JPH06217537A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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Publication number
JPH06217537A
JPH06217537A JP5003784A JP378493A JPH06217537A JP H06217537 A JPH06217537 A JP H06217537A JP 5003784 A JP5003784 A JP 5003784A JP 378493 A JP378493 A JP 378493A JP H06217537 A JPH06217537 A JP H06217537A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
converter
choke
diode
transformer
Prior art date
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Pending
Application number
JP5003784A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Takamoto
幹夫 高元
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5003784A priority Critical patent/JPH06217537A/ja
Publication of JPH06217537A publication Critical patent/JPH06217537A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • H02M1/4275Arrangements for improving power factor of AC input by adding an auxiliary output voltage in series to the input
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

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  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 各種電子機器に使用されるスイッチング式直
流安定化電源において、突入電流、力率、高調波歪電流
による他の電子機器、送電設備への障害が無く、交流入
力電流波形をほぼ正弦波にすることができる安価な高調
波歪対策の電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 昇圧コンバータとDC−DCコンバータで構
成されている昇圧コンバータ部のチョークとスイッチを
DC−DCコンバータ部のチョーク8とスイッチ5で共
用している。従来例の2コンバータが本発明の昇圧兼D
C−DCコンバータの動作をする1コンバータになり、
従来例とほぼ同等な特性が得られながら部品点数が減少
し、回路が簡素化し、コストダウンが図れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は交流入力電流に含まれる
高調波電流を抑制した高調波歪対策の電源装置に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のフィードフォワード型高調
波歪対策の電源装置の回路図を示す。図5において、1
は交流入力電源、2はローパスフィルタ、3は整流回
路、4はトランス、5,15はスイッチ、6,7,1
0,13はダイオード、8,14はチョーク、9,12
はコンデンサである。
【0003】以上のように構成した高調波歪対策の電源
装置について、以下その動作について説明する。交流入
力電源1がローパスフィルタ2を介して整流回路3によ
り全波整流される。高周波スイッチングしているスイッ
チ15のオン期間にチョーク14に電流が流れ励磁エネ
ルギーが蓄積され、スイッチ15のオフ期間に発生する
チョーク14の逆電圧と整流回路3の出力電圧の加算電
圧がダイオード10を介してコンデンサ12に印加され
直流電圧を得る。
【0004】スイッチ5の高周波スイッチング動作によ
りトランス4の1次巻線4aにコンデンサ12両端の電
圧レベルの矩形波を印加し、トランス4の2次巻線4b
に所望の電圧に降圧又は昇圧された矩形波出力を得、ダ
イオード6,7、チョーク8、コンデンサ9により整流
平滑して所望の直流出力を得る。
【0005】ここで、スイッチ15はコンデンサ12両
端の直流電圧を安定化しつつ、交流入力電流波形が正弦
波になるように制御しながらスイッチングする。また、
スイッチ5はコンデンサ9両端の直流出力が安定化する
ように制御しながらスイッチングする。また、トランス
4の巻線4cとダイオード13によりスイッチ5のオン
期間でのトランス4の励磁エネルギーをオフ期間にコン
デンサ12へ帰還させている。
【0006】このような動作により安定化された直流出
力を得ながら交流入力電流に含まれる高調波電流を抑制
している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の従来の構
成では、インダクタ3個、スイッチ2個を必要とし、ま
た1次側コンデンサより前段の昇圧コンバータと後段の
DC−DCコンバータの2つのコンバータのの部品点数
となり、回路が複雑でコスト高になるという課題があっ
た。
【0008】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、部品点数が少なく安価でありながらほぼ同等な特性
が得られる高調波歪対策の電源装置を提供することを目
的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の電源装置は、交流入力電源にローパスフィル
タを介して接続した整流回路と、この整流回路の出力端
子間に接続されかつトランスの2次側回路に接続するチ
ョークに磁気結合させた1次巻線と第1のダイオードと
スイッチ手段とからなる直列回路と、前記第1のダイオ
ードに並列に接続されかつ第2のダイオードと前記トラ
ンスの1次巻線とからなる直列回路と、前記第2のダイ
オードとトランスの1次巻線との接続点と前記整流回路
の出力端子間に接続したコンデンサと、前記トランスの
2次巻線に接続されかつダイオードと前記チョークとコ
ンデンサとからなる整流平滑回路とで構成したものであ
る。また、前記チョークに磁気結合させた1次巻線の替
わりにトランスに磁気結合させた1次巻線とし、チョー
クを省略し、第2のダイオードとトランスの1次巻線と
の接続点にダイオードを挿入した構成としたものであ
る。
【0010】
【作用】本発明においては、トランスの2次巻線に接続
するチョーク、またはトランスに磁気結合させた1次巻
線と、高周波スイッチングしているスイッチにより交流
入力電圧を昇圧した電圧をコンデンサに印加し直流出力
を得、前記スイッチによりトランスの1次巻線にこのコ
ンデンサの両端電圧を印加し、トランスの2次巻線出力
を整流平滑して直流出力を得ている。
【0011】このようにすると図5の従来例の昇圧コン
バータ部の構成部品で昇圧コンバータ用チョークはDC
−DCコンバータ用のチョークと共用し、昇圧コンバー
タ用スイッチはDC−DCコンバータ用のチョークと共
用したことになり、昇圧兼DC−DCコンバータ動作を
する1つのコンバータとなる。
【0012】そして、コストに大きく影響する主部品で
あるインダクタは2個、スイッチは1個となり、図5の
従来例に比べてインダクタとスイッチが共に1個減少
し、従来例の特性とほぼ同等な特性が得られながら部品
点数が減少し、回路が簡素化し、コストダウンが可能と
なる。
【0013】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。図1は本発明の第1の実施例における高
調波歪対策電源装置の回路図を示すものである。図1に
おいて1は交流入力電源、2はローパスフィルタ、3は
整流回路、4はトランス、5はスイッチ、6,7,1
0,11,13はダイオード、8はチョーク、9,12
はコンデンサである。図2は第1の実施例の動作説明図
である。
【0014】以上のように構成した高調波歪対策の電源
装置の動作を説明する。交流入力電源1からの交流入力
は、ローパスフィルタ2を介して整流回路3で絶対値正
弦波電圧に変換される。高周波スイッチングしているス
イッチ5のオン期間にダイオード11を介してチョーク
8の1次巻線8aに絶対値正弦波電圧を印加すると、チ
ョーク8の1次巻線8aに励磁電流が流れ、チョーク8
にエネルギーが蓄積され、スイッチ5のオフ期間にチョ
ーク8の1次巻線8aに発生する逆電圧と、整流回路3
の出力である絶対値正弦波電圧との加算電圧がダイオー
ド10を介してコンデンサ12に印加され、直流出力が
得られる。
【0015】つまりチョーク8、スイッチ5により絶対
値正弦波電圧を、それより高い直流電圧に昇圧したこと
になる。
【0016】また、スイッチ5のオン期間にトランス4
の1次巻線4aにコンデンサ12の両端電圧が印加さ
れ、トランス4により昇圧又は降圧されて2次巻線4b
に誘起された電圧がダイオード6で整流され、チョーク
8の2次巻線8bに電圧印加されて励磁電流が流れ、同
時に2次巻線8bとコンデンサ9で平滑されて直流出力
となる。
【0017】一方、スイッチ5のオフ期間はチョーク8
の2次巻線8bに誘起された逆電圧が2次巻線8b、ダ
イオード7、コンデンサ9で整流平滑され所望の直流出
力が得られている。
【0018】スイッチ5のオン期間にトランス4に励磁
されたエネルギーをスイッチ5のオフ期間に帰還巻線4
c、ダイオード13によりコンデンサ12に帰還させて
いる。
【0019】つまりトランス4、スイッチ5、ダイオー
ド6,7、チョーク8、コンデンサ9によりコンデンサ
12両端の直流電圧が所望の直流電圧に変換されたこと
になる。
【0020】この動作により図5の従来例と比較して、
チョーク8は昇圧コンバータとDC−DCコンバータの
共用チョークとなり、スイッチ5も昇圧コンバータとD
C−DCコンバータの共用スイッチとなることにより昇
圧兼DC−DCコンバータの動作をする1つのコンバー
タとなる。
【0021】以上述べた動作は図2(c)に示すように
整流回路3の出力である絶対値正弦波電圧|Vi|があ
る電圧レベルV1より高い期間であり、V1より低い期
間は昇圧コンバータ動作はなくDC−DCコンバータ動
作だけである。コンデンサ12の両端電圧は整流回路3
の出力である絶対値正弦波電圧波形のピーク値とスイッ
チ5の時比率で決まる昇圧電圧となり、電圧レベルV1
はスイッチ5のオフ期間にチョーク8の1次巻線8aに
2次巻線8b間の電圧から変換、誘起される電圧をコン
デンサ12の両端電圧より差し引いた電圧となる。
【0022】つまり、出力電圧にチョーク8の巻数比
(1次巻線数/2次巻線数)乗じた電圧に絶対値正弦波
電圧を加算した電圧がコンデンサ12の両端電圧より高
くないと、チョーク8の1次巻線8aに電流は流れず昇
圧コンバータ動作はせずDC−DCコンバータ動作のみ
となる。
【0023】絶対値正弦波電圧がV1より高い期間は、
絶対値正弦波電圧とチョーク8の1次巻線8aの電圧と
の加算電圧がコンデンサ12の両端電圧より高くなり、
1次巻線8aに電流が流れ昇圧コンバータ動作となる。
【0024】昇圧コンバータ動作中、スイッチ5のオン
期間に1次巻線8aに印加される電圧は絶対値正弦波電
圧となる。スイッチ5の時比率は、コンデンサ12両端
の直流電圧とコンデンサ9両端の安定化した直流出力電
圧で決まる値となり、スイッチ5のオン期間は一定とな
る。ゆえにチョーク8の1次巻線8aに流れる電流をロ
ーパスフィルタ2で平均化した交流入力電源1の電流は
1次巻線8aの電圧に比例し、図2(a)の交流入力電
圧波形に対し図2(b)に示すように正弦波にほぼ近い
高調波歪の少ない波形となる。
【0025】図3は本発明の第2の実施例における高調
波歪対策の電源装置の回路図を示すものである。図3に
おいてトランス4の1次巻線4dは昇圧コンバータ動作
用のチョークの役目をする巻線であり、図1と同一動作
をするもので、その動作説明は省略する。
【0026】図4は第2の実施例の動作波形図であり、
図4(a)は交流入力電源1の電圧波形、図4(b)は
その電流波形である。
【0027】なお本実施例ではコンバータをフィードフ
ォワードまたはフライバックとしたが、プッシュプル,
フルブリッジ,ハーフブリッジ,ダブルフィードフォワ
ードとしてもよい。この場合は直流出力が大きくとれる
効果がある。
【0028】
【発明の効果】以上のように本発明は、昇圧コンバータ
とDC−DCコンバータで構成される従来例に比べ、部
品を共用することによりコストに大きく影響する主部品
であるインダクタとスイッチを1個ずつ削減し、昇圧兼
DC−DCコンバータの動作をする1コンバータとする
ことができ、従来例の特性とほぼ同等な特性が得られな
がら部品点数が減少するので回路が簡素化し、コストダ
ウンとなる効果がある。また高周波スイッチングしてい
るスイッチを制御するのに必要な機能として、直流出力
の安定化と交流入力電流の正弦波化の必要はなく、直流
出力の安定化のみでよく、制御回路が簡素化する効果も
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における電源装置の回路
【図2】(a),(b),(c)は第1の実施例におけ
る電源装置の動作波形図
【図3】本発明の第2の実施例における電源装置の回路
【図4】(a),(b)は第2の実施例における電源装
置の動作波形図
【図5】従来のフィードフォワード型高調波歪対策の電
源装置の回路図
【符号の説明】
1 交流入力電源 2 ローパスフィルタ 3 整流回路 4 トランス 4a,4d 1次巻線 4b 2次巻線 5 スイッチ 6,7,10,11,13 ダイオード 8 チョーク 8a 1次巻線 8b 2次巻線 9,12 コンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流入力電源にローパスフィルタを介し
    て接続した整流回路と、この整流回路の出力端子間に接
    続されかつトランスの2次側回路に2次巻線を接続した
    チョークの1次巻線と第1のダイオードとスイッチ手段
    とからなる直列回路と、前記第1のダイオードに並列に
    接続されかつ第2のダイオードと前記トランスの1次巻
    線とからなる直列回路と、前記第2のダイオードとトラ
    ンスの1次巻線との接続点と前記整流回路の出力端子間
    に接続したコンデンサと、前記トランスの2次巻線に接
    続されかつダイオードと前記チョークとコンデンサとか
    らなる整流平滑回路とで構成した電源装置。
  2. 【請求項2】 チョークの替わりにトランスに別途1次
    巻線を設け、第2のダイオードとトランスの1次巻線と
    の接続点に第1のダイオードを挿入接続した請求項1記
    載の電源装置。
JP5003784A 1993-01-13 1993-01-13 電源装置 Pending JPH06217537A (ja)

Priority Applications (1)

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JP5003784A JPH06217537A (ja) 1993-01-13 1993-01-13 電源装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP5003784A JPH06217537A (ja) 1993-01-13 1993-01-13 電源装置

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JPH06217537A true JPH06217537A (ja) 1994-08-05

Family

ID=11566817

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JP5003784A Pending JPH06217537A (ja) 1993-01-13 1993-01-13 電源装置

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JP (1) JPH06217537A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020120561A (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 Ntn株式会社 絶縁型スイッチング電源

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020120561A (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 Ntn株式会社 絶縁型スイッチング電源

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