JP5635304B2 - 電源回路 - Google Patents

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Description

本発明は、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路に関するものである。
各種電子機器の電源回路として、整流回路(例えばダイオードブリッジ回路)と平滑回路(例えばコンデンサ)を有し、交流電圧を直流電圧に変換する電源回路が知られている。しかし、このような電源回路は、正弦波の交流電圧が印加された場合、正弦波のピーク付近のみで電源回路に電流が流れるため、力率が悪い。また、正弦波の交流電圧を加えても、正弦波に比例しない電流が流れる場合、高調波が発生し周辺機器に悪影響を及ぼす場合もある。
そこで、ダイオードと並列にスイッチング素子を接続し、スイッチング素子を適宜のタイミングでスイッチングさせ、電源回路に流れる電流を交流電圧の正弦波と相似形にすることで、力率改善、高調波抑制および直流電圧調整を行う電源回路が提案されている。(例えば、特許文献1を参照)
図10は、従来の電源回路の構成を示すブロック図である。この電源回路は、交流電圧を全波整流するためのダイオードブリッジ回路を構成する4つのダイオードD1、D2、D3及びD4と、電流検出用の抵抗RXと、スイッチング素子116、117と、駆動回路124、及び制御回路126と出力電圧の分圧抵抗R1、R2を備えている。
交流電源110からの交流電圧がリアクトル112を介して、交流入力ラインであるRラインに印加され、もう1つの交流入力ラインであるSラインには、交流電源110から交流電圧が直接入力される。交流電源110によって印加される交流電圧は、ダイオードD1、D2、D3、D4によって全波整流された後、P側電極とN側電極の間に接続されたコンデンサ123で平滑化される。
スイッチング素子116は、抵抗RXと直列接続され、かつ抵抗RXとともにダイオードD1と並列に接続されている。スイッチング素子116とダイオードD1は逆極性の(逆向きの電流が流れる)方向に接続される。
スイッチング素子117は、抵抗RXと直列接続され、かつ抵抗RXとともにダイオードD2と並列に接続されている。スイッチング素子116とダイオードD2は逆極性の(逆向きの電流が流れる)方向に接続される。抵抗RXは、スイッチング素子14又はスイッチング素子116の何れかがオンした期間に、ダイオードD1またはダイオードD2に流れる電流を検出する。
分圧抵抗R1、R2は、P側電極とN側電極との間に直列に接続され、P側電極とN側電極との間に生じる出力電圧を分圧する。つまり、分圧抵抗R1、R2の接続点から出力電圧の分圧信号が出力される。
駆動回路124は、制御回路126からの入力をスイッチング素子116,117が駆動できる振幅に増幅して出力する。制御回路126は、抵抗RXの電流検出結果と出力電圧の分圧信号に基づいて、スイッチング素子116,117がオン及びオフするタイミングを制御する。
続いて、従来の電源回路の動作を説明する。図11は、交流電源110の交流電圧がSラインに対してRラインが正となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
<スイッチング素子116がオンの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して正で、スイッチング素子116がオンとなる場合には、図11の一点鎖線で示す経路、すなわち、Rライン(リアクトル112)→スイッチング素子116→抵抗RX→ダイオードD2→Sラインの経路の電流が流れる。この期間にリアクトル112にエネルギーが蓄えられる。
<スイッチング素子116がオフの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して正で、スイッチング素子116がオフとなった場合、リアクトル112は、スイッチング素子116がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図11の破線で示す経路、すなわち、Rライン(リアクトル112)→ダイオードD3→コンデンサ123→ダイオードD2→Sラインの経路の電流が流れ、コンデンサ123が充電される。この期間に、リアクトル112に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ123に出力され、P側電極とN側電極の間に発生する直流電圧(以下、直流出力電圧とする)が昇圧される。
図12は、交流電源110の交流電圧が、Sラインに対してRラインが負となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
<スイッチング素子117がオンの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して負で、スイッチング素子117がオンとなる場合には、図12の一点鎖線で示す経路、すなわち、Sライン→スイッチング素子117→抵抗RX→ダイオードD1→Rライン(リアクトル112)の経路の電流が流れる。この期間にリアクトル112にエネルギーが蓄えられる。
<スイッチング素子117がオフの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して負で、スイッチング素子117がオフとなった場合、リアクトル112は、スイッチング素子117がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図12の破線で示す経路、すなわち、Sライン→ダイオードD4→コンデンサ123→ダイオードD1→Rライン(リアクトル112)の経路の電流が流れ、コンデンサ123が充電される。この期間に、リアクトル112に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ123に出力され直流出力電圧が昇圧される。
この電源回路によれば、スイッチング素子116又はスイッチング素子117の何れかがオンした場合のみ抵抗RXに電流が流れる構成となっている。そして、抵抗RXに流れる電流に基づいてスイッチング素子116又はスイッチング素子117のスイッチングのタイミングを制御することで、電源回路に流れる電流を交流電圧の正弦波と相似形にすることができ、力率を改善できる。
特開2006−25579号公報
しかしながら、従来の電源回路では、スイッチング素子116又は117のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流が大きいという問題があった。
そこで、本発明は、力率を改善するとともに、スイッチング素子のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流を小さくすることができる電源回路を提供することを目的とする。
本発明は、負側の出力端子と、交流電圧が印加される第1及び第2の交流入力ラインと、前記第1の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第1の整流素子(D1)と、前記第2の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第2の整流素子(D2)と、前記第1の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第3の整流素子(D3)と、前記第2の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第4の整流素子(D4)と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第1のブリッジ回路と、前記第1の整流素子(D1)と並列に接続された第1のスイッチング素子と、前記第2の整流素子(D2)と並列に接続された第2のスイッチング素子と、を備えた第1の電源回路と、
前記第1の交流入力ラインと接続された第3の交流入力ラインと、前記第2の交流入力ラインと接続された第4の交流入力ラインと、前記第3の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第5の整流素子(D5)と、前記第4の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第6の整流素子(D6)と、前記第3の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第7の整流素子(D7)と、前記第4の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第8の整流素子(D8)と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第2のブリッジ回路と、前記第5の整流素子(D5)並列に接続された第3のスイッチング素子と、前記第6の整流素子(D6)と並列に接続された第4のスイッチング素子と、を備えた第2の電源回路と、
前記交流電圧が正の時に、前記第1のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトし、前記交流電圧が負の時に前記第2のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように前記第1乃至第4のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、を備え、前記第1、第2、第5及び第6の整流素子(D1,D2,D5,D6)は、前記第3、第4、第7及び第8の整流素子(D3,D4,D7,D8)に比べて電流容量が小さいことを特徴とするものである。
本発明によれば、2つ以上の電源回路(昇圧コンバータ回路)を並列に設け、それぞれの電源回路のスイッチング素子がオン又はオフするタイミングを互いにシフトするというインターリーブ方式を採用したので、力率を改善するとともに、スイッチング素子のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流を小さくすることができる。また、リップル電流を除去するためにフィルタを設ける場合には、フィルタを小型化することができる。
また、本発明によれば、電源回路毎に交流入力ラインが設けられるので、回路電流は複数のリアクトルを通ることになり、各交流入力ラインに流れる交流電源へのリターン電流も従来の電源回路より小さくなることから、交流入力ラインにリアクトルを接続する場合に、リアクトルを小型化することができる。
本発明の実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。 Rラインの交流電圧が正であり、第1のスイッチング素子16がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が正であり、第1のスイッチング素子16がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が正であり、第3のスイッチング素子18がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が正であり、第3のスイッチング素子18がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が負であり、第2のスイッチング素子17がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が負であり、第2のスイッチング素子17がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が負であり、第4のスイッチング素子19がオンしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 Rラインの交流電圧が負であり、第4のスイッチング素子19がオフしている場合の電源回路の動作を説明するための図である。 従来の電源回路の回路図である。 従来の電源回路においてRラインの交流電圧が正の場合の電源回路の動作を説明するための図である。 従来の電源回路においてRラインの交流電圧が負の場合の電源回路の動作を説明するための図である。 第1及び第3のスイッチング素子16、18のスイッチングのタイミングを説明するための図である。
===全体構成===
図1は、本発明の実施形態の電源回路の構成を示す回路図である。この電源回路は、基本的には、従来の電源回路(昇圧コンバータ回路)を2個並列に設け、それぞれの電源回路を構成する各スイッチング素子がオン/オフするタイミングを互いにシフトする、つまりずらすというインターリーブ方式を採用したものである。
この電源回路は、第1の電源回路、第2の電源回路、及び制御回路26を備えている。第1の電源回路は、交流電圧を全波整流するための第1のダイオードブリッジ回路を構成する4つのダイオードD1、D2、D3及びD4と、電流検出用の抵抗RX1、RX2と、第1のスイッチング素子16、第2のスイッチング素子17と、駆動回路24とを備えている。
第2の電源回路は、第1の電源回路と並列に設けられ、交流電圧を全波整流するための第2のダイオードブリッジ回路を構成する4つのダイオードD5、D6、D7及びD8と、電流検出用の抵抗RX2と、第3のスイッチング素子18、第4のスイッチング素子19と、駆動回路25とを備えている。ダイオードD1〜D8は整流素子の一例である。
交流電源10からの交流電圧は交流入力ラインであるRラインに印加される。Rラインは、R1ライン(第1の交流入力ライン)とR2ライン(第3の交流入力ライン)に接続されている。つまり、RラインはR1ラインとR2ラインに分岐している。交流電圧は、リアクトル12を介してR1ラインに印加され、リアクトル13を介してR2ラインに印加される。
また、交流電源10からの交流電圧はもう1つの交流入力ラインであるSラインに印加される。Sラインは、S1ライン(第2の交流入力ライン)とS2ライン(第4の交流入力ライン)に接続されている。つまり、SラインはS1ラインとS2ラインに分岐している。交流電圧は、リアクトル14を介してS1ラインに印加され、リアクトル15を介してS2ラインに印加される。なお、リアクトル12,13,14,15は、例えばトロイダルコイル等のコイルである。
ダイオードD3はR1ラインと出力ラインとの間に接続され、ダイオードD7はR2ラインと出力ラインとの間に接続され、ダイオードD4はS1ラインと出力ラインとの間に接続され、ダイオードD8はS2ラインと出力ラインとの間に接続されている。出力ラインはP側電極(正側の出力端子)に接続されている。
ダイオードD1はR1ラインと接地ラインとの間に接続され、ダイオードD2はS1ラインと接地ラインに接続され、ダイオードD5はR2ラインと接地ラインとの間に接続され、ダイオードD6はS2ラインと接地ラインとの間に接続されている。接地ラインはN側電極(負側の出力端子)に接続されている。
交流電源10によって印加される交流電圧は、ダイオードD1、D2、D3、D4から成る第1のダイオードブリッジ回路及びダイオードD5、D6、D7、D8から成る第2のダイオードブリッジ回路によって全波整流された後、P側電極とN側電極の間に接続されたコンデンサ23で平滑化される。この場合、N側電極は接地され、P側電極に正の直流電圧が出力電圧として発生する。
第1のスイッチング素子16は、R1ラインと接地ラインの間に抵抗RX1と直列接続され、かつ抵抗RX1とともにダイオードD1と並列に接続されている。第1のスイッチング素子16とダイオードD1は逆極性の(逆向きの電流が流れる)方向に接続される。
第2のスイッチング素子17は、S1ラインと接地ラインの間に抵抗RX1と直列接続され、かつ抵抗RX1とともにダイオードD2と並列に接続されている。第2のスイッチング素子17とダイオードD2は逆極性の(逆向きの電流が流れる)方向に接続される。
第3のスイッチング素子18は、R2ラインと接地ラインの間に抵抗RX2と直列接続され、かつ抵抗RX2とともにダイオードD5と並列に接続されている。第3のスイッチング素子18とダイオードD5は逆極性の(逆向きの電流が流れる)方向に接続される。
第4のスイッチング素子19は、S2ラインと接地ラインの間に抵抗RX2と直列接続され、かつ抵抗RX2とともにダイオードD6と並列に接続されている。第4のスイッチング素子19とダイオードD6は逆極性の(逆向きの電流が流れる)方向に接続される。
第1乃至第4のスイッチング素子16,17,18,19は、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等のトランジスタである。
分圧抵抗R3、R4は、P側電極とN側電極との間に直列に接続され、P側電極とN側電極との間に生じる出力電圧を分圧する。つまり、分圧抵抗R3、R4は出力電圧の分圧回路を形成し、それらの接続点から出力電圧の分圧信号を出力する。
駆動回路24は、制御回路26からの入力を第1及び第2のスイッチング素子16,17が駆動できる振幅に増幅して出力する。駆動回路25は、制御回路26からの入力を第3及び第4のスイッチング素子18,19が駆動できる振幅に増幅して出力する。
制御回路26は、抵抗RX1,RX2の電流検出結果と出力電圧の分圧信号に基づいて、第1乃至第4のスイッチング素子16,17,18,19がオン及びオフするタイミングを制御する。特に、制御回路26は、交流電源10からの交流電圧が正の時に、第1のスイッチング素子16と第3のスイッチング素子18がオン及びオフするタイミング(時点)を互いにシフトするように、第1のスイッチング素子16と第3のスイッチング素子18を制御する。つまり、第1及び第3のスイッチング素子16、18は、オンとオフを交互に繰り返すが、両者が、同時にオフ状態からオン状態にスイッチングし、同時にオン状態からオフ状態にスイッチングすることがないように制御されている。
同様に、制御回路26は、交流電源10からの交流電圧が負の時に第2のスイッチング素子17と第4のスイッチング素子19がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように第2のスイッチング素子17と第4のスイッチング素子19のスイッチングを制御するように構成されている。
また、第1乃至第4のスイッチング素子16,17,18,19のスイッチングノイズ
により発生する入出力のリップルを除去するためにフィルタ11を設けることができる。フィルタ11は、例えば、コイルとコンデンサを含むLC回路からなり、交流電源10とRラインおよびSラインの間に接続される。
===電源回路の動作===
続いて、本発明の実施形態の電源回路の動作を説明する。図2〜図5は、交流電源10の交流電圧がSライン(S1ライン、S2ライン)に対してRライン(R1ライン、R2ライン)が正となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
<第1のスイッチング素子16がオンの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して正で、第1のスイッチング素子16がオンとなる場合には、図2の一点鎖線で示す経路、すなわち、R1ライン(リアクトル12)→第1のスイッチング素子16→抵抗RX1の経路を経て、ダイオードD2→S1ライン(リアクトル14)の経路とダイオードD6→S2ライン(リアクトル15)という分岐した2つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源10へ向かうリターン電流は、S1ライン及びS2ラインに流れることになる。この期間にリアクトル12,14,15にエネルギーが蓄えられる。
<第1のスイッチング素子16がオフの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して正で、第1のスイッチング素子16がオフとなった場合、リアクトル12,14,15は、第1のスイッチング素子16がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図3の破線で示す経路、すなわち、R1ライン(リアクトル12)→ダイオードD3→コンデンサ23の経路を経て、ダイオードD2→S1ライン(リアクトル14)の経路とダイオードD6→S2ライン(リアクトル15)という分岐した2つの経路の電流が流れ、コンデンサ23が充電される。この期間に、リアクトル12,14,15に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ23に出力され、P側電極とN側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
<第3のスイッチング素子18がオンの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して正で、第3のスイッチング素子18がオンとなる場合には、図4の一点鎖線で示す経路、すなわち、R2ライン(リアクトル13)→第3のスイッチング素子18→抵抗RX2の経路を経て、ダイオードD2→S1ライン(リアクトル14)の経路とダイオードD6→S2ライン(リアクトル15)という分岐した2つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源10へ向かうリターン電流は、S1ライン及びS2ラインに流れることになる。この期間にリアクトル12,14,15にエネルギーが蓄えられる。
<第3のスイッチング素子18がオフの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して正で、第3のスイッチング素子18がオフとなった場合、リアクトル13,14,15は、第3のスイッチング素子18がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図5の破線で示す経路、すなわち、R2ライン(リアクトル13)→ダイオードD7→コンデンサ23の経路を経て、ダイオードD2→S1ライン(リアクトル14)の経路とダイオードD6→S2ライン(リアクトル15)という分岐した2つの経路の電流が流れ、コンデンサ23が充電される。この期間に、リアクトル13,14,15に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ23に出力され、P側電極とN側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
続いて、図6〜図9は、交流電源10の交流電圧がSライン(S1ライン、S2ライン)に対してRライン(R1ライン、R2ライン)が負となる場合の電源回路の動作を説明する図である。
<第2のスイッチング素子17がオンの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して負で、第2のスイッチング素子17がオンとなる場合には、図6の一点鎖線で示す経路、すなわち、S1ライン(リアクトル14)→第2のスイッチング素子17→抵抗RX1の経路を経て、ダイオードD1→R1ライン(リアクトル12)の経路とダイオードD5→R2ライン(リアクトル13)という分岐した2つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源10へ向かうリターン電流は、R1ライン及びR2ラインに流れることになる。この期間にリアクトル12,13,14にエネルギーが蓄えられる。
<第2のスイッチング素子17がオフの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して負で、第2のスイッチング素子17がオフとなった場合、リアクトル12,13,14は、第2のスイッチング素子17がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図7の破線で示す経路、すなわち、S1ライン(リアクトル14)→ダイオードD4→コンデンサ23の経路を経て、ダイオードD1→R1ライン(リアクトル12)の経路とダイオードD5→R2ライン(リアクトル13)という分岐した2つの経路の電流が流れ、コンデンサ23が充電される。
この期間に、リアクトル12,13,14に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ23に出力され、P側電極とN側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
<第4のスイッチング素子19がオンの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して負で、第4のスイッチング素子19がオンとなる場合には、図8の一点鎖線で示す経路、すなわち、S2ライン(リアクトル15)→第4のスイッチング素子19→抵抗RX2の経路を経て、ダイオードD1→R1ライン(リアクトル12)の経路とダイオードD5→R2ライン(リアクトル13)という分岐した2つの経路の電流が流れる。この場合、交流電源10へ向かうリターン電流は、R1ライン及びR2ラインに流れることになる。この期間にリアクトル12,13,15にエネルギーが蓄えられる。
<第4のスイッチング素子19がオフの場合>
Rラインの交流電圧がSラインに対して負で、第4のスイッチング素子19がオフとなった場合、リアクトル12,13,15は、第4のスイッチング素子19がオンの場合と同じ方向に電流を流そうとする。従って図9の破線で示す経路、すなわち、S2ライン(リアクトル15)→ダイオードD8→コンデンサ23の経路を経て、ダイオードD1→R1ライン(リアクトル12)の経路とダイオードD5→R2ライン(リアクトル13)という分岐した2つの経路の電流が流れ、コンデンサ23が充電される。
この期間に、リアクトル12,13,15に蓄えられていたエネルギーがコンデンサ23に出力され、P側電極とN側電極の間に発生する直流電圧が昇圧される。
上述のように、Rラインの交流電圧がSラインに対して正の場合、第1のスイッチング素子16と第3のスイッチング素子18がオンとオフを繰り返するが、制御回路26は、第1のスイッチング素子16と第3のスイッチング素子18がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように制御を行う。
すなわち、制御回路26は、第1のスイッチング素子16と第3のスイッチング素子18がオフ状態からオン状態にスイッチングするタイミングを互いにシフトし、オン状態からオフ状態にスイッチングするするタイミングを互いにシフトしている。
また、Rラインの交流電圧がSラインに対して負の場合、第2のスイッチング素子17と第4のスイッチング素子19がオン及びオフするが、制御回路26は、第2のスイッチング素子17と第4のスイッチング素子19がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように制御を行う。すなわち、制御回路26は、第2のスイッチング素子17と第4のスイッチング素子19がオフ状態からオン状態にスイッチングするタイミングを互いにシフトし、オン状態からオフ状態にスイッチングするするタイミングを互いにシフトしている。
これにより、第1乃至第4のスイッチング素子16,17,18,19のスイッチングによる電源回路の入出力のリップル電流を小さくすることができる。また、リップル電流を除去するためにフィルタ11を設ける場合には、リップル電流そのものが小さくなっているのでフィルタ11を小型化することができる。
図13は、Rラインの交流電圧がSラインに対して正の場合に、第1及び第3のスイッチング素子16、18のスイッチングのタイミングを説明するための図である。第1及び第3のスイッチング素子16、18は、オンとオフを交互に繰り返し、同じスイッチング周期(オン期間とこれに続くオフ期間の和)をもっているが、同時にオフ状態からオン状態にスイッチングし、同時にオン状態からオフ状態にスイッチングすることがないように制御されている。第1のスイッチング素子16のスイッチングによるR1ラインの電流波形、第3のスイッチング素子18のスイッチングによるR2ラインの電流波形も模式的に示されている。
このように、第1及び第3のスイッチング素子16、18のスイッチングのタイミングがずらされる結果、R1ラインとR2ラインの電流波形の位相も互いにシフトされる。Rラインの電流波形はR1ラインとR2ラインの電流波形が合成されたものになり、第1及び第3のスイッチング素子16、18のスイッチングによるリップル電流は小さくなることが分かる。なお、図13の中の0Aという符号が付いている横線は、電流ゼロの線を示している。
また、交流電源10へのリターン電流は、Rラインの交流電圧がSラインに対して正の場合は、S1ライン、S2ラインに分かれて流れ、Rラインの交流電圧がSラインに対して負の場合は、R1ライン、R2ラインに分かれて流れるので、リアクトル12,13,14,15を接続する場合に、リアクトル12,13,14,15を小型化することができる。
さらに、交流電源10へのリターン電流は、Rラインの交流電圧がSラインに対して正の場合はダイオードD2,D6に分かれて流れ、Rラインの交流電圧がSラインに対して負の場合は、ダイオードD1,D5に分かれて流れるので、負側のダイオードD1,D2,D5,D6は、正側のダイオードD3,D4,D7,D8に比べて、電流容量が小さいものを用いることができ、コストダウンを図ることができる。
さらにまた、抵抗RX1,RX2の電流検出結果と出力電圧の分圧信号に基づいて、第1乃至第4のスイッチング素子16,17,18,19がオン及びオフするタイミングを制御することにより、電源回路の力率改善、高調波抑制および直流電圧調整を行うことができる。
なお、本実施形態は、電源回路(昇圧コンバータ回路)を2個並列に設けし、それぞれの電源回路を構成する各スイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするというインターリーブ方式を採用したものであるが、3個以上の電源回路(昇圧コンバータ回路)を並列に設けて、それぞれの電源回路を構成する各スイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように構成しても良い。
10 交流電源
11 フィルタ
12、13、14、15 リアクトル
16 第1のスイッチング素子
17 第2のスイッチング素子
18 第3のスイッチング素子
19 第4のスイッチング素子
23 コンデンサ
24、25 駆動回路
26 制御回路

Claims (4)

  1. 正側の出力端子と、
    負側の出力端子と、
    交流電圧が印加される第1及び第2の交流入力ラインと、前記第1の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第1の整流素子(D1)と、前記第2の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第2の整流素子(D2)と、前記第1の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第3の整流素子(D3)と、前記第2の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第4の整流素子(D4)と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第1のブリッジ回路と、前記第1の整流素子(D1)と並列に接続された第1のスイッチング素子と、前記第2の整流素子(D2)と並列に接続された第2のスイッチング素子と、を備えた第1の電源回路と、
    前記第1の交流入力ラインと接続された第3の交流入力ラインと、前記第2の交流入力ラインと接続された第4の交流入力ラインと、前記第3の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第5の整流素子(D5)と、前記第4の交流ラインと前記負側の出力端子の間に接続された第6の整流素子(D6)と、前記第3の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第7の整流素子(D7)と、前記第4の交流ラインと前記正側の出力端子の間に接続された第8の整流素子(D8)と、を含み、前記正側の出力端子と前記負側の出力端子の間に前記交流電圧を全波整流した出力電圧を発生する第2のブリッジ回路と、前記第5の整流素子(D5)並列に接続された第3のスイッチング素子と、前記第6の整流素子(D6)と並列に接続された第4のスイッチング素子と、を備えた第2の電源回路と、
    前記交流電圧が正の時に、前記第1のスイッチング素子と前記第3のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトし、前記交流電圧が負の時に前記第2のスイッチング素子と前記第4のスイッチング素子がオン及びオフするタイミングを互いにシフトするように前記第1乃至第4のスイッチング素子のスイッチングを制御する制御回路と、を備え、前記第1、第2、第5及び第6の整流素子(D1,D2,D5,D6)は、前記第3、第4、第7及び第8の整流素子(D3,D4,D7,D8)に比べて電流容量が小さいことを特徴とする電源回路。
  2. 前記第1乃至第4の交流入力ラインにそれぞれ接続された第1乃至第4のリアクトルを備え、前記第1乃至第4の交流入力ラインには、それぞれ第1乃至第4のリアクトルを介して交流電圧が印加されることを特徴とする請求項1に記載の電源回路。
  3. 前記第1乃至第4のスイッチング素子のスイッチングにより発生するリップルを除去するフィルタを備えることを特徴とする請求項1に記載の電源回路。
  4. 前記第1及び第2のスイッチング素子に流れる電流を検出する第1の電流検出素子と、
    前記第3及び第4のスイッチング素子に流れる電流を検出する第2の電流検出素子と、を備え、前記制御回路は前記第1及び第2の電流検出素子の検出結果と前記出力電圧の分圧信号に基づいて、前記第1乃至第4のスイッチング素子のスイッチングを制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の電源回路。
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