JPH04322166A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JPH04322166A
JPH04322166A JP3119480A JP11948091A JPH04322166A JP H04322166 A JPH04322166 A JP H04322166A JP 3119480 A JP3119480 A JP 3119480A JP 11948091 A JP11948091 A JP 11948091A JP H04322166 A JPH04322166 A JP H04322166A
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JP
Japan
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power supply
load
voltage value
output
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3119480A
Other languages
English (en)
Inventor
Masahiko Maeda
雅彦 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04322166A publication Critical patent/JPH04322166A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • G05F1/45Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load

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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)

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】
【0001】[発明の目的]
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電源の実効電圧値
を所望の実効電圧値の出力に変換して負荷に給電する電
源回路に関する。
【0003】
【従来の技術】交流電源を入力とする電気機器において
は、一般に、入力電圧に対して機器内で使用する電圧が
異なる場合には、変圧器等を用いて所望の電圧値に変換
して使用する場合が多い。
【0004】即ち、例えば、交流100Vの入力電圧で
動作するように作られている機器においては、使用環境
の商用電源の電圧が異なる場合に、交流100Vとなる
ように電圧を変換して使用する必要がある。そこで、従
来では、交流電源と電気機器との間に変圧器を介在させ
てその電圧が交流100Vになるように変換して適正な
電圧が電気機器に与えられるようにしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に入力電圧が100Vとされる電気機器を、海外等の商
用電源の実効電圧値が様々に異なる環境において使用す
る場合には、各商用電源電圧に対応して変圧器の変換電
圧を変更したものを製作する必要がある。
【0006】しかしながら、このように実効電圧値が多
種類に渡る商用電源に対応するような変圧器を設けるた
めには、変圧器に多数の切換タップを設けておき、電圧
に応じてそのタップを切り替えて対応しなければならず
、変圧器の構成が煩雑になって大形化してしまう不具合
があった。
【0007】また、所望の実効電圧を得るための装置と
して、変圧器を用いないで、サイリスタやトライアック
等の半導体素子を利用して電源波形の所定の位相で半導
体素子を導通させることにより、交流入力に対してその
実効電圧を変換するものがある。ところが、この場合に
は、上述のように入力電圧の所定の位相で導通制御する
ため、負荷の種類によって導通位相を変更する必要があ
る。即ち、負荷が例えば誘導性負荷の要素を有している
場合には、抵抗性負荷の場合と異なり、電圧と電流の位
相がずれるため、その負荷に応じて設定する必要があり
、他の負荷に対応させるためにはその都度位相を変更す
る必要がある煩わしさがある。
【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、構成を複雑にすることなく、また様々
な電源電圧或いは負荷の種類によらず常に所定の交流電
圧を供給することができる電源回路を提供するにある。
【0009】[発明の構成]
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流電源の実
効電圧値を所望の実効電圧値に変換して負荷に給電する
電源回路を対象としており、前記交流電源と負荷への給
電出力部との間に介在されるダイオードブリッジ回路と
、前記交流電源をその周波数よりも高い周波数のパルス
信号によりチョッピングするチョッピング手段と、前記
負荷に与える実効電圧値を検出して前記チョッピング手
段のパルス信号の幅を決定するパルス幅設定手段とを設
け、前記ダイオードブリッジ回路を、前記チョッピング
手段に対して前記交流電源を一方向に通電しそのチョッ
ピング出力を交流出力として前記負荷への給電出力部に
与えるように構成したところに特徴を有する。
【0011】
【作用】本発明の電源回路によれば、任意の実効電圧値
を有する交流電源から与えられる入力に対して、ダイオ
ードブリッジ回路を介して接続されたチョッピング手段
は、入力電圧の周波数よりも高い所定周波数で且つパル
ス幅設定手段により設定されたパルス幅で交流入力電圧
をチョッピングする。これにより、給電出力部には上記
チョッピングに応じた実効電圧値の出力が得られる。
【0012】そして、このときパルス幅設定手段は、給
電出力部に現れる実効電圧値を検出してこれに基づいて
パルス幅を設定すると共に、チョッピング周波数を入力
電圧の周波数よりも高くしているので、抵抗性負荷或は
誘導性負荷等の負荷の種類によらず、常に所望の安定し
た交流電圧を負荷に供給することができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0014】電気的構成を示す図1において、交流電源
線1,2には、例えば、商用の交流電源3が接続される
ようになっている。一方の交流電源線1は、ダイオード
ブリッジ回路4の入力端子4a及び出力端子4b間を介
して出力線5に接続されている。
【0015】ダイオードブリッジ回路4は、4個のダイ
オードが図示極性でブリッジ状に接続されたもので、入
力端子4aから交流電圧が与えられると、中間端子4c
,4d間に接続されたチョッピング回路6に対して、常
に中間端子4cから4dへの一方向の全波整流された電
圧を与え、出力端子4bには再び交流の出力が現れるよ
うに構成されている。
【0016】チョッピング回路6は次のように構成され
る。即ち、ダイオードブリッジ回路4の中間端子4c,
4d間には高出力用のMOS形FET(電界効果トラン
ジスタ)7が接続されている。FET7のゲートは、フ
ォトカプラ8の受光素子8aを介して中間端子4dに接
続されると共に、抵抗9及びコンデンサ10の並列回路
を介して中間端子4dに接続されている。また、FET
7のゲートは、抵抗11及び図示極性のダイオード12
の直列回路を介して交流電源線2に接続されている。
【0017】さて、出力線5と交流電源線2との間には
、フライホイール回路13及び平滑回路14が夫々接続
されると共に、負荷15が接続されるようになっている
。フライホイール回路13は、後述するように、逆電流
を吸収するための回路で、極性判定端子には交流電源線
1が接続されている。また、平滑回路14は、出力線5
と交流電源線2との間に与えられる電圧を平滑化すると
共に、その平滑化した電圧の実効値を検出して検出出力
端子から出力するようになっている。
【0018】パルス幅設定手段たるパルス発生回路16
は、交流電源3の周波数よりも高い所定の周波数(例え
ば20kHz)でパルス信号を前述のフォトカプラ8の
受光素子8aに光信号として出力するもので、そのとき
のパルス幅は平滑回路14からの検出信号に基づいて後
述のように設定するようになっている。
【0019】次に、本実施例の作用について、図2乃至
図5をも参照しながら説明するに、いま、例えば交流電
源3の実効電圧値が200Vである場合について考える
【0020】交流電源3の電圧はダイオードブリッジ回
路4を通じて全波整流された状態でFET7に印加され
る。パルス発生回路16により、所定周波数でパルス信
号が出力されると、フォトカプラ8の発光側から光信号
として受光素子8aに与えられ、受光素子8aはオンオ
フを繰り返す。
【0021】これにより、FET7はパルス信号に応じ
た速度でオンオフが繰り返され、ダイオードブリッジ回
路4の出力端子4bには、図2(a)に細実線で示す交
流電源3の交流電圧波形が太実線で示すようにチョッピ
ングされた波形の出力として現れることになる。このと
き、出力電圧の波形は交流電源3の出力電圧波形をパル
ス列により切り取ったような形状になっているが、実際
には、平滑回路14により平滑化されるので、交流電源
3の周波数と同じ周波数の正弦波に近い波形で、その波
高値のみが下がった形状の電圧波形として負荷15に与
えられるようになる。
【0022】また、チョッピング回路6によりチョッピ
ングされるときに逆方向電流が発生するが、フライホイ
ール回路13は、そのときの交流電源3の入力電圧の極
性を検出して逆方向電流を吸収するようになっている。
【0023】この結果、交流電源3の入力電圧に対して
、その実効電圧値はチョッピングにより所望の値に低下
された状態に変換されて出力されるのである。このとき
の実効電圧値は平滑回路14において検出されてパルス
発生回路16に与えられる。そして、その検出された実
効電圧値が所望の電圧値に適合しているか否かに応じて
次のようにしてパルス信号のデューティ比Dを設定する
ようになっている。
【0024】パルス発生回路16から出力するパルス信
号は、図3に示すように、例えば20kHzつまり50
μsecの繰返し周期Tに対するオン時間tの値とした
デューティ比D(=t/T)として設定している。従っ
て、チョッピング出力の実効電圧値を100Vとした場
合には、交流電源3の様々な実効電圧値に対して、図4
の実線で示すようなデューティ比Dが設定されるように
なっている。
【0025】そして、平滑回路14により検出された出
力の実効電圧値に応じて、パルス発生回路16は、図5
に示すように、デューティ比Dを変化させて100Vと
なるようにする。これにより、フォトカプラ8に出力さ
れるパルス信号のパルス幅が変化されてFET7による
チョッピングが最適となるように変化する。
【0026】また、上述の場合と異なり、負荷15が誘
導性負荷である場合には、チョッピング回路6によりチ
ョッピングされた出力の電圧波形は、図2(b)に示す
ように先端が鋭い形状の波形となる。そして、この場合
にも、平滑回路14により平滑化された出力波形として
負荷15に与えることができ、そのときの実効電圧値は
パルス発生回路16により調整されるので、常に実効電
圧値が100Vの電源として出力させることができる。
【0027】このような本実施例によれば、チョッピン
グ回路6により、交流電源3からの入力をその交流電源
3の周波数よりも高い周波数でチョッピングし、平滑回
路14により平滑化して負荷15に出力すると共に、そ
のときの実効電圧値を検出してチョッピングのパルス幅
を設定しているので、交流電源3の実効電圧値が異なる
場合でも、負荷15に対して常に所定の実効電圧値を有
する交流電圧を出力することができ、また、負荷15が
抵抗性であるか誘導性であるかに拘らず、所定の実効電
圧値の交流出力を与えることができる。
【0028】従って、従来の変圧器を設ける場合と異な
り、多数のタップを切換可能に設ける必要がなく簡単に
種々の交流電源の電圧に対応できると共に、トライアッ
ク等を用いて位相制御する場合と異なり、負荷の種類に
応じて位相の調整をする必要がなくなるので、例えば輸
出用の電気機器等のように様々な電源電圧に対応する電
圧変換を必要とする場合でも、夫々に対応して電源回路
を製作する手間がなくなる。
【0029】尚、上記実施例においては、平滑回路14
を設ける場合について述べたが、これに限らず、例えば
、ヒータ或はファンモータ等の負荷に適用する場合には
、部品の耐圧が十分であれば平滑回路を設けずにチョッ
ピング出力をそのまま印加する構成としても良い。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電源回路
によれば、チョッピング手段により、ダイオードブリッ
ジ回路を介して与えられる入力をその周波数よりも高い
周波数でチョッピングして実効電圧値が所望の値となる
ように調整するので、交流電源の実効電圧値が変動する
場合でも、常に一定の実効電圧値の交流電圧を供給でき
ると共に、抵抗性或は誘導性の負荷の種類によらず種々
の負荷に対応できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す電気的構成図
【図2】
チョッピングされた電圧波形を示す図
【図3】デューテ
ィ比の説明図
【図4】交流電源の実効電圧値とデューティ比設定の相
関図
【図5】出力の実効電圧値とデューティ比の変化方向の
相関図
【符号の説明】
3は交流電源、4はダイオードブリッジ回路、6はチョ
ッピング回路、7はMOS形のFET、8はフォトカプ
ラ、13はフライホイール回路、14は平滑回路、15
は負荷、16はパルス発生回路(パルス幅設定手段)で
ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  交流電源の実効電圧値を所望の実効電
    圧値に変換して負荷に給電するものにおいて、前記交流
    電源と負荷への給電出力部との間に介在されるダイオー
    ドブリッジ回路と、前記交流電源をその周波数よりも高
    い周波数のパルス信号によりチョッピングするチョッピ
    ング手段と、前記負荷に与える実効電圧値を検出して前
    記チョッピング手段のパルス信号の幅を決定するパルス
    幅設定手段とを具備し、前記ダイオードブリッジ回路は
    、前記チョッピング手段に対して前記交流電源を一方向
    に通電しそのチョッピング出力を交流出力として前記負
    荷への給電出力部に与えるように構成されていることを
    特徴とする電源回路。
JP3119480A 1991-04-23 1991-04-23 電源回路 Pending JPH04322166A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3119480A JPH04322166A (ja) 1991-04-23 1991-04-23 電源回路
KR1019920006870A KR920020539A (ko) 1991-04-23 1992-04-23 전원 회로

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3119480A JPH04322166A (ja) 1991-04-23 1991-04-23 電源回路

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JPH04322166A true JPH04322166A (ja) 1992-11-12

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JP3119480A Pending JPH04322166A (ja) 1991-04-23 1991-04-23 電源回路

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KR (1) KR920020539A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506295A (ja) * 2006-10-02 2010-02-25 オスラム シルヴェニア インコーポレイテッド 電流制限されたrms電圧調整された出力を有するパワーコントローラ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506295A (ja) * 2006-10-02 2010-02-25 オスラム シルヴェニア インコーポレイテッド 電流制限されたrms電圧調整された出力を有するパワーコントローラ

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KR920020539A (ko) 1992-11-21

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