JP3397882B2 - 電源回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電源回路に関し、更に詳
しく言えば、力率改善が図られた電源回路の改善を目的
とする。近年、スイッチング電源を利用した電子機器の
普及に伴い、電源ラインへの高周波電流が増加し、他の
電子機器に障害を起こしたり、送電系や配電系に高調波
障害を引き起こすため現在その規制が検討されており、
それに対応すべく、電源回路におけるさらなる力率の改
善が要求されてきている。

【０００２】

【従来の技術】以下で、従来例に係る力率改善回路を有
する電源回路について図３を参照しながら説明する。図
３は、従来例に係る力率改善回路を有する電源回路の一
例である。当該回路によれば、まずブリッジ回路（１）
によって交流電源電圧が整流され、力率制御部（２Ａ）
を有する力率改善回路（２）に出力される。次いで力率
改善回路（２）内のコイル（Ｌ１）によって、ブリッジ
回路（１）の出力電圧が所望の電圧まで昇圧され、力率
制御部（２Ａ）の制御下でスイッチングトランジスタ
（Ｍ１）がスイッチング動作することにより、ブリッジ
回路（１）の力率が改善されるパルス電圧（Ｖｄ）が生
成され、これがダイオード（Ｄ１）とコンデンサ（Ｃ
１）が構成する整流回路を介して、定電圧生成部（３）
やスイッチングトランジスタ（Ｍ２）などに出力され
る。

【０００３】このスイッチングトランジスタ（Ｍ２）は
ダイオード（Ｄ１）とコンデンサ（Ｃ１）が構成する整
流回路の出力電圧によってＯＮし、定電圧生成部（３）
が動作するので、定電圧生成部（３）によって、直流電
圧（Ｖｄ）の高周波リップルが除去された直流電圧が生
成され、出力電圧（Ｖｏｕｔ）として、電源電圧供給対
象である不図示の外部回路に出力される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の図３に示す電源回路では、何らかの異常が発生して
力率改善回路（２）の動作が停止してしまったような場
合には、ブリッジ回路（１）の出力電圧がそのままの形
でダイオード（Ｄ１）とコンデンサ（Ｃ１）が構成する
整流回路を通して外部回路に出力されてしまい、力率改
善もなされず、不適当な電圧が外部回路に出力されてし
まうという問題が生じていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記従来の欠点
に鑑み成されたもので、図１に示すように、交流電圧を
整流する整流回路（１１）と、コイル（Ｌ０），スイッ
チング素子（Ｍ）及び力率制御部（１２Ａ）を有し、前
記整流回路（１１）の力率を改善して駆動電圧供給部
（１３）に出力する力率改善回路（１２）と、前記コイ
ル（Ｌ０）と結合して、力率改善回路（１２）が動作し
ているときにのみ起電力（ＶL）を生成して駆動電圧供
給部（１３）に供給するコイル（Ｌ）と、前記起電力
（ＶL ）によって起動し、前記力率改善回路（１２）か
らの出力電圧を外部に出力する駆動電圧供給部（１３）
とを有することにより、何らかの異常で力率改善回路が
作動しなかったような場合に、力率改善もなされず、不
適当な電圧が外部回路に出力されてしまうことを抑止す
ることが可能となる電源回路の提供を目的とする。

【０００６】

【作 用】本発明に係る電源回路によれば、図１に示す
ように、整流回路（１１）と、コイル（Ｌ０），スイッ
チング素子（Ｍ）及び力率制御部（１２Ａ）からなる力
率改善回路（１２）と、コイル（Ｌ０）と結合するコイ
ル（Ｌ）と、駆動電圧供給部（１３）とを有する。

【０００７】すなわち、整流回路（１１）によって交流
電圧が整流され、力率改善回路（１２）によって整流回
路（１１）の力率が改善され、同時に力率改善回路（１
２）が動作しているときには、この回路に必須のコイル
（Ｌ０）から、コイル（Ｌ）に電磁誘導による起電力
（ＶL ）が生じ、この起電力（ＶL ）の発生によって駆
動電圧供給部（１３）が起動され、力率改善回路（１
２）からの出力電圧が外部に出力される。

【０００８】このため、力率改善回路（１２）が作動し
ている間はコイル（Ｌ０）にパルス電流が流れることに
よってコイル（Ｌ）に起電力（ＶL ）が誘起され、この
起電力が駆動電圧供給部（１３）に供給されることで力
率改善回路（１２）からの出力電圧が外部に出力され
る。また、力率改善回路（１２）が作動していないとき
にはコイル（Ｌ０）にパルス電流が流れないのでコイル
（Ｌ）に起電力（ＶL ）が誘起されず、この起電力（Ｖ
L）が供給されないことにより駆動電圧供給部（１３）
は動作しないので、力率改善回路（１２）からの出力電
圧は外部回路に出力されない。

【０００９】これにより、何らかの異常で力率改善回路
（１２）が作動しなかったような場合に、力率改善がな
されない、不適当な電圧が電源電圧の供給対象である外
部回路に出力されてしまうことを抑止することが容易に
可能となる。

【００１０】

【実施例】以下に本発明の実施例に係る電源回路につい
て図２を参照しながら説明する。本発明の実施例に係る
電源回路は、力率改善回路を有する電源回路であって、
図２に示すように、ブリッジ回路（１１），力率改善回
路（１２），コイル（Ｌ１２），駆動電圧供給部（１
３）からなる回路である。

【００１１】ブリッジ回路（１１）は、整流回路の一例
であり、不図示のダイオードなどからなる整流回路であ
って、自身に入力される交流電圧を全波整流して、力率
改善回路（１２）に出力する回路である。力率改善回路
（１２）は、コイル（Ｌ１１），スイッチングトランジ
スタ（Ｍ１１）及び力率制御部（１２Ａ）とからなる回
路であって、ブリッジ回路（１１）の出力電圧を、所望
の電圧まで昇圧して、力率制御部（１２Ａ）の制御下で
スイッチングトランジスタ（Ｍ１１）をスイッチング動
作させることによって力率改善を図る回路であって、ダ
イオード（Ｄ１１），コンデンサ（Ｃ１１）を介して力
率改善がなされた直流電圧（Ｖｐ）を駆動電圧供給部
（１３）に出力する回路である。

【００１２】コイル（Ｌ１２）は、コアを介してコイル
（Ｌ１１）と結合しており、コイル（Ｌ１２）にパルス
電流が流れている間だけ誘導起電力による起電力（ＶL
）をその両端に誘起し、その起電力（ＶL ）を駆動電
圧供給部（１３）に供給するものである。駆動電圧供給
部（１３）は電圧供給回路（１３Ａ），スイッチング回
路（１３Ｂ）及び定電圧生成回路（１３Ｃ）からなる回
路であって、コイル（Ｌ１２）から供給される起電力
（ＶL ）が供給されたときに、外部回路に出力電圧（Ｖ
ｏｕｔ）を出力する回路である。

【００１３】電圧供給回路（１３Ａ）は、コイル（Ｌ１
２）の両端に接続され、ダイオード（Ｄ１２），コンデ
ンサ（Ｃ１２）及び抵抗（Ｒ１６，Ｒ１７）からなり、
コイル（Ｌ１２）に誘起された起電力（ＶL ）を直流電
圧に変換して出力する回路である。スイッチング回路
（１３Ｂ）は、スイッチングトランジスタ（Ｍ１２），
トランジスタ（Ｑ１１）及び抵抗（Ｒ１１，Ｒ１２）か
らなり、電圧供給回路（１３Ａ）から出力される直流電
圧に基づいて、定電圧生成回路（１３Ｃ）を駆動させる
ものである。

【００１４】定電圧生成回路（１３Ｃ）は、トランジス
タ（Ｑ１２，Ｑ１３），抵抗（Ｒ１３〜Ｒ１５）及びツ
ェナーダイオード（ＺＤ１１）からなり、力率改善回路
（１２）から出力され、力率改善がなされた直流電圧
（Ｖｐ）の高周波リップル分を除去して外部に出力電圧
（Ｖｏｕｔ）として出力する回路である。以下で上記回
路の動作を説明する。

【００１５】まず、ブリッジ回路（１１）に交流電圧が
印加されると、ブリッジ回路（１１）によって整流さ
れ、力率改善回路（１２）に出力される。この整流され
た直流電圧が、コイル（Ｌ１１）とスイッチングトラン
ジスタ（Ｍ１１）によって昇圧され、力率制御部（１２
Ａ）によって力率が改善されたパルス直流電圧（Ｖｐ）
が生成され、ダイオード（Ｄ１１），コンデンサ（Ｃ１
１）を介して力率改善が成された直流電圧（Ｖｐ）が駆
動電圧供給部（１３）に出力されることになる。

【００１６】この時、コイル（Ｌ１１）にはパルス電流
が流れているので、その内部には磁界が生じ、それが原
因でコイル（Ｌ１１）と結合しているコイル（Ｌ１２）
の両端に、電磁誘導による起電力（ＶL ）が誘起され
る。この起電力（ＶL ）が、電圧供給回路（１３Ａ）に
よって直流電圧に変換されてスイッチング回路（１３
Ｂ）に出力される。次いで、この直流電圧によって抵抗
（Ｒ１１）を介してトランジスタ（Ｑ１１）がＯＮされ
る。

【００１７】これによりスイッチングトランジスタ（Ｍ
１２）がＯＮされ、定電圧生成回路（１３Ｃ）が動作を
開始し、力率改善回路（１２）からダイオード（Ｄ１
１），コンデンサ（Ｃ１１）を介して出力される直流電
圧（Ｖｐ）の高周波リップル分が除去された直流電圧が
出力電圧（Ｖｏｕｔ）として、電源電圧供給対象である
不図示の外部回路に出力される。

【００１８】上記回路において、力率改善回路（１２）
が、何らかの異常が発生するなどの理由で動作をしなく
なったような場合には、アクティブフィルタを有する力
率改善回路（１２）に必須のコイル（Ｌ１１）には、パ
ルス電流が流れなくなる。よって、コイル（Ｌ１１）の
内部には磁界が生じず、このコイル（Ｌ１１）と結合し
ているコイル（Ｌ１２）の両端には、電磁誘導による起
電力（ＶL ）が誘起されなくなる。

【００１９】ところで、駆動電圧供給部（１３）は、コ
イル（Ｌ１２）の両端に生じる起電力（ＶL ）によって
駆動される回路なので、この起電力（ＶL ）が誘起され
ないときには全く動作せず、スイッチング回路（１３
Ｂ），定電圧生成回路（１３Ｃ）の何れも動作しないの
で、不図示の外部回路に直流電圧は全く供給されない。
従って、従来の回路のように、力率改善回路（１２）が
作動しなかったような場合に、力率改善がなされない、
不適当な電圧が電源を供給する対象である外部回路に出
力されてしまうことを抑止することが容易に可能とな
る。

【００２０】さらに、本実施例の回路によれば、回路定
数，すなわち抵抗（Ｒ１６，Ｒ１７）とコンデンサ（Ｃ
１２）の値を調整することにより、出力電圧の出力タイ
ミングを制御することができ、例えば出力タイミングを
早くしたければ、コンデンサ（Ｃ１２）の容量を小さく
すればよい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る電源回
路によれば、整流回路（１１）と、コイル（Ｌ０），ス
イッチング素子（Ｍ）及び力率制御部（１２Ａ）を有す
る力率改善回路（１２）と、コイル（Ｌ）と、駆動電圧
供給部（１３）とを有するので、何らかの異常で力率改
善回路（１２）が作動しなかったような場合に、力率改
善がなされない、不適当な電圧が電源電圧の供給対象で
ある外部回路に出力されてしまうことを抑止することが
容易に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電源回路の原理図である。

【図２】本発明の実施例に係る電源回路の回路図であ
る。

【図３】従来例に係る電源回路を説明する回路図であ
る。

【符号の説明】

（１１） ブリッジ回路〔整流回路〕 （１２） 力率改善回路 （１２Ａ） 力率制御部 （１３） 駆動電圧供給部 （１３Ａ） 電圧供給回路 （１３Ｂ） スイッチング回路 （１３Ｃ） 定電圧生成回路 （Ｌ１１，Ｌ１２） コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−76168（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−191973（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−285565（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−43391（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/217 H02M 3/155 H02M 3/28 H02M 7/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電圧を整流する整流回路（１１）
   と、 コイル（Ｌ１１）、スイッチング素子（Ｍ）及び力率制
   御部（１２Ａ）を有し、前記整流回路（１１）の力率を
   改善して駆動電圧供給部（１３）に出力する力率改善回
   路（１２）と、 前記コイル（Ｌ１１）と結合するコイル（Ｌ１２）を有
   し、力率改善回路（１２）が動作しているときにのみ前
   記コイル（Ｌ１２）に発生する起電力（ＶＬ）を直流電
   圧に変換する電圧供給回路と、該電圧供給回路（１３
   Ａ）から出力される直流電圧に基づいて動作されるスイ
   ッチング回路（１３Ｂ）及び前記スイッチング回路が動
   作されることにより駆動されて出力電圧を出力する定電
   圧生成回路（１３Ｃ）とを有する駆動電圧供給部（１
   ３）とよりなることを特徴とする電源回路。
2. 【請求項２】 交流電圧を整流する整流回路（１１）
   と、 コイル（Ｌ１１）、スイッチング素子（Ｍ）及び力率制
   御部（１２Ａ）を有し、前記整流回路（１１）の力率を
   改善して駆動電圧供給部（１３）に出力する力率改善回
   路（１２）と、 前記コイル（Ｌ１１）と結合するコイル（Ｌ１２）を有
   し、力率改善回路（１２）が動作しているときにのみ前
   記コイル（Ｌ１２）に発生する起電力（ＶＬ）を直流電
   圧に変換する電圧供給回路と、該電圧供給回路（１３
   Ａ）から出力される直流電圧に基づいて動作されるスイ
   ッチング回路（１３Ｂ）及び前記スイッチング回路が動
   作されることにより駆動されて出力電圧を出力する定電
   圧生成回路（１３Ｃ）とを有する駆動電圧供給部（１
   ３）とよりなり、 前記力率改善回路（１２）は、アクティブフィルタ回路
   を有することを特徴とする電源回路。