JPH03226267A

JPH03226267A - 電源回路

Info

Publication number: JPH03226267A
Application number: JP2108990A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Shimizu; 恵一清水
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1991-10-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、低周波交流を直流を介して高周波交流に変換
して出力する電源回路に関する。

（従来の技術）近年、商用交流電源に接続される照明用のインダクタな
どの電源回路の入力電流に対する高周波の規制は年々厳
しくなってきている。そして、従来のように、単に高効
率であることだけでは不十分であり、低歪入力を実現す
る回路が要求されている。

そして、このように低歪入力を実現するために、入力に
チョッパ回路を設けて、入力電流を制御する構成が知ら
れている。

ところが、入力にチョッパ回路を設けると、電源回路の
構成が、チョッパ回路とインバータ回路の２段変換とな
って部品点数が増加し、安価に構成することができない
。

そこで、たとえば特開昭６１−９４５６９号公報に示さ
れる構成が知られている。この回路は、第４図に示すよ
うに、商用交流電源１．の出力端に、整流回路２が接続
され、この整流回路２の出力端の一方に、リアクタ３の
一端が接続され、リアク夕３の他端には、平滑用の電解
コンデンサ４が接続されている。

また、電解コンデンサ４に対して並列に、逆導通形スイ
ッチ５および逆導通形スイッチ６の直列回路が接続され
るとともに、２つのコンデンサ７．８の直列回路が接続
され、逆導通形スイッチ５および逆導通形スイッチ６の
接続点は、整流回路２の他端に接続されている。

そうして、２つの逆導通形スイッチ５，６の接続点と、
２つのコンデンサ７．８の接続点との間に、負荷９が接
続されている。

そして、逆導通形スイッチ５と逆導通形スイッチ６とが
交互に高周波にてオン・オフを繰返し、インバータの動
作をするとともに、電源の正の半サイクルは逆導通形ス
イッチ５が、負の半サイクルは逆導通形スイッチ６が、
チョッパの動作をして電解コンデンサ４を充電する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、上記従来の回路の場合、一定のスイッチ
ング周波数で、逆導通形スイッチ５および逆導通形スイ
ッチ６を動作させれば、入力力率については高く保持す
ることはできるが、負荷変動があった場合には、直流電
圧の変動が大きく、軽負荷時には過電圧となる問題を有
している。

本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、軽負荷時の
過電圧を防止するとともに、電圧変動特性の安定した電
源回路を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は、昇圧形チョッパ回路およびプッシュプル形イ
ンバータ回路のスイッチング素子を兼用した電源回路に
おいて、基準電圧を発生する基準電圧源と、前記昇圧形
チョッパ回路の出力および前記基準電圧源の電圧を比較
する比較回路と、この比較回路の出力に従って周波数を
変化する電圧制御発振器と、この電圧制御発振器の出力
周波数に従って前記スイッチング素子をオン・オフさせ
る駆動回路とを具備したものである。

（作用）本発明は、昇圧形チョッパ回路で昇圧するとともに、プ
ッシュプル形インバータ回路で逆変換を行なう。そして
、昇圧形チョッパ回路の出力と基準電圧源の電圧とを比
較回路で比較し、電圧制御発振器はこの比較回路の出力
に従って周波数を変化し、駆動回路はこの電圧制御発振
器の出力に従ってスイッチング素子をオン・オフする。

（実施例）以下、本発明の電源回路の一実施例を図面を参照して説
明する。

第１図において、１１は商用交流電源で、この商用交流
電源１１は、整流回路としてのダイオードブリッジ１２
の入力端に接続され、ダイオードブリッジ１２の正極出
力端は、インダクタ１３を介して、２つのダイオード１
４．１５の接続点に接続され、ダイオード１５の他端は
ダイオードブリッジ１２の負極出力端に接続されている
。また、ダイオード１４およびダイオード１５には、そ
れぞれ電界効果トランジスタ１６または電界効果トラン
ジスタ１７が接続され、ダイオード■４および電界効果
トランジスタ１６で−のスイッチング素子としての逆導
通形スイッチ１８を形成し、ダイオード１５および電界
効果トランジスタ１７で他のスイッチング素子としての
逆導通形スイッチ１９を形成している。なお、これら逆
導通形スイッチ１８．１９は昇圧形チョッパ回路および
プッシュプル形の１つであるハーフブリッジ形インバー
タ回路のスイッチング機能を有している。

そして、これら直列に接続された逆導通形スイッチ１８
．１９に並列に平滑コンデンサ２１が接続されてい−る
。

また、この平滑コンデンサ２１には、この平滑コンデン
サ２１の電圧を分圧する分圧回路２２が接続され、この
分圧回路２２は基準電圧を発生する基準電圧源２３とと
もに、電圧を比較する比較回路２４に接続されている。

さらに、この比較回路２４は、この比較回路の出力に従
って出力周波数を変化する電圧制御発振器２５に接続さ
れ、この電圧制御発振器２５は２つの駆動回路２６．２
？に接続され、これら駆動回路２６．２７は、それぞれ
電界効果トランジスタ１６．　１７のゲートに接続され
ている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

商用交流電源１１からの電力をダイオードブリッジ１２
を介して入力する。この状態で電界効果トランジスタＩ
６および電界効果トランジスタ１７を高周波で交互にオ
ン・オフさせ、ハーフブリッジ形インバータ回路および
昇圧形チョッパ回路としての機能を行なう。

このとき、分圧回路２２は、平滑コンデンサ２１の電圧
を分圧して、比較回路２４に入力する。比較回路２４で
は、分圧回路２２からの電圧が基準電圧源２３からの電
圧より高いときは、過電圧と判断し、電圧制御発振器２
５の周波数を高くさせ、電界効果トランジスタ１６．１
７のオン時間を短かくさせて、インダクタ１３に蓄えら
れるエネルギーを減少させて目標の電圧値に設定する。

反対に、分圧回路２２からの電圧が基準電圧源２３から
の電圧より低いときは、電圧が低いと判断し、電圧制御
発振器２５の周波数を低くさせ、電界効果トランジスタ
１６．１７のオン時間を長くさせて、インダクタ１３に
蓄えられるエネルギーを増加させて目標の電圧値に設定
する。

このようにして、平滑コンデンサ２１の電圧を一定にし
、電圧変動を小さくする。

また、他の実施例を第２図を参照して説明する。

この第２図に示す回路は、第１図の回路のインダクタ１
３をなくシ、ダイオードブリッジ１２の出力端間に分圧
用の２つのコンデンサ３］、　３２を接続し、ダイオー
ドブリッジ１２の正極出力端およびコンデンサ３１の接
続点と、逆導通形スイッチ１８および平滑コンデンサ２
１の接続点との間にダイオード３３およびインダクタ３
４の直列回路を接続するとともに、ダイオードブリッジ
１２の負極出力端およびコンデンサ３２の接続点と、逆
導通スイッチ１９および平滑コンデンサ２１の接続点と
の間にダイオード３５オヨヒインダクタ３６の直列回路
を接続したものである。

次に、上記実施例の動作について説明する。

商用交流電源１１からの電力をダイオードブリッジ１２
を介して入力する。これにより、コンデンサ３１および
コンデンサ３２で、それぞれｌ／２に分圧され、２つの
直流電源となる。この状態で電界効果トランジスタ１６
および電界効果トランジスタ１７を高周波で交互にオン
・オフさせる。

まず、電界効果トランジスタ１６をオンさせ、電界効果
トランジスタ１７をオフさせる。これにより、コンデン
サ３１の電荷は、コンデンサ３１、ダイオード３３、イ
ンダクタ３４、電界効果トランジスタ１６およびコンデ
ンサ３１の経路にて流れ、インダクタ３４が、コンデン
サ３１からエネルギーを蓄える。

また、コンデンサ３２の電荷は、コンデンサ３２、ダイ
オード１４、平滑コンデンサ２１、インダクタ３６、ダ
イオード３５およびコンデンサ３２の経路にて流れ、イ
ンダクタ３６がエネルギーを放出して、平滑コンデンサ
２１を充電する。

次に、電界効果トランジスタ１６をオフさせ、電界効果
トランジスタ１７をオンさせる。これにより、コンデン
サ３１の電荷は、コンデンサ３１、ダイオード３３、イ
ンダクタ３４、平滑コンデンサ２１、ダイオード１５お
よびコンデンサ３１の経路に流れ、インダクタ３４がエ
ネルギーを放出して、平滑コンデンサ２１を充電する。

また、コンデンサ３２の電荷は、コンデンサ３２、電界
効果トランジスタ１７、インダクタ３６、ダイオード３
５およびコンデンサ３２の経路にて流れ、インダクタ３
６が、コンデンサ３２からのエネルギーを蓄える。

このような動作を繰返して、１８０°位相差のある２つ
の昇圧形チョッパ回路動作を行なう。

さらに、電界効果トランジスタ１６および電界効果トラ
ンジスタ１７が交互に高周波でオン・オフすることによ
り、ハーフブリッジ形インバータ回路としての動作を行
ない、負荷に高周波を供給する。

そして、第１図に示す回路と同様に、駆動回路２６．２
７を制御し、電界効果トランジスタ１６．１７のオン・
オフを制御し、出力を一定にする。

さらに、他の実施例を第３図を参照して説明する。

この第３図に示す回路は、ダブルエンド・プッシュプル
形のインバータ回路を備えたもので、商用交流電源１１
にダイオードブリッジ１２の入力端が接続され、このダ
イオードブリッジ１２の正極出力端は、インダクタ１３
、ダイオード４１および定電流用インダクタ４２を介し
て、リーケージトランス４３の第１の巻線４４の中間に
接続されている。なおリーケージトランス４３の第２の
巻線４５には負荷４６が接続されている。また、第１の
巻線イ４に対して並列に共振用コンデンサ４７が接続さ
れ、第１の巻線４４の一端には、ダイオード４８が接続
され、このダイオード４８は、インダクタ１３およびダ
イオード４１の接続点に一端が接続されたダイオード４
９とともに、スイッチング素子としてのトランジスタ５
０のコレクタに接続され、このトランジスタ５０のエミ
ッタは、ダイオードブリッジ１２の負極出力端に接続さ
れている。一方、リーケージトランス４３の第１の巻線
４４の他端には、スイッチング素子としてのトランジス
タ５１のコレクタが接続され、このトランジスタ５１の
エミッタは、ダイオードブリッジ１２の負極出力端に接
続されている。また、ダイオード４１および定電流用イ
ンダクタ４２の接続点と、ダイオードブリッジ！２の負
極出力端との間には、平滑コンデンサ２１が接続されて
いる。

そして、第１図に示す回路と同様に、この平滑コンデン
サ２１には分圧回路２２が接続され、この分圧回路２２
は基準電圧源２３とともに比較回路２４に接続され、こ
の比較回路２４は、電圧制御発振器２５を介して、第１
図に示す２つの駆動回路２６．２７の機能を備えたたと
えばトランスなどにて構成される駆動回路５２が接続さ
れ、この駆動回路５２の出力端は、２つのトランジスタ
５０．５１のペースにそれぞれ接続されている。

次に、上記実施例の動作について説明する。

商用交流電源１１からの電力をダイオードブリッジ１２
にて整流し、平滑コンデンサ２１を充電する。

この状態でトランジスタ５０．５１を高周波で交互にオ
ン鳴オフさせる。

まず、トランジスタ５０をオンさせ、トランジスタ５１
をオフさせる。これにより、平滑コンデンサ２１の電荷
は、平滑コンデンサ２１、定電流用インダクタ４２、第
１の巻線４４の一端側、ダイオード４８、トランジスタ
５０および平滑コンデンサ２１の経路にて流れ、また、
インダクタ１３にはエネルギーが蓄積される。

次に、トランジスタ５θをオフさせ、トランジスタ５１
をオンさせる。これにより、平滑コンデンサ２１の電荷
は、平滑コンデンサ２１、定電流用インダクタ４２、第
１の巻線４４の他端側、トランジスタ５０および平滑コ
ンデンサ２１の経路にて流れ、インダクタ１３のエネル
ギーは放出される。

そうして、第１図に示す回路と同様に、駆動回路５２を
制御し、トランジスタ５０．５１のオン・オフを制御し
、出力を一定にする。

〔発明の効果〕

本発明によれば、昇圧形チョッパ回路の出力を基準電圧
と比較して、スイッチング素子を電圧制御発振器の出力
に従った駆動回路で制御するので、軽負荷時の過電圧を
防止するとともに電圧変動特性を安定させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は同上
他の実施例を示す回路図、第３図はさらに他の実施例を
示す回路図、第４図は従来例を示す回路図である。１８、　　＋９．５０．５１・・スイッチング素子、２
３・・基準電圧源、２４・・比較回路、２５・・電圧制
御発振器、２６．２７．５２・・駆動回路。ブリきＩ」」

Claims

【特許請求の範囲】

（１）昇圧形チョッパ回路およびプッシュプル形インバ
ータ回路のスイッチング素子を兼用した電源回路におい
て、基準電圧を発生する基準電圧源と、前記昇圧形チョッパ回路の出力および前記基準電圧源の
電圧を比較する比較回路と、この比較回路の出力に従って周波数を変化する電圧制御
発振器と、この電圧制御発振器の出力周波数に従って前記スイッチ
ング素子をオン・オフさせる駆動回路とを具備したことを特徴とする電源回路。