JPH0674088U - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インダクタンス要素に流れる電流の零点を検
出するインピーダンス素子での電力損失を低減する。 【構成】 負荷ＬＤへ供給するチョッパ回路と、チョッ
パ回路のインダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流を検出す
る抵抗Ｒ₁₁と、この抵抗Ｒ₁₁の両端電圧からインダクタ
ンス要素Ｌ₁₁に流れる電流が零となるのを検出してチョ
ッパ回路のスイッチング素子Ｑ₁₁にオン信号を与えるチ
ョッパ制御回路ＣＲ₁ とを備えている。そして、抵抗Ｒ
₁₁を、スイッチング素子Ｑ₁₁のオフ時にインダクタンス
要素Ｌ₁₁からチョッパ回路のコンデンサＣ₁₁およびダイ
オードＤ₁₁を通して電流が流れる第１のループの中で、
スイッチング素子Ｑ₁₁のオン時に電源からスイッチング
素子Ｑ₁₁およびインダクタンス要素Ｌ₁₁を通して電流が
流れる第２のループとコンデンサＣ₁₁から負荷ＬＤを通
して電流が流れる第３のループとにそれぞれ重ならない
位置に挿入している。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、商用交流電源の交流電圧を整流および平滑して負荷に電力を供給 する昇圧型，降圧型または昇降圧型のチョッパ回路を使用した電源装置に関し、 特に入力力率が高く、高周波成分の重畳の少ない入力電流が流れるようにした電 源装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】

第１の従来例である定電圧電源装置の回路図を図９に示す。この電源装置は、 チョッパ回路のインダクタンス要素に流れる電流のゼロ値とピーク値との２点を 検出して、チョッパ回路のスイッチング素子のオンオフ制御を行うものである。 つまり、この電源装置は、チョッパ回路（アクティブフィルタ）のうちの昇圧 チョッパ回路を示すものである。この昇圧チョッパ回路では、スイッチング素子 のスイッチング制御回路の一例として、シーメンス社製のスイッチング制御用集 積回路（ＴＤＡ４８１４）を用いている。図９において、Ｖ_S は商用電源、ＮＦ ₁ はノイズフィルタ、ＤＢ₂ は全波整流器、ＳＡはスタートアップ回路である。 Ｑ₂₁はスイッチング素子、Ｌ₂₁はインダクタンス要素、Ｄ₂₁はダイオード、Ｃ₂₁ はコンデンサであり、これらが昇圧チョッパ回路の主回路を構成している。Ｒ_L は負荷である。Ｒ₂₁〜Ｒ₃₂はそれぞれ抵抗、ＶＲ₁ は可変抵抗、Ｃ₂₂〜Ｃ₂₈はそ れぞれコンデンサ、Ｄ₂₂はダイオードである。ＩＣ₁₁は上記したスイッチング制 御用集積回路である。

【０００３】 以上のような構成の定電圧電源装置は、脈流電圧波形を抵抗Ｒ₂₁，Ｒ₂₂で分圧 し、スイッチング制御用集積回路ＩＣ₁₁の１１番ピンの乗算器ＭＰ₁ の端子Ｍ₁ に加える。乗算器ＭＰ₁ の端子Ｍ₂ は、演算増幅器ＯＰ₁ の出力端子に接続され ている。この演算増幅器ＯＰ₁ は整流出力を定電圧化するための誤差増幅器を構 成し、非反転入力端子（＋）に２Ｖの基準電圧が内部で与えられている。出力電 圧（負荷Ｒ_L に加わる電圧）Ｖ₀ の検出信号は演算増幅器ＯＰ₁ の反転入力端子 （−）に１２番ピンを介して印加される。

【０００４】 出力電圧Ｖ₀ が低下すると、演算増幅器ＯＰ₁ の出力電圧が上昇し、乗算器Ｍ Ｐ₁ の出力信号ＱＭとしては、脈流電圧レベルを上昇させて比較器ＣＰ₁ の非反 転入力端子（＋）に加える。比較器ＣＰ₁ の反転入力端子（−）、つまり４番ピ ンにはスイッチング電流の検出信号が加えられる。このスイッチング電流の検出 信号が、乗算器ＭＰ₁ の出力電圧ＱＭに等しくなると、比較器ＣＰ₁ が反転する 。これによって、ＲＳフリップフロップＦＦ₁ をリセットし、ドライブ回路ＤＲ ₁ の出力をローレベルに落とし、スイッチング素子Ｑ₂₁をオフにする。

【０００５】 すると、インダクタンス要素Ｌ₂₁を流れていた電流で逆起電力が発生し、ダイ オードＤ₂₁を通して負荷Ｒ_L へ電流を供給する。インダクタンス要素Ｌ₂₁に巻装 された巻線ｎ₂ は、インダクタンス要素Ｌ₂₁（巻線ｎ₁ ）内を流れる電流を検出 するためのである。インダクタンス要素Ｌ₂₁の蓄積エネルギーがすべて負荷Ｒ_L へ供給し終わると、逆起電力の発生がなくなり、巻線ｎ₂ の端子電圧ｅ₂ が０と なる。

【０００６】 図１０および図１１（ａ），（ｂ）に示すように、巻線ｎ₂ の端子電圧ｅ₂ は 、スイッチング素子Ｑ₂₁のオン時には、入力電圧Ｖ_INが印加されるので、

【０００７】

【数１】

【０００８】 ｅ₂ ＝（ｎ₂ ／ｎ₁ ）・Ｖ_IN となる。スイッチング素子Ｑ₂₁のオフ期間中は、電圧ｅ₂ ′は、

【０００９】

【数２】 ｅ₂ ′＝（ｎ₂ ／ｎ₁ ）・（Ｖ₀ −Ｖ_IN） となる。 蓄積エネルギーを放出し終わると、ｅ₂ が０となり、スイッチング制御用集積 回路ＩＣ₁₁の内部のフリップフロップＦＦ₁ をセットして、スイッチング素子Ｑ ₂₁ をオンにする信号を出力する。

【００１０】 つまり、図１２に示すように、脈流波形（曲線Ａ₁ ）がインダクタンス要素Ｌ ₂₁ の電流（曲線Ａ₂ ）のピーク値Ｂ（スイッチング素子Ｑ₂₁を流れるドレイン電 流のピーク値）が沿うように、スイッチング素子Ｑ₂₁がオフされることになる。 したがって、入力電流波形は正弦波に近い波形となる。 図１１（ａ）は図１０において、スイッチング素子Ｑ₂₁に流れる電流ｉ₁ とダ イオードＤ₂₁を通して流れる電流ｉ₂ を示し、図１１（ｂ）は巻線ｎ₂ の電圧の 変化を示している。

【００１１】 しかし、上記のような電源装置では、チョッパ制御回路（スイッチング制御回 路）に乗算器を用いるため、チョッパ制御回路の構成が複雑となる。 つぎに、別の従来例として、スイッチング素子のオン期間を一定に制御するチ ョッパ回路を用いた電源装置について、図１３ないし図１７を参照しながら説明 する。

【００１２】 図１３は一般的な昇圧チョッパ回路の回路図を示している。図１３において、 Ｖ_inは直流電源、Ｌ₁₁はインダクタンス要素、Ｑ₁₁はスイッチング素子、Ｄ₁₁は ダイオード、Ｃ₁₁はコンデンサである。Ｉ（ｔ）はインダクタンス要素Ｌ₁₁に流 れる電流、Ｖ₀ はコンデンサＣ₁₁の両端間の電圧である。 図１３に示した昇圧チョッパ回路において、インダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる 電流をＩ（ｔ）とし、インダクタンス要素Ｌ₁₁のインダクタンス値をＬとし、入 力電圧をＶとすると、

【００１３】

【数３】 Ｖ＝Ｌ・｛ｄＩ（ｔ）／ｄｔ｝ が成り立つ。ここで、電流Ｉ（ｔ）について求めると、

【００１４】

【数４】

【００１５】

【数５】 （ＶＴ／Ｌ）＝Ｉ（Ｔ）−Ｉ（０） ただし、Ｔ：スイッチング素子Ｑ₁₁がオンとなっている期間） となる。スイッチング素子Ｑ₁₁が必ず電流Ｉ（ｔ）が０になってからオンとなる なら、Ｉ（０）＝０となり、Ｉ（Ｔ）は、図１４に示すように、スイッチング素 子Ｑ₁₁の１周期分のオン時間でのドレイン電流のピーク値となる。したがって、 スイッチング素子Ｑ₁₁の１周期分のインダクタンス要素Ｌ₁₁の電流のピーク値Ｉ _P は、

【００１６】

【数６】 Ｉ_P ＝ＶＴ／Ｌ となる。ここで、Ｖは入力電圧で、直流電源Ｖ_inが図１５のように、商用電源Ｖ _S （電圧はＶ₀ sin ωｔ）と全波整流器ＤＢ₁ からなるなら、

【００１７】

【数７】 Ｖ＝Ｖ₀ ｜sin ωｔ｜ となるので、インダクタンス要素Ｌ₁₁の電流のピーク値Ｉ_P は、

【００１８】

【数８】 Ｉ_P ＝（Ｖ₀ Ｔ／Ｌ）・｜sin ωｔ｜ となり、（Ｖ₀ Ｔ／Ｌ）は定数であるから、インダクタンス要素Ｌ₁₁の電流のピ ーク値Ｉ_P は脈流波形に沿ったものとなる。 以上のような考え方を利用して、図９の第１の従来例のような乗算器を用いず に、スイッチング素子のオンのタイミングをとるためのインダクタンス要素Ｌ₁₁ の電流の零検出のみでチョッパ回路の制御を行うものがある。このような第２お よび第３の従来例を図１６および図１７に示す。

【００１９】 図１６の電源装置は、インダクタンス要素Ｌ₁₁の電流零検出を、インダクタン ス要素Ｌ₁₁に付設した２次巻線の出力に基づいて行うものであり、図１７の電源 装置は、インダクタンス要素Ｌ₁₁の電流零検出を、インダクタンス要素Ｌ₁₁の電 流が流れるループ内に挿入したインピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₄の両端電圧に 基づいて行うものである。

【００２０】 図１７の従来例は、インピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₄での損失が問題となる が、インダクタンス要素Ｌ₁₁に２次巻線を設けることが必要な図１６の従来例に 比べて、コスト面で有利であり、一般的によく用いられている。 以下に、図１７の電源装置の構成および動作について説明する。なお、図１６ の電源装置の説明については省略するが、インダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流 の検出の仕方が異なるのみで、その他の構成動作は図１７の電源装置と同様であ る。

【００２１】 この図１７の電源装置は、商用電源Ｖ_S に全波整流器ＤＢ₁ およびコンデンサ Ｃ₄ を接続し、全波整流器ＤＢの直流出力端子間にインダクタンス要素Ｌ₁₁，ス イッチング素子Ｑ₁₁，ダイオードＤ₁₁，コンデンサＣ₁₁よりなる昇圧チョッパ回 路を接続し、コンデンサＣ₁₁の両端子間に負荷ＬＤを接続している。また、イン ダクタンス要素Ｌ₁₁の電流が流れるループ中に電流検出用の抵抗Ｒ₁₄を挿入して いる。ＣＲ₁ は以下に説明するチョッパ制御回路である。

【００２２】 抵抗Ｒ₁₄の電圧から、検出器ＤＴ₁ は、インダクタンス要素Ｌ₁₁とダイオード Ｄ₁₁とコンデンサＣ₁₁とを通って抵抗Ｒ₁₄に流れる電流（矢符Ｘ₂ で示すループ ）が零になるのを検出して、ハイレベルの信号を出力する。この結果、論理回路 ブロック（フリップフロップ）ＬＧ₁ のＳ（スタート）端子にハイレベルの信号 が入り、Ｏ（アウト）端子からはハイレベルの信号が出力され、／Ｏ（反転アウ ト）端子からはローレベルの信号が出力され、スイッチング素子Ｑ₁₁をオンにし 、スイッチング素子Ｑ₄ をオフにする。

【００２３】 スイッチング素子Ｑ₁ がオンとなると、インダクタンス要素Ｌ₁₁，スイッチン グ素子Ｑ₁₁，抵抗Ｒ₁₄を通る電流（矢符Ｘ₁ で示すループ）が流れる。また、こ のとき、スイッチング素子Ｑ₄ がオフとなることで、電源電圧Ｖ_CCにより、トラ ンジスタＱ₂ ，Ｑ₃ よりなるカレントミラー回路で抵抗Ｒ₂ による決まる電流が コンデンサＣ₂ を充電し、コンデンサＣ₂ の両端電圧が直線的に上昇していく。 この電圧は比較器ＩＣ₁ の非反転入力端子（＋）に加えられる。

【００２４】 一方、抵抗Ｒ₄ ，Ｒ₅ による分圧電圧が基準電圧Ｖ_ref とともに演算増幅器Ｉ Ｃ₂ に入力され、演算増幅器ＩＣ₂ の出力はあるレベルで一定となっており、そ の電圧レベルにコンデンサＣ₂ の両端電圧が達すると、比較器ＩＣ₁ からハイレ ベルの信号が出力され、論理回路ブロックＬＧ₁ のＲ（リセット）端子に入力さ れる。そうすると、論理回路ブロックＬＧ₁ のＯ端子からローレベルの信号が、 また／Ｏ端子からハイレベルの信号が出力されて、スイッチング素子Ｑ₁₁をオフ にし、スイッチング素子Ｑ₄ をオンにする。

【００２５】 スイッチング素子Ｑ₁₁がオンとなっている期間にインダクタンス要素Ｌ₁₁およ びスイッチング素子Ｑ₁₁を通じて流れていた電流（矢符Ｘ₁ のループ）によりイ ンダクタンス要素Ｌ₁₁に蓄えられたエネルギーがスイッチング素子Ｑ₁₁をオフに したときに、インダクタンス要素Ｌ₁₁からダイオードＤ₁₁，コンデンサＣ₁₁，抵 抗Ｒ₁₄へと流れてコンデンサＣ₁₁が充電される（矢符Ｘ₂ のループ）。また、前 記の要領でコンデンサＣ₁₁が充電されている間には、スイッチング素子Ｑ₄ がオ ンとなるため、コンデンサＣ₂ の電圧は上がらない。インダクタンス要素Ｌ₁₁の エネルギーによる電流が流れ終えると、抵抗Ｒ₁₄を流れる電流が零となり、最初 の動作に戻る。

【００２６】

【考案が解決しようとする課題】

図１７に示した電源装置は、インダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流の零点を抵 抗Ｒ₁₄の電圧の変化で検出するため、インダクタンス要素Ｌ₁₁に２次巻線を設け ることが不要で、安価になるが、インピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₄での電力損 失が問題となる。

【００２７】 したがって、この考案の目的は、インダクタンス要素に流れる電流の零点を検 出するインピーダンス素子での電力損失を低減することができる電源装置を提供 することである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】

この考案の電源装置は、電源と、インダクタンス要素，スイッチング素子，ダ イオードおよびコンデンサからなり電源を受けて出力端に略一定直流電圧を発生 して負荷へ供給する昇圧型，降圧型または昇降圧型のチョッパ回路と、インダク タンス要素に流れる電流を検出するインピーダンス素子と、このインピーダンス 素子の両端電圧からインダクタンス要素に流れる電流が零となるのを検出してス イッチング素子にオン信号を与えるチョッパ制御回路とを備えている。そして、 インピーダンス素子を、スイッチング素子のオフ時にインダクタンス要素からコ ンデンサおよびダイオードを通して電流が流れる第１のループの中で、スイッチ ング素子のオン時に電源からスイッチング素子およびインダクタンス要素を通し て電流が流れる第２のループとコンデンサから負荷を通して電流が流れる第３の ループとにそれぞれ重ならない位置に挿入している。

【００２９】 図１は昇圧型チョッパ回路の回路例を示し、Ｖ_S は商用電源、ＤＢ₁ は全波整 流器、Ｌ₁₁はインダクタンス要素、Ｑ₁₁はスイッチング素子、Ｄ₁₁はダイオード 、Ｃ₁₁はコンデンサ、ＬＤは負荷である。この昇圧型チョッパ回路では、矢符Ｘ ₂ で示す経路が上記の第１のループであり、矢符Ｘ₁ で示す経路が上記の第２の ループであり、矢符Ｘ₃ で示す経路が第３のループであり、インピーダンス素子 は、図１中の太線の箇所のいずれかに挿入すればよい。

【００３０】 図２は降圧型チョッパ回路の回路例を示し、Ｖ_S は商用電源、ＤＢ₁ は全波整 流器、Ｌ₁₂はインダクタンス要素、Ｑ₁₂はスイッチング素子、Ｄ₁₂はダイオード 、Ｃ₁₂はコンデンサ、ＬＤは負荷である。この降圧型チョッパ回路では、矢符Ｙ ₂ で示す経路が上記の第１のループであり、矢符Ｙ₁ で示す経路が上記の第２の ループであり、矢符Ｙ₃ で示す経路が第３のループであり、インピーダンス素子 は、図２中の太線の箇所のいずれかに挿入すればよい。

【００３１】 図３は昇降圧型チョッパ回路の回路例を示し、Ｖ_S は商用電源、ＤＢ₁ は全波 整流器、Ｌ₁₃はインダクタンス要素、Ｑ₁₃はスイッチング素子、Ｄ₁₃はダイオー ド、Ｃ₁₃はコンデンサ、ＬＤは負荷である。この昇降圧型チョッパ回路では、矢 符Ｚ₂ で示す経路が上記の第１のループであり、矢符Ｚ₁ で示す経路が上記の第 ２のループであり、矢符Ｚ₃ で示す経路が第３のループであり、インピーダンス 素子は、図２中の太線の箇所のいずれかに挿入すればよい。

【００３２】

【作用】

この考案の構成によれば、インダクタンス要素に流れる電流の零点を検出する インピーダンス素子は、スイッチング素子がオン時に流れる電流経路とコンデン サの両端から負荷へ流れる電流経路には挿入していないので、インダクタンス要 素にエネルギーを蓄積するときおよびコンデンサの両端から負荷へ電力供給する ときのインピーダンス素子による電力損失が無くなる。

【００３３】

【実施例】

この考案の第１の実施例を図４および図５に基づいて説明する。 この電源装置は、昇圧チョッパ回路を使用した例を示すもので、インダクタン ス要素Ｌ₁₁の電流の零点を検出するためのインピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₁を 、スイッチング素子Ｑ₁₁のオフ時にインダクタンス要素Ｌ₁₁からコンデンサＣ₁₁ およびダイオードＤ₁₁を通して電流が流れる第１のループ（図１，図４の矢符Ｘ ₂ 参照）の中で、スイッチング素子Ｑ₁₁のオン時に電源からスイッチング素子Ｑ ₁₁ およびインダクタンス要素Ｌ₁₁を通して電流が流れる第２のループ（図１，図 ４の矢符Ｘ₁ 参照）とコンデンサＣ₁₁から負荷ＬＤを通して電流が流れる第３の ループ（図１，図４の矢符Ｘ₃ 参照）とにそれぞれ重ならない位置に挿入してい る。

【００３４】 このように構成すると、スイッチング素子Ｑ₁₁がオンのとき（電流検出が不必 要な時間帯）は電流が矢符Ｘ₁ のように、抵抗Ｒ₁₁を通ることなく流れる。また 、スイッチング素子Ｑ₁₁がオフのとき（電流検出が必要な時間帯）は電流が矢符 Ｘ₂ のように、抵抗Ｒ₁₁を通して流れ、インダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流の 零点を検出することができる。また、コンデンサＣ₁₁から負荷ＬＤへの電流は、 矢符Ｘ₃ のように、抵抗Ｒ₁₁を通らずに流れる。

【００３５】 したがって、スイッチング素子Ｑ₁₁がオンのとき、ならびに負荷ＬＤへ給電す るときの抵抗Ｒ₁₁での無駄な電力損失を無くし、かつ図１７の従来例と同様にイ ンダクタンス要素Ｌ₁₁の電流の零点の検出を行うことができる。 図５に図４の電源装置の具体回路構成を示す。この回路構成は、抵抗Ｒ₁₁の挿 入位置が図１７と異なるだけで、チョッパの動作については図１７の電源装置と 同様であるので、説明は省略する。

【００３６】 図８に図４，図５に示した電源装置の各部のタイムチャートを示す。図８（ａ ）はスイッチング素子Ｑ₁₁の両端電圧（ドレイン・ソース間電圧）Ｖ_DSを示し、 同図（ｂ）はインダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流Ｉ_L11 を示し、同図（ｃ）は インピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₄に流れる電流Ｉ_R11 を示している。なお、図 ８（ｃ）において、破線は従来例で流れていた電流Ｉ_R11 である。Ｐ₁ ，Ｐ₂ は 検出のポイントである。なお、このタイムチャートは、後述の第２および第３の 実施例の場合も同じである。

【００３７】 図８から、スイッチング素子Ｑ₁₁がオンとなって、インダクタンス要素Ｌ₁₁に 流れる電流Ｉ_L11 が増加している時（電流検出が不必要な時）には、抵抗Ｒ₁₁に は電流Ｉ_R11 が流れず、スイッチング素子Ｑ₁₁がオフとなって、インダクタンス 要素Ｌ₁₁に流れる電流Ｉ_L11 が減少している時（電流検出が必要な時）には、抵 抗Ｒ₁₁に電流Ｉ_R11 が流れていることがわかる。

【００３８】 この実施例の電源装置によれば、インダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流の零点 を検出する抵抗Ｒ₁₁を、スイッチング素子Ｑ₁₁のオフ時にインダクタンス要素Ｌ ₁₁ からコンデンサＣ₁₁およびダイオードＤ₁₁を通して電流が流れる第１のループ （矢符Ｘ₂ ）の中で、スイッチング素子Ｑ₁₁のオン時に電源からスイッチング素 子Ｑ₁₁およびインダクタンス要素Ｌ₁₁を通して電流が流れる第２のループ（矢符 Ｘ₁ ）とコンデンサＣ₁₁から負荷ＬＤを通して電流が流れる第３のループ（矢符 Ｘ₃ ）とにそれぞれ重ならない位置に挿入し、スイッチング素子Ｑ₁₁がオン時に 流れる電流経路とコンデンサＣ₁₁の両端から負荷ＬＤへ流れる電流経路には挿入 していないので、インダクタンス要素Ｌ₁₁にエネルギーを蓄積するときおよびコ ンデンサＣ₁₁の両端から負荷へ電力供給するときの抵抗Ｒ₁₁による電力損失を無 くすことができ、インダクタンス要素Ｌ₁₁に流れる電流の零点を検出する抵抗Ｒ ₁₁ の電力損失を少なくすることができる。

【００３９】 この考案の第２の実施例を図６に基づいて説明する。 この電源装置は、降圧チョッパ回路を使用した例を示すもので、インダクタン ス要素Ｌ₁₂の電流の零点を検出するためのインピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₂を 、スイッチング素子Ｑ₁₂のオフ時にインダクタンス要素Ｌ₁₂からコンデンサＣ₁₂ およびダイオードＤ₁₂を通して電流が流れる第１のループ（図２の矢符Ｙ₂ 参照 ）の中で、スイッチング素子Ｑ₁₂のオン時に電源からスイッチング素子Ｑ₁₂およ びインダクタンス要素Ｌ₁₂を通して電流が流れる第２のループ（図２の矢符Ｙ₁ 参照）とコンデンサＣ₁₂から負荷ＬＤを通して電流が流れる第３のループ（図２ の矢符Ｙ₃ 参照）とにそれぞれ重ならない位置に挿入している。

【００４０】 このように構成すると、スイッチング素子Ｑ₁₂がオンのとき（電流検出が不必 要な時間帯）は電流が矢符Ｘ₁ のように、抵抗Ｒ₁₂を通ることなく流れる。また 、スイッチング素子Ｑ₁₂がオフのとき（電流検出が必要な時間帯）は電流が矢符 Ｘ₂ のように、抵抗Ｒ₁₂を通して流れ、インダクタンス要素Ｌ₁₂に流れる電流の 零点を検出することができる。また、コンデンサＣ₁₂から負荷ＬＤへの電流は、 矢符Ｘ₃ のように、抵抗Ｒ₁₂を通らずに流れる。

【００４１】 したがって、スイッチング素子Ｑ₁₂がオンのとき、ならびに負荷ＬＤへ給電す るときの抵抗Ｒ₁₂での無駄な電力損失を無くし、かつ図１７の従来例と同様にイ ンダクタンス要素Ｌ₁₂の電流の零点の検出を行うことができる。 なお、図６のチョッパ制御回路ＣＲ₁ の動作は図１７の従来例と同様であり、 チョッパ回路の動作のみが、昇圧型と降圧型とで違うのみであり、詳しい説明は 省略する。制御回路ＣＲ₂ はチョッパ制御回路ＣＲ₁ から検出回路ＤＴ₁ と抵抗 Ｒ₄ ，Ｒ₅ を省いたものである。

【００４２】 この実施例の電源装置によると、チョッパ回路の動作が異なるものの、第１の 実施例と同様の効果が得られる。 この考案の第３の実施例を図７に基づいて説明する。 この電源装置は、昇降圧チョッパ回路を使用した例を示すもので、インダクタ ンス要素Ｌ₁₃の電流の零点を検出するためのインピーダンス素子である抵抗Ｒ₁₃ を、スイッチング素子Ｑ₁₃のオフ時にインダクタンス要素Ｌ₁₃からコンデンサＣ ₁₃ およびダイオードＤ₁₃を通して電流が流れる第１のループ（図２の矢符Ｚ₂ 参 照）の中で、スイッチング素子Ｑ₁₃のオン時に電源からスイッチング素子Ｑ₁₃お よびインダクタンス要素Ｌ₁₃を通して電流が流れる第２のループ（図２の矢符Ｚ ₁ 参照）とコンデンサＣ₁₃から負荷ＬＤを通して電流が流れる第３のループ（図 ２の矢符Ｚ₃ 参照）とにそれぞれ重ならない位置に挿入している。

【００４３】 このように構成すると、スイッチング素子Ｑ₁₃がオンのとき（電流検出が不必 要な時間帯）は電流が矢符Ｚ₁ のように、抵抗Ｒ₁₃を通ることなく流れる。また 、スイッチング素子Ｑ₁₃がオフのとき（電流検出が必要な時間帯）は電流が矢符 Ｚ₂ のように、抵抗Ｒ₁₃を通して流れ、インダクタンス要素Ｌ₁₃に流れる電流の 零点を検出することができる。また、コンデンサＣ₁₃から負荷ＬＤへの電流は、 矢符Ｚ₃ のように、抵抗Ｒ₁₃を通らずに流れる。

【００４４】 したがって、スイッチング素子Ｑ₁₃がオンのとき、ならびに負荷ＬＤへ給電す るときの抵抗Ｒ₁₃での無駄な電力損失を無くし、かつ図１７の従来例と同様にイ ンダクタンス要素Ｌ₁₃の電流の零点の検出を行うことができる。 なお、図７のチョッパ制御回路ＣＲ₁ の動作は図１７の従来例と同様であり、 チョッパ回路の動作のみが、昇圧型と降圧型とで違うのみであり、詳しい説明は 省略する。制御回路ＣＲ₂ はチョッパ制御回路ＣＲ₁ から検出回路ＤＴ₁ と抵抗 Ｒ₄ ，Ｒ₅ を省いたものである。また、負荷ＬＤはインバータＩＮＶと放電ラン プＬＡにより構成されている。

【００４５】 この実施例の電源装置によると、チョッパ回路の動作が異なるものの、第１の 実施例と同様の効果が得られる。

【００４６】

【考案の効果】

この考案の電源装置によれば、インダクタンス要素に流れる電流の零点を検出 するインピーダンス素子を、スイッチング素子のオフ時にインダクタンス要素か らコンデンサおよびダイオードを通して電流が流れる第１のループの中で、スイ ッチング素子のオン時に電源からスイッチング素子およびインダクタンス要素を 通して電流が流れる第２のループとコンデンサから負荷を通して電流が流れる第 ３のループとにそれぞれ重ならない位置に挿入し、スイッチング素子がオン時に 流れる電流経路とコンデンサの両端から負荷へ流れる電流経路には挿入していな いので、インダクタンス要素にエネルギーを蓄積するときおよびコンデンサの両 端から負荷へ電力供給するときのインピーダンス素子による電力損失を無くすこ とができ、インダクタンス要素に流れる電流の零点を検出するインピーダンス素 子の電力損失を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】昇圧チョッパの回路を示す回路図である。

【図２】降圧チョッパの回路を示す回路図である。

【図３】昇降圧チョッパの回路を示す回路図である。

【図４】この考案の第１の実施例の電源装置の構成を示
す回路図である。

【図５】図４の電源装置の具体構成を示す回路図であ
る。

【図６】この考案の第２の実施例の電源装置の構成を示
す回路図である。

【図７】この考案の第３の実施例の電源装置の構成を示
す回路図である。

【図８】図４の電源装置の動作を示す各部のタイムチャ
ートである。

【図９】第１の従来例の構成を示す回路図である。

【図１０】図９の回路の動作説明のための回路図であ
る。

【図１１】図１０の回路のタイムチャートである。

【図１２】脈流電圧とインダクタンス要素の電流の波形
を示す波形図である。

【図１３】昇圧チョッパ回路を示す回路図である。

【図１４】図１３の昇圧チョッパ回路においてインダク
タンス要素に流れる電流を示すタイムチャートである。

【図１５】昇圧チョッパ回路を示す回路図である。

【図１６】第２の従来例の構成を示す回路図である。

【図１７】第３の従来例の構成を示す回路図である。

【符号の説明】

ＣＲ₁ チョッパ制御回路 Ｒ₁₁ 抵抗（インピーダンス素子） Ｌ₁₁ インダクタンス要素 Ｑ₁₁ スイッチング素子 Ｄ₁₁ ダイオード Ｃ₁₁ コンデンサ ＤＢ₁ 全波整流器 Ｖ_S 商用電源 ＬＤ 負荷

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源と、インダクタンス要素，スイッチ
   ング素子，ダイオードおよびコンデンサからなり前記電
   源を受けて出力端に略一定直流電圧を発生して負荷へ供
   給する昇圧型，降圧型または昇降圧型のチョッパ回路
   と、前記インダクタンス要素に流れる電流を検出するイ
   ンピーダンス素子と、このインピーダンス素子の両端電
   圧から前記インダクタンス要素に流れる電流が零となる
   のを検出して前記スイッチング素子にオン信号を与える
   チョッパ制御回路とを備えた電源装置において、 前記インピーダンス素子を、前記スイッチング素子のオ
   フ時に前記インダクタンス要素から前記コンデンサおよ
   びダイオードを通して電流が流れる第１のループの中
   で、前記スイッチング素子のオン時に前記電源から前記
   スイッチング素子および前記インダクタンス要素を通し
   て電流が流れる第２のループと前記コンデンサから負荷
   を通して電流が流れる第３のループとにそれぞれ重なら
   ない位置に挿入したことを特徴とする電源装置。