JPH05236736A - Power source circuit - Google Patents

Power source circuit

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Publication number
JPH05236736A
JPH05236736A JP8670392A JP8670392A JPH05236736A JP H05236736 A JPH05236736 A JP H05236736A JP 8670392 A JP8670392 A JP 8670392A JP 8670392 A JP8670392 A JP 8670392A JP H05236736 A JPH05236736 A JP H05236736A
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JP
Japan
Prior art keywords
inductance
current
switch element
counter
flip flop
Prior art date
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Pending
Application number
JP8670392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Ikeda
隆一 池田
Shuzo Matsumoto
脩三 松本
Yukio Nakamura
幸男 中村
Kazuhisa Senba
和久 仙葉
Ikuo Nakazawa
育男 中沢
Naohito Nakagawa
尚人 中川
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.)
Hitachi Lighting Ltd
Original Assignee
Hitachi Lighting Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Lighting Ltd filed Critical Hitachi Lighting Ltd
Priority to JP8670392A priority Critical patent/JPH05236736A/en
Publication of JPH05236736A publication Critical patent/JPH05236736A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To constitute a great part of components of digital circuits by turning on a switching element when the current flowing to an inductance is zero, and turning it off after a counter counts a specified time, in a switching power source which gets high output by bringing input current waveform close to input voltage waveform. CONSTITUTION:At the same time the power on, an oscillator 14 starts oscillation, and a frequency dividing counter 9 also starts dividing, and a current detection means 8 sets a flip flop 11 and turns on a switch element 4, and lets a current flow to an inductance 3. The frequency dividing counter 9 is reset at the same time as the setting of the flip flop 11, and when the output of the frequency dividing counter 9 becomes the decode value of a decoder 13, the flip flop 11 is reset, and the switch element 4 is turned off. During the on period of the switch element 4, the energy accumulated in the inductance generates counter-electromotive force, and the energy is supplied to load 7, and when a current becomes zero, the current detection means 8 sets the flip flop 11 again.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【産業上の利用分野】本発明は交流を直流に変換するス
イッチング電源で、特に高い力率を得るのに好適な電源
回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply for converting alternating current into direct current, and more particularly to a power supply circuit suitable for obtaining a high power factor.

【従来の技術】高い力率を得るためにはインダクタンス
に流れる電流波形を電圧波形に近づければ良い。そこで
従来はトランジスタ技術1988−3 488ページに
記載のようにスイッチ素子をONした後インダクタンス
に流れる電流を電圧に変換して入力電圧の波形と一致し
たときにOFFし、そしてインダクタンスに流れる電流
がゼロになったとき再びスイッチ素子をONするように
制御していた。これにより図2に示すような電流波形を
得て力率を向上していた。図中20は整流器の出力電
圧、21はインダクタンスに流れる電流である。また従
来では強制的にスイッチ素子をONするためのスタート
回路を設けていた。これは従来例では予めインダクタン
スに電流が流れている状態から電流がゼロにならないと
スイッチ素子がONしない構成になっているため、入力
電圧が低く電流も殆ど流れていない期間で電流波形と電
圧波形が一致してスイッチ素子がOFFすると、その後
はインダクタンスに電流が流れずにスイッチ素子がON
しなくなってしまうためである。
2. Description of the Related Art In order to obtain a high power factor, a current waveform flowing through an inductance may be made close to a voltage waveform. Therefore, conventionally, as described in Transistor Technology 1988-3 488, after turning on a switching element, the current flowing through the inductance is converted into a voltage and turned off when it matches the waveform of the input voltage, and the current flowing through the inductance is zero. Then, the switch element was controlled to be turned on again. As a result, the current waveform as shown in FIG. 2 was obtained and the power factor was improved. In the figure, 20 is the output voltage of the rectifier, and 21 is the current flowing through the inductance. Further, conventionally, a start circuit for forcibly turning on the switch element is provided. In the conventional example, since the switch element does not turn on unless the current becomes zero from the state where the current is flowing through the inductance in advance, the current waveform and the voltage waveform during the period when the input voltage is low and the current hardly flows. And the switch element turns off, the current does not flow through the inductance and the switch element turns on.
It is because it will not be done.

【発明が解決しようとする課題】制御を開始するための
スタート回路が必要となるので部品点数が多くなる。ま
た、スイッチ素子のON期間の制御をアナログ的に行な
っているため、論理回路で構成しにくい。したがって集
積回路による小型化やマイクロコンピュータによるイン
テリジェンス化が困難である。
Since a start circuit for starting the control is required, the number of parts increases. Moreover, since the ON period of the switch element is controlled in an analog manner, it is difficult to configure the logic circuit. Therefore, it is difficult to achieve miniaturization by an integrated circuit and intelligence by a microcomputer.

【課題を解決するための手段】インダクタンスに流れる
電流の検出手段を設け、電流がゼロであればスイッチ素
子をONして所定の時間を源発振周波数を分周するカウ
ンタで計数した後スイッチ素子をOFFすることとし
た。
A means for detecting a current flowing through an inductance is provided, and if the current is zero, the switch element is turned on and a predetermined time is counted by a counter that divides the source oscillation frequency, and then the switch element is turned on. I decided to turn it off.

【作用】上記構成であればスイッチ素子をOFFした後
インダクタンスに流れる電流がゼロになれば再びスイッ
チ素子はONするのでスイッチ素子はON OFFを繰
り返すことができる。本発明では電流波形を、整流した
電圧波形に近づけるためにスイッチ素子のON期間を一
定にした。この理由は以下の通りである。スイッチ素子
がONした瞬間の整流器の出力電圧をVin、インダク
タンスをL、スイッチ素子のON期間をTonとする
と、Ton後のインダクタンスに流れる電流Iは I=
(Vin/L)×Ton となる。Tonは整流器の出
力電圧の周期に比べ充分短いためON期間中はVin一
定と考えて良い。また電流波形を電圧波形に近づけるた
め、いずれの場合でもIとVinの間には比例関係が成
立しなければならない。従って I=K×Vin (K
は一定) であり以上二つの式より Ton=K×L
となる。ここでKとLはいずれも定数のためスイッチ素
子のON期間Tonは一定でなければならない。さらに
インダクタンスに流れる電流がゼロであればスイッチ素
子はONするのでスタート回路を必要としない。またT
onを可変とすることで負荷に供給する電力を制御でき
るが、これはカウンタのカウント値を変更するだけでよ
い。すなわち構成要素の多くが論理回路のため集積回路
による小型化やマイクロコンピュータによるインテリジ
ェンス化が容易である。
With the above construction, when the current flowing through the inductance becomes zero after the switch element is turned off, the switch element is turned on again, so that the switch element can be repeatedly turned on and off. In the present invention, the ON period of the switch element is made constant in order to bring the current waveform closer to the rectified voltage waveform. The reason for this is as follows. When the output voltage of the rectifier at the moment when the switch element is turned on is Vin, the inductance is L, and the ON period of the switch element is Ton, the current I flowing through the inductance after Ton is I =
(Vin / L) × Ton. Since Ton is sufficiently shorter than the cycle of the output voltage of the rectifier, it can be considered that Vin is constant during the ON period. Further, in order to bring the current waveform close to the voltage waveform, a proportional relationship must be established between I and Vin in any case. Therefore, I = K × Vin (K
Is constant), and from the above two equations, Ton = K × L
Becomes Since both K and L are constants, the ON period Ton of the switch element must be constant. Further, if the current flowing through the inductance is zero, the switch element is turned on, so a start circuit is not required. Also T
The power supplied to the load can be controlled by making on variable, but this only needs to change the count value of the counter. That is, since many of the constituent elements are logic circuits, miniaturization by an integrated circuit and intelligence by a microcomputer are easy.

【実施例】本発明の実施例を図1に示す。図中1は交流
電源、2は整流器、3はインダクタンス、4はスイッチ
素子、5はダイオード、6は平滑コンデンサ、7は負
荷、8はインダクタンス3の電流検出手段、9は分周カ
ウンタ、11はフリップフロップ、13はデコーダ、1
4は発振器である。電源投入と同時に発振器14は発振
を開始する。これにより分周カウンタ9も分周を開始す
る。従って電源投入時はインダクタンス3に流れる電流
はゼロのままなので電流検出手段8はフリップフロップ
11をセットすることによりスイッチ素子4をONして
インダクタンス3に電流を流す。分周カウンタ9はフリ
ップフロップ11のセットと同時にリセットされる。そ
の後、分周カウンタ9の出力がデコーダ13のデコード
値となってフリップフロップ11をリセットする。従っ
てスイッチ素子4のON時間は分周カウンタ9がデコー
ダ13のデコード値をカウントするまでの一定の値とな
る。スイッチ素子4のOFF期間ではON期間にインダ
クタンス3に蓄えられたエネルギーが逆起電力を発生し
てダイオード5を通過する。さらに平滑コンデンサ6で
平滑されて負荷7に供給される。エネルギーの供給が終
了するとインダクタンス3に流れる電流が減少し、電流
検出手段8はゼロになったことを検出して再びフリップ
フロップ11をセットする。スイッチ素子4のON期間
が一定のときインダクタンス3の電流波形が整流器2の
出力電圧波形に近くなるのは前述の通りである。従って
以上の動作のくりかえしにより高い力率で負荷7に直流
電圧を供給することができる。供給する電圧を制御する
ためにはスイッチ素子4のON期間にインダクタンス3
に蓄えられるエネルギーを変化させればよくスイッチ素
子4のON期間を制御すればよい。図3により本発明の
他の実施例を説明する。これは直流電圧をフィードバッ
クして電圧の安定化を図った例である。図中図1と同じ
ブロックには同じ番号を付してある。電流検出手段8は
微分回路になっておりインダクタンス3に流れる電流が
ゼロになったことを検出する。他に10はORゲート、
12はデコーダ、30はA/Dコンバータ、31は比較
器、32はフィルタ回路、33はアップダウンカウン
タ、34は比較器、35はリファレンス発生回路であ
る。出力電圧はA/Dコンバータ30によりディジタル
データに変換され比較器31に入力される。比較器31
では出力電圧のA/D変換結果と所定のリファレンス値
の比較を行なう。フィルタ回路32は論理回路で構成さ
れたフィルタであり時系列的かつ離散的に到来する比較
器31の出力を時間軸で積分してノイズ等の影響を除去
して現在の出力電圧がリファレンス値に比べ大きいか小
さいかを出力する。アップダウンカウンタ33はフィル
タ回路32の出力により出力電圧がリファレンス値に比
べ小さい場合にはアップカウントを行ない逆の場合には
ダウンカウントを行なう。比較器34は分周カウンタ9
とアップダウンカウンタ33の出力を比較して両方の出
力が一致した場合にフリップフロップ11をリセットす
る。すなわちアップダウンカウンタ33の出力がそのま
まスイッチ素子4のON期間となり、アップカウントし
た場合は出力電圧が増加しダウンカウントした場合は減
少する。以上説明した構成でフィードバック制御により
出力電圧の安定化を図ることができる。また電流検出手
段8が微分回路のため、整流器2の出力電圧が低い期
間、すなわちインダクタンス3の電流が小さい期間や電
源投入直後では電流検出手段8が動作しない場合も考え
られる。この場合はデコーダ12のデコード値でフリッ
プフロップ11がセットされるのでスイッチ素子4がO
FFし続けることはない。従って特別にスタート回路を
必要としない。またこの場合ではスイッチ素子4のOF
F期間が多くなるが整流器2の出力電圧が低い期間であ
るためこれによる力率の劣化はほとんど無い。本実施例
では図3の点線内の回路が殆ど論理回路で構成されてお
り、集積回路化に適している。またリファレンス値を変
更するだけで出力電圧を制御することができるので、マ
イクロコンピュータによるインテリジェンス化も容易で
ある。また負荷に蛍光放電灯のインバータ回路を接続す
れば本発明により容易に調光させることができる。さら
に実施例のインダクタンスの代わりにトランスを使用し
出力電圧を二次側から得る構成としても本発明の効果に
変わりの無いことは自明である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a rectifier, 3 is an inductance, 4 is a switching element, 5 is a diode, 6 is a smoothing capacitor, 7 is a load, 8 is a current detecting means for the inductance 3, 9 is a frequency dividing counter, and 11 is Flip-flop, 13 is a decoder, 1
4 is an oscillator. When the power is turned on, the oscillator 14 starts oscillating. As a result, the frequency division counter 9 also starts frequency division. Therefore, when the power is turned on, the current flowing through the inductance 3 remains zero, so that the current detecting means 8 sets the flip-flop 11 to turn on the switch element 4 to flow the current through the inductance 3. The frequency division counter 9 is reset at the same time when the flip-flop 11 is set. After that, the output of the frequency division counter 9 becomes the decode value of the decoder 13 and the flip-flop 11 is reset. Therefore, the ON time of the switch element 4 becomes a constant value until the frequency division counter 9 counts the decoded value of the decoder 13. In the OFF period of the switch element 4, the energy stored in the inductance 3 in the ON period generates counter electromotive force and passes through the diode 5. Further, it is smoothed by the smoothing capacitor 6 and supplied to the load 7. When the supply of energy is completed, the current flowing through the inductance 3 decreases, and the current detecting means 8 detects that it has become zero and sets the flip-flop 11 again. As described above, the current waveform of the inductance 3 becomes close to the output voltage waveform of the rectifier 2 when the ON period of the switch element 4 is constant. Therefore, by repeating the above operation, the DC voltage can be supplied to the load 7 with a high power factor. In order to control the voltage to be supplied, the inductance 3 is applied during the ON period of the switch element 4.
The ON period of the switch element 4 may be controlled by changing the energy stored in. Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This is an example in which the DC voltage is fed back to stabilize the voltage. In the figure, the same blocks as in FIG. 1 are assigned the same numbers. The current detecting means 8 is a differentiating circuit and detects that the current flowing through the inductance 3 has become zero. 10 is an OR gate,
12 is a decoder, 30 is an A / D converter, 31 is a comparator, 32 is a filter circuit, 33 is an up / down counter, 34 is a comparator, and 35 is a reference generation circuit. The output voltage is converted into digital data by the A / D converter 30 and input to the comparator 31. Comparator 31
Then, the A / D conversion result of the output voltage is compared with a predetermined reference value. The filter circuit 32 is a filter composed of a logic circuit, and integrates the output of the comparator 31 that arrives in time series and discretely on the time axis to remove the influence of noise and the like, and the current output voltage becomes the reference value. Outputs whether it is larger or smaller. The up-down counter 33 performs up-counting when the output voltage from the output of the filter circuit 32 is smaller than the reference value, and performs down-counting when the output voltage is opposite. The comparator 34 is the frequency division counter 9
And the outputs of the up / down counter 33 are compared with each other, and when both outputs match, the flip-flop 11 is reset. That is, the output of the up / down counter 33 is in the ON period of the switch element 4 as it is, and the output voltage increases when up-counting and decreases when down-counting. With the configuration described above, the output voltage can be stabilized by the feedback control. Further, since the current detecting means 8 is a differentiating circuit, it is possible that the current detecting means 8 does not operate during a period when the output voltage of the rectifier 2 is low, that is, during a period when the current of the inductance 3 is small or immediately after the power is turned on. In this case, since the flip-flop 11 is set by the decode value of the decoder 12, the switch element 4 is turned off.
There is no continuous FF. Therefore, no special start circuit is required. In this case, the OF of the switch element 4
Although the F period increases, the output voltage of the rectifier 2 is low, so there is almost no deterioration in the power factor. In this embodiment, most of the circuits within the dotted line in FIG. 3 are composed of logic circuits, which is suitable for integration into an integrated circuit. Further, since the output voltage can be controlled only by changing the reference value, it is easy to realize intelligence by the microcomputer. Further, if an inverter circuit of a fluorescent discharge lamp is connected to the load, dimming can be easily performed by the present invention. Furthermore, it is obvious that the effect of the present invention will not change even if a transformer is used instead of the inductance of the embodiment and the output voltage is obtained from the secondary side.

【発明の効果】本発明によれば、スイッチ素子のON
OFFは源発振周波数を分周するカウンタの出力から生
成するので制御を開始するためのスタート回路を必要と
しない。また構成要素の多くが論理回路のため集積回路
による小型化やマイクロコンピュータによるインテリジ
ェンス化が容易でしかも力率の高い電源回路を供給でき
る。
According to the present invention, the switch element is turned on.
Since OFF is generated from the output of the counter that divides the source oscillation frequency, a start circuit for starting control is not required. Further, since many of the constituent elements are logic circuits, it is possible to supply a power supply circuit which can be easily miniaturized by an integrated circuit and made intelligent by a microcomputer and which has a high power factor.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(実施例1)で用いた本発明の概略図FIG. 1 is a schematic diagram of the present invention used in (Example 1).

【図2】整流器の出力電圧とインダクタンスの電流波形[Fig. 2] Current waveform of rectifier output voltage and inductance

【図3】(実施例1)で用いた本発明の概略図FIG. 3 is a schematic diagram of the present invention used in (Example 1).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・交流電源 2・・・整流器 3・・・インダクタンス 4・・・スイッチ素子 5・・・ダイオード 6・・・コンデンサ 7・・・負荷 8・・・電流検出手段 9・・・分周カウンタ 10・・・ORゲート 11・・・フリップフロップ 12、13及び34・・・デコーダ 14・・・発振器 20・・・整流器出力電圧 21・・・インダクタンス電流 30・・・A/Dコンバータ 31・・・比較器 32・・・フィルタ回路 33・・・アップダウンカウンタ 1 ... AC power supply 2 ... Rectifier 3 ... Inductance 4 ... Switch element 5 ... Diode 6 ... Capacitor 7 ... Load 8 ... Current detection means 9 ... Dividing Counter 10 ... OR gate 11 ... Flip-flop 12, 13 and 34 ... Decoder 14 ... Oscillator 20 ... Rectifier output voltage 21 ... Inductance current 30 ... A / D converter 31. ..Comparator 32 ... Filter circuit 33 ... Up-down counter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仙葉 和久 茨城県竜ヶ崎市若柴町69番地 日立照明株 式会社竜ヶ崎工場内 (72)発明者 中沢 育男 茨城県竜ヶ崎市若柴町69番地 日立照明株 式会社竜ヶ崎工場内 (72)発明者 中川 尚人 茨城県竜ヶ崎市若柴町69番地 日立照明株 式会社竜ヶ崎工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuhisa Senba 69 Wakashiba-cho, Ryugasaki-shi, Ibaraki Hitachi Lighting Co., Ltd.Ryugasaki Factory (72) Inventor Ikuo Nakazawa 69 Wakashiba-cho, Ryugasaki-shi, Ibaraki Hitachi Lighting Co., Ltd. Ryugasaki Plant (72) Inventor Naoto Nakagawa 69 Wakashiba-cho, Ryugasaki-shi, Ibaraki Hitachi Lighting Co., Ltd. Ryugasaki Plant

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 交流電圧を整流する整流器とインダクタンスとスイッチ
素子とダイオードとコンデンサからなるスイッチング電
源においてインダクタンスに流れる電流の検出手段を有
し、前記スイッチ素子は前記電流の検出手段がインダク
タンスに電流が流れていないことを検出したときON
し、予め定めた所定の時間が経過した後OFFすること
を特徴とした電源回路
A switching power supply including a rectifier for rectifying an AC voltage, an inductance, a switch element, a diode, and a capacitor has detection means for detecting a current flowing through the inductance, and the switch element has a detection means for detecting that the current is not flowing through the inductance. ON when detected
However, the power supply circuit is characterized in that it is turned off after a predetermined time has passed.
JP8670392A 1992-02-24 1992-02-24 Power source circuit Pending JPH05236736A (en)

Priority Applications (1)

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JP8670392A JPH05236736A (en) 1992-02-24 1992-02-24 Power source circuit

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JP (1) JPH05236736A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6118232A (en) * 1997-06-02 2000-09-12 Nec Corporation Circuit for compensating deflection in a display unit without picture distortion
JP2014176169A (en) * 2013-03-07 2014-09-22 Koito Mfg Co Ltd Step-up/down dc-dc converter type lighting circuit

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