JPH05184138A - アクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回路 - Google Patents
アクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回路Info
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- JPH05184138A JPH05184138A JP34708491A JP34708491A JPH05184138A JP H05184138 A JPH05184138 A JP H05184138A JP 34708491 A JP34708491 A JP 34708491A JP 34708491 A JP34708491 A JP 34708491A JP H05184138 A JPH05184138 A JP H05184138A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流入力電圧が低下しても電力変換素子の熱
破壊を防止できるアクティブ力率改善型電源の入力電圧
検出回路を提供すること 【構成】 整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１）を
介して入力し、スイッチング素子（Ｑ２）によりオンオ
フして、ダイオード（Ｄ２）を介してコンデンサ（Ｃ
５）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該交流電流
に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素
子をオンオフして、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を
安定化するスイッチング制御部２０とを有するアクティ
ブ力率改善型電源において、この昇圧コンバータ部に給
電される入力電圧を検出する回路３０と、この入力電圧
検出回路の出力信号をしきい値電圧と比較して、当該入
力電圧が定格の入力電圧下限に比較して低いあいだは前
記スイッチング制御部の動作を抑止する起動停止信号回
路５０とを設けている。
破壊を防止できるアクティブ力率改善型電源の入力電圧
検出回路を提供すること 【構成】 整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１）を
介して入力し、スイッチング素子（Ｑ２）によりオンオ
フして、ダイオード（Ｄ２）を介してコンデンサ（Ｃ
５）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該交流電流
に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素
子をオンオフして、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を
安定化するスイッチング制御部２０とを有するアクティ
ブ力率改善型電源において、この昇圧コンバータ部に給
電される入力電圧を検出する回路３０と、この入力電圧
検出回路の出力信号をしきい値電圧と比較して、当該入
力電圧が定格の入力電圧下限に比較して低いあいだは前
記スイッチング制御部の動作を抑止する起動停止信号回
路５０とを設けている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブ力率改善型電
源の入力電圧検出回路に係り、特に適正な入力電圧の範
囲内でのみ動作を許容する起動・停止電圧を検出する用
途に関する。
源の入力電圧検出回路に係り、特に適正な入力電圧の範
囲内でのみ動作を許容する起動・停止電圧を検出する用
途に関する。
【０００２】
【従来の技術】本発明者は特願平３−７３１４号明細書
等でアクティブ力率改善型のスイッチング電源を提案し
ている。この場合、制御用のＩＣには型式名ＭＬ４８１
２等の専用素子が用いられている。この制御用ＩＣで
は、供給電圧により起動と停止を判定している。制御用
ＩＣの電源供給は、一般にはＲＣＣ（リンギング・チョ
ーク・コンバータ）補助電源回路用いる例が多い。また
起動時は、整流された供給電圧を抵抗と定電圧ダイオー
ドにより給電し、起動後は昇圧インダクタのフライバッ
ク電圧で給電している。
等でアクティブ力率改善型のスイッチング電源を提案し
ている。この場合、制御用のＩＣには型式名ＭＬ４８１
２等の専用素子が用いられている。この制御用ＩＣで
は、供給電圧により起動と停止を判定している。制御用
ＩＣの電源供給は、一般にはＲＣＣ（リンギング・チョ
ーク・コンバータ）補助電源回路用いる例が多い。また
起動時は、整流された供給電圧を抵抗と定電圧ダイオー
ドにより給電し、起動後は昇圧インダクタのフライバッ
ク電圧で給電している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＲＣＣ
補助電源の起動・停止電圧はトランジスタのエミッタ接
地静順方向電流増幅率ｈFEのバラツキや負荷依存性によ
り、一定にならないという課題があった。抵抗と定電圧
ダイオードによる方式では、制御用ＩＣの起動電圧を越
す電圧となるのが入力の交流電圧換算で１５ＶACと低く
なっている。他方、入力電流は入力電圧に反比例し、低
入力電圧では過大電流となって電力変換素子に過大な損
失を発生させ、熱破壊を招来する課題があった
補助電源の起動・停止電圧はトランジスタのエミッタ接
地静順方向電流増幅率ｈFEのバラツキや負荷依存性によ
り、一定にならないという課題があった。抵抗と定電圧
ダイオードによる方式では、制御用ＩＣの起動電圧を越
す電圧となるのが入力の交流電圧換算で１５ＶACと低く
なっている。他方、入力電流は入力電圧に反比例し、低
入力電圧では過大電流となって電力変換素子に過大な損
失を発生させ、熱破壊を招来する課題があった
【０００４】本発明はこのような課題を解決したもの
で、交流入力電圧が低下しても電力変換素子の熱破壊を
防止できるアクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回
路を提供することを目的とする。
で、交流入力電圧が低下しても電力変換素子の熱破壊を
防止できるアクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回
路を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明は、整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１）
を介して入力し、スイッチング素子（Ｑ２）によりオン
オフして、ダイオード（Ｄ２）を介してコンデンサ（Ｃ
５）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該交流電流
に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素
子をオンオフして、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を
安定化するスイッチング制御部２０とを有するアクティ
ブ力率改善型電源において、この昇圧コンバータ部に給
電される入力電圧を検出する回路３０と、この入力電圧
検出回路の出力信号をしきい値電圧と比較して、当該入
力電圧が定格の入力電圧下限に比較して低いあいだは前
記スイッチング制御部の動作を抑止する起動停止信号回
路５０とを設けたことを特徴としている。
る本発明は、整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１）
を介して入力し、スイッチング素子（Ｑ２）によりオン
オフして、ダイオード（Ｄ２）を介してコンデンサ（Ｃ
５）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該交流電流
に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素
子をオンオフして、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を
安定化するスイッチング制御部２０とを有するアクティ
ブ力率改善型電源において、この昇圧コンバータ部に給
電される入力電圧を検出する回路３０と、この入力電圧
検出回路の出力信号をしきい値電圧と比較して、当該入
力電圧が定格の入力電圧下限に比較して低いあいだは前
記スイッチング制御部の動作を抑止する起動停止信号回
路５０とを設けたことを特徴としている。
【０００６】
【作用】スイッチング制御部は入力電圧が定格の下限よ
りもかなり低くても動作しうる。しかし、昇圧コンバー
タ部は一定の電力を負荷に供給する役割を有するから、
入力電圧が低い分入力電流を増大させることになり、他
方で許容される電流には上限が存在している。そこで、
入力電圧検出回路と起動停止信号回路を設けて、入力電
圧が定格よりも低いときはスイッチング制御部を強制的
に停止させ、昇圧コンバータ部に障害が生じるのを防止
している。
りもかなり低くても動作しうる。しかし、昇圧コンバー
タ部は一定の電力を負荷に供給する役割を有するから、
入力電圧が低い分入力電流を増大させることになり、他
方で許容される電流には上限が存在している。そこで、
入力電圧検出回路と起動停止信号回路を設けて、入力電
圧が定格よりも低いときはスイッチング制御部を強制的
に停止させ、昇圧コンバータ部に障害が生じるのを防止
している。
【０００７】
【実施例】以下、図面を用いて本発明を詳細に説明す
る。図１は本発明の一実施例を示す回路図である。図に
おいて、商用電源ＡＣから供給される交流電流はダイオ
ードブリッジ等の整流回路Ｄ１により整流されて、昇圧
コンバータ部１０に送られる。昇圧コンバータ部１０
は、整流された交流電流が入力されるインダクタ（Ｌ
１）と、このインダクタを通過した電流をオンオフする
ＦＥＴ等のスイッチング素子（Ｑ２）と、アノード端子
側がこのインダクタに接続されたダイオード（Ｄ２）
と、このダイオードのカソード側と接続されたコンデン
サ（Ｃ５）よりなる。スイッチング制御部２０は型式名
ＵＣ３８５４等の専用ＩＣであって、アクティブ力率改
善型のスイッチング動作を行うものであり、交流電源の
周波数に比較して遙かに高いスイッチング周波数でスイ
ッチング素子のオンオフ動作を制御している。交流電流
入力端子ＶACには、抵抗Ｒ１５を介して整流回路Ｄ１の
出力が接続されている。出力電圧検出端子ＶOSNSには、
昇圧コンバータ部１０のＤＣ出力電圧を分圧抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３で分圧した信号が入力されている。駆動端子
DRVは、抵抗Ｒ１４を介してスイッチング素子Ｑ２の制
御端子と接続され、オンオフ制御信号を送っている。電
源電圧端子ＶCCからはロジック回路用の電源電圧が供給
されている。基準電圧端子ＶREFはしきい値電圧を発生
するもので、ここでは分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１に送られ
ている。実効電圧端子ｒｍｓには、入力電圧の実効電圧
が供給される。抑止端子ENAはエネーブル信号の供給さ
れる端子で、スイッチング制御部２０の動作を抑止させ
る信号を入力する。
る。図１は本発明の一実施例を示す回路図である。図に
おいて、商用電源ＡＣから供給される交流電流はダイオ
ードブリッジ等の整流回路Ｄ１により整流されて、昇圧
コンバータ部１０に送られる。昇圧コンバータ部１０
は、整流された交流電流が入力されるインダクタ（Ｌ
１）と、このインダクタを通過した電流をオンオフする
ＦＥＴ等のスイッチング素子（Ｑ２）と、アノード端子
側がこのインダクタに接続されたダイオード（Ｄ２）
と、このダイオードのカソード側と接続されたコンデン
サ（Ｃ５）よりなる。スイッチング制御部２０は型式名
ＵＣ３８５４等の専用ＩＣであって、アクティブ力率改
善型のスイッチング動作を行うものであり、交流電源の
周波数に比較して遙かに高いスイッチング周波数でスイ
ッチング素子のオンオフ動作を制御している。交流電流
入力端子ＶACには、抵抗Ｒ１５を介して整流回路Ｄ１の
出力が接続されている。出力電圧検出端子ＶOSNSには、
昇圧コンバータ部１０のＤＣ出力電圧を分圧抵抗Ｒ１
２，Ｒ１３で分圧した信号が入力されている。駆動端子
DRVは、抵抗Ｒ１４を介してスイッチング素子Ｑ２の制
御端子と接続され、オンオフ制御信号を送っている。電
源電圧端子ＶCCからはロジック回路用の電源電圧が供給
されている。基準電圧端子ＶREFはしきい値電圧を発生
するもので、ここでは分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１に送られ
ている。実効電圧端子ｒｍｓには、入力電圧の実効電圧
が供給される。抑止端子ENAはエネーブル信号の供給さ
れる端子で、スイッチング制御部２０の動作を抑止させ
る信号を入力する。
【０００８】入力電圧検出回路３０は商用電源ＡＣから
供給される交流電圧を検出するもので、ここでは受動型
ローパスフィルタを用いている。即ち、一端が整流回路
Ｄ１と接続された抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１の他端に一
端が接続されたコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１
と並列に接続された抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２のＣＲ回
路と、このコンデンサＣ２と並列に接続された抵抗Ｒ３
よりなる。抵抗Ｒ３に生ずる電圧は、実効電圧端子ｒｍ
ｓに送られている。リップル除去回路４０は、入力電圧
検出回路３０の後段に設けられたもので、能動型ローパ
スフィルタになっている。入力電圧検出回路３０の出力
電圧は、抵抗Ｒ３に発生するもので、抵抗Ｒ４，Ｒ５を
介してバッファＵ２のプラス端子に送られると共に、コ
ンデンサＣ４を介して接地されている。
供給される交流電圧を検出するもので、ここでは受動型
ローパスフィルタを用いている。即ち、一端が整流回路
Ｄ１と接続された抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１の他端に一
端が接続されたコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１
と並列に接続された抵抗Ｒ２とコンデンサＣ２のＣＲ回
路と、このコンデンサＣ２と並列に接続された抵抗Ｒ３
よりなる。抵抗Ｒ３に生ずる電圧は、実効電圧端子ｒｍ
ｓに送られている。リップル除去回路４０は、入力電圧
検出回路３０の後段に設けられたもので、能動型ローパ
スフィルタになっている。入力電圧検出回路３０の出力
電圧は、抵抗Ｒ３に発生するもので、抵抗Ｒ４，Ｒ５を
介してバッファＵ２のプラス端子に送られると共に、コ
ンデンサＣ４を介して接地されている。
【０００９】起動停止信号回路５０は、リップル除去回
路４０を介して入力電圧検出回路３０から送られた入力
電圧信号を入力し、スイッチング制御部２０の動作を抑
止させるか判断する回路である。バッファＵ２から送ら
れた入力電圧信号は、抵抗Ｒ６を介してオペアンプＵ３
のマイナス端子に送られる。オペアンプＵ３のプラス端
子は、分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧された基準電圧端
子ＶREFのしきい値電圧が供給される。オペアンプＵ３
の出力信号は、抵抗Ｒ８を介してドライブトランジスタ
Ｑ１の制御端子に送られる。トランジスタＱ１のエミッ
タ端子は接地されているとともに、コレクタ端子は、プ
ルアップ抵抗Ｒ９を介して電源電圧端子ＶCCと接続され
ているとともに、抑止端子ENAともに接続されている。
抑止端子ENAは、抵抗Ｒ７を介してオペアンプＵ３のマ
イナス端子と接続されることにより、オペアンプＵ３の
動作にヒステリシス特性を持たせている。
路４０を介して入力電圧検出回路３０から送られた入力
電圧信号を入力し、スイッチング制御部２０の動作を抑
止させるか判断する回路である。バッファＵ２から送ら
れた入力電圧信号は、抵抗Ｒ６を介してオペアンプＵ３
のマイナス端子に送られる。オペアンプＵ３のプラス端
子は、分圧抵抗Ｒ１０，Ｒ１１で分圧された基準電圧端
子ＶREFのしきい値電圧が供給される。オペアンプＵ３
の出力信号は、抵抗Ｒ８を介してドライブトランジスタ
Ｑ１の制御端子に送られる。トランジスタＱ１のエミッ
タ端子は接地されているとともに、コレクタ端子は、プ
ルアップ抵抗Ｒ９を介して電源電圧端子ＶCCと接続され
ているとともに、抑止端子ENAともに接続されている。
抑止端子ENAは、抵抗Ｒ７を介してオペアンプＵ３のマ
イナス端子と接続されることにより、オペアンプＵ３の
動作にヒステリシス特性を持たせている。
【００１０】このように構成された装置の動作を次に説
明する。図２は図１の回路の動作特性説明図で、（Ａ）
は縦軸に入力電流ＩIN、（Ｂ）は縦軸に実効入力電圧Ｖ
rmsをとり、横軸は両者共に交流入力電圧をとってい
る。定電力出力の場合、入力電流は入力電圧に反比例す
るから、低入力電圧ほど電流定格が大きくなる。他方、
スイッチング素子のスイッチング損失は入力電流に比例
して増大し、オン抵抗損失は電流の２乗に比例するか
ら、低入力電圧ほど電源の効率が低下することになる。
このため、起動停止信号回路５０のしきい値電圧を、電
流定格や損失定格を満足するように設定する。例えば、
入力電圧範囲が８５ＶAC以上の場合、損失ディレーティ
ングが８５ＶACで８０％に設定すると、７０ＶAC以下の
入力電圧で損失定格を越えて熱破壊する。そこで、起動
停止信号回路５０のしきい値電圧を７０〜８５ＶACの間
に設定し、動作電圧範囲でディレーティングを確保す
る。尚、スイッチング制御部２０が動作を停止するとア
クティブ力率改善回路が動作しなくなるので、コンデン
サ入力型となる。通常、次段にＤＣ−ＤＣコンバータが
接続されているが、起動停止信号回路５０が停止信号を
出力する電圧ではＤＣ−ＤＣコンバータの動作電圧範囲
外と成ることが多く、従って後段のことは考慮しなくて
も差し支えない。
明する。図２は図１の回路の動作特性説明図で、（Ａ）
は縦軸に入力電流ＩIN、（Ｂ）は縦軸に実効入力電圧Ｖ
rmsをとり、横軸は両者共に交流入力電圧をとってい
る。定電力出力の場合、入力電流は入力電圧に反比例す
るから、低入力電圧ほど電流定格が大きくなる。他方、
スイッチング素子のスイッチング損失は入力電流に比例
して増大し、オン抵抗損失は電流の２乗に比例するか
ら、低入力電圧ほど電源の効率が低下することになる。
このため、起動停止信号回路５０のしきい値電圧を、電
流定格や損失定格を満足するように設定する。例えば、
入力電圧範囲が８５ＶAC以上の場合、損失ディレーティ
ングが８５ＶACで８０％に設定すると、７０ＶAC以下の
入力電圧で損失定格を越えて熱破壊する。そこで、起動
停止信号回路５０のしきい値電圧を７０〜８５ＶACの間
に設定し、動作電圧範囲でディレーティングを確保す
る。尚、スイッチング制御部２０が動作を停止するとア
クティブ力率改善回路が動作しなくなるので、コンデン
サ入力型となる。通常、次段にＤＣ−ＤＣコンバータが
接続されているが、起動停止信号回路５０が停止信号を
出力する電圧ではＤＣ−ＤＣコンバータの動作電圧範囲
外と成ることが多く、従って後段のことは考慮しなくて
も差し支えない。
【００１１】図３は本発明の他の実施例における回路図
である。図１と比較すると、リップル除去回路４０と起
動停止信号回路５０が簡略に成っている。すなわち、入
力電圧検出回路３０の出力は、直ちにバッファ回路Ｕ２
に送られる。起動停止信号回路５０では、オペアンプＵ
３とトランジスタＱ１に代えてコンパレータＵ４が用い
られている。この場合、起動停止信号回路５０に供給さ
れる入力電圧信号にはリップル成分が含まれているの
で、コンパレータＵ４のヒステリシス幅を拡大するのが
よい。
である。図１と比較すると、リップル除去回路４０と起
動停止信号回路５０が簡略に成っている。すなわち、入
力電圧検出回路３０の出力は、直ちにバッファ回路Ｕ２
に送られる。起動停止信号回路５０では、オペアンプＵ
３とトランジスタＱ１に代えてコンパレータＵ４が用い
られている。この場合、起動停止信号回路５０に供給さ
れる入力電圧信号にはリップル成分が含まれているの
で、コンパレータＵ４のヒステリシス幅を拡大するのが
よい。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば入
力電圧検出回路と起動停止信号回路を設けて、低入力電
圧ではアクティブ力率改善回路の動作を停止させている
ので、昇圧コンバータ部の部品に電流容量の小さな定格
の素子を用いても熱破壊する虞れがなくなる。そこで部
品コストが低減されるとともに、信頼性も高くなるとい
う効果がある。
力電圧検出回路と起動停止信号回路を設けて、低入力電
圧ではアクティブ力率改善回路の動作を停止させている
ので、昇圧コンバータ部の部品に電流容量の小さな定格
の素子を用いても熱破壊する虞れがなくなる。そこで部
品コストが低減されるとともに、信頼性も高くなるとい
う効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】図１の回路の動作特性説明図である。
【図３】本発明の他の実施例における回路図である。
Claims (1)
- 【請求項１】整流された交流電流をインダクタ（Ｌ１）
を介して入力し、スイッチング素子（Ｑ２）によりオン
オフして、ダイオード（Ｄ２）を介してコンデンサ（Ｃ
５）に蓄電する昇圧コンバータ部１０と、当該交流電流
に比べて高いスイッチング周波数で当該スイッチング素
子をオンオフして、当該昇圧コンバータ部の出力電圧を
安定化するスイッチング制御部２０とを有するアクティ
ブ力率改善型電源において、 この昇圧コンバータ部に給電される入力電圧を検出する
回路３０と、 この入力電圧検出回路の出力信号をしきい値電圧と比較
して、当該入力電圧が定格の入力電圧下限に比較して低
いあいだは前記スイッチング制御部の動作を抑止する起
動停止信号回路５０と、 を設けたことを特徴するアクティブ力率改善型電源の入
力電圧検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34708491A JPH05184138A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | アクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34708491A JPH05184138A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | アクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05184138A true JPH05184138A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=18387810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34708491A Pending JPH05184138A (ja) | 1991-12-27 | 1991-12-27 | アクティブ力率改善型電源の入力電圧検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05184138A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100317357B1 (ko) * | 1998-10-26 | 2002-02-28 | 구자홍 | 역률제어용승압형능동필터의구동제어회로및방법 |
| KR100648680B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 역률 보상 회로 및 그 보호 방법 |
| JP2007267540A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Sharp Corp | スイッチング電源装置 |
-
1991
- 1991-12-27 JP JP34708491A patent/JPH05184138A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100317357B1 (ko) * | 1998-10-26 | 2002-02-28 | 구자홍 | 역률제어용승압형능동필터의구동제어회로및방법 |
| KR100648680B1 (ko) * | 2005-06-24 | 2006-11-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 역률 보상 회로 및 그 보호 방법 |
| JP2007267540A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Sharp Corp | スイッチング電源装置 |
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