frequency of the input AC power supply. Therefore, the input voltage is considered to be constant during one switching cycle, and the choke coil L1 is sufficiently large with respect to the switching frequency, so that it can be regarded as almost constant current. In addition, the exciting inductance of the transformer Tr1 is considerably smaller than L1, the turns ratio is 1: 1, and the output filter choke coil L2 is sufficiently large as a current source. Hereinafter, the description will be given by dividing into time sections T0, T1,..., T7 shown in FIG.

【区間T0-T1 】時刻T0で電界効果トランジスタQ1をオン
させると,それまでEi→L1→C3→n1→C1→Eiの閉ループ
に流れていた電流は電界効果トランジスタQ1に流れ込
む。同時に変圧器Tr1 の1次巻線n1にはコンデンサC1の
電圧Ebが印加され2次巻線n2に電圧が発生し,チョーク
コイルL2に流れていた電流はすべて2次巻線n2へと転流
する。従って変圧器Tr1 の1次巻線n1の電流は時刻T0で
図2 (a)に示すようにダイオードD3に流れていた電流の
ステップ変化となり,その後Eb/L0 ( L0:変圧器Tr1 の
励磁インダクタンス)の傾きで上昇する。チョークコイ
ルL1に流れる電流i1は数式1で表される。
[Section T0-T1] When the field effect transistor Q1 is turned on at time T0, the current that has been flowing through the closed loop of Ei → L1 → C3 → n1 → C1 → Ei flows into the field effect transistor Q1. At the same time, the voltage Eb of the capacitor C1 is applied to the primary winding n1 of the transformer Tr1 to generate a voltage in the secondary winding n2, and all the current flowing in the choke coil L2 is commutated to the secondary winding n2. I do. Therefore, the current of the primary winding n1 of the transformer Tr1 becomes a step change of the current flowing through the diode D3 at the time T0 as shown in FIG. 2A, and then Eb / L0 (L0: the exciting inductance of the transformer Tr1). ). The current i1 flowing through the choke coil L1 is represented by Expression 1.

【数1】 数式1において,所期値は入力電圧Eiの位相により異な
る。Joは入力電圧Eiが高いほど大きくなり,Vco は逆に
入力電圧Eiが高いほど小さくなる。従ってαは入力電圧
Eiの高い位相のときほど大きくなり,交流入力電圧が0
からピークまででおおむね50〜80度となる。また,T1〜
T2の期間はコンデンサC3をコンデンサC1の電圧Ebまで充
電する期間であり,入力電圧が高い位相の時ほど早く充
電完了になるので入力電圧の低い位相のときほど長くな
り,おおよそ5〜1.5μs になる。入力電流波形は図2
(b) に示すような波形になる。コンデンサC3の電圧は図
2(d) に示すようにほぼ直線的に上昇する。電界効果ト
ランジスタQ1の電流は図2(c) に示すように巻線n1に流
れる電流とコンデンサC3に流れる電流の和になる。変圧
器Tr1 の2次電流In2はダイオードD3に流れていた電流
が流れ込み出力電流I0 と等しくなる。図2(e) に波形
を示す。
(Equation 1) In Equation 1, the desired value differs depending on the phase of the input voltage Ei. Jo increases as the input voltage Ei increases, and Vco decreases as the input voltage Ei increases. Therefore α is the input voltage
The higher the phase of Ei, the larger the AC input voltage becomes.
From 50 to 80 degrees from the peak to the peak. Also, T1 ~
The period of T2 is a period during which the capacitor C3 is charged up to the voltage Eb of the capacitor C1, and the charging is completed earlier when the input voltage is in the higher phase. Therefore, the period is longer when the input voltage is in the lower phase, and it takes about 5 to 1.5 μs. Become. Figure 2 shows the input current waveform.
The waveform becomes as shown in (b). The voltage of the capacitor C3 rises almost linearly as shown in FIG. The current of the field effect transistor Q1 is the sum of the current flowing through the winding n1 and the current flowing through the capacitor C3, as shown in FIG. The current flowing through the diode D3 flows into the secondary current In2 of the transformer Tr1, and becomes equal to the output current I0. Fig. 2 (e) shows the waveform.

【区間T1-T2 】時刻T1でコンデンサC3の電圧がコンデン
サC1の電圧Eb となるとクランプされ,チョークコイル
L1の電流はダイオードD1を介してコンデンサC1に流れ込
む。したがって,電界効果トランジスタQ1に流れる電流
はコンデンサC1に流れていた電流が無くなるが,引き続
きEb/L0 の傾きで上昇する。また,出力にはコンデンサ
C1より出力電流I0 をトランスを介して供給する。図2
(b)(c)にその波形を示す。このときチョークコイルL1に
流れる電流i1はコンデンサC3の電圧を一定とすると数式
2で表される。
[Section T1-T2] At time T1, when the voltage of the capacitor C3 becomes the voltage Eb of the capacitor C1, the voltage is clamped, and the choke coil is turned on.
The current of L1 flows into the capacitor C1 via the diode D1. Therefore, the current flowing through the field effect transistor Q1 loses the current flowing through the capacitor C1, but continues to rise with the slope of Eb / L0. In addition, a capacitor is used for output.
An output current I0 is supplied from C1 via a transformer. FIG.
(b) and (c) show the waveforms. At this time, the current i1 flowing through the choke coil L1 is expressed by Expression 2 assuming that the voltage of the capacitor C3 is constant.

【数2】 EbはEiより常に高いため数式2よりIiは減少していく。
また,入力電圧Eiが高い位相のときほど減少の傾きは緩
やかになる。この動作モードは電界効果トランジスタQ1
がオフするまで続く。電界効果トランジスタQ1の導通期
間は負荷および入力電圧の実効値が変わらなければほぼ
一定になるため,この期間は入力電圧の高い位相のとき
ほど長く,おおよそ0〜3.5μs になる。
(Equation 2) Since Eb is always higher than Ei, Ii decreases from Equation 2.
Further, the slope of the decrease becomes gentler as the input voltage Ei has a higher phase. This operation mode is based on the field effect transistor Q1.
Continue until turned off. The conduction period of the field-effect transistor Q1 is substantially constant unless the effective values of the load and the input voltage change, so that this period is longer when the phase of the input voltage is higher, and is approximately 0 to 3.5 μs.

【区間T2-T3 】時刻T2で電界効果トランジスタQ1をオフ
させると1次巻線n1に流れていた励磁電流はn1→C3→D1
→n1の閉ループに流れる。電界効果トランジスタQ1の電
圧はゼロからコンデンサC3の電圧にしたがって上昇して
いく。一方変圧器Tr1の2次巻線n2の電流は電界効果ト
ランジスタQ1のオフ後も変圧器Tr1 の1次巻線n1のコン
デンサC3の電圧が印加されるため流れ続ける。そして,
入力電流であるチョークコイルL1の電流は引き続き減少
しながらコンデンサC1に流れ続け,数式2の延長として
表される。このときコンデンサC3に流れる電流i3は数式
3で表される。
[Section T2-T3] When the field-effect transistor Q1 is turned off at time T2, the exciting current flowing through the primary winding n1 becomes n1 → C3 → D1
→ It flows into the closed loop of n1. The voltage of the field effect transistor Q1 increases from zero according to the voltage of the capacitor C3. On the other hand, the current of the secondary winding n2 of the transformer Tr1 continues to flow even after the field-effect transistor Q1 is turned off because the voltage of the capacitor C3 of the primary winding n1 of the transformer Tr1 is applied. And
The current of the choke coil L1, which is the input current, continues to flow to the capacitor C1 while continuously decreasing, and is expressed as an extension of Equation 2. At this time, the current i3 flowing through the capacitor C3 is expressed by Expression 3.

【数3】 数式3においてK30 が大きいためγはおおよそ70度にな
り,i3の変化は少なくほぼ一定と見なされる。この動作
モードはコンデンサC3の電圧がゼロになるまでの期間で
あり,1μs 以下になる。
(Equation 3) In Equation 3, since K30 is large, γ is approximately 70 degrees, and the change in i3 is small and considered to be almost constant. This operation mode is a period until the voltage of the capacitor C3 becomes zero, and is 1 μs or less.

【区間T3-T5 】時刻T3でコンデンサC3の電圧がゼロにな
ると変圧器Tr1 の一次コイルn1の電圧もゼロになり2次
電流は遮断され,チョークコイルL2の電流はフライホイ
ルダイオードD3を介して流れ続ける。したがって変圧器
Tr1 の1次電流In1 は図2(a)に示すように時刻T3でIo
だけ減少し,その後励磁インダクタンスLoとコンデンサ
C3との自由振動を継続しコンデンサC3の電圧は反転し負
方向に大きくなる。電界効果トランジスタQ1の電圧はコ
ンデンサC3の電圧に従って上昇を続ける。時刻T4で1次
巻線n1の電流は方向が反転し,コンデンサC3の電圧は負
のピークに達し,チョークコイルL1の電流と等しくなる
時刻T4まで振動を継続する。従ってこのときのコンデン
サC3に流れる電流は数式3にIoを加えた電流になる。時
刻T3からT4までの時間は入力電圧位相にほとんど影響さ
れずほぼ2μs 強になる。T4からT5までの時間は入力電
流が大きいほど長くなるので入力電圧の高い位相のとき
ほど長くなりその違いはおおよそ1μs になる。
[Section T3-T5] At time T3, when the voltage of the capacitor C3 becomes zero, the voltage of the primary coil n1 of the transformer Tr1 also becomes zero, the secondary current is cut off, and the current of the choke coil L2 is passed through the flywheel diode D3. Keep flowing. Therefore the transformer
The primary current In1 of Tr1 becomes Io at time T3 as shown in FIG.
And then the excitation inductance Lo and the capacitor
Free oscillation with C3 continues, and the voltage of capacitor C3 reverses and increases in the negative direction. The voltage of the field effect transistor Q1 keeps rising according to the voltage of the capacitor C3. At time T4, the current of the primary winding n1 reverses direction, the voltage of the capacitor C3 reaches a negative peak, and continues to oscillate until time T4 when the current becomes equal to the current of the choke coil L1. Therefore, the current flowing through the capacitor C3 at this time is a current obtained by adding Io to Equation 3. The time from time T3 to T4 is little influenced by the input voltage phase and is almost 2 μs or more. Since the time from T4 to T5 becomes longer as the input current becomes larger, it becomes longer as the phase of the input voltage becomes higher, and the difference is about 1 μs.

【区間T5-T6 】時刻T5でチョークコイルL1の電流が1次
巻線n1の電流より小さくなるとダイオードD1はオフし,
Ei→L1→C3→n1→C1→Eiの閉ループに電流が流れる。チ
ョークコイルL1は励磁インダクタンスLoと比べ十分大き
いため,一次巻線電流In1 の変化率は小さくなり一次巻
線電圧は急速に減少し電界効果トランジスタQ1の電圧も
減少する。コンデンサC3の電圧はほぼ直線的に変化す
る。このときのチョークコイルL1に流れる電流i1は数式
4で表される。
[Section T5-T6] At time T5, when the current of the choke coil L1 becomes smaller than the current of the primary winding n1, the diode D1 turns off,
A current flows through the closed loop of Ei → L1 → C3 → n1 → C1 → Ei. Since the choke coil L1 is sufficiently larger than the exciting inductance Lo, the rate of change of the primary winding current In1 decreases, the primary winding voltage decreases rapidly, and the voltage of the field effect transistor Q1 also decreases. The voltage of the capacitor C3 changes almost linearly. The current i1 flowing through the choke coil L1 at this time is expressed by Expression 4.

【数4】 数式4においてEiとVc50との関係に注目すると,Eiが小
さい電圧位相のときは区間T3からT5までの区間が短くな
るため,Vc50の所期値が負に大きく(−350V程度)な
る。またEiが大きくなるとVc50の所期値はほぼゼロにな
る。したがってδは入力電圧Eiのゼロ付近では約50度
で,入力電圧Eiが大きくなるとほぼゼロになる。また,
ω4 はL1がLoより大きいので,区間T3からT5にくらべて
小さくなり,電流の変化は緩やかになる。入力電流Iiの
波形は図2(g) に示すようになる。電界効果トランジス
タQ1の電圧は数式4を微分しLoを乗じた値に,コンデン
サC1の電圧Ebを加えた値で,図2(f) のようになる。
(Equation 4) Looking at the relationship between Ei and Vc50 in Equation 4, when Ei has a small voltage phase, the section from section T3 to T5 is short, and the expected value of Vc50 is negatively large (about -350 V). When Ei increases, the expected value of Vc50 becomes almost zero. Therefore, δ is about 50 degrees near zero of the input voltage Ei, and becomes almost zero as the input voltage Ei increases. Also,
Since L1 is larger than Lo, ω4 becomes smaller than that in the section T3 to T5, and the current changes gradually. The waveform of the input current Ii is as shown in FIG. The voltage of the field effect transistor Q1 is a value obtained by adding the voltage Eb of the capacitor C1 to the value obtained by differentiating Expression 4 and multiplying it by Lo, as shown in FIG.

【区間T6-T7 】時刻T6で変圧器Tr1 の1次巻線n1の電圧
がゼロになり極性が反転しようとするとチョークコイル
L2の電流がダイオードD3と2次巻線n2とに分流する。こ
のため巻線電圧はゼロにおさえられ,電界効果トランジ
スタQ1の電圧はEbでクランプされる。巻線電圧がゼロと
なるため励磁電流の変化は無くなり,チョークコイルL1
とコンデンサC3との振動による電流変化分がチョークコ
イルL2の電流の分流として変圧器Tr1 の各巻線に流れ
る。チョークコイルL1の電流i1は数式5となる。
[Section T6-T7] At time T6, when the voltage of the primary winding n1 of the transformer Tr1 becomes zero and the polarity is about to be reversed, the choke coil is activated.
The current of L2 is shunted to the diode D3 and the secondary winding n2. Therefore, the winding voltage is suppressed to zero, and the voltage of the field effect transistor Q1 is clamped by Eb. Since the winding voltage becomes zero, there is no change in the exciting current, and the choke coil L1
The current change due to the vibration of the capacitor C3 flows through each winding of the transformer Tr1 as a shunt of the current of the choke coil L2. The current i1 of the choke coil L1 is represented by Expression 5.

【数5】 時刻T7で再び電界効果トランジスタQ1がオンし時刻T0か
らを繰り返す。チョークコイルL1に流れる電流Iiの波形
を図2(g)に示す。以上高周波スイッチングの1周期の
動作について述べたが,次に商用交流電源Eiの1周期に
おける入力電流について説明する。このコンバータ回路
の前半は,いわゆる昇圧チョッパ回路を構成しており,
入力電流は入力電圧の全範囲にわたって連続して流れ
る。区間T0-T1 では,入力電流は,スイッチのオン時に
コンデンサC3をコンデンサC1の電圧Ebまで充電しながら
チョークコイルL1にエネルギーを蓄える。そしてコンデ
ンサC1をEbに充電後はスイッチのオン・オフに関係な
く,L1に蓄えられたエネルギーと入力電圧との和でC1を
充電する。区間T0-T1 での入力電流は,スイッチ・オン
時のC3の電圧が入力電圧の全範囲で同じであれば電流積
分量は同じであるが,コンデンサC3の初期値は入力電圧
にほぼ反比例する。これは時刻T5のポイント(L1の電流
とL0の電流とが等しくなりD1がカットオフする点)が,
入力電圧が高くなるにつれ遅れるようになりコンデンサ
C3の電圧がゼロに近ずくからである。従って,電界効果
トランジスタQ1のオン時の入力電流増加量は,入力電圧
が低いほど大きくなる。一方,区間T1-T5 でのチョーク
コイルL1のリッセトモードでは入力電圧とC1の電圧との
差電圧でリセット量が決まるため,入力電圧が低い程入
力電流は減少する。従って,スイッチング1サイクルに
おける入力電流の積分量は,交流入力電圧の影響を受け
るものの,交流周波数の一周期についてシミュレーショ
ンを行えば,図3に示すような正弦波に直流分が重畳さ
れた如き波形となる。この波形は力率0.98程度に対応す
る。フォワード結合コンバータの出力電圧は,フィルタ
用チョークコイルL2の電流がカット・オフしない範囲で
は,変圧器Tr1 の1次巻線n1に印加される電圧とその時
比率で決定される。従って出力電圧を負荷変動に対して
一定電圧に保つように,制御回路U1によりコンバータ回
路の電圧変動を補償する時比率制御を行う。本コンバー
タ回路においてはスイッチング素子たる電界効果トラン
ジスタQ1一個のみで出力電圧を一定にするよう時比率制
御を行っている。一方交流入力電圧の変動に対して電界
効果トランジスタQ1はチョッパ回路のスイッチング素子
としても,同じ時比率で制御がなされるが結果的には安
定な直流出力電圧を保つよう内部回路相互で制御され
る。尚,電界効果トランジスタQ1はバイポーラトランジ
スタ等の他のスイッチング素子に置き換えることができ
る。また,各半導体スイッチング素子の極性を全て逆方
向に入れ換えることもできる。また,前述の定数は一例
であって以上述べた動作モードになるような定数の値の
組合せであればよい。直流出力回路に平滑フィルタをさ
らに増設することもできる。検出・比較回路DET1の接続
場所は必ずしも出力端子に限らず,遠隔地の負荷の両端
に直接接続する方法がある。あるいは変圧器Tr1 に電圧
検出用の巻線を設けて出力電圧を検出することができ
る。また変圧器Tr1 に複数の2次巻線を設けてそれぞれ
に整流・平滑回路と出力端子を設けることもできる。
(Equation 5) At time T7, the field effect transistor Q1 is turned on again, and the operation from time T0 is repeated. FIG. 2 (g) shows the waveform of the current Ii flowing through the choke coil L1. The operation of one cycle of the high-frequency switching has been described above. Next, the input current of the commercial AC power supply Ei in one cycle will be described. The first half of this converter circuit constitutes a so-called boost chopper circuit.
The input current flows continuously over the entire range of the input voltage. In the section T0-T1, the input current stores energy in the choke coil L1 while charging the capacitor C3 to the voltage Eb of the capacitor C1 when the switch is turned on. After charging the capacitor C1 to Eb, the capacitor C1 is charged by the sum of the energy stored in L1 and the input voltage regardless of whether the switch is on or off. The input current in the section T0-T1 is the same if the voltage of C3 at the time of switch on is the same in the entire range of the input voltage, the amount of current integration is the same, but the initial value of the capacitor C3 is almost inversely proportional to the input voltage . This is because the point at time T5 (the point where the current of L1 equals the current of L0 and D1 cuts off) is
As the input voltage increases, the delay increases
This is because the voltage of C3 approaches zero. Therefore, the input current increase when the field effect transistor Q1 is turned on increases as the input voltage decreases. On the other hand, in the reset mode of the choke coil L1 in the section T1-T5, since the reset amount is determined by the difference voltage between the input voltage and the voltage of C1, the input current decreases as the input voltage decreases. Therefore, although the integral amount of the input current in one switching cycle is affected by the AC input voltage, if a simulation is performed for one cycle of the AC frequency, a waveform such as a DC component superimposed on a sine wave as shown in FIG. 3 is obtained. Becomes This waveform corresponds to a power factor of about 0.98. The output voltage of the forward-coupled converter is determined by the voltage applied to the primary winding n1 of the transformer Tr1 and the duty ratio within a range where the current of the filter choke coil L2 does not cut off. Therefore, the duty ratio control for compensating for the voltage fluctuation of the converter circuit is performed by the control circuit U1 so that the output voltage is kept constant with respect to the load fluctuation. In this converter circuit, the duty ratio control is performed so that the output voltage is kept constant by only one field effect transistor Q1 as a switching element. On the other hand, the field effect transistor Q1 is controlled at the same time ratio as the switching element of the chopper circuit against the fluctuation of the AC input voltage, but as a result, the internal circuits are controlled to maintain a stable DC output voltage . Note that the field effect transistor Q1 can be replaced with another switching element such as a bipolar transistor. Further, the polarity of each semiconductor switching element can be all reversed. Further, the above-described constants are merely examples, and may be any combination of the values of the constants such that the operation mode described above is obtained. A smoothing filter can be further added to the DC output circuit. The connection place of the detection / comparison circuit DET1 is not necessarily limited to the output terminal, and there is a method of connecting directly to both ends of a remote load. Alternatively, an output voltage can be detected by providing a winding for voltage detection in the transformer Tr1. Further, a plurality of secondary windings may be provided in the transformer Tr1, and a rectifying / smoothing circuit and an output terminal may be provided in each of the secondary windings.

【第2の実施例】図4は本発明の第2の実施例を示す。
この実施例は図1に示す実施例と同様の構成であるが,
構成上の相違点としては,変圧器Tr1 の接続極性が図1
の場合と逆極性になる点,2次側の整流回路がダイオー
ドD2とコンデンサC2のみからなる半波整流回路である
点,および変圧器Tr1 の1次巻線n1に直列にダイオード
D4が図示の極性で設けられている点である。そしてこの
構成上の相違点は,動作としては,コンバータ動作の部
分がいわゆるフォワード型からフライバック型に置き換
えられて対応する。それ以外の本発明の目的とする高力
率を得る点については共通である。重複を避けながら以
下に動作説明をする。各部の波形は図5に示すように時
刻の区間T0,T1,...,T5に分けて説明する。
Second Embodiment FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
This embodiment has the same configuration as the embodiment shown in FIG.
The difference in the configuration is that the connection polarity of the transformer Tr1 is
, The secondary rectifier circuit is a half-wave rectifier circuit consisting of only the diode D2 and the capacitor C2, and the diode is connected in series with the primary winding n1 of the transformer Tr1.
D4 is provided with the illustrated polarity. The difference in configuration corresponds to the operation in which the part of the converter operation is replaced by a so-called forward type to a flyback type. The other points are common in obtaining a high power factor which is the object of the present invention. The operation will be described below while avoiding duplication. The waveforms of each part will be described separately for time sections T0, T1,..., T5 as shown in FIG.

【区間T0-T1 】時刻T0で電界効果トランジスタQ1をオン
させると,それまでEi→L1→D1→C1→Eiの閉ループに流
れていた電流はコンデンサC3を充電しながら電界効果ト
ランジスタQ1に流れ込む。同時に変圧器Tr1 の1次巻線
n1にはコンデンサC1の電圧Ebが印加されるが,2次巻線
n2の電圧極性は出力電圧E0に対して負極性の電圧が発生
し,ダイオードD2で遮断されるため2次側には電流が流
れない。従って変圧器Tr1 の1次巻線n1には励磁電流が
時刻T0でC1→n1→D4→Q1→C1の閉ループに流れはじめ図
5 (a)に示すようにEb/L0 ( L0:変圧器Tr1 の励磁イン
ダクタンス)の傾きで上昇する。チョークコイルL1に流
れる電流i1は前出の数式1と同じ形の数式で表される。
数式1において,所期値は入力電圧Eiの位相により異な
る。Jo2 は入力電圧Eiが高いほど大きくなり,Vco は入
力電圧Eiに無関係にほぼ一定となる。従ってαは入力電
圧Eiの高い位相のときほど大きくなり,交流入力電圧が
0からピークまででおおむね50〜80度となる。また,T1
〜T2の期間はコンデンサC3をコンデンサC1の電圧Ebまで
充電する期間であり,入力電圧が高い位相の時ほど早く
充電完了になるので入力電圧の低い位相のときほど長く
なり,おおよそ5〜2.0 μs になる。入力電流波形は図
5(b) に示すような波形になる。コンデンサC3の電圧は
図5(d) に示すようにほぼ直線的に上昇する。電界効果
トランジスタQ1の電流は図5(c) に示すように巻線n1に
流れる電流とコンデンサC3に流れる電流の和になる。変
圧器Tr1 の2次電流In2はダイオードD2により遮断され
ているため,この区間では図5(e) に波形を示すように
ゼロである。
[Section T0-T1] When the field effect transistor Q1 is turned on at time T0, the current that has flowed through the closed loop of Ei → L1 → D1 → C1 → Ei flows into the field effect transistor Q1 while charging the capacitor C3. At the same time, the primary winding of the transformer Tr1
The voltage Eb of the capacitor C1 is applied to n1.
As for the voltage polarity of n2, a voltage having a negative polarity with respect to the output voltage E0 is generated and cut off by the diode D2, so that no current flows on the secondary side. Therefore, at time T0, the exciting current starts to flow through the closed loop of C1, n1, D4, Q1, and C1 in the primary winding n1 of the transformer Tr1, and Eb / L0 (L0: transformer Tr1) as shown in FIG. (Excitation inductance). The current i1 flowing through the choke coil L1 is expressed by a mathematical expression having the same form as the aforementioned mathematical expression 1.
In Equation 1, the desired value differs depending on the phase of the input voltage Ei. Jo2 increases as the input voltage Ei increases, and Vco becomes almost constant regardless of the input voltage Ei. Therefore, α increases as the input voltage Ei has a higher phase, and is approximately 50 to 80 degrees from 0 to the peak of the AC input voltage. Also, T1
The period from T2 to T3 is a period during which the capacitor C3 is charged to the voltage Eb of the capacitor C1. The charging is completed earlier when the input voltage is in the higher phase, and is longer when the input voltage is in the lower phase, and is approximately 5 to 2.0 μs. become. The input current waveform is as shown in FIG. The voltage of the capacitor C3 rises almost linearly as shown in FIG. The current of the field effect transistor Q1 is the sum of the current flowing through the winding n1 and the current flowing through the capacitor C3, as shown in FIG. Since the secondary current In2 of the transformer Tr1 is cut off by the diode D2, it is zero in this section as shown in the waveform of FIG.

【区間T1-T2 】時刻T1でコンデンサC3の電圧がコンデン
サC1の電圧Eb となるとクランプされ,チョークコイル
L1の電流はダイオードD1を介してコンデンサC1に流れ込
む。したがって,電界効果トランジスタQ1に流れる電流
はコンデンサC1に流れていた電流が無くなるが,引き続
きEb/L0 の傾きで上昇する。図5(b)(c)にその波形を示
す。このときチョークコイルL1に流れる電流i1はコンデ
ンサC3の電圧を一定とすると前出の数式2で表される。
EbはEiより常に高いため数式2よりIiは減少していく。
また,入力電圧Eiが高い位相のときほど減少の傾きは緩
やかになる。この動作モードは電界効果トランジスタQ1
がオフするまで続く。電界効果トランジスタQ1の導通期
間は負荷および入力電圧の実効値が変わらなければほぼ
一定になるため,この期間は入力電圧の高い位相のとき
ほど長く,おおよそ0〜3.0μs になる。
[Section T1-T2] At time T1, when the voltage of the capacitor C3 becomes the voltage Eb of the capacitor C1, the voltage is clamped, and the choke coil is turned on.
The current of L1 flows into the capacitor C1 via the diode D1. Therefore, the current flowing through the field effect transistor Q1 loses the current flowing through the capacitor C1, but continues to rise with the slope of Eb / L0. 5 (b) and 5 (c) show the waveforms. At this time, the current i1 flowing through the choke coil L1 is expressed by the above-mentioned formula 2 assuming that the voltage of the capacitor C3 is constant.
Since Eb is always higher than Ei, Ii decreases from Equation 2.
Further, the slope of the decrease becomes gentler as the input voltage Ei has a higher phase. This operation mode is based on the field effect transistor Q1.
Continue until turned off. The conduction period of the field-effect transistor Q1 is almost constant unless the effective values of the load and the input voltage are changed. Therefore, this period is longer when the phase of the input voltage is higher, and is approximately 0 to 3.0 μs.

【区間T2-T3 】時刻T2で電界効果トランジスタQ1をオフ
させると1次巻線n1に流れていた励磁電流はn1→D4→C3
→D1→n1の閉ループに流れる。電界効果トランジスタQ1
の電圧はゼロからコンデンサC3の電圧にしたがって上昇
していく。一方変圧器Tr1 の2次巻線n2の電流は電界効
果トランジスタQ1のオフ後も変圧器Tr1 の1次巻線n1の
コンデンサC3の電圧が印加されるため依然として流れな
い。そして,入力電流であるチョークコイルL1の電流は
引き続き減少しながらコンデンサC1に流れ続け,数式2
の延長として表される。このときコンデンサC3に流れる
電流i3は数式6で表される。
[Section T2-T3] When the field-effect transistor Q1 is turned off at time T2, the exciting current flowing through the primary winding n1 becomes n1 → D4 → C3
→ It flows into the closed loop of D1 → n1. Field effect transistor Q1
Rises from zero according to the voltage of the capacitor C3. On the other hand, the current of the secondary winding n2 of the transformer Tr1 does not flow even after the field-effect transistor Q1 is turned off because the voltage of the capacitor C3 of the primary winding n1 of the transformer Tr1 is applied. Then, the current of the choke coil L1, which is the input current, continues to flow through the capacitor C1 while continuously decreasing.
Expressed as an extension of At this time, the current i3 flowing through the capacitor C3 is expressed by Expression 6.

【数6】 数式6においてK30 が大きいためγはおおよそ70度にな
り,i3の変化は少なくほぼ一定と見なされる。この動作
モードはコンデンサC3の電圧がゼロになるまでの期間で
あり,1μs 以下になる。
(Equation 6) In Equation 6, since K30 is large, γ is approximately 70 degrees, and the change in i3 is small and considered to be almost constant. This operation mode is a period until the voltage of the capacitor C3 becomes zero, and is 1 μs or less.

【区間T3-T4 】時刻T3でコンデンサC3の電圧が−Voにな
ると変圧器Tr1 の一次巻線n1の電圧も−Voになり2次巻
線n2に電流が流れはじめる。すると2次巻線電圧は出力
電圧Eoにクランプされ,1次巻線もEoに固定される。1
次巻線電圧がEo一定となるとコンデンサC3への充電がな
くなり,したがって変圧器Tr1の1次電流In1 は図5(a)
に示すように時刻T3でゼロとなり,蓄積エネルギーは
2次巻線n2に転流する。2次巻線電流In2 は図5(e) に
示すようにEo/Lo の傾斜で減少する。電界効果トランジ
スタQ1の電圧はコンデンサC3の電圧と1次巻線n1の電圧
と出力電圧Eoとの和の電圧となる。時刻T4で2次巻線n2
の電流はゼロになり,変圧器Tr1 の励磁インダクタンス
に蓄積されたエネルギーはすべて放出される。チョーク
コイルL1の電流はコンデンサC1に流れ続け,数式2の延
長になる。時刻T3からT4までの時間は出力電流Ioの値で
決定され,最大出力電流時で約4μs 程度である。
[Section T3-T4] At time T3, when the voltage of the capacitor C3 becomes -Vo, the voltage of the primary winding n1 of the transformer Tr1 also becomes -Vo, and current starts to flow to the secondary winding n2. Then, the secondary winding voltage is clamped at the output voltage Eo, and the primary winding is also fixed at Eo. 1
When the secondary winding voltage becomes constant at Eo, the capacitor C3 is no longer charged. Therefore, the primary current In1 of the transformer Tr1 is as shown in FIG.
As shown in (2), it becomes zero at time T3, and the stored energy is commutated to the secondary winding n2. The secondary winding current In2 decreases with the slope of Eo / Lo as shown in FIG. The voltage of the field effect transistor Q1 is the sum of the voltage of the capacitor C3, the voltage of the primary winding n1, and the output voltage Eo. At time T4, the secondary winding n2
Current becomes zero, and all the energy stored in the magnetizing inductance of the transformer Tr1 is released. The current of the choke coil L1 continues to flow through the capacitor C1, which is an extension of Equation 2. The time from time T3 to T4 is determined by the value of the output current Io, and is about 4 μs at the maximum output current.

【区間T4-T5 】この区間は,2次電流がゼロになったの
ち次に電界効果トランジスタQ1がオンするまでの期間で
ある。チョークコイルL1の電流はコンデンサC1を充電す
る期間で,入力電流は時刻T1からT5まで連続して数式2
で表される時刻T5で再び電界効果トランジスタQ1がオン
し時刻T0からを繰り返す。チョークコイルL1に流れる電
流Iiの波形を図5(g) に示す。以下,第1の実施例にお
ける説明とほぼ同様の原理により交流周波数の一周期に
ついてシミュレーションを行えば,商用交流入力電流Ii
は図3に示すような正弦波に直流分が重畳された如き波
形となる。この波形は力率0.98程度に対応する。この第
2の実施例におけるダイオードD4は必須の構成要素では
ないので省くこともできるが,好ましい動作をさせるた
めにはダイオードD4は有効である。一方,第1の実施例
にはおいてはダイオードD4に相当する部品はないが,こ
れに相当する構成要素を含んでも基本的動作には変化な
い。
[Section T4-T5] This section is a period from when the secondary current becomes zero to when the field effect transistor Q1 is turned on next time. The current of the choke coil L1 is a period during which the capacitor C1 is charged.
At time T5, the field-effect transistor Q1 is turned on again, and the operation from time T0 is repeated. FIG. 5 (g) shows the waveform of the current Ii flowing through the choke coil L1. Hereinafter, if a simulation is performed for one cycle of the AC frequency according to the principle substantially the same as that described in the first embodiment, the commercial AC input current Ii
Is a waveform as shown in FIG. 3 in which a DC component is superimposed on a sine wave. This waveform corresponds to a power factor of about 0.98. Although the diode D4 in the second embodiment is not an essential component, it can be omitted. However, the diode D4 is effective for preferable operation. On the other hand, in the first embodiment, there is no component corresponding to the diode D4, but the basic operation does not change even if the corresponding component is included.

【発明の効果】本発明は以上述べたような特徴を有し,
一つのスイッチング素子で出力電圧の安定化制御を行う
と同時に,交流入力電流の波形の改善ができ,力率は0.
98程度まで向上させることができる。またスイッチング
素子が一つであるので,従来の前置コンバータを設けた
場合の如き相互干渉は存在しない。さらにまたコンバー
タの共振作用により,スイッチング素子はゼロボルトス
イッチングとなり,その共振用コンデンサはロスレスス
ナバの役割を果たし,スイッチング素子のスナバ回路は
不要となる。さらにコンバータの共振作用はトランスの
リセット回路の役割をもはたしており,コンバータ変圧
器はリセット巻線およびリセットダイオードが不要とな
る。以上述べたように本発明に係るAC/DCコンバー
タは簡素な構成であって,小型軽量,高力率,高効率の
効果を有するものである。
The present invention has the features described above,
A single switching element stabilizes the output voltage while improving the AC input current waveform.
It can be improved to about 98. Since there is only one switching element, there is no mutual interference as in the case where a conventional pre-converter is provided. Furthermore, due to the resonance action of the converter, the switching element performs zero volt switching, the capacitor for resonance plays the role of a lossless snubber, and the snubber circuit of the switching element becomes unnecessary. Further, the converter's resonance function plays a role of a reset circuit of the transformer, and the converter transformer does not need a reset winding and a reset diode. As described above, the AC / DC converter according to the present invention has a simple configuration and has effects of small size, light weight, high power factor, and high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるAC/DCコンバータの第1の
実施例の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a first embodiment of an AC / DC converter according to the present invention.

【図2】本発明にかかるAC/DCコンバータの第1の
実施例の動作を説明する波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of the first embodiment of the AC / DC converter according to the present invention.

【図3】本発明にかかるAC/DCコンバータの交流入
力電流波形図である。
FIG. 3 is an AC input current waveform diagram of the AC / DC converter according to the present invention.

【図4】本発明にかかるAC/DCコンバータの第2の
実施例の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of an AC / DC converter according to a second embodiment of the present invention;

【図5】本発明にかかるAC/DCコンバータの第2の
実施例の動作を説明する波形図である。
FIG. 5 is a waveform chart for explaining the operation of the second embodiment of the AC / DC converter according to the present invention.

【図6】従来のAC/DCコンバータの構成の一例を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a configuration of a conventional AC / DC converter.

【図7】従来のAC/DCコンバータの交流入力電流波
形図である。
FIG. 7 is an AC input current waveform diagram of a conventional AC / DC converter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

C1,C2,C3…コンデンサ D1,D2,D3,D4 …ダイオード DET1…電圧分圧器 Ei…商用交流電源 L1,L2 …チョークコイル Q1…電界効果トランジスタ Q2…フォトカプラ RC1,RC2 …整流回路 Tr1 …変圧器 U1…制御回路 X1,X2 …入力端子 Y1,Y2 …出力端子 C1, C2, C3 ... capacitors D1, D2, D3, D4 ... diodes DET1 ... voltage divider Ei ... commercial AC power supply L1, L2 ... choke coil Q1 ... field effect transistor Q2 ... photocoupler RC1, RC2 ... rectifier circuit Tr1 ... transformer U1… Control circuit X1, X2… Input terminal Y1, Y2… Output terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/00 - 7/40 H02M 3/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 7/ 00-7/40 H02M 3/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】商用交流電源に接続されるべき一対の入力
端子と, 一対の交流入力端子と一対の直流出力端子とを備えたブ
リッジ型の整流回路であって,その整流回路の交流入力
端子が前記一対の入力端子に接続されるブリッジ型の整
流回路と, このブリッジ型の整流回路の直流出力端子に接続され
る,互いに直列接続されたチョークコイルとダイオード
とコンデンサと, 前記商用交流電源の周波数に比較して十分高い周波数の
オンオフ駆動信号を発生する制御回路と, 一対の主電極と制御端子とを備えたスイッチング素子で
あって,その制御端子が前記制御回路によってオンオフ
駆動されるとともに,その主電極の一端は前記チョーク
コイルと前記ダイオードとの接続点に第2のコンデンサ
を介して接続され,主電極の他の一端は前記コンデンサ
の一端に接続されるスイッチング素子と, 少なくとも1次巻線と2次巻線とを備えた変圧器であっ
て,その1次巻線が前記コンデンサと前記ダイオードと
の接続点と前記スイッチング素子の主電極との間に接続
される変圧器と, この変圧器の2次巻線に接続された整流手段と, この整流手段に接続された出力端子とからなるAC/D
Cコンバータ。
A bridge-type rectifier circuit comprising a pair of input terminals to be connected to a commercial AC power supply, a pair of AC input terminals, and a pair of DC output terminals, wherein the AC input terminals of the rectifier circuit are provided. Are connected to the pair of input terminals, a bridge-type rectifier circuit is connected to a DC output terminal of the bridge-type rectifier circuit, a choke coil, a diode, and a capacitor are connected in series with each other; A control circuit for generating an on / off drive signal having a frequency sufficiently higher than the frequency, and a switching element having a pair of main electrodes and a control terminal, wherein the control terminal is driven on / off by the control circuit; One end of the main electrode is connected to a connection point between the choke coil and the diode via a second capacitor, and the other end of the main electrode is connected to the capacitor. A transformer comprising a switching element connected to one end of a capacitor, and at least a primary winding and a secondary winding, wherein the primary winding is connected to a connection point between the capacitor and the diode and the switching element. An AC / D comprising a transformer connected between the main electrode of the transformer, a rectifier connected to a secondary winding of the transformer, and an output terminal connected to the rectifier.
C converter.
【請求項2】前記変圧器の2次巻線に接続された整流手
段が,前記スイッチング素子のオン時に対応してエネル
ギー伝達することを特徴とする請求項1記載のAC/D
Cコンバータ。
2. The AC / D converter according to claim 1, wherein the rectifier connected to the secondary winding of the transformer transmits energy corresponding to a time when the switching element is turned on.
C converter.
【請求項3】前記変圧器の2次巻線に接続された整流手
段が,前記スイッチング素子のオフ時に対応してエネル
ギー伝達することを特徴とする請求項1記載のAC/D
Cコンバータ。
3. The AC / D according to claim 1, wherein the rectifier connected to the secondary winding of the transformer transmits energy corresponding to a time when the switching element is turned off.
C converter.
【請求項4】前記変圧器の1次巻線に直列にダイオード
が接続されることを特徴とする請求項1または請求項2
または請求項3記載のAC/DCコンバータ。
4. The transformer according to claim 1, wherein a diode is connected in series with a primary winding of the transformer.
Or the AC / DC converter according to claim 3.
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