JP3350270B2 - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JP3350270B2 JP3350270B2 JP03003995A JP3003995A JP3350270B2 JP 3350270 B2 JP3350270 B2 JP 3350270B2 JP 03003995 A JP03003995 A JP 03003995A JP 3003995 A JP3003995 A JP 3003995A JP 3350270 B2 JP3350270 B2 JP 3350270B2
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Description
【０００１】
【発明の属する分野の説明】本発明はスイッチング電源
の、入力電流高調波低減に関するものである。
の、入力電流高調波低減に関するものである。
【０００２】
【従来技術とその問題点】図８は従来回路図、図９はそ
の動作波形図である。この回路は高調波対策を施した安
価な回路として知られているが図９に示すように入力電
流の立上り、立下りかの急峻な入力電流が流れるため、
高次の高調波電流は大きくなってしまう。
の動作波形図である。この回路は高調波対策を施した安
価な回路として知られているが図９に示すように入力電
流の立上り、立下りかの急峻な入力電流が流れるため、
高次の高調波電流は大きくなってしまう。
【０００３】
【発明の目的】本発明は広範囲で入力電流高調波の低減
を図った安価なスイッチング電源を提供する。
を図った安価なスイッチング電源を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための本発明の手段】入力交流電圧を
整流する為の整流用ダイオ−ドＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４
と、入力電圧平滑の為のコンデンサＣ１、Ｃ２と、Ｃ
１、Ｃ２を放電させるためのダイオ−ドＤ６、Ｄ７と入
力電圧がＣ１、Ｃ２電圧より高くなった時昇圧チョッパ
− （３） として働き、入力電流の高調波を低減するチョ−クＬ１
と、Ｌ１に蓄えられたエネルギ−をＣ１、Ｃ２に充電す
るためのダイオ−ドＤ５、と２次側に電力を変換する為
の、スイッチ素子Ｑ１、トランスＴ１、２次側整流のダ
イオ−ドＤ８、コンデンサＣ３と、次出力電圧制御の為
の制御回路ＣＯＮＴと、負荷抵抗のＲＬを備えたことを
特徴とする。
整流する為の整流用ダイオ−ドＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４
と、入力電圧平滑の為のコンデンサＣ１、Ｃ２と、Ｃ
１、Ｃ２を放電させるためのダイオ−ドＤ６、Ｄ７と入
力電圧がＣ１、Ｃ２電圧より高くなった時昇圧チョッパ
− （３） として働き、入力電流の高調波を低減するチョ−クＬ１
と、Ｌ１に蓄えられたエネルギ−をＣ１、Ｃ２に充電す
るためのダイオ−ドＤ５、と２次側に電力を変換する為
の、スイッチ素子Ｑ１、トランスＴ１、２次側整流のダ
イオ−ドＤ８、コンデンサＣ３と、次出力電圧制御の為
の制御回路ＣＯＮＴと、負荷抵抗のＲＬを備えたことを
特徴とする。
【０００５】
【実施例】図１は本発明の一実施例回路図、図６はその
各部動作波形図で、図中ＡＣは入力交流電源、Ｄ1、Ｄ
2、Ｄ3、Ｄ4は全波整流回路を構成する整流用ダイオ−
ド、Ｌ1は昇圧用チョ−クコイル、Ｃ1、Ｃ2はチョ−クコ
イルＬ1が放出したエネルギ− を蓄え、かつ入力電圧が
コンデンサＣ１、Ｃ２電圧より低いとき、スイッチ素子
Ｑ１がＯＮした時は、エネルギ−を供給するためのコン
デンサである。Ｄ６、Ｄ７はそれぞれコンデンサＣ１、Ｃ
２がエネルギ−を放出するためのダイオ−ド、Ｄ５はチ
ョ−クコイルＬ１が放出したエネルギ−を入力に戻らな
くするための、阻止用ダイオ−ド、Ｔ１、Ｑ１、Ｄ８、
Ｃ３、及びＣＯＮＴは通常のスイッチング電源を形成す
るトランス、スイッチ素子、整流用ダイオ−ド、平滑用
コンデンサ及び制御回路、ＲＬは負荷である。
各部動作波形図で、図中ＡＣは入力交流電源、Ｄ1、Ｄ
2、Ｄ3、Ｄ4は全波整流回路を構成する整流用ダイオ−
ド、Ｌ1は昇圧用チョ−クコイル、Ｃ1、Ｃ2はチョ−クコ
イルＬ1が放出したエネルギ− を蓄え、かつ入力電圧が
コンデンサＣ１、Ｃ２電圧より低いとき、スイッチ素子
Ｑ１がＯＮした時は、エネルギ−を供給するためのコン
デンサである。Ｄ６、Ｄ７はそれぞれコンデンサＣ１、Ｃ
２がエネルギ−を放出するためのダイオ−ド、Ｄ５はチ
ョ−クコイルＬ１が放出したエネルギ−を入力に戻らな
くするための、阻止用ダイオ−ド、Ｔ１、Ｑ１、Ｄ８、
Ｃ３、及びＣＯＮＴは通常のスイッチング電源を形成す
るトランス、スイッチ素子、整流用ダイオ−ド、平滑用
コンデンサ及び制御回路、ＲＬは負荷である。
【０００６】次にこれの動作について説明する。まず入
力交流ＡＣ１００Ｖで説明すると、まだスイッチ素子Ｑ
１がオフでコンデンサＣ１、Ｃ２には入力電圧のピ−ク
値の約半分の７０Ｖが蓄えられているとする。そこでス
イッチ素子Ｑ１がオンする。入力電圧がゼロＶから、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２の電圧より低い場合は、コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２よりエネルギ−が供給され、トランスＴ１を
通じ２次側に電力が伝達される。入力電圧が、コンデン
サＣ１、Ｃ２に充電されている電圧より高くなった場
合、スイッチ素子Ｑ１に流れる電流は、昇圧用チョ−ク
コイルＬ１を通り入力より供給される。その時チョ−ク
コイルＬ１にも、スイッチ素子Ｑ１の電流が流れるた
め、１／２×Ｌ１×ＩＱ1 2のエネルギ−が蓄えられ、ス
イッチ素子Ｑ１がオフ （４） 時Ｃ１、Ｄ５、Ｃ２の経路で放電され、コンデンサＣ
１、Ｃ２を充電する。入力電圧が徐々に上昇すると、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２の電圧と入力電圧の差の分がチョ−
クコイルＬ１に加わり、スイッチ素子Ｑ１のオン時間が
約一定とすると、チョ−クコイルＬ１に流れる電流は、
入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２の電圧より高い場合の
み、入力電圧に相似な電流が流れる。これが入力電圧が
上昇し、また下降し、入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２
電圧より低くなるまで継続する。つまり、入力電圧がコ
ンデンサＣ１、Ｃ２電圧より高い場合時のみチョ−クコ
イルＬ１は昇圧チョッパ−として働き、入力電流を入力
電圧と相似とし、低高調波電流とする事が出来る。
力交流ＡＣ１００Ｖで説明すると、まだスイッチ素子Ｑ
１がオフでコンデンサＣ１、Ｃ２には入力電圧のピ−ク
値の約半分の７０Ｖが蓄えられているとする。そこでス
イッチ素子Ｑ１がオンする。入力電圧がゼロＶから、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２の電圧より低い場合は、コンデンサ
Ｃ１、Ｃ２よりエネルギ−が供給され、トランスＴ１を
通じ２次側に電力が伝達される。入力電圧が、コンデン
サＣ１、Ｃ２に充電されている電圧より高くなった場
合、スイッチ素子Ｑ１に流れる電流は、昇圧用チョ−ク
コイルＬ１を通り入力より供給される。その時チョ−ク
コイルＬ１にも、スイッチ素子Ｑ１の電流が流れるた
め、１／２×Ｌ１×ＩＱ1 2のエネルギ−が蓄えられ、ス
イッチ素子Ｑ１がオフ （４） 時Ｃ１、Ｄ５、Ｃ２の経路で放電され、コンデンサＣ
１、Ｃ２を充電する。入力電圧が徐々に上昇すると、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２の電圧と入力電圧の差の分がチョ−
クコイルＬ１に加わり、スイッチ素子Ｑ１のオン時間が
約一定とすると、チョ−クコイルＬ１に流れる電流は、
入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２の電圧より高い場合の
み、入力電圧に相似な電流が流れる。これが入力電圧が
上昇し、また下降し、入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２
電圧より低くなるまで継続する。つまり、入力電圧がコ
ンデンサＣ１、Ｃ２電圧より高い場合時のみチョ−クコ
イルＬ１は昇圧チョッパ−として働き、入力電流を入力
電圧と相似とし、低高調波電流とする事が出来る。
【０００７】図６は上記動作時の各部動作波形図で
（ａ）は入力交流波形であり、（ｂ）は全波整流後の波
形と、説明のためコンデンサＣ１、Ｃ２の電圧を１つの
図に記したものである。（Ｃ）は、スイッチ素子Ｑ１の
電圧波形であり、入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２の電
圧より低い場合は、コンデンサＣ１、Ｃ２の電圧にて動
作している事が分かる。入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ
２の電圧より高い場合、Ｌ１が昇圧のチョ−クコイルと
して動作始めるので電圧が約倍に上昇している事が分か
る。（ｄ）は昇圧用チョ−クコイルＬ１の電流波形であ
り入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２の電圧より高くなっ
たとき、流れ初め入力電圧波形に相似な電流が流れる。
（ｅ）は入力電流波形である。（ｆ）はコンデンサＣ
１、Ｃ２の充放電電流波形であり、入力電圧がコンデン
サＣ１、Ｃ２電圧より低い場合は、コンデンサＣ１、Ｃ
２から放電し、入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２電圧よ
り高い場合はチョ−クコイルＬ１からのエネルギ−によ
り充電されていることを示す。
（ａ）は入力交流波形であり、（ｂ）は全波整流後の波
形と、説明のためコンデンサＣ１、Ｃ２の電圧を１つの
図に記したものである。（Ｃ）は、スイッチ素子Ｑ１の
電圧波形であり、入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２の電
圧より低い場合は、コンデンサＣ１、Ｃ２の電圧にて動
作している事が分かる。入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ
２の電圧より高い場合、Ｌ１が昇圧のチョ−クコイルと
して動作始めるので電圧が約倍に上昇している事が分か
る。（ｄ）は昇圧用チョ−クコイルＬ１の電流波形であ
り入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２の電圧より高くなっ
たとき、流れ初め入力電圧波形に相似な電流が流れる。
（ｅ）は入力電流波形である。（ｆ）はコンデンサＣ
１、Ｃ２の充放電電流波形であり、入力電圧がコンデン
サＣ１、Ｃ２電圧より低い場合は、コンデンサＣ１、Ｃ
２から放電し、入力電圧がコンデンサＣ１、Ｃ２電圧よ
り高い場合はチョ−クコイルＬ１からのエネルギ−によ
り充電されていることを示す。
【０００８】図７は従来例（図８）と比較した本発明の
高調波電流特性図で、縦軸は電流(Ａ)、横軸は高調波次字
を示す。図中（イ）は本発明の実施例特性、（ロ）は従
来特性である。図から明確なように第３高調波電流にお
いては従来例は０.２５Ａ、 （５） 本発明の実施例では０.４Ａと、実施例の方が電流値が
多く若干劣るが他の第５高調波から第３１高調波におい
てその電流値は低くなり、広い範囲で高調波電流を抑制
できることを示している。
高調波電流特性図で、縦軸は電流(Ａ)、横軸は高調波次字
を示す。図中（イ）は本発明の実施例特性、（ロ）は従
来特性である。図から明確なように第３高調波電流にお
いては従来例は０.２５Ａ、 （５） 本発明の実施例では０.４Ａと、実施例の方が電流値が
多く若干劣るが他の第５高調波から第３１高調波におい
てその電流値は低くなり、広い範囲で高調波電流を抑制
できることを示している。
【０００９】図２、図３、図４及び図５は本発明の他の
実施例回路図で図２はスイッチ素子Ｑ１に並列にコンデ
ンサＣ4を接続（追加）した例を示す。図３はチョ−ク
コイルＬ1の接続位置を全波整流器の負極側に接続した
例、図４はチョ−クコイルを全波整流器の正極側（Ｌ
1）と負極側（Ｌ3）の両方に挿入した例を示す。以上の
実施例はフライバック方式(ＯＮ−ＯＦＦ型)を適用した
電源の例を示す。次に図５はフォワ−ド方式（ＯＮ−０
Ｎ型）に適用した例を示すもので、トランスＴ1の二次
側（ｎ２）の極性を逆にし、更に平滑用ダイオ−ドＤ9
と平滑用チョ−クコイルＬ2を追加したものである。な
お図５の実施例においても、上記実施例（図２〜図４）
に倣って変更できる。
実施例回路図で図２はスイッチ素子Ｑ１に並列にコンデ
ンサＣ4を接続（追加）した例を示す。図３はチョ−ク
コイルＬ1の接続位置を全波整流器の負極側に接続した
例、図４はチョ−クコイルを全波整流器の正極側（Ｌ
1）と負極側（Ｌ3）の両方に挿入した例を示す。以上の
実施例はフライバック方式(ＯＮ−ＯＦＦ型)を適用した
電源の例を示す。次に図５はフォワ−ド方式（ＯＮ−０
Ｎ型）に適用した例を示すもので、トランスＴ1の二次
側（ｎ２）の極性を逆にし、更に平滑用ダイオ−ドＤ9
と平滑用チョ−クコイルＬ2を追加したものである。な
お図５の実施例においても、上記実施例（図２〜図４）
に倣って変更できる。
【００１０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば構成簡単にして、広い範囲で高調波電流を抑制で
きるので高調波が規制される電源一般に応用可能である
等実用上の効果は大きい。
よれば構成簡単にして、広い範囲で高調波電流を抑制で
きるので高調波が規制される電源一般に応用可能である
等実用上の効果は大きい。
【図１】本発明の一実施例回路図
【図２】本発明の他の実施例回路図
【図３】本発明の他の実施例回路図
【図４】本発明の他の実施例回路図 （６）
【図５】本発明の他の実施例回路図
【図６】本発明実施例回路図（図１）の各部動作波形図
【図７】従来例と比較した本発明の高調波電流特性図
【図８】従来回路図
【図９】従来回路の入力電圧、電流波形図
Ｄ1、Ｄ2、Ｄ3、Ｄ4 入力電圧整流用ダイオ−ド Ｌ1、Ｌ2、Ｌ3 チョ−クコイル Ｃ1、Ｃ2 平滑コンデンサ Ｄ5 充電用ダイオ−ド Ｄ6、Ｄ7 Ｃ1、Ｃ2用放電用ダイオ−ド Ｔ1 電力変換用トランス Ｑ1 電力変換用スイッチ素子 Ｄ8 ２次側整流ダイオ−ド Ｃ2 ２次側整流コンデンサ ＲＬ 負荷 ＣＯＮＴ 出力電圧制御用回路 Ｃ4 共振用コンデンサ
Claims (4)
- 【請求項１】 入力交流電圧を受電し整流電圧を出力す
る全波整流回路と、前記全波整流器の正極側に接続され
た第一のチョーク、第一のチョークの他端に接続された
第一のコンデンサ、第一のコンデンサの他端にカソード
が接続され、アノードは前記全波整流器の負極側に接続
された第一のダイオード、また第一のチョークの他端に
カソードが接続された第二のダイオード、第二のダイオ
ードのアノードに一端が接続され他端が前記全波整流器
の負極側に接続された第二のコンデンサ、第一のダイオ
ードのカソードと第二のダイオードのアノード間に接続
されカソードが第二のダイオードのアノードに接続され
た第三のダイオード、第二のダイオードのカソードに第
一のトランスの１次巻線の正極側が接続され負極側に他
端が第一のダイオードのアノードに接続されたスイッチ
素子が接続され、第一のトランスの二次側の負極側にア
ノードが接続された第四のダイオード、一端が第一のト
ランスの正極側に接続され他端が第四のダイオードのカ
ソードに接続された第三のコンデンサからなり、入力電
圧が前記第一のコンデンサ及び第二のコンデンサに充電
されている電圧より高くなった場合に、前記スイッチ素
子に流れる電流が前記第一のチョークを通り入力より供
給されるようにしてあることを特徴とするスイッチング
電源。 - 【請求項２】 入力交流電圧を受電し整流電圧を出力す
る全波整流回路と、前記全波整流器の正極側に接続され
た第一のチョーク、第一のチョークの他端に接続された
第一のコンデンサ、第一のコンデンサの他端にカソード
が接続され、アノードは前記全波整流器の負極側に接続
された第一のダイオード、また第一のチョークの他端に
カソードが接続された第二のダイオード、第二のダイオ
ードのアノードに一端が接続され他端が前記全波整流器
の負極側に接続された第二のコンデンサ、第一のダイオ
ードのカソードと第二のダイオードのアノード間に接続
されたカソードが第二のダイオードのアノードに接続さ
れた第三のダイオード、第二のダイオードのカソードに
第一のトランスの１次巻線の正極側が接続され、負極側
に他端が第一のダイオードのアノードに接続されたスイ
ッチ素子が接続され、第一のトランスの二次側の正極側
にアノードが接続された第四のダイオード、カソードが
第四のダイオードのカソードに接続され、このアノード
が第一のトランスの負極側に接続された第五のダイオー
ド、第五のダイオードのカソードに一端が接続され、他
端は第三のコンデンサの一端に接続された第二のチョー
ク、第三のコンデンサの他端は第一にトランスの負極側
に接続された構成を有し、入力電圧が前記第一のコンデ
ンサ及び第二のコンデンサに充電されている電圧より高
くなった場合に、前記スイッチ素子に流れる電流が前記
第一のチョークを通り入力より供給されるようにしてあ
ることを特徴とするスイッチング電源。 - 【請求項３】 スイッチング素子に並列に第四のコンデ
ンサを接続した請求項１又は２記載のスイッチング電
源。 - 【請求項４】 全波整流器の負極側と第一のダイオード
のアノード側に第三のチョークを接続した請求項１、
２、又は３記載のスイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03003995A JP3350270B2 (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03003995A JP3350270B2 (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08205520A JPH08205520A (ja) | 1996-08-09 |
| JP3350270B2 true JP3350270B2 (ja) | 2002-11-25 |
Family
ID=12292691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03003995A Expired - Fee Related JP3350270B2 (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3350270B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5986901A (en) * | 1998-07-09 | 1999-11-16 | Matsushita Electric Works R&D Laboratory, Inc. | Power factor correction circuit for a power supply |
| WO2006125681A1 (de) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH | Schaltnetzteil mit saugdrosselschaltung |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP03003995A patent/JP3350270B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08205520A (ja) | 1996-08-09 |
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