JP3171299U - Power supply circuit that converts AC to DC with improved power factor - Google Patents

Power supply circuit that converts AC to DC with improved power factor Download PDF

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Abstract

【課題】高周波輻射がない上、変圧器が必要なく、力率が改善可能なＡＣをＤＣに変換する電源回路を提供することにある。【解決手段】力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路は、リアクタンス素子Ｚ1１１、リアクタンス素子Ｚ2１２、フルブリッジ整流器１３及びフィルタコンデンサ１４を備える。リアクタンス素子Ｚ2１２は、リアクタンス素子Ｚ1１１に直列接続され、リアクタンス素子Ｚ1１１を介して交流入力電源に接続されることにより、交流電源と回路を形成する。フルブリッジ整流器１３は、リアクタンス素子Ｚ2１２上に並列接続され、リアクタンス素子Ｚ2１２上の低電圧交流電源を全波整流することにより、不安定な低電圧直流電源に変換する。フィルタコンデンサＣ3１４は、フルブリッジ整流器１３の出力端に接続され、不安定な低電圧直流電源をフィルタリングすることにより、安定した低電圧直流電源を出力する。【選択図】図１An object of the present invention is to provide a power supply circuit that converts AC to DC that does not have high-frequency radiation, does not require a transformer, and can improve power factor. An AC / DC conversion power supply circuit capable of improving a power factor includes a reactance element Z111, a reactance element Z212, a full bridge rectifier 13, and a filter capacitor 14. The reactance element Z212 is connected in series to the reactance element Z111, and is connected to an AC input power supply via the reactance element Z111, thereby forming a circuit with the AC power supply. The full bridge rectifier 13 is connected in parallel on the reactance element Z212 and converts the low voltage AC power supply on the reactance element Z212 into an unstable low voltage DC power supply by full-wave rectification. The filter capacitor C314 is connected to the output terminal of the full bridge rectifier 13, and outputs an unstable low voltage DC power source by filtering an unstable low voltage DC power source. [Selection] Figure 1

Description

本考案は、高周波輻射のないＡＣをＤＣに変換する(ＡＣ／ＤＣ変換)電源回路（AC-to-DC power supply circuit）に関し、特に、無変圧器で、力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路（AC-to-DC power supply circuit with power factor correction）に関する。   The present invention relates to an AC-to-DC power supply circuit that converts AC without high-frequency radiation into DC (AC / DC conversion), and in particular, AC / DC that can improve power factor without a transformer. It relates to a conversion power supply circuit (AC-to-DC power supply circuit with power factor correction).

従来技術について、図５を参照して説明する。図５に示すように、例えば、携帯電話、ノートブックパソコンなどの携帯型電子装置において、分離式電源降圧回路２０が使用される。分離式電源降圧回路２０は、変圧器２１及びフルブリッジ整流回路２２を含む。   The prior art will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, for example, in a portable electronic device such as a mobile phone or a notebook personal computer, a separate power supply step-down circuit 20 is used. The separated power supply step-down circuit 20 includes a transformer 21 and a full bridge rectifier circuit 22.

変圧器２１は、一次側巻線２１１及び二次側巻線２１２を含む。二次側巻線２１２の巻線数は、一次側巻線２１１より少ない。また、一次側巻線２１１は、交流電源に接続される。これにより、変圧器２１の二次側巻線２１２は、低電圧交流電源を出力する。   The transformer 21 includes a primary side winding 211 and a secondary side winding 212. The number of turns of the secondary winding 212 is smaller than that of the primary winding 211. The primary winding 211 is connected to an AC power source. Thereby, the secondary winding 212 of the transformer 21 outputs a low-voltage AC power supply.

フルブリッジ整流回路２２の入力端は、変圧器２１の二次側巻線２１２に接続される。また、フルブリッジ整流回路２２の出力端には、フィルタコンデンサ２２１が接続される。これにより、低電圧交流電源は、低電圧直流電源に整流され、出力される。   The input terminal of the full bridge rectifier circuit 22 is connected to the secondary winding 212 of the transformer 21. A filter capacitor 221 is connected to the output terminal of the full bridge rectifier circuit 22. As a result, the low voltage AC power supply is rectified and output to the low voltage DC power supply.

即ち、変圧器２１の一次側巻線２１１と二次側巻線２１２との巻線比をＮ：１に調整することにより、２２０Ｖ又は１１０Ｖの交流電源は、低電圧交流電源に有効に変換される。その後、フルブリッジ整流回路２２及びフィルタコンデンサ２２１により、低電圧交流電源は、低電圧直流電源に変換された後に出力され、電子装置の充電電源又は作動電源として供給される。   That is, by adjusting the turns ratio of the primary side winding 211 and the secondary side winding 212 of the transformer 21 to N: 1, the 220V or 110V AC power source is effectively converted to a low voltage AC power source. The Thereafter, the low-voltage AC power source is converted into a low-voltage DC power source by the full-bridge rectifier circuit 22 and the filter capacitor 221 and then output and supplied as a charging power source or an operating power source for the electronic device.

しかし、現代の電子装置は、軽薄短小化が求められているが、変圧器が使用される場合、電子装置のサイズを小型化することができなくなる。従って、一般に、従来技術においては、高周波切替方式により、低周波電源を高周波交流電源に変換する。そのため、体積の小さな高周波変圧器を使用することにより、高電圧電源を降圧した後、低電圧直流電源に整流する。しかし、高周波の使用により、高周波輻射が発生し、ユーザに傷害を与えたり、隣接した電子装置が干渉を受けたりする虞がある。   However, modern electronic devices are required to be light and thin, but when a transformer is used, the size of the electronic device cannot be reduced. Therefore, generally, in the prior art, a low frequency power source is converted into a high frequency AC power source by a high frequency switching method. Therefore, by using a high-frequency transformer with a small volume, the high voltage power supply is stepped down and then rectified to a low voltage DC power supply. However, the use of high frequency may cause high frequency radiation, which may injure the user or cause adjacent electronic devices to receive interference.

従来技術において、無変圧器式ＡＣ／ＤＣ変換制御回路が開示されている。図６を参照して説明する。図６は、特許文献１の無変圧器式ＡＣ／ＤＣ変換制御回路３０を示す回路図である。   In the prior art, a transformerless AC / DC conversion control circuit is disclosed. This will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram illustrating the transformerless AC / DC conversion control circuit 30 of Patent Document 1.

特許文献１の無変圧器式ＡＣ／ＤＣ変換制御回路３０は、フルウエイブリッジ整流器３１、導通時間制御回路３２、電流開閉回路３３及びロード電流制限回路３４を含む。   The transformerless AC / DC conversion control circuit 30 of Patent Document 1 includes a full-way bridge rectifier 31, a conduction time control circuit 32, a current switching circuit 33, and a load current limiting circuit 34.

フルウエイブリッジ整流器３１は、入力端が交流入力電源（AC/IN）に接続され、交流電源を直流電源に整流した後、出力する。   The full-way bridge rectifier 31 is connected to an AC input power source (AC / IN) at the input end, rectifies the AC power source into a DC power source, and outputs the rectified current.

導通時間制御回路３２は、フルウエイブリッジ整流器(全波整流器)３１の出力端に接続される。導通時間制御回路３２は、主に分圧器Ｒ２，Ｒ３及び第二トランジスターＴ２を含む。第二トランジスターＴ２のベース極は、分圧器Ｒ２を介してフルウエイブリッジ整流器３１の出力端に接続される。   The conduction time control circuit 32 is connected to the output terminal of a full-way bridge rectifier (full wave rectifier) 31. The conduction time control circuit 32 mainly includes voltage dividers R2 and R3 and a second transistor T2. The base electrode of the second transistor T2 is connected to the output terminal of the full-way bridge rectifier 31 via the voltage divider R2.

電流開閉回路３３は、第一トランジスターＴ１を含む。第一トランジスターＴ１のゲート極は、導通時間制御回路３２の第二トランジスターＴ２のコレクタ極に接続される。   The current switching circuit 33 includes a first transistor T1. The gate electrode of the first transistor T1 is connected to the collector electrode of the second transistor T2 of the conduction time control circuit 32.

ロード電流制限回路３４は、導通時間制御回路３２と電流開閉回路３３との接続接点と、接地との間に接続される。   The load current limiting circuit 34 is connected between a connection contact between the conduction time control circuit 32 and the current switching circuit 33 and the ground.

上述の電流開閉回路３３は、導通時間制御回路３２及びロード電流制限回路３４の出力信号を受信し、ロード電流の導通及び大きさを制御する。導通時間制御回路３２は、入出力電位差に基づき、電流開閉回路３３の開閉を決定する。即ち、電位差が所定値より低いとき、ロード電流をオンし、電位差が所定値を超えたとき、ロード電流をオフにする。   The current switching circuit 33 described above receives the output signals of the conduction time control circuit 32 and the load current limiting circuit 34, and controls the conduction and magnitude of the load current. The conduction time control circuit 32 determines opening / closing of the current switching circuit 33 based on the input / output potential difference. That is, when the potential difference is lower than a predetermined value, the load current is turned on, and when the potential difference exceeds a predetermined value, the load current is turned off.

ロード電流制限回路３４は、電流開閉回路３３を介してロード電流を制限し、ロード電流が所定値を超えたとき、信号を出力して電流開閉回路３３にロード電流の大きさを制限させる。これにより、電流開閉回路３３は、電圧の安定した低電圧直流電源を供給することができる。   The load current limiting circuit 34 limits the load current via the current switching circuit 33. When the load current exceeds a predetermined value, the load current limiting circuit 34 outputs a signal to cause the current switching circuit 33 to limit the magnitude of the load current. Thereby, the current switching circuit 33 can supply a low-voltage DC power source with a stable voltage.

上述の特許文献１の回路は、変圧器を使用することなく、安定した低電圧直流電源を供給することができるが、トランジスタ及び抵抗を使用しなければならないため力率が好ましくなく、理想的なＡＣ／ＤＣ変換電源回路ではない。また、力率を向上させるためには、線路を増設しなければならない。   The circuit of Patent Document 1 described above can supply a stable low-voltage DC power supply without using a transformer, but it has an unfavorable power factor because it must use a transistor and a resistor. It is not an AC / DC conversion power supply circuit. Moreover, in order to improve a power factor, you have to add a track.

台湾特許第５３３６７２号公報Taiwan Patent No. 533672 特開２００１−１３６７３９号公報JP 2001-136739 A

本考案の目的は、上述した不都合に鑑みてなされたもので、高周波輻射がない上、変圧器が必要なく、力率が改善可能なＡＣをＤＣに変換する(ＡＣ／ＤＣ変換)電源回路を提供することにある。   The object of the present invention was made in view of the above-mentioned inconveniences. A power supply circuit that converts AC to DC (AC / DC conversion) that does not require high-frequency radiation, does not require a transformer, and can improve power factor is provided. It is to provide.

上記課題を解決するために、本考案の第１の形態によれば、リアクタンス素子Ｚ1、リアクタンス素子Ｚ2、フルブリッジ整流器及びフィルタコンデンサを備える力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路であって、前記リアクタンス素子Ｚ2は、前記リアクタンス素子Ｚ1に直列接続され、前記リアクタンス素子Ｚ1を介して交流入力電源(ＡＣ／ＩＮ)に接続されることにより、前記交流電源と回路を形成し、前記フルブリッジ整流器は、前記リアクタンス素子Ｚ2上に並列接続され、前記リアクタンス素子Ｚ2上の低電圧交流電源を全波整流することにより、不安定な低電圧直流電源に変換し、前記フィルタコンデンサは、前記フルブリッジ整流器の出力端に接続され、前記不安定な低電圧直流電源をフィルタリングすることにより、安定した低電圧直流電源を出力することを特徴とする力率が改善可能なＡＣをＤＣに変換する(ＡＣ／ＤＣ変換)電源回路が提供される。 In order to solve the above-described problem, according to the first aspect of the present invention, an AC / DC conversion power supply circuit having a reactance element Z 1 , a reactance element Z 2 , a full bridge rectifier, and a filter capacitor capable of improving the power factor is provided. The reactance element Z 2 is connected in series to the reactance element Z 1 and connected to an AC input power supply (AC / IN) through the reactance element Z 1 to form a circuit with the AC power supply. and the full-bridge rectifier is connected in parallel on the reactance element Z 2, by a low-voltage AC power source full-wave rectification of the said reactance element Z 2, and converted to an unstable low-voltage DC power source, the A filter capacitor is connected to the output terminal of the full-bridge rectifier and is stabilized by filtering the unstable low-voltage DC power supply. Power factor and outputting a low-voltage DC power supply converts the possible improvement AC to DC (AC / DC converter) power supply circuit is provided.

また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式であることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、インダクタ式（inductance in characteristic）であることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、抵抗式（resistance in characteristic）であることが好ましい。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a capacitor type. The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably an inductor formula (inductance in characteristic). The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a resistance in characteristic.

また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式及びインダクタ式、或いは、インダクタ式及びコンデンサ式であることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式及び抵抗式、或いは、抵抗式及びコンデンサ式であることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、抵抗式及びインダクタ式、或いは、インダクタ式及び抵抗式であることが好ましい。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a capacitor type and an inductor type, or an inductor type and a capacitor type. The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a capacitor type and a resistance type, or a resistance type and a capacitor type. The effective impedances of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 are preferably a resistance type and an inductor type, or an inductor type and a resistance type.

また、前記コンデンサ式のリアクタンス素子は交流コンデンサであることが好ましい。また、前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、複数の交流コンデンサが直列接続されて構成されることが好ましい。また、前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、複数の交流コンデンサが並列接続されて構成されることが好ましい。
また、前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、正極が直列接続された電解コンデンサであり、前記電解コンデンサの正負極がダイオードの正負極と並列接続されて構成されることが好ましい。 The capacitor-type reactance element is preferably an AC capacitor. The capacitor-type reactance element is preferably configured by connecting a plurality of AC capacitors in series. The capacitor-type reactance element is preferably configured by connecting a plurality of AC capacitors in parallel.
The capacitor-type reactance element is preferably an electrolytic capacitor in which positive electrodes are connected in series, and the positive and negative electrodes of the electrolytic capacitor are connected in parallel with the positive and negative electrodes of a diode.

また、前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、負極が直列接続された電解コンデンサを有し、前記電解コンデンサの正負極がダイオードの正負極と並列接続されて構成されることが好ましい。また、前記インダクタ式のリアクタンス素子は、交流インダクタであることが好ましい。また、前記インダクタ式のリアクタンス素子は、複数の交流インダクタが並列接続されて構成されることが好ましい。   The capacitor-type reactance element preferably includes an electrolytic capacitor in which negative electrodes are connected in series, and the positive and negative electrodes of the electrolytic capacitor are connected in parallel to the positive and negative electrodes of a diode. The inductor-type reactance element is preferably an AC inductor. The inductor-type reactance element is preferably configured by connecting a plurality of AC inductors in parallel.

また、前記インダクタ式のリアクタンス素子は、複数の交流インダクタが直列接続されて構成されることが好ましい。また、前記抵抗式のリアクタンス素子は抵抗であることが好ましい。また、前記抵抗式のリアクタンス素子は、複数の抵抗が直列接続されて構成されることが好ましい。また、前記抵抗式のリアクタンス素子は、複数の抵抗が並列接続されて構成されることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1には、放電抵抗がさらに並列接続されることが好ましい。 The inductor-type reactance element is preferably configured by connecting a plurality of AC inductors in series. The resistive reactance element is preferably a resistor. The resistive reactance element is preferably configured by connecting a plurality of resistors in series. The resistive reactance element is preferably configured by connecting a plurality of resistors in parallel. Further, wherein the reactance element Z 1, it is preferable that the discharge resistor is further connected in parallel.

また、前記フィルタコンデンサは電解コンデンサであることが好ましい。また、前記フィルタコンデンサは交流コンデンサであることが好ましい。   The filter capacitor is preferably an electrolytic capacitor. The filter capacitor is preferably an AC capacitor.

本考案の力率が改善可能なＡＣをＤＣに変換する(ＡＣ／ＤＣ変換)電源回路は、以下（１）〜（４）の効果を有する。
（１）リアクタンス素子（reactance component）Ｚ2上の交流電源を全波整流した後、フィルタリングを行うことにより、直流電源に変換する。また、リアクタンス素子Ｚ2とリアクタンス素子Ｚ1とが直列接続され、交流電源と回路を構成するため、リアクタンス素子Ｚ2上の交流電圧は、交流電源を分圧したものである。この低電圧交流電源を全波整流した後、フィルタリングを行うことにより、低電圧直流電源を出力することができる。
（２）リアクタンス素子Ｚ2上の交流電圧は、リアクタンス素子Ｚ1とリアクタンス素子Ｚ2とのインピーダンス比によって調節されることにより、２２０Ｖ又は１１０Ｖの交流電源は、低電圧交流電源に有効に変換される。その後、フルブリッジ整流回路及びフィルタコンデンサにより、低電圧直流電源に変換されて出力され、電子装置の充電電源又は作動電源として供給することができる。
（３）リアクタンス素子Ｚ1及びリアクタンス素子Ｚ2の実効リアクタンス値を適宜選択することにより、負荷線路の実効リアクタンス値を相殺させて線路全体のリアクタンス値を最小化し、高力率を実現する上、供給電源が必要とする電流を減らすことができる。
（４）高周波が使用されないため、線路に高周波輻射が発生し、ユーザに傷害を与えたり、隣接した電子装置が干渉を受けたりする虞がない。 The power supply circuit for converting AC to DC (AC / DC conversion) capable of improving the power factor of the present invention has the following effects (1) to (4).
(1) Full-wave rectification is performed on the AC power supply on the reactance component Z 2 and then filtering is performed to convert the AC power supply to a DC power supply. In addition, since the reactance element Z 2 and the reactance element Z 1 are connected in series to form a circuit with an AC power supply, the AC voltage on the reactance element Z 2 is obtained by dividing the AC power supply. By filtering the low voltage AC power supply after full-wave rectification, the low voltage DC power supply can be output.
(2) AC voltage on the reactance element Z 2, by being adjusted by the impedance ratio of the reactance element Z 1 and reactance element Z 2, AC power supply 220V or 110V is effectively converted to a low voltage AC power source The Thereafter, it is converted into a low voltage DC power supply by a full bridge rectifier circuit and a filter capacitor and outputted, and can be supplied as a charging power supply or an operating power supply for the electronic device.
(3) By appropriately selecting the effective reactance values of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 , the effective reactance value of the load line is canceled to minimize the reactance value of the entire line, thereby realizing a high power factor. The current required for the power supply can be reduced.
(4) Since no high frequency is used, high frequency radiation is generated on the line, and there is no possibility that the user may be injured or the adjacent electronic device may receive interference.

本考案の第１実施形態による力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路を示す回路図である。1 is a circuit diagram illustrating an AC / DC conversion power supply circuit capable of improving a power factor according to a first embodiment of the present invention. 図１中のリアクタンス素子Ｚ1が交流コンデンサ（AC capacitor）である状態を示す回路図である。Reactance element Z 1 in FIG. 1 is a circuit diagram showing a state where an AC capacitor (AC capacitor). 図２中のリアクタンス素子Ｚ2がコンデンサ式（capacitance in characteristics）である状態を示す回路図である。Reactance element Z 2 in FIG. 2 is a circuit diagram showing a state where a condenser type (capacitance in characteristics). 本考案の第２実施形態による力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路を示し、図１中のリアクタンス素子Ｚ1がインダクタ（inductor）であり、Ｚ2が交流コンデンサであるときの状態を示す回路図である。1 shows an AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to a second embodiment of the present invention, and shows a state when a reactance element Z 1 in FIG. 1 is an inductor and Z 2 is an AC capacitor. FIG. 従来のＡＣ／ＤＣ変換電源回路を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the conventional AC / DC conversion power supply circuit. 特許文献１の図４を示す回路図である。5 is a circuit diagram showing FIG. 4 of Patent Document 1. FIG.

以下、本考案の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited thereby.

（第１実施形態）
図１を参照して説明する。
図１に示すように、本考案の第１実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０は、リアクタンス素子Ｚ1１１、リアクタンス素子Ｚ2１２、フルブリッジ整流器(全波整流器)１３、フィルタコンデンサＣ3１４を含む。リアクタンス素子Ｚ1１１とリアクタンス素子Ｚ2１２とは、直列接続される。 (First embodiment)
A description will be given with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the AC / DC conversion power supply circuit 10 according to the first embodiment of the present invention includes a reactance element Z 1 11, a reactance element Z 2 12, a full bridge rectifier (full wave rectifier) 13, and a filter capacitor C 3. 14 is included. The reactance element Z 1 11 and the reactance element Z 2 12 are connected in series.

リアクタンス素子Ｚ1１１及びリアクタンス素子Ｚ2１２は、交流入力電源(ＡＣ／ＩＮ)と回路を形成する。フルブリッジ整流器１３の入力端は、コンデンサ式のリアクタンス素子Ｚ2１２と並列接続される。これにより、リアクタンス素子Ｚ2１２の低電圧交流電源は、全波整流され、不安定な低電圧直流電源に変換される。 The reactance element Z 1 11 and the reactance element Z 2 12 form a circuit with an AC input power supply (AC / IN). The input terminal of the full bridge rectifier 13 is connected in parallel with a capacitor-type reactance element Z 2 12. Thereby, the low voltage AC power source of the reactance element Z 2 12 is full-wave rectified and converted into an unstable low voltage DC power source.

フィルタコンデンサＣ3１４は、フルブリッジ整流器１３の出力端に接続される。これにより、不安定な低電圧直流電源をフィルタリングし、安定した低電圧直流電源を出力する。 The filter capacitor C 3 14 is connected to the output terminal of the full bridge rectifier 13. As a result, the unstable low-voltage DC power supply is filtered and a stable low-voltage DC power supply is output.

本考案の第１実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０においては、リアクタンス素子Ｚ1１１とリアクタンス素子Ｚ2１２とのインピーダンス比を調整することにより、交流電源を低電圧直流電源に有効に変換する。 In the AC / DC conversion power supply circuit 10 according to the first embodiment of the present invention, the AC power is effectively converted into the low voltage DC power by adjusting the impedance ratio between the reactance element Z 1 11 and the reactance element Z 2 12. To do.

図２を参照して説明する。
図２に示すように、本考案の第１実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０ａ中、リアクタンス素子Ｚ1１１は交流コンデンサである。交流コンデンサは、一方の端部が交流入力電源(ＡＣ／ＩＮ)に接続され、他方の端部がリアクタンス素子Ｚ2１２の端部に接続される。 This will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, in the AC / DC conversion power supply circuit 10a according to the first embodiment of the present invention, the reactance element Z 1 11 is an AC capacitor. The AC capacitor has one end connected to an AC input power supply (AC / IN) and the other end connected to the end of the reactance element Z 2 12.

図３を参照して説明する。
リアクタンス素子Ｚ2１２の実効インピーダンス（effective reactance）は、コンデンサ式（capacitance in characteristic）である。図３に示すように、リアクタンス素子Ｚ2１２は、２つの電解コンデンサ（electrolytic capacitor）が直列接続される上、２つの電解コンデンサの正負極がダイオードの正負極と並列接続されて構成される。リアクタンス素子Ｚ2１２は、一方の端部がリアクタンス素子（交流コンデンサ）Ｚ1１１に接続され、他方の端部が交流入力電源(ＡＣ／ＩＮ)に接続されることにより、交流回路が形成される。従って、リアクタンス素子Ｚ2１２上の交流電圧は、リアクタンス素子Ｚ1１１とリアクタンス素子Ｚ2１２とのインピーダンス比により調整することができる。ここで、本考案の第１実施形態中、２つの電解コンデンサは、負極が互いに直列接続されているが、正極を互いに直列接続しても同様の効果を得ることができる。 This will be described with reference to FIG.
The effective reactance of the reactance element Z 2 12 is a capacitor type (capacitance in characteristic). As shown in FIG. 3, the reactance element Z 2 12 is configured by connecting two electrolytic capacitors in series and connecting the positive and negative electrodes of the two electrolytic capacitors in parallel with the positive and negative electrodes of the diode. The reactance element Z 2 12 has one end connected to the reactance element (AC capacitor) Z 1 11 and the other end connected to an AC input power supply (AC / IN), thereby forming an AC circuit. The Thus, the AC voltage on the reactance element Z 2 12 can be adjusted by the impedance ratio of the reactance element Z 1 11 and reactance element Z 2 12. Here, in the first embodiment of the present invention, in the two electrolytic capacitors, the negative electrodes are connected in series to each other, but the same effect can be obtained even if the positive electrodes are connected in series.

本考案の第１実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０を１１０Ｖの交流電源に使用し、リアクタンス素子Ｚ1１１が２２μＦで、コンデンサ式のリアクタンス素子Ｚ2１２中の電解コンデンサ１２１，１２２が１０００μＦである場合、リアクタンス素子Ｚ1１１とリアクタンス素子Ｚ2１２とのインピーダンス比は４５．５：１である。本考案の第１実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０は、１１０Ｖの交流電源に接続されるため、リアクタンス素子Ｚ2１２上の交流電源のピーク値は、±３．４Ｖである。フルブリッジ整流器１３によって整流され、フィルタコンデンサＣ3１４によってフィルタリングされた後に出力される電源の電圧値は約６．８Ｖであり、測定された直流電圧値７．０Ｖと一致する。即ち、本考案の第１実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０は、上述したような簡素な回路により、交流電源を低電圧直流電源に変換することができる。 The AC / DC conversion power supply circuit 10 according to the first embodiment of the present invention is used as an AC power supply of 110 V, the reactance element Z 1 11 is 22 μF, and the electrolytic capacitors 121 and 122 in the capacitor-type reactance element Z 2 12 are 1000 μF. , The impedance ratio between the reactance element Z 1 11 and the reactance element Z 2 12 is 45.5: 1. Since the AC / DC conversion power supply circuit 10 according to the first embodiment of the present invention is connected to an AC power supply of 110V, the peak value of the AC power supply on the reactance element Z 2 12 is ± 3.4V. The voltage value of the power supply output after being rectified by the full-bridge rectifier 13 and filtered by the filter capacitor C 3 14 is about 6.8V, which coincides with the measured DC voltage value of 7.0V. That is, the AC / DC conversion power supply circuit 10 according to the first embodiment of the present invention can convert an AC power supply to a low-voltage DC power supply by a simple circuit as described above.

上述の交流コンデンサ（リアクタンス素子）Ｚ1１１には、交流電源が中断されたときに、交流コンデンサ（リアクタンス素子）Ｚ1１１に蓄電された電圧が放電抵抗（discharging resistor）Ｒにより迅速に放電してユーザが感電することを防ぐために、放電抵抗Ｒを並列接続してもよい。 The AC capacitor (reactance element) Z 1 11 described above, when the AC power supply is interrupted, the voltage stored in the power AC capacitor (reactance element) Z 1 11 is rapidly discharged by the discharging resistor (Discharging Resistor) R In order to prevent the user from receiving an electric shock, the discharge resistor R may be connected in parallel.

（第２実施形態）
図４を参照して説明する。
本考案の第２実施形態によるＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０中、リアクタンス素子Ｚ1１１は、インダクタ（inductor）であり、リアクタンス素子Ｚ2１２は、コンデンサである。インダクタのリアクタンス値とコンデンサのリアクタンス値とは、相殺されるため、ロードを含む線路全体のリアクタンス値を最小にすることができる。これにより、最大力率を実現することができる。 (Second Embodiment)
This will be described with reference to FIG.
In the AC / DC conversion power supply circuit 10 according to the second embodiment of the present invention, the reactance element Z 1 11 is an inductor, and the reactance element Z 2 12 is a capacitor. Since the reactance value of the inductor and the reactance value of the capacitor are canceled out, the reactance value of the entire line including the load can be minimized. Thereby, the maximum power factor can be realized.

また、本考案の第２実施形態によるＡＣをＤＣに変換するＡＣ／ＤＣ変換電源回路１０を２２０Ｖの交流電源に使用してＬＥＤランプを駆動する場合、リアクタンス素子Ｚ1１１が１．３ｍＨであり、リアクタンス素子Ｚ2１２が０．２２μＦであり、フィルタコンデンサＣ3１４が０．０６８μＦであるとき、１／３ワットのＬＥＤランプを９０個直列接続して駆動することができる。出力される直流電圧は２４３Ｖであり、直流電流は０．１Ａである。３０Ｗが必要な２２０Ｖの交流電源の場合、使用電流は０．１６Ａであり、力率は０．９以上に達する。 Further, when the LED lamp is driven using the AC / DC conversion power supply circuit 10 for converting AC to DC according to the second embodiment of the present invention as the AC power supply of 220 V, the reactance element Z 1 11 is 1.3 mH. When the reactance element Z 2 12 is 0.22 μF and the filter capacitor C 3 14 is 0.068 μF, 90 1/3 watt LED lamps can be connected in series. The output DC voltage is 243V and the DC current is 0.1A. In the case of a 220V AC power supply that requires 30 W, the current used is 0.16 A, and the power factor reaches 0.9 or more.

上述したように、本考案の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路は、簡素な回路により、交流電源を直流電源に変換してＬＥＤランプを駆動し、高い力率を得ることができる。   As described above, the AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor of the present invention can obtain a high power factor by driving an LED lamp by converting an AC power supply to a DC power supply by a simple circuit. .

上述したことから分かるように、本考案の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路は、変圧器を使用せずに、少ない電子素子を使用するだけで、交流直流変換を実現することができる上、高力率を得ることもできる。   As can be seen from the above description, the AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor of the present invention can realize AC / DC conversion by using few electronic elements without using a transformer. In addition to high power factor.

当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めた均等の技術範囲で解釈されるべきである。   The preferred embodiments of the present invention have been disclosed as described above so that those skilled in the art can understand them, but these do not limit the present invention in any way. Various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the scope of the claims for utility model registration of the present invention should be construed within the equivalent technical scope including such changes and modifications.

１０,１０a ＡＣ／ＤＣ変換電源回路
１１ リアクタンス素子Ｚ1
１２ リアクタンス素子Ｚ2
１３ フルブリッジ整流器
１４ フィルタコンデンサＣ3
２０ 分離式電源降圧回路
２１ 変圧器
２２ フルブリッジ整流回路
３０ 無変圧器式ＡＣ／ＤＣ変換制御回路
３１ フルウエイブリッジ整流器
３２ 導通時間制御回路
３３ 電流開閉回路
３４ ロード電流制限回路
１２１ 電解コンデンサ
１２２ 電解コンデンサ
１２３ ダイオード
１２４ ダイオード
２１１ 一次側巻線
２１２ 二次側巻線
２２１ フィルタコンデンサ 10, 10a AC / DC conversion power supply circuit 11 Reactance element Z 1
12 Reactance element Z 2
13 Full-bridge rectifier 14 Filter capacitor C 3
20 Separation type power supply step-down circuit 21 Transformer 22 Full-bridge rectifier circuit 30 Transformer-less AC / DC conversion control circuit 31 Full-way bridge rectifier 32 Conduction time control circuit 33 Current switching circuit 34 Load current limiting circuit 121 Electrolytic capacitor 122 Electrolytic capacitor 123 Diode 124 Diode 211 Primary winding 212 Secondary winding 221 Filter capacitor

また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式、すなわちコンデンサを用いた電気回路であることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、インダクタ式(inductance in characteristic)、すなわちインダクタ（コイル）を用いた電気回路であることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、抵抗式(resistance in characteristic)、すなわち抵抗を用いた電気回路であることが好ましい。
The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a capacitor type, that is, an electric circuit using a capacitor . The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably an inductance in characteristic, that is, an electric circuit using an inductor (coil) . The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a resistance in characteristic, that is , an electric circuit using resistance .

また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式、すなわちコンデンサを用いた電気回路の実効インピーダンスであることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、インダクタ式(inductance in characteristic)、すなわちインダクタ（コイル）を用いた電気回路の実効インピーダンスであることが好ましい。また、前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、抵抗式(resistance in characteristic)、すなわち抵抗を用いた電気回路の実効インピーダンスであることが好ましい。
The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is preferably a capacitor type, that is, the effective impedance of the electrical circuit using a capacitor. The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is an inductor type (Inductance in Characteristic), i.e. it is preferred that the effective impedance of the electrical circuit using an inductor (coil). The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is resistive (resistance in characteristic), is preferably That effective impedance of the electrical circuit using a resistor.

Claims (21)

リアクタンス素子Ｚ1、リアクタンス素子Ｚ2、フルブリッジ整流器及びフィルタコンデンサＣ3を備える力率が改善可能なＡＣをＤＣに変換するＡＣ／ＤＣ変換電源回路であって、
前記リアクタンス素子Ｚ2は、前記リアクタンス素子Ｚ1に直列接続され、前記リアクタンス素子Ｚ1を介して交流入力電源(ＡＣ／ＩＮ)に接続されることにより、前記交流入力電源と回路を形成し、
前記フルブリッジ整流器は、前記リアクタンス素子Ｚ2上に並列接続され、前記リアクタンス素子Ｚ2上の低電圧交流電源を全波整流することにより、不安定な低電圧直流電源に変換し、
前記フィルタコンデンサＣ3は、前記フルブリッジ整流器の出力端に接続され、前記不安定な低電圧直流電源をフィルタリングすることにより、安定した低電圧直流電源を出力することを特徴とする力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 An AC / DC conversion power supply circuit that converts AC to DC that can improve power factor, including reactance element Z 1 , reactance element Z 2 , full-bridge rectifier, and filter capacitor C 3 ,
The reactance element Z 2 is connected in series to the reactance element Z 1 and connected to an AC input power supply (AC / IN) via the reactance element Z 1 , thereby forming a circuit with the AC input power supply,
The full bridge rectifier connected in parallel on the reactance element Z 2, a low-voltage AC power source on the reactance element Z 2 by full-wave rectification to convert into an unstable low-voltage DC power supply,
The filter capacitor C 3 is connected to the output terminal of the full-bridge rectifier, and outputs a stable low-voltage DC power supply by filtering the unstable low-voltage DC power supply. Possible AC / DC conversion power supply circuit. 前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式であることを特徴とする請求項１に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is the power factor improvement can AC / DC converter power supply circuit as claimed in claim 1, characterized in that a capacitor type. 前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、インダクタ式（inductance in characteristic）であることを特徴とする請求項１に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is an inductor type (inductance in characteristic) Power factor improvement can AC / DC converter power supply circuit as claimed in claim 1, characterized in that a. 前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、抵抗式（resistance in characteristic）であることを特徴とする請求項１に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is resistive (resistance in characteristic) Power factor improvement can AC / DC converter power supply circuit as claimed in claim 1, characterized in that a. 前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式及びインダクタ式、或いは、インダクタ式及びコンデンサ式であることを特徴とする請求項１に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is a capacitor type and an inductor type, or an inductor type and a capacitor type. DC conversion power supply circuit. 前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、コンデンサ式及び抵抗式、或いは、抵抗式及びコンデンサ式であることを特徴とする請求項１に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is a capacitor type and a resistance type, or a resistance type and a capacitor type. DC conversion power supply circuit. 前記リアクタンス素子Ｚ1及び前記リアクタンス素子Ｚ2の実効インピーダンスは、抵抗式及びインダクタ式、或いは、インダクタ式及び抵抗式であることを特徴とする請求項１に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The effective impedance of the reactance element Z 1 and the reactance element Z 2 is a resistance type and an inductor type, or an inductor type and a resistance type. DC conversion power supply circuit. 前記コンデンサ式のリアクタンス素子は交流コンデンサであることを特徴とする請求項２、５又は６に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 2, wherein the capacitor-type reactance element is an AC capacitor. 前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、複数の交流コンデンサが直列接続されて構成されることを特徴とする請求項２、５又は６に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 2, wherein the capacitor-type reactance element includes a plurality of AC capacitors connected in series. 前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、複数の交流コンデンサが並列接続されて構成されることを特徴とする請求項２、５又は６に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 7. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 2, wherein the capacitor-type reactance element includes a plurality of AC capacitors connected in parallel. 前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、正極が直列接続された電解コンデンサであり、前記電解コンデンサの正負極がダイオードの正負極と並列接続されて構成されることを特徴とする請求項２、５又は６に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 7. The capacitor-type reactance element is an electrolytic capacitor in which positive electrodes are connected in series, and the positive and negative electrodes of the electrolytic capacitor are connected in parallel with the positive and negative electrodes of a diode. AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor described in 1. 前記コンデンサ式のリアクタンス素子は、負極が直列接続された電解コンデンサを有し、前記電解コンデンサの正負極がダイオードの正負極と並列接続されて構成されることを特徴とする請求項２、５又は６に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 The capacitor-type reactance element has an electrolytic capacitor in which negative electrodes are connected in series, and the positive and negative electrodes of the electrolytic capacitor are connected in parallel with the positive and negative electrodes of a diode. 6. An AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor described in 6. 前記インダクタ式のリアクタンス素子は、交流インダクタであることを特徴とする請求項３、５又は７に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 3, wherein the inductor type reactance element is an AC inductor. 前記インダクタ式のリアクタンス素子は、複数の交流インダクタが並列接続されて構成されることを特徴とする請求項３、５又は７に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 3, wherein the inductor-type reactance element includes a plurality of AC inductors connected in parallel. 前記インダクタ式のリアクタンス素子は、複数の交流インダクタが直列接続されて構成されることを特徴とする請求項３、５又は７に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 3, wherein the reactance element of the inductor type includes a plurality of AC inductors connected in series. 前記抵抗式のリアクタンス素子は抵抗であることを特徴とする請求項４、６又は７に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。   8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 4, wherein the resistance type reactance element is a resistance. 前記抵抗式のリアクタンス素子は、複数の抵抗が直列接続されて構成されることを特徴とする請求項４、６又は７に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。   8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 4, wherein the resistance-type reactance element includes a plurality of resistors connected in series. 前記抵抗式のリアクタンス素子は、複数の抵抗が並列接続されて構成されることを特徴とする請求項４、６又は７に記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。   8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 4, wherein the resistance-type reactance element includes a plurality of resistors connected in parallel. 前記リアクタンス素子Ｚ1には、放電抵抗がさらに並列接続されることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。 Wherein the reactance element Z 1, discharge resistance is more claims 1 to 7 power factor improvement can AC / DC converter power supply circuit as claimed in any one of, characterized in that it is connected in parallel. 前記フィルタコンデンサは電解コンデンサであることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。   The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to any one of claims 1 to 7, wherein the filter capacitor is an electrolytic capacitor. 前記フィルタコンデンサは交流コンデンサであることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載の力率が改善可能なＡＣ／ＤＣ変換電源回路。   8. The AC / DC conversion power supply circuit capable of improving the power factor according to claim 1, wherein the filter capacitor is an AC capacitor.
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