JPH06169571A - Switching power supply device - Google Patents

Switching power supply device

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Publication number
JPH06169571A
JPH06169571A JP4343312A JP34331292A JPH06169571A JP H06169571 A JPH06169571 A JP H06169571A JP 4343312 A JP4343312 A JP 4343312A JP 34331292 A JP34331292 A JP 34331292A JP H06169571 A JPH06169571 A JP H06169571A
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JP
Japan
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output
circuit
power supply
switch element
switching
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Application number
JP4343312A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunji Itakura
俊二 板倉
Tetsuhiko Masuda
哲彦 増田
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Filing date
Publication date
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    • Y02E40/30Reactive power compensation

Abstract

PURPOSE:To provide a switching power supply device which can achieve the improvement of power factor synthetically even in the case where a switching power supply without a power factor improving circuit is used jointly. CONSTITUTION:For a power factor improving circuit A, a rectifier circuit 1 rectifies AC input Ei so as to generate rectified output, and a capacitor 2 generates DC output Vo being smoothed based on the rectified output Eo, and a control circuit 3 flattens the fluctuation of an AC input current Ii generated by the instantaneous fluctuation of the DC output Vo. A switching power circuit B generates power output by switching DC output Vo. Output terminals 41 and 42 are connected to the rear stages of a power factor improving circuit A, and lead out the DC output Vo to the outside.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング電源装置
に関し、更に詳しくは、力率改善処理を行なった直流出
力をスイッチング電源回路に供給すると共に、外部にそ
の直流出力を導出することにより、力率改善回路を有し
ないスイッチング電源を併用した場合にも力率改善を達
成し得るる技術に係る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply device, and more specifically, it supplies a DC output which has been subjected to power factor correction processing to a switching power supply circuit and outputs the DC output to the outside to output power. The present invention relates to a technique that can achieve power factor improvement even when a switching power supply without a factor improvement circuit is used together.

【0002】[0002]

【従来の技術】力率改善を行なったスイッチング電源装
置の従来技術として、特開平3ー78469号公報が知
られている。上記公報はチョッパ回路を用いて、整流電
圧波形とチョッパ回路に流れる電流波形とを一致させる
ようにして力率改善を図っている。
2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication No. 3-78469 is known as a prior art of a switching power supply device with improved power factor. The above publication uses a chopper circuit to match the rectified voltage waveform with the current waveform flowing through the chopper circuit to improve the power factor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
スイッチング電源装置は、自己の力率改善を達成する手
段は開示しているが、力率改善回路を有しないスイッチ
ング電源を併用した場合にも総合的に力率改善を達成し
得る手段を開示していない。このため、力率改善をする
には、全て新規な電源設備としなければならず、既存の
電源設備を有効に利用できない。
However, although the conventional switching power supply device discloses means for achieving its own power factor correction, it is also possible to use a switching power supply without a power factor correction circuit in combination. Does not disclose any means by which the power factor improvement can be achieved. Therefore, in order to improve the power factor, it is necessary to use all new power supply equipment, and existing power supply equipment cannot be effectively used.

【0004】そこで、本発明の課題は、上述した問題点
を解決し、力率改善処理を行なった直流出力をスイッチ
ング電源回路に供給すると共に、外部にその直流出力を
導出することにより、力率改善回路を有しないスイッチ
ング電源を併用した場合にも総合的に力率改善を達成し
得るスイッチング電源装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to supply the DC output which has been subjected to the power factor correction processing to the switching power supply circuit and to derive the DC output to the outside to thereby obtain the power factor. It is an object of the present invention to provide a switching power supply device capable of achieving a comprehensive power factor improvement even when a switching power supply having no improvement circuit is used together.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上述する課題解決のた
め、本発明は、力率改善回路と、スイッチング電源回路
と、出力端子とを含むスイッチング電源装置であって、
前記力率改善回路は、整流回路と、コンデンサと、制御
回路とを含み、前記整流回路が交流入力を整流して整流
出力を生じ、前記コンデンサが前記整流出力に基づき平
滑化した直流出力を生じ、前記制御回路が前記直流出力
の瞬時変動によって生ずる交流入力電流の変動を平坦化
するものであり、前記スッチング電源回路は、前記直流
出力をスイッチングして電源出力を発生させるものであ
り、前記出力端子は、前記力率改善回路の後段に接続さ
れ、前記直流出力を外部に導出するものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a switching power supply device including a power factor correction circuit, a switching power supply circuit, and an output terminal.
The power factor correction circuit includes a rectifier circuit, a capacitor, and a control circuit, the rectifier circuit rectifies an AC input to generate a rectified output, and the capacitor generates a DC output smoothed based on the rectified output. The control circuit flattens the fluctuation of the AC input current caused by the instantaneous fluctuation of the DC output, and the switching power supply circuit switches the DC output to generate a power supply output. The terminal is connected to a subsequent stage of the power factor correction circuit and leads the DC output to the outside.

【0006】[0006]

【作用】力率改善回路は、整流回路が交流入力を整流し
て整流出力を生じ、コンデンサが整流出力に基づき平滑
化した直流出力を生じ、制御回路が直流出力の瞬時変動
によって生ずる交流入力電流の変動を平坦化するから、
交流入力電流の歪みが少なくなり、力率改善が達成され
る。
In the power factor correction circuit, the rectifier circuit rectifies an AC input to generate a rectified output, the capacitor generates a DC output smoothed based on the rectified output, and the control circuit generates an AC input current caused by an instantaneous fluctuation of the DC output. Since the fluctuation of is flattened,
Distortion of the AC input current is reduced and power factor improvement is achieved.

【0007】スッチング電源回路は、直流出力をスイッ
チングして電源出力を発生させるから、所望の直流電圧
または交流電圧が得られる。
Since the switching power supply circuit switches the DC output to generate the power supply output, a desired DC voltage or AC voltage can be obtained.

【0008】出力端子は、力率改善回路の後段に接続さ
れ、直流出力を外部に導出するものであるから、力率改
善回路を有しないスイッチング電源を接続することによ
り、非力率改善スイッチング電源を含めた総合的な力率
改善が達成できる。
Since the output terminal is connected to the subsequent stage of the power factor correction circuit and leads the DC output to the outside, the non-power factor correction switching power supply is connected by connecting the switching power supply without the power factor correction circuit. Overall power factor improvement including the above can be achieved.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明に係るスイッチング電源装置の
第1の実施例の構成を示すブロック図である。図は三相
交流を交流入力としたスイッチング電源装置を示し、A
は力率改善回路、Bはスイッチング電源回路、Cは力率
改善回路を有しない非力率改善スイッチング電源、4
1、42は出力端子である。
1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of a switching power supply device according to the present invention. The figure shows a switching power supply with three-phase alternating current as the AC input.
Is a power factor correction circuit, B is a switching power supply circuit, C is a non-power factor correction switching power supply without a power factor correction circuit, 4
Reference numerals 1 and 42 are output terminals.

【0010】力率改善回路Aは、整流回路1と、コンデ
ンサ2と、制御回路3とを含んでいる。整流回路1は交
流入力Ea、Eb、Ecを整流して整流出力Eoを出力
する。具体的には、三相全波整流回路で構成されてい
る。コンデンサ2は整流出力Eoに基づき平滑化した直
流出力Voを出力する。直流出力Voは、端子21、2
2を介してスイッチング電源回路Bに供給される。制御
回路3は、スイッチング時の直流出力Voの瞬時変動に
よって生ずる交流入力電流Ia、Ib、Icの変動を平
坦化する。制御回路3は、インダクタ素子31で構成さ
れている。
The power factor correction circuit A includes a rectifier circuit 1, a capacitor 2 and a control circuit 3. The rectifier circuit 1 rectifies the AC inputs Ea, Eb, Ec and outputs a rectified output Eo. Specifically, it is composed of a three-phase full-wave rectifier circuit. The capacitor 2 outputs a DC output Vo that is smoothed based on the rectified output Eo. DC output Vo is applied to terminals 21 and 2.
2 to the switching power supply circuit B. The control circuit 3 flattens the fluctuations of the AC input currents Ia, Ib, Ic caused by the instantaneous fluctuations of the DC output Vo during switching. The control circuit 3 is composed of an inductor element 31.

【0011】スッチング電源回路Bは、直流出力Voを
スイッチングして直流または交流の電源出力を発生させ
る。例えば、DCーDCコンバータを使用すると直流電
源出力を得ることができ、DCーACコンバータを使用
すると交流電源出力を得ることができる。スイッチング
電源回路Bは、直流出力Voを例えば数kHz〜数百k
Hzの周波数でスイッチングする。
The switching power supply circuit B switches the DC output Vo to generate a DC or AC power supply output. For example, a DC-DC converter can be used to obtain a DC power supply output, and a DC-AC converter can be used to obtain an AC power supply output. The switching power supply circuit B outputs the DC output Vo, for example, from several kHz to several hundreds of kHz.
Switching at a frequency of Hz.

【0012】出力端子41,42は、力率改善回路Aの
後段の端子21、22に接続され、直流出力Voを外部
に導出する。
The output terminals 41 and 42 are connected to the terminals 21 and 22 in the subsequent stage of the power factor correction circuit A and lead the DC output Vo to the outside.

【0013】上述したように、力率改善回路Aは、整流
回路1が交流入力Ea、Eb、Ecを整流して整流出力
Eoを生じ、コンデンサ2が整流出力Eoに基づき平滑
化した直流出力Voを生じ、スッチング電源回路Bは、
直流出力Voをスイッチングするから、スイッチング電
源回路Bに伝送されたエネルギーに応じて直流出力Vo
が低下する。この時、整流回路1からコンデンサ2に充
電電流Idが流れる。インダクタ素子31は、慣性作用
により充電電流Idを抑制するから、直流出力Voの瞬
時変動によって生ずる交流入力電流Ia、Ib、Icの
変動を平坦化する。しかも、整流出力Eoのリップルが
少ないので、充電電流Idの変動が少なくなる。このた
め、交流入力電流Ia、Ib、Icの歪みが少なくな
り、力率改善が達成される。
As described above, in the power factor correction circuit A, the rectifier circuit 1 rectifies the AC inputs Ea, Eb, Ec to generate the rectified output Eo, and the capacitor 2 smoothes the DC output Vo based on the rectified output Eo. And the switching power supply circuit B is
Since the DC output Vo is switched, the DC output Vo is changed according to the energy transmitted to the switching power supply circuit B.
Is reduced. At this time, the charging current Id flows from the rectifier circuit 1 to the capacitor 2. Since the inductor element 31 suppresses the charging current Id by the inertial action, it flattens the fluctuations of the AC input currents Ia, Ib, Ic caused by the instantaneous fluctuations of the DC output Vo. Moreover, since the ripple of the rectified output Eo is small, the fluctuation of the charging current Id is small. Therefore, distortion of the AC input currents Ia, Ib, and Ic is reduced, and power factor improvement is achieved.

【0014】スッチング電源回路Bは、直流出力Voを
スイッチングして電源出力を発生させるから、所望の直
流電圧または交流電圧が得られる。
Since the switching power supply circuit B switches the DC output Vo to generate a power supply output, a desired DC voltage or AC voltage can be obtained.

【0015】出力端子41、42は、力率改善回路Aの
後段に接続され、直流出力Voを外部に導出するもので
あるから、力率改善回路を有しないスイッチング電源C
を接続することにより、非力率改善スイッチング電源C
を含めた総合的な力率改善が達成できる。
Since the output terminals 41 and 42 are connected to the subsequent stage of the power factor correction circuit A and lead the DC output Vo to the outside, the switching power supply C having no power factor correction circuit is provided.
By connecting to the non-power factor improving switching power supply C
A comprehensive power factor improvement including can be achieved.

【0016】図2は本発明に係るスイッチング電源装置
を構成する力率改善回路の第2の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、1は整流回路、3は制御
回路、5は第1の電力変換回路、6は第2の電力変換回
路である。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the power factor correction circuit constituting the switching power supply device according to the present invention. In the figure, 1 is a rectifier circuit, 3 is a control circuit, 5 is a first power conversion circuit, and 6 is a second power conversion circuit.

【0017】整流回路1は、交流入力Ei を整流して整
流出力Eoを得る回路であり、一般的な全波整流回路で
構成できる。
The rectifier circuit 1 is a circuit that rectifies an AC input Ei to obtain a rectified output Eo, and can be constituted by a general full-wave rectifier circuit.

【0018】第1の電力変換回路5は、第1のインダク
タ素子51と、第1のスイッチ素子52と、第1の出力
回路53とを含んでいる。第1のインダクタ素子51
は、第1のスイッチ素子52と整流回路1とに直列に接
続されている。第1のインダクタ素子51は、第1のス
イッチ素子52のオン期間中に整流回路1から供給され
るエネルギーを蓄積しオフ期間中にエネルギーを第1の
出力回路53に伝送する。第1のスイッチ素子52は、
電界効果形トランジスタ等で構成できる。第1の出力回
路53は、伝送エネルギーを第1の直流出力V1 に変換
する。第1の出力回路53はダイオ−ド531とコンデ
ンサ532とを有している。ダイオ−ド531は第1の
インダクタ素子51から伝送される単一方向のエネルギ
ーをコンデンサ532に伝送する。コンデンサ532は
単一方向のエネルギーを蓄積し第1の直流出力V1 を発
生する。
The first power conversion circuit 5 includes a first inductor element 51, a first switch element 52, and a first output circuit 53. First inductor element 51
Are connected in series to the first switch element 52 and the rectifier circuit 1. The first inductor element 51 stores the energy supplied from the rectifier circuit 1 during the ON period of the first switch element 52 and transfers the energy to the first output circuit 53 during the OFF period. The first switch element 52 is
It can be composed of a field effect transistor or the like. The first output circuit 53 converts the transmission energy into the first DC output V1. The first output circuit 53 has a diode 531 and a capacitor 532. The diode 531 transmits the unidirectional energy transmitted from the first inductor element 51 to the capacitor 532. Capacitor 532 stores the unidirectional energy and produces a first DC output V1.

【0019】第2の電力変換回路6は、第2のインダク
タ素子61と、第2のスイッチ素子62と、第2の出力
回路63とを含んでいる。実施例は、良く知られたフラ
イバックコンバータの構成となっている。第2のインダ
クタ素子61は、第2のスイッチ素子62と第1の出力
回路53とに直列に接続されている。第2のインダクタ
素子61は、第1の直流出力V1 に基づくスイッチング
出力を第2の出力回路63に伝送する。第2のスイッチ
素子62 は、電界効果形トランジスタ等で構成でき
る。第2の出力回路63は、スイッチング出力を直流出
力Voに変換する。
The second power conversion circuit 6 includes a second inductor element 61, a second switch element 62, and a second output circuit 63. The embodiment has a well-known flyback converter configuration. The second inductor element 61 is connected in series with the second switch element 62 and the first output circuit 53. The second inductor element 61 transmits the switching output based on the first DC output V1 to the second output circuit 63. The second switch element 62 can be composed of a field effect transistor or the like. The second output circuit 63 converts the switching output into the DC output Vo.

【0020】制御回路3は、直流出力Voに応じた入力
信号S1 が入力され、直流出力Voを一定とするパルス
幅の制御信号S2 を第1のスイッチ素子52及び第2の
スイッチ素子62に出力する。図は、第1のスイッチ素
子52が第2のスイッチ素子62に共用されている。入
力信号S1 は、直流出力Voを分圧した信号となってい
る。制御信号S2 は、周波数が一定でオン時のパルス幅
が変化する信号となっている。周波数は、数kHz〜数
百kHzに設定される。
The control circuit 3 receives the input signal S1 corresponding to the DC output Vo and outputs a control signal S2 having a pulse width for keeping the DC output Vo constant to the first switch element 52 and the second switch element 62. To do. In the figure, the first switch element 52 is shared by the second switch element 62. The input signal S1 is a signal obtained by dividing the DC output Vo. The control signal S2 is a signal whose frequency is constant and whose pulse width when turned on changes. The frequency is set to several kHz to several hundred kHz.

【0021】図3は第2の実施例に係る力率改善回路の
入力電流の波形を示す図である。図において、Ii は交
流入力電流、Io は整流出力電流、Eo は整流出力、S
2 は制御信号である。以下、図2を参照しながら、図3
を作用と共に説明する。
FIG. 3 is a diagram showing the waveform of the input current of the power factor correction circuit according to the second embodiment. In the figure, Ii is an AC input current, Io is a rectified output current, Eo is a rectified output, S
2 is a control signal. Hereinafter, referring to FIG. 2, FIG.
Will be explained together with the action.

【0022】上述したように、第1の電力変換回路5
は、第1のインダクタ素子51が第1のスイッチ素子5
2と整流回路1とに接続され、第1のスイッチ素子52
のオン期間Ton中に整流回路1から供給されるエネルギ
ーを蓄積しオフ期間Toff 中にエネルギーを第1の出力
回路53に伝送し、第1の出力回路53が伝送エネルギ
ーを第1の直流出力V1 に変換するものであり、制御回
路3は、直流出力Voを一定とするパルス幅の制御信号
S2 を第1のスイッチ素子52に出力するから、パルス
毎に整流出力電流Io の瞬時値に応じたエネルギーが第
1のインダクタ素子51から第1の出力回路53に伝送
される。
As described above, the first power conversion circuit 5
Means that the first inductor element 51 is the first switch element 5
2 and the rectifier circuit 1, and the first switch element 52
The energy supplied from the rectifier circuit 1 is accumulated during the on period Ton of the above, and the energy is transmitted to the first output circuit 53 during the off period Toff, and the first output circuit 53 transmits the transmitted energy to the first DC output V1. The control circuit 3 outputs to the first switch element 52 a control signal S2 having a pulse width that keeps the DC output Vo constant. Therefore, the control circuit 3 responds to the instantaneous value of the rectified output current Io for each pulse. Energy is transferred from the first inductor element 51 to the first output circuit 53.

【0023】参照符号aのパルスに着目し、具体的に説
明する。第1のスイッチ素子52がオンすると、第1の
インダクタ素子51には、過渡現象により、(1)式で
示される整流出力電流Ioaが流れる。
A specific description will be given by paying attention to the pulse of reference numeral a. When the first switch element 52 is turned on, the rectified output current Ioa represented by the equation (1) flows through the first inductor element 51 due to a transient phenomenon.

【0024】 Ioa=Eoa*Ton/L1 ・・・(1) Eoa:第1のスイッチ素子がオフする時の整流出力の瞬
時値 Ton:パルスのオン時間 L1 :第1のインダクタ素子のインダクタンス このとき、第1のインダクタ素子51には、(2)式で
示されるエネルギーPL1 が蓄積される。 PL1 =(Eoa*Ton)2 /(2*L1 ) ・・・(2) 蓄積エネルギーPL1 は、第1のスイッチ素子52がオ
フ期間Toff 中にいわゆるフライバック電圧となり、第
1の出力回路53に伝送される。整流出力電流Ioaは、
第1のインダクタ素子51の慣性作用により裾を引いた
特性を示す。第2の出力回路63に接続される負荷が重
くなって大きな電流が流れると、制御信号S2のオン時
間Tonが長くなり、より多くの蓄積エネルギーPL1 が
伝送される。他のパルスでも同様である。通常、整流回
路1の前後に図示しないフィルタ回路が設けられるの
で、交流入力電流Ii は、整流出力電流Io の平均値と
なる。
Ioa = Eoa * Ton / L1 (1) Eoa: Instantaneous value of rectified output when the first switch element is turned off Ton: On time of pulse L1: Inductance of the first inductor element At this time Energy PL1 represented by the equation (2) is stored in the first inductor element 51. PL1 = (Eoa * Ton) 2 / (2 * L1) (2) The stored energy PL1 becomes a so-called flyback voltage during the off period Toff of the first switch element 52, and the stored energy PL1 is supplied to the first output circuit 53. Is transmitted. The rectified output current Ioa is
The characteristic that the tail is drawn by the inertial action of the first inductor element 51 is shown. When the load connected to the second output circuit 63 becomes heavy and a large current flows, the ON time Ton of the control signal S2 becomes longer, and more stored energy PL1 is transmitted. The same applies to other pulses. Usually, since a filter circuit (not shown) is provided before and after the rectifying circuit 1, the AC input current Ii is an average value of the rectifying output current Io.

【0025】このため、交流入力電流Ii は、整流出力
Eoが直流出力Voよりも小さくなる場合でも、各パル
ス毎に分散して流れ、しかもその電流の包絡線が整流出
力Eo の波形と相似形となるので、交流入力電流Ii の
歪みが低減され、力率が改善される。
Therefore, even if the rectified output Eo is smaller than the DC output Vo, the AC input current Ii flows dispersedly for each pulse, and the envelope of the current is similar to the waveform of the rectified output Eo. Therefore, the distortion of the AC input current Ii is reduced and the power factor is improved.

【0026】第2の電力変換回路6は、第2のインダク
タ素子61が第2のスイッチ素子62と第1の出力回路
53とに接続され、第1の直流出力V1 に基づくスイッ
チング出力を第2の出力回路63に伝送し、第2の出力
回路63がスイッチング出力を直流出力Voに変換する
ものであり、制御回路3は、直流出力Voを一定電圧と
するパルス幅の制御信号S2 を第2のスイッチ素子62
に出力するから、直流出力Voが一定電圧に制御され
る。
In the second power conversion circuit 6, the second inductor element 61 is connected to the second switch element 62 and the first output circuit 53, and the switching output based on the first DC output V1 is output to the second output. Is transmitted to the second output circuit 63, and the second output circuit 63 converts the switching output into the direct current output Vo. The control circuit 3 outputs the control signal S2 having a pulse width that makes the direct current output Vo a constant voltage. Switch element 62
Therefore, the DC output Vo is controlled to a constant voltage.

【0027】第1のスイッチ素子52及び第2のスイッ
チ素子62は同期して駆動されるので、第1の出力回路
53から第2の電力変換回路6に伝送されたエネルギー
が第1のインダクタ素子51からのエネルギー伝送によ
り補給され、第1の直流出力V1 の低下が防止される。
また、コンデンサ532の容量も小さくてすむ。
Since the first switch element 52 and the second switch element 62 are driven in synchronization, the energy transferred from the first output circuit 53 to the second power conversion circuit 6 is the first inductor element. It is replenished by the energy transmission from 51, and the decrease of the first DC output V1 is prevented.
Further, the capacity of the capacitor 532 can be small.

【0028】更に、実施例では、第1のインダクタ素子
51は、トランスでなり、入力巻線511が第1のスイ
ッチ素子52と整流回路1に接続され、出力巻線512
が第1の出力回路53に接続されている。出力巻線51
2は、第1のスイッチ素子52がオンして入力巻線51
1に整流出力電流Io が流れたときに黒丸印の方向に正
極性となる電圧が発生する。第1のスイッチ素子52が
オフになると、逆方向にフライバック電圧Vf1を発生す
る。フライバック電圧Vf1は、第1の出力回路53のエ
ネルギー源となる。
Further, in the embodiment, the first inductor element 51 is a transformer, the input winding 511 is connected to the first switch element 52 and the rectifying circuit 1, and the output winding 512 is connected.
Are connected to the first output circuit 53. Output winding 51
2, the first switch element 52 is turned on and the input winding 51
When the rectified output current Io flows through 1, a positive voltage is generated in the direction of the black circle. When the first switch element 52 is turned off, the flyback voltage Vf1 is generated in the reverse direction. The flyback voltage Vf1 serves as an energy source for the first output circuit 53.

【0029】第2のインダクタ素子61は、トランスで
なり、入力巻線611が第2のスイッチ素子62と第1
の出力回路53に接続され、第2のスイッチ素子62の
オン期間中に第1の出力回路53から供給されるエネル
ギーを蓄積し、出力巻線612が第2のスイッチ素子6
2のオフ期間中にエネルギーをスイッチング出力として
第2の出力回路63に伝送する。第2の出力回路63
は、ダイオード631と、コンデンサ632とを有し、
出力巻線611と共にフライバックコンバータを構成し
ている。コンデンサ632は、図1の実施例におけるコ
ンデンサ2と等価である。第2のインダクタ素子61
は、第1のインダクタ素子51と同様、フライバック電
圧Vf2を発生させ、第2の出力回路63にエネルギー伝
送する。第1のスイッチ素子52及び第2のスイッチ素
子62は制御信号S2 により同期して駆動されるので、
第2のインダクタ素子61から第2の出力回路63への
エネルギー伝送と、第1のインダクタ素子51から第1
の出力回路53へのエネルギー伝送とが同期して行なわ
れる。このため、第1の出力回路53は、第2のインダ
クタ素子61に放出したエネルギーが同一のタイミング
で第1のインダクタ素子51から補給される。
The second inductor element 61 is composed of a transformer, and the input winding 611 is connected to the second switch element 62 and the first switch element 62.
Connected to the output circuit 53 of the second switch element 62 and stores the energy supplied from the first output circuit 53 during the ON period of the second switch element 62, and the output winding 612 is connected to the second switch element 6
Energy is transmitted to the second output circuit 63 as a switching output during the OFF period of 2. Second output circuit 63
Has a diode 631 and a capacitor 632,
A flyback converter is configured with the output winding 611. The capacitor 632 is equivalent to the capacitor 2 in the embodiment of FIG. Second inductor element 61
Generates a flyback voltage Vf2 and transfers the energy to the second output circuit 63, similarly to the first inductor element 51. Since the first switch element 52 and the second switch element 62 are driven in synchronization with the control signal S2,
Energy transfer from the second inductor element 61 to the second output circuit 63, and transfer of energy from the first inductor element 51 to the first
Energy transmission to the output circuit 53 is performed in synchronization. Therefore, in the first output circuit 53, the energy released to the second inductor element 61 is replenished from the first inductor element 51 at the same timing.

【0030】第1のスイッチ素子52のオン期間Ton中
に第1のインダクタ素子51の入力巻線511に蓄積さ
れるエネルギーEL1 と、第2のスイッチ素子62のオ
ン期間Ton中に第2のインダクタ素子61の入力巻線6
11に蓄積されるエネルギーEL2 とが等しくなってい
る。具体的には、整流出力Eo の平均値Eav 、入力巻
線511のインダクタンスをL1 、入力巻線611のイ
ンダクタンスをL2 とした場合、 (Eav *Ton)2 /(2*L1 )=(V1 *Ton)2 /(2*L2 )・・・(3) となるように、入力巻線511、611のインダクタン
スL1 、L2 を設定する。これにより、第1の出力回路
53におけるエネルギーのバランスが保たれ、第1の直
流出力V1 が一定化される。
Energy EL1 stored in the input winding 511 of the first inductor element 51 during the on period Ton of the first switch element 52 and the second inductor during the on period Ton of the second switch element 62. Input winding 6 of element 61
The energy EL2 stored in 11 is equal. Specifically, when the average value Eav of the rectified output Eo, the inductance of the input winding 511 is L1, and the inductance of the input winding 611 is L2, (Eav * Ton) 2 / (2 * L1) = (V1 * The inductances L1 and L2 of the input windings 511 and 611 are set so that Ton) 2 / (2 * L2) (3). As a result, the energy balance in the first output circuit 53 is maintained and the first DC output V1 is made constant.

【0031】第1の電力変換回路5は、第1のダイオ−
ド54を有している。第1のダイオ−ド54は、アノー
ドが第1のインダクタ素子51の入力巻線511に接続
され、カソードが第2のインダクタ素子61と第2のス
イッチ素子62との接続点に接続されて、第1の直流出
力V1 の逆流を阻止している。即ち、入力巻線611に
発生するフライバック電圧が入力巻線511に発生する
フライバック電圧よりも高い場合に逆流を阻止する。反
対に、入力巻き線511に発生するフライバック電圧が
入力巻き線611に発生するフライバック電圧よりも高
い場合は、第1のダイオード54を、図2に点線で表示
するように、第2の電力変換回路6に設けることによ
り、第1の電力変換回路5からの逆流を阻止できる。
The first power conversion circuit 5 includes a first diode.
It has a cord 54. In the first diode 54, the anode is connected to the input winding 511 of the first inductor element 51 and the cathode is connected to the connection point between the second inductor element 61 and the second switch element 62, The reverse flow of the first DC output V1 is blocked. That is, when the flyback voltage generated in the input winding 611 is higher than the flyback voltage generated in the input winding 511, backflow is blocked. On the contrary, if the flyback voltage generated on the input winding 511 is higher than the flyback voltage generated on the input winding 611, then the first diode 54 is connected to the second diode 54 as indicated by the dotted line in FIG. By providing the power conversion circuit 6, it is possible to prevent the backflow from the first power conversion circuit 5.

【0032】第1の電力変換回路5は、第2のダイオ−
ド55を有している。第1の出力回路53は出力端にコ
ンデンサ532を有している。第2のダイオ−ド55
は、アノードが整流回路1の正極性側に接続され、カソ
ードがコンデンサ532に接続され、コンデンサ532
を充電する充電回路を構成する。これにより、電源起動
時に早期にコンデンサ532が充電され、速く安定した
直流出力Voが得られる。
The first power conversion circuit 5 includes a second diode.
It has a do 55. The first output circuit 53 has a capacitor 532 at the output end. Second diode 55
The anode is connected to the positive side of the rectifier circuit 1, the cathode is connected to the capacitor 532,
A charging circuit for charging the. As a result, the capacitor 532 is charged early when the power is started, and a stable DC output Vo can be obtained quickly.

【0033】第2のダイオ−ド55は、整流出力Eo が
第1の直流出力V1 より大きいときにコンデンサ532
に充電電流Idを流す。従って、コンデンサ532は、
電源の起動時に第1のインダクタ素子51と第2のダイ
オ−ド55との両系統から充電される。電源起動後は、
第1のインダクタ素子51からのエネルギー伝送が不足
して第1の直流出力V1 が低下した時に第2のダイオ−
ド55から充電される。交流入力電流Ii は、第1のイ
ンダクタ素子51に流れる電流IL1 に第2のダイオ−
ド55の充電電流Id が重畳される。これにより、電源
の起動特性を改善すると共に、交流入力電流Iiの歪み
が減少し、力率の改善ができる。
The second diode 55 has a capacitor 532 when the rectified output Eo is larger than the first DC output V1.
A charging current Id is passed through. Therefore, the capacitor 532 is
When the power supply is started up, both the first inductor element 51 and the second diode 55 are charged. After power on,
When the energy transfer from the first inductor element 51 is insufficient and the first DC output V1 drops, the second diode
Charged from the battery 55. The AC input current Ii is added to the current IL1 flowing through the first inductor element 51 by the second diode.
The charging current Id of the battery 55 is superimposed. As a result, the starting characteristic of the power supply is improved, the distortion of the AC input current Ii is reduced, and the power factor can be improved.

【0034】第1のスイッチ素子52のオン期間Ton中
に第1のインダクタ素子51の入力巻線511に蓄積さ
れるエネルギーEL1 が、第2のスイッチ素子62のオ
ン期間Ton中に第2のインダクタ素子61の入力巻線6
11に蓄積されるエネルギーEL2 に等しい、またはよ
り小さくなっている。具体的には、整流出力Eoの平均
値Eav 、入力巻線511のインダクタンスをL1 、入
力巻線611のインダクタンスをL2 とした場合、 (Eav *Ton)2/(2*L1 )=(V1 *Ton)2/(2*L2 )・・(4) または (Eav *Ton)2/(2*L1 )>(V1 *Ton)2/(2*L2 )・・(5) となるように、入力巻線511、611のインダクタン
スL1 、L2 を設定する。
The energy EL1 stored in the input winding 511 of the first inductor element 51 during the ON period Ton of the first switch element 52 is changed to the second inductor during the ON period Ton of the second switch element 62. Input winding 6 of element 61
It is equal to or smaller than the energy EL2 stored in 11. Specifically, when the average value Eav of the rectified output Eo, the inductance of the input winding 511 is L1, and the inductance of the input winding 611 is L2, (Eav * Ton) 2 / (2 * L1) = (V1 * Ton) 2 / (2 * L2) ・ (4) or (Eav * Ton) 2 / (2 * L1)> (V1 * Ton) 2 / (2 * L2) ・ (5) The inductances L1 and L2 of the input windings 511 and 611 are set.

【0035】これにより、(4)式が成立する場合は、
電源の起動時にコンデンサ532が充電された後は、第
1のインダクタ素子51からエネルギー伝送でコンデン
サ532の充電電荷が維持され、第2のダイオ−ド55
による充電電流Id がなくなるので、起動特性を改善す
ると共に、最も交流入力電流の波形歪みを低減できる。
(5)式が成立する場合は、第1のインダクタ素子51
から伝送されるエネルギーが不足した時にのみ第2のダ
イオ−ド55による充電電流Id が流れ、コンデンサ5
32の充電過多を防止できる。
As a result, when the expression (4) is satisfied,
After the capacitor 532 is charged at the time of starting the power supply, the charged charge of the capacitor 532 is maintained by the energy transfer from the first inductor element 51, and the second diode 55.
Since the charging current Id due to is eliminated, the starting characteristic can be improved and the waveform distortion of the AC input current can be reduced most.
When the expression (5) is satisfied, the first inductor element 51
The charging current Id by the second diode 55 flows only when the energy transmitted from the
It is possible to prevent excessive charging of 32.

【0036】第2の電力変換回路6は、DCーDCコン
バータであればよく、フォワード形、共振形のコンバー
タでもよい。
The second power conversion circuit 6 may be a DC-DC converter, and may be a forward type or resonance type converter.

【0037】図4は本発明に係るスイッチング電源装置
を構成する力率改善回路の第3の実施例の構成を示すブ
ロック図である。図において、1は整流回路、3は制御
回路、7は昇圧回路である。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of a third embodiment of the power factor correction circuit constituting the switching power supply device according to the present invention. In the figure, 1 is a rectifier circuit, 3 is a control circuit, and 7 is a booster circuit.

【0038】整流回路1は交流入力Eiを整流して整流
出力Eoを生ずる。
The rectifying circuit 1 rectifies the AC input Ei to generate a rectified output Eo.

【0039】昇圧回路7は整流出力Eoを昇圧した直流
出力Voを生ずる回路である。昇圧回路7は、スイッチ
ング素子71と、インダクタ72と、ダイオ−ド73
と、コンデンサ74とを含んでいる。スイッチング素子
71は、インダクタ72と整流回路1とに直列に接続さ
れ、数kHz〜数百kHzの範囲でオン/オフ駆動され
る。本実施例では、50kHzに設定されている。ダイ
オ−ド73及びコンデンサ74は直列に接続され、その
直列接続回路の両端がスイッチング素子71に並列に接
続され、コンデンサ74の両端から直流出力Voを得て
いる。コンデンサ74は、図1の実施例におけるコンデ
ンサ2と等価である。
The booster circuit 7 is a circuit for generating a DC output Vo by boosting the rectified output Eo. The booster circuit 7 includes a switching element 71, an inductor 72, and a diode 73.
And a capacitor 74. The switching element 71 is connected in series with the inductor 72 and the rectifier circuit 1 and is driven on / off in the range of several kHz to several hundred kHz. In this embodiment, it is set to 50 kHz. The diode 73 and the capacitor 74 are connected in series, both ends of the series connection circuit are connected in parallel to the switching element 71, and the DC output Vo is obtained from both ends of the capacitor 74. The capacitor 74 is equivalent to the capacitor 2 in the embodiment of FIG.

【0040】制御回路3は、整流出力Eoと昇圧回路7
に流れる電流とを同位相とするように制御する。制御回
路3は、目標設定回路33と、誤差検出回路34と、電
流検出回路35と、差動増幅回路36と、パルス幅制御
回路37とを含んでいる。
The control circuit 3 includes a rectified output Eo and a booster circuit 7.
It is controlled so that the currents flowing in the same phase. The control circuit 3 includes a target setting circuit 33, an error detection circuit 34, a current detection circuit 35, a differential amplifier circuit 36, and a pulse width control circuit 37.

【0041】目標設定回路33は、基準電圧信号発生部
330を含み、整流出力電圧信号S3と、直流出力電圧
信号S4とが入力され、第1の出力信号S5と、第2の
出力信号S6とを出力する。基準電圧信号発生部330
は基準電圧信号S50を発生させる。第1の出力信号S
5は基準電圧信号S50から得られる。第2の出力信号
S6は直流出力電圧信号S4から得られる。第1の出力
信号S5及び第2の出力信号S6のいずれか一方は、整
流出力Eoの全電圧範囲でその増減に追従して直流出力
Voが整流出力Eoよりも高くなるように変化する。図
5は第1の出力信号S5の一例を示す特性図である。第
1の出力信号S5は、整流出力電圧信号S3に追従し、
直流出力Voが整流出力Eoよりも大きくなるように設
定される。第2の出力信号S6も同様である。
The target setting circuit 33 includes a reference voltage signal generating section 330, receives the rectified output voltage signal S3 and the DC output voltage signal S4, and outputs the first output signal S5 and the second output signal S6. Is output. Reference voltage signal generator 330
Generates a reference voltage signal S50. First output signal S
5 is obtained from the reference voltage signal S50. The second output signal S6 is obtained from the DC output voltage signal S4. One of the first output signal S5 and the second output signal S6 changes so that the DC output Vo becomes higher than the rectified output Eo by following the increase and decrease in the entire voltage range of the rectified output Eo. FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of the first output signal S5. The first output signal S5 follows the rectified output voltage signal S3,
The DC output Vo is set to be larger than the rectified output Eo. The same applies to the second output signal S6.

【0042】誤差検出回路34は、第1の出力信号S
5、第2の出力信号S6及び整流出力電圧信号S3が入
力され、第1の出力信号S5と第2の出力信号S6とを
比較して整流出力電圧信号S3と相似波形となる誤差検
出信号S7を出力している。具体的には、誤差増幅回路
342が第1の出力信号S5と第2の出力信号S6とを
比較して誤差信号S8を出力し、乗算回路344が誤差
信号S8と整流出力電圧信号S3とを乗算して誤差検出
信号S7を得ている。誤差増幅回路342、乗算回路3
44はオペアンプを用いた差動増幅回路、乗算回路等で
構成できる。
The error detection circuit 34 outputs the first output signal S
5, the second output signal S6 and the rectified output voltage signal S3 are input, the first output signal S5 and the second output signal S6 are compared, and the error detection signal S7 having a similar waveform to the rectified output voltage signal S3. Is being output. Specifically, the error amplification circuit 342 compares the first output signal S5 and the second output signal S6 and outputs the error signal S8, and the multiplication circuit 344 outputs the error signal S8 and the rectified output voltage signal S3. The error detection signal S7 is obtained by multiplication. Error amplification circuit 342, multiplication circuit 3
Reference numeral 44 can be composed of a differential amplifier circuit using an operational amplifier, a multiplication circuit, or the like.

【0043】電流検出回路35は、インダクタ72に流
れる電流を検出して電流検出信号S9を出力する。
The current detection circuit 35 detects the current flowing through the inductor 72 and outputs the current detection signal S9.

【0044】差動増幅回路36は、誤差検出信号S7及
び電流検出信号S9が入力され、両信号を比較して、電
流検出信号S9を誤差検出信号S7に追従させる差動信
号S10を出力する。
The differential amplifier circuit 36 receives the error detection signal S7 and the current detection signal S9, compares the two signals, and outputs a differential signal S10 that causes the current detection signal S9 to follow the error detection signal S7.

【0045】パルス幅制御回路37は、差動信号S10
が入力され、差動信号S10を最小とするようにスイッ
チング素子71を制御する制御信号S11を、スイッチ
ング素子71に供給している。
The pulse width control circuit 37 controls the differential signal S10.
Is input to supply the control signal S11 for controlling the switching element 71 so as to minimize the differential signal S10 to the switching element 71.

【0046】上述したように、昇圧回路7は、スイッチ
ング素子71が交流電源10の周波数f1よりも高い周
波数f2でオン/オフ駆動され、インダクタ72がスイ
ッチング素子71と直列に接続され、その直列接続回路
の両端が整流回路1の出力端11、12に接続され、ダ
イオ−ド73及びコンデンサ74が直列に接続され、そ
の直列接続回路の両端がスイッチング素子71に並列に
接続され、コンデンサ74の両端から直流出力Voを得
るようになっているから、スイッチング素子71のオン
時にインダクタ72に蓄積されたエネルギーがスイッチ
ング素子71のオフ時にフライバック電圧Vfとなり、
整流出力Eoにフライバック電圧Vfが重畳されて整流
出力Eoよりも高い直流出力Voが得られる。
As described above, in the booster circuit 7, the switching element 71 is driven on / off at the frequency f2 higher than the frequency f1 of the AC power source 10, the inductor 72 is connected in series with the switching element 71, and the series connection thereof is performed. Both ends of the circuit are connected to the output terminals 11 and 12 of the rectifier circuit 1, a diode 73 and a capacitor 74 are connected in series, and both ends of the series connection circuit are connected in parallel to the switching element 71, and both ends of the capacitor 74 are connected. Since the direct current output Vo is obtained from the switching element 71, the energy stored in the inductor 72 when the switching element 71 is turned on becomes the flyback voltage Vf when the switching element 71 is turned off.
The flyback voltage Vf is superimposed on the rectified output Eo, and a DC output Vo higher than the rectified output Eo is obtained.

【0047】目標設定回路33は、基準電圧信号S50
を発生させる基準電圧信号発生部330を含み、整流出
力電圧信号S3と、直流出力電圧信号S4とが入力さ
れ、第1の出力信号S5と、第2の出力信号S6とを出
力し、第1の出力信号S5が基準電圧信号S50から得
られ、第2の出力信号S6が直流出力電圧信号S4から
得られ、第1の出力信号S5及び第2の出力信号S6の
いずれか一方を、整流出力Eoの全電圧範囲でその増減
に追従し、直流出力Voが整流出力Eoよりも高くなる
ように変化させ、誤差検出回路34は、第1の出力信号
S5、第2の出力信号S6及び整流出力電圧信号S3が
入力され、第1の出力信号S5と第2の出力信号S6と
を比較して整流出力電圧信号S3と相似波形となる誤差
検出信号S7を出力するから、基準電圧信号S3を変化
させた場合は第2の出力信号S6が第1の出力信号S5
に追従して変化し、直流出力Voも同時に変化する。ま
た、直流出力電圧信号S4を変化させた場合は第2の出
力信号S6が第1の出力信号S5に一致するように制御
され、一致させる過程で直流出力Voが変化する。これ
により、力率改善の要件である直流出力Voが整流出力
Eoよりも高くなる要件が満たされる。
The target setting circuit 33 uses the reference voltage signal S50.
A rectified output voltage signal S3 and a DC output voltage signal S4 are input, and a first output signal S5 and a second output signal S6 are output. Output signal S5 is obtained from the reference voltage signal S50, the second output signal S6 is obtained from the DC output voltage signal S4, and one of the first output signal S5 and the second output signal S6 is rectified and output. The increase / decrease in the entire voltage range of Eo is followed, and the DC output Vo is changed to be higher than the rectified output Eo, and the error detection circuit 34 causes the first output signal S5, the second output signal S6, and the rectified output. Since the voltage signal S3 is input and the first output signal S5 and the second output signal S6 are compared and the error detection signal S7 having a similar waveform to the rectified output voltage signal S3 is output, the reference voltage signal S3 is changed. If you let the second Force signal S6 is first output signal S5
The DC output Vo also changes at the same time. When the DC output voltage signal S4 is changed, the second output signal S6 is controlled to match the first output signal S5, and the DC output Vo changes in the process of matching. This satisfies the requirement that the DC output Vo is higher than the rectified output Eo, which is the requirement for power factor improvement.

【0048】電流検出回路35は、インダクタ72に流
れる電流を検出して電流検出信号S9を出力し、差動増
幅回路36は、誤差検出信号S7及び電流検出信号S9
を比較して、電流検出信号S9を誤差検出信号S7に追
従させる差動信号S10を出力し、パルス幅制御回路3
7は、差動信号S10を最小とするようにスイッチング
素子71を制御する制御信号371をスイッチング素子
71に供給するようになっているから、直流出力Voが
第1の出力信号S5に対応した電圧に調整されると共
に、入力電流が交流入力電圧に追従して変化し、交流電
源10からみると抵抗負荷と同等になり、力率改善がで
きる。
The current detection circuit 35 detects the current flowing through the inductor 72 and outputs the current detection signal S9, and the differential amplifier circuit 36 outputs the error detection signal S7 and the current detection signal S9.
And a differential signal S10 that causes the current detection signal S9 to follow the error detection signal S7 is output, and the pulse width control circuit 3
7 supplies the control signal 371 for controlling the switching element 71 so as to minimize the differential signal S10 to the switching element 71, the DC output Vo has a voltage corresponding to the first output signal S5. In addition, the input current changes following the AC input voltage, becomes equal to a resistance load when viewed from the AC power supply 10, and the power factor can be improved.

【0049】これにより、整流出力Eoが低下したとき
は直流出力Voも低下するようになるので、昇圧するた
めにスイッチング素子71に流れる電流を小さくするこ
とができ、スイッチング素子71の電力損失を少なくす
ることができる。
As a result, when the rectified output Eo drops, the DC output Vo also drops, so that the current flowing through the switching element 71 for boosting can be reduced, and the power loss of the switching element 71 is reduced. can do.

【0050】目標設定回路33は、整流出力電圧信号S
3によって直流出力電圧信号S4を変化させるように構
成することができる。図6はその場合の目標設定回路の
具体的な一例を示す回路図である。図において、図4と
同一参照符号は同一性ある構成部分を示す。以下、図4
及び図6を参照しながら説明する。330は基準電圧信
号発生部、334は直流出力電圧調整部である。端子3
35と端子336との間に整流出力Eoが印加され、端
子337と端子336との間に直流出力Voが印加され
る。
The target setting circuit 33 uses the rectified output voltage signal S
3 can be configured to change the DC output voltage signal S4. FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific example of the target setting circuit in that case. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same components. Below, FIG.
Also, description will be made with reference to FIG. Reference numeral 330 is a reference voltage signal generator, and 334 is a DC output voltage adjuster. Terminal 3
The rectified output Eo is applied between the terminal 35 and the terminal 336, and the DC output Vo is applied between the terminal 337 and the terminal 336.

【0051】基準電圧信号発生部330は、直流出力V
oの増減の基準となる基準電圧Vkを発生し、第1の出
力信号S5として出力する。基準電圧VkはバッテリB
1により得ている。バッテリB1の正極は端子338に
接続されている。基準電圧Vkは、直流定電圧回路を構
成し、直流定電圧を抵抗分圧回路で分圧して得てもよ
い。
The reference voltage signal generator 330 outputs the DC output V
A reference voltage Vk serving as a reference for increasing or decreasing o is generated and output as a first output signal S5. Reference voltage Vk is battery B
It is gained by 1. The positive electrode of the battery B1 is connected to the terminal 338. The reference voltage Vk may be obtained by forming a DC constant voltage circuit and dividing the DC constant voltage with a resistance voltage dividing circuit.

【0052】直流出力電圧調整部334は、整流出力電
圧信号S3に応じて直流出力Voを分圧する抵抗の分圧
比を変化させ、分圧電圧を第2の出力信号S6として出
力する。本実施例では、ダイオ−ドD1、コンデンサC
1、抵抗R1〜R6、オペアンプIC1、バッテリB2
とを有している。ダイオ−ドD1とコンデンサC1とが
直列に接続され、直列接続された両端が端子335と端
子336とに接続されている。抵抗R1と抵抗R2とが
直列に接続され、直列接続された両端がコンデンサC1
に接続されている。抵抗R1と抵抗R2との接続点はオ
ペアンプIC1の負入力端子に接続され、整流出力Eo
を分圧した分圧電圧VinをオペアンプIC1に供給して
いる。バッテリB2はオペアンプIC1の正入力端子に
接続され、基準電圧VkをオペアンプIC1に供給して
いる。抵抗R3はオペアンプIC1の出力端子と負入力
端子との間に接続されている。抵抗R4は一端がオペア
ンプIC1の出力端に接続され、他端が抵抗R5と抵抗
R6との接続点に接続されている。抵抗R5と抵抗R6
とは直列接続され、直列接続された両端が端子337及
び端子336に接続されている。抵抗R5と抵抗R6と
の接続点は端子339に接続され、直流出力Voを分圧
した分圧電圧VR6を第2の出力信号S6として供給し
ている。オペアンプIC1は、反転増幅回路を構成し、
図7に示すように、分圧電圧Vinの増加とともに出力電
圧Voutが低下する。このため、抵抗R5の端子電圧V
R5は、整流出力Eoが上昇、即ち出力電圧Voutが低
くなると、抵抗R4に流れる電流の増加により上昇す
る。また、抵抗R5の端子電圧VR5は、整流出力Eo
が低下、即ち出力電圧Voutが高くなると、抵抗R4に
流れる電流の減少により低下する。従って、抵抗R6の
分圧電圧VR6は、直流出力Voが一定であれば、端子
電圧VR5の上昇に伴なって低下し、端子電圧VR5の
低下に伴なって上昇する。
The DC output voltage adjusting section 334 changes the voltage division ratio of the resistor for dividing the DC output Vo according to the rectified output voltage signal S3, and outputs the divided voltage as the second output signal S6. In this embodiment, a diode D1 and a capacitor C
1, resistors R1 to R6, operational amplifier IC1, battery B2
And have. The diode D1 and the capacitor C1 are connected in series, and both ends of which are connected in series are connected to the terminal 335 and the terminal 336. A resistor R1 and a resistor R2 are connected in series, and both ends of which are connected in series are a capacitor C1.
It is connected to the. The connection point between the resistors R1 and R2 is connected to the negative input terminal of the operational amplifier IC1, and the rectified output Eo
Is supplied to the operational amplifier IC1. The battery B2 is connected to the positive input terminal of the operational amplifier IC1 and supplies the reference voltage Vk to the operational amplifier IC1. The resistor R3 is connected between the output terminal and the negative input terminal of the operational amplifier IC1. The resistor R4 has one end connected to the output end of the operational amplifier IC1 and the other end connected to a connection point between the resistors R5 and R6. Resistance R5 and resistance R6
Are connected in series, and both ends connected in series are connected to the terminal 337 and the terminal 336. The connection point between the resistors R5 and R6 is connected to the terminal 339, and the divided voltage VR6 obtained by dividing the DC output Vo is supplied as the second output signal S6. The operational amplifier IC1 constitutes an inverting amplifier circuit,
As shown in FIG. 7, the output voltage Vout decreases as the divided voltage Vin increases. Therefore, the terminal voltage V of the resistor R5
When the rectified output Eo increases, that is, when the output voltage Vout decreases, R5 increases due to an increase in the current flowing through the resistor R4. The terminal voltage VR5 of the resistor R5 is the rectified output Eo.
Decreases, that is, the output voltage Vout increases, it decreases due to the decrease in the current flowing through the resistor R4. Therefore, the divided voltage VR6 of the resistor R6 decreases as the terminal voltage VR5 increases and increases as the terminal voltage VR5 decreases if the DC output Vo is constant.

【0053】後段に接続される誤差検出回路34は、端
子339の分圧電圧VR6と端子338の基準電圧Vk
とを一致させるように動作するから、分圧電圧VR6の
変化が実質的な第1の出力信号S5の変化となり、最終
的に直流出力Voが目標直流出力電圧に調整される。即
ち、整流出力Eoが上昇した場合、分圧電圧VR6が低
下し、分圧電圧VR6を基準電圧Vkに等しくする過程
で直流出力Voを上昇させ、整流出力Eoが低下した場
合、分圧電圧VR6が上昇し、分圧電圧VR6を基準電
圧Vkに等しくする過程で直流出力Voを低下させる。
これにより、直流出力Voが整流出力Eoよりも高くな
るように調整され、図4に示す実施例と同様の作用効果
を得ることができる。
The error detection circuit 34 connected in the subsequent stage has the divided voltage VR6 at the terminal 339 and the reference voltage Vk at the terminal 338.
Since they operate so as to match with each other, the change in the divided voltage VR6 substantially changes the first output signal S5, and the DC output Vo is finally adjusted to the target DC output voltage. That is, when the rectified output Eo increases, the divided voltage VR6 decreases, the DC output Vo increases in the process of making the divided voltage VR6 equal to the reference voltage Vk, and when the rectified output Eo decreases, the divided voltage VR6. Rises, and the DC output Vo is lowered in the process of making the divided voltage VR6 equal to the reference voltage Vk.
As a result, the DC output Vo is adjusted to be higher than the rectified output Eo, and it is possible to obtain the same effect as that of the embodiment shown in FIG.

【0054】目標設定回路33は、整流出力電圧信号S
3によって基準電圧信号S3を変化させるように構成す
ることもできる。図8はその目標出力電圧設定回路の具
体的な一例を示す回路図である。図において、図4、図
6と同一参照符号は同一性ある構成部分を示す。以下、
図4、図6及び図8を参照しながら説明する。
The target setting circuit 33 uses the rectified output voltage signal S
It is also possible to change the reference voltage signal S3 according to 3. FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific example of the target output voltage setting circuit. In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 4 and 6 denote the same components. Less than,
This will be described with reference to FIGS. 4, 6 and 8.

【0055】基準電圧信号発生部330は、整流出力電
圧信号S3に応じて基準電圧Vkを変化させ、第1の出
力信号S5を出力する。本実施例では、ダイオ−ドD1
と、コンデンサC1と、抵抗R1及び抵抗R2と、抵抗
R7と、バッテリB3と、抵抗R5及び抵抗R6とを有
している。ダイオ−ドD1、抵抗R1及び抵抗R2を直
列に接続し、直列接続回路の両端を端子335及び端子
336に接続してある。抵抗R1及び抵抗R2の直列接
続回路にコンデンサC1を並列に接続してある。抵抗R
2は、整流出力Eoを分圧した分圧電圧Vinを発生す
る。抵抗R7及びバッテリB3を直列に接続し、直列接
続された両端を抵抗R2に接続してある。抵抗R7の一
端は端子338に接続され、端子338に基準電圧Vk
を供給している。基準電圧Vkは、分圧電圧Vinとバッ
テリB3の電圧Vrefとの関係から、図9に示すような
電圧となる。即ち、分圧電圧Vinが電圧Vrefよりも高
い場合は、抵抗R1からバッテリB3へ電流が流れ込
み、電圧Vrefよりも高くなり、分圧電圧Vinが電圧Vr
efよりも低い場合は、バッテリB3から抵抗R2へ電流
が流れ込み、電圧Vrefよりも低くなる。
The reference voltage signal generator 330 changes the reference voltage Vk according to the rectified output voltage signal S3 and outputs the first output signal S5. In this embodiment, the diode D1
And a capacitor C1, a resistor R1 and a resistor R2, a resistor R7, a battery B3, a resistor R5 and a resistor R6. The diode D1, the resistor R1 and the resistor R2 are connected in series, and both ends of the series connection circuit are connected to the terminals 335 and 336. The capacitor C1 is connected in parallel to the series connection circuit of the resistor R1 and the resistor R2. Resistance R
2 generates a divided voltage Vin obtained by dividing the rectified output Eo. The resistor R7 and the battery B3 are connected in series, and both ends of which are connected in series are connected to the resistor R2. One end of the resistor R7 is connected to the terminal 338, and the reference voltage Vk is applied to the terminal 338.
Is being supplied. The reference voltage Vk becomes a voltage as shown in FIG. 9 from the relationship between the divided voltage Vin and the voltage Vref of the battery B3. That is, when the divided voltage Vin is higher than the voltage Vref, current flows from the resistor R1 to the battery B3 and becomes higher than the voltage Vref, and the divided voltage Vin is the voltage Vr.
When it is lower than ef, current flows from the battery B3 to the resistor R2 and becomes lower than the voltage Vref.

【0056】直流出力電圧調整部334は、抵抗R5及
び抵抗R6を有し、直流出力Voを抵抗分圧している。
抵抗R5及び抵抗R6の接続点は端子339に接続さ
れ、端子339に分圧電圧VR6を第2の出力信号S6
として出力する。
The DC output voltage adjusting section 334 has resistors R5 and R6 and divides the DC output Vo by resistance.
The connection point of the resistors R5 and R6 is connected to the terminal 339, and the divided voltage VR6 is applied to the terminal 339 as the second output signal S6.
Output as.

【0057】後段に接続される誤差検出回路34は、第
1の出力信号S5と第2の出力信号S6とを一致させる
ように動作するので、第2の出力信号S6が第1の出力
信号S5に追従して変化し、最終的に直流出力Voが目
標直流出力電圧に調整される。これにより、図4の実施
例と同様の作用効果を得ることができる。
Since the error detection circuit 34 connected in the subsequent stage operates so as to match the first output signal S5 and the second output signal S6, the second output signal S6 is changed to the first output signal S5. The DC output Vo is finally adjusted to the target DC output voltage. As a result, it is possible to obtain the same effects as the embodiment of FIG.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果が得られる。 (a)力率改善回路は、整流回路が交流入力を整流して
整流出力を生じ、コンデンサが整流出力に基づき平滑化
した直流出力を生じ、制御回路が直流出力の瞬時変動に
よって生ずる交流入力電流の変動を平坦化するから、力
率改善を達成し得るスイッチング電源装置を提供でき
る。 (b)スッチング電源回路は、直流出力をスイッチング
して電源出力を発生させるから、力率改善をしつつ所望
の電源出力が得られるスイッチング電源装置を提供でき
る。 (c)出力端子は、力率改善回路の後段に接続され、直
流出力を外部に導出するものであるから、力率改善回路
を有しないスイッチング電源を接続することにより、非
力率改善スイッチング電源をも含めた総合的な力率改善
を達成し得るスイッチング電源装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) In the power factor correction circuit, a rectifier circuit rectifies an AC input to generate a rectified output, a capacitor generates a DC output smoothed based on the rectified output, and a control circuit generates an AC input current caused by an instantaneous fluctuation of the DC output. It is possible to provide a switching power supply device capable of achieving power factor improvement because the fluctuations in the power supply are flattened. (B) Since the switching power supply circuit switches the DC output to generate the power supply output, it is possible to provide the switching power supply device that can obtain the desired power supply output while improving the power factor. (C) The output terminal is connected to the latter stage of the power factor correction circuit and leads the DC output to the outside. Therefore, by connecting the switching power supply without the power factor correction circuit, the non-power factor correction switching power supply is connected. It is possible to provide a switching power supply device that can achieve comprehensive power factor improvement including the above.

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

【図1】本発明に係るスイッチング電源装置の第1の実
施例の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a switching power supply device according to the present invention.

【図2】力率改善回路の第2の実施例の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of a power factor correction circuit.

【図3】第2の実施例に係る力率改善回路の入力電流の
波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a waveform of an input current of the power factor correction circuit according to the second embodiment.

【図4】力率改善回路の第3の実施例の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a third embodiment of a power factor correction circuit.

【図5】第1の出力信号の一例を示す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a first output signal.

【図6】直流出力電圧信号を変化させるように構成した
目標設定回路の具体的な一例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a specific example of a target setting circuit configured to change a DC output voltage signal.

【図7】反転増幅回路の特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram of an inverting amplifier circuit.

【図8】直流出力電圧信号を変化させるように構成した
目標設定回路の具体的な一例を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a specific example of a target setting circuit configured to change a DC output voltage signal.

【図9】基準電圧発生部の入出力特性図である。FIG. 9 is an input / output characteristic diagram of a reference voltage generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 力率改善回路 1 整流回路1 2 コンデンサ 3 制御回路 B スイッチング電源回路 C 非力率改善スイッチング電源 41、42 出力端子 Ei 交流入力 Eo 整流出力 Vo 直流出力 A Power factor correction circuit 1 Rectifier circuit 1 2 Capacitor 3 Control circuit B Switching power supply circuit C Non-power factor correction switching power supply 41, 42 Output terminal Ei AC input Eo Rectified output Vo DC output

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 力率改善回路と、スイッチング電源回路
と、出力端子とを含むスイッチング電源装置であって、 前記力率改善回路は、整流回路と、コンデンサと、制御
回路とを含み、前記整流回路が交流入力を整流して整流
出力を生じ、前記コンデンサが前記整流出力に基づき平
滑化した直流出力を生じ、前記制御回路が前記直流出力
の瞬時変動によって生ずる交流入力電流の変動を平坦化
するものであり、 前記スッチング電源回路は、前記直流出力をスイッチン
グして電源出力を発生させるものであり、 前記出力端子は、前記力率改善回路の後段に接続され、
前記直流出力を外部に導出するものであるスイッチング
電源装置。
1. A switching power supply device including a power factor correction circuit, a switching power supply circuit, and an output terminal, wherein the power factor correction circuit includes a rectifier circuit, a capacitor, and a control circuit. A circuit rectifies the AC input to produce a rectified output, the capacitor produces a smoothed DC output based on the rectified output, and the control circuit flattens variations in the AC input current caused by instantaneous variations in the DC output. The switching power supply circuit is for switching the DC output to generate a power supply output, the output terminal is connected to a subsequent stage of the power factor correction circuit,
A switching power supply device for deriving the DC output to the outside.
【請求項2】 前記力率改善回路は、三相交流が入力さ
れ、前記制御回路がインダクタ素子を有し、前記インダ
クタ素子が前記整流回路と前記コンデンサとの間に設け
られている請求項1に記載のスイッチング電源装置。
2. The power factor correction circuit receives a three-phase alternating current, the control circuit has an inductor element, and the inductor element is provided between the rectifier circuit and the capacitor. The switching power supply device according to.
【請求項3】 前記力率改善回路は、第1の電力変換回
路と、第2の電力変換回路とを含み、 前記第1の電力変換回路は、第1のインダクタ素子と、
第1のスイッチ素子と、第1の出力回路とを含み、前記
第1のインダクタ素子が前記第1のスイッチ素子と前記
整流回路とに接続され、前記第1のスイッチ素子のオン
期間中に前記整流回路から供給されるエネルギーを蓄積
しオフ期間中に前記エネルギーを前記第1の出力回路に
伝送し、前記第1の出力回路が前記伝送エネルギーを第
1の直流出力に変換するものであり、 前記第2の電力変換回路は、第2のインダクタ素子と、
第2のスイッチ素子と、第2の出力回路とを含み、前記
第2のインダクタ素子が前記第2のスイッチ素子と前記
第1の出力回路とに接続され、前記第1の直流出力に基
づくスイッチング出力を前記第2の出力回路に伝送し、
前記第2の出力回路が前記スイッチング出力を前記直流
出力に変換するものであり、 前記制御回路は、前記直流出力に応じた入力信号が入力
され、前記直流出力を一定とするパルス幅の制御信号を
前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子に
出力するものである請求項1に記載のスイッチング電源
装置。
3. The power factor correction circuit includes a first power conversion circuit and a second power conversion circuit, and the first power conversion circuit includes a first inductor element,
A first switch element and a first output circuit, wherein the first inductor element is connected to the first switch element and the rectifier circuit, and the first switch element is connected to the rectifier circuit during the ON period of the first switch element. Energy stored in a rectifier circuit is stored, the energy is transmitted to the first output circuit during an off period, and the first output circuit converts the transmitted energy into a first DC output; The second power conversion circuit includes a second inductor element,
A second switch element and a second output circuit are included, the second inductor element is connected to the second switch element and the first output circuit, and switching based on the first DC output is performed. Transmitting the output to the second output circuit,
The second output circuit is for converting the switching output into the DC output, and the control circuit is input with an input signal according to the DC output, and has a pulse width control signal for keeping the DC output constant. Is output to the first switch element and the second switch element.
【請求項4】 前記第1のインダクタ素子は、トランス
でなり、入力巻線が前記第1のスイッチ素子と前記整流
回路に接続され、出力巻線が前記第1の出力回路に接続
されており、 前記第2のインダクタ素子は、トランスでなり、入力巻
線が前記第2のスイッチ素子と前記第1の出力回路に接
続され、前記第2のスイッチ素子のオン期間中に第1の
出力回路から供給されるエネルギーを蓄積し、出力巻線
が前記第2の出力回路に接続され、前記第2のスイッチ
素子のオフ期間中に前記エネルギーを前記スイッチング
出力として前記第2の出力回路に伝送するものであり、 前記第1のスイッチ素子のオン期間中に前記第1のイン
ダクタ素子の入力巻線に蓄積されるエネルギーは、前記
第2のスイッチ素子のオン期間中に前記第2のインダク
タ素子の入力巻線に蓄積されるエネルギーと等しい、ま
たはより少なくなっている請求項3に記載のスイッチン
グ電源装置。
4. The first inductor element is a transformer, an input winding is connected to the first switch element and the rectifier circuit, and an output winding is connected to the first output circuit. The second inductor element is a transformer, the input winding is connected to the second switch element and the first output circuit, and the first output circuit is in the ON period of the second switch element. Energy is supplied from the output winding, the output winding is connected to the second output circuit, and the energy is transmitted to the second output circuit as the switching output during the off period of the second switch element. Energy stored in the input winding of the first inductor element during the on period of the first switch element is equal to the energy stored in the second inductor element during the on period of the second switch element. The switching power supply according to the input winding equals the stored as energy in the line, or from less going on claim 3.
【請求項5】 前記第1の電力変換回路は、第1のダイ
オ−ドと、第2のダイオ−ドとを含み、前記第1のスイ
ッチ素子が前記第2のスイッチ素子を共用し、前記第1
のダイオ−ドが前記第1のインダクタ素子に接続され前
記第1の直流出力の逆流を阻止するようになっており、 前記第1の出力回路が出力端にコンデンサを有し、前記
第2のダイオ−ドが前記整流回路と前記コンデンサとの
間に接続され前記コンデンサを充電する充電回路を構成
する請求項4に記載のスイッチング電源。
5. The first power conversion circuit includes a first diode and a second diode, the first switch element sharing the second switch element, and First
Is connected to the first inductor element to block the reverse flow of the first DC output, the first output circuit has a capacitor at the output end, and the second output circuit The switching power supply according to claim 4, wherein a diode is connected between the rectifier circuit and the capacitor to form a charging circuit for charging the capacitor.
【請求項6】 力率改善回路と、スイッチング電源回路
と、出力端子とを含むスイッチング電源装置であって、 前記力率改善回路は、整流回路と、昇圧回路と、制御回
路とを含み、前記整流回路が交流入力を整流して整流出
力を生じ、前記昇圧回路が前記整流出力を昇圧した直流
出力を生じ、前記制御回路が前記整流出力の電圧と前記
昇圧回路に流れる電流とを同位相とするように制御する
ものであり、 前記スッチング電源回路は、前記直流出力をスイッチン
グして電源出力を発生させるものであり、 前記第1の出力端子は、前記力率改善回路の後段に接続
され、前記直流出力を外部に導出するものであるスイッ
チング電源装置。
6. A switching power supply device including a power factor correction circuit, a switching power supply circuit, and an output terminal, wherein the power factor correction circuit includes a rectifier circuit, a booster circuit, and a control circuit. A rectifier circuit rectifies an AC input to generate a rectified output, the booster circuit boosts the rectified output to generate a DC output, and the control circuit sets the voltage of the rectified output and a current flowing through the booster circuit in phase. The switching power supply circuit is for switching the DC output to generate a power supply output, the first output terminal is connected to a subsequent stage of the power factor correction circuit, A switching power supply device for deriving the DC output to the outside.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009261163A (en) * 2008-04-18 2009-11-05 Cosel Co Ltd Three-phase power factor correcting circuit
CN103036443A (en) * 2011-09-30 2013-04-10 台达电子企业管理(上海)有限公司 Active multichannel isolated output power supply

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