JPH04168975A - 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は相当大きな容量かあり、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て検出され、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、６Ｖ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
時値はンヤント抵抗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Ｌ１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か、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かリセッ
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
を流れる電流が前記しきい値信号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かオンになり、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Ｌ１を流れる電流の包絡線がしきい値信号Ｓ。（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、その包絡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太き（なる。したがって入力
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Ｑｌ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。

また前記の従来装置では、インダクタＬ１に電流検出用
の二次巻線１６を付設しなければならず、部品コストが
高くなっていた。

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、前記のように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
に達したときにスイッチング素子をオフにし、その後微
小な一定時間を経てがら前記スイッチング素子を再びオ
ンにするようにスイッチング制御手段を構成した。

（作　用） 前記スイッチング素子を流れる電流か前記しきい値信号
のレベルに達して前記スイッチング素子がオフになると
、チョッパ回路におけるインダクタを流れる電流が徐々
に減少するが、本発明の装置では微小な一定時間後に前
記スイッチング素子が再びオンになり、前記インダクタ
を流れる電流がゼロになる前に再びスイッチング素子に
電流が流れる。その結果、前記インダクタを流れる電流
は完全にゼロになることなく前記しきい値信号に追従し
て変化する。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例による電源装置を示しており
、第３図の従来装置と以下の点が異なる。

インダクタＬ１には従来のような電流検出用の二次巻線
１６は付設されていない。また従来のフリップフロップ
１９に代って単安定マルチバイブレータ（以下モノマル
チと称す）２０を設けている。

誤差増幅器１１と乗算器１２は従来と同様に、チョッパ
回路の入力電流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ＡＶ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
０のレベルに達したとき比較器１３の出力が反転してモ
ノマルチ２０をトリガする１モノマルチ２０はトリガか
ら微小な一定時間Ｚｔだけ出力をＬレベルにし、その後
再び出力をＨレベルにする。スイッチング素子Ｑ１はド
ライバ１５を介して、モノマルチ２０の出力がＨレベル
のときオン、Ｌレベルのときオフとなるように制御され
る。

モノマルチ２０によるスイッチングＱ１のオフ時間、４
ｔは充分に小さく設定され、第２図に示すように、イン
ダクタＬ１を流れる電流がしきい値信号Ｓ。のレベルか
らある程度減少した時点でスイッチング素子Ｑ１が再び
オンになるように設定されており、インダクタＬ１を流
れる電流の瞬時値の谷間でもゼロにはならないように設
定している。

（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、チョッ
パ回路におけるスイッチング素子（インダクタ）を流れ
る電流が前述のしきい値信号のレベルに達したときにス
イッチング素子をオフにし、その後微小な一定時間をお
いて再びスイッチング素子をオンにする構成としたので
、インダクタを流れる電流がある程度減少した時点で（
ゼロになる前の時点で）再びインダクタの電流が増加す
ることになり、入力電流瞬時値の凹凸の幅が従来より大
幅に小さくなる。またインダクタには従来のような電流
検出用の二次巻線を付設する必要がなく、装置構成も簡
単になる。

【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。 １０・・・・・整流回路 １１・・・・・誤差増幅器 １２・・・・乗算器 １３・・・・・・比較器 １４・・・・・・フリップフロップ １５・・・・・・ドライバ

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有するチョッパ回路
   と、 前記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スイッチ
   ング素子をオフにし、かつ微小な一定時間後に前記スイ
   ッチング素子を再び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。