JPH02254974A - Rectifier circuit provided with power-factor improvement circuit - Google Patents

Rectifier circuit provided with power-factor improvement circuit

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JPH02254974A
JPH02254974A JP7575689A JP7575689A JPH02254974A JP H02254974 A JPH02254974 A JP H02254974A JP 7575689 A JP7575689 A JP 7575689A JP 7575689 A JP7575689 A JP 7575689A JP H02254974 A JPH02254974 A JP H02254974A
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JP
Japan
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switching means
current
value
circuit
inductance
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JP7575689A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Takahashi
弘行 高橋
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make an output voltage constant within a wide range from a light load to a rated load by employing a chopper circuit including a power- factor improvement circuit. CONSTITUTION:Off-control means 14, 15 turn a switching means 8 off when the value of a current, conducted through the switching means 8, has exceeded a predetermined value and on-control means 16, 17, 18 turn the switching means 8 on after a delay time corresponding reversely to the value of the current, conducted through the switching means 8, whereby the delay time is lengthened upon a light load. According to this constitution, the period of ON/OFF of the switching means 8 is lengthened in a light load and the on-duty of the same becomes small. The period of ON/OFF is controlled in such a manner and, therefore, the duty is controlled even upon the light load, not capable of shortening the on-period of the switching means 8, and an output voltage may be controlled to a given value corresponding to a predetermined value especially within the range of the light load.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、整流回路に関し、特に、交流入力電流の波形
を正弦波状にすることによって、力率を改善する整流回
路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a rectifier circuit, and particularly to a rectifier circuit that improves the power factor by making the waveform of an AC input current sinusoidal.

(従来の技術〕 交流入力を整流して負荷に与える整流回路での力率を向
上させるにおいて、例えば、コンデンサインプット形整
流回路では、直流電圧のりプル値を小さくおさえるため
に、平滑用コンデンサの容量を大きくしなければならな
い、これにより、整流電流の尖頭値(突入電流値)が大
きくなって。
(Prior art) In order to improve the power factor in a rectifier circuit that rectifies AC input and supplies it to a load, for example, in a capacitor input type rectifier circuit, the capacitance of a smoothing capacitor is used to suppress the DC voltage ripple value. must be increased, which increases the peak value (inrush current value) of the rectified current.

その結果、力率が低下し、高調波の発生を含めた悪影響
が現われる。
As a result, the power factor decreases and negative effects including the generation of harmonics appear.

このため、これに代って整流回路で整流した脈流を、チ
ョッパ回路でスイッチングする方法が提案されている(
特開昭53−5755号公報、特公昭60−4672号
公報)、基本的にはいずれも、交流入力電流が正弦波と
なるよう、チョッパ回路をPWM制御するものである。
Therefore, an alternative method has been proposed in which the pulsating current rectified by a rectifier circuit is switched by a chopper circuit (
JP-A-53-5755 and JP-B-60-4672), both basically perform PWM control on the chopper circuit so that the AC input current becomes a sine wave.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし、この方式は、負荷が広範囲に変化する場合、軽
負荷において出力電圧が上昇するという問題がある。そ
の理由は、チョッパ回路に使用したトランジスタ等の、
スイッチング速度が遅いなどにより、パルス幅を一定値
以下に制御しえなくなるからである。
However, this method has a problem in that when the load changes over a wide range, the output voltage increases at light loads. The reason is that the transistors used in the chopper circuit, etc.
This is because the pulse width cannot be controlled below a certain value due to slow switching speed or the like.

本発明は、力率改善回路を含むチョッパ回路により、軽
負荷から定格負荷まで広い範囲に渡って出力電圧を一定
にすることを目的とする。
An object of the present invention is to make the output voltage constant over a wide range from light loads to rated loads using a chopper circuit including a power factor correction circuit.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明では、交流入力(1)を整流する整流手段(5)
、平滑用コンデンサ(9)、整流手段(5)と平滑用コ
ンデンサ(9)の間に介挿されたインダクタンス(6)
、整流手段(5)の出力を平滑用コンデンサ(9)に与
えるためのスイッチング手段(8)を含むチョッパ回路
(8,12,13,15,19)、および、スイッチン
グ手段(8)のオン/オフを、交流入力電流が正弦波と
なるようにPWM制御する力率改善回路(7,10゜1
4〜18)、を備える整流回路において、力率改善回路
(7,10,14〜18)を、インダクタンス(6)に
並列に巻かれた二次巻線(7)、スイッチング手段(8
)を流れる電流値を検出する電流検出手段(10)、二
次巻線(7)の電圧の立下りより、電流検出手段(10
)が検出した電流値に逆対応する遅れ時間(r o )
後にスイッチング手段(8)をオンに転するオン制御手
段(16,17,18)、および、電流検出手段(10
)が検出した電流値が所定値を越えたとき前記スイッチ
ング手段(8)をオフに転するオフ制御手段(14,1
5)、を備える。
In the present invention, a rectifying means (5) for rectifying the AC input (1)
, a smoothing capacitor (9), an inductance (6) inserted between the rectifying means (5) and the smoothing capacitor (9)
, a chopper circuit (8, 12, 13, 15, 19) including a switching means (8) for giving the output of the rectifying means (5) to the smoothing capacitor (9), and an on/off switch of the switching means (8). A power factor correction circuit (7,10°1
4 to 18), the power factor correction circuit (7, 10, 14 to 18) is connected to a secondary winding (7) wound in parallel to the inductance (6), and a switching means (8).
), the current detecting means (10) detects the current value flowing through the current detecting means (10), and the current detecting means (10) detects the current value flowing through the
) is the delay time (r o ) that corresponds inversely to the current value detected by
ON control means (16, 17, 18) which later turns on the switching means (8), and current detection means (10).
) turns off the switching means (8) when the current value detected by the switch exceeds a predetermined value.
5).

〔作用〕[Effect]

オフ制御手段(14,15)が、スイッチング手段(8
)を流れる電流値が所定値を越えたときスイッチング手
段(8)をオフに転じ、オン制御手段(16,17,1
8)がスイッチング手段(8)に流れる電流値に逆対応
する遅れ時間(T o )後にスイッチング手段(8)
をオンに転するので、低負荷(所定値が低く設定されて
いる)ときには遅れ時間(T o )が長くなる。
The off control means (14, 15) is connected to the switching means (8
) exceeds a predetermined value, the switching means (8) is turned off and the on control means (16, 17, 1
8) after a delay time (T o ) which corresponds inversely to the value of the current flowing through the switching means (8).
, the delay time (T o ) becomes longer when the load is low (the predetermined value is set low).

これにより、低負荷では、スイッチング手段(8)のオ
ン/オフの周期が長くなり、オンデユーテイが小さくな
る。このようにオン/オフ周期を制御するので、スイッ
チング手段(8)のオン期間を短く1得ない低負荷のと
きでも、デユーティが制御されることになり、デユーテ
ィコントロールの幅が広がり、負荷の広い範囲に渡って
、特に低負荷の範囲において、出力電圧を前記所定値対
応の一定値に制御することができる。
As a result, at low loads, the on/off period of the switching means (8) becomes longer and the on-duty becomes smaller. Since the on/off period is controlled in this way, the on-period of the switching means (8) is shortened so that the duty can be controlled even when the load is low, increasing the range of duty control and reducing the load. The output voltage can be controlled to a constant value corresponding to the predetermined value over a wide range, particularly in a low load range.

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の
実施例の説明より明らかになろう。
Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の一実施例を示す。インダクタンス6、
スイッチング素子8.ダイオード20およびコンデンサ
9は、昇圧形DC/DCコンバータ回路22を形成して
いる。5は整流用ダイオードブリッジである。インダク
タンス2,3およびコンデンサ4は、スイッチングノイ
ズが電源に逆流するのを防止するノイズカットフィルタ
21を構成している。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. Inductance 6,
Switching element 8. Diode 20 and capacitor 9 form a step-up DC/DC converter circuit 22. 5 is a rectifying diode bridge. Inductances 2 and 3 and capacitor 4 constitute a noise cut filter 21 that prevents switching noise from flowing back into the power supply.

昇圧形DC/DCコンバータ22においては、スイッチ
ング素子8がオンするとインダクタンス6にエネルギが
蓄積され、スイッチング素子8がオフすると放出されて
負荷11へ電流が流れる。
In the step-up DC/DC converter 22, when the switching element 8 is turned on, energy is stored in the inductance 6, and when the switching element 8 is turned off, energy is released and current flows to the load 11.

スイッチング素子8は、フリップフロップ17がセット
状a(Q=H)のときオンで、ブリップフロップ17が
リセットされる(Q=L)と、オフになる。電源検出器
10がスイッチング素子8に流れる電流を検出し、この
電流値が所望のインダクタンス電流ピーク値に対応した
しきい値に達すると、比較器15がフリップフロップ1
7をリセット(スイッチング素子8をオフに)する。
The switching element 8 is turned on when the flip-flop 17 is in the set state a (Q=H), and turned off when the flip-flop 17 is reset (Q=L). The power supply detector 10 detects the current flowing through the switching element 8, and when this current value reaches a threshold value corresponding to the desired inductance current peak value, the comparator 15 detects the current flowing through the flip-flop 1.
7 (turn off switching element 8).

出力電圧指示値は、ポテンショメータでなる電圧発生器
12が発生し、電圧発生器12が発生する。出力電圧指
示値を指定する電圧と出力電圧(負荷電圧)の差電圧を
制御アンプ13が発生し。
The output voltage command value is generated by a voltage generator 12 made of a potentiometer. The control amplifier 13 generates a difference voltage between the voltage specifying the output voltage command value and the output voltage (load voltage).

掛算器14が、インダクタンス6の入力電圧と制御アン
プ13の出力電圧振幅を乗算して積を、しきい値(所定
値:電圧発生器12の設定に対応する)として発生する
A multiplier 14 multiplies the input voltage of the inductance 6 and the output voltage amplitude of the control amplifier 13 to generate the product as a threshold value (predetermined value: corresponding to the setting of the voltage generator 12).

スイッチング素子8がオフになると、インダクタンス6
はダイオード20を通して負荷11に電流を流す。イン
ダクタンス6に蓄積されたエネルギが無くなると、イン
ダクタンス6に流れる電流TLが零になり、二次インダ
クタンス7の電圧が零になる。
When the switching element 8 is turned off, the inductance 6
causes current to flow through the diode 20 to the load 11. When the energy stored in the inductance 6 is exhausted, the current TL flowing through the inductance 6 becomes zero, and the voltage across the secondary inductance 7 becomes zero.

二次インダクタンス7の電圧は、電圧制御形デイレイ回
路18に入力される。電圧制御形デイレイ回路18は、
入力信号を、デイレイ時間T口だけ遅らせて出力する。
The voltage across the secondary inductance 7 is input to a voltage controlled delay circuit 18 . The voltage controlled delay circuit 18 is
The input signal is output after being delayed by a delay time T.

このデイレイ時間Toは、第2図に示すように、電流検
出器lOが検出したスイッチング素子8の電流値(ロー
パスフィルタ16で平均化した値)に対して逆対応した
値である。すなわち、電圧制御形デイレイ回路18は。
As shown in FIG. 2, this delay time To is a value that corresponds inversely to the current value of the switching element 8 (the value averaged by the low-pass filter 16) detected by the current detector IO. In other words, the voltage controlled delay circuit 18.

スイッチング素子8の電流値に逆対応するデイレイ時間
TOの後に入力信号を出力する。
The input signal is output after a delay time TO which corresponds inversely to the current value of the switching element 8.

フリップフロップ17は、電圧制御形デイレイ回路18
の出力信号の立下りでリセットされて。
The flip-flop 17 is a voltage controlled delay circuit 18
It is reset at the falling edge of the output signal.

すなわち二次インダクタンス7の出力が零に立下ってか
らTO後にセットされて、そのQ出力をHとし、これに
よりスイッチング素子8がオンに転する。
That is, after the output of the secondary inductance 7 falls to zero, it is set after TO, and its Q output is set to H, thereby turning on the switching element 8.

第3図に、デイレイ時間Toが零の場合の、スイッチン
グ素子8のコレクタ/エミッタ間電圧vc荘とインダク
タンス6に流れる電流値ILの関係を示す、第3図に示
すように、デイレイ時間Toが零の場合は、インダクタ
ンス6の電流が零になるとすぐスイッチング素子8が再
度オンになる。
FIG. 3 shows the relationship between the collector/emitter voltage vc of the switching element 8 and the current value IL flowing through the inductance 6 when the delay time To is zero. In the case of zero, the switching element 8 is turned on again as soon as the current in the inductance 6 becomes zero.

第4図には、ある値のデイレイ時間Toがある場合の、
Vc4とILどの関係を示す、第2図に示すように、出
力電流が少くなるに従ってデイレイ時間TDを増加させ
ると、スイッチング素子8のオン/オフ周期がその増加
分長くなり、オンデユーテイが小さくなる。このように
オン/オフ周期を制御するので、スイッチング手段(8
)のオン期間を短くし得ない低負荷のときでも、デユー
ティが制御されることになり、デユーティコントロール
の幅が広がり、特に低負荷の範囲において、出力電圧が
、掛算器14が出力するしきい値に対応した一定値とな
る。
In Fig. 4, when there is a certain value of delay time To,
As shown in FIG. 2, which shows the relationship between Vc4 and IL, when the delay time TD is increased as the output current decreases, the on/off period of the switching element 8 becomes longer by the increased amount, and the on-duty becomes smaller. Since the on/off period is controlled in this way, the switching means (8
) The duty is controlled even at low loads where the on-period of It becomes a constant value corresponding to the threshold value.

第5図に、出力電流I outと出力電圧Voutとの
関係を示す。デイレイ時間T0を導入しない従来の場合
には、点線で示すように、低負荷領域で出力電圧が所望
値よりも高くなってしまうが、前述のようなデイレイ時
間Toを導入することにより、低負荷領域でも出力電圧
が所望値に設定される。
FIG. 5 shows the relationship between the output current I out and the output voltage Vout. In the conventional case where the delay time T0 is not introduced, the output voltage becomes higher than the desired value in the low load region as shown by the dotted line, but by introducing the delay time To as described above, the output voltage becomes higher than the desired value in the low load region The output voltage is also set to a desired value in this region.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の通り本発明によれば、オフ制御手段(14゜15
)が、スイッチング手段(8)を流れる電流値が所定値
を越えたときスイッチング手段(8)をオフに転じ、オ
ン制御手段(16,17,18)がスイッチング手段(
8)に流れる電流値に逆対応する遅れ時間(TO)後に
スイッチング手段(8)をオンに転するので、低負荷(
所定値が低く設定されている)ときには遅れ時間(T 
o )が長くなる。
As described above, according to the present invention, the off control means (14°15
) turns off the switching means (8) when the current value flowing through the switching means (8) exceeds a predetermined value, and the on control means (16, 17, 18) turns off the switching means (
Since the switching means (8) is turned on after a delay time (TO) that corresponds inversely to the current value flowing through the circuit (8), a low load (
When the predetermined value is set low), the delay time (T
o) becomes longer.

これにより、低負荷では、スイッチング手段(8)のオ
ン/オフの周期が長くなり、オンデユーテイが小さくな
る。このようにオン/オフ周期を制御するので、スイッ
チング手段(8)のオン期間を短くし得ない低負荷のと
きでも、デユーティが制御されることになり、デユーテ
ィコントロールの幅が広がり、負荷の広い範囲に渡って
、特に低負荷の範囲において、出力電圧を前記所定値対
応の一定値に制御することができる。
As a result, at low loads, the on/off period of the switching means (8) becomes longer and the on-duty becomes smaller. Since the on/off period is controlled in this way, the duty can be controlled even when the load is low and it is not possible to shorten the on period of the switching means (8), thereby expanding the range of duty control and reducing the load. The output voltage can be controlled to a constant value corresponding to the predetermined value over a wide range, particularly in a low load range.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の一実施例のブロック図である。 第2図は、第11!Iに示す電圧制御形デイレイ回路1
8の制御電圧(出力電流I out)と、デイレイ時間
Toとの関係を示すグラフである。 第3図および第4図は、第1図に示すスイッチング素子
8のコレクタ/エミッタ間電圧vc!とインダクタンス
6の電流ILとの関係を示すタイムチャートであり、第
3図はデイレイ時間TOが零の場合を、第4Ysはデイ
レイ時J!l T oがある値の場合を、示す。 第5図は、第1図に示す昇圧DC/DCコンバータ22
の出力電流1 outと出力電圧Voutとの関係を示
すグラフであり、実線が第1図に示すコンダークの出力
特性を示し、破線は従来のものの出力特性を示す。 1:交流電源        2,3:インダクタンス
4:コンデンサ       5:ダイオードブリッジ
(整流手段)6:インダクタンス(インダクタンス)7
:二次インダクタンス(二次巻線) 8ニスイツチング素子(スイッチング手段)9:コンデ
ンサ(平滑用コンデンサ) 10:電流検出器(電流検出手段)
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. Figure 2 is number 11! Voltage controlled delay circuit 1 shown in I
8 is a graph showing the relationship between the control voltage (output current I out) and the delay time To. 3 and 4 show the collector/emitter voltage vc! of the switching element 8 shown in FIG. 1. FIG. 3 is a time chart showing the relationship between the current IL of the inductance 6 and the current IL of the inductance 6. FIG. 3 shows the case when the delay time TO is zero, and the fourth Ys shows the case when the delay time J! The case where l T o has a certain value is shown below. FIG. 5 shows the step-up DC/DC converter 22 shown in FIG.
2 is a graph showing the relationship between the output current 1 out and the output voltage Vout, in which the solid line shows the output characteristics of the conductor shown in FIG. 1, and the broken line shows the output characteristics of the conventional one. 1: AC power supply 2, 3: Inductance 4: Capacitor 5: Diode bridge (rectifier) 6: Inductance (inductance) 7
: Secondary inductance (secondary winding) 8 Switching element (switching means) 9: Capacitor (smoothing capacitor) 10: Current detector (current detection means)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 交流入力を整流する整流手段、平滑用コンデンサ、整流
手段と平滑用コンデンサの間に介挿されたインダクタン
ス、該整流手段の出力を平滑用コンデンサに与えるため
のスイッチング手段を含むチョッパ回路、および、前記
スイッチング手段のオン/オフを、交流入力電流が正弦
波となるようにPWM制御する力率改善回路、を備える
整流回路において、 前記力率改善回路は、前記インダクタンスに並列に巻か
れた二次巻線、前記スイッチング手段を流れる電流値を
検出する電流検出手段、一前記二次巻線の電圧の立下り
より、該電流検出手段が検出した電流値に逆対応する遅
れ時間後に前記スイッチング手段をオンに転するオン制
御手段、および、前記電流検出手段が検出した電流値が
所定値を越えたとき前記スイッチング手段をオフに転ず
るオフ制御手段、を備えることを特徴とする、 力率改善回路を有する整流回路。
[Claims] Includes a rectifying means for rectifying AC input, a smoothing capacitor, an inductance inserted between the rectifying means and the smoothing capacitor, and a switching means for applying the output of the rectifying means to the smoothing capacitor. A rectifier circuit comprising a chopper circuit and a power factor correction circuit that performs PWM control to turn on/off the switching means so that the AC input current becomes a sine wave, the power factor correction circuit being connected in parallel to the inductance. A wound secondary winding, a current detection means for detecting the current value flowing through the switching means, and a delay time that corresponds inversely to the current value detected by the current detection means from the fall of the voltage of the secondary winding. It is characterized by comprising an on control means that later turns on the switching means, and an off control means that turns off the switching means when the current value detected by the current detection means exceeds a predetermined value. Rectifier circuit with power factor correction circuit.
JP7575689A 1989-03-28 1989-03-28 Rectifier circuit provided with power-factor improvement circuit Pending JPH02254974A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010074895A (en) * 2008-09-17 2010-04-02 Sony Corp Power supply device

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