JP3416219B2 - Power supply - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はコンデンサ入力形整流コ
ンバータを備えた多出力のスイッチング電源に関し、入
力電流波形の歪による力率低下や、高長波電流の発生を
防ぎ、無効電力の発生を低減したり、同一商用電源ライ
ンに接続された機器の誤動作等を防ぎ、また電源投入時
のコンデンサへの突入電流を抑制して、電力の有効利用
を可能とするためのスイッチング電源回路に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-output switching power supply equipped with a capacitor input type rectification converter, which prevents a power factor reduction due to distortion of an input current waveform and a generation of a high long-wave current and a generation of a reactive power. The present invention relates to a switching power supply circuit that enables effective use of electric power by preventing malfunctions of devices connected to the same commercial power supply line and suppressing inrush current to a capacitor when power is turned on. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、各種の電子機器の直流電源装
置としては、コンデンサインプット形の整流、平滑回路
を用いた整流装置が用いられてきており、一般に、商用
周波数の交流を直流に変換する場合、ダイオードによる
整流回路とコンデンサによる平滑回路、そして、平滑回
路に使用するコンデンサへの突入電流を防止するための
抵抗による予備充電回路と予備充電回路の抵抗を短絡す
る電磁接触器からなる突入電流防止回路により構成され
ている。図23に、このような方式を用いた従来の整流
装置の回路構成例を示す。2. Description of the Related Art Conventionally, a rectifier using a capacitor input type rectifying / smoothing circuit has been used as a DC power supply for various electronic devices. Generally, AC of commercial frequency is converted to DC. In this case, a rectifying circuit with a diode, a smoothing circuit with a capacitor, and a rush current consisting of a precharging circuit with a resistor to prevent a rush current into the capacitor used for the smoothing circuit and an electromagnetic contactor that short-circuits the resistance of the precharging circuit. It is composed of a prevention circuit. FIG. 23 shows a circuit configuration example of a conventional rectifying device using such a system.
【0003】図23において、51,52は入力端子で
あり、交流電圧が印加される端子である。入力端子51
は整流器スタックRC1の交流端子に、入力端子52
は、整流器スタックRC1の他の交流端子に接続され、
整流器スタックRC1のプラス端子は抵抗R1の一方の
端子及び電磁接触器MC1の一方の接点に接続される。
また、抵抗R1のもう一方の端子及び電磁接触器MC1
のもう一方の接点は平滑用コンデンサC1及び出力端子
53に接続され、整流器スタックRC1のマイナス端子
は出力端子54に接続される。In FIG. 23, 51 and 52 are input terminals, to which an AC voltage is applied. Input terminal 51
Is an AC terminal of the rectifier stack RC1 and an input terminal 52
Is connected to the other AC terminal of the rectifier stack RC1,
The positive terminal of the rectifier stack RC1 is connected to one terminal of the resistor R1 and one contact of the electromagnetic contactor MC1.
Further, the other terminal of the resistor R1 and the electromagnetic contactor MC1
The other contact of is connected to the smoothing capacitor C1 and the output terminal 53, and the negative terminal of the rectifier stack RC1 is connected to the output terminal 54.
【0004】電磁接触器MC1のオン,オフを制御する
ために、コンデンサC1と並列に電圧検出回路55が接
続されている。電圧検出回路55は分圧抵抗回路,比較
器等から構成されるもので、コンデンサC1の端子電圧
を検出する。電圧検出回路55の出力は駆動回路56に
接続され、駆動回路56は電磁接触器MC1を駆動す
る。A voltage detection circuit 55 is connected in parallel with the capacitor C1 in order to control ON / OFF of the electromagnetic contactor MC1. The voltage detection circuit 55 is composed of a voltage dividing resistance circuit, a comparator and the like, and detects the terminal voltage of the capacitor C1. The output of the voltage detection circuit 55 is connected to the drive circuit 56, and the drive circuit 56 drives the electromagnetic contactor MC1.
【0005】次に図23の回路における動作を説明す
る。入力電源端子51,52に交流電源を接続すると、
整流器スタックRC1の整流作用により脈流に変換され
る。このとき電磁接触器MC1の接点はブレークしてお
り、コンデンサC1は抵抗R1で予備充電され、電圧は
徐々に上昇する。予備充電が繰返されコンデンサC1の
電圧が上昇して所定の電圧に達した時、電圧検出回路5
5は信号を駆動回路56に送出する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 23 will be described. When AC power is connected to the input power terminals 51, 52,
It is converted into a pulsating flow by the rectifying action of the rectifier stack RC1. At this time, the contact of the electromagnetic contactor MC1 is broken, the capacitor C1 is precharged by the resistor R1, and the voltage gradually rises. When the precharge is repeated and the voltage of the capacitor C1 rises and reaches a predetermined voltage, the voltage detection circuit 5
5 sends a signal to the drive circuit 56.
【0006】駆動回路56は、電圧検出回路55からの
信号を受けて、電磁接触器MC1を駆動して接点をメー
クさせる。電磁接触器MC1の接点がメークすると抵抗
R1が短絡され、予備充電回路は無視され、整流器スタ
ックRC1と平滑用コンデンサC1とによる整流、平滑
回路として動作し、直流電力は出力端子53,54によ
り所定の負荷に供給される。The drive circuit 56 receives a signal from the voltage detection circuit 55 and drives the electromagnetic contactor MC1 to make contacts. When the contact of the electromagnetic contactor MC1 is made, the resistor R1 is short-circuited, the pre-charging circuit is ignored, the rectifier stack RC1 and the smoothing capacitor C1 operate as a rectifying / smoothing circuit, and DC power is determined by the output terminals 53 and 54. Supplied to the load.
【0007】以上のように、平滑用コンデンサC1が未
充電状態のときは予備充電回路により予備充電し、予備
充電が完了したならば予備充電回路を切離すことによ
り、電源投入時の突入電流を抑制しながら整流、平滑化
を行い直流電力を得る。As described above, when the smoothing capacitor C1 is in an uncharged state, it is pre-charged by the pre-charging circuit, and when the pre-charging is completed, the pre-charging circuit is disconnected so that the inrush current at the time of turning on the power supply is reduced. Rectification and smoothing are performed while suppressing and DC power is obtained.
【0008】[0008]
(1)しかしながら、前記のような従来例のコンデンサ
入力形整流方式にあっては、図11にその一例の回路構
成図、図12(a)にその入力電圧/電流波形図を示す
ように、交流サイクルの全期間ではなく入力電圧がコン
デンサの端子電圧以上になった期間でのみ電流が流れ
る。コンデンサに流れる充電電流ic の平均値は、直流
出力電流I0 に等しくなるため次式のように表すことが
できる;
I0 =I/T・∫ic dt
つまり、充電電流ic の面積が出力電流I0 と等しく、
同じ出力電流を得るためには導通帰還が狭くなればなる
ほどコンデンサの充電電流のピーク値が大きくなる。そ
のため次式で表される充電電流の実効値は、非常に大き
くなる;
icrms=SquareRoot( 1/T・∫ic 2dt)
そのため、平滑用の電解コンデンサのESR(等価直列
抵抗)での内部損失による温度上昇を招き、寿命の低下
の原因となり電源の信頼性を向上させる点で問題とな
る。また、前述の実効電流が大きくなることにより実効
電力と皮相電力との比で表される力率の低下が発生する
という問題がある。(1) However, in the conventional capacitor input type rectification method as described above, as shown in FIG. 11 which is a circuit configuration diagram and FIG. 12 (a) is an input voltage / current waveform diagram thereof, The current flows only during the period when the input voltage is equal to or higher than the terminal voltage of the capacitor, not during the entire period of the AC cycle. Since the average value of the charging current i c flowing through the capacitor is equal to the DC output current I 0 , it can be expressed as the following equation: I 0 = I / T · ∫i c dt That is, the area of the charging current i c Is equal to the output current I 0 ,
To obtain the same output current, the smaller the conduction feedback, the larger the peak value of the charging current of the capacitor. Therefore, the effective value of the charging current expressed by the following equation becomes very large; i crms = SquareRoot (1 / T · ∫i c 2 dt) Therefore, the ESR (equivalent series resistance) of the smoothing electrolytic capacitor There is a problem in that the temperature rises due to internal loss and the life of the power supply decreases, which improves the reliability of the power supply. Further, there is a problem in that the power factor represented by the ratio of the effective power to the apparent power decreases due to the increase in the above-mentioned effective current.
【0009】一方、他の整流方式であるチョーク入力形
整流方式は、前述のコンデンサ入力形整流方式に比べ、
チョークコイルのインピーダンス分によりピーク値が押
されることで導通期間が広がる分力率が改善されるが、
整流出力電圧が脈流電圧分の平均値となるため入力電圧
の実行値に対して低くなる点や、出力電流が小さい場合
にコンデンサ入力形の整流動作となるため出力電圧が上
昇してしまうという問題や、インダクタンスの大きなチ
ョークコイルは形状が大きく、重量も重くなるため小形
装置には不向きであるという問題があった。On the other hand, the other rectification method, the choke input type rectification method, is
Although the peak value is pushed by the impedance of the choke coil, the power factor that extends the conduction period is improved,
It is said that the rectified output voltage becomes an average value of the pulsating current voltage, so that it becomes lower than the actual value of the input voltage, and when the output current is small, it becomes a capacitor input type rectification operation and the output voltage rises. There is a problem that a choke coil with a large inductance is large in shape and heavy in weight, so that it is not suitable for a small device.
【0010】以上のような問題を解決するための整流方
式としては、アクティブフィルタと呼ばれる整流方式が
採用されるようになってきている。この方式は図12
(b)にその入力電圧/電流波形図の一例を示すような
回路構成の整流回路で、入力電圧に対して全周期にわた
り商用周波数に対し十分に高い周波数でスイッチ素子を
スイッチングさせることにより、入力電流波形がスイッ
チング毎に流れる電流の平均値となり、電流波形を正弦
波状に整形できるものである。As a rectification method for solving the above problems, a rectification method called an active filter has been adopted. This method is shown in FIG.
In the rectifier circuit having a circuit configuration as shown in the example of the input voltage / current waveform diagram in (b), by switching the switching element at a frequency sufficiently higher than the commercial frequency over the entire cycle with respect to the input voltage, The current waveform becomes the average value of the current flowing at each switching, and the current waveform can be shaped into a sine wave.
【0011】これにより、電流波形歪により起因する問
題点は解決されるが、回路の構成上その後段に設けられ
る電源とは別に制御回路やスイッチング素子を用意しな
ければならず、電源装置を小形装置に組込む場合の問題
や、コストアップになるなどの問題があった。Although the problem caused by the current waveform distortion is solved by this, a control circuit and a switching element must be prepared in addition to the power source provided in the subsequent stage in view of the circuit configuration, and the power source device is small in size. There were problems such as incorporation into the device and cost increase.
【0012】以上のように、電力を有効活用し、かつ、
商用電源ラインに接続された電気機器に誤動作などの悪
影響を与えないためには、力率をほぼ‘1’に近づける
制御が可能なアクティブフィルタがもっとも有効である
が、その回路はほぼスイッチング電源と同等の回路構成
となるため、整流部とコンバータ部にそれぞれ一つずつ
制御装置を持つ形となり、複数の出力系統を持つ電源装
置においては制御回路が極めて複雑となってしまうとい
う問題があった(第1の問題点)。As described above, the electric power is effectively used, and
In order to prevent adverse effects such as malfunctions on electrical equipment connected to the commercial power supply line, an active filter that can control the power factor to be close to '1' is the most effective, but the circuit is almost a switching power supply. Since the circuit configurations are the same, one rectifier unit and one converter unit each have a control device, and in a power supply device having a plurality of output systems, the control circuit becomes extremely complicated. The first problem).
【0013】(2)また前記のようなコンデンサ入力形
整流方式は、コンデンサの電荷が零の時には短絡状態に
等しいため、電源投入時に大きな突入電流が発生してし
まうという問題があった。(2) Further, the capacitor input type rectification system as described above has a problem that a large inrush current is generated when the power is turned on because the capacitor is equal to a short circuit when the charge is zero.
【0014】この問題を解決する従来の方法としては、
整流回路に何らかのインピーダンス成分を挿入すること
で電流値を押えていた。図18に従来の代表的な突入電
流の制限方法を示す。図18(a)はパワサーミスタを
使用した場合で、温度上昇に伴って抵抗値が下がること
を利用する方法、図18(b)はサイリスタ等を用いた
場合で、トランスの出力をゲート信号として利用する方
法である。As a conventional method for solving this problem,
The current value was suppressed by inserting some impedance component in the rectifier circuit. FIG. 18 shows a conventional typical inrush current limiting method. FIG. 18 (a) is a case where a power thermistor is used, in which the resistance value decreases as the temperature rises, and FIG. 18 (b) shows a case where a thyristor is used and the output of the transformer is used as a gate signal. This is the method to use.
【0015】しかしながら、図18(a)のようにパワ
サーミスタをインピーダンス成分として利用した場合
に、熱時定数のため電源をオフしてから元の抵抗値に戻
るまで時間がかかるため、短いインターバルでスイッチ
をオン/オフすると電流制限能力を失って突入電流が流
れてしまうという欠点があり、また図18(b)のよう
にサイリスタなどを用いる場合にはスイッチ投入後、あ
る時間経過してからゲート信号を加えてやることで、サ
イリスタを導通させ抵抗を短絡し、抵抗での損失を発生
させないようにすることが可能となるが、サイリスタが
導通した時点で再度コンデンサへの突入電流が流れるた
め、サイリスタが導通するまでの時間を平滑コンデンサ
の充電時定数に合せて十分に長く取らなければならず、
また、電源を再投入する場合にコンデンサに電圧がある
程度残っている場合、制御IC等の起動時間が短くな
り、つまり、スイッチング素子の動作までの時間が短く
なることで、サイリスタの起動時間が短くなり、突入電
流が流れてしまう等の欠点があった。However, when a power thermistor is used as an impedance component as shown in FIG. 18A, it takes time from turning off the power source to returning to the original resistance value due to a thermal time constant, so that it takes a short interval. When the switch is turned on / off, there is a drawback that the current limiting capability is lost and an inrush current flows. Also, when a thyristor is used as shown in FIG. By adding a signal, it is possible to make the thyristor conductive and short-circuit the resistance, so that loss in the resistance does not occur, but when the thyristor becomes conductive, the rush current to the capacitor flows again, so The time it takes for the thyristor to conduct must be long enough to match the charging time constant of the smoothing capacitor,
In addition, when the voltage remains in the capacitor to some extent when the power is turned on again, the start-up time of the control IC and the like becomes short, that is, the time until the operation of the switching element becomes short, and the start-up time of the thyristor becomes short. However, there is a drawback that an inrush current flows.
【0016】このように、大きな突入電流はコンデンサ
自身や整流ダイオード、電源スイッチの接点などにスト
レスが掛かるという点で問題であった(第2の問題
点)。As described above, the large inrush current is a problem in that stress is applied to the capacitor itself, the rectifying diode, the contact of the power switch, and the like (second problem).
【0017】(3)さらにまた、前記のような従来例の
整流装置にあっては、予備充電の完了を、予め入力電圧
との電圧差が十分に小さくなるように設定された基準値
とコンデンサ端子電圧を比較して判断しているため、電
圧の変動により入力電圧が高くなった場合には、入力電
圧とコンデンサ端子電圧の電圧差が小さくならないうち
に予備充電が完了したと判断して電磁接触器を動作させ
てしまっていた。(第3の問題点)。(3) Furthermore, in the conventional rectifying device as described above, the completion of the preliminary charging is set to a reference value and a capacitor which are set in advance so that the voltage difference from the input voltage is sufficiently small. Since the judgment is made by comparing the terminal voltage, if the input voltage becomes high due to the voltage fluctuation, it is judged that the precharge is completed before the voltage difference between the input voltage and the capacitor terminal voltage becomes small, and the electromagnetic I had operated the contactor. (Third problem).
【0018】本発明は以上のような問題点に鑑みてなさ
れたもので、これらの問題点を解決し得るこの種の電源
装置の提供を目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power supply device of this type which can solve these problems.
【0019】[0019]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、電源装置を次の(1)ないし(4)の
とおりに構成する。
(1)コンデンサ入力形整流コンバータを備えて、単一
または複数の電圧出力系を有するスイッチング電源であ
って、入力電流波形を正弦波状として、力率を改善する
ための力率改善手段と、所定電圧の単一または複数出力
を得るためのDC−DCコンバータとを備え、前記力率
改善手段とDC−DCコンバータとは、同一PWM制御
手段によりフイードバック制御するよう構成した電源装
置において、 前記PWM制御手段は、出力電圧検出手段
で検出された電圧レベルを前記コンデンサの出力電圧検
出手段の検出値により補正するためのレベル補正手段
と、前記レベル補正手段の出力値と基準値とを比較する
誤差増幅器と、この誤差増幅器の出力と入力電圧波形検
出手段により検出されたライン電圧波形を乗算器により
乗算し、その出力と入力電流検出手段により検出された
電流レベルとを比較するアナログコンパレータと、この
アナログコンパレータの出力によりカウントアップ/ダ
ウンを選択するアップ/ダウンカウンタと、前記コンデ
ンサ入力形整流コンバータに設けたチョークコイルの電
流検出巻線の波形からゼロクロスを検出するゼロクロス
検出回路からのゼロクロス信号または、自身のオーバカ
ウント信号により前記アップ/ダウンカウンタの出力値
をロードするための第2のカウンタと、この第2のカウ
ンタの出力値と所定のディジタル値とを比較する第1の
ディジタルコンパレータと、この第1のディジタルコン
パレータの出力により前記コンデンサの両端を断続する
スイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記第2のカ
ウンタ出力と所定のディジタル値を比較し前記ゼロクロ
ス信号による第2のカウンタのロード動作を禁止/許可
する第2のディジタルコンパレータと、前記アップ/ダ
ウンカウンタの出力値と所定のディジタル値を比較し前
記アップ/ダウンカウンタのカウントアップ動作を禁止
/許可する第3のディジタルコンパレータとを有する電
源装置。 (2)前記(1)記載の電源装置において、前記PWM
制御手段と共に、CP U,ROM,RAM及びこれらに
付随するディジタル回路とディジタルーアナログ変換
器、ならびにこれに付随するアナログ回路を同一チップ
上に集積して集積回路とした電源装置。 (3)前記(2)記載の電源装置において、前記PWM
制御手段をディジタル制御のみにした電源装置。 (4)前記(1)記載の電源装置において、前記力率改
善手段とDC−DCコンバータのスイッチング素子を同
一素子で賄うよう構成した電源装置。 Means for Solving the Problems] was to achieve the object
Therefore, in the present invention, the power supply device is provided with the following (1) to (4)
Configure as follows. (1) Equipped with a capacitor input type rectification converter
Or a switching power supply with multiple voltage output systems
To improve the power factor by making the input current waveform sinusoidal.
Power factor correction means for single and multiple output of a given voltage
And a DC-DC converter for obtaining the power factor,
The improving means and the DC-DC converter have the same PWM control.
Means for controlling the feedback by means of a power supply
In the above arrangement, the PWM control means is an output voltage detection means.
The voltage level detected by the
Level correction means for correcting the detected value of the output means
And comparing the output value of the level correction means with a reference value
The error amplifier, the output of this error amplifier and the input voltage waveform detection
The line voltage waveform detected by the output means is multiplied by
Multiplied by the output and input current detection means detected
An analog comparator that compares the current level with this
Count up / down by output of analog comparator
Down / up counter for selecting
Of the choke coil installed in the sensor input type rectification converter.
Zero cross to detect zero cross from waveform of current detection winding
Zero-cross signal from detection circuit or own over
Output value of the up / down counter according to the unmount signal
A second counter for loading and this second cow
The first digital value that compares the digital output value with a predetermined digital value
The digital comparator and the first digital converter
The output of the parator connects and disconnects both ends of the capacitor.
A drive circuit for driving the switching element and the second cover.
The counter output is compared with a predetermined digital value, and the
Disable / permit the load operation of the second counter by the clock signal
A second digital comparator for
Before comparing the output value of the counter with the specified digital value
Inhibit count-up operation of up / down counter
/ With a third digital comparator for enabling
Source device. (2) In the power supply device according to (1) above, the PWM
With control means , CPU, ROM, RAM and these
Associated digital circuits and digital-to-analog conversion
On the same chip
A power supply device integrated on top to form an integrated circuit. (3) In the power supply device according to (2) above, the PWM
A power supply unit whose control means is digital control only. (4) In the power supply device according to (1) above, the power factor modification
The good measure and the switching element of the DC-DC converter are the same.
A power supply device configured to be covered by one element.
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【実施例】以下に、本発明を実施例に基づいて説明す
る;
(第1実施例)図1に、本発明に係る電源装置の第1実
施例の回路構成図、また図2に、この実施例のPWM制
御手段の構成ブロック図を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments; (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a first embodiment of a power supply device according to the present invention, and FIG. The block diagram of the structure of the PWM control means of the embodiment is shown.
【0030】図1において、Acinは入力電流検出回
路、Zsはコイルに流れる電流のゼロクロスを検出する
ゼロクロス検出回路、Avinはライン電圧波形を取込
むための入力電圧波形検出回路、AcvはコンデンサC
1の両端電圧を検出するための電圧検出回路、1は、2
次側の出力電圧を検出するための出力電圧検出回路、2
は、電圧検出回路1の検出値により電圧検出回路Acv
の検出値を補正するためのレベル補正回路、3は、前記
レベル補正回路2の出力値によりフィードバック制御を
行うためのPWM制御手段である。In FIG. 1, Acin is an input current detection circuit, Zs is a zero cross detection circuit for detecting the zero cross of the current flowing through the coil, Avin is an input voltage waveform detection circuit for capturing the line voltage waveform, and Acv is a capacitor C.
1 is a voltage detection circuit for detecting the voltage across 1
Output voltage detection circuit for detecting the output voltage of the secondary side, 2
Is the voltage detection circuit Acv according to the detection value of the voltage detection circuit 1.
The level correction circuit 3 for correcting the detection value of 1 is a PWM control means for performing feedback control according to the output value of the level correction circuit 2.
【0031】4は、パワーMOSFET Q1を前記P
WM制御手段3の出力信号で駆動するための駆動回路、
5は、クロック7のパルス信号を分周回路6で分周した
信号を制御信号としてパワーMOSFET Q2を駆動
するための駆動回路である。Reference numeral 4 designates the power MOSFET Q1 as the P
A drive circuit for driving with the output signal of the WM control means 3,
Reference numeral 5 is a drive circuit for driving the power MOSFET Q2 by using a signal obtained by dividing the pulse signal of the clock 7 by the frequency dividing circuit 6 as a control signal.
【0032】DB1は交流ACを整流するためのダイオ
ードブリッジ、L1は、アクティブフィルタを構成する
コイル、D1は平滑回路を構成するダイオード,C1は
コンデンサ、T1はコンバータトランス、D2,D3,
CH1,Coはそれぞれ2次側の平滑回路を構成する各
ダイオード,コイル,コンデンサである。DB1 is a diode bridge for rectifying AC AC, L1 is a coil forming an active filter, D1 is a diode forming a smoothing circuit, C1 is a capacitor, T1 is a converter transformer, D2, D3.
CH1 and Co are respective diodes, coils, and capacitors that form a smoothing circuit on the secondary side.
【0033】図1のPWM制御手段3を示す図2におい
て、11は、レベル補正された電圧検出信号Vosと基
準値Vrefとの誤差を増幅するための誤差増幅器、1
2は、入力電圧波形信号Vwsenに前記誤差増幅器1
1の出力を乗ずる乗算器、13は、電流検出信号Ise
nと前記乗算器11の出力とを比較するためのアナログ
コンパレータである。In FIG. 2 showing the PWM control means 3 of FIG. 1, 11 is an error amplifier for amplifying the error between the level-corrected voltage detection signal Vos and the reference value Vref, 1
2 is the error amplifier 1 for the input voltage waveform signal Vwsen
1 is a multiplier for multiplying the output of 1, and 13 is a current detection signal Ise
It is an analog comparator for comparing n with the output of the multiplier 11.
【0034】15は、アナログコンパレータ13の出力
により、カウントアップ/カウントダウンを選択するた
めのアップ/ダウンカウンタ、16は、アップ/ダウン
カウンタ15の出力値をロードし、カウントダウンする
第2のカウンタであるダウンカウンタである。Reference numeral 15 is an up / down counter for selecting a count-up / count-down by the output of the analog comparator 13, and 16 is a second counter which loads the output value of the up / down counter 15 and counts down. It is a down counter.
【0035】19は、ダウンカウンタ16の出力値と所
定のディジタル値Xとを比較するための第1のディジタ
ルコンパレータ、20は、ダウンカウンタ16の出力値
と所定のディジタル値Yとを比較し、ダウンカウンタ1
6のカウントアップ動作を禁止/許可するための第3の
ディジタルコンパレータ、14は、アップ/ダウンカウ
ンタ15のカウントモードを制御するためのアップ/ダ
ウン制御回路、17は、ダウンカウンタ16のアンダフ
ロー信号fにより、ダウンカウンタ16にロード信号h
を生成するためのフリップフロップ回路(以下F/F)
である。また、18はディジタルコンパレータ、21は
ゲートを示す。Reference numeral 19 denotes a first digital comparator for comparing the output value of the down counter 16 with a predetermined digital value X, and 20 compares the output value of the down counter 16 with a predetermined digital value Y, Down counter 1
6 is a third digital comparator for prohibiting / permitting the count-up operation, 14 is an up / down control circuit for controlling the count mode of the up / down counter 15, and 17 is an underflow signal of the down counter 16. load signal h to the down counter 16 by f
Flip-flop circuit for generating (hereinafter F / F)
Is. Further, 18 is a digital comparator, and 21 is a gate.
【0036】つぎに、図1に基づいて動作を説明する;
まず、アクティブフィルタ部の動作を説明する。入力電
源端子に接続された商用周波数電源は、整流ブリッジD
B1により整流された後、一端はコイルL1を介してF
ET Q1のドレインに接続され、ダイオードD1を通
って電解コンデンサC1の‘+’側に接続される。もう
一端は前記FET Q1のソースに接続された前記電解
コンデンサC1の‘−’側に接続されている。Next, the operation will be described with reference to FIG.
First, the operation of the active filter section will be described. The commercial frequency power supply connected to the input power supply terminal is the rectifier bridge D
After being rectified by B1, one end is F through coil L1.
It is connected to the drain of ET Q1 and is connected to the “+” side of electrolytic capacitor C1 through diode D1. The other end is connected to the “−” side of the electrolytic capacitor C1 connected to the source of the FET Q1.
【0037】この回路において、スイッチング素子Q1
が一定の間隔で断続すると、電源ラインはショート/オ
ープンが繰返され、コイルL1に流れる電流は三角波と
なり、ダイオードD1を介して接続された電解コンデン
サには、FET Q1がオンの時には負荷を通して放
電、オフの時にはコイルL1に蓄えられていたエネルギ
ー分だけ充電する方向に流れる。これを前記スイッチン
グ素子Q1の駆動信号を図3の動作タイミングチャート
に示すようなパルス幅のものとすることにより、コイル
L1に流れる電流の平均値は、図示のような正弦波状の
ものとなり、入力電流波形は正弦波状となる。また、こ
こで、コンデンサCoに負荷を接続した場合に負荷電流
の大きさによって、入力電流波形の振幅を可変すること
により、コンデンサCoの両端電圧の定電圧化が可能と
なる。In this circuit, the switching element Q1
, The power line is repeatedly shorted / opened, the current flowing in the coil L1 becomes a triangular wave, and the electrolytic capacitor connected via the diode D1 is discharged through the load when the FET Q1 is on, When it is off, it flows in the direction of charging by the amount of energy stored in the coil L1. By setting the drive signal of the switching element Q1 to have a pulse width as shown in the operation timing chart of FIG. 3, the average value of the current flowing through the coil L1 becomes a sine wave as shown in the figure, and the input The current waveform is sinusoidal. Further, here, when a load is connected to the capacitor Co, the amplitude of the input current waveform is varied according to the magnitude of the load current, so that the voltage across the capacitor Co can be made constant.
【0038】すなわち、本実施例ではコンバータトラン
スT1を介して2次側に所望の電圧を得るのであるが、
これは出力電圧検出回路Acvの検出値を出力電圧検出
回路の検出値により補正するレベル補正回路により補正
し、その値Vosと規定の基準電圧Vrefとの誤差分
を入力電圧波形検出回路Avinの検出値Vwsenを
乗算器M1 12により乗算し、その値と電流検出回路
Aciの検出値Isenとを比較することにより、図示
のような駆動信号をPWM制御手段3において生成し、
出力電流に応じた入力正弦波電流を生成しつつ、2次側
出力を定電圧化することが可能となる。That is, in this embodiment, a desired voltage is obtained on the secondary side via the converter transformer T1.
This is achieved by correcting the detection value of the output voltage detection circuit Acv with a level correction circuit that corrects the detection value of the output voltage detection circuit, and detecting the error between the value Vos and the specified reference voltage Vref of the input voltage waveform detection circuit Avin. By multiplying the value Vwsen by the multiplier M1 12 and comparing the value with the detected value Isen of the current detection circuit Aci, a drive signal as shown in the figure is generated in the PWM control means 3,
It is possible to make the secondary side output a constant voltage while generating the input sine wave current according to the output current.
【0039】つぎに、DC−DCコンバータ部について
説明する;図1において、コンバータトランスT1の1
次巻線N1の一端は前記電解コンデンサC1の‘+’側
に接続され、もう一端はパワーMOSFET Q2のド
レインに接続されている。パワーMOSFET Q2が
断続することにより、2次側巻線N2には巻線比に応じ
た電圧が発生する。本実施例では、PWM制御手段3に
入力されるクロック信号を分周し、一定の周波数とデュ
ーティを作りだし、スイッチングを行っている。これに
より2次側巻線N2に発生した交流電圧は、ダイオード
D2,D3と電解コンデンサCoにより整流・平滑さ
れ、電源出力として外部に出力される。この出力を出力
電圧検出回路1の検出値により前記電圧検出回路Acv
の検出値をレベル補正回路2によって補正することによ
りコンデンサCoの両端電圧が可変し、出力電圧が定電
圧化される。Next, the DC-DC converter section will be described; in FIG. 1, 1 of the converter transformer T1 is used.
One end of the next winding N1 is connected to the “+” side of the electrolytic capacitor C1, and the other end is connected to the drain of the power MOSFET Q2. When the power MOSFET Q2 is turned on and off, a voltage according to the turn ratio is generated in the secondary winding N2. In this embodiment, the clock signal input to the PWM control means 3 is divided, a constant frequency and duty are created, and switching is performed. As a result, the AC voltage generated in the secondary winding N2 is rectified and smoothed by the diodes D2 and D3 and the electrolytic capacitor Co, and is output to the outside as a power supply output. This output is detected by the output voltage detection circuit 1 according to the value detected by the voltage detection circuit Acv.
By correcting the detected value of 1 by the level correction circuit 2, the voltage across the capacitor Co is changed and the output voltage is made constant.
【0040】つぎに、図2に基づいてPWM制御手段3
の動作を説明する;前記電流検出回路Aciの検出値か
らゼロクロス信号を生成するゼロクロス検出回路Zsか
らの出力信号をゲート21を介してダウンカウンタ16
のプリロード端子に接続されている。プリロード端子に
信号が入るとカウンタ16は強制的にアンダフローを生
成する構成となっており、アンダフロー出力はF/F1
7を介してダウンカウンタ16のロード端子に入力さ
れ、かつアップ/ダウン制御回路14に入力される。Next, the PWM control means 3 will be described with reference to FIG.
Of the output signal from the zero-cross detection circuit Zs which generates a zero-cross signal from the detection value of the current detection circuit Aci through the gate 21 to the down counter 16
It is connected to the preload terminal of. When a signal is input to the preload terminal, the counter 16 is configured to forcibly generate an underflow, and the underflow output is F / F1.
It is input to the load terminal of the down counter 16 via 7 and to the up / down control circuit 14.
【0041】ダウンカウンタ16は商用電源周波数(5
0Hz,60Hz)より十分に大きな周波数を発生させ
る不図示の発振回路のクロック信号clkにより駆動さ
れる。カウンタ16のロード信号入力時に入力されるデ
ータを設定するためのデータ入力端子には、アップ/ダ
ウンカウンタ15が接続されている。このカウンタ15
は、図1のレベル補正回路2の出力値と、基準値Vre
fとの誤差分と前記入力電圧波形検出回路Avinの検
出値を掛合わせた値と、電流検出回路Aciの検出値と
を比較するアナログコンパレータ13の出力と、ディジ
タルコンパレータ18とF/F17の出力から、アップ
/ダウン信号及びクロックを生成するアップ/ダウン制
御回路14により、アップまたはダウンカウントが行わ
れる。カウンタ16の出力はコンパレータ19,コンパ
レータ20に接続され、コンパレータ19はカウンタ1
6と設定値入力Xとを比較してパルス信号を発生する。
このパルス信号により図1の駆動回路はパワーMOSF
ET Q1を駆動する。The down counter 16 has a commercial power frequency (5
It is driven by a clock signal clk of an oscillation circuit (not shown) that generates a frequency sufficiently higher than 0 Hz, 60 Hz). The up / down counter 15 is connected to a data input terminal for setting data input when the load signal of the counter 16 is input. This counter 15
Is the output value of the level correction circuit 2 of FIG. 1 and the reference value Vre
The output of the analog comparator 13 and the output of the digital comparator 18 and the F / F 17 for comparing the value obtained by multiplying the error value with f by the detection value of the input voltage waveform detection circuit Avin and the detection value of the current detection circuit Aci. From the above, the up / down control circuit 14 for generating the up / down signal and the clock performs up or down counting. The output of the counter 16 is connected to the comparator 19 and the comparator 20.
6 is compared with the set value input X to generate a pulse signal.
With this pulse signal, the drive circuit of FIG.
Drive ET Q1.
【0042】コンパレータ20は、ダウンカウンタ16
の出力値と設定値Yとを比較して図1のゼロクロス検出
回路Zsの出力をダウンカウンタ16のプリロード端子
に出力するゲート21をオン/オフする。また、ディジ
タルコンパレータ18はアップ/ダウンカウンタ15出
力値と設定値入力Zとを比較してその結果をアップ/ダ
ウン制御14に入力する。The comparator 20 includes a down counter 16
1 is compared with the set value Y to turn on / off the gate 21 which outputs the output of the zero-cross detection circuit Zs of FIG. 1 to the preload terminal of the down counter 16. Further, the digital comparator 18 compares the output value of the up / down counter 15 with the set value input Z and inputs the result to the up / down control 14.
【0043】また、コンパレータ18は、アップ/ダウ
ンカウンタ15の上限を設定値Zと比較して規制する。
これは極端にパルス周期が大きくなったときに、図1の
チョークコイルL1が飽和して大きな電流がパワーMO
SFET Q1に流れることによる破壊を防止するため
である。つまり、コンパレータ18がアクティブになる
とアップ/ダウン制御14の出力dを強制的にダウンモ
ードとすることにより前記問題を回避する。Further, the comparator 18 regulates the upper limit of the up / down counter 15 by comparing it with a set value Z.
This is because when the pulse period becomes extremely large, the choke coil L1 in FIG.
This is to prevent destruction due to flowing into the SFET Q1. That is, when the comparator 18 becomes active, the output d of the up / down control 14 is forcibly set to the down mode to avoid the above problem.
【0044】つぎにその動作タイミングを図1〜3によ
り説明する;Q−SINで示される波形は、図1のコイ
ルL1に流れる電流を示している。まず図2のcで表わ
されるカウンタ16の値が図中Xで表わす設定値より大
きい時、コンパレータ19の比較によりFET Q1は
駆動回路の駆動信号eによりオンとなり、それによりコ
イルL1にはライン電圧が印加され電流iLが流れる。
次にカウンタ16がカウントダウンしていき、設定値X
より小さくなるとコンパレータ19の出力は反転し、そ
れによりFET Q1はオフする。これによりコイルL
1に蓄えられていたエネルギーがダイオードD1を介し
て、コンデンサC1の充電電流となり、電流波形として
は図3のような三角波となる。このコイルL1に流れる
電流が零レベルに至ったか否かを、図1のゼロクロス検
出回路Zsにより検知し、立ち下がり時にゼロクロス信
号aを発生させ、ダウンカウンタ16のプリロード信号
a・1をゲート21を介して入力する。The operation timing will be described below with reference to FIGS. 1 to 3; the waveform indicated by Q-SIN indicates the current flowing through the coil L1 in FIG. First, when the value of the counter 16 represented by c in FIG. 2 is larger than the set value represented by X in the figure, the FET Q1 is turned on by the drive signal e of the drive circuit by the comparison of the comparator 19, whereby the line voltage is applied to the coil L1. Is applied and a current iL flows.
Next, the counter 16 counts down, and the set value X
When it gets smaller, the output of the comparator 19 is inverted, which turns off the FET Q1. This makes the coil L
The energy stored in 1 becomes the charging current of the capacitor C1 via the diode D1, and the current waveform becomes a triangular wave as shown in FIG. It is detected by the zero-cross detection circuit Zs of FIG. 1 whether or not the current flowing through the coil L1 has reached the zero level, a zero-cross signal a is generated at the time of falling, and the pre-load signal a.1 of the down counter 16 is supplied to the gate 21. Enter through.
【0045】プリロード信号a・1によりダウンカウン
タ16は強制的にアンダフローを発生させる。なお何等
かの原因によりプリロード信号が生成されなくともダウ
ンカウンタ16は0以下にダウンカウントしようとした
ときにアンダフローfを発生させる。アンダフローfが
生成されると、F/F17を介してダウンカウンタ16
に信号hが入力され、アップ/ダウンカウンタ15の出
力値がダウンカウンタ16にロードされ、再びFET
Q1はオン状態となる。以上を1サイクルとして動作が
繰返される。The down counter 16 is forced to generate an underflow by the preload signal a.1. Even if the preload signal is not generated for some reason, the down counter 16 generates an underflow f when it attempts to down count below 0. When the underflow f is generated, the down counter 16 is sent via the F / F 17.
The signal h is input to, the output value of the up / down counter 15 is loaded into the down counter 16, and the FET is turned on again.
Q1 is turned on. The operation is repeated with the above as one cycle.
【0046】また、ディジタルコンパレータ20は、ダ
ウンカウンタ16と設定値入力Yとを比較して、ゲート
21を開閉する。これはノイズ等によりゼロクロス信号
aが所望のタイミング以外で生成されたとしても、必要
最低限のオフ期間を確保するために機能する。これによ
り、コイルに流れる電流が完全に0になってから再び電
流が流れることになり、電流が不自然な連続状態となら
ずに平均電流波形がより正弦波に近いものとすることが
可能となる。The digital comparator 20 also compares the down counter 16 with the set value input Y to open / close the gate 21. This functions to secure the minimum necessary off period even if the zero-cross signal a is generated at a timing other than the desired timing due to noise or the like. As a result, the current flowing through the coil becomes 0, and then the current flows again, and it is possible to make the average current waveform closer to a sine wave without causing an unnatural continuous state. Become.
【0047】一方、図2におけるアップ/ダウン制御1
4はコンパレータ18の出力と、F/F17のロード信
号hとからアップ/ダウンの信号dとクロックclkを
生成し、アップ/ダウンカウンタ15へ出力する。これ
は一般にロード信号hに同期した適当なタイミングでア
ップ/ダウンを行わないと、変化途中の不定なデータが
ダウンカウンタ16へロードされる可能性があるため
で、図ではロード信号hの立上がりでアップ/ダウンの
切換えを行い、立下がりでアップ/ダウンカウンタ15
を駆動している。アップ/ダウンカウンタ15の値が大
きくなると、FET Q1のオン時間は長くなり、コイ
ルに流れる電流の最大値iLPは次式で示されるとおりに
大きくなり、また小さくなると低下する。On the other hand, the up / down control 1 in FIG.
Reference numeral 4 generates an up / down signal d and a clock clk from the output of the comparator 18 and the load signal h of the F / F 17, and outputs them to the up / down counter 15. This is because indefinite data that is in the process of changing may be loaded into the down counter 16 unless the up / down operation is performed at an appropriate timing synchronized with the load signal h. The up / down counter is switched and the up / down counter 15
Are driving. When the value of the up / down counter 15 increases, the ON time of the FET Q1 increases, and the maximum value i LP of the current flowing through the coil increases as shown by the following equation, and decreases as it decreases.
【0048】iLP=V/L*ton
つまり、電流波形を正弦波とするには、振幅が最大とな
るまではアップ/ダウンカウンタ15は、接続された負
荷が一定ならば順次カウントアップされていき、負荷変
動があればそれに対応してカウント値を増減しながらカ
ウントアップを行い、それ以降ゼロクロスまでは逆の動
作を行っていき、これをスイッチング周波数のサイクル
毎に繰返すことになる。I LP = V / L * t on In other words, in order to make the current waveform a sine wave, the up / down counter 15 is sequentially incremented if the connected load is constant until the amplitude becomes maximum. If there is a load change, the count value is increased or decreased corresponding to the load change, and then the reverse operation is performed until the zero cross, and this is repeated for each cycle of the switching frequency.
【0049】(第2実施例)図4に第2実施例の回路構
成図を示す。この図4は、前記第1実施例における図2
のPWM制御回路3と、CPU30,ROM31,RA
M32及びこれに付随するディジタル回路と、ディジタ
ル−アナログ変換器とこれに付随するアナログ回路とを
同一チップ上に集積した実施態様例の簡単なブロック図
である。この集積回路により力率改善作用を備える電源
装置の小形化,システム化が容易となる。(Second Embodiment) FIG. 4 shows a circuit configuration diagram of the second embodiment. This FIG. 4 corresponds to FIG. 2 in the first embodiment.
PWM control circuit 3, CPU 30, ROM 31, RA
FIG. 7 is a simple block diagram of an embodiment example in which M32 and its associated digital circuit, a digital-analog converter and its associated analog circuit are integrated on the same chip. This integrated circuit facilitates downsizing and systemization of a power supply device that has a power factor improving effect.
【0050】(第3実施例)図5に第3実施例の回路構
成図(前記図4相当図)を示す。この実施例は、前記第
2実施例のように、システム化した場合に適用されるも
ので、この場合、予め1サイクルもしくは半サイクルの
正弦波データをROM31またはRAM32内に持つこ
とにより、入力電圧検出回路Avin、電圧検出回路A
cv、出力電圧検出回路1、レベル補正回路2、さらに
PWM制御手段3において、図6にその図2相当図を示
すように、入力段の誤差増幅器、乗算器を省くことがで
きるため、より安価な構成とすることが可能となる。回
路動作は、ほぼ第1実施例と同様であるが、図5でライ
ン同期回路33が設けられたのと入力電流波形の制御値
の算出方法が異なる。(Third Embodiment) FIG. 5 shows a circuit diagram of the third embodiment (corresponding to FIG. 4). This embodiment is applied when systematized as in the second embodiment. In this case, the input voltage is changed by previously storing one cycle or half cycle of sine wave data in the ROM 31 or the RAM 32. Detection circuit Avin, voltage detection circuit A
In cv, the output voltage detection circuit 1, the level correction circuit 2, and the PWM control means 3, as shown in FIG. 6 corresponding to FIG. 2, an error amplifier and a multiplier at the input stage can be omitted, so that the cost is lower. It is possible to have a different configuration. The circuit operation is almost the same as that of the first embodiment, but the method of calculating the control value of the input current waveform is different from the case where the line synchronization circuit 33 is provided in FIG.
【0051】図7にその動作説明用タイミングチャート
を示すように、システム化により、出力系統の電力配分
や、そのタイミングはCPU30により管理されるた
め、負荷の切換えタイミングに応じて、ROM31内に
持つ正弦波データの波高値を変化させたデータwを生成
し、それを入力電流検出回路Acinの検出値Isen
とアナログコンパレータ13により比較することで同一
の制御が行われる。なお、正弦波のデータはライン電圧
に同期させたもので演算/データ生成が行われるものと
する。As shown in the timing chart for explaining the operation in FIG. 7, since the power distribution of the output system and its timing are managed by the CPU 30 by systematization, the power distribution is held in the ROM 31 in accordance with the load switching timing. The data w in which the peak value of the sine wave data is changed is generated, and the data w is detected by the input current detection circuit Acin.
The same control is performed by comparing with the analog comparator 13. Note that the sine wave data is synchronized with the line voltage and the calculation / data generation is performed.
【0052】(第4実施例)図8に第4実施例のPWM
制御手段の回路構成図(図6相当図)を示す。この実施
例は、前記第3実施例において、より高精度の制御を行
う場合に適用するよう意図されたものである。前記第3
実施例においては、その制御系が実際に出力電圧を確認
していないため、予め決められた負荷に応じた電圧レベ
ルでしか制御されず、モータ負荷やされに付随する機械
系の劣化により、負荷のレベルが変化した場合には制御
精度が著しく悪くなる怖れがある。この第4実施例で
は、これら制御体の変化によらない制御精度を得られる
ようにしたものである。(Fourth Embodiment) FIG. 8 shows the PWM of the fourth embodiment.
The circuit block diagram (equivalent figure of FIG. 6) of a control means is shown. This embodiment is intended to be applied to the case of performing higher precision control in the third embodiment. The third
In the embodiment, since the control system does not actually check the output voltage, it is controlled only at the voltage level according to the predetermined load, and the load is caused by the deterioration of the mechanical system accompanying the motor load and the load. If the level of changes, the control accuracy may be significantly deteriorated. In the fourth embodiment, control accuracy independent of changes in these control bodies can be obtained.
【0053】回路動作は、第3実施例とほぼ同様で、図
9に前記図7相当図を示すように、所定比較値wを出力
電圧検出回路で検出された値を基に補正するようにした
点のみが相違する。The circuit operation is almost the same as that of the third embodiment. As shown in FIG. 9 corresponding to FIG. 7, the predetermined comparison value w is corrected based on the value detected by the output voltage detection circuit. The only difference is that
【0054】この第4実施例では、図8に示すように、
出力電圧検出回路34の検出値とCPU30からの出力
波形のピークホールド値とを比較し、初期状態での出力
電圧レベルと現状態での差分をとり、その差分に応じた
値を可変ゲインアンプに出力するレベル可変(補正)回
路35を設け、PWM制御手段3への出力レベルを変化
させる構成とする。これにより図9に示すような、劣化
などにより負荷への電力レベルが変化した場合でも補正
が可能となる。In the fourth embodiment, as shown in FIG.
The detected value of the output voltage detection circuit 34 and the peak hold value of the output waveform from the CPU 30 are compared, the difference between the output voltage level in the initial state and the current state is calculated, and the value corresponding to the difference is stored in the variable gain amplifier. A level variable (correction) circuit 35 for outputting is provided to change the output level to the PWM control means 3. This enables correction even when the power level to the load changes due to deterioration as shown in FIG.
【0055】(第5実施例)図10に第5実施例の回路
構成図(図1相当図)を示す。この実施例は、前述して
きた回路より力率の改善効果は多少減少しても、より安
価で小形化を図る場合に適用される。つまり、DC−D
Cコンバータのスイッチング素子と、力率改善手段のス
イッチング素子とを一つにまとめたことのみが第1実施
例と相違する。これにより、前述図1における分周回路
6や駆動回路5が不必要となり、より小形化を図ること
ができる。これ以外の動作はほぼ同様である。(Fifth Embodiment) FIG. 10 shows a circuit configuration diagram (corresponding to FIG. 1) of the fifth embodiment. This embodiment is applied to a case where the power factor improving effect is slightly reduced as compared with the circuit described above, but the cost is reduced and the size is reduced. That is, DC-D
It differs from the first embodiment only in that the switching element of the C converter and the switching element of the power factor improving means are combined into one. As a result, the frequency dividing circuit 6 and the driving circuit 5 shown in FIG. 1 are unnecessary, and the size can be further reduced. The other operations are almost the same.
【0056】(第6実施例)以下に、本発明の突入電流
制限回路の実施例を、その構成図図13を参照して説明
する;図示のように、この実施例の突入制限回路は、電
流検出回路41とスイッチング回路SW1、電流制御回
路42、比較回路43、OR回路44、入力電圧検出回
路47、コンデンサ端子電圧検出回路48、電解コンデ
ンサC1で構成されており、一般的なPWM制御方式の
ラインオペレート形スイッチング電源の平滑コンデンサ
部に用いて、以下のように動作を行う。(Sixth Embodiment) An inrush current limiting circuit according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the configuration diagram of FIG. 13; as shown, the inrush limiting circuit of this embodiment is The current detection circuit 41, the switching circuit SW1, the current control circuit 42, the comparison circuit 43, the OR circuit 44, the input voltage detection circuit 47, the capacitor terminal voltage detection circuit 48, and the electrolytic capacitor C1 are used. The following operation is performed by using the smoothing capacitor section of the line operated switching power supply.
【0057】入力電源端子に接続された商用周波数電源
は、整流ブリッジ(ダイオードD1〜D4)により整流
された後、一端はスイッチング回路SW1と電流検出回
路41を介してコンデンサC1に接続され、もう一端は
トランスT1を介してスイッチ素子Q1に接続される。The commercial frequency power source connected to the input power source terminal is rectified by the rectifying bridge (diodes D1 to D4), and then one end of the commercial frequency power source is connected to the capacitor C1 via the switching circuit SW1 and the current detection circuit 41 and the other end. Is connected to the switch element Q1 via the transformer T1.
【0058】スイッチング電源(DC−DCコンバー
タ)の動作としては、スイッチ素子Q1を断続すること
で、トランスT1の2次側へ電力を伝達し、2次側に発
生した交流出力をダイオードD5で整流し、チョークコ
イルL1と電解コンデンサC2とで構成される平滑回路
によって平滑し負荷に供給する。この平滑された直流出
力は、電圧検出回路45で検出され、フォトカプラPH
を介してPWM制御回路46に入力することにより出力
電圧の定電圧制御が行われる。As the operation of the switching power supply (DC-DC converter), the switching element Q1 is turned on and off to transfer power to the secondary side of the transformer T1 and rectify the AC output generated on the secondary side by the diode D5. Then, it is smoothed by a smoothing circuit composed of the choke coil L1 and the electrolytic capacitor C2 and supplied to the load. The smoothed DC output is detected by the voltage detection circuit 45, and the photo coupler PH
The constant voltage control of the output voltage is performed by inputting it to the PWM control circuit 46 via.
【0059】本実施例の制御回路の動作はスイッチング
電源制御動作と平行して以下のように行われる;電流制
御回路42は、図14の電圧・電流波形図に示すよう
に、電源が投入されると入力電圧を分圧したものを電流
制御回路42の補助電源とすることで、時間t1で起動
する。制御回路42が起動すると、スイッチング回路S
W1はコンデンサC1を充電すべくオンされる。SW1
がオンになると、電流が電流検出回路41を通ってコン
デンサC1に流れ込む。この流入電流の大きさは電流検
出回路41により検出され、電流制御回路42に送られ
る。電流制御回路42は、図14に示すように電流値が
1H以上となると比較レベルを1Lとし、1L以下にな
ると、また1Hとするというように基準値に対し、ある
幅(ヒステリシス幅)を持ってコンデンサに流入する電
流が一定となるようにスイッチング回路SW1のオン/
オフの制御を行う。The operation of the control circuit of this embodiment is performed in parallel with the switching power supply control operation as follows; the current control circuit 42 is powered on as shown in the voltage / current waveform diagram of FIG. Then, by dividing the input voltage and using it as the auxiliary power supply of the current control circuit 42, the current control circuit 42 is activated at time t1. When the control circuit 42 is activated, the switching circuit S
W1 is turned on to charge the capacitor C1. SW1
When is turned on, a current flows into the capacitor C1 through the current detection circuit 41. The magnitude of this inflow current is detected by the current detection circuit 41 and sent to the current control circuit 42. As shown in FIG. 14, the current control circuit 42 has a certain width (hysteresis width) with respect to the reference value such that when the current value is 1H or more, the comparison level is 1L and when it is 1L or less, it is 1H again. The switching circuit SW1 is turned on / off so that the current flowing into the capacitor becomes constant.
Turn off control.
【0060】このようにコンデンサC1が一定電流で充
電され、時間t2後にコンデンサC1の端子電圧VC1
が、ある電圧VC0 に達すると、コンデンサC1のプラ
ス側に接続された不図示の分圧回路で規定される電圧が
PWM制御回路46の電源電圧値Vcpに達し、PWM
制御回路46が起動され、負荷へ電力供給が開始され
る。Thus, the capacitor C1 is charged with a constant current, and after a lapse of time t2, the terminal voltage VC1 of the capacitor C1.
However, when a certain voltage VC 0 is reached, the voltage defined by the voltage divider circuit (not shown) connected to the positive side of the capacitor C1 reaches the power supply voltage value Vcp of the PWM control circuit 46, and the PWM
The control circuit 46 is activated and power supply to the load is started.
【0061】また、比較回路43により入力電圧Vin
とコンデンサC1の端子電圧VC1を常時監視し、入力
電圧Vinが端子電圧VC1より低い場合には、比較回
路43はHiレベルをOR回路44に出力することで電
流制御回路42からの信号をキャンセルし、スイッチン
グ回路SW1がオン状態を保つように回路が作動し、負
荷への電力供給を行い、入力電圧Vinが端子電圧VC
1よりも高い場合には、比較回路43はLowレベルを
OR回路44に出力することで、電流制御回路42の信
号でスイッチング回路SW1は前述したように定電流充
電動作を行う。Further, the comparison circuit 43 causes the input voltage Vin
And the terminal voltage VC1 of the capacitor C1 are constantly monitored. When the input voltage Vin is lower than the terminal voltage VC1, the comparison circuit 43 outputs a Hi level to the OR circuit 44 to cancel the signal from the current control circuit 42. , The circuit operates so as to keep the switching circuit SW1 in the ON state, supplies power to the load, and the input voltage Vin is the terminal voltage VC.
When it is higher than 1, the comparison circuit 43 outputs a Low level to the OR circuit 44, and the switching circuit SW1 performs the constant current charging operation as described above by the signal of the current control circuit 42.
【0062】以上説明したように、本実施例によればコ
ンデンサ入力形整流回路において、電源投入時の突入電
流を抑えることが可能となり、入力電圧とコンデンサの
端子電圧を比較することにより、再突入電流が流れるこ
とを抑えることが可能となる。また電流制御の基準値の
変更により起動時間を任意に可変することも可能とな
る。As described above, according to the present embodiment, in the capacitor input type rectifier circuit, it is possible to suppress the inrush current when the power is turned on, and by comparing the input voltage and the terminal voltage of the capacitor, the re-entry is performed. It is possible to suppress the flow of current. It is also possible to arbitrarily change the startup time by changing the reference value for current control.
【0063】なお、本実施例で述べたスイッチング回路
SW1は、双方向性のスイッチング素子、または、スイ
ッチング素子の組合わせから成る双方向性の電流制御が
可能な回路である。The switching circuit SW1 described in the present embodiment is a bidirectional switching element or a circuit which is a combination of switching elements and is capable of bidirectional current control.
【0064】(第7実施例)つぎに、図15に、第7実
施例の回路構成図を示す。この回路構成は第6実施例と
同様であり、電流制御回路42の構成をFET等のスイ
ッチング素子とダイオードとの組合わせとした点が相違
する。(Seventh Embodiment) Next, FIG. 15 shows a circuit diagram of a seventh embodiment. This circuit configuration is the same as that of the sixth embodiment, except that the configuration of the current control circuit 42 is a combination of a switching element such as FET and a diode.
【0065】これにより、コンデンサC1の端子電圧と
入力電圧を常時比較して制御信号の切換えを行うことな
く、入力電圧がコンデンサC1の端子電圧より低くなれ
ばコンデンサから電力が負荷に供給されることになり、
第6実施例と同様な回路動作を行いつつ、比較回路4
3,OR回路44を削除でき、回路構成を簡単なものに
できる。As a result, power is supplied from the capacitor to the load if the input voltage becomes lower than the terminal voltage of the capacitor C1 without constantly comparing the terminal voltage of the capacitor C1 with the input voltage to switch the control signal. become,
While performing the same circuit operation as that of the sixth embodiment, the comparison circuit 4
3, the OR circuit 44 can be deleted, and the circuit configuration can be simplified.
【0066】(第8実施例)図16に第8実施例の回路
構成路を示す。前記第6実施例の図13に示した回路に
おいては、突入電流は抑えられるが、コンデンサ入力形
整流方式のもう一つの欠点である、電圧ピーク付近での
み電流が流れることによる入力力率の低下や、電流波形
歪の問題などは改善できない。そのための改善策とし
て、コンデンサC1に直列に挿入したスイッチング回路
SW1を起動時や、入力電圧Vinよりコンデンサ端子
電圧VC1が低くなった時のみスイッチング動作をさせ
るのではなく、常時スイッチング動作を行うようにする
ことにより前記問題点の解決を図るものである。(Eighth Embodiment) FIG. 16 shows a circuit configuration path of an eighth embodiment. In the circuit shown in FIG. 13 of the sixth embodiment, the inrush current is suppressed, but another drawback of the capacitor input type rectification system, that is, the reduction of the input power factor due to the current flowing only near the voltage peak. The problem of current waveform distortion cannot be solved. As an improvement measure for that, the switching circuit SW1 inserted in series with the capacitor C1 is not always operated at the time of start-up or when the capacitor terminal voltage VC1 becomes lower than the input voltage Vin, but always performs the switching operation. By doing so, the problem is solved.
【0067】回路構成は前記第7実施例とほぼ同一であ
り、ダイオードDcをトランスT1とスイッチ素子の接
続ラインと、コンデンサC1と電源入力ラインの接続ラ
イン間に追加し、電流制御回路42の制御方法を定電流
制御方式から電流制限方式とした点と、電源入力ライン
にローパスフィルタを挿入した点が相違する。The circuit configuration is almost the same as that of the seventh embodiment, and a diode Dc is added between the connection line between the transformer T1 and the switch element and the connection line between the capacitor C1 and the power supply input line to control the current control circuit 42. The difference is that the method is changed from the constant current control method to the current limiting method, and that a low-pass filter is inserted in the power supply input line.
【0068】以下に、図16及びその電圧・電流波形図
の図17を参照して動作を説明する;図16に示すよう
に、スイッチ素子Qcは、定電圧制御を行うPWM制御
信号をインバータ回路49を介して入力することにより
駆動される。これにより、スイッチ素子Q1がオンのと
きQcはオフ期間であり、スイッチ素子Q1がオフのと
きQcはオン期間というように交互に動作を行うことと
なり、入力電流波形は、スイッチ素子Q1で短絡,開放
を繰り返すことで、入力電圧に応じた電流が流れること
になり、図17のようになる。また、コンデンサC1の
端子電圧は、スイッチ素子Q1で電源が短絡された時に
トランスT1の自己インダクタンスに蓄えられたエネル
ギーと入力電圧とにより充電される。つまり昇圧チョッ
パのような動作を行い、図17(a)に示すように電圧
波形は入力電圧波形に高調波電圧を重畳したものとな
る。The operation will be described below with reference to FIG. 16 and FIG. 17 of the voltage / current waveform diagram thereof. As shown in FIG. 16, the switch element Qc outputs a PWM control signal for performing constant voltage control to an inverter circuit. It is driven by inputting via 49. As a result, when the switch element Q1 is on, Qc is in an off period, and when the switch element Q1 is off, Qc is in an on period. Thus, the input current waveform is short-circuited in the switch element Q1. By repeating the opening, a current corresponding to the input voltage will flow, as shown in FIG. Further, the terminal voltage of the capacitor C1 is charged by the energy stored in the self-inductance of the transformer T1 and the input voltage when the power source is short-circuited by the switch element Q1. That is, it operates like a step-up chopper, and the voltage waveform is a superposition of the harmonic voltage on the input voltage waveform as shown in FIG.
【0069】しかし、このようにコンデンサC1に掛か
る電圧が通常よりも比較的大きくなるため起動時におけ
る突入電流はやはり大きなものとなってしまう。そこ
で、電流制御回路42は、電流検出回路41で検出した
コンデンサに流れ込む充電電流の値が設定値よりも大き
くなればその時点で、この反転PWM制御信号のパルス
をオフし、PWM制御回路46の三角波発生回路から出
力される一つの三角波が終わるまでオフが保たれる制御
がパルス毎にかかるパルスバイパルス制御を行う。However, since the voltage applied to the capacitor C1 is relatively larger than usual, the inrush current at the time of startup is still large. Therefore, the current control circuit 42 turns off the pulse of the inversion PWM control signal at that time when the value of the charging current detected by the current detection circuit 41 and flowing into the capacitor becomes larger than the set value, and the PWM control circuit 46 outputs the pulse. The pulse-by-pulse control is performed such that each pulse is controlled to be kept off until one triangular wave output from the triangular wave generation circuit ends.
【0070】この制御回路により起動時のコンデンサへ
の突入電流は、ある一定値までに抑え込まれることにな
り、整流ダイオードなどの入力段の素子へのストレスを
軽減できるようになる。With this control circuit, the inrush current to the capacitor at the time of startup can be suppressed to a certain constant value, and the stress on the input stage element such as the rectifying diode can be reduced.
【0071】また、コンデンサC1が充分に充電されて
いる場合には、前述のような制御が行われることにより
入力電流波形は図17(b)のようになり、これは入力
ラインに挿入したローパスフィルタにより正弦波に近い
ものとなる。以上のように、この方式によれば回路構成
も簡単で、かつ、入力電流波形の改善による高調波成分
の除去や、入力力率の改善を図ることが可能となる。When the capacitor C1 is sufficiently charged, the input current waveform becomes as shown in FIG. 17 (b) by the control as described above, which is due to the low-pass signal inserted in the input line. The filter makes it close to a sine wave. As described above, according to this method, the circuit configuration is simple, and it is possible to remove the harmonic component and improve the input power factor by improving the input current waveform.
【0072】(第9実施例)以下、図19の回路構成図
に基づいて本発明に係る整流回路の実施例について説明
する;図19において、前記従来例図23におけると同
一(相当)構成要素は同一符号で表わす。51,52は
入力端子で、交流電圧が印加される端子である。入力端
子51は、整流器スタックRC1の交流端子と電圧検出
回路57の交流端子に、また入力端子52は、整流器ス
タックRC1の他の交流端子と電圧検出回路57のもう
一方の交流端子に接続される。(Ninth Embodiment) An embodiment of the rectifier circuit according to the present invention will be described below with reference to the circuit diagram of FIG. 19; in FIG. 19, the same (corresponding) constituent elements as those in FIG. Are denoted by the same reference numerals. Input terminals 51 and 52 are terminals to which an AC voltage is applied. The input terminal 51 is connected to the AC terminal of the rectifier stack RC1 and the AC terminal of the voltage detection circuit 57, and the input terminal 52 is connected to the other AC terminal of the rectifier stack RC1 and the other AC terminal of the voltage detection circuit 57. .
【0073】電圧検出回路57は、整流器スタックRC
71、CR回路(抵抗R71〜R72、コンデンサC7
1)、分圧抵抗回路(R73〜R74)、比較器Q71
から構成され、入力交流電圧値を検出し、コンデンサC
1の端子電圧と比較する。The voltage detection circuit 57 includes a rectifier stack RC.
71, CR circuit (resistors R71 to R72, capacitor C7
1), voltage dividing resistance circuit (R73 to R74), comparator Q71
Composed of a capacitor C for detecting the input AC voltage value
Compare with the terminal voltage of 1.
【0074】整流器スタックRC1のプラス端子は抵抗
R1の一方の端子及び電磁接触器MC1の一方の接点に
接続され、抵抗R1のもう一方の端子及び電子接触器M
C1のもう一方の接点は平滑用コンデンサC1及び出力
端子53に接続される。また、整流器スタックRC1の
マイナス端子は出力端子54に接続される。前記の電圧
検出回路57の出力は、駆動回路56に接続され、駆動
回路56は電磁接触器MC1を駆動する。The positive terminal of the rectifier stack RC1 is connected to one terminal of the resistor R1 and one contact of the electromagnetic contactor MC1, and the other terminal of the resistor R1 and the electronic contactor M.
The other contact of C1 is connected to the smoothing capacitor C1 and the output terminal 53. The negative terminal of the rectifier stack RC1 is connected to the output terminal 54. The output of the voltage detection circuit 57 is connected to the drive circuit 56, and the drive circuit 56 drives the electromagnetic contactor MC1.
【0075】づきに図19の回路における動作を説明す
る。入力電源端子51,52に交流電源を接続すると、
整流器スタックRC1の整流作用により脈流に変換され
る。この時電磁接触器MC1の接点はブレークしてお
り、コンデンサC1は抵抗R1で予備充電され、電圧は
徐々に上昇する。電圧検出回路57は、コンデンサC1
の電圧と入力交流電圧を比較して、予備充電が繰返され
コンデンサC1の電圧が上昇して、電圧差が所定の値以
下に達した時に、予備充電完了と判断して信号を駆動回
路56に信号を送出する。Next, the operation of the circuit shown in FIG. 19 will be described. When AC power is connected to the input power terminals 51, 52,
It is converted into a pulsating flow by the rectifying action of the rectifier stack RC1. At this time, the contact of the electromagnetic contactor MC1 is broken, the capacitor C1 is precharged by the resistor R1, and the voltage gradually rises. The voltage detection circuit 57 includes a capacitor C1.
Is compared with the input AC voltage, the preliminary charging is repeated and the voltage of the capacitor C1 rises, and when the voltage difference reaches a predetermined value or less, it is determined that the preliminary charging is completed and a signal is sent to the drive circuit 56. Send a signal.
【0076】駆動回路56は電圧検出回路57からの信
号を受けて、電磁接触器MC1を駆動して接点をメーク
させる。電磁接触器MC1の接点がメークすると、抵抗
R1が短絡され予備充電回路は無視され、整流器スタッ
クRC1と平滑コンデンサC1とによる整流、平滑回路
として動作し、直流電力は出力端子53,54により所
定の負荷に供給される。The drive circuit 56 receives the signal from the voltage detection circuit 57 and drives the electromagnetic contactor MC1 to make contacts. When the contact of the electromagnetic contactor MC1 is made, the resistor R1 is short-circuited and the pre-charging circuit is ignored. Supplied to the load.
【0077】電圧検出回路57は、CR回路の定数を適
当に設定することにより、ピーク電圧検出、実効値電圧
検出回路として機能する。なお、整流素子としては、全
波の整流器スタックを使用したが、単品のダイオード等
の半波整流素子を使用してもよい。The voltage detection circuit 57 functions as a peak voltage detection and effective value voltage detection circuit by appropriately setting the constant of the CR circuit. Although the full-wave rectifier stack is used as the rectifying element, a half-wave rectifying element such as a single diode may be used.
【0078】以上のように、平滑用コンデンサが未充電
状態のときは予備充電回路により予備充電し、予備充電
が完了したならば予備充電回路を切離すことにより、電
源投入時の突入電流を抑制しながら整流、平滑を行い直
流電力を得ることができる。As described above, when the smoothing capacitor is in the uncharged state, it is precharged by the precharging circuit, and when the precharging is completed, the precharging circuit is disconnected to suppress the inrush current at power-on. While rectifying and smoothing, DC power can be obtained.
【0079】(第10実施例)図20に整流回路構成の
他の実施例の図19相当図を示す。図20において、前
記図19におけると同一(相当)構成要素は同一符号で
示し、51,52は入力端子であり、交流電圧が印加さ
れる端子である。入力端子51は、整流器スタックRC
1の交流端子と電圧検出回路57の交流端子に、また入
力端子52は、整流器スタックRC1の他の交流端子と
電圧検出回路57のもう一方の交流端子に接続される。(Tenth Embodiment) FIG. 20 shows a view corresponding to FIG. 19 of another embodiment of the rectifier circuit configuration. 20, the same (corresponding) constituent elements as those in FIG. 19 are designated by the same reference numerals, and 51 and 52 are input terminals and terminals to which an AC voltage is applied. The input terminal 51 is a rectifier stack RC
One AC terminal is connected to the AC terminal of the voltage detection circuit 57, and the input terminal 52 is connected to the other AC terminal of the rectifier stack RC1 and the other AC terminal of the voltage detection circuit 57.
【0080】電圧検出回路57は、整流器スタックRC
71、CR回路(抵抗R71〜R72、コンデンサC7
1)、分圧抵抗回路(R73〜R74)、比較器Q71
から構成され、入力交流電圧値を検出し、コンデンサC
1の端子電圧と比較する。電圧検出回路57の出力は、
AND回路58に接続される。The voltage detection circuit 57 includes a rectifier stack RC.
71, CR circuit (resistors R71 to R72, capacitor C7
1), voltage dividing resistance circuit (R73 to R74), comparator Q71
Composed of a capacitor C for detecting the input AC voltage value
Compare with the terminal voltage of 1. The output of the voltage detection circuit 57 is
It is connected to the AND circuit 58.
【0081】整流器スタックRC1のプラス端子は抵抗
R1の一方の端子及び電磁接触器MC1の一方の接点に
接続され、抵抗R1のもう一方の端子及び電磁接触器M
C1のもう一方の接点は、平滑用コンデンサC1及び出
力端子53に接続される。また、整流器スタックRC1
のマイナス端子は出力端子54に接続される。The positive terminal of the rectifier stack RC1 is connected to one terminal of the resistor R1 and one contact of the electromagnetic contactor MC1, and the other terminal of the resistor R1 and the electromagnetic contactor M.
The other contact of C1 is connected to the smoothing capacitor C1 and the output terminal 53. Also, the rectifier stack RC1
The negative terminal of is connected to the output terminal 54.
【0082】コンデンサC1の端子電圧を検出するた
め、コンデンサC1と並列に電圧検出回路55が接続さ
れている。電圧検出回路55は、分圧抵抗回路、比較器
等から構成されるもので、コンデンサC1の端子電圧を
検出する。電圧検出回路55の出力はAND回路58に
接続され、AND回路58は、電圧検出回路55と電圧
検出回路57の出力の論理積をとる。また、AND回路
58の出力は、駆動回路56に接続され、駆動回路56
は電磁接触器MC1を駆動する。A voltage detection circuit 55 is connected in parallel with the capacitor C1 in order to detect the terminal voltage of the capacitor C1. The voltage detection circuit 55 is composed of a voltage dividing resistance circuit, a comparator and the like, and detects the terminal voltage of the capacitor C1. The output of the voltage detection circuit 55 is connected to the AND circuit 58, and the AND circuit 58 takes the logical product of the outputs of the voltage detection circuit 55 and the voltage detection circuit 57. The output of the AND circuit 58 is connected to the drive circuit 56, and the drive circuit 56
Drives the electromagnetic contactor MC1.
【0083】つぎに図20の回路における動作を説明す
る。入力電源端子51,52に交流電源を接続すると整
流器スタックRC1の整流作用により脈流に変換され
る。この時電磁接触器MC1の接点はブレークしており
コンデンサC1は抵抗R1で予備充電され、電圧は徐々
に上昇する。予備充電が繰返されコンデンサC1の電圧
が上昇して所定の電圧以上に達した時、電圧検出回路5
5は予備充電完了と判断して信号をAND回路58に送
出する。Next, the operation of the circuit of FIG. 20 will be described. When an AC power supply is connected to the input power supply terminals 51 and 52, it is converted into a pulsating flow by the rectifying action of the rectifier stack RC1. At this time, the contact of the electromagnetic contactor MC1 is broken, the capacitor C1 is precharged by the resistor R1, and the voltage gradually rises. When the precharge is repeated and the voltage of the capacitor C1 rises and reaches a predetermined voltage or more, the voltage detection circuit 5
5 determines that the preliminary charging is completed and sends a signal to the AND circuit 58.
【0084】電圧検出回路57は、コンデンサC1の電
圧と入力交流電圧を比較して、予備充電が繰返され、コ
ンデンサC1の電圧が上昇して、電圧差が所定値以下に
達した時に、予備充電完了と判断して信号をAND回路
58に送出する。AND回路58は、2つの信号の論理
積をとり、駆動回路56に信号を送出する。The voltage detection circuit 57 compares the voltage of the capacitor C1 with the input AC voltage and repeats the preliminary charging. When the voltage of the capacitor C1 rises and the voltage difference reaches a predetermined value or less, the preliminary charging is performed. When it is judged to be completed, the signal is sent to the AND circuit 58. The AND circuit 58 takes the logical product of the two signals and sends the signal to the drive circuit 56.
【0085】駆動回路56はAND回路58からの信号
を受けて、電磁接触器MC1を駆動して接点をメークさ
せる。電磁接触器MC1の接点がメークすると抵抗R1
が短絡されて予備充電回路は無視され、整流器スタック
RC1と平滑コンデンサC1とによる整流、平滑回路と
して動作し、直流電力は出力端子53,54により所定
の負荷に供給される。The drive circuit 56 receives the signal from the AND circuit 58 and drives the electromagnetic contactor MC1 to make contacts. When the contact of electromagnetic contactor MC1 is made, resistance R1
Is short-circuited and the pre-charge circuit is ignored, the rectifier stack RC1 and the smoothing capacitor C1 operate as a rectifying and smoothing circuit, and DC power is supplied to a predetermined load by the output terminals 53 and 54.
【0086】前記第9実施例と同様に、電圧検出回路5
7は、CR回路の定数を適当に設定することにより、ピ
ーク電圧検出、実効値電圧検出回路として機能する。な
お、整流素子としては、全波の整流器スタックを使用し
たが、単品のダイオード等の半波整流素子を使用しても
よい。Similar to the ninth embodiment, the voltage detection circuit 5
7 functions as a peak voltage detection and effective value voltage detection circuit by appropriately setting the constant of the CR circuit. Although the full-wave rectifier stack is used as the rectifying element, a half-wave rectifying element such as a single diode may be used.
【0087】(第11実施例)さらに、整流装置の他の
実施例について説明する。図21に、この第11実施例
の回路構成図(図19,20相当図)を示す。図21に
おいて前記各図19,20におけると同一(相当)構成
要素は同一符号で表わし重複説明は省略する。信号端子
59は、トランジスタQ1を介して駆動回路56に接続
される。駆動回路56は、電磁接触器MC1の動作に同
期した信号を信号端子59に出力する。トランジスタQ
1は、信号端子59に接続される回路の信号レベルによ
り、必要に応じて付加される緩衝増幅用トランジスタで
ある。その他の接続、動作については前記第9実施例と
同様である。(Eleventh Embodiment) Another embodiment of the rectifying device will be described. FIG. 21 shows a circuit configuration diagram (corresponding to FIGS. 19 and 20) of the eleventh embodiment. In FIG. 21, the same (corresponding) components as those in FIGS. 19 and 20 are represented by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. The signal terminal 59 is connected to the drive circuit 56 via the transistor Q1. The drive circuit 56 outputs a signal synchronized with the operation of the electromagnetic contactor MC1 to the signal terminal 59. Transistor Q
Reference numeral 1 is a buffer amplification transistor that is added as necessary depending on the signal level of the circuit connected to the signal terminal 59. Other connections and operations are the same as those in the ninth embodiment.
【0088】(第12実施例)さらに、整流装置の他の
実施例について説明する。図22にその回路構成図(図
19〜21相当図)を示す。図22において、前記と同
一(相当)符号に関しては同様に重複説明を省略する。
DC−DCコンバータ60は、電圧安定化回路であり、
駆動回路56に制御端子が接続される。駆動回路56
は、電磁接触器MC1の動作に同期した信号をDC−D
Cコンバータ60に出力し、DC−DCコンバータ60
は、電磁接触器MC1に同期して運転制御される。その
他の接続、動作については前記第9実施例と同様であ
る。(Twelfth Embodiment) Further, another embodiment of the rectifier will be described. FIG. 22 shows the circuit configuration diagram (equivalent to FIGS. 19 to 21). In FIG. 22, the same (corresponding) symbols as those described above are similarly omitted from redundant description.
The DC-DC converter 60 is a voltage stabilizing circuit,
A control terminal is connected to the drive circuit 56. Drive circuit 56
Is a DC-D signal synchronized with the operation of the electromagnetic contactor MC1.
Output to the C converter 60, and the DC-DC converter 60
Are controlled in synchronization with the electromagnetic contactor MC1. Other connections and operations are the same as those in the ninth embodiment.
【0089】[0089]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
(1)コンデンサ入力形整流方式を用いたスイッチング
レギュレータにおいて、電圧ピーク付近のみで電流が流
れることにより発生する高調波ノイズや入力力率の低下
の問題が改善でき、かつ、スイッチングレギュレータと
して所望の出力電圧を得ることができる。また、制御回
路のディジタル化により集積化が可能となり、また、シ
ステムとしての構成も容易となる。さらにシステムとし
て構成した場合に、より簡単な回路構成へと変更でき、
安価で小形の電源装置を提供できる。As described above, according to the present invention, (1) in a switching regulator using a capacitor input type rectification system, harmonic noise and input force generated by current flowing only near a voltage peak. The problem of a decrease in the rate can be improved, and a desired output voltage can be obtained as a switching regulator. Further, the control circuit can be digitized to be integrated, and the system configuration can be facilitated. Furthermore, when configured as a system, it can be changed to a simpler circuit configuration,
An inexpensive and compact power supply device can be provided.
【0090】[0090]
【0091】[0091]
【0092】[0092]
【図1】 第1実施例の電源装置の回路構成図FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a power supply device according to a first embodiment.
【図2】 第1実施例のPWM制御手段の回路構成図FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the PWM control means of the first embodiment.
【図3】 第1実施例の動作タイミングチャートFIG. 3 is an operation timing chart of the first embodiment.
【図4】 第2実施例の回路構成図FIG. 4 is a circuit configuration diagram of a second embodiment.
【図5】 第3実施例の図4相当図FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 of the third embodiment.
【図6】 第3実施例の図2相当図FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 2 of the third embodiment.
【図7】 第3実施例の動作説明用タイミングチャートFIG. 7 is a timing chart for explaining the operation of the third embodiment.
【図8】 第4実施例の図6相当図FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 6 of the fourth embodiment.
【図9】 第4実施例の図7相当図FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 7 of the fourth embodiment.
【図10】 第5実施例の図1相当図FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 1 of the fifth embodiment.
【図11】 従来の電源装置の一例の回路構成図FIG. 11 is a circuit configuration diagram of an example of a conventional power supply device.
【図12】 回路方式による入力電圧/電流波形図例FIG. 12: Example of input voltage / current waveform diagram by circuit method
【図13】 第6実施例の突入電源制限回路構成図FIG. 13 is a configuration diagram of an inrush power supply limiting circuit according to a sixth embodiment.
【図14】 第6実施例の電圧・電流波形図FIG. 14 is a voltage / current waveform diagram of the sixth embodiment.
【図15】 第7実施例の回路構成図FIG. 15 is a circuit configuration diagram of a seventh embodiment.
【図16】 第8実施例の回路構成図FIG. 16 is a circuit configuration diagram of an eighth embodiment.
【図17】 第8実施例の電圧・電流波形図FIG. 17 is a voltage / current waveform diagram of the eighth embodiment.
【図18】 従来の突入電流防止回路例FIG. 18 Example of conventional inrush current prevention circuit
【図19】 第9実施例の整流装置回路構成図FIG. 19 is a circuit diagram of a rectifying device circuit according to a ninth embodiment.
【図20】 第10実施例の回路構成図FIG. 20 is a circuit configuration diagram of a tenth embodiment.
【図21】 第11実施例の回路構成図FIG. 21 is a circuit configuration diagram of an eleventh embodiment.
【図22】 第12実施例の回路構成図FIG. 22 is a circuit configuration diagram of a twelfth embodiment.
【図23】 従来の整流回路構成例FIG. 23 shows a conventional rectifier circuit configuration example.
1 出力検出回路 2 レベル補正回路 3 PWM制御手段 4 駆動回路 5 駆動回路 6 分周回路 7 クロック Acin 入力電流検出回路 Zs ゼロクロス検出回路 Avin 入力電圧波形検出回路 Acv 電圧検出回路 DC1 整流ダイオードブリッジ D1〜D4 整流ダイオード C1,Co,C2 平滑コンデンサ T1 トランス D3,Dc 環流ダイオード Q1,Q2,Qc スイッチ素子 L1,CH1 チョークコイル 41 電流検出回路 42 整流制御回路 43 比較回路 44 OR回路 45 電圧検出回路 SW1 双方向スイッチ回路 D5,D6 ダイオード PH フォトカプラ 51,52 入力端子 53,54 出力端子 55 電圧検出回路 56 駆動回路 57 電圧検出回路 58 AND回路 59 信号端子 60 DC−DCコンバータ Q71 比較器 RC1,RC71 整流器スタック R1,R2,R3 抵抗器 R71,R72,R73,R74 抵抗器1 output detection circuit 2 level correction circuit 3 PWM control means 4 drive circuit 5 drive circuit 6 frequency divider circuit 7 clock Acin input current detection circuit Zs zero cross detection circuit Avin input voltage waveform detection circuit Acv voltage detection circuit DC1 rectifier diode bridges D1 to D4 rectifier diodes C1, Co, C 2 smoothing capacitor T1 transformer D3, Dc wheeling diode Q1, Q2, Qc switching element L1, CH1 choke coil 41 current detecting circuit 42 commutation control circuit 43 comparison circuit 44 OR circuit 45 a voltage detection circuit SW1 bidirectional Switch circuit D5, D6 Diode PH Photo coupler 51, 52 Input terminal 53, 54 Output terminal 55 Voltage detection circuit 56 Drive circuit 57 Voltage detection circuit 58 AND circuit 59 Signal terminal 60 DC-DC converter Q71 Comparator RC1, RC71 Rectification Stack R1, R2, R3 resistors R71, R72, R73, R74 resistors
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−91731(JP,A) 特開 平4−127875(JP,A) 特開 平5−184141(JP,A) 特開 平4−217867(JP,A) 特開 平5−111246(JP,A) 特開 平5−219726(JP,A) 特開 平5−70192(JP,A) 特開 平1−136560(JP,A) 実開 平5−70192(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 3/00 - 3/44 H02M 7/00 - 7/40 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) Reference JP 5-91731 (JP, A) JP 4-127875 (JP, A) JP 5-184141 (JP, A) JP 4- 217867 (JP, A) JP 5-111246 (JP, A) JP 5-219726 (JP, A) JP 5-70192 (JP, A) JP 1-136560 (JP, A) Actual Kaihei 5-70192 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/00-3/44 H02M 7/ 00-7/40
Claims (4)
て、単一または複数の電圧出力系を有するスイッチング
電源であって、入力電流波形を正弦波状として、力率を
改善するための力率改善手段と、所定電圧の単一または
複数出力を得るためのDC−DCコンバータとを備え、
前記力率改善手段とDC−DCコンバータとは、同一P
WM制御手段によりフイードバック制御するよう構成し
た電源装置において、 前記PWM制御手段は、出力電圧検出手段で検出された
電圧レベルを前記コンデンサの出力電圧検出手段の検出
値により補正するためのレベル補正手段と、前記レベル
補正手段の出力値と基準値とを比較する誤差増幅器と、
この誤差増幅器の出力と入力電圧波形検出手段により検
出されたライン電圧波形を乗算器により乗算し、その出
力と入力電流検出手段により検出された電流レベルとを
比較するアナログコンパレータと、このアナログコンパ
レータの出力によりカウントアップ/ダウンを選択する
アップ/ダウンカウンタと、前記コンデンサ入力形整流
コンバータに設けたチョークコイルの電流検出巻線の波
形からゼロクロスを検出するゼロクロス検出回路からの
ゼロクロス信号または、自身のオーバカウント信号によ
り前記アップ/ダウンカウンタの出力値をロードするた
めの第2のカウンタと、この第2のカウンタの出力値と
所定のディジタル値とを比較する第1のディジタルコン
パレータと、この第1のディジタルコンパレータの出力
により前記コンデンサの両端を断続するスイッチング素
子を駆動する駆動回路と、前記第2のカウンタ出力と所
定のディジタル値を比較し前記ゼロクロス信号による第
2のカウンタのロード動作を禁止/許可する第2のディ
ジタルコンパレータと、前記アップ/ダウンカウンタの
出力値と所定のディジタル値を比較し前記アップ/ダウ
ンカウンタのカウントアップ動作を禁止/許可する第3
のディジタルコンパレータとを有することを特徴とする
電源装置。1. A capacitor input type rectification converter is provided.
Switching with single or multiple voltage output systems
It is a power supply and the input current waveform is sinusoidal and the power factor is
A power factor improving means for improving and a single or predetermined voltage.
And a DC-DC converter for obtaining a plurality of outputs,
The power factor improving means and the DC-DC converter have the same P
The WM control means is configured to perform feedback control.
In the power supply, the PWM control means, and level correction means for correcting the voltage level detected by the output voltage detection means by the detection value of the output voltage detection unit of the capacitor, the output value of said level correcting means An error amplifier that compares with a reference value,
An analog comparator that multiplies the output of this error amplifier and the line voltage waveform detected by the input voltage waveform detection means by a multiplier and compares the output with the current level detected by the input current detection means, and this analog comparator If you select a count up / down by the output of the br /> regulator
And A-up / down counter, the capacitor input rectifier
A second counter for loading the output value of the up / down counter by a zero-cross signal from a zero-cross detection circuit that detects a zero-cross from a waveform of a current detection winding of a choke coil provided in a converter or an own over-count signal And a first digital comparator for comparing the output value of the second counter with a predetermined digital value, and the output of the first digital comparator
Second to disable / enable the drive circuits for driving the switching element intermittently, comparing the second counter output and a predetermined digital value and the second counter load operation by the zero-cross signal both ends of the capacitor by A third digital comparator for comparing the output value of the up / down counter with a predetermined digital value to inhibit / permit the count-up operation of the up / down counter.
You characterized in that the and a digital comparator
Power supply.
PWM制御手段と共に、CPU,ROM,RAM及びこ
れらに付随するディジタル回路とディジタルーアナログ
変換器、ならびにこれに付随するアナログ回路を同一チ
ップ上に集積して集積回路としたことを特徴とする電源
装置。2. The power supply device according to claim 1, wherein the PWM control means, CPU, ROM, RAM, digital circuits and digital-analog converters associated therewith, and analog circuits associated therewith are provided on the same chip. power supplies characterized in that integrated to the integrated circuit.
PWM制御手段をディジタル制御のみにしたことを特徴
とする電源装置。3. The power supply device according to claim 2, wherein:
PWM controller power supplies you characterized in that only a digital control.
力率改善手段とDC−DCコンバータのスイッチング素
子を同一素子で賄うよう構成したことを特徴とする電源
装置。4. A power supply device according to claim 1, wherein the power factor correction unit and the DC-DC converter to that power supplies characterized by being configured to cover the same elements switching elements.
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