JP3139682B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JP3139682B2 JP3139682B2 JP01282114A JP28211489A JP3139682B2 JP 3139682 B2 JP3139682 B2 JP 3139682B2 JP 01282114 A JP01282114 A JP 01282114A JP 28211489 A JP28211489 A JP 28211489A JP 3139682 B2 JP3139682 B2 JP 3139682B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、交流電源より直流電源をつくるスイッチン
グ方式で高力率、低損失の電源装置に関する。
グ方式で高力率、低損失の電源装置に関する。
商用電源を直流に整流する方法としては従来よりコン
デンサインプット方式が一般的であったが、高調波電流
が流れ入力力率が悪い欠点が問題にされていた。このた
め近年、アクティブフィルターなどとよばれるスイッチ
ング方式の力率改善が考案された。たとえば、特許出願
公開平１−148070などがある。
デンサインプット方式が一般的であったが、高調波電流
が流れ入力力率が悪い欠点が問題にされていた。このた
め近年、アクティブフィルターなどとよばれるスイッチ
ング方式の力率改善が考案された。たとえば、特許出願
公開平１−148070などがある。
従来のコンデンサインプットの整流方式は、交流電源
電圧のピーク付近だけ鋭くてピーク値の大きい電流が流
れ、この高調波電流が近年大きな問題になっている。ま
た、電源装置にとっても入力に不用な高調波電流が流れ
るため力率が悪く入力部のノイズフィルター・スイッチ
・入力コードなどに定格電流値の大きい物が必要になっ
ていた。
電圧のピーク付近だけ鋭くてピーク値の大きい電流が流
れ、この高調波電流が近年大きな問題になっている。ま
た、電源装置にとっても入力に不用な高調波電流が流れ
るため力率が悪く入力部のノイズフィルター・スイッチ
・入力コードなどに定格電流値の大きい物が必要になっ
ていた。
本問題を改善する従来のものとしては、第２図に示す
ように、交流電流を整流ブリッジダイオード13,14,15,1
6で整流して、リアクトル３を通してスイッチングトラ
ンジスタ19に接続して、トランジスタ19をオンすること
で、交流電源１よりブリッジダイオード13〜16を通して
リアクトル３に電流が流れる構成のものがある。トラン
ジスタ19がオフすると、リアクトル３に流れていた電流
は、交流電源１よりブリッジダイオード13〜16を通し
て、さらに、転流用ダイオード18を通して、負荷２に流
れる。制御回路11で、負荷２の端子電圧を検出してその
値が一定となる所定のオン・オフ条件で、トランジスタ
19を制御すれば、交流電源１に流れる電流は正弦波電流
になり力率を改善することができる。
ように、交流電流を整流ブリッジダイオード13,14,15,1
6で整流して、リアクトル３を通してスイッチングトラ
ンジスタ19に接続して、トランジスタ19をオンすること
で、交流電源１よりブリッジダイオード13〜16を通して
リアクトル３に電流が流れる構成のものがある。トラン
ジスタ19がオフすると、リアクトル３に流れていた電流
は、交流電源１よりブリッジダイオード13〜16を通し
て、さらに、転流用ダイオード18を通して、負荷２に流
れる。制御回路11で、負荷２の端子電圧を検出してその
値が一定となる所定のオン・オフ条件で、トランジスタ
19を制御すれば、交流電源１に流れる電流は正弦波電流
になり力率を改善することができる。
しかし、上記従来の第２図に示す電源装置では、従来
のコンデンサインプット方式の第４図に比較すると、交
流電源１から負荷２に整流して直流電圧に変換するため
に、それら電流がリアクトル３とトランジスタ19とダイ
オード18にも流れるため、リアクトル３の内部抵抗損失
と、トランジスタ19のオン電圧損失と、ダイオード18の
順電圧損失により余分な電力損失が発生するため効率が
下がる欠点があった。
のコンデンサインプット方式の第４図に比較すると、交
流電源１から負荷２に整流して直流電圧に変換するため
に、それら電流がリアクトル３とトランジスタ19とダイ
オード18にも流れるため、リアクトル３の内部抵抗損失
と、トランジスタ19のオン電圧損失と、ダイオード18の
順電圧損失により余分な電力損失が発生するため効率が
下がる欠点があった。
上記従来の問題を踏まえて、本発明は、交流電源１を
整流せずに、双方向スイッチ17を通して、リアクトル３
に接続するため、高効率、低損失の電源装置を提供する
ことができる。
整流せずに、双方向スイッチ17を通して、リアクトル３
に接続するため、高効率、低損失の電源装置を提供する
ことができる。
すなわち本発明は、交流電源より整流する前にリアク
トルを通して交流電源の周期より短い時間でオン・オフ
できる双方向スイッチと、前記スイッチのオン・オフで
発生したパルス電圧を整流器を通して直流に整流して負
荷に接続する整流回路と、前記スイッチのオン・オフ時
間を調整する制御回路とを備えたことを特徴とする電源
装置である。
トルを通して交流電源の周期より短い時間でオン・オフ
できる双方向スイッチと、前記スイッチのオン・オフで
発生したパルス電圧を整流器を通して直流に整流して負
荷に接続する整流回路と、前記スイッチのオン・オフ時
間を調整する制御回路とを備えたことを特徴とする電源
装置である。
第１図は、本発明の原理説明用回路を示すもので、交
流電源１よりリアクトル３を通して双方向スイッチ17に
接続する。スイッチ17がオンすると、交流電源１の電圧
がリアクトル３に印加されるため、リアクトル３に流れ
る電流は上昇する。ある調整された時間後にスイッチ17
がオフすると、スイッチ17に接続された、ブリッジダイ
オード６〜９でリアクトル３に流れていた電流が、この
ときリアクトル３の黒丸より入る方向に流れていたとす
れば、ダイオード８を通り負荷２を通りダイオード７を
通り電源１に流れる。また、リアクトル３の黒丸より出
る方向で流れていたとすれば、リアクトル３の電流は、
ダイオード６を通り、負荷２を通り、ダイオード９を通
り、交流電源１に流れる。負荷２の端子電圧を検出して
従来の第２図の制御回路11と同様の制御回路11で、スイ
ッチ17のオン・オフの時間を調整することで、交流電源
１に流れる電流を正弦波に近い脈流にすることができ簡
単な回路で第２図の場合と同等以上に高力率で、負荷２
に直流電圧を供給できる。
流電源１よりリアクトル３を通して双方向スイッチ17に
接続する。スイッチ17がオンすると、交流電源１の電圧
がリアクトル３に印加されるため、リアクトル３に流れ
る電流は上昇する。ある調整された時間後にスイッチ17
がオフすると、スイッチ17に接続された、ブリッジダイ
オード６〜９でリアクトル３に流れていた電流が、この
ときリアクトル３の黒丸より入る方向に流れていたとす
れば、ダイオード８を通り負荷２を通りダイオード７を
通り電源１に流れる。また、リアクトル３の黒丸より出
る方向で流れていたとすれば、リアクトル３の電流は、
ダイオード６を通り、負荷２を通り、ダイオード９を通
り、交流電源１に流れる。負荷２の端子電圧を検出して
従来の第２図の制御回路11と同様の制御回路11で、スイ
ッチ17のオン・オフの時間を調整することで、交流電源
１に流れる電流を正弦波に近い脈流にすることができ簡
単な回路で第２図の場合と同等以上に高力率で、負荷２
に直流電圧を供給できる。
交流電源１の電力方向が逆転するときのリアクトル３
の電流は、制御回路11の働きで力率が高く100％に近い
値にしているため、交流電源１の電圧位相と一致してい
る。つまり逆転しようと電圧零点を通過するとき電流も
零で一度停止しているため、スムーズに逆転できる。
の電流は、制御回路11の働きで力率が高く100％に近い
値にしているため、交流電源１の電圧位相と一致してい
る。つまり逆転しようと電圧零点を通過するとき電流も
零で一度停止しているため、スムーズに逆転できる。
また、第３図の実施例では、電界効果トランジスタ
（以下FETと示す）４、５で双方向スイッチを構成して
いるが、ブリッジダイオード６〜９の内のダイオード６
とダイオード７は、特に取付なくとも、FET4,5の逆導通
特性を流用でき回路が簡単になる。
（以下FETと示す）４、５で双方向スイッチを構成して
いるが、ブリッジダイオード６〜９の内のダイオード６
とダイオード７は、特に取付なくとも、FET4,5の逆導通
特性を流用でき回路が簡単になる。
本発明の原理説明用回路（第１図）によれば、スイッ
チ17がオン時には電流がブリッジダイオード6,7,8,9の
いずれも経由しないため、ブリッジダイオード6,7,8,9
のいずれかの順方向電圧による損失分はなく高効率とな
る。すなわち、上記従来の第２図では、トランジスタ19
がオン時には、ブリッジダイオード13と15または14と16
に電流が流れて順方向電圧損失を発生させる。したがっ
て、本発明の原理説明用回路（第１図）に比べて第２図
ではトランジスタ19がオンの状態において、ブリッジダ
イオード13と15または14と16による順方向電圧損失によ
って高効率を確保し難い。また、第２図ではトランジス
タ19がオフ時も、ブリッジダイオード13と15または14と
16の内２本と転流ダイオード18の計３本のダイオードの
順方向電圧分の損失が生じるのに対して、本発明の原理
説明用回路（第１図）ではスイッチ17がオフ時もブリッ
ジダイオード６〜９の内２本のみの損失ですむため第２
図よりも効率が高くなる。
チ17がオン時には電流がブリッジダイオード6,7,8,9の
いずれも経由しないため、ブリッジダイオード6,7,8,9
のいずれかの順方向電圧による損失分はなく高効率とな
る。すなわち、上記従来の第２図では、トランジスタ19
がオン時には、ブリッジダイオード13と15または14と16
に電流が流れて順方向電圧損失を発生させる。したがっ
て、本発明の原理説明用回路（第１図）に比べて第２図
ではトランジスタ19がオンの状態において、ブリッジダ
イオード13と15または14と16による順方向電圧損失によ
って高効率を確保し難い。また、第２図ではトランジス
タ19がオフ時も、ブリッジダイオード13と15または14と
16の内２本と転流ダイオード18の計３本のダイオードの
順方向電圧分の損失が生じるのに対して、本発明の原理
説明用回路（第１図）ではスイッチ17がオフ時もブリッ
ジダイオード６〜９の内２本のみの損失ですむため第２
図よりも効率が高くなる。
第５図は本発明に係る参考例であり、スイッチ17と負
荷２の間の整流方式を倍電圧整流方式にすれば、ダイオ
ード６または８の１本分の順方向電圧損失ですみ、効率
は、第４図のコンデンサインプット方式と同様で、かつ
力率は第２図の従来方式と同様の性能がえられ、上記従
来の両者（第２図、第４図）の欠点をなくすことができ
る。
荷２の間の整流方式を倍電圧整流方式にすれば、ダイオ
ード６または８の１本分の順方向電圧損失ですみ、効率
は、第４図のコンデンサインプット方式と同様で、かつ
力率は第２図の従来方式と同様の性能がえられ、上記従
来の両者（第２図、第４図）の欠点をなくすことができ
る。
本発明によれば、簡単な回路構成により高力率．低損
失の電源装置を提供できる。
失の電源装置を提供できる。
第１図は、本発明の原理説明用回路を示す回路図、 第２図は、従来の回路図、 第３図は、本発明の一実施具体例の回路図、 第４図は、従来のコンデンサインプット回路図、 第５図は、本発明に係る参考例の回路図を示す。 1:交流電源、2:負荷、3:リアクトル、4,5,19:トランジ
スタ、6,7,8,9,13,14,15,16,18:ダイオード、10,12,20:
コンデンサ、11:制御回路、17:スイッチ。
スタ、6,7,8,9,13,14,15,16,18:ダイオード、10,12,20:
コンデンサ、11:制御回路、17:スイッチ。
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源より整流する前にリアクトルを通
して交流電源の周期より短い時間でオン・オフできる双
方向スイッチと、前記スイッチのオン・オフで発生した
パルス電圧を整流器を通して直流に整流して負荷に接続
する整流回路と、前記スイッチのオン・オフ時間を調整
する制御回路とを備えた電源装置において、 前記双方向スイッチは２つの電界効果トランジスタを直
列に接続してなり、前記電界効果トランジスタは前記整
流回路を構成する整流器の働きを兼ねることを特徴とす
る電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01282114A JP3139682B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01282114A JP3139682B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03143266A JPH03143266A (ja) | 1991-06-18 |
| JP3139682B2 true JP3139682B2 (ja) | 2001-03-05 |
Family
ID=17648313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01282114A Expired - Fee Related JP3139682B2 (ja) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3139682B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4232829C2 (de) * | 1992-09-30 | 1996-12-19 | Siemens Nixdorf Inf Syst | Schaltungsanordnung zum Erzeugen einer Gleichspannung |
| US5572417A (en) * | 1994-07-13 | 1996-11-05 | Vlt Corporation | AC to DC boost power converters |
| JP5233492B2 (ja) * | 2008-08-07 | 2013-07-10 | 富士電機株式会社 | 交直変換回路 |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP01282114A patent/JP3139682B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03143266A (ja) | 1991-06-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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