JP3387022B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流入力電圧を入
力チョークコイルと平滑コンデンサからなる入力部で平
滑化した直流電流と、全波整流した脈流電流とを同一の
スイッチング素子で同時にスイッチングすることによ
り、力率の改善及び高周波電流抑制を図ったスイッチン
グ電源装置に関するものである。
力チョークコイルと平滑コンデンサからなる入力部で平
滑化した直流電流と、全波整流した脈流電流とを同一の
スイッチング素子で同時にスイッチングすることによ
り、力率の改善及び高周波電流抑制を図ったスイッチン
グ電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】スイッチング電源装置として、チョーク
入力型の１石式フォワード型あるいはフライバック型の
回路は従来周知である。これは、交流入力電力の全波整
流出力を、入力チョークコイル及び平滑コンデンサから
なる入力部で平滑化し、トランスの一次巻線を通してス
イッチング素子でスイッチングする一次側の主ルートを
具備し、トランスの二次巻線に整流平滑回路を設け、そ
の直流出力電圧を検出して定電圧制御部により前記スイ
ッチング素子を駆動し、出力を定電圧制御する構成であ
る。
入力型の１石式フォワード型あるいはフライバック型の
回路は従来周知である。これは、交流入力電力の全波整
流出力を、入力チョークコイル及び平滑コンデンサから
なる入力部で平滑化し、トランスの一次巻線を通してス
イッチング素子でスイッチングする一次側の主ルートを
具備し、トランスの二次巻線に整流平滑回路を設け、そ
の直流出力電圧を検出して定電圧制御部により前記スイ
ッチング素子を駆動し、出力を定電圧制御する構成であ
る。
【０００３】入力チョークコイルと平滑コンデンサから
なる入力部は低域通過フィルタ回路であり、これによっ
て平滑コンデンサに流入する電流のピークを抑えてい
る。このための入力チョークコイルは、一般に珪素鋼板
からなるコアを用い、太い電線を巻数を多く巻く構造に
なっており、それによってインダクタンスを大きく、且
つ抵抗を小さくしている。
なる入力部は低域通過フィルタ回路であり、これによっ
て平滑コンデンサに流入する電流のピークを抑えてい
る。このための入力チョークコイルは、一般に珪素鋼板
からなるコアを用い、太い電線を巻数を多く巻く構造に
なっており、それによってインダクタンスを大きく、且
つ抵抗を小さくしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のスイッチング電
源装置では、上記のように大きなインダクタンスを得る
ために、入力チョークコイルはかなり大きな外形寸法と
なり、重量も相当に重くなる。更に、入力チョークコイ
ルの大きなインダクタンスにより、平滑コンデンサの端
子電圧が出力電力によって（負荷の変動によって）大き
く変動することになり、規定の出力電力保持時間を確保
するためには、平滑コンデンサは大きな静電容量を必要
とする。これらのことから、電源装置の小型化・軽量化
が困難であった。
源装置では、上記のように大きなインダクタンスを得る
ために、入力チョークコイルはかなり大きな外形寸法と
なり、重量も相当に重くなる。更に、入力チョークコイ
ルの大きなインダクタンスにより、平滑コンデンサの端
子電圧が出力電力によって（負荷の変動によって）大き
く変動することになり、規定の出力電力保持時間を確保
するためには、平滑コンデンサは大きな静電容量を必要
とする。これらのことから、電源装置の小型化・軽量化
が困難であった。
【０００５】本発明の目的は、電気回路的な工夫により
力率を改善し、入力チョークコイルの小型化を実現で
き、それに伴って平滑コンデンサを小型化できるように
し、それらによってスイッチング電源装置の小型化・軽
量化とコストダウンを図ることである。
力率を改善し、入力チョークコイルの小型化を実現で
き、それに伴って平滑コンデンサを小型化できるように
し、それらによってスイッチング電源装置の小型化・軽
量化とコストダウンを図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流入力電力
を全波整流した整流出力を、入力チョークコイル及び平
滑コンデンサからなる入力部で平滑化し、トランスの一
次主巻線を通してスイッチング素子でスイッチングする
主ルートを具備し、トランスの二次巻線に整流平滑回路
を設け、その直流出力電圧を検出して定電圧制御部によ
り前記スイッチング素子を駆動し出力電圧を定電圧制御
するようにしたスイッチング電源装置である。ここで本
発明では、全波整流した脈流出力をそのまま前記トラン
スの一次副巻線を通して前記スイッチング素子に供給す
る副ルートを具備し、主ルートと副ルートの双方に相互
の逆流防止用ダイオードを組み込み、主ルートと副ルー
トを流れる電流を前記スイッチング素子で同時にスイッ
チングさせている。このように、トランスに一次副巻線
を追加し、それを一次主巻線と並列に同時に作用させて
おり、この点が本発明の特徴である。
を全波整流した整流出力を、入力チョークコイル及び平
滑コンデンサからなる入力部で平滑化し、トランスの一
次主巻線を通してスイッチング素子でスイッチングする
主ルートを具備し、トランスの二次巻線に整流平滑回路
を設け、その直流出力電圧を検出して定電圧制御部によ
り前記スイッチング素子を駆動し出力電圧を定電圧制御
するようにしたスイッチング電源装置である。ここで本
発明では、全波整流した脈流出力をそのまま前記トラン
スの一次副巻線を通して前記スイッチング素子に供給す
る副ルートを具備し、主ルートと副ルートの双方に相互
の逆流防止用ダイオードを組み込み、主ルートと副ルー
トを流れる電流を前記スイッチング素子で同時にスイッ
チングさせている。このように、トランスに一次副巻線
を追加し、それを一次主巻線と並列に同時に作用させて
おり、この点が本発明の特徴である。
【０００７】全波整流にはダイオードブリッジ回路を用
いるのがよい。トランスの一次側主ルートとトランスの
二次側による回路は１石式コンバータである。フォワー
ド型でもよいしフライバック型でもよい。定電圧制御部
は、通常、パルス幅変調方式の制御回路である。
いるのがよい。トランスの一次側主ルートとトランスの
二次側による回路は１石式コンバータである。フォワー
ド型でもよいしフライバック型でもよい。定電圧制御部
は、通常、パルス幅変調方式の制御回路である。
【０００８】
【発明の実施の形態】第１の実施形態としては、ブリッ
ジ整流回路の正側出力と入力部の入力チョークコイル間
にダイオードを組み込み、更に主ルートの一次主巻線と
スイッチング素子との間、及び副ルートの一次副巻線と
スイッチング素子との間に、それぞれダイオードを組み
込む構成がある。これらの各ダイオードは、主ルートと
副ルートそれぞれの逆流防止機能を果たすような向きと
する。
ジ整流回路の正側出力と入力部の入力チョークコイル間
にダイオードを組み込み、更に主ルートの一次主巻線と
スイッチング素子との間、及び副ルートの一次副巻線と
スイッチング素子との間に、それぞれダイオードを組み
込む構成がある。これらの各ダイオードは、主ルートと
副ルートそれぞれの逆流防止機能を果たすような向きと
する。
【０００９】第２の実施形態としては、交流入力の両端
と入力部の入力チョークコイル間にそれぞれダイオード
を組み込み、更に主ルートの一次主巻線とスイッチング
素子との間、及び副ルートの一次副巻線とスイッチング
素子との間に、それぞれダイオードを組み込む構成があ
る。これらの各ダイオードも、主ルートと副ルートそれ
ぞれの逆流防止機能を果たすような向きとすることは言
うまでもない。
と入力部の入力チョークコイル間にそれぞれダイオード
を組み込み、更に主ルートの一次主巻線とスイッチング
素子との間、及び副ルートの一次副巻線とスイッチング
素子との間に、それぞれダイオードを組み込む構成があ
る。これらの各ダイオードも、主ルートと副ルートそれ
ぞれの逆流防止機能を果たすような向きとすることは言
うまでもない。
【００１０】
【実施例】図１は本発明を１石式フォワード型コンバー
タに適用した一例を示している。交流入力電力ＡＣを、
４個のダイオードブリッジからなるブリッジ整流回路Ｒ
Ｃで全波整流する。その全波整流出力を、第１のダイオ
ードＤ1 を介して供給し、入力チョークコイルＬ1 と平
滑コンデンサＣ1 からなる入力部１０で平滑化し、トラ
ンスＴの一次主巻線Ｎp1を通してスイッチング素子（ト
ランジスタ）Ｑでスイッチングする主ルートを具備して
いる。トランスＴの二次巻線Ｎs には、ダイオード
Ｄ4 ，Ｄ5 とチョークコイルＬ2 とコンデンサＣ2 から
なる整流平滑回路１２を設ける。そして、その直流出力
電圧を検出して定電圧制御部１４により前記スイッチン
グ素子Ｑを駆動し出力電圧を定電圧制御する。ここで定
電圧制御部１４は、パルス幅変調方式の制御回路であ
る。ここまでの構成は、第１のダイオードＤ1 を除け
ば、基本的には従来の１石式フォワード型コンバータと
同じである。
タに適用した一例を示している。交流入力電力ＡＣを、
４個のダイオードブリッジからなるブリッジ整流回路Ｒ
Ｃで全波整流する。その全波整流出力を、第１のダイオ
ードＤ1 を介して供給し、入力チョークコイルＬ1 と平
滑コンデンサＣ1 からなる入力部１０で平滑化し、トラ
ンスＴの一次主巻線Ｎp1を通してスイッチング素子（ト
ランジスタ）Ｑでスイッチングする主ルートを具備して
いる。トランスＴの二次巻線Ｎs には、ダイオード
Ｄ4 ，Ｄ5 とチョークコイルＬ2 とコンデンサＣ2 から
なる整流平滑回路１２を設ける。そして、その直流出力
電圧を検出して定電圧制御部１４により前記スイッチン
グ素子Ｑを駆動し出力電圧を定電圧制御する。ここで定
電圧制御部１４は、パルス幅変調方式の制御回路であ
る。ここまでの構成は、第１のダイオードＤ1 を除け
ば、基本的には従来の１石式フォワード型コンバータと
同じである。
【００１１】本発明が従来技術と顕著に相違する点は、
前記トランスＴに一次副巻線Ｎp2を追加し、全波整流出
力を、脈流のままトランスＴの一次副巻線Ｎp2を通して
前記スイッチング素子Ｑに供給する副ルートを具備して
いる点である。そして、主ルートの一次主巻線Ｎp1とス
イッチング素子Ｑとの間に第２のダイオードＤ2 を、ま
た副ルートの一次副巻線Ｎp2とスイッチング素子Ｑとの
間に第３のダイオードＤ3 を組み込み、主ルートを流れ
る電流と副ルートを流れる電流を重畳させて、前記スイ
ッチング素子Ｑで同時にスイッチングさせている。この
ように本発明では、トランスＴに一次副巻線Ｎp2を追加
し、一次主巻線Ｎp1と並列に同時に作用させている。
前記トランスＴに一次副巻線Ｎp2を追加し、全波整流出
力を、脈流のままトランスＴの一次副巻線Ｎp2を通して
前記スイッチング素子Ｑに供給する副ルートを具備して
いる点である。そして、主ルートの一次主巻線Ｎp1とス
イッチング素子Ｑとの間に第２のダイオードＤ2 を、ま
た副ルートの一次副巻線Ｎp2とスイッチング素子Ｑとの
間に第３のダイオードＤ3 を組み込み、主ルートを流れ
る電流と副ルートを流れる電流を重畳させて、前記スイ
ッチング素子Ｑで同時にスイッチングさせている。この
ように本発明では、トランスＴに一次副巻線Ｎp2を追加
し、一次主巻線Ｎp1と並列に同時に作用させている。
【００１２】第１のダイオードＤ1 は、ブリッジ整流回
路ＲＣの正側出力と入力チョークコイルＬ1 との間に、
そのカソード側が入力チョークコイルＬ1 を向くように
組み込む。第２のダイオードＤ2 及び第３のダイオード
Ｄ3 は、共にカソード側がスイッチング素子Ｑを向くよ
うに組み込む。これらのダイオードＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ
3は、主ルートと副ルートそれぞれの逆流防止機能を果
たす。
路ＲＣの正側出力と入力チョークコイルＬ1 との間に、
そのカソード側が入力チョークコイルＬ1 を向くように
組み込む。第２のダイオードＤ2 及び第３のダイオード
Ｄ3 は、共にカソード側がスイッチング素子Ｑを向くよ
うに組み込む。これらのダイオードＤ1 ，Ｄ2 ，Ｄ
3は、主ルートと副ルートそれぞれの逆流防止機能を果
たす。
【００１３】なお、二次側回路は、二次巻線Ｎs の極性
を一次主巻線Ｎp1と同相とし、該二次巻線Ｎs の両端に
それぞれアノード側を接続したダイオードＤ4 ，Ｄ
5 と、それらのカソード端を共通にして接続したチョー
クコイルＬ2 と、負荷に対して並列に接続したコンデン
サＣ2 とからなる。
を一次主巻線Ｎp1と同相とし、該二次巻線Ｎs の両端に
それぞれアノード側を接続したダイオードＤ4 ，Ｄ
5 と、それらのカソード端を共通にして接続したチョー
クコイルＬ2 と、負荷に対して並列に接続したコンデン
サＣ2 とからなる。
【００１４】交流入力電力は、ブリッジ整流回路ＲＣで
全波整流され、一部は主ルートを通る。即ち、入力部で
平滑化され一次主巻線Ｎp1を通ってスイッチング素子Ｑ
でスイッチングされる。全波整流された他部は副ルート
を通る。即ち、脈流が平滑化されることなくそのまま一
次副巻線Ｎp2を通ってスイッチング素子Ｑで直接スイッ
チングされる。従って、入力電流波形は、脈流（全波整
流）＋直流（従来回路の平滑化電流）となる。そのため
主ルート（従来回路部）の電流値は低くなり、それに組
み込まれている入力チョークコイルＬ1 のインダクタン
ス及び平滑コンデンサＣ1 の静電容量は小さなもので済
む。
全波整流され、一部は主ルートを通る。即ち、入力部で
平滑化され一次主巻線Ｎp1を通ってスイッチング素子Ｑ
でスイッチングされる。全波整流された他部は副ルート
を通る。即ち、脈流が平滑化されることなくそのまま一
次副巻線Ｎp2を通ってスイッチング素子Ｑで直接スイッ
チングされる。従って、入力電流波形は、脈流（全波整
流）＋直流（従来回路の平滑化電流）となる。そのため
主ルート（従来回路部）の電流値は低くなり、それに組
み込まれている入力チョークコイルＬ1 のインダクタン
ス及び平滑コンデンサＣ1 の静電容量は小さなもので済
む。
【００１５】本発明回路の動作は、スイッチング素子Ｑ
がオンの期間にトランスＴは励磁され、二次巻線Ｎs に
誘導される電圧によって負荷に電流が供給される。な
お、図示していないが、実際にはスイッチング素子がオ
フの時にトランスをリセットする必要があり、従来同
様、適当なリセット回路を付設することになる。
がオンの期間にトランスＴは励磁され、二次巻線Ｎs に
誘導される電圧によって負荷に電流が供給される。な
お、図示していないが、実際にはスイッチング素子がオ
フの時にトランスをリセットする必要があり、従来同
様、適当なリセット回路を付設することになる。
【００１６】本発明回路と従来回路との特性の比較を図
２と図３に示す。図２は交流入力電圧２３０Ｖにおける
出力電流（％）に対する力率の関係を示し、図３は最大
負荷時における交流入力電圧（Ｖ）に対する力率の関係
を示す。これらの結果から、いずれにおいても、本発明
回路は従来回路に比べて力率を大幅に改善できることが
分かる。
２と図３に示す。図２は交流入力電圧２３０Ｖにおける
出力電流（％）に対する力率の関係を示し、図３は最大
負荷時における交流入力電圧（Ｖ）に対する力率の関係
を示す。これらの結果から、いずれにおいても、本発明
回路は従来回路に比べて力率を大幅に改善できることが
分かる。
【００１７】次に、本発明回路と従来回路における入力
電圧波形と入力電流波形を、それぞれ図４のＡとＢに示
す。従来回路では、図４のＢに示すように入力電流の波
形包含率が高く（約９５．３％）、そのため高調波規制
ＩＥＣ１０００−３−２でクラスＤの規格を適用しなけ
ればならない。しかし、本発明回路では、図４のＡに示
すように入力電流の波形包含率が低くなり（約７６．６
％）、そのため国際電機標準会議の高調波規制（ＩＥＣ
１０００−３−２）でクラスＡの規格を適用することが
可能となり、その分、製作し易くなる利点も生じる。
電圧波形と入力電流波形を、それぞれ図４のＡとＢに示
す。従来回路では、図４のＢに示すように入力電流の波
形包含率が高く（約９５．３％）、そのため高調波規制
ＩＥＣ１０００−３−２でクラスＤの規格を適用しなけ
ればならない。しかし、本発明回路では、図４のＡに示
すように入力電流の波形包含率が低くなり（約７６．６
％）、そのため国際電機標準会議の高調波規制（ＩＥＣ
１０００−３−２）でクラスＡの規格を適用することが
可能となり、その分、製作し易くなる利点も生じる。
【００１８】因みに、上記実施例の構成によるスイッチ
ング電源装置は、従来技術の電源装置に比べて、外形体
積で１／８、重量で１／５になり、大幅な小型化、軽量
化が達成できた。
ング電源装置は、従来技術の電源装置に比べて、外形体
積で１／８、重量で１／５になり、大幅な小型化、軽量
化が達成できた。
【００１９】図５は、本発明を１石式フライバック型コ
ンバータに適用した一例を示している。一次側回路の基
本構成並びに動作は、図１の場合と同様であってよいの
で、対応する部品に同一符号を付し、それらについての
説明は省略する。
ンバータに適用した一例を示している。一次側回路の基
本構成並びに動作は、図１の場合と同様であってよいの
で、対応する部品に同一符号を付し、それらについての
説明は省略する。
【００２０】なお、二次側回路は、二次巻線Ｎs の極性
を一次主巻線Ｎp1と逆相とし、該二次巻線Ｎs の一端に
アノード側を接続したダイオードＤ4 と、そのカソード
端側に負荷に対して並列に接続したコンデンサＣ2 とか
らなる。
を一次主巻線Ｎp1と逆相とし、該二次巻線Ｎs の一端に
アノード側を接続したダイオードＤ4 と、そのカソード
端側に負荷に対して並列に接続したコンデンサＣ2 とか
らなる。
【００２１】この電源装置の動作は次の通りである。ス
イッチング素子Ｑがオンの期間、二次巻線Ｎs に誘起さ
れる電圧によってダイオードＤ4 が逆バイアスされるた
め二次巻線Ｎs には電流は流れず、エネルギーはトラン
スＴに蓄積される。スイッチング素子Ｑがオフのとき、
二次巻線Ｎs が出力電圧でリセットされ、トランスＴに
蓄積されたエネルギーは負荷に放出される。
イッチング素子Ｑがオンの期間、二次巻線Ｎs に誘起さ
れる電圧によってダイオードＤ4 が逆バイアスされるた
め二次巻線Ｎs には電流は流れず、エネルギーはトラン
スＴに蓄積される。スイッチング素子Ｑがオフのとき、
二次巻線Ｎs が出力電圧でリセットされ、トランスＴに
蓄積されたエネルギーは負荷に放出される。
【００２２】図６は本発明をフォワード型コンバータに
適用した他の例を示している。交流入力電力ＡＣを、ブ
リッジ整流回路ＲＣで全波整流する。その全波整流出力
を、入力チョークコイルＬ1 及び平滑コンデンサＣ1 か
らなる入力部で平滑化し、トランスＴの一次主巻線Ｎp1
を通してスイッチング素子（トランジスタ）Ｑでスイッ
チングする主ルートを具備している。トランスＴの二次
巻線Ｎs には、ダイオードＤ4 ，Ｄ5 とチョークコイル
Ｌ2 とコンデンサＣ2 からなる整流平滑回路１２を設け
る。そして、その出力電圧を検出して定電圧制御部１４
により前記スイッチング素子Ｑを駆動し出力電圧をパル
ス幅変調方式で定電圧制御する。ここまでの構成は、基
本的には従来の１石式フォワードコンバータと同じであ
る。
適用した他の例を示している。交流入力電力ＡＣを、ブ
リッジ整流回路ＲＣで全波整流する。その全波整流出力
を、入力チョークコイルＬ1 及び平滑コンデンサＣ1 か
らなる入力部で平滑化し、トランスＴの一次主巻線Ｎp1
を通してスイッチング素子（トランジスタ）Ｑでスイッ
チングする主ルートを具備している。トランスＴの二次
巻線Ｎs には、ダイオードＤ4 ，Ｄ5 とチョークコイル
Ｌ2 とコンデンサＣ2 からなる整流平滑回路１２を設け
る。そして、その出力電圧を検出して定電圧制御部１４
により前記スイッチング素子Ｑを駆動し出力電圧をパル
ス幅変調方式で定電圧制御する。ここまでの構成は、基
本的には従来の１石式フォワードコンバータと同じであ
る。
【００２３】本実施例では、前記トランスＴに一次副巻
線Ｎp2を追加し、交流入力電力ＡＣの両端にそれぞれダ
イオードＤ6 ，Ｄ7 のアノード側を接続し、両方のカソ
ード側は共通に結線して、その出力（全波整流出力とな
る）を、トランスＴの一次副巻線Ｎp2を通して前記スイ
ッチング素子Ｑに供給する副ルートを具備している。そ
して、主ルートの一次主巻線Ｎp1とスイッチング素子Ｑ
との間に第２のダイオードＤ2 を、また副ルートの一次
副巻線Ｎp2とスイッチング素子Ｑとの間に第３のダイオ
ードＤ3 を組み込む。なお、第２のダイオードＤ2 及び
第３のダイオードＤ3 は、共にカソード側がスイッチン
グ素子Ｑを向くように接続する。これらのダイオードＤ
2 ，Ｄ3 ，Ｄ6 ，Ｄ7 は、主ルートと副ルートそれぞれ
の逆流防止機能を果たすものである。
線Ｎp2を追加し、交流入力電力ＡＣの両端にそれぞれダ
イオードＤ6 ，Ｄ7 のアノード側を接続し、両方のカソ
ード側は共通に結線して、その出力（全波整流出力とな
る）を、トランスＴの一次副巻線Ｎp2を通して前記スイ
ッチング素子Ｑに供給する副ルートを具備している。そ
して、主ルートの一次主巻線Ｎp1とスイッチング素子Ｑ
との間に第２のダイオードＤ2 を、また副ルートの一次
副巻線Ｎp2とスイッチング素子Ｑとの間に第３のダイオ
ードＤ3 を組み込む。なお、第２のダイオードＤ2 及び
第３のダイオードＤ3 は、共にカソード側がスイッチン
グ素子Ｑを向くように接続する。これらのダイオードＤ
2 ，Ｄ3 ，Ｄ6 ，Ｄ7 は、主ルートと副ルートそれぞれ
の逆流防止機能を果たすものである。
【００２４】ここで二次側回路は、図１に示す実施例と
同様、二次巻線Ｎs の極性を一次主巻線Ｎp1と同相と
し、該二次巻線Ｎs の両端にそれぞれアノード側を接続
したダイオードＤ4 ，Ｄ5 と、それらのカソード端を共
通にして接続したチョークコイルＬ2 と、負荷に対して
並列に接続したコンデンサＣ2 とからなる。
同様、二次巻線Ｎs の極性を一次主巻線Ｎp1と同相と
し、該二次巻線Ｎs の両端にそれぞれアノード側を接続
したダイオードＤ4 ，Ｄ5 と、それらのカソード端を共
通にして接続したチョークコイルＬ2 と、負荷に対して
並列に接続したコンデンサＣ2 とからなる。
【００２５】交流入力電力は、ブリッジ整流回路ＲＣで
全波整流され、主ルートを通る。即ち、入力部で平滑化
され一次主巻線Ｎp1を通ってスイッチング素子Ｑでスイ
ッチングされる。ダイオードＤ6 ，Ｄ7 とブリッジ整流
回路ＲＣの一部で全波整流された交流入力電力は、副ル
ートを通る。即ち、脈流が平滑化されることなくそのま
ま一次副巻線Ｎp2を通ってスイッチング素子Ｑで直接ス
イッチングされる。従って、入力電流波形は、この場合
も脈流（全波整流）＋直流（従来回路の平滑化電流）と
なる。そのため、主ルート（従来回路部）の電流値は低
くなり、それに組み込まれている入力チョークコイルの
インダクタンス及び平滑コンデンサの静電容量は小さな
もので済む。
全波整流され、主ルートを通る。即ち、入力部で平滑化
され一次主巻線Ｎp1を通ってスイッチング素子Ｑでスイ
ッチングされる。ダイオードＤ6 ，Ｄ7 とブリッジ整流
回路ＲＣの一部で全波整流された交流入力電力は、副ル
ートを通る。即ち、脈流が平滑化されることなくそのま
ま一次副巻線Ｎp2を通ってスイッチング素子Ｑで直接ス
イッチングされる。従って、入力電流波形は、この場合
も脈流（全波整流）＋直流（従来回路の平滑化電流）と
なる。そのため、主ルート（従来回路部）の電流値は低
くなり、それに組み込まれている入力チョークコイルの
インダクタンス及び平滑コンデンサの静電容量は小さな
もので済む。
【００２６】本回路の動作は、図１に示す実施例と同
様、スイッチング素子Ｑがオンの期間にトランスＴは励
磁され、二次巻線Ｎs に誘導される電圧によって負荷に
電流が供給される。
様、スイッチング素子Ｑがオンの期間にトランスＴは励
磁され、二次巻線Ｎs に誘導される電圧によって負荷に
電流が供給される。
【００２７】図７は本発明をフライバック型に適用した
他の例を示している。一次側回路の基本構成並びに動作
は、図６の場合と同様であってよいので、対応する部品
に同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
他の例を示している。一次側回路の基本構成並びに動作
は、図６の場合と同様であってよいので、対応する部品
に同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
【００２８】この二次側回路は、図５に示す実施例と同
様、二次巻線Ｎs の極性を一次主巻線Ｎp1と逆相とし、
その二次巻線Ｎs の一端にアノード側を接続したダイオ
ードＤ4 と、そのカソード端側に負荷に対して並列に接
続したコンデンサＣ2 とからなる。
様、二次巻線Ｎs の極性を一次主巻線Ｎp1と逆相とし、
その二次巻線Ｎs の一端にアノード側を接続したダイオ
ードＤ4 と、そのカソード端側に負荷に対して並列に接
続したコンデンサＣ2 とからなる。
【００２９】スイッチング素子Ｑがオンの期間、二次巻
線Ｎs に誘起される電圧によってダイオードＤ4 が逆バ
イアスされるため二次巻線Ｎs には電流は流れず、エネ
ルギーはトランスＴに蓄積される。スイッチング素子Ｑ
がオフのとき、二次巻線Ｎsが出力電圧でリセットさ
れ、トランスＴに蓄積されたエネルギーは負荷に放出さ
れる。
線Ｎs に誘起される電圧によってダイオードＤ4 が逆バ
イアスされるため二次巻線Ｎs には電流は流れず、エネ
ルギーはトランスＴに蓄積される。スイッチング素子Ｑ
がオフのとき、二次巻線Ｎsが出力電圧でリセットさ
れ、トランスＴに蓄積されたエネルギーは負荷に放出さ
れる。
【００３０】
【発明の効果】本発明は上記のように、トランスに一次
副巻線を追加し、一次主巻線と並列に同時に作用させる
ように構成したスイッチング電源装置であるから、既存
の回路構成に僅かな部品を追加するだけで、力率を改善
でき、入力側のチョークコイルのインダクタンス及び平
滑コンデンサの静電容量を小さくできるため、装置の大
幅な小型化・軽量化を図ることができ、コストダウンが
可能となる。
副巻線を追加し、一次主巻線と並列に同時に作用させる
ように構成したスイッチング電源装置であるから、既存
の回路構成に僅かな部品を追加するだけで、力率を改善
でき、入力側のチョークコイルのインダクタンス及び平
滑コンデンサの静電容量を小さくできるため、装置の大
幅な小型化・軽量化を図ることができ、コストダウンが
可能となる。
【００３１】また本発明の回路構成では、入力電流の波
形包含率が低くなるため高調波規制が緩和され、その
分、製作し易くなる利点も生じる。
形包含率が低くなるため高調波規制が緩和され、その
分、製作し易くなる利点も生じる。
【図１】本発明に係るスイッチング電源装置の一実施例
を示す回路図。
を示す回路図。
【図２】その出力電流−力率の関係を示す比較グラフ。
【図３】その交流入力電圧−力率の関係を示す比較グラ
フ。
フ。
【図４】その電圧、電流波形図。
【図５】本発明に係るスイッチング電源装置の他の実施
例を示す回路図。
例を示す回路図。
【図６】本発明に係るスイッチング電源装置の他の実施
例を示す回路図。
例を示す回路図。
【図７】本発明に係るスイッチング電源装置の他の実施
例を示す回路図。
例を示す回路図。
１０ 入力部
１２ 整流平滑部
１４ 定電圧制御部
Ｔ トランス
Ｑ スイッチング素子
Ｌ1 入力チョークコイル
Ｃ1 平滑コンデンサ
Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ダイオード
Claims (4)
- 【請求項１】 交流入力電力を全波整流した整流出力
を、入力チョークコイル及び平滑コンデンサからなる入
力部で平滑化し、トランスの一次主巻線を通してスイッ
チング素子でスイッチングする主ルートを具備し、トラ
ンスの二次巻線に整流平滑回路を設け、その直流出力電
圧を検出して定電圧制御部により前記スイッチング素子
を駆動し出力電圧を定電圧制御する電源装置において、 全波整流した脈流出力をそのまま前記トランスの一次副
巻線を通して前記スイッチング素子に供給する副ルート
を具備し、主ルートと副ルートの双方に相互の逆流防止
用ダイオードを組み込み、主ルートと副ルートを流れる
電流を前記スイッチング素子で同時にスイッチングさせ
ることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 【請求項２】 全波整流にブリッジ整流回路を用い、該
ブリッジ整流回路の正側出力と入力部の入力チョークコ
イル間にダイオードを組み込み、更に主ルートの一次主
巻線とスイッチング素子との間、及び副ルートの一次副
巻線とスイッチング素子との間に、それぞれダイオード
を組み込み、それらのダイオードが逆流防止機能を果た
すようにした請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 全波整流にブリッジ整流回路を用い、交
流入力の両端と入力部の入力チョークコイル間にそれぞ
れダイオードを組み込み、更に主ルートの一次主巻線と
スイッチング素子との間、及び副ルートの一次副巻線と
スイッチング素子との間に、それぞれダイオードを組み
込み、それらのダイオードが逆流防止機能を果たすよう
にした請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項４】 トランスの一次側の主ルートとトランス
の二次側による回路が、フォワード型もしくはフライバ
ック型の１石式コンバータ回路であり、定電圧制御部が
パルス幅変調方式の制御回路である請求項１乃至３のい
ずれかに記載のスイッチング電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14616499A JP3387022B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14616499A JP3387022B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000341941A JP2000341941A (ja) | 2000-12-08 |
| JP3387022B2 true JP3387022B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=15401588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14616499A Expired - Fee Related JP3387022B2 (ja) | 1999-05-26 | 1999-05-26 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387022B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002272101A (ja) | 2001-03-07 | 2002-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源装置 |
| CN100403640C (zh) * | 2002-11-06 | 2008-07-16 | 南京Lg同创彩色显示系统有限责任公司 | 电源控制装置 |
-
1999
- 1999-05-26 JP JP14616499A patent/JP3387022B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000341941A (ja) | 2000-12-08 |
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