JPH0684797U - 電源回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 広い交流入力電圧の範囲全体に渡って力率の
改善が計られた力率改善手段を有する電源回路を提供す
ることを目的としたものである。を目的にする。 【構成】 入力交流電圧を全波整流する全波整流回路の
出力側に昇圧インダクタ及び入力電流検出用の抵抗を接
続してなる誤差信号変調方式の力率改善回路を備えた電
源回路において、前記入力電流検出用抵抗に直列に第二
の入力電流検出用抵抗を接続すると共に、この第二の入
力電流検出用抵抗に並列に入力交流電圧の大きさに応じ
てオン・オフが制御される電子スイッチを設けたもの。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、昇圧インダクタを用いた誤差信号変調方式の電源回路に関し、詳し くは力率改善手段に改良を施した誤差信号変調方式の電源回路に関するものであ る。

【０００２】

【従来の技術】

図２は力率改善手段を備えた従来の誤差信号変調方式の電源回路図である。図 に於いて、１１，１２は１００〜２００Ｖ系の交流電圧が印加される端子、１３ は全波整流回路、１４は昇圧インダクタ、１５はダイオード、１６は 入力電流検出用抵抗、１７は平滑コンデンサ、１８，１９は昇圧直流出力を取り 出す端子である。電源電圧印加端子１１，１２は全波整流回路１３の入力端子に 接続され、全波整流回路１３の出力端子は昇圧インダクタ１４とダイオード１５ 及び入力電流検出用抵抗１６を介して出力端子１８，１９に接続されている。平 滑コンデンサ１７は出力端子１８，１９間に接続されている。

【０００３】 ２１，２２は昇圧出力を分圧して取り出す分圧抵抗、２３は誤差増幅器、２４ は出力基準電圧源である。分圧抵抗２１，２２より得られる分圧電圧は誤差増幅 器２３の（−）入力端子に加えられ、誤差増幅器２３の（＋）入力端子には出力 基準電圧２４が加えられている。

【０００４】 ３１は入力電圧の実効値を検出する実効値検出回路、３２は入力電圧の波形を 検出する波形検出回路で、それぞれの一端は全波整流回路１３の出力端子に接続 されている。３３は演算回路で、実効値検出回路３１と波形検出回路３２の出力 及び前記した誤差増幅器２３の出力とが加えられている。演算回路３３は入力電 圧波形検出回路３２より得た入力電圧波形と，誤差増幅器２３より得た昇圧出力 の誤差電圧とを乗算し、入力電圧の実効値でゲイン補正して目標値を出力する。

【０００５】 ４１は誤差増幅器で、その（＋）入力端子は前記演算回路３３より得られた目 標値が加えられ、（−）入力端子は入力電流検出用抵抗１６に生じる電圧が加え られるようになっている。 ５１はパルス幅制御回路、５２は三角波発振器、５３は電界効果形トランジス タて゛構成したスイッチング素子で、そのゲートはパルス幅制御回路５１の出力 端子に接続され、ソース・ドレインは全波整流回路１３の出力端子間に接続され ている。パルス幅制御回路５１の（−）入力端子は誤差増幅器４１の出力端子に 接続され、（＋）入力端子は三角波発振器５２に接続されている。

【０００６】 このような構成において、電力変換動作，制御動作に付いて説明すると次 の如くなる。 電力変換動作に付いて。 １００〜２００Ｖ系の入力交流電圧は全波整流回路１３で整流された後，昇圧 インダクタ１４に加えられる。昇圧インダクタ１４はスイッチング素子５３がオ ンの時エネルギーを蓄積し、オフのときその蓄積したエネルギーはダイオード１ ５を介して出力側の平滑コンデンサ１７に伝達され、これにより昇圧直流出力と して端子１８，１９より取り出され、この昇圧出力は次段のＤＣ／ＤＣコンバー タ（図示せず）に送出される。

【０００７】 制御動作に付いて。 入力交流電圧は全波整流回路１３で整流された後，実効値検出回路３１と入力 電圧波形検出回路３２とで入力電圧波形と，入力電圧の実効値がそれぞれ検出さ れ演算回路３３にそれぞれ加えられる。 一方、前記したの電力変換動作によって得られた昇圧出力は分圧抵抗２１， ２２で検出される。この分圧電圧は誤差増幅器２３において出力基準電圧２４と 比較され、その差電圧が演算回路３３に加えられる。演算回路３３は、誤差増幅 器２３の出力と前記した入力電圧波形出力とを乗算し、この演算回路に加えられ ている入力電圧の実効値でゲイン補正して目標値を出力する。この目標値は入力 電流検出用抵抗１６で検出された入力電流の大きさに対応した電圧と比較される 。その差の電圧はパルス幅制御回路５１において三角波電圧５２と比較され、そ のパルス幅変調出力によりスイッチング素子５３がパルス幅制御される。この制 御によりスイッチング素子５３はオン・オフされ、前記したようにオンの時昇圧 インダクタ１４に蓄積されたエネルギーはオフの時に放出される。

【０００８】 このように、実効値検出回路３１で得られる実効値でゲイン補正するようにし た図２の回路は、コンデンサ入力形整流回路によって発生する高調波電流を抑制 するための力率改善手段を備えた誤差信号変調方式の電源回路として従来より用 いられている。

【０００９】 しかし、このような構成の電源回路においては、入力電流検出用抵抗１６の値 が固定している為に、交流入力として１００Ｖ系から２３０Ｖ系までのように広 範囲の電圧を補償しようとする場合で、力率改善の負荷電流の変化が大きい時に は、入力電流検出用抵抗１６の両端に現れる電圧値の変化が極めて大きくなる。 このような場合、入力電流検出用抵抗１６の両端電圧の最大の条件が誤差増幅 器４１のダイナミック・レンジ内に収まるよう抵抗１６の抵抗値を設定せざるを 得ない。しかし、そうすると交流入力電圧が高い場合で、且つ負荷電流が少ない 場合には、入力電流検出用抵抗１６の両端の電圧が極めて小さな値となってしま う。その為、誤差増幅器４１の出力値のＳ／Ｎ比の悪化などにより、パルス幅制 御回路５１において三角波電圧５２で変調するようにしたパルス幅制御の精度が 落ちてしまう。その結果として、力率改善手段で作られる交流入力電流波形が歪 み、力率が悪化するという問題がある。これは、電力供給の面で無効電力が増加 することになる。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記の問題点に鑑みてなされたもので、広い交流入力電圧の範囲全体 に渡って力率改善が計られた力率改善手段を有する電源回路を提供することを目 的としたものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、入力交流電圧を全波整流する全波整流回路の出力側に昇圧インダク タ及び入力電流検出用の抵抗を接続してなる誤差信号変調方式の力率改善回路を 備えた電源回路において、 前記入力電流検出用抵抗に直列に第二の入力電流検出用抵抗を接続すると共に 、この第二の入力電流検出用抵抗に並列に入力交流電圧の大きさに応じてオン・ オフが制御される電子スイッチを設けたものである。

【００１２】

【作用】

このような本考案では、入力交流電圧の大きさに応じて入力電流検出用抵抗の 大きさが自動的に変えられる。

【００１３】

【実施例】

以下図面を用いて本考案を説明する。 図１は本考案の一実施例を示した回路構成図である。尚、図１において、図２ と同一部分は図１と同一符号を付してそれらの動作を含めて再説明は省略する。 ７０は本考案によって付加した切換回路である。切換回路７０において、７１， ７２は全波整流回路１３の出力を分圧する分圧抵抗、７３はロー・パス・フイル ターで、このフイルターの入力端は分圧抵抗７１，７２の接続点に接続されてい る。 ７４はそのベース電極がベース電流制限用抵抗７５を介してフイルター７３の 出力端に接続されたトランジスタで、コレクタ電極はプルアップ抵抗７６を介し て電源Ｖｃｃに接続されている。７７はトランジスタ７４のコレクタ電圧によっ て開閉が制御される半導体スイッチで、全波整流回路１３の出力端と入力電流検 出用抵抗１６を結ぶラインに直列に接続されている。７８は第２の入力電流検出 用抵抗１６で電子スイッチ７７に並列に接続されている。 全波整流回路１３の出力電圧は分圧抵抗７１，７２によって分圧されるが、そ の分圧比は交流入力電圧が高い時にはトランジスタ７４をオンさせることが出来 、それによってスイッチ７７をオフにし、低い時にはトランジスタ７４をカット オフさせてスイッチ７７をオンにさせるようになっている。

【００１４】 このような構成の図１に示す電源回路において、交流入力電圧が高い場合、抵 抗７１，７２によって分圧される電圧は高くなる。その為、ロー・パス・フイル ター７３によって直流化される電圧も高くなるので、トランジスタ７４はオンに なり、コレクタ電圧はローレベルとなる。その結果、コレクタ電圧によって制御 される電子スイッチ７７は開き、入力電流検出用抵抗７８は入力電流検出用抵抗 １６に直列に接続されてその抵抗値は大きくなり、抵抗７８と１６の両端に生じ る電圧は大きくなり、高い交流入力電圧時の力率の悪化を改善することかできる 。

【００１５】 逆に交流入力電圧が低い時には抵抗７１，７２によって分圧される電圧も低く なる。その為、ロー・パス・フイルター７３によって直流化される電圧も低くな るので、トランジスタ７４はカットオフし、コレクタ電圧はハイ・レベルとなる 。その結果、電子スイッチ７７は閉じ、入力電流検出用抵抗は記号１６のみとな り、抵抗値は小さくなる。入力電流検出用抵抗１６は低交流入力時の条件で設定 されているので、力率改善回路は正常に動作する。

【００１６】 なお、図１においては電子スイッチ７７をトランジスタ７４のコレクタ電圧で オン・オフさせるように構成した場合について説明したが、トランジスタで駆動 されるリレーを用い、このリレーで電子スイッチ７７を駆動させるようにしても よい。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、入力交流電圧の大きさに応じて適切に入力電流検出用の抵抗 値が切り換えられるように構成したので、広い交流入力電圧の範囲全体に渡って 力率の改善が計られた手段を有する電源回路を得ることが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の電源回路の一実施例を示した回路構成
図である。

【図２】従来の電源回路の一例の回路構成図である。

【符号の説明】

１３ 全波整流回路 １４ 昇圧インダクタ １６ 入力電流検出用抵抗 ３１ 実効値電圧 ３４ 演算回路 ７７ 電子スイッチ ７８ 入力電流検出用抵抗

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/06 Ａ 9180−5Ｈ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】入力交流電圧を全波整流する全波整流回路
   の出力側に昇圧インダクタ及び入力電流検出用の抵抗を
   接続してなる誤差信号変調方式の力率改善回路を備えた
   電源回路において、 前記入力電流検出用抵抗に直列に第二の入力電流検出用
   抵抗を接続すると共に、この第二の入力電流検出用抵抗
   に並列に入力交流電圧の大きさに応じてオン・オフが制
   御される電子スイッチを設けたことを特徴とする電源回
   路。