JPH07231648A - Power supply unit - Google Patents

Power supply unit

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JPH07231648A
JPH07231648A JP6018731A JP1873194A JPH07231648A JP H07231648 A JPH07231648 A JP H07231648A JP 6018731 A JP6018731 A JP 6018731A JP 1873194 A JP1873194 A JP 1873194A JP H07231648 A JPH07231648 A JP H07231648A
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JP
Japan
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voltage
switching element
load
power supply
capacitor
Prior art date
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Pending
Application number
JP6018731A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahito Onishi
雅人 大西
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Priority to JP6018731A priority Critical patent/JPH07231648A/en
Publication of JPH07231648A publication Critical patent/JPH07231648A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02B20/00Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

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  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a small filter circuit and a simple control circuit in a power supply unit that includes a switching element and a voltage multiplier circuit made of a capacitor and a diode as a switching means, by limiting a change in the number of pulses in a narrow range so that noises are limited in a given range when the pulses are fed to a switching element. CONSTITUTION:A power supply unit includes a first-group output means for generating a maximum voltage of E, 3E, 5E, 7E or 9E, each obtained from a minimum power-supply voltage multiplied by odd numbers, and a second group output means for generating a voltage 2E, 4E, 6E, and 8E, each obtained from an minimum power-supply voltage multiplied by even numbers. Then, the first-group and second-group output means are alloted in different voltage ranges. In addition, the power supply unit includes switching means S21 to S28 for switching the connection between each output means and a load, and control means 1 and 11 for controlling switching elements in a way that the output voltage from the output means changes in the allotted range.

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、高周波スイッチング動
作によって負荷に高周波電流を供給する電源装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for supplying a high frequency current to a load by a high frequency switching operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来例の回路図を図7に示す。この回路
の基本構成を説明すると、直流電源Eと並列にスイッチ
ング素子S1 ,S2 の直列回路を接続し、スイッチング
素子S 2 と並列に、逓倍回路Xを接続し、逓倍回路Xの
出力に負荷2を接続したものである。逓倍回路Xはスイ
ッチング素子S1 とS2 の交互のオン・オフ動作で直流
電源Eより高電圧を発生できる回路であり、いわゆるコ
ッククロフトウォルトン回路を用いている。
2. Description of the Related Art A circuit diagram of a conventional example is shown in FIG. This circuit
To explain the basic configuration of, switch in parallel with DC power supply E
Element S1, S2Connect the series circuit of and switch
Element S 2Is connected in parallel with the multiplication circuit X, and the multiplication circuit X
A load 2 is connected to the output. The multiplication circuit X is
Touching element S1And S2Alternating ON / OFF operation of DC
This is a circuit that can generate a higher voltage than the power source E,
Uses the Crokcroft-Walton circuit.

【0003】以下、逓倍回路Xの動作を説明する。スイ
ッチング素子S1 ,S2 は交互にオン・オフ動作する。
スイッチング素子S1 が制御回路1からの制御信号でオ
ンすると、コンデンサC1 がダイオードD1 を介して電
圧Eまで充電される。次に、スイッチング素子S1 がオ
フし、スイッチング素子S2 がオンすると、コンデンサ
1 とC2 がダイオードD2 を介して接続され、コンデ
ンサC1 の電荷の一部はコンデンサC2 に移動し、コン
デンサC2 が充電される。再び、スイッチング素子S2
がオフし、スイッチング素子S1 がオンすると、コンデ
ンサC1 がダイオードD1 を介して電圧Eまで充電さ
れ、コンデンサC2 の電荷の一部はダイオードD3 を介
してコンデンサC3 に移動し、コンデンサC3 が充電さ
れる。この繰り返しで、コンデンサC1 〜C5 が充電さ
れ、最高電圧としては各コンデンサについて電圧Eまで
充電される。このようにして、負荷2には最大3Eの電
圧を印加することが可能となる。また、負荷2の一端
(点A)を電源Eの正極側に接続しても最大3Eの電圧
を印加でき、電源Eの負極側に接続した場合は最大4E
の電圧を印加できる。
The operation of the multiplication circuit X will be described below. The switching elements S 1 and S 2 are alternately turned on and off.
When the switching element S 1 is turned on by the control signal from the control circuit 1, the capacitor C 1 is charged to the voltage E via the diode D 1 . Next, when the switching element S 1 is turned off and the switching element S 2 is turned on, the capacitors C 1 and C 2 are connected via the diode D 2, and a part of the charge of the capacitor C 1 moves to the capacitor C 2. , The capacitor C 2 is charged. Again, switching element S 2
When the switching element S 1 is turned off and the switching element S 1 is turned on, the capacitor C 1 is charged to the voltage E through the diode D 1, and a part of the electric charge of the capacitor C 2 moves to the capacitor C 3 through the diode D 3 , The capacitor C 3 is charged. By repeating this, the capacitors C 1 to C 5 are charged, and the maximum voltage is charged to the voltage E for each capacitor. In this way, it is possible to apply a maximum voltage of 3E to the load 2. Further, even if one end (point A) of the load 2 is connected to the positive electrode side of the power source E, a maximum voltage of 3E can be applied, and if connected to the negative electrode side of the power source E, a maximum of 4E can be applied.
Can be applied.

【0004】さらに、コンデンサ間の電荷の受渡しはス
イッチング素子が動作しなければ行われず、この場合、
各コンデンサの電荷は各ダイオードを経由して負荷2に
放電される。これによって、負荷2の電圧が低下して行
く。故に、スイッチング素子の動作の繰り返し、すなわ
ち、動作周波数を制御することによって負荷2の電圧V
3 を制御することが可能となる。
Further, the charge transfer between the capacitors is not performed unless the switching element operates. In this case,
The electric charge of each capacitor is discharged to the load 2 via each diode. This causes the voltage of the load 2 to decrease. Therefore, by repeating the operation of the switching element, that is, by controlling the operating frequency, the voltage V of the load 2 is reduced.
It becomes possible to control 3 .

【0005】従来例の動作波形図を図8に示す。この図
8は、図7の回路を用いて、スイッチング素子S1 ,S
2 の制御によって略半波の波形を負荷2に供給する動作
を示している。時刻t0 で、スイッチング素子S1 が制
御回路1からの制御信号でオンすると、コンデンサC1
がダイオードD1 を介して電圧Eまで充電される。時刻
1 で、スイッチング素子S1 がオフし、スイッチング
素子S2 がオンすると、コンデンサC1 とC2 がダイオ
ードD2 を介して接続されて、コンデンサC1の電荷の
一部はコンデンサC2 に移動し、コンデンサC2 が充電
される。時刻t 2 で、スイッチング素子S2 がオフし、
各コンデンサの電圧がほぼ保持される。時刻t3 で、ス
イッチング素子S1 がオンすると、コンデンサC1 がダ
イオードD1 を介して電圧Eまで充電され、コンデンサ
2 の電荷の一部はダイオードD 3 を介してコンデンサ
3 に移動し、コンデンサC3 が充電される。時刻t4
で、スイッチング素子S1 がオフし、スイッチング素子
2 がオンすると、コンデンサC3 とC4 がダイオード
4 を介して接続されて、コンデンサC3 の電荷の一部
はコンデンサC4 に移動し、コンデンサC4 が充電され
る。時刻t5 で、スイッチング素子S2 がオフし、各コ
ンデンサの電圧がほぼ保持される。時刻t6で、スイッ
チング素子S1 がオンすると、コンデンサC1 がダイオ
ードD1 を介して電圧Eまで充電され、コンデンサC4
の電荷の一部はダイオードD5 を介してコンデンサC5
に移動し、コンデンサC5 が充電される。この繰り返し
で、コンデンサC1 〜C5 が充電されて行く。
FIG. 8 shows an operation waveform diagram of a conventional example. This figure
8 is a switching element S using the circuit of FIG.1, S
2Operation of supplying a substantially half-wave waveform to the load 2
Is shown. Time t0And the switching element S1Control
When turned on by the control signal from the control circuit 1, the capacitor C1
Is the diode D1Is charged to voltage E via. Times of Day
t1And the switching element S1Turn off and switch
Element S2When is turned on, the capacitor C1And C2Is a dio
Mode D2Connected via a capacitor C1Of the charge
Part is capacitor C2Go to and condenser C2Is charged
To be done. Time t 2And the switching element S2Turned off,
The voltage of each capacitor is almost held. Time t3So
Itching element S1When is turned on, the capacitor C1Is da
Iodo D1Is charged up to voltage E via
C2Part of the electric charge of the diode D 3Through the capacitor
C3Go to and condenser C3Is charged. Time tFour
And the switching element S1Turns off, switching element
S2When is turned on, the capacitor C3And CFourIs a diode
DFourConnected via a capacitor C3Part of the charge
Is the capacitor CFourGo to and condenser CFourIs charged
It Time tFiveAnd the switching element S2Turns off each
The voltage of the capacitor is almost maintained. Time t6And switch
Holding element S1When is turned on, the capacitor C1Is a dio
Mode D1Is charged to a voltage E via a capacitor CFour
Part of the electric charge of the diode DFiveThrough the capacitor CFive
Go to and condenser CFiveIs charged. This repeat
And capacitor C1~ CFiveWill go charged.

【0006】スイッチング素子S1 ,S2 の動作によっ
て、時刻t7 〜t11にかけて負荷電圧V3 が上昇して行
き、時刻t12で電圧の最大値を迎え、その後、スイッチ
ング素子の動作周波数を低下させて電圧V3 を低下させ
る。時刻t13で電圧V3 は最小となり、その後、上昇し
て行く。この場合、スイッチング素子の動作周波数(時
間当たりのスイッチング素子への信号パルス数)を図8
(a),(b)に示すように、正弦波状に変化させるこ
とによって、負荷2への供給電圧V3 を略正弦波状にす
ることができる。
Due to the operation of the switching elements S 1 and S 2 , the load voltage V 3 rises from time t 7 to t 11 , reaches the maximum value of the voltage at time t 12 , and then the operating frequency of the switching element is changed. To lower the voltage V 3 . At time t 13 , the voltage V 3 becomes minimum, and then rises. In this case, the operating frequency of the switching element (the number of signal pulses to the switching element per time) is shown in FIG.
As shown in (a) and (b), the supply voltage V 3 to the load 2 can be made substantially sinusoidal by changing it to be sinusoidal.

【0007】このように、2つのスイッチング素子
1 ,S2 の直列回路を直流電源Eと並列に接続し、ス
イッチング素子S2 と並列に、スイッチング素子S1
2 の交互のオン・オフ動作で電源より高電圧を発生で
きる逓倍回路Xを接続し、逓倍回路Xの出力に負荷2を
接続し、スイッチング素子S1 ,S2 の動作周波数(時
間当たりのスイッチング素子S1 ,S2 への信号パルス
数)を正弦波状に変化させることによって負荷2への供
給電圧V3 を略正弦波状にすることができ、また、動作
周波数を高くすることによって、各コンデンサC1 〜C
5 やスイッチング素子S1 ,S2 を小さくすることがで
きるので、任意の脈流電圧を発生できる小型の電源装置
を提供できるものである。
[0007] Thus, the two series circuit of the switching elements S 1, S 2 connected in parallel with the DC power source E, in parallel with the switching element S 2, alternately on and off of the switching elements S 1 and S 2 connect the multiplier X which can generate a high voltage from the power source in operation, load on the output of the multiplier circuit X 2, the operating frequency of the switching element S 1, S 2 (per time to the switching element S 1, S 2 The signal voltage V 3 to the load 2 can be made substantially sinusoidal by varying the number of signal pulses of the capacitors C 1 to C by increasing the operating frequency.
Since the 5 and switching element S 1, S 2 can be reduced, but can provide a compact power supply that can generate any ripple voltage.

【0008】しかしながら、この従来例においては、負
荷にゼロから最大まで変化する電圧を印加する場合、ス
イッチング素子に供給するパルス数を広範囲に変化させ
る必要があり、広範囲の周波数のノイズが発生し、フィ
ルタ回路が大型化したり、制御回路が複雑になるという
問題があった。
However, in this conventional example, when a voltage varying from zero to the maximum is applied to the load, it is necessary to change the number of pulses supplied to the switching element in a wide range, and noise in a wide range of frequencies is generated. There are problems that the filter circuit becomes large and the control circuit becomes complicated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
電源装置では、負荷にゼロから最大まで変化する電圧を
印加する場合、スイッチング素子に供給するパルス数を
広範囲に変化させる必要があり、広範囲の周波数のノイ
ズが発生し、フィルタ回路が大型化したり、制御回路が
複雑になるという問題があった。
As described above, in the conventional power supply device, when the voltage varying from zero to the maximum is applied to the load, it is necessary to change the number of pulses supplied to the switching element in a wide range. There is a problem that noise in a wide range of frequencies occurs, the filter circuit becomes large, and the control circuit becomes complicated.

【0010】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、コンデンサとダイ
オードのようなスイッチング要素とから構成される電圧
逓倍回路とスイッチング素子を用いて負荷に広範囲の出
力電圧を供給できるようにした電源装置において、スイ
ッチング素子への供給パルス数の変化を比較的狭い範囲
にとどめることにより、ノイズの発生周波数領域を限定
し、フィルタ回路の小型化と制御回路の簡略化を実現す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to load a load by using a voltage multiplication circuit composed of a capacitor and a switching element such as a diode and a switching element. In a power supply device capable of supplying a wide range of output voltage, by limiting the change in the number of pulses supplied to the switching element within a relatively narrow range, the noise generation frequency range is limited, and the filter circuit is downsized and the control circuit is reduced. Is to realize simplification of.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明にあっては、上記
の課題を解決するために、図1に示すように、直流電源
2Eと並列に、第1及び第2のスイッチング素子S1
2 (又はS11,S12)の直列回路を接続し、一方のス
イッチング素子の両端間に、少なくともコンデンサとス
イッチング要素とからなり、第1及び第2のスイッチン
グ素子のオン・オフ動作により電圧を発生するコックク
ロフトウォルトン回路のような電圧可変手段を接続し、
負荷2の一端を少なくとも電圧可変手段の出力に接続し
た電源装置であって、前記電圧可変手段は、最大電圧が
設定最小電源電圧Eの奇数倍E,3E,5E,7E,9
Eとなる第1群の出力段と、偶数倍2E,4E,6E,
8Eとなる第2群の出力段を備え、各出力段は互いに異
なる出力電圧の分担領域を有し、負荷2と各出力段の接
続を切り替える手段S21〜S28と、電圧可変手段の各出
力段からの出力電圧を当該出力段の分担領域内でのみ変
化するようにスイッチング素子のオン・オフ動作を制御
する制御手段1,11とを備えることを特徴とするもの
である。
According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, as shown in FIG. 1, first and second switching elements S 1 ,
A series circuit of S 2 (or S 11 , S 12 ) is connected, and at least a capacitor and a switching element are provided between both ends of one switching element, and a voltage is generated by the on / off operation of the first and second switching elements. Connect a voltage variable means such as Cockcroft Walton circuit to generate
A power supply device in which one end of a load 2 is connected to at least the output of the voltage varying means, wherein the voltage varying means has a maximum voltage that is an odd multiple E, 3E, 5E, 7E, 9 of a set minimum power source voltage E.
The output stage of the first group, which is E, and even multiples 2E, 4E, 6E,
8E has a second group of output stages, each output stage has a region for sharing output voltages different from each other, and means S 21 to S 28 for switching the connection between the load 2 and each output stage, and a voltage varying means. Control means 1 and 11 for controlling the on / off operation of the switching element so that the output voltage from the output stage changes only within the sharing region of the output stage.

【0012】[0012]

【作用】このように、本発明にあっては、負荷にゼロか
ら最大まで変化する電圧を印加する場合、各コンデンサ
の担当電圧範囲を設定し、その電圧範囲内で電圧が変化
するようにスイッチング素子の動作周波数を制御するの
で、スイッチング素子へのパルス数を広範囲に変化させ
る必要がなく、ノイズの発生周波数領域が制限され、フ
ィルタ回路が小型化でき、制御回路を簡素化することが
できる。
As described above, according to the present invention, when a voltage varying from zero to the maximum is applied to the load, the voltage range in charge of each capacitor is set, and switching is performed so that the voltage varies within the voltage range. Since the operating frequency of the element is controlled, it is not necessary to change the number of pulses to the switching element in a wide range, the frequency range of noise generation is limited, the filter circuit can be downsized, and the control circuit can be simplified.

【0013】[0013]

【実施例】本発明の第1実施例の回路図を図1に示す。
本実施例の主回路の基本構成は、電源2Eと並列に2つ
のスイッチング素子S1 ,S2 の直列回路を接続し、ス
イッチング素子S2 と並列に、スイッチング素子S1
2 の交互のオン・オフ動作で電源より高電圧を発生で
きるコンデンサC1 〜C7 、ダイオードD1 〜D7で構
成される逓倍回路を接続している。逓倍回路のそれぞれ
の出力段を構成するコンデンサC1 ,C3 ,C5 ,C7
を、スイッチング素子S21〜S24を介して負荷2の一端
Aに接続している。負荷2の他端Bは、ダイオードD21
と電源Eを介してスイッチング素子S1 とS2 の接続点
に接続される。一方、もう一組、電源2Eと並列に2つ
のスイッチング素子S11,S12の直列回路を接続し、ス
イッチング素子S12と並列に、スイッチング素子S11
12の交互のオン・オフ動作で電源より高電圧を発生で
きるコンデンサC11〜C17、ダイオードD11〜D17で構
成される逓倍回路を接続している。逓倍回路のそれぞれ
の出力段を構成するコンデンサC11,C13,C15,C17
を、スイッチング素子S25〜S28を介して負荷の一端A
に接続している。負荷の他端Bは、ダイオードD22を介
してスイッチング素子S11とS12の接続点に接続され
る。
1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
The basic configuration of the main circuit of this embodiment is formed by connecting two series circuits of the switching elements S 1, S 2 in parallel with the power supply 2E, in parallel with the switching element S 2, the switching element S 1 and S 2 alternating capacitor C 1 -C 7 can generate a high voltage from the power on-off operation, it connects the multiplier circuit composed of diodes D 1 to D 7. Capacitor C 1, C 3 constituting each of the output stage of the multiplier circuit, C 5, C 7
Is connected to one end A of the load 2 via switching elements S 21 to S 24 . The other end B of the load 2 has a diode D 21
And a power source E to connect the switching elements S 1 and S 2 to the connection point. On the other hand, another set, a series circuit of two switching elements S 11, S 12 are connected in parallel with the power supply 2E, in parallel with the switching element S 12, in alternating on and off operation of the switching element S 11 and S 12 capacitor C 11 -C 17 can generate a high voltage from the power supply connects the multiplier circuit consists of a diode D 11 to D 17. Capacitor C 11, C 13 constituting each of the output stage of the multiplier circuit, C 15, C 17
Is connected to one end A of the load via the switching elements S 25 to S 28.
Connected to. The other end B of the load is connected to the connection point between the switching elements S 11 and S 12 via the diode D 22 .

【0014】本実施例の動作波形図を図2に示す。この
図2は、図1の回路を用いて、スイッチング素子の制御
によって略半波の波形を負荷2に供給する動作を示して
いる。スイッチング素子S1 の側の逓倍回路には、スイ
ッチング素子S18のオンにより電源Eが接続されてお
り、スイッチング素子S19,S20はオフしている。負荷
2には、スイッチング素子S1 ,S2 の動作によって電
源Eの奇数倍の電圧9E,7E,5E,3Eを各コンデ
ンサC7 ,C5 ,C3 ,C1 の端子から供給することが
できる。また、スイッチング素子S11の側の逓倍回路で
は、スイッチング素子S11,S12の動作によって、電源
Eの偶数倍の電圧8E,6E,4E,2Eを各コンデン
サC17,C15,C13,C11の端子から負荷2に供給する
ことができる。
FIG. 2 shows an operation waveform diagram of this embodiment. FIG. 2 shows an operation of supplying a substantially half-wave waveform to the load 2 by controlling the switching element using the circuit of FIG. The power source E is connected to the multiplication circuit on the side of the switching element S 1 when the switching element S 18 is turned on, and the switching elements S 19 and S 20 are turned off. To the load 2, the voltages 9E, 7E, 5E, 3E, which are odd multiples of the power source E, can be supplied from the terminals of the capacitors C 7 , C 5 , C 3 , C 1 by the operation of the switching elements S 1 , S 2. it can. Also, the multiplier circuit side of the switching element S 11, the switching element S 11, by the operation of the S 12, an even multiple of the voltage 8E power E, 6E, 4E, each of the 2E capacitors C 17, C 15, C 13 , The load 2 can be supplied from the terminal of C 11 .

【0015】ここで、図2(a)のように、負荷2への
供給電圧V3 を略正弦波として作り出す動作を説明す
る。まず、電圧V3 が時刻t1 の4Eから時刻t2 の5
Eに変化する場合には、コンデンサC3 の出力がスイッ
チング素子S22のオンによって負荷2に接続されてい
る。点Bからスイッチング素子S1 とS2 の接続点の間
の電圧はEであり、スイッチング素子S1 ,S2 のオン
・オフ動作周波数が低いことによって、コンデンサC1
の両端電圧は(4E−E)/2=3E/2=1.5Eで
あり、コンデンサC3 の両端電圧も1.5Eとなってい
る。ここで、時刻t 2 にかけて、スイッチング素子S1
とS2 の動作周波数を増加して行くと、コンデンサC1
とC3 の両端電圧はそれぞれ2Eまで上昇し、電圧V3
を4Eから5Eまで増加して行くことができる。時刻t
2 において、スイッチング素子S22がオフし、スイッチ
ング素子S27がオンして、コンデンサC15の出力が負荷
2に接続される。スイッチング素子S11,S12のオン・
オフ動作周波数が低いことによって、コンデンサC11
両端電圧は5E/3=1.67Eで、コンデンサC13
15の両端電圧も1.67Eとなっている。ここで、時
刻t3 にかけてスイッチング素子S11とS12の動作周波
数を増加して行くと、コンデンサC11とC13とC 15の両
端電圧はそれぞれ2Eまで上昇し、電圧V3 を5Eから
6Eまで増加して行くことができる。時刻t3 になる
と、スイッチング素子S27がオフし、スイッチング素子
23がオンする。以下、同様の動作の繰り返しで電圧波
形をリレーして行く。
Here, as shown in FIG.
Supply voltage V3The operation of creating a
It First, the voltage V3At time t1From 4E at time t2Of 5
If it changes to E, the capacitor C3The output of
Holding element Stwenty twoIs connected to load 2 by turning on
It Switching element S from point B1And S2Between the connection points of
Voltage is E and switching element S1, S2On
・ Capacitor C due to low off-operation frequency1
The voltage across both ends is (4E-E) /2=3E/2=1.5E
Yes, capacitor C3The voltage across both ends is 1.5E
It Where time t 2To the switching element S1
And S2When the operating frequency of is increased, the capacitor C1
And C3Both ends of the voltage rise to 2E, and the voltage V3
Can be increased from 4E to 5E. Time t
2At the switching element Stwenty twoSwitch off
Element S27Is turned on, the capacitor C15Output is load
Connected to 2. Switching element S11, S12On
Due to the low off-frequency, capacitor C11of
Both ends voltage is 5E / 3 = 1.67E, capacitor C13
C15The voltage across both ends is 1.67E. Where time
Tick t3Switching element S over11And S12Operating frequency
As the number increases, the capacitor C11And C13And C 15Both
The terminal voltage rises to 2E, and the voltage V3From 5E
You can increase to 6E. Time t3become
And the switching element S27Turns off, switching element
Stwenty threeTurns on. After that, the same operation is repeated until the voltage wave
Relay the shape.

【0016】このように、例えば、負荷への供給電圧を
4Eから5Eまで変化させる場合には、コンデンサの電
圧は1.5Eから2Eまでの変化となり、5Eから6E
までさせる場合には、コンデンサの電圧は1.67Eか
ら2Eまでの変化となるため、従来のように、ゼロから
2Eまで変化させる場合とは異なり、スイッチング素子
1 ,S2 並びにS11,S12の動作周波数の変化を少な
い範囲にとどめることが可能となる。なお、負荷への電
圧をゼロからEまで変化させる場合には、スイッチング
素子S18をオフとし、スイッチング素子S19とS20を交
互にオン・オフ動作させるものである。
Thus, for example, when changing the supply voltage to the load from 4E to 5E, the voltage of the capacitor changes from 1.5E to 2E, and from 5E to 6E.
In this case, since the voltage of the capacitor changes from 1.67E to 2E, unlike the case of changing from zero to 2E as in the conventional case, the switching elements S 1 , S 2 and S 11 , S are different. It is possible to keep the changes in the 12 operating frequencies within a small range. When the voltage to the load is changed from zero to E, the switching element S 18 is turned off and the switching elements S 19 and S 20 are alternately turned on / off.

【0017】このように、負荷にゼロから最大まで変化
する電圧を印加する場合、各コンデンサの担当電圧範囲
を設け、その電圧範囲内で電圧が変化するようにスイッ
チング素子の動作周波数を制御するので、スイッチング
素子へのパルス数を広範囲に変化させる必要がなく、ノ
イズの発生周波数領域が減少し、フィルタ回路を小型化
でき、制御回路を簡素化することができるものである。
As described above, when a voltage varying from zero to the maximum is applied to the load, a voltage range in charge of each capacitor is provided, and the operating frequency of the switching element is controlled so that the voltage varies within the voltage range. It is not necessary to change the number of pulses to the switching element in a wide range, the frequency range of noise generation is reduced, the filter circuit can be downsized, and the control circuit can be simplified.

【0018】本発明の第2実施例の回路図を図3に示
す。本実施例の主回路は基本構成は、実施例1とほぼ同
じであり、電源2Eを共用したものである。この場合も
同様に、例えば、負荷2への供給電圧で4Eから5Eま
で変化させる場合には、コンデンサの電圧は1.5Eか
ら2Eまでの変化となり、5Eから6Eまで変化させる
場合には、コンデンサの電圧は1.67Eから2Eまで
の変化となるため、従来のようにゼロから2Eまで変化
させる場合とは異なり、スイッチング素子の動作周波数
の変化を少ない範囲にとどめることが可能となる。この
ように、負荷にゼロから最大まで変化する電圧を印加す
る場合、各コンデンサの担当電圧範囲を設け、その電圧
範囲内で電圧が変化するようにスイッチング素子の動作
周波数を制御するので、スイッチング素子へのパルス数
を広範囲に変化させる必要がなく、ノイズの発生周波数
領域が減少し、フィルタ回路を小型化でき、制御回路を
簡素化することができるものである。
A circuit diagram of the second embodiment of the present invention is shown in FIG. The basic configuration of the main circuit of this embodiment is almost the same as that of the first embodiment, and the power supply 2E is shared. In this case as well, for example, when changing the voltage supplied to the load 2 from 4E to 5E, the voltage of the capacitor changes from 1.5E to 2E, and when changing from 5E to 6E, the capacitor changes. Since the voltage changes from 1.67E to 2E, it is possible to keep the change in the operating frequency of the switching element within a small range, unlike the case where the voltage is changed from zero to 2E as in the conventional case. In this way, when applying a voltage that changes from zero to the maximum to the load, a voltage range in charge of each capacitor is provided and the operating frequency of the switching element is controlled so that the voltage changes within that voltage range. It is possible to reduce the frequency range of noise generation, reduce the size of the filter circuit, and simplify the control circuit without having to change the number of pulses to the wide range.

【0019】本発明の第3実施例の回路図を図4に示
す。本実施例の主回路では、逓倍回路を共用したもので
あり、第1実施例におけるスイッチング素子S1 側の動
作のために、スイッチング素子S18をオン、スイッチン
グ素子S31をオフし、スイッチング素子S11側の動作の
ために、スイッチング素子S31をオン、スイッチング素
子S18をオフするものである。それ以外の動作について
は、第1実施例とほぼ同じである。この場合も同様に、
スイッチング素子へのパルス数を広範囲に変化させる必
要がなく、ノイズの発生周波数領域が減少し、フィルタ
回路を小型化でき、制御回路を簡素化することができる
ものである。
A circuit diagram of the third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the main circuit of this embodiment, the multiplication circuit is shared, and for the operation on the side of the switching element S 1 in the first embodiment, the switching element S 18 is turned on, the switching element S 31 is turned off, and the switching element S 31 is turned off. Due to the operation on the S 11 side, the switching element S 31 is turned on and the switching element S 18 is turned off. The other operation is almost the same as that of the first embodiment. In this case as well,
It is not necessary to change the number of pulses to the switching element in a wide range, the frequency range of noise generation is reduced, the filter circuit can be downsized, and the control circuit can be simplified.

【0020】本発明の第4実施例の回路図を図5に示
す。本実施例では、逓倍回路を持つ電力変換回路Hから
直接負荷2に接続するのではなく、図1の点A,Bか
ら、スイッチング素子S41〜S44で構成された極性反転
回路を介して、負荷2を接続し、負荷2への供給電圧を
略正弦波状にしながら電力を供給可能としている。すな
わち、図2に示された半波波形がゼロになるたびに、ス
イッチング素子S41,S44がオン、スイッチング素子S
42,S43がオフの状態と、スイッチング素子S41,S44
がオフ、スイッチング素子S42,S43がオンの状態とが
交番するものである。この場合も同様に、スイッチング
素子へのパルス数を広範囲に変化させる必要がなく、ノ
イズの発生周波数領域が減少し、フィルタ回路を小型化
でき、制御回路を簡素化することができるものである。
A circuit diagram of the fourth embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, the power conversion circuit H having a multiplication circuit is not directly connected to the load 2, but from points A and B in FIG. 1 via a polarity reversal circuit composed of switching elements S 41 to S 44. , The load 2 is connected, and electric power can be supplied while the supply voltage to the load 2 is substantially sinusoidal. That is, each time the half-wave waveform shown in FIG. 2 becomes zero, the switching elements S 41 and S 44 are turned on and the switching element S is turned on.
42 and S 43 are off, and switching elements S 41 and S 44
Is off and the switching elements S 42 and S 43 are on. Also in this case, similarly, it is not necessary to change the number of pulses to the switching element in a wide range, the frequency range of noise generation is reduced, the filter circuit can be downsized, and the control circuit can be simplified.

【0021】本発明の第5実施例の回路図を図6に示
す。本実施例では、破線で囲まれた図1の電力変換回路
を2組用意し、一方の電力変換回路H1 と他方の電力変
換回路H2 の出力端間に負荷2を接続したものである。
一方の電力変換回路H1 が動作して正弦半波電圧を出力
する場合は、他方の電力変換回路H2 は動作せず(図1
のスイッチング素子S1 ,S2 、スイッチング素子
11,S12が動作しないか、又はスイッチング素子S20
〜S28がオフ)、スイッチング素子S52がオンしてい
る。また、電力変換回路H2 が動作して、正弦半波電圧
を出力する場合は、電力変換回路H1 は動作せず、スイ
ッチング素子S51がオンしている。これによって、負荷
2に交流の正弦波電力を供給することが可能となる。こ
の場合も同様に、スイッチング素子へのパルス数を広範
囲に変化させる必要がなく、ノイズの発生周波数領域が
減少し、フィルタ回路を小型化でき、制御回路を簡素化
することができるものである。
A circuit diagram of the fifth embodiment of the present invention is shown in FIG. In this embodiment, two sets of the power conversion circuits surrounded by broken lines in FIG. 1 are prepared, and the load 2 is connected between the output terminals of one power conversion circuit H 1 and the other power conversion circuit H 2. .
When one power conversion circuit H 1 operates to output a half-sine wave voltage, the other power conversion circuit H 2 does not operate (see FIG.
Switching elements S 1 and S 2 and switching elements S 11 and S 12 do not operate, or switching element S 20
~ S 28 is off), and the switching element S 52 is on. When the power conversion circuit H 2 operates and outputs a half-sine wave voltage, the power conversion circuit H 1 does not operate and the switching element S 51 is on. This makes it possible to supply alternating-current sinusoidal power to the load 2. Also in this case, similarly, it is not necessary to change the number of pulses to the switching element in a wide range, the frequency range of noise generation is reduced, the filter circuit can be downsized, and the control circuit can be simplified.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明によれば、負荷にゼロから最大ま
で変化する電圧を印加する場合、各コンデンサの担当電
圧範囲を設け、その電圧範囲内で電圧が変化するように
スイッチング素子の動作周波数を制御するので、スイッ
チング素子へのパルス数を広範囲に変化させる必要がな
く、ノイズの発生周波数領域が減少し、フィルタ回路を
小型化でき、制御回路を簡素化することができるという
効果がある。
According to the present invention, when a voltage varying from zero to the maximum is applied to the load, a voltage range in charge of each capacitor is provided, and the operating frequency of the switching element is adjusted so that the voltage varies within the voltage range. Since it is necessary to change the number of pulses to the switching element in a wide range, the frequency range of noise is reduced, the filter circuit can be downsized, and the control circuit can be simplified.

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

【図1】本発明の第1実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施例の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2実施例の回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram of a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3実施例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4実施例の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第5実施例の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図7】従来例の回路である。FIG. 7 is a circuit of a conventional example.

【図8】従来例の動作波形図である。FIG. 8 is an operation waveform diagram of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御回路 2 負荷 E 直流電源 S1 〜S52 スイッチング素子 C1 〜C20 コンデンサ D1 〜D22 ダイオード1 Control circuit 2 Load E DC power supply S 1 to S 52 Switching element C 1 to C 20 Capacitor D 1 to D 22 Diode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と並列に、第1及び第2のス
イッチング素子の直列回路を接続し、一方のスイッチン
グ素子の両端間に、少なくともコンデンサとスイッチン
グ要素とからなり、第1及び第2のスイッチング素子の
オン・オフ動作により電圧を発生する電圧可変手段を接
続し、負荷の一端を少なくとも電圧可変手段の出力に接
続した電源装置であって、前記電圧可変手段は、最大電
圧が設定最小電源電圧の奇数倍となる第1群の出力段
と、偶数倍となる第2群の出力段を備え、各出力段は互
いに異なる出力電圧の分担領域を有し、負荷と各出力段
の接続を切り替える手段と、電圧可変手段の各出力段か
らの出力電圧を当該出力段の分担領域内でのみ変化する
ようにスイッチング素子のオン・オフ動作を制御する手
段とを備えることを特徴とする電源装置。
1. A series circuit of first and second switching elements is connected in parallel with a DC power source, and at least a capacitor and a switching element are provided between both ends of one switching element. A power supply device in which voltage varying means for generating a voltage by turning on / off a switching element is connected, and one end of a load is connected to at least the output of the voltage varying means, wherein the voltage varying means has a maximum voltage set to a minimum power source. It has an output stage of the first group that is an odd multiple of the voltage and an output stage of the second group that is an even multiple, and each output stage has a different sharing region of the output voltage, and the connection between the load and each output stage is A switching means and a means for controlling the on / off operation of the switching element so that the output voltage from each output stage of the voltage varying means changes only within the sharing region of the output stage. And power supply.
【請求項2】 負荷を設定最小電源電圧に接続するか
否かを切り替える手段を備え、最大電圧が設定最小電源
電圧の奇数倍となる第1群の出力段と、偶数倍となる第
2群の出力段を共用したことを特徴とする請求項1記載
の電源装置。
2. A first group of output stages having means for switching whether or not to connect a load to a set minimum power supply voltage, wherein the maximum voltage is an odd multiple of the set minimum power supply voltage, and a second group of even multiples. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the output stage is shared.
【請求項3】 前記電圧可変手段と前記負荷の間に出
力電圧の極性を反転させる手段を有することを特徴とす
る請求項1記載の電源装置。
3. The power supply device according to claim 1, further comprising means for inverting the polarity of the output voltage between the voltage varying means and the load.
【請求項4】 前記電圧可変手段の出力電圧を負荷の
状態に応じて変化させる制御手段を備えることを特徴と
する請求項1記載の電源装置。
4. The power supply device according to claim 1, further comprising control means for changing the output voltage of the voltage varying means according to the state of a load.
【請求項5】 前記電圧可変手段を複数備え、各電圧
可変手段の差電圧を負荷に供給するように構成されたこ
とを特徴とする請求項1記載の電源装置。
5. The power supply device according to claim 1, further comprising a plurality of the voltage varying means, which is configured to supply a differential voltage of each voltage varying means to a load.
JP6018731A 1994-02-15 1994-02-15 Power supply unit Pending JPH07231648A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1035637A3 (en) * 1999-03-01 2002-02-20 Jeol Ltd. Power supply system comprising capacitors connected switchably

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1035637A3 (en) * 1999-03-01 2002-02-20 Jeol Ltd. Power supply system comprising capacitors connected switchably

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