JPH04156277A - 電源装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は、交流電源から安定な直流電源をつくるスイ
ッチング方式の電源装置（ＡＣ／ＤＣコンバータ）に関
し、特に、入力電圧と入力電流とがほぼ同じ波形でほぼ
同位相で変化するように動作させる力率改善方式の電源
装置に関する。

（従来の技術） 力率改善方式の電源装置として第３図に示す構成が知ら
れている。これは、交流電源を全波整流する整流回路１
０の出力を昇圧形チョッパ回路に加えて安定な直流出力
を得るものである。

チョッパ回路はよく知られた構成で、以下のように交流
電源より充分に高い周波数でオン・オフ駆動されるスイ
ッチング素子Ｑ１と、このスイッチング素子Ｑ１ととも
に整流回路１０の出力間に直列接続されたインダクタＬ
１と、スイッチング素子Ｑ１のオフ時にインダクタＬ１
を通して電流が流れるようにスイッチング素子Ｑ１の両
端に直列接続されたダイオードＤ１とコンデンサＣ１と
からなる。コンデンサＣ１は相当大きな容量があり、こ
れの両端から平滑化され電圧安定化された直流出力が取
り出される。なお、入力側のコンデンサ１８は高周波リ
ップルを吸収するための小容量のコンデンサで、本装置
に必須のものではない。

チョッパ回路の出力電圧Ｖ２の基準電圧ＶＳに対する誤
差が誤差増幅器１１で検出され、誤差信号ＡＶが乗算器
１２の一方の入力となる。また乗算器１２にはチョッパ
回路の入力電圧Ｖｌ（交流入力の全波整流波形）が入力
され、乗算器１２からはチョッパ回路の入力電圧ｖ１と
同位相の全波整流波形で、かつチョッパ回路の出力電圧
Ｖ２の誤差分ｚｖに対応した振幅のしきい値信号Ｓ。が
出力される。

チョッパ回路のスイッチング素子Ｑ１を流れる電流の瞬
時値はシャント抵抗Ｒ１でもって検出され、その電流検
出信号Ｓ１と前記しきい値信号Ｓ。とが比較器１３でも
って比較される。スイッチング素子Ｑ１がオンするとイ
ンダクタＬｌを通してスイッチング素子Ｑ１に流れる電
流が徐々に増加するが、電流検出信号Ｓ１がしきい値信
号Ｓ。

のレベルに達したとき比較器１３の出力がＨレベルに反
転し、この信号によってフリップフロップ１４がリセッ
トされる。

フリップフロップ１４のＱ出力がＨレベルになるとドラ
イバ１５を介してスイッチング素子Ｑ１がオン駆動され
るようになっている。したがってスイッチング素子Ｑ１
を流れる電流か前記しきい値信号Ｓ。のレベルに達した
ときフリップフロップ１４がリセットされ、その結果ス
イッチング素子Ｑ１がオフになる。

スイッチング素子Ｑ１がオフになると、第４図に示すよ
うにインダクタＬ１からダイオードＤ１を通して出力側
に流れる電流が徐々に減少する。

インダクタＬ１には図のように電流検出用の二次巻線１
６が付設されており、インダクタＬ１を流れる電流がゼ
ロになったなら前記フリップフロップ１４をセットする
構成になっている。

つまりインダクタＬ１を流れる電流が減少してゼロにな
るとスイッチング素子Ｑ１がオンになり、インダクタＬ
１およびスイッチング素子Ｑ１を流れる電流が徐々に増
加し、その電流がしきい値信号Ｓ。のレベルに達すると
スイッチング素子Ｑ１がオフとなり、インダクタＬ１を
流れる電流が徐々に減少する。以上の動作を繰り返すこ
とで第４図に示すように、スイッチング素子Ｑ１が交流
電源より充分高い周波数でオン・オフ駆動され、インダ
クタＬ】を流れる電流の包結線がしきい値信号Ｓｏ　　
（全波整流波形）に一致するように制御がなされる。

（発明が解決しようとする課題） 前記の説明で明らかなように、第３図の従来の電源装置
では、第４図のようにインダクタＬ１を流れる電流波形
は、その包路線が全波整流波形になるものの、電流パル
スの個々の波形は三角波となる。したがって電流の実効
値に比してピーク値が相当大きくなる。したかって入力
ラインに接続されたコンデンサ（図示省略）やリップル
吸収用の小さなコンデンサ１８に大きなリップル電流が
流れ、コンデンサが発熱したりライン反射ノズルが大き
くなったりする。また大きな出力電流を流す装置の場合
、三角波電流のピーク値が非常に大きくなり、スイッチ
ング素子Ｑ１として定格電流値が大きな素子を使用しな
ければならない。

この発明は前述した従来の問題点に鑑みなされたもので
、その目的は、前記のような力率改善方式の電源装置に
おいて、インダクタを流れる電流のピーク値を低く抑え
るようにすることにある。

（課題を解決するための手段） そこでこの発明では、交流電源を全波整流する整流回路
に対して２つのチョッパ回路を並列に接続し、両チョッ
パ回路のスイッチング素子を相補的にオン・オフ駆動す
る構成とした。そして両チョッパ回路の入力電圧と同位
相の全波整流形で、かつ前記両チョッパ回路の出力電圧
の誤差分に対応した振幅のしきい値信号を生成し、両チ
ョッパ回路のスイッチング素子を流れる電流が前記しき
い値信号のレベルに達する毎に両スイッチング素子を反
転駆動するようにした。

（作　用） 並列接続された２つのチョッパ回路の各インダクタを流
れる電流は従来と同様な三角波であるが、一方の山と他
方の谷とが一致するので、入力側からみると画工角波電
流は重畳されて平均的な電流となる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例による電源装置の構成を示し
、第２図はその要部の動作波形を示している。

全波整流回路１０の出力側にインダクタＬトスイツチン
グ素子Ｑトダイオー下りトコンデンサＣ１からなる第１
チョッパ回路が接続されているとともに、これと並列に
インダクタＬ２・スイッチング素子Ｑ２・ダイオードＤ
２・コンデンサＣ１からなる第２チョッパ回路が接続さ
れている（コンデンサＣ１は共用化している）。

スイッチング素子Ｑ１とＱ２とはそれぞれドライバ１５
ａ、１５ｂを介して、フリップフロップ１９の出力Ｑ、
、Ｑによって相補的にオン・オフ駆動される。

誤差増幅器１１と乗算器１２は従来と同様に、チョッパ
回路の入力電圧■１と同位相の全波整流波形で、かつチ
ョッパ回路の出力電圧■２の誤差分ｚＶに対応した振幅
のしきい値信号Ｓ。を生成する。

スイッチング素子Ｑ１を流れる電流はシャント抵抗Ｒ１
を介して検出され、電流検出信号Ｓ１がしきい値信号Ｓ
。のレベルに達したとき比較器１３ａの出力が反転して
フリップフロップ１９をセットする。フリップフロップ
１９がセットされるとスイッチング素子２がオンになり
、同時にスイッチング素子Ｑ１がオフになる。

また、スイッチング素子Ｑ２を流れる電流はシャント抵
抗Ｒ２を介して検出され、電流検出信号Ｓ２がしきい値
信号Ｓ。のレヘルに達したとき比較器１３ｂの出力が反
転し、フリップフロップ１９をリセットする。フリップ
フロップ１９がリセットされると、スイッチング素子Ｑ
１がオンになり、同時にスイッチング素子Ｑ２がオフに
なる。

以上の動作が自励発振的に縁り返され、第２図に示すよ
うにインダクタＬ１を流れる三角波電流とインダクタＬ
２を流れる三角波電流とが、画工角波の山と谷が一致し
た状態になり、しかもそれらの包絡波形がしきい値信号
Ｓ。に追従する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、２つの
チョッパ回路を並列接続し、それぞれのスイッチング素
子を相補駆動し、それぞれのインダクタを流れる三角波
電流の山と谷を一致させるので、２つの三角波電流を重
畳した入力電流波形の凹凸が従来より大幅に小さくなり
、入力電流波形値のピークを従来より大幅に小さくする
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による電源装置の回路図、第
２図は第１図の装置における要部の動作波形を示す図、
第３図は従来の電源装置の回路図、第４図は第３図の装
置の要部の動作波形を示す図である。 ｌＯ・・・・整流回路 １１・・・・・誤差増幅器 １２・・・・・・乗算器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　交流電源を全波整流して脈波出力を得る整流回路と、 前記交流電源より充分に高い周波数でオン・オフ駆動さ
   れるスイッチング素子と、このスイッチング素子ととも
   に前記整流回路の出力間に直列接続されたインダクタと
   、このインダクタを介して供給される電流を平滑して安
   定な直流出力を得るコンデンサとをそれぞれ有し、互い
   に並列接続された第１チョッパ回路および第２チョッパ
   回路と、前記両チョッパ回路の入力電圧と同位相の全波
   整流形で、かつ前記両チョッパ回路の出力電圧の誤差分
   に対応した振幅のしきい値信号を生成する手段と、 前記第１チョッパ回路の前記スイッチング素子を流れる
   電流が前記しきい値信号のレベルに達したとき前記第１
   チョッパ回路の前記スイッチング素子をオフにすると同
   時に前記第２チョッパ回路の前記スイッチング素子をオ
   ンにし、前記第２チョッパ回路の前記スイッチング素子
   を流れる電流が前記しきい値信号のレベルに達したとき
   前記第２チョッパ回路の前記スイッチング素子をオフに
   すると同時に前記第１チョッパ回路の前記スイッチング
   素子をオンにするスイッチング制御手段と、を備えたこ
   とを特徴とする電源装置。