JP3238266B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents

スイッチング電源装置

Info

Publication number
JP3238266B2
JP3238266B2 JP00800894A JP800894A JP3238266B2 JP 3238266 B2 JP3238266 B2 JP 3238266B2 JP 00800894 A JP00800894 A JP 00800894A JP 800894 A JP800894 A JP 800894A JP 3238266 B2 JP3238266 B2 JP 3238266B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
input
diode
power supply
winding
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP00800894A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07222447A (ja
Inventor
卓也 石井
晴夫 渡辺
義則 小林
豊 関根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd, Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Shindengen Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP00800894A priority Critical patent/JP3238266B2/ja
Publication of JPH07222447A publication Critical patent/JPH07222447A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3238266B2 publication Critical patent/JP3238266B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流を入力とするスイ
ッチング電源装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、各種電子機器で、スイッチング電
源が多用されているが、この多くはコンデンサインプッ
ト型の入力整流回路を有しているため力率が悪く、その
入力電流は多くの高調波成分を含んでおり、他の電子機
器に障害を起こすもととなっている。
【0003】従来のスイッチング電源装置は図7と図8
に示すように構成されている。図7において、1は入力
電源装置、2はフィルタコンデンサ、3は全波整流器
で、ダイオード4,5,6,7で構成されている。10
は入力コンデンサ、20はトランスで、1次巻線21と
2次巻線22で構成されている。30は整流平滑回路、
35は負荷、36は制御回路で、負荷35の端子電圧が
安定するようにスイッチ素子24を開閉する。
【0004】全波整流器3の出力に図8(a)に示す入
力電圧Vが印加された場合の入力電流Iaは図8(b)
に示すようにピーク状になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】入力電流Iaが入力電
圧Vのピーク値付近のみに流れる原因は、スイッチング
電源装置の入力回路がコンデンサインプット型になって
いるためである。このように入力電流Iaがピーク状に
なると、力率が低下するとともに他の電子機器に障害を
起こす高調波電流成分が発生する問題がある。
【0006】本発明は力率の改善と高調波電流成分の低
減を達成できるスイッチング電源装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のスイッチ
ング電源装置は、1次巻線と2次巻線と3次巻線を有す
るトランスの1次巻線とスイッチ素子との直列回路を、
入力交流電源を整流する全波整流器の正極出力端子と負
極出力端子の間に接続し、全波整流器の一対の入力端子
のそれぞれにアノード端子が接続されカソード端子が互
いに接続された第1,第2のダイオードを設け、第1,
第2のダイオードのカソード端子と前記全波整流器の負
極出力端子との間に入力コンデンサを接続し、第1,第
2のダイオードのカソード端子と全波整流器の正極出力
端子の間に第3のダイオードと前記3次巻線の直列回路
を接続し、2次巻線の出力電圧が安定化するように前記
スイッチ素子を制御回路でオン・オフ制御することを特
徴とする。
【0008】請求項2記載のスイッチング電源装置は、
請求項1記載のスイッチング電源装置において、第4の
ダイオードとトランスの4次巻線との直列回路を、入力
コンデンサの端子間に接続したことを特徴とする。
【0009】請求項3記載のスイッチング電源装置は、
請求項2記載のスイッチング電源装置において、チョー
クコイルと第5のダイオードの直列回路を、トランスの
1次巻線の端子間に接続したことを特徴とする。
【0010】請求項4記載のスイッチング電源装置は、
請求項1または請求項2記載のスイッチング電源装置に
おいて、第1のチョークコイルと第5のダイオードの直
列回路をトランスの1次巻線の端子間に接続し、第2の
チョークコイルと第6のダイオードの直列回路を入力コ
ンデンサの端子間に接続し、第1のチョークコイルと第
2のチョークコイルを電磁結合させたことを特徴とす
る。
【0011】
【作用】請求項1の構成によると、トランスの2次巻線
には全波整流器の出力電圧Vc、またはコンデンサの端
子電圧Vaを巻数比変換した電圧が発生する。入力交流
電源1から見た入力電流はピーク充電電流Iaに入力電
流Icが加わったものとなり、トランスの1次巻線の巻
数N1 と3次巻線の巻数の巻数比を変えることにより、
入力電流Icの導通期間を広げることが可能で、それに
応じてピーク充電電流Iaのピーク値を任意に下げるこ
とができ、力率の向上と高調波成分の低減を実現でき
る。
【0012】請求項2の構成によると、スイッチ素子が
オンの時に、入力電圧に比例した励磁電流がトランスに
流れ、スイッチ素子がオフの時に、その励磁電流を、ト
ランスの4次巻線と第4のダイオードを介して入力コン
デンサに流す。その結果、この励磁電流に相当する電流
が入力電流に加わり、入力電流Icの波形のピーク電流
の両側のへこみが少なくなり、さらに、その分だけピー
ク電流値が下がり、力率がさらに良くなり、高調波成分
もさらに低減される。
【0013】請求項3の構成によると、スイッチ素子が
オンの時に、入力電圧に比例した電流が、チョークコイ
ルに流れ、スイッチ素子がオフの時にそのエネルギーを
トランスの1次巻線と4次巻線を介してコンデンサに供
給する。その結果、入力電流Icの波形の中央のピーク
電流の両側のへこみがさらに少なくなり、その分だけピ
ーク電流値が下がり、力率がさらに良くなり、高調波成
分もさらに低減される。
【0014】請求項4の構成によると、スイッチ素子が
オンの時に、入力電圧に比例した電流が第1のチョーク
コイルに流れスイッチ素子がオフの時に、そのエネルギ
ーを第2のチョークコイルと第6のダイオードを介して
入力コンデンサに供給する。その結果、入力電流Icの
波形の中央のピーク電流の両例のへこみが第1,第2の
の実施例と比べて少なくなり、その分だけピーク電流値
が下がり、力率がさらに良くなり、高調波成分もさらに
低減される。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図6に基づい
て説明する。図1と図2は第1の実施例を示す。
【0016】図1において、1は入力交流電源、2はフ
ィルタコンデンサ、3は全波整流器で、ダイオード4,
5,6,7で構成されている。8,9は第1,第2のダ
イオード、10は入力コンデンサ、11は第3のダイオ
ード、20はトランスで、1次巻線21と2次巻線22
および3次巻線23で構成されている。24はスイッチ
素子、30は整流平滑回路で、ダイオード31〜32と
チョークコイル33および出力コンデンサ34で構成さ
れている。35は負荷、36は制御回路で、負荷35の
端子電圧が安定するようにスイッチ素子24を開閉す
る。
【0017】全波整流器3の出力には図2(a)に示す
出力電圧Vcが発生する。入力コンデンサ10には、第
1のダイオード8または第2のダイオード9を介して図
2(a)に示す電圧Vaが印加されると、そのピーク値
付近で図2(b)に示すように充電電流Iaが入力コン
デンサ10に流れる。一方、スイッチ素子24がオンの
期間には、トランス20の1次巻線21には、全波整流
器3の出力電圧Vcが印加され、コンデンサ10の端子
電圧Vaがダイオード11を介してトランス20の1次
巻線21と3次巻線23の直列回路に同時に印加され
る。
【0018】ここで、トランス20の1次巻線21,2
次巻線22,3次巻線23の巻数をN1 ,N2 ,N3
すると、全波整流器3の出力電圧Vcが ( Va・N1 / (N1 +N3 ) ) より大きい期間tdにおいては、第3のダイオード11
のカソード端子には、 ( Vc・(N1 +N3 ) / N1 ) の電圧が掛かり、第3のダイオード11が逆バイアスさ
れてオフし、入力電流Icが入力交流電源1から全波整
流器3を介してトランス20の1次巻線21に流れ込
む。図2の(c)は全波整流器3からの入力電流Icを
示している。
【0019】一方、整流電圧Vcが ( Va・N1 / (N1 +N3 ) ) より小さい期間teにおいては、第3のダイオード11
を介して入力コンデンサ10からコンデンサ電流Ibが
トランス20の1次巻線21と3次巻線23との直列回
路に流れ込む。このとき、全波整流器3は逆バイアスさ
れてオフしている。
【0020】このようにして、トランス20の2次巻線
22には全波整流器3の出力電圧Vc、またはコンデン
サ10の端子電圧Vaを巻数比変換した電圧が発生し、
整流平滑回路30を介して整流平滑した直流出力電圧が
負荷35に供給される。制御回路36は、この直流出力
電圧が一定になるようにスイッチ素子24のオン・オフ
動作を制御する。
【0021】以上のように動作するため、入力交流電源
1から見た入力電流Iinは図2の(d)に示すように
ピーク充電電流Iaに入力電流Icが加わったものとな
る。ここで、ピーク充電電流Iaは、従来のコンデンサ
・インプット型のスイッチング電源においては、そのス
イッチング電源に供給するすべての電力に相当するの
で、大きなピーク値を持っていたが、本実施例において
は、入力電流Icが流れない期間teの間に、入力コン
デンサ10からトランス20の1次巻線21と3次巻線
23との直線回路に供給する電力だけで良いので、かな
り小さくすることができる。さらに、トランス20の1
次巻線21の巻数N1 と3次巻線23の巻数N3 の巻数
比を変えることにより、入力電流Icの導通期間を任意
に広げることが可能で、それに応じてピーク充電電流I
aのピーク値を任意に下げることができ、力率の向上と
高調波成分の低減を可能とすることができる。
【0022】なお、全波整流器3のダイオード4とダイ
オード5、第1のダイオード8と第2のダイオード9
は、ともに入力交流電源1にそれぞれのアノード端子が
接続され、カソード端子が互いに接続された結線である
が、それらを入れ変えた回路、すなわち全波整流器3の
正極出力端子を入力コンデンサ10の正極端子に接続
し、第1,第2のダイオード8,9のカソード端子をト
ランス20の1次巻線21と3次巻線23の接続点に接
続した回路は、同じ回路で、同じ回路動作となることは
言うまでもない。
【0023】上記の各実施例における主回路方式は、フ
ィードフォワード方式でも、フライバック方式でも可能
である。図3と図4は第2の実施例を示す。第1の実施
例と異なるのは、トランス20の4次巻線25と第4の
ダイオード12の直列回路が入力コンデンサ10の端子
間に接続された点である。
【0024】この第2の実施例においても、第1の実施
例と同様の効果を得ることができるが、次のように、第
1の実施例とは異なる動作と効果が得られる。図4の
(a)〜(e)は図4の要部の波形を示しており、図4
の(a)(b)(c)(d)は図2の(a)(b)
(c)(e)に対応している。入力電流Icが流れてい
る期間tdにおいて、スイッチ素子24がオンの時に、
入力電圧に比例した励磁電流〔図4の(d)参照〕がト
ランス20に流れ、スイッチ素子24がオフの時に、そ
の励磁電流をトランス20の4次巻線25と第4のダイ
オード12を介して、入力コンデンサ10に流す。その
結果、この励磁電流に相当する電流が入力電流に加わ
り、入力電流Icの波形のピーク電流の両側のへこみが
少なくなり、さらに、その分だけピーク電流値が下が
り、第1の実施例に比べて力率がさらに良くなり、高調
波成分もさらに低減されるという効果がある。
【0025】図5は第3の実施例を示す。第2の実施例
と異なるのは、チョークコイル13と第5のダイオード
14の直列回路がトランス20の1次巻線21の端子間
に接続された点である。
【0026】この第3の実施例においても、第2の実施
例と同様の効果を得ることができるが、第2の実施例と
異なる動作と効果は、入力電流Icが流れている期間t
dにおいて、スイッチ素子24がオンの時に、入力電圧
に比例した電流が、チョークコイル13に流れ、スイッ
チ素子24がオフの時にそのエネルギーをトランス20
の1次巻線21と、4次巻線25を介してコンデンサ1
0に供給する。その結果、入力電流Icの波形の中央の
ピーク電流の両側のへこみが第2の実施例と比べて、さ
らに少なくなり、その分だけピーク電流値が下がり、第
2の実施例と比べて力率がさらに良くなり、高調波成分
もさらに低減されるという効果がある。
【0027】図6は第4の実施例を示す。第1の実施例
と異なるのは、チョークコイル13と第5のダイオード
14の直列回路が、トランス20の1次巻線21の端子
間に接続され、チョークコイル13と電磁結合したチョ
ークコイル15と第6のダイオード16の直列回路が入
力コンデンサ10の端子間に接続された点である。
【0028】第4の実施例においても、第1の実施例と
同様の効果を得ることができるが、第1の実施例と異な
る動作と効果は入力電流Icが流れている期間tdにお
いて、スイッチ素子24がオンの時に、入力電圧に比例
した電流がチョークコイル13に流れスイッチ素子24
がオフの時に、そのエネルギーをチョークコイル15と
第6のダイオード16を介して入力コンデンサ10に供
給する。その結果、入力電流Icの波形の中央のピーク
電流の両例のへこみが第1の実施例と比べて少なくな
り、その分だけピーク電流値が下がり、力率がさらに良
くなり、高調波成分もさらに低減される。
【0029】上記の第4の実施例では第1の実施例にチ
ョークコイル13,15と第5,第6のダイオード1
4,16を付加した回路を例に挙げて説明したが、第2
の実施例にもチョークコイル13,15と第5,第6の
ダイオード14,16を付加することによって、同様の
効果を期待できる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によると、従来の入
力電流がピーク電流波形となるコンデンサ・インプット
型のスイッチング電源に対して、入力電流が流れる導通
角を広げてピーク電流値を少なくすることにより力率を
向上させ、同時に他の電子機器に障害を起こすもととな
っている高調波電流成分を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の構成図である。
【図2】同第1の実施例の要部の波形図である。
【図3】本発明の第2の実施例の構成図である。
【図4】同第2の実施例の要部の波形図である。
【図5】本発明の第3の実施例の構成図である。
【図6】本発明の第4の実施例の構成図である。
【図7】従来のスイッチング電源装置の構成図である。
【図8】同従来例の要部の波形図である。
【符号の説明】
1 入力交流電源 2 フィルタコンデンサ 3 全波整流器 8 第1のダイオード 9 第2のダイオード 10 入力コンデンサ 11 第3のダイオード 12 第4のダイオード 13,15 チョークコイル 14 第5のダイオード 16 第6のダイオード 20 トランス 21 1次巻線 22 2次巻線 23 3次巻線 24 スイッチ素子 25 4次巻線 30 整流平滑回路 35 負荷 36 制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 義則 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業 株式会社工場内 (72)発明者 関根 豊 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業 株式会社工場内 (56)参考文献 特開 平5−328724(JP,A) 特開 平7−23563(JP,A) 特開 平5−103468(JP,A) 特開 平5−344730(JP,A) 特開 平5−276750(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/217 H02M 3/28 H02M 7/06

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1次巻線と2次巻線と3次巻線を有する
    トランスの1次巻線とスイッチ素子との直列回路を、入
    力交流電源を整流する全波整流器の正極出力端子と負極
    出力端子の間に接続し、前記全波整流器の一対の入力端
    子のそれぞれにアノード端子が接続されカソード端子が
    互いに接続された第1,第2のダイオードを設け、第
    1,第2のダイオードのカソード端子と前記全波整流器
    の負極出力端子との間に入力コンデンサを接続し、第
    1,第2のダイオードのカソード端子と前記全波整流器
    の正極出力端子の間に第3のダイオードと前記3次巻線
    の直列回路を接続し、2次巻線の出力電圧が安定化する
    ように前記スイッチ素子を制御回路でオン・オフ制御す
    るスイッチング電源装置。
  2. 【請求項2】 第4のダイオードとトランスの4次巻線
    との直列回路を、入力コンデンサの端子間に接続した請
    求項1記載のスイッチング電源装置。
  3. 【請求項3】 チョークコイルと第5のダイオードの直
    列回路を、トランスの1次巻線の端子間に接続した請求
    項2記載のスイッチング電源装置。
  4. 【請求項4】 第1のチョークコイルと第5のダイオー
    ドの直列回路をトランスの1次巻線の端子間に接続し、
    第2のチョークコイルと第6のダイオードの直列回路を
    入力コンデンサの端子間に接続し、第1のチョークコイ
    ルと第2のチョークコイルを電磁結合させた請求項1ま
    たは請求項2記載のスイッチング電源装置。
JP00800894A 1994-01-28 1994-01-28 スイッチング電源装置 Expired - Fee Related JP3238266B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00800894A JP3238266B2 (ja) 1994-01-28 1994-01-28 スイッチング電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP00800894A JP3238266B2 (ja) 1994-01-28 1994-01-28 スイッチング電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07222447A JPH07222447A (ja) 1995-08-18
JP3238266B2 true JP3238266B2 (ja) 2001-12-10

Family

ID=11681334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP00800894A Expired - Fee Related JP3238266B2 (ja) 1994-01-28 1994-01-28 スイッチング電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3238266B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102647100A (zh) * 2012-05-11 2012-08-22 杭州电子科技大学 一种集成的Buck-flyback高功率因数变换器

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3775673B2 (ja) 2002-12-27 2006-05-17 日本電信電話株式会社 アレイ導波路格子型光合分波回路
US9143030B2 (en) * 2012-10-09 2015-09-22 Teledyne Reynolds, Inc. Passive power factor correction incorporating AC/DC conversion

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102647100A (zh) * 2012-05-11 2012-08-22 杭州电子科技大学 一种集成的Buck-flyback高功率因数变换器

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07222447A (ja) 1995-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7158389B2 (en) Switching power supply circuit
JPH0417567A (ja) スイッチング電源回路
JPH11144983A (ja) チョークコイル及びこれを用いた整流平滑回路
US6731521B2 (en) Switching power supply circuit
JP3238266B2 (ja) スイッチング電源装置
EP0964504B1 (en) Switching power source apparatus
JPH06261546A (ja) スイッチング電源装置
JP2918436B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH07264860A (ja) スイッチング電源装置
JP3027284B2 (ja) スイッチング電源
JP3722496B2 (ja) 電源回路
JP3590153B2 (ja) スイッチング電源装置
JP3102985B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH0787729A (ja) 電源装置
JP3453468B2 (ja) スイッチングレギュレータ
JPH06284713A (ja) スイッチング電源回路
JP2903920B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH08186982A (ja) 直流電源装置
JPH09224375A (ja) プッシュプル型スイッチング電源装置
JPH114581A (ja) 電源回路
JP2020137319A (ja) スイッチング電源
JP3231175B2 (ja) スイッチング電源装置
JPH09271166A (ja) 高調波電流抑制回路
JPH06205582A (ja) スイッチング電源
JPH09117144A (ja) スイッチング電源回路

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091005

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101005

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111005

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121005

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131005

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees