JP3228123B2 - Power supply - Google Patents

Power supply

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JP3228123B2
JP3228123B2 JP10847296A JP10847296A JP3228123B2 JP 3228123 B2 JP3228123 B2 JP 3228123B2 JP 10847296 A JP10847296 A JP 10847296A JP 10847296 A JP10847296 A JP 10847296A JP 3228123 B2 JP3228123 B2 JP 3228123B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧を整流し
て直流電圧に変換する電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply for rectifying an AC voltage and converting the rectified voltage into a DC voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、交流電源を整流して直流電源に
変換するためには、交流電圧が入力されることによって
整流された直流電圧を出力するブリッジ整流器と、該各
ブリッジ整流器の出力端子に接続された全波整流の波形
から直流波形に近づける補正回路から構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, in order to rectify an AC power supply and convert it into a DC power supply, a bridge rectifier that outputs a rectified DC voltage by inputting an AC voltage is connected to an output terminal of each bridge rectifier. It is composed of a correction circuit that brings the waveform of the connected full-wave rectification closer to the DC waveform.

【0003】ここで、図16ないし図21により、従来
技術による電源装置を構成する回路と、その波形につい
て説明する。
A circuit constituting a power supply device according to the prior art and waveforms thereof will be described with reference to FIGS.

【0004】まず、第1の従来技術による電源回路とし
て、図16および図17に示すコンデンサインプット型
整流回路が知られている。
First, a capacitor input type rectifier shown in FIGS. 16 and 17 is known as a power supply circuit according to a first prior art.

【0005】このコンデンサインプット型整流回路は、
商用周波数(例えば、50Hz )となる商用電源1の両
端にはブリッジ整流器2の一対の入力端子が接続され、
該ブリッジ整流器2の一対の出力端子には平滑コンデン
サ3が接続されている。
[0005] This capacitor input type rectifier circuit
A pair of input terminals of a bridge rectifier 2 is connected to both ends of a commercial power supply 1 having a commercial frequency (for example, 50 Hz).
A smoothing capacitor 3 is connected to a pair of output terminals of the bridge rectifier 2.

【0006】しかし、このコンデンサインプット型整流
回路では、図17に示す入力電圧とコンデンサ3への入
力電流のような波形が得られ、平滑コンデンサ3への充
放電によって入力電圧のピーク値付近が導通角となって
電流が流れ、この部分に3次,5次等の高次の高調波が
含まれ、その電流が大きくなってしまうという問題があ
る。
However, in this capacitor input type rectifier circuit, waveforms such as the input voltage and the input current to the capacitor 3 shown in FIG. 17 are obtained, and the charging / discharging of the smoothing capacitor 3 causes conduction near the peak value of the input voltage. The current flows as an angle, and this portion contains higher-order harmonics such as the third and fifth orders, which causes a problem that the current increases.

【0007】このため、第2の従来技術として、図18
および図19に示すチョークコイルインプット型整流回
路が知られている。
For this reason, a second prior art is shown in FIG.
And a choke coil input type rectifier circuit shown in FIG.

【0008】このチョークコイルインプット型整流回路
は、ブリッジ整流器2の一対の直流端子には平滑コンデ
ンサ3が接続され、該平滑コンデンサ3の高電圧側とブ
リッジ整流器の出力端子との間にはチョークコイル4が
接続されている。
In this choke coil input type rectifier circuit, a smoothing capacitor 3 is connected to a pair of DC terminals of a bridge rectifier 2, and a choke coil is connected between a high voltage side of the smoothing capacitor 3 and an output terminal of the bridge rectifier. 4 are connected.

【0009】そして、このチョークコイルインプット型
整流回路では、図19に示す入力電圧とコンデンサ3へ
の入力電流のような波形が得られ、チョークコイル4を
接続することにより該チョークコイル4のインピーダン
ス分で平滑コンデンサ3への充電電流が制限されて導通
角が広がり電流のピークを抑え、高調波を低減すること
ができる。しかし、高調波の発生を大きく抑制するため
には、チョークコイル4のインダクタンスを相当大きな
値にする必要があり、大きさ、重量に問題がある。
In the choke coil input type rectifier circuit, waveforms such as an input voltage and an input current to the capacitor 3 shown in FIG. 19 are obtained. When the choke coil 4 is connected, the impedance component of the choke coil 4 is changed. Thus, the charging current to the smoothing capacitor 3 is limited, the conduction angle is widened, the peak of the current is suppressed, and harmonics can be reduced. However, in order to greatly suppress the generation of harmonics, the inductance of the choke coil 4 needs to be set to a considerably large value, and there is a problem in size and weight.

【0010】そこで、第3の従来技術として、図20お
よび図21に示す昇圧型アクティブフィルタ回路が知ら
れている。
Therefore, as a third prior art, a boost type active filter circuit shown in FIGS. 20 and 21 is known.

【0011】この昇圧型アクティブフィルタ回路は、ブ
リッジ整流器2の入力側には、商用電源1との間にコイ
ル5が接続されると共に、ブリッジ整流器2の一対の入
力端子間にはコンデンサ6が接続され、該コンデンサ6
とコイル5によってL型のローパスフィルタ回路を構成
している。一方、ブリッジ整流器2の出力側には、スイ
ッチング素子となるトランジスタ7と、該トランジスタ
7のエミッタ−コレクタ間に接続され、ダイオード8と
平滑コンデンサ3とからなる直列回路と、前記トランジ
スタ7のコレクタとブリッジ整流器2の出力端子との間
に接続されたチョークコイル4とから構成されている。
また、前記トランジスタ7のスイッチング動作は昇圧型
のチョッパーコンバータとして制御されている。
In this step-up active filter circuit, a coil 5 is connected between the input side of the bridge rectifier 2 and the commercial power supply 1 and a capacitor 6 is connected between a pair of input terminals of the bridge rectifier 2. And the capacitor 6
The coil 5 forms an L-type low-pass filter circuit. On the other hand, on the output side of the bridge rectifier 2, a transistor 7 serving as a switching element, a series circuit including a diode 8 and a smoothing capacitor 3 connected between an emitter and a collector of the transistor 7, and a collector of the transistor 7 And a choke coil 4 connected between the output terminal of the bridge rectifier 2 and the choke coil 4.
The switching operation of the transistor 7 is controlled as a step-up chopper converter.

【0012】そして、この昇圧型アクティブフィルタ回
路では、図21に示す入力電圧とコンデンサ3への入力
電流のような波形が得られ、平滑コンデンサ3,ダイオ
ード8,チョークコイル4およびトランジスタ7によっ
て入力電圧の全期間で電流値を制御し、高調波を抑制し
て力率を高めることができる。
In this boost type active filter circuit, waveforms such as the input voltage and the input current to the capacitor 3 shown in FIG. 21 are obtained, and the smoothing capacitor 3, the diode 8, the choke coil 4, and the transistor 7 provide the input voltage. The current value can be controlled in the entire period, and harmonics can be suppressed to increase the power factor.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した各
従来技術のなかでは、第3の従来技術による昇圧型アク
ティブフィルタ回路が入力電流を正弦波に近づけて高調
波を抑制することができる。しかし、この昇圧型アクテ
ィブフィルタ回路では出力電圧が高くなり、負荷側のコ
ンバータ等の再設計が必要になると共に、他の回路に比
べて電圧値が高くなり、高耐圧のスイッチング素子やコ
ンデンサが必要となりコスト高になるという問題があ
る。
By the way, in each of the above-mentioned prior arts, the boost type active filter circuit according to the third prior art can make the input current close to a sine wave to suppress a harmonic. However, the output voltage of this boost type active filter circuit is high, which requires redesign of the converter on the load side, and the voltage value is higher than other circuits, requiring switching elements and capacitors with high withstand voltage. The problem is that the cost increases.

【0014】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は交流電圧を高調波成分を抑えた
直流電圧に変換することのできる電源装置を提供するこ
とを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a power supply device capable of converting an AC voltage into a DC voltage with suppressed harmonic components.

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】 上述した課題を解決する
ために、 請求項の発明による電源装置は、交流電圧が
印加されることによって整流された直流電圧を負荷側に
出力するブリッジ整流器と、高電圧側にコイル、低電圧
側にスイッチング素子となるように該ブリッジ整流器の
出力端子間にコイル,平滑コンデンサおよびスイッチン
グ素子を直列接続して配置した直列回路と、該直列回路
のスイッチング素子に印加されるパルス波形の制御信号
を周波数が固定のパルス幅変調によって制御する制御回
路と、前記ブリッジ整流器と直列回路の低電圧側との間
に接続され、ブリッジ整流器から出力される電流を検出
する第1の電流検出抵抗と、負荷と直列回路の低電圧側
との間に接続され、該負荷に流れる電流を検出する第2
の電流検出抵抗と、該第2の電流検出抵抗によって検出
された検出信号と前記第1の電流検出抵抗によって検出
された検出信号とに基づいて第1の基準電圧を設定する
第1の基準電圧設定回路と、前記第2の電流検出抵抗に
よって検出された検出信号に基づいて第2の基準電圧を
設定する第2の基準電圧設定回路と、前記第1の電流検
出抵抗によって検出された検出信号と第1の基準電圧設
定回路によって設定された第1の基準電圧との入力を受
けて前記制御回路に対して比較信号を出力する比較回路
とを備え、前記制御回路は、基本三角波を発生する三角
波発生器と、該三角波発生器から出力される基本三角波
と第2の基準電圧設定回路によって設定された第2の基
準電圧とを比較することにより、第2の基準電圧によっ
て設定されるパルス幅をもった基準パルスを出力する基
準パルス幅変調回路と、該基準パルス幅変調回路と比較
回路の出力側に接続され、前記比較回路から出力される
比較信号と基準パルス幅変調回路から出力される基準パ
ルスによって設定された制御信号を前記スイッチング素
子に出力する制御信号出力回路とから構成したことにあ
る。
[Means for Solving the Problems ] To solve the above-mentioned problems.
For, the power supply device according to a first aspect of the present invention, the bridge rectifier outputs a DC voltage rectified by an AC voltage is applied to the load side, a switching element coils, the low voltage side to the high voltage side A series circuit in which a coil, a smoothing capacitor, and a switching element are connected in series between output terminals of the bridge rectifier, and a control signal of a pulse waveform applied to the switching element of the series circuit is a pulse width having a fixed frequency. A control circuit for controlling by modulation; a first current detection resistor connected between the bridge rectifier and a low voltage side of the series circuit for detecting a current output from the bridge rectifier; Connected between the first side and the second side for detecting a current flowing through the load.
And a first reference voltage for setting a first reference voltage based on a detection signal detected by the second current detection resistor and a detection signal detected by the first current detection resistor. A setting circuit, a second reference voltage setting circuit for setting a second reference voltage based on a detection signal detected by the second current detection resistor, and a detection signal detected by the first current detection resistor And a comparison circuit receiving an input of the first reference voltage set by the first reference voltage setting circuit and outputting a comparison signal to the control circuit, wherein the control circuit generates a basic triangular wave A triangular wave generator compares a basic triangular wave output from the triangular wave generator with a second reference voltage set by a second reference voltage setting circuit, thereby providing a pulse set by the second reference voltage. A reference pulse width modulation circuit that outputs a reference pulse having a width, a reference pulse width modulation circuit and a comparison signal that is connected to the output side of the comparison circuit, and a comparison signal output from the comparison circuit and a comparison signal output from the reference pulse width modulation circuit. And a control signal output circuit for outputting a control signal set by a reference pulse to the switching element.

【0018】上記構成により、第1の基準電圧設定回路
では、ブリッジ整流器から出力される電流を第1の電流
検出抵抗で検出信号として検出し、負荷を流れる電流を
第2の電流検出抵抗で検出信号として検出し、これらの
検出信号によって第1の基準電圧を設定する。また、第
2の基準電圧設定回路では、負荷を流れる電流を第2の
電流検出抵抗で検出信号として検出し、この検出信号に
よって第2の基準電圧を設定する。そして、ブリッジ整
流器から出力される整流波形が平滑コンデンサの両端電
圧よりも高いときには、該平滑コンデンサが充電されて
いる期間であるから、比較回路は第1の電流検出抵抗に
よって検出される検出信号と第1の基準電圧とによって
設定された比較信号を出力する。一方、基準パルス幅変
調回路は三角波発生器から出力される基本三角波と第2
の基準電圧とによって設定される基準パルスを発生して
いる。そして、制御信号出力回路は、前記比較回路から
出力される比較信号と前記基準パルス幅変調回路から出
力される基準パルスとによってパルス波の制御信号をス
イッチング素子に出力する。これによって、平滑コンデ
ンサに充電されるときの充電電流、即ち入力電流の立上
がり時のピーク値を規制すると共に、導通角を決定す
る。さらに、負荷が変動したときには、その変動を第2
の電流検出抵抗で検出し、この検出信号に基づいて第1
の基準電圧と第2の基準電圧を設定し直し、この各基準
電圧から制御信号を設定して負荷変動に対して入力電流
の立上がり時のピーク値と導通角を設定する。
With the above configuration, in the first reference voltage setting circuit, the current output from the bridge rectifier is detected as a detection signal by the first current detection resistor, and the current flowing through the load is detected by the second current detection resistor. These signals are detected as signals, and a first reference voltage is set based on these detection signals. In the second reference voltage setting circuit, the current flowing through the load is detected as a detection signal by the second current detection resistor, and the second reference voltage is set based on the detection signal. When the rectified waveform output from the bridge rectifier is higher than the voltage between both ends of the smoothing capacitor, it is a period during which the smoothing capacitor is being charged. A comparison signal set according to the first reference voltage is output. On the other hand, the reference pulse width modulation circuit uses the basic triangular wave output from the triangular wave generator and the second triangular wave.
And a reference pulse set by the reference voltage. The control signal output circuit outputs a pulse wave control signal to the switching element based on the comparison signal output from the comparison circuit and the reference pulse output from the reference pulse width modulation circuit. Thereby, the charging current when charging the smoothing capacitor, that is, the peak value at the time of rising of the input current is regulated, and the conduction angle is determined. Further, when the load fluctuates, the fluctuation is
The current is detected by the current detection resistor of
The second reference voltage and the second reference voltage are reset, and a control signal is set from each of the reference voltages to set a peak value and a conduction angle at the rising of the input current with respect to a load change.

【0019】請求項の発明は、前記制御信号出力回路
は、比較回路から出力される比較信号と基準パルス幅変
調回路から出力される基準パルスとのいずれかが入力さ
れた場合に、制御信号を出力するのを許す論理和回路か
ら構成したことにある。
According to a second aspect of the present invention, the control signal output circuit is configured to output the control signal when any one of the comparison signal output from the comparison circuit and the reference pulse output from the reference pulse width modulation circuit is input. Is configured from an OR circuit that allows the output of.

【0020】上記構成により、論理和回路は比較信号と
基準パルスとのいずれか一方がON状態であるときに制
御信号をスイッチング素子に出力するから、ブリッジ整
流器から出力される整流波形によって平滑コンデンサが
充電されている期間では、スイッチング素子が基準パル
スによってスイッチング動作を行い、入力電流の立上が
り時のピーク値を規制すると共に、導通角を設定する。
With the above configuration, the OR circuit outputs the control signal to the switching element when one of the comparison signal and the reference pulse is ON, so that the smoothing capacitor is formed by the rectified waveform output from the bridge rectifier. In the charging period, the switching element performs the switching operation by the reference pulse, regulates the peak value at the time of rising of the input current, and sets the conduction angle.

【0021】請求項の発明は、前記直列回路の両端に
はフィルタコンデンサを接続したことにある。
According to a third aspect of the present invention, a filter capacitor is connected to both ends of the series circuit.

【0022】上記構成により、前記制御信号出力回路か
らスイッチング素子に制御信号を出力し、この制御信号
によって平滑コンデンサへの充電電流(入力電流)を基
準パルスによってON/OFF動作され、このときの充
電電流を平滑化する。
According to the above configuration, a control signal is output from the control signal output circuit to the switching element, and the charging current (input current) to the smoothing capacitor is turned on / off by a reference pulse by the control signal. Smooth the current.

【0023】請求項の発明は、前記直列回路を構成す
るコイルと平滑コンデンサには並列にダイオードを接続
したことにある。
According to a fourth aspect of the present invention, a diode is connected in parallel to the coil and the smoothing capacitor constituting the series circuit.

【0024】上記構成により、スイッチング素子が開成
したときに、コイル,平滑コンデンサ,ダイオードで閉
回路を構成することにより、コイル両端に蓄えられたエ
ネルギがスイッチング素子に印加されるのを防止し、該
スイッチング素子の保護を図ると共に、コイルのエネル
ギを平滑コンデンサに回生してエネルギの消費を低減す
る。
With the above configuration, when the switching element is opened, a closed circuit is formed by the coil, the smoothing capacitor, and the diode, thereby preventing the energy stored at both ends of the coil from being applied to the switching element. The switching element is protected, and the energy of the coil is regenerated to the smoothing capacitor to reduce energy consumption.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明による実施の形態を
添付図面に従って詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0026】なお、実施の形態では前述した従来技術と
同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略す
るものとする。
In the embodiment, the same components as those of the above-described prior art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0027】まず、第1の実施例を図1ないし図7に基
づいて説明するに、図1では本実施例の概略を示し、図
2では実際の回路図について示す。
First, a first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7. FIG. 1 shows an outline of this embodiment, and FIG. 2 shows an actual circuit diagram.

【0028】図1中、11はブリッジ整流器2の出力端
子間に接続された直列回路を示し、該直列回路11には
高電圧側からコイル12,平滑コンデンサ13,スイッ
チング素子となる電界効果型トランジスタ14(以下、
FET14という)が順次直列に接続され、該FET1
4のゲート端子には後述するPWM用IC23の出力端
子が接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a series circuit connected between output terminals of the bridge rectifier 2. The series circuit 11 includes a coil 12, a smoothing capacitor 13, and a field effect transistor serving as a switching element from the high voltage side. 14 (hereinafter,
FET 14) are sequentially connected in series.
The output terminal of the PWM IC 23 described later is connected to the gate terminal 4.

【0029】15は直列回路11のうち高電圧側に位置
したコイル12と平滑コンデンサ13に並列接続された
ダイオードを示し、該ダイオード15は高電圧側がアノ
ード側となるように接続され、FET14が開成したと
きに、ダイオード15,コイル12,平滑コンデンサ1
3で閉回路を構成し、前記コイル12に蓄えられたエネ
ルギがFET14に直接印加されるのを防止して、該F
ET14の保護を図るものである。
Numeral 15 denotes a diode connected in parallel with the coil 12 and the smoothing capacitor 13 located on the high voltage side of the series circuit 11. The diode 15 is connected so that the high voltage side becomes the anode side, and the FET 14 is opened. The diode 15, the coil 12, the smoothing capacitor 1
3 constitutes a closed circuit to prevent the energy stored in the coil 12 from being directly applied to the FET 14,
This is to protect the ET14.

【0030】16は直列回路11と並列に接続されたフ
ィルタコンデンサを示し、該フィルタコンデンサ16
は、商用電源1とブリッジ整流器2との間に接続された
後述のチョークコイル38と共にローパスフィルタを構
成し、図7の5段,6段に示すように、FET14を流
れる電流iを平滑することにより入力電流Iのような波
形に成形するものである。
Numeral 16 denotes a filter capacitor connected in parallel with the series circuit 11.
Constitutes a low-pass filter together with a choke coil 38 described later connected between the commercial power supply 1 and the bridge rectifier 2, and smoothes the current i flowing through the FET 14 as shown in the fifth and sixth stages in FIG. To form a waveform like the input current I.

【0031】17はブリッジ整流器2の出力端子間に、
前記直列回路11と並列接続された負荷となるDC−D
Cコンバータを示し、該DC−DCコンバータ17はト
ランス18の1次側巻線とスイッチング用のトランジス
タ19が直列接続され、前記トランス18の2次側巻線
にはダイオード20,20、チョークコイル21および
平滑コンデンサ22が接続され、出力側には図示しない
被駆動部位が接続され、該被駆動部位には脈動を抑えた
直流電圧が印加される。なお、図2中のDC−DCコン
バータ17では、トランス18の2次側は省略してい
る。
Reference numeral 17 denotes a circuit between the output terminals of the bridge rectifier 2.
DC-D serving as a load connected in parallel with the series circuit 11
The DC-DC converter 17 includes a primary winding of a transformer 18 and a switching transistor 19 connected in series. Diodes 20 and 20 and a choke coil 21 are connected to the secondary winding of the transformer 18. And a smoothing capacitor 22, and a driven part (not shown) is connected to the output side, and a DC voltage with suppressed pulsation is applied to the driven part. In the DC-DC converter 17 in FIG. 2, the secondary side of the transformer 18 is omitted.

【0032】23はパルス幅変調用IC(以下、PWM
用IC23という)で、該PWM用IC23は周波数f
0 (例えば、50〜100kHz )の基本三角波VA を
出力する三角波発生器24と、反転入力端子に該三角波
発生器24が接続され、非反転入力端子に後述する第2
の電源30が接続され、入力される基本三角波VA と第
2の基準電圧V2 とによってパルス幅を変調した基準パ
ルスVB を発生させるPWMコンパレータ25と、一方
の入力端子が該PWMコンパレータ25に、他方の入力
端子が外部に接続された比較回路29にそれぞれ接続さ
れ、出力端子が前記FET14のゲート端子に接続され
た制御信号出力回路としてのオア回路26とから大略構
成されている。また、本実施例ではテキサスインスツル
メンツ社製のTL494を使用し、図3はその構成を示
すもので、該TL494は、基準電圧発生部、発振部、
休止期間調整部、2個の誤差増幅器、PWMコンパレー
タおよび出力部等から構成されている。
Reference numeral 23 denotes a pulse width modulation IC (hereinafter referred to as PWM).
The PWM IC 23 has a frequency f
A triangular wave generator 24 that outputs a basic triangular wave VA of 0 (for example, 50 to 100 kHz), the triangular wave generator 24 is connected to an inverting input terminal, and a second inverting input terminal described later is connected to a non-inverting input terminal.
And a PWM comparator 25 for generating a reference pulse VB whose pulse width is modulated by the input basic triangular wave VA and the second reference voltage V2, one input terminal of which is connected to the PWM comparator 25 and the other of which is connected to the other. And an OR circuit 26 as a control signal output circuit whose output terminal is connected to a comparison circuit 29 connected to the outside and an output terminal is connected to the gate terminal of the FET 14. Further, in this embodiment, TL494 manufactured by Texas Instruments is used, and FIG. 3 shows the configuration of the TL494. The TL494 includes a reference voltage generator, an oscillator,
It is composed of a pause period adjustment unit, two error amplifiers, a PWM comparator, an output unit, and the like.

【0033】ここで、前記オア回路26は、入力される
PWMコンパレータ25から基準パルスVB と比較回路
29から比較信号VC とによって、FET14のON/
OFF制御を行うパルス波形となる制御信号VD を成形
する。
The OR circuit 26 turns ON / OFF the FET 14 according to the input reference pulse VB from the PWM comparator 25 and the comparison signal VC from the comparison circuit 29.
A control signal VD having a pulse waveform for performing the OFF control is formed.

【0034】また、前記PWMコンパレータ25は基準
パルス幅変調回路として構成され、該PWMコンパレー
タ25の基準パルスVB のパルス幅は、基本三角波VA
とスレシホールドレベルとなる第2の基準電圧V2 とを
比較することにより設定されている。例えば、図4に示
すように、電圧値の高い第2の基準電圧V2 のときに
は、中段の基準パルスVB のようにパルス幅の長い波形
となり、電圧値の低い第2の基準電圧V2 ′のときに
は、下段に示す基準パルスVB ′のようにパルス幅の短
い波形となる。なお、この変調方式では、基本三角波V
A の周波数fが基準パルスVB の周波数となり周波数f
は固定となっている。
The PWM comparator 25 is configured as a reference pulse width modulation circuit, and the pulse width of the reference pulse VB of the PWM comparator 25 is the same as the basic triangular wave VA.
And a second reference voltage V2 serving as a threshold level. For example, as shown in FIG. 4, when the second reference voltage V2 has a high voltage value, the waveform has a long pulse width like the reference pulse VB in the middle stage, and when the second reference voltage V2 'has a low voltage value, , The waveform has a short pulse width like the reference pulse VB 'shown in the lower part. In this modulation method, the basic triangular wave V
The frequency f of A becomes the frequency of the reference pulse VB and the frequency f
Is fixed.

【0035】27は抵抗値R1 を有する電流検出抵抗
で、該電流検出抵抗27はブリッジ整流器2の出力端子
と直列回路11の低電圧側との間に接続され、図6のよ
うに、該電流検出抵抗27を流れる電流値を抵抗電圧V
R1として検出している。
Reference numeral 27 denotes a current detection resistor having a resistance value R1. The current detection resistor 27 is connected between the output terminal of the bridge rectifier 2 and the low voltage side of the series circuit 11, and as shown in FIG. The value of the current flowing through the detection resistor 27 is represented by a resistance voltage V
Detected as R1.

【0036】28は第1の電源で、該第1の電源28は
第1の基準電圧V1 を有し、比較回路29の反転入力端
子に接続されている。
A first power supply 28 has a first reference voltage V 1 and is connected to an inverting input terminal of a comparison circuit 29.

【0037】29はPWM用IC23外に設けられた比
較回路で、該比較回路29の非反転入力端子は第1の電
源28と前記電流検出抵抗27とブリッジ整流器2との
間に接続され、反転入力端子はアースに接続され、出力
端子はオア回路26の他方の入力端子に接続されてい
る。
Reference numeral 29 denotes a comparison circuit provided outside the PWM IC 23. The non-inversion input terminal of the comparison circuit 29 is connected between the first power supply 28, the current detection resistor 27, and the bridge rectifier 2, and The input terminal is connected to the ground, and the output terminal is connected to the other input terminal of the OR circuit 26.

【0038】30は第2の電源で、該第2の電源30は
第2の基準電圧V2 を有し、PWMコンパレータ25の
非反転入力端子に接続されている。
Reference numeral 30 denotes a second power supply. The second power supply 30 has a second reference voltage V2 and is connected to a non-inverting input terminal of the PWM comparator 25.

【0039】また、図2では、前記比較回路29の構成
を具体化したもので、該比較回路29は、OPアンプ3
1と、該OPアンプ31の非反転入力端子に接続された
入力抵抗32と、前記OPアンプ31の出力端子と非反
転入力端子との間に接続された負帰還抵抗33と、前記
入力抵抗32の入力側に並列接続された抵抗34,35
とからなり、一方の抵抗34は第1の電源28を介して
アースに接続され、他方の抵抗35は電流検出抵抗27
とブリッジ整流器2の出力端子との間に接続されてい
る。また、OPアンプ31の反転入力端子は該OPアン
プ31のマイナス側電源端子と電流検出抵抗27の出力
側に接続され、該反転入力端子には0Vが印加される。
FIG. 2 shows a specific example of the configuration of the comparison circuit 29.
1, an input resistor 32 connected to a non-inverting input terminal of the OP amplifier 31, a negative feedback resistor 33 connected between an output terminal and a non-inverting input terminal of the OP amplifier 31, and an input resistor 32 34, 35 connected in parallel to the input side of
One resistor 34 is connected to the ground via the first power supply 28, and the other resistor 35 is connected to the current detection resistor 27.
And the output terminal of the bridge rectifier 2. The inverting input terminal of the OP amplifier 31 is connected to the minus power supply terminal of the OP amplifier 31 and the output side of the current detection resistor 27, and 0 V is applied to the inverting input terminal.

【0040】そして、前記OPアンプ31の非反転入力
端子には、図6に示すように、電流検出抵抗27で検出
された抵抗電圧VR1に、第1の電源28から出力される
第1の基準電圧V1 と抵抗34,35の抵抗値によって
設定された電圧ΔVだけ加算された中段の検出電圧VE
が入力される。さらに、OPアンプ31の出力電圧VC
と抵抗32,33で設定された電圧ΔV0 が加算され
る。これは見掛け上、OPアンプ31の出力電圧VC が
直流電源VCCとなっているとき、反転入力端子に−ΔV
0 が入力された場合と同等となり、入力電流の立上がり
時、即ち電流検出抵抗27で検出された抵抗電圧VR1の
立下がり時には電圧ΔVと電圧ΔV0 の和が検出電圧と
なる。一方、入力電流が立下がる時には、OPアンプ3
1の出力電圧VC は0Vとなっているので電圧ΔV0 は
0Vとなり、この時の検出電圧VEはΔVとなる。この
結果、下段の比較信号VC となるパルス信号を得ること
ができ、該比較信号VC はFET14がONとなるON
時間tA とFET14が繰返してスイッチング動作を行
うスイッチング時間tB とを設定している。
As shown in FIG. 6, a non-inverting input terminal of the OP amplifier 31 is connected to a first reference voltage output from the first power supply 28 to the resistance voltage VR1 detected by the current detection resistor 27. The middle detection voltage VE added by the voltage V1 and the voltage ΔV set by the resistance values of the resistors 34 and 35.
Is entered. Further, the output voltage VC of the OP amplifier 31
And the voltage .DELTA.V0 set by the resistors 32 and 33. Apparently, when the output voltage VC of the OP amplifier 31 is the DC power supply VCC, -ΔV
When the input current rises, that is, when the resistance voltage VR1 detected by the current detection resistor 27 falls, the sum of the voltage ΔV and the voltage ΔV0 becomes the detection voltage. On the other hand, when the input current falls, the OP amplifier 3
Since the output voltage VC of 1 is 0 V, the voltage .DELTA.V0 becomes 0 V, and the detection voltage VE at this time becomes .DELTA.V. As a result, a pulse signal serving as the lower comparison signal VC can be obtained, and the comparison signal VC is turned on when the FET 14 is turned on.
A time tA and a switching time tB at which the FET 14 repeatedly performs a switching operation are set.

【0041】また、図2中の抵抗36はPWM用IC2
3の6番ピンに、コンデンサ37は5番ピンにそれぞれ
接続されるもので、該抵抗36の抵抗値とコンデンサ3
7の静電容量によって、前記三角波発生器24の周波数
を設定するものである。
The resistor 36 in FIG. 2 is a PWM IC 2
3 and a capacitor 37 are connected to the fifth pin, respectively.
The frequency of the triangular wave generator 24 is set by the capacitance 7.

【0042】さらに、商用電源1とブリッジ整流器2と
の間にはチョークコイル38が接続され、ブリッジ整流
器2の入力端子間にコンデンサ39を接続してもよい。
Further, a choke coil 38 may be connected between the commercial power supply 1 and the bridge rectifier 2, and a capacitor 39 may be connected between the input terminals of the bridge rectifier 2.

【0043】一方、PWM用IC23の8番ピンとFE
T14のゲートとの間には抵抗40Aが接続され、該抵
抗40Aと12番ピンとのC 接続点と、直流電源VCCと
の間には抵抗40Bが接続され、該OPアンプ31のプ
ラス側電源端子、PWM用IC23の12番ピン、抵抗
40Bには別途の直流電源VCCから直流電圧を印加して
いる。
On the other hand, the eighth pin of the PWM IC 23 and the FE
A resistor 40A is connected to the gate of T14, and a resistor 40B is connected between the C connection point between the resistor 40A and the twelfth pin and the DC power supply VCC. A DC voltage from a separate DC power supply VCC is applied to the twelfth pin of the PWM IC 23 and the resistor 40B.

【0044】本実施例による電源装置は上述した如くに
構成されるが、次に動作について図5ないし図7に基づ
いて説明する。
The power supply device according to the present embodiment is configured as described above. Next, the operation will be described with reference to FIGS.

【0045】まず、商用電源1からは図5の上段に示す
ように、50Hz の入力電圧Vが入力され、DC−DC
コンバータ17には全波整流した後に、平滑コンデンサ
13およびフィルタコンデンサ16によって、中段に示
すような出力電圧V0 が入力される。このとき、本実施
例では、DC−DCコンバータ17における負荷は一定
であるから、後述する制御によって、下段のように立上
がり時のピーク値を抑えた入力電流Iを得ることができ
る。
First, as shown in the upper part of FIG. 5, an input voltage V of 50 Hz is input from the commercial power supply 1, and a DC-DC
After full-wave rectification, the converter 17 receives an output voltage V0 shown in the middle stage by the smoothing capacitor 13 and the filter capacitor 16. At this time, in the present embodiment, since the load on the DC-DC converter 17 is constant, it is possible to obtain the input current I in which the peak value at the time of rising is suppressed as shown in the lower part by the control described later.

【0046】本装置はコンデンサインプット型整流回路
として構成されているから、平滑コンデンサ13の両端
電圧が整流出力電圧Vi よりも高いときには、DC−D
Cコンバータ17へは平滑コンデンサ13が放電して電
荷を供給する。一方、出力電圧V0 が平滑コンデンサ1
3の両端電圧よりも高くなると、該平滑コンデンサ13
に充電を開始する。なお、平滑コンデンサ13に充電さ
れる時間が一般には導通角となる。
Since the present device is configured as a capacitor input type rectifier circuit, when the voltage across the smoothing capacitor 13 is higher than the rectified output voltage Vi, the DC-D
The smoothing capacitor 13 discharges and supplies electric charge to the C converter 17. On the other hand, when the output voltage V0 is
3 becomes higher than the voltage across the smoothing capacitor 13.
Start charging. The time required for charging the smoothing capacitor 13 generally corresponds to the conduction angle.

【0047】また、DC−DCコンバータ17のスイッ
チング用のトランジスタ19がONしたとき、フィルタ
コンデンサ16と出力電圧V0 からDC−DCコンバー
タ17に電荷が供給され、トランジスタ19がOFFし
たとき、フィルタコンデンサ16は出力電圧V0 によっ
て充電される。一方、この動作と同時に、FET14が
ONしたときにフィルタコンデンサ16と出力電圧V0
によって平滑コンデンサ13が充電される。
When the switching transistor 19 of the DC-DC converter 17 is turned on, charge is supplied from the filter capacitor 16 and the output voltage V0 to the DC-DC converter 17, and when the transistor 19 is turned off, the filter capacitor 16 is turned on. Is charged by the output voltage V0. On the other hand, simultaneously with this operation, when the FET 14 is turned on, the filter capacitor 16 and the output voltage V0
Thereby, the smoothing capacitor 13 is charged.

【0048】さらに、FET14がOFFしたときに
は、ダイオード15,コイル12,平滑コンデンサ13
によって閉回路を構成し、前記コイル12に蓄えられた
エネルギを平滑コンデンサ13に充電することによっ
て、コイル12に蓄えられたエネルギがFET14に印
加されるのを防止し、該FET14の保護を図ると共
に、コイル12の蓄えられたエネルギは平滑コンデンサ
13に充電でき、エネルギの無駄をなくすことができ
る。
When the FET 14 is turned off, the diode 15, the coil 12, the smoothing capacitor 13
By charging the energy stored in the coil 12 to the smoothing capacitor 13, the energy stored in the coil 12 is prevented from being applied to the FET 14, and the FET 14 is protected. The energy stored in the coil 12 can be charged in the smoothing capacitor 13 and energy can be wasted.

【0049】次に、比較信号VC の設定について説明す
ると、図6のように、電流検出抵抗27ではブリッジ整
流器2から出力される電流を抵抗電圧VR1(上段)とし
て検出し、検出した抵抗電圧VR1に第1の基準電圧V1
と抵抗34,35によって設定されるΔVと、OPアン
プ31の出力電圧VC と抵抗32,33によって設定さ
れた電圧ΔV0 を加算して検出電圧VE (中段)とし、
該検出電圧VE をOPアンプ31の非反転入力端子に入
力する。そして、該OPアンプ31では検出電圧VE と
0Vとを比較して比較信号VC (下段)を設定し、該比
較信号VC をPWM用IC23の4番ピンに入力する。
また、この比較信号VC により、FET14のゲートに
出力される制御信号VD の出力範囲となるスイッチング
時間tBの時間設定を行っている。
Next, the setting of the comparison signal VC will be described. As shown in FIG. 6, the current detection resistor 27 detects the current output from the bridge rectifier 2 as a resistance voltage VR1 (upper stage), and detects the detected resistance voltage VR1. To the first reference voltage V1
ΔV set by the resistors 34 and 35, and the output voltage VC of the OP amplifier 31 and the voltage ΔV0 set by the resistors 32 and 33 are added to obtain a detection voltage VE (middle stage).
The detection voltage VE is input to the non-inverting input terminal of the OP amplifier 31. Then, the OP amplifier 31 compares the detection voltage VE with 0 V to set a comparison signal VC (lower stage), and inputs the comparison signal VC to the fourth pin of the PWM IC 23.
Further, the comparison signal VC sets the switching time tB which is the output range of the control signal VD output to the gate of the FET 14.

【0050】さらに、前記制御信号VD ではスイッチン
グ時間tB の開始も設定しているから、入力電流Iの立
上がり時のピーク値の規制を図ることができる。即ち、
入力電圧Vが平滑コンデンサ13の両端側電圧よりも高
くなったときには、該平滑コンデンサ13を充電すべく
充電電流が発生する。そして、この入力電流が発生して
いる間、前記FET14を繰返しON/OFFすること
によって充電電流のピーク値を低くしようとする。そし
て、スイッチング時間tB の開始を、入力電圧Vが平滑
コンデンサ13の両端電圧を越えて入力電流が流れ始
め、入力電流を検出して得られた比較信号VC の立下が
りにすることによって、入力電流の立上がり時のピーク
値を決めることができる。このように、制御信号VD に
よって入力電流の立上がり時のピーク値を制御すること
ができる。
Further, since the control signal VD also sets the start of the switching time tB, it is possible to regulate the peak value of the input current I when it rises. That is,
When the input voltage V becomes higher than the voltage on both ends of the smoothing capacitor 13, a charging current is generated to charge the smoothing capacitor 13. While the input current is being generated, the FET 14 is repeatedly turned on / off to reduce the peak value of the charging current. Then, the start of the switching time tB is caused by the input voltage V exceeding the voltage between both ends of the smoothing capacitor 13 and the input current starts to flow. The peak value at the time of rising can be determined. As described above, the peak value at the time of rising of the input current can be controlled by the control signal VD.

【0051】一方、PWM用IC23内のPWMコンパ
レータ25では、前述した如く、抵抗34とコンデンサ
37によって周波数が設定された基本三角波VA と第2
の電源30から出力される第2の基準電圧V2 によって
所定のデューティ比となる基準パルスVB が形成され、
該第2の基準電圧V2 の値を高くすると基準パルスVB
のパルス幅は長くなり、第2の基準電圧V2 を低くする
と基準パルスVB のパルス幅は短くなる。
On the other hand, in the PWM comparator 25 in the PWM IC 23, the basic triangular wave VA whose frequency is set by the resistor 34 and the capacitor 37 and the second
A reference pulse VB having a predetermined duty ratio is formed by the second reference voltage V2 output from the power supply 30 of FIG.
When the value of the second reference voltage V2 is increased, the reference pulse VB
Becomes longer, and when the second reference voltage V2 is made lower, the pulse width of the reference pulse VB becomes shorter.

【0052】そして、オア回路26では、入力される基
準パルスVB (図7中の3段目)と比較信号VC (2段
目)によって制御信号VD (4段目)が設定され、該制
御信号VD はFET14のゲートに出力される。
In the OR circuit 26, the control signal VD (fourth stage) is set by the input reference pulse VB (third stage in FIG. 7) and the comparison signal VC (second stage). VD is output to the gate of FET14.

【0053】ここで、平滑コンデンサ13に充電電流が
流れるとエネルギが蓄積され、平滑コンデンサ13の端
子間電圧が上昇する。そして、基準パルスVB のパルス
幅が長いと、充電電流のピーク値が高くなり、1パルス
当たりの平滑コンデンサ13に充電されるエネルギが多
くなって、そのエネルギが平滑コンデンサ13の端子間
電圧を上昇させる。このように、1パルス毎に平滑コン
デンサ13の端子間電圧を上昇させ、出力電圧V0 と平
滑コンデンサ13の端子電圧の差が小さくなるにつれて
充電電流のピーク値が低くなり、その結果入力電流も小
さくなる。従って、入力電流によって変化する検出電圧
VE が0Vとなった時点で、スイッチング動作が完了す
る。
Here, when a charging current flows through the smoothing capacitor 13, energy is accumulated, and the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 13 increases. When the pulse width of the reference pulse VB is long, the peak value of the charging current increases, and the energy charged in the smoothing capacitor 13 per pulse increases, and the energy increases the voltage between terminals of the smoothing capacitor 13. Let it. As described above, the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 13 is increased for each pulse. As the difference between the output voltage V0 and the terminal voltage of the smoothing capacitor 13 decreases, the peak value of the charging current decreases, and as a result, the input current also decreases. Become. Therefore, the switching operation is completed when the detection voltage VE changed by the input current becomes 0V.

【0054】また、基準パルスVB のパルス幅が短い
と、充電電流のピーク値は低く、1パルス当たりの平滑
コンデンサ13に充電されるエネルギは小さくなり、1
パルス毎に平滑コンデンサ13の端子間電圧の上昇が少
なく、平滑コンデンサ13の端子間電圧が入力電圧Vと
等しくなるまでの時間が、基準パルスVB のパルス幅が
長くなってるときよりも長い時間を要する。従って、基
準パルスVB のパルス幅により、基準電圧V2 による導
通角t0 が設定される。
When the pulse width of the reference pulse VB is short, the peak value of the charging current is low, and the energy charged in the smoothing capacitor 13 per pulse is small, and
The time required for the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 13 to rise little at each pulse and for the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 13 to become equal to the input voltage V is longer than when the pulse width of the reference pulse VB is longer. It costs. Therefore, the conduction angle t0 by the reference voltage V2 is set by the pulse width of the reference pulse VB.

【0055】これにより、FET14のドレインとソー
ス間には図7の5段目のような断続的な電流iが流れる
ものの、入力側に位置したコイル38と後段に接続した
フィルタコンデンサ16によってローパスフィルタを構
成しているから、該ローパスフィルタによって平均化し
た略台形状の入力電流Iとすることができ、しかも入力
電流Iの立上がり時のピーク値を規制することができ
る。
Although the intermittent current i flows between the drain and the source of the FET 14 as shown in the fifth stage in FIG. 7, the low-pass filter is formed by the coil 38 located on the input side and the filter capacitor 16 connected to the subsequent stage. , The input current I having a substantially trapezoidal shape averaged by the low-pass filter can be obtained, and the peak value of the input current I at the time of rising can be regulated.

【0056】かくして、本実施例では、PWM制御を用
いて導通角t0 の範囲でFET14を制御することによ
り、入力電流Iの流れ始めのピーク値の発生を防止する
と共に、当該装置はコンデンサインプット型整流回路に
比べて入力電流Iの立上がり時のピーク値を低く抑える
と共に、全体の波形を略台形状にすることができ、高調
波を抑えると共に力率を高め、短い導通角t0 でクラス
Aの電源装置を構成することができる。
Thus, in this embodiment, by controlling the FET 14 in the range of the conduction angle t0 by using the PWM control, it is possible to prevent the occurrence of the peak value at the beginning of the flow of the input current I and to use the capacitor input type. Compared to the rectifier circuit, the peak value of the input current I at the time of rising can be kept low, the whole waveform can be made substantially trapezoidal, the harmonics can be suppressed and the power factor can be increased, A power supply device can be configured.

【0057】従って、昇圧型アクティブフィルタ回路に
対しても、出力電圧V0 の昇圧はなく、構成部品は耐圧
の高い部品を使用する必要がなく汎用部品で構成するこ
とができ、コスト低減を図ることができる。
Therefore, the output voltage V0 is not boosted even for the booster type active filter circuit, and it is not necessary to use components having a high withstand voltage, and the components can be composed of general-purpose components, thereby reducing the cost. Can be.

【0058】次に、図8ないし図15に本発明による第
2の実施例を示すに、本実施例の特徴は、負荷と直列回
路の低電圧側との間に、負荷に印加される電流を検出す
る電流検出抵抗を接続し、該電流検出抵抗から信号によ
って第1の基準電圧と第2の基準電圧を設定し、負荷変
動に対して入力電流を追従できるようにしたものであ
る。
FIGS. 8 to 15 show a second embodiment according to the present invention. The feature of this embodiment is that a current applied to the load is applied between the load and the low voltage side of the series circuit. Is connected, and a first reference voltage and a second reference voltage are set by a signal from the current detection resistor so that the input current can follow a load change.

【0059】なお、本実施例では、前述した第1の実施
例と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を
省略するものとする。また、図8では本実施例の概略を
示し、図9では実際の回路図を示す。さらに、第1の実
施例で述べた電流検出抵抗27は本実施例では第1の電
流検出抵抗27となる。
In this embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 8 shows an outline of the present embodiment, and FIG. 9 shows an actual circuit diagram. Further, the current detection resistor 27 described in the first embodiment becomes the first current detection resistor 27 in the present embodiment.

【0060】図8中、41は抵抗値R2 を有する第2の
電流検出抵抗を示し、該第2の電流検出抵抗41は直列
回路11の低電圧側とDC−DCコンバータ17との間
に接続されている。
In FIG. 8, reference numeral 41 denotes a second current detecting resistor having a resistance value R 2, and the second current detecting resistor 41 is connected between the low voltage side of the series circuit 11 and the DC-DC converter 17. Have been.

【0061】42は積分回路で、該積分回路42は抵抗
43とコンデンサ44とをL型に配置して接続し、第2
の電流検出抵抗41で検出される抵抗電圧VR2を平均化
して積分信号Va を出力するものである。
Reference numeral 42 denotes an integrating circuit. The integrating circuit 42 connects and connects a resistor 43 and a capacitor 44 in an L-shape.
And outputs an integrated signal Va by averaging the resistance voltage VR2 detected by the current detection resistor 41.

【0062】45は増幅回路を示し、該増幅回路45は
図9に示すように、OPアンプ46と、該OPアンプ4
6の反転入力端子とアースとの間に接続された抵抗47
と、前記OPアンプ46の反転入力端子と出力端子との
間に接続された負帰還抵抗48とからなり、非反転入力
端子には前記積分回路42が接続される。そして、該増
幅回路45の増幅率はaとなり、出力端子から出力され
る増幅信号Vb は数1のようになる。
Reference numeral 45 denotes an amplifier circuit. The amplifier circuit 45 includes an OP amplifier 46 and an OP amplifier 4 as shown in FIG.
6, a resistor 47 connected between the inverting input terminal and ground.
And a negative feedback resistor 48 connected between the inverting input terminal and the output terminal of the OP amplifier 46. The integrating circuit 42 is connected to the non-inverting input terminal. Then, the amplification factor of the amplifier circuit 45 becomes a, and the amplified signal Vb output from the output terminal becomes as shown in Expression 1.

【0063】[0063]

【数1】Vb =a×VaVb = a × Va

【0064】49は第1の基準電圧設定回路で、該第1
の基準電圧設定回路49は増幅回路45の出力側に接続
され、比較回路29に入力される第1の基準電圧V1 を
出力するものである。
Reference numeral 49 denotes a first reference voltage setting circuit.
The reference voltage setting circuit 49 is connected to the output side of the amplifier circuit 45 and outputs the first reference voltage V1 input to the comparison circuit 29.

【0065】50は第2の基準電圧設定回路で、該第2
の基準電圧設定回路50は増幅回路45の出力側に接続
され、PWM用IC23に入力される第2の基準電圧V
2 を出力するものである。
Reference numeral 50 denotes a second reference voltage setting circuit.
The reference voltage setting circuit 50 is connected to the output side of the amplifier circuit 45, and the second reference voltage V input to the PWM IC 23.
2 is output.

【0066】ここで、前記第1の基準電圧設定回路49
は、図9に示すように、OPアンプ51と、該OPアン
プ51の非反転入力端子と増幅回路45との間に接続さ
れた入力抵抗52と、OPアンプ51の非反転入力端子
とアースとの間に接続された抵抗53と、OPアンプ5
1の反転入力端子とアースとの間に直列接続された抵抗
54と電圧値Vc を有する電池55と、OPアンプ51
の反転入力端子と出力端子との間に接続された負帰還抵
抗56とからなる。ここで、第1の基準電圧設定回路4
9から出力される電圧を第1の基準電圧V1 としたと
き、該第1の基準電圧設定回路49による第1の基準電
圧V1 は数2のように設定できる。
Here, the first reference voltage setting circuit 49
As shown in FIG. 9, an OP amplifier 51, an input resistor 52 connected between a non-inverting input terminal of the OP amplifier 51 and the amplifier circuit 45, a non-inverting input terminal of the OP amplifier 51 and a ground. Between the resistor 53 connected between the
A battery 55 having a voltage value Vc and a resistor 54 connected in series between the inverting input terminal of
And a negative feedback resistor 56 connected between the inverting input terminal and the output terminal. Here, the first reference voltage setting circuit 4
Assuming that the voltage output from 9 is the first reference voltage V1, the first reference voltage V1 by the first reference voltage setting circuit 49 can be set as in the following equation (2).

【0067】[0067]

【数2】V1 =Vb −Vc =a×Va −Vc## EQU2 ## V1 = Vb-Vc = a.times.Va-Vc

【0068】また、前記第2の基準電圧設定回路50
は、増幅信号Vb とアースとの間に直列接続された抵抗
値R3 を有する抵抗57,抵抗値R4 を有する抵抗5
8,電圧値Vd を有する電池59と、抵抗57,58間
とアースとの間に直列接続された抵抗値R5 を有する抵
抗60と抵抗値R6 を有する抵抗61とからなる。ここ
で、第2の基準電圧設定回路50から出力される電圧を
第2の基準電圧V2 としたときに、該第2の基準電圧V
2 は数3のように仮定される。
The second reference voltage setting circuit 50
Are a resistor 57 having a resistance value R3 and a resistor 5 having a resistance value R4 connected in series between the amplified signal Vb and the ground.
8, a battery 59 having a voltage value Vd, a resistor 60 having a resistance value R5 and a resistor 61 having a resistance value R6 connected in series between the resistors 57 and 58 and the ground. Here, when the voltage output from the second reference voltage setting circuit 50 is a second reference voltage V2, the second reference voltage V2
2 is assumed as in Equation 3.

【0069】[0069]

【数3】V2 =c×Va −Vd 但し、c:定数V2 = c × Va−Vd where c: constant

【0070】ここで、Vb =a×Va であるから、数3
は数4のように変形できる。
Here, since Vb = a × Va, Equation 3
Can be transformed as shown in Equation 4.

【0071】[0071]

【数4】 (Equation 4)

【0072】これにより、第2の基準電圧設定回路50
中の抵抗57,58,60,61は、c/(a+c)を
抵抗57,58で構成し、(a+c)/aを抵抗60,
61で構成すればよい。
As a result, the second reference voltage setting circuit 50
The middle resistors 57, 58, 60, and 61 are configured such that c / (a + c) is composed of the resistors 57 and 58, and (a + c) / a is the resistance 60,
61 may be used.

【0073】なお、OPアンプ31,46,51のプラ
ス側出力端子と、PWM用IC23の12番ピンおよび
抵抗40Bは別途の直流電源VCCに接続されている。
The plus output terminals of the OP amplifiers 31, 46 and 51, the 12th pin of the PWM IC 23 and the resistor 40B are connected to a separate DC power supply VCC.

【0074】このように構成される本実施例による電源
装置においては、DC−DCコンバータ17が変動しな
いときの制御については、前述した第1の実施例と同様
に行うことができ、入力電流Iの立上がり時のピーク値
を抑えることができ、高調波を低減して脈動の少ない直
流電源に変換することができる。
In the power supply device according to the present embodiment thus configured, control when the DC-DC converter 17 does not fluctuate can be performed in the same manner as in the first embodiment described above. The peak value at the time of rising can be suppressed, the harmonics can be reduced, and the DC power can be converted to a pulsation with less pulsation.

【0075】さらに、本実施例では、負荷となるDC−
DCコンバータ17に流れる入力電流Iを検出する第2
の電流検出抵抗41を接続しているから、該電流検出抵
抗41で検出した抵抗電圧VR2を積分回路42を増幅回
路45を介して増幅信号Vbに変換した後に、第1の基
準電圧設定回路49で第1の基準電圧V1 を出力し、第
2の基準電圧設定回路50で第2の基準電圧V2 を出力
する。
Further, in this embodiment, the DC-
The second detecting the input current I flowing to the DC converter 17
Is connected to the first reference voltage setting circuit 49 after converting the resistance voltage VR2 detected by the current detection resistor 41 into an amplified signal Vb via the integrating circuit 42 through the amplifying circuit 45. Output the first reference voltage V1 and the second reference voltage setting circuit 50 outputs the second reference voltage V2.

【0076】ここで、図10および図11に示すよう
に、DC−DCコンバータ17がある一定の負荷となっ
ているときには、第2の電流検出抵抗41でこの負荷に
対応した抵抗電圧VR20 として検出し、この抵抗電圧V
R20 は積分回路42および増幅回路45を介して増幅信
号Vb0となる。
Here, as shown in FIGS. 10 and 11, when the DC-DC converter 17 has a certain load, the second current detection resistor 41 detects the resistance as a resistance voltage VR20 corresponding to this load. And the resistance voltage V
R20 becomes an amplified signal Vb0 via the integration circuit 42 and the amplification circuit 45.

【0077】そして、第1の基準電圧設定回路49で設
定される第1の基準電圧V10は、第2の電流検出抵抗4
1で検出された抵抗電圧VR20 を積分した積分信号Va0
を、前記数2に代入することにより設定される。また、
比較回路29を構成するOPアンプ31の非反転入力端
子には、第1の電流検出抵抗27で検出された抵抗電圧
VR10 に、この第1の基準電圧V10と抵抗34,35に
よって設定された電圧ΔV0 を加算した検出電圧VE0が
入力される。
Then, the first reference voltage V 10 set by the first reference voltage setting circuit 49 is
An integrated signal Va0 obtained by integrating the resistance voltage VR20 detected in step 1.
Is set by substituting into Equation 2. Also,
The non-inverting input terminal of the OP amplifier 31 constituting the comparison circuit 29 has a resistance voltage VR10 detected by the first current detection resistance 27, a voltage set by the first reference voltage V10 and the resistances 34 and 35. The detection voltage VE0 obtained by adding ΔV0 is input.

【0078】そして、抵抗電圧VR10 の立下がり時に
は、OPアンプ31の出力電圧VC に抵抗32,33で
設定される電圧ΔV0 を加算して検出電圧VE0とし、こ
の検出電圧VE0とアースとを比較することにより、ON
時間tA0、スイッチング時間tB0となるパルス状の比較
信号VC0をPWM用IC23の4番ピンに出力する。
When the resistance voltage VR10 falls, the voltage .DELTA.V0 set by the resistors 32 and 33 is added to the output voltage VC of the OP amplifier 31 to obtain a detection voltage VE0, and this detection voltage VE0 is compared with the ground. ON
A pulse-like comparison signal VC0 corresponding to the time tA0 and the switching time tB0 is output to the fourth pin of the PWM IC 23.

【0079】一方、第2の基準電圧設定回路50で設定
される第2の基準電圧V20は、第2の電流検出抵抗41
で検出された抵抗電圧VR20 を積分した積分信号Va0
を、前記数3に代入することにより設定され、該第2の
基準電圧V20をPWM用IC23の16番ピンに出力さ
れる。また、該PWM用IC23では、入力された第2
の基準電圧V20により、前記第1の実施例で示した図4
のように、基本三角波VA と第2の基準電圧V20とをP
WMコンパレータ25で比較することにより、パルス幅
T10の基準パルスVB0を出力する。
On the other hand, the second reference voltage V 20 set by the second reference voltage setting circuit 50 is
Signal Va0 obtained by integrating the resistance voltage VR20 detected at
Is substituted into the above equation (3), and the second reference voltage V20 is output to the 16th pin of the PWM IC 23. In the PWM IC 23, the input second
4 shown in the first embodiment by the reference voltage V20 of FIG.
And the basic triangular wave VA and the second reference voltage V20
The WM comparator 25 outputs a reference pulse VB0 having a pulse width T10 by comparison.

【0080】さらに、PWM用IC23内では、比較回
路29から出力される比較信号VC0と、PWMコンパレ
ータ25から出力される基準パルスVB0とをオア回路2
6に入力し、該オア回路26からは、図11の2段目に
示す制御信号VD0をFET14のゲートに出力する。こ
のとき、制御信号VD0は、ON時間tA0の間は、連続的
にON状態を維持する波形となり、スイッチング時間t
B0の間は、周波数f0でパルス幅T10の間ON状態とな
るON/OFFを繰返すパルス波形に設定される。
Further, in the PWM IC 23, the comparison signal VC0 output from the comparison circuit 29 and the reference pulse VB0 output from the PWM comparator 25 are output to the OR circuit 2.
6 and outputs a control signal VD0 shown in the second stage of FIG. At this time, the control signal VD0 has a waveform that continuously maintains the ON state during the ON time tA0, and the switching time t
During B0, a pulse waveform that repeats ON / OFF to be in an ON state for a pulse width T10 at a frequency f0 is set.

【0081】これにより、FET14を流れる電流i0
は、図11の3段目の波形となり、この電流i0 をフィ
ルタコンデンサ16によって平滑することによって、下
段の入力電流I0 を得ることができる。この結果、第1
の実施例と同様に、第1の基準電圧V10により入力電流
I0 の立上がり時のピーク値を低く抑えると共に、第2
の基準電圧V20から設定されるパルス幅T10の基準パル
スVB0により全体の波形を略台形状にすることができ
る。これにより、高調波を抑え、力率を高めることがで
きる。なお、導通角は図11の下段に示すようなt00の
範囲となる。
As a result, the current i0 flowing through the FET 14
Is the waveform of the third stage in FIG. 11. By smoothing this current i0 by the filter capacitor 16, the input current I0 in the lower stage can be obtained. As a result, the first
Similarly to the first embodiment, the peak value of the input current I0 at the time of rising is suppressed low by the first reference voltage V10, and the second reference voltage V10 is used.
Can be made substantially trapezoidal by the reference pulse VB0 having the pulse width T10 set from the reference voltage V20. Thereby, harmonics can be suppressed and the power factor can be increased. Note that the conduction angle is in the range of t00 as shown in the lower part of FIG.

【0082】次に、負荷となるDC−DCコンバータが
変動したときについて図12ないし図16に示すに、負
荷が高くなったときの状態を、図12および図13に基
づいて説明する。
Next, FIGS. 12 to 16 show the case where the load of the DC-DC converter fluctuates. The state when the load becomes high will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG.

【0083】まず、第2の電流検出抵抗41でこの負荷
に流れる電流に対応した抵抗電圧VR2H を検出し、この
抵抗電圧VR2H は積分回路42および増幅回路45を介
して増幅信号VbHとなる。このとき、前記抵抗電圧VR2
H は前述した負荷変動のない抵抗電圧VR20 よりも大き
くなるため、増幅回路45から出力される増幅信号VbH
も前記増幅信号Vb0よりも大きくなる。
First, a resistance voltage VR2H corresponding to the current flowing through the load is detected by the second current detection resistor 41, and this resistance voltage VR2H becomes an amplified signal VbH via the integration circuit 42 and the amplification circuit 45. At this time, the resistance voltage VR2
Since H becomes larger than the above-described resistance voltage VR20 with no load fluctuation, the amplified signal VbH output from the amplifier 45 is output.
Also becomes larger than the amplified signal Vb0.

【0084】そして、第1の基準電圧設定回路49で設
定される第1の基準電圧V1Hは、前記数2に増幅信号V
bHを代入して算出され、該第1の基準電圧V1Hは高い電
圧値となる。そして、比較回路29を構成するOPアン
プ31の非反転端子には、第1の電流検出抵抗27で検
出された抵抗電圧VR1H に、この第1の基準電圧V1Hと
抵抗34,35によって設定された電圧ΔVH と、OP
アンプ31の出力電圧VC に抵抗32,33によって設
定された電圧ΔV0 を加算した検出信号VEHが入力さ
れ、この検出信号VEHとアースとを比較することによ
り、ON時間tAH、スイッチング時間tBHを有するパル
ス状の比較信号VCHをPWM用IC23の4番ピンに出
力する。なお、該比較信号VCHと前記比較信号VC0とを
比べると、ON時間tAH>tA0、スイッチング時間tBH
<tB0となる。
Then, the first reference voltage V1H set by the first reference voltage setting circuit 49 is equal to the amplified signal V
This is calculated by substituting bH, and the first reference voltage V1H has a high voltage value. Then, the non-inverting terminal of the OP amplifier 31 constituting the comparison circuit 29 is set to the resistance voltage VR1H detected by the first current detection resistance 27 by the first reference voltage V1H and the resistances 34 and 35. Voltage ΔVH and OP
A detection signal VEH obtained by adding the voltage .DELTA.V0 set by the resistors 32 and 33 to the output voltage VC of the amplifier 31 is input. By comparing the detection signal VEH with the ground, a pulse having an ON time tAH and a switching time tBH is obtained. The comparison signal VCH is output to the fourth pin of the PWM IC 23. When the comparison signal VCH is compared with the comparison signal VC0, the ON time tAH> tA0 and the switching time tBH
<TB0.

【0085】一方、第2の基準電圧設定回路50で設定
される第2の基準電圧V2Hは、第2の電流検出抵抗41
で検出された抵抗電圧VR2H を積分した積分信号VaH
を、前記数3に代入することにより設定され、該第2の
基準電圧V2HをPWM用IC23の16番ピンに出力す
る。また、該PWM用IC23では、入力された第2の
基準電圧V2Hにより、前記第1の実施例で示した図4の
ように、基本三角波VAと第2の基準電圧V2HとをPW
Mコンパレータ25で比較することにより、パルス幅T
1Hの基準パルスVBHを出力する。なお、パルス幅T1H>
T10となる。
On the other hand, the second reference voltage V 2H set by the second reference voltage setting circuit 50 is
Signal VaH obtained by integrating the resistance voltage VR2H detected in step
Is substituted into the above equation (3), and the second reference voltage V2H is output to the 16th pin of the PWM IC 23. Further, in the PWM IC 23, the basic triangular wave VA and the second reference voltage V2H are switched by the input second reference voltage V2H as shown in FIG. 4 shown in the first embodiment.
By comparing with the M comparator 25, the pulse width T
The 1H reference pulse VBH is output. Note that the pulse width T1H>
It becomes T10.

【0086】さらに、PWM用IC23内では、比較信
号VCHと基準パルスVBHとをオア回路26に入力し、図
13の2段目に示す制御信号VDHをFET14のゲート
に出力する。このとき、制御信号VDHは、ON時間tAH
の間は、連続的にON状態を維持する波形となり、スイ
ッチング時間tBHの間は、周波数f0 でパルス幅T1Hの
間ON状態となるON/OFFを繰返すパルス波形とな
り、該スイッチング時間tBHにおける波形は、短い時間
内に周波数f0 毎にON状態を長くしたパルス波形とな
る。
Further, in the PWM IC 23, the comparison signal VCH and the reference pulse VBH are input to the OR circuit 26, and the control signal VDH shown in the second stage of FIG. At this time, the control signal VDH is set to the ON time tAH
During the switching time tBH, the waveform becomes a pulse waveform that repeats the ON / OFF operation at the frequency f0 and the ON state for the pulse width T1H, and the waveform at the switching time tBH is , A pulse waveform in which the ON state is lengthened for each frequency f0 within a short time.

【0087】これにより、FET14を流れる電流iH
は、図13の3段目の波形となり、この電流iH をフィ
ルタコンデンサ16によって平滑することによって、前
記入力電流I0 に比べて底辺が等しく、高さ寸法が高い
略台形状の入力電流IH を得ることができる。この結
果、第1の実施例と同様に、入力電流IH の波形は、第
1の基準電圧V1Hにより入力電流I0 の立上がり時のピ
ーク値を低く抑えると共に、第2の基準電圧V2Hから設
定されるパルス幅T1Hの基準パルスVBHにより全体の波
形を略台形状にすることができ、高調波を抑え、力率を
高めることができる。なお、導通角は図13の下段に示
すようなt0H(t0H≒tBH)となる。
As a result, the current iH flowing through the FET 14
Is the third waveform in FIG. 13. By smoothing this current iH by the filter capacitor 16, an approximately trapezoidal input current IH having a base equal to the input current I0 and a high height is obtained. be able to. As a result, similarly to the first embodiment, the waveform of the input current IH suppresses the peak value of the input current I0 at the time of rising by the first reference voltage V1H and is set from the second reference voltage V2H. With the reference pulse VBH having the pulse width T1H, the entire waveform can be made substantially trapezoidal, harmonics can be suppressed, and the power factor can be increased. The conduction angle is t0H (t0H ≒ tBH) as shown in the lower part of FIG.

【0088】さらに、負荷となるDC−DCコンバータ
が変動して、負荷が低くなったときの状態を、図14お
よび図15に基づいて説明するに、この場合でも前述し
た負荷を高くした場合とほぼ同様の動作を行うので、個
々における回路動作の説明は省略し、その結果のみを述
べる。
Further, the state when the load becomes low due to the fluctuation of the DC-DC converter serving as the load will be described with reference to FIGS. 14 and 15. Since substantially the same operation is performed, the description of the individual circuit operation is omitted, and only the result is described.

【0089】まず、第2の電流検出抵抗41では、負荷
となるDC−DCコンバータ17を流れる電流に対応し
た抵抗電圧VR2L を検出し、この抵抗電圧VR2L は抵抗
電圧VR20 よりも低い値となる。そして、この抵抗電圧
VR2L により、第1の基準電圧V1Lと第2の基準電圧V
2Lとは設定されるから、いずれも第1の実施例で用いた
電圧値よりも低い値となる。このため、前記比較回路2
9から出力される比較信号VCLと前記比較信号VC0とを
比べると、ON時間tAL≒tA0、スイッチング時間tBL
≒tB0となる。
First, the second current detection resistor 41 detects a resistance voltage VR2L corresponding to the current flowing through the DC-DC converter 17 serving as a load, and this resistance voltage VR2L has a value lower than the resistance voltage VR20. Then, the first reference voltage V1L and the second reference voltage V1L are determined by the resistance voltage VR2L.
Since 2L is set, any value is lower than the voltage value used in the first embodiment. Therefore, the comparison circuit 2
9 and the comparison signal VC0, the ON time tAL ≒ tA0 and the switching time tBL
≒ tB0.

【0090】一方、PWM用IC23に入力された第2
の基準電圧V2Lにより、前記第1の実施例で示した図4
のように、基本三角波VA と第2の基準電圧V2LとをP
WMコンパレータ25で比較することにより、パルス幅
T1Lの基準パルスVBLを出力する。なお、パルス幅T1L
<T10となっている。
On the other hand, the second IC input to the PWM IC 23
4 shown in the first embodiment by the reference voltage V2L of FIG.
And the basic triangular wave VA and the second reference voltage V2L
The WM comparator 25 outputs a reference pulse VBL having a pulse width T1L by making a comparison. Note that the pulse width T1L
<T10.

【0091】さらに、PWM用IC23内では、比較信
号VCLと基準パルスVBLとをオア回路26に入力し、図
15の2段目に示す制御信号VDLをFET14のゲート
に出力する。このとき、制御信号VDLは、ON時間tAL
の間は、連続的にON状態を維持する波形となり、スイ
ッチング時間tBLの間は、周波数f0 でパルス幅T1Lの
間ON状態とするON/OFFを繰返すパルス波形とな
り、該スイッチング時間tBLは、長い時間内に周波数f
0 毎にON状態を短くしたパルス波となる。
Further, in the PWM IC 23, the comparison signal VCL and the reference pulse VBL are inputted to the OR circuit 26, and the control signal VDL shown in the second stage of FIG. At this time, the control signal VDL is set to the ON time tAL
During the switching time tBL, the waveform becomes a pulse waveform that repeats ON / OFF switching to the ON state during the pulse width T1L at the frequency f0, and the switching time tBL is long. Frequency f in time
It becomes a pulse wave with the ON state shortened for each 0.

【0092】これにより、FET14を流れる電流iL
は、図15の3段目の波形となり、この電流iL をフィ
ルタコンデンサ16により平滑することによって、前記
入力電流I0 に比べて底辺が長く、高さ寸法が短い略台
形状の入力電流IL を得ることができる。この結果、第
1の実施例と同様に、入力電流IL の波形は、入力電流
I0 の立上がり時のピーク値を抑えると共に、全体の波
形を略台形状にすることができる。なお、導通角t0Lは
スイッチング時間tBLと等しくなる。
Thus, the current iL flowing through the FET 14
Becomes the third waveform in FIG. 15. By smoothing this current iL with the filter capacitor 16, an input current IL having a longer trapezoid and a shorter height than the input current I0 is obtained. be able to. As a result, similarly to the first embodiment, the waveform of the input current IL can suppress the peak value of the input current I0 at the time of rising, and can have a substantially trapezoidal shape as a whole. Note that the conduction angle t0L is equal to the switching time tBL.

【0093】かくして、本実施例による電源装置におい
ては、DC−DCコンバータ17が変動しないときの制
御については、前述した第1の実施例と同様に行うこと
ができ、入力電流Iの立上りを抑えることができ、高調
波を低減して脈動の少ない直流電源に変換することがで
きる。
Thus, in the power supply device according to the present embodiment, control when the DC-DC converter 17 does not fluctuate can be performed in the same manner as in the first embodiment, and the rise of the input current I is suppressed. It is possible to reduce harmonics and convert the power supply into a DC power supply with less pulsation.

【0094】しかも、負荷(DC−DCコンバータ1
7)の変動に追従して、制御信号VDのON時間tA と
スイッチング時間tB とを設定し、さらにスイッチング
時間tB に出力されるパルス波形のパルス幅T1 を設定
するようにしたから、図11の入力電流I0 ,図13の
入力電流IH ,図15の入力電流IL にそれぞれ示すよ
うに、いずれも略台形状の波形とすることができ、確実
に高調波を低減することができる。
In addition, the load (DC-DC converter 1
Following the fluctuation of 7), the ON time tA and the switching time tB of the control signal VD are set, and the pulse width T1 of the pulse waveform output at the switching time tB is set. As shown by the input current I0, the input current IH in FIG. 13, and the input current IL in FIG. 15, each of them can have a substantially trapezoidal waveform, and the harmonics can be reduced without fail.

【0095】この結果、本実施例による電源装置では、
負荷変動した場合であっても、これに対応させて入力電
流Iの波形に変形させることができ、入力電流Iの立上
がり時におけるピーク値を抑えて略台形状の波形とする
ことにより、高調波を低減させ、力率を高めた電源装置
を提供することができる。
As a result, in the power supply according to the present embodiment,
Even when the load fluctuates, the waveform of the input current I can be deformed correspondingly, and the peak value at the rising of the input current I is suppressed to form a substantially trapezoidal waveform. And a power supply device with an increased power factor can be provided.

【0096】なお、前記各実施例では、制御回路をPW
M用IC23によって構成したが、本発明はこれに限ら
ず、論理回路または電子部品として構成してもよい。
In each of the above embodiments, the control circuit is connected to the PW
Although configured by the IC 23 for M, the present invention is not limited to this, and may be configured as a logic circuit or an electronic component.

【0097】また、前記各実施例では、PWM用IC2
3に内蔵された制御信号出力回路をオア回路26として
構成したが、オア回路を構成するように複数の論理回路
で形成してもよいものである。
In each of the above embodiments, the PWM IC 2
Although the control signal output circuit built in 3 is configured as the OR circuit 26, it may be formed by a plurality of logic circuits so as to configure the OR circuit.

【0098】[0098]

【0099】[0099]

【発明の効果】 以上詳述した如く、 請求項の発明によ
れば、第1の基準電圧設定回路では、ブリッジ整流器か
ら出力される電流を第1の電流検出抵抗で検出信号とし
て検出し、負荷を流れる電流を第2の電流検出抵抗で検
出信号として検出し、これらの検出信号によって第1の
基準電圧を設定する。また、第2の基準電圧設定回路で
は、負荷を流れる電流を第2の電流検出抵抗で検出信号
として検出し、この検出信号によって第1の基準電圧を
設定する。そして、ブリッジ整流器から出力される整流
波形によってコンデンサが充電されている期間では、比
較回路は第1の電流検出抵抗によって検出される検出信
号と第1の基準電圧とによって比較信号を出力し、一方
基準パルス幅変調回路は三角波発生器から出力される基
本三角波と第2の基準電圧によって設定される基準パル
スを発生する。そして、制御信号出力回路では、比較回
路から出力される比較信号と基準パルス幅変調回路から
出力される基準パルスとにより、パルス波の制御信号を
スイッチング素子に出力する。これにより、コンデンサ
に充電されるときの入力電流の立上り時のピーク値を抑
制すると共に、導通角を設定し、高調波を抑えて力率の
補正を行うことができる。また、負荷が変動したときに
は、その変動を第2の電流検出抵抗で検出し、この検出
信号によって第1の基準電圧と第2の基準電圧を設定し
直し、この各基準電圧から制御信号を設定して負荷変動
に追従させることができ、入力電流の立上り時のピーク
値を抑制し、高調波を抑えて力率を高めることができ
る。
As described above in detail , according to the first aspect of the present invention, the first reference voltage setting circuit detects the current output from the bridge rectifier as a detection signal with the first current detection resistor. The current flowing through the load is detected by the second current detection resistor as a detection signal, and the first reference voltage is set based on these detection signals. In the second reference voltage setting circuit, the current flowing through the load is detected as a detection signal by the second current detection resistor, and the first reference voltage is set based on the detection signal. Then, during a period in which the capacitor is charged by the rectified waveform output from the bridge rectifier, the comparison circuit outputs a comparison signal based on the detection signal detected by the first current detection resistor and the first reference voltage. The reference pulse width modulation circuit generates a reference pulse set by the basic triangular wave output from the triangular wave generator and the second reference voltage. The control signal output circuit outputs a pulse wave control signal to the switching element based on the comparison signal output from the comparison circuit and the reference pulse output from the reference pulse width modulation circuit. This makes it possible to suppress the peak value at the time of the rising of the input current when the capacitor is charged, set the conduction angle, suppress the harmonics, and correct the power factor. When the load fluctuates, the fluctuation is detected by a second current detection resistor, and the first reference voltage and the second reference voltage are reset by the detection signal, and a control signal is set from each of the reference voltages. As a result, it is possible to follow the load fluctuation, suppress the peak value at the time of the rising of the input current, suppress the harmonics, and increase the power factor.

【0100】請求項の発明では、前記制御信号出力回
路を論理和回路から構成し、比較信号と基準パルスとの
いずれか一方がON状態であるときに制御信号をスイッ
チング素子に出力するから、ブリッジ整流器から出力さ
れる整流波形によってコンデンサが充電されている期間
では、スイッチング素子が基準パルスによってスイッチ
ング動作を行い、入力電流の立上り時のピーク値を規制
し、導通角度を設定でき、高調波を抑制して力率を高め
る。
According to the second aspect of the present invention, the control signal output circuit is constituted by an OR circuit, and the control signal is output to the switching element when one of the comparison signal and the reference pulse is ON. During the period when the capacitor is charged by the rectified waveform output from the bridge rectifier, the switching element performs switching operation by the reference pulse, regulates the peak value at the time of the rising of the input current, sets the conduction angle, and controls the harmonic. Suppress and increase power factor.

【0101】請求項の発明では、直列回路の両端にフ
ィルタコンデンサを接続することにより、制御信号出力
回路からスイッチング素子に制御信号を出力し、該スイ
ッチング素子をON/OFF動作させるときに、平滑コ
ンデンサへの充電電流を平滑化してその波形を滑らかに
する。
According to the third aspect of the present invention, by connecting a filter capacitor to both ends of the series circuit, a control signal is output from the control signal output circuit to the switching element, and when the switching element is turned on / off, smoothing is performed. The waveform of the capacitor is smoothed by smoothing the charging current.

【0102】請求項の発明では、前記直列回路を構成
するコイルと平滑コンデンサには並列にダイオードを接
続することにより、スイッチング素子が開成したとき
に、コイル,平滑コンデンサ,ダイオードで閉回路を構
成し、該スイッチング素子が閉成時にコイルに蓄えられ
たエネルギが一斉にスイッチング素子に流れるのを防止
し、ダイオードを介して平滑コンデンサに充電でき、ス
イッチング素子の保護を図ると共に、エネルギの消費を
低減することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, a diode is connected in parallel to the coil and the smoothing capacitor constituting the series circuit, so that when the switching element is opened, a closed circuit is formed by the coil, the smoothing capacitor and the diode. When the switching element is closed, the energy stored in the coil is prevented from flowing to the switching element at the same time, and the smoothing capacitor can be charged via the diode, thereby protecting the switching element and reducing energy consumption. can do.

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

【図1】本発明の第1の実施例による電源装置を示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施例による電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a power supply device according to a first embodiment.

【図3】第1の実施例に用いられるPWM用ICの構成
図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a PWM IC used in the first embodiment.

【図4】基本三角波VA と基準パルスVB ,VB ′を示
す波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram showing a basic triangular wave VA and reference pulses VB and VB '.

【図5】入力電圧V,出力電圧V0 および入力電流Iを
示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing an input voltage V, an output voltage V0, and an input current I.

【図6】抵抗電圧VR1,検出電圧VE および比較信号V
C を示す波形図である。
FIG. 6 shows a resistance voltage VR1, a detection voltage VE, and a comparison signal V
FIG. 6 is a waveform chart showing C.

【図7】出力電圧V0 ,比較信号VC ,基準パルスVB
,制御信号VD ,FETを流れる電流iおよび入力電
流Iを示す波形図である。
FIG. 7 shows an output voltage V0, a comparison signal VC, and a reference pulse VB.
, Control signal VD, current i flowing through the FET, and input current I. FIG.

【図8】本発明の第2の実施例による電源装置を示す概
略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a power supply device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】第2の実施例による電源装置を示す回路図であ
る。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a power supply device according to a second embodiment.

【図10】負荷変動のないときの抵抗電圧VR10 ,検出
電圧VE0および比較信号VC0を示す波形図である。
FIG. 10 is a waveform diagram showing a resistance voltage VR10, a detection voltage VE0, and a comparison signal VC0 when there is no load fluctuation.

【図11】負荷変動のないときの出力電圧V0 ,制御信
号VD0,FETを流れる電流i0および入力電流I0 を
示す波形図である。
FIG. 11 is a waveform diagram showing an output voltage V0, a control signal VD0, a current i0 flowing through the FET, and an input current I0 when there is no load fluctuation.

【図12】負荷が大きくなったときの抵抗電圧VR1H ,
検出電圧VEHおよび比較信号VCHを示す波形図である。
FIG. 12 shows the resistance voltage VR1H when the load increases,
FIG. 7 is a waveform diagram showing a detection voltage VEH and a comparison signal VCH.

【図13】負荷が大きくなったときの出力電圧V0 ,制
御信号VDH,FETを流れる電流iH および入力電流I
H を示す波形図である。
FIG. 13 shows an output voltage V0, a control signal VDH, a current iH flowing through the FET, and an input current I when the load increases.
FIG. 6 is a waveform chart showing H.

【図14】負荷が小さくなったときの抵抗電圧VR1L ,
検出電圧VELおよび比較信号VCLを示す波形図である。
FIG. 14 shows the resistance voltage VR1L when the load is reduced,
FIG. 4 is a waveform diagram showing a detection voltage VEL and a comparison signal VCL.

【図15】負荷が小さくなったときの出力電圧V0 ,制
御信号VDL,FETを流れる電流iL および入力電流I
L を示す波形図である。
FIG. 15 shows output voltage V0, control signal VDL, current iL flowing through FET, and input current I when the load is reduced.
FIG. 6 is a waveform chart showing L.

【図16】第1の従来技術であるコンデンサインプット
型整流回路の回路図である。
FIG. 16 is a circuit diagram of a capacitor input type rectifier circuit according to a first conventional technique.

【図17】コンデンサインプット型整流回路による入力
電圧と入力電流を示す波形図である。
FIG. 17 is a waveform chart showing an input voltage and an input current by a capacitor input type rectifier circuit.

【図18】第2の従来技術であるチョークコイルインプ
ット型整流回路の回路図である。
FIG. 18 is a circuit diagram of a choke coil input type rectifier circuit according to a second related art.

【図19】チョークコイルインプット型整流回路による
入力電圧と入力電流を示す波形図である。
FIG. 19 is a waveform diagram showing an input voltage and an input current by a choke coil input type rectifier circuit.

【図20】第3の従来技術である昇圧型アクティブフィ
ルタ回路の回路図である。
FIG. 20 is a circuit diagram of a booster active filter circuit according to a third conventional technique.

【図21】昇圧型アクティブフィルタ回路による入力電
圧と入力電流を示す波形図である。
FIG. 21 is a waveform chart showing an input voltage and an input current by a boost type active filter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 商用電源 2 ブリッジ整流器 11 直列回路 12 コイル 13 平滑コンデンサ 14 電界効果型トランジスタ(スイッチング素子) 16 フィルタコンデンサ 17 DC−DCコンバータ(負荷) 23 PWM用IC(制御回路) 24 三角波発生器 25 PWMコンパレータ(基準パルス幅変調回路) 26 オア回路(制御信号出力回路) 27 電流検出抵抗(第1の電流検出抵抗) 28 第1の電源 29 比較回路 30 第2の電源 41 第2の電流検出抵抗 42 積分回路 49 第1の基準電圧設定回路 50 第2の基準電圧設定回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply 2 Bridge rectifier 11 Series circuit 12 Coil 13 Smoothing capacitor 14 Field effect transistor (switching element) 16 Filter capacitor 17 DC-DC converter (load) 23 PWM IC (control circuit) 24 Triangular wave generator 25 PWM comparator ( Reference pulse width modulation circuit) 26 OR circuit (control signal output circuit) 27 Current detection resistor (first current detection resistor) 28 First power supply 29 Comparison circuit 30 Second power supply 41 Second current detection resistor 42 Integrator circuit 49 first reference voltage setting circuit 50 second reference voltage setting circuit

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/217 H02M 3/155 H03K 17/00 Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/217 H02M 3/155 H03K 17/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 交流電圧が印加されることによって整流
された直流電圧を負荷側に出力するブリッジ整流器と、
高電圧側にコイル、低電圧側にスイッチング素子となる
ように該ブリッジ整流器の出力端子間にコイル,平滑コ
ンデンサおよびスイッチング素子を直列接続して配置し
た直列回路と、該直列回路のスイッチング素子に印加さ
れるパルス波形の制御信号を周波数が固定のパルス幅変
調によって制御する制御回路と、前記ブリッジ整流器と
直列回路の低電圧側との間に接続され、ブリッジ整流器
から出力される電流を検出する第1の電流検出抵抗と、
負荷と直列回路の低電圧側との間に接続され、該負荷に
流れる電流を検出する第2の電流検出抵抗と、該第2の
電流検出抵抗によって検出された検出信号と前記第1の
電流検出抵抗によって検出された検出信号とに基づいて
第1の基準電圧を設定する第1の基準電圧設定回路と、
前記第2の電流検出抵抗によって検出された検出信号に
基づいて第2の基準電圧を設定する第2の基準電圧設定
回路と、前記第1の電流検出抵抗によって検出された検
出信号と第1の基準電圧設定回路によって設定された第
1の基準電圧との入力を受けて前記制御回路に対して比
較信号を出力する比較回路とを備え、前記制御回路は、
基本三角波を発生する三角波発生器と、該三角波発生器
から出力される基本三角波と第2の基準電圧設定回路に
よって設定された第2の基準電圧とを比較することによ
り、第2の基準電圧によって設定されるパルス幅をもっ
た基準パルスを出力する基準パルス幅変調回路と、該基
準パルス幅変調回路と比較回路の出力側に接続され、前
記比較回路から出力される比較信号と基準パルス幅変調
回路から出力される基準パルスによって設定された制御
信号を前記スイッチング素子に出力する制御信号出力回
路とから構成してなる電源装置。
1. A bridge rectifier that outputs a rectified DC voltage to a load side by applying an AC voltage,
A series circuit in which a coil, a smoothing capacitor, and a switching element are connected in series between output terminals of the bridge rectifier so as to be a coil on a high voltage side and a switching element on a low voltage side, and are applied to switching elements of the series circuit. A control circuit that controls a control signal of a pulse waveform to be performed by pulse width modulation having a fixed frequency, and a control circuit that is connected between the bridge rectifier and a low voltage side of a series circuit and detects a current output from the bridge rectifier. A current detection resistor of 1;
A second current detection resistor connected between the load and the low voltage side of the series circuit for detecting a current flowing through the load, a detection signal detected by the second current detection resistor, and the first current A first reference voltage setting circuit that sets a first reference voltage based on the detection signal detected by the detection resistor;
A second reference voltage setting circuit for setting a second reference voltage based on a detection signal detected by the second current detection resistor; a detection signal detected by the first current detection resistor; A comparison circuit that receives an input of the first reference voltage set by the reference voltage setting circuit and outputs a comparison signal to the control circuit, wherein the control circuit includes:
By comparing a triangular wave generator for generating a basic triangular wave with a basic triangular wave output from the triangular wave generator and a second reference voltage set by a second reference voltage setting circuit, the second reference voltage A reference pulse width modulation circuit for outputting a reference pulse having a set pulse width; a reference pulse width modulation circuit connected to the output side of the reference pulse width modulation circuit and the comparison circuit; And a control signal output circuit that outputs a control signal set by a reference pulse output from the circuit to the switching element.
【請求項2】 前記制御信号出力回路は、比較回路から
出力される比較信号と基準パルス幅変調回路から出力さ
れる基準パルスとのいずれかが入力された場合に、制御
信号を出力するのを許す論理和回路から構成してなる請
求項1記載の電源装置。
2. The control signal output circuit outputs a control signal when any one of a comparison signal output from a comparison circuit and a reference pulse output from a reference pulse width modulation circuit is input. 2. The power supply device according to claim 1 , wherein the power supply device is constituted by a logical OR circuit.
【請求項3】 前記直列回路の両端にはフィルタコンデ
ンサを接続してなる請求項1記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1 , wherein a filter capacitor is connected to both ends of the series circuit.
【請求項4】 前記直列回路を構成するコイルと平滑コ
ンデンサには並列にダイオードを接続してなる請求項
1,2または記載の電源装置。
4. The power supply of claim 1 formed by connecting the diode in parallel with the coil and a smoothing capacitor which constitute a series circuit, 2 or 3 wherein.
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