JPH0750982B2 - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
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- JPH0750982B2 JPH0750982B2 JP1089812A JP8981289A JPH0750982B2 JP H0750982 B2 JPH0750982 B2 JP H0750982B2 JP 1089812 A JP1089812 A JP 1089812A JP 8981289 A JP8981289 A JP 8981289A JP H0750982 B2 JPH0750982 B2 JP H0750982B2
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、交流電源から直流電流をつくるスイッチン
グ方式の電源装置（AC/DCコンバータ）に関する。
グ方式の電源装置（AC/DCコンバータ）に関する。
《従来の技術》 従来の代表的なAC/DCコンバータの構成を第２図に示し
ている。この電源装置では、正弦波の交流入力はダイオ
ードブリッジからなる整流回路10で全波整流され、以下
に詳述する昇圧型のチョッパ回路20に入力される。チョ
ッパ回路20はコントロール回路30によって交流電源より
充分に高い周波数でオン／オフ駆動されるスイッチング
素子Q1と、スイッチング素子Q1とともに整流回路10の出
力間に直列接続されたインダクタL1と、スイッチング素
子Q1のオフ時にインダクタL1を通して電流が流れるよう
にスイッチング素子Q1の両端に直列接続されたダイオー
ドD1とコンデンサC1とを有する。コンデンサC1は相当大
きな容量があり、これの両端から平滑化され電圧安定化
（後述）された直流出力が取り出される。なお、コンデ
ンサC2は高周波リップルを吸収するための小容量のコン
デンサで、本装置に必須のものではない。コントロール
回路30は、スイッチング素子Q1を充分に高い一定周波数
でオン／オフ駆動するとともに、出力電圧V2を一定値に
保つようにスイッチング素子Q1の駆動パルス幅を制御す
る（PWM制御）。この制御方式には幾つかの種類があ
る。
ている。この電源装置では、正弦波の交流入力はダイオ
ードブリッジからなる整流回路10で全波整流され、以下
に詳述する昇圧型のチョッパ回路20に入力される。チョ
ッパ回路20はコントロール回路30によって交流電源より
充分に高い周波数でオン／オフ駆動されるスイッチング
素子Q1と、スイッチング素子Q1とともに整流回路10の出
力間に直列接続されたインダクタL1と、スイッチング素
子Q1のオフ時にインダクタL1を通して電流が流れるよう
にスイッチング素子Q1の両端に直列接続されたダイオー
ドD1とコンデンサC1とを有する。コンデンサC1は相当大
きな容量があり、これの両端から平滑化され電圧安定化
（後述）された直流出力が取り出される。なお、コンデ
ンサC2は高周波リップルを吸収するための小容量のコン
デンサで、本装置に必須のものではない。コントロール
回路30は、スイッチング素子Q1を充分に高い一定周波数
でオン／オフ駆動するとともに、出力電圧V2を一定値に
保つようにスイッチング素子Q1の駆動パルス幅を制御す
る（PWM制御）。この制御方式には幾つかの種類があ
る。
以上の構成において、スイッチング素子Q1がオンの時、
整流回路10からスイッチング素子Q1を通してインダクタ
L1に電流が流れ、インダクタL1にエネルギーが蓄積され
る。このオン期間の電流増加値は、入力電圧に比例する
とともにオン時間に比例する。スイッチング素子Q1がオ
フすると、インダクタL1に蓄積されたエネルギーの放出
による電流が整流回路10の出力に重畳されてコンデンサ
C1側に供給される。
整流回路10からスイッチング素子Q1を通してインダクタ
L1に電流が流れ、インダクタL1にエネルギーが蓄積され
る。このオン期間の電流増加値は、入力電圧に比例する
とともにオン時間に比例する。スイッチング素子Q1がオ
フすると、インダクタL1に蓄積されたエネルギーの放出
による電流が整流回路10の出力に重畳されてコンデンサ
C1側に供給される。
《発明が解決しようとする課題》 前記のように構成された電源装置において、最初の電源
投入時や停電が復旧した直後には、出力コンデンサC1は
ほとんど充電されていない状態（出力電圧V2がゼロまた
は極めて低い状態）にてチョッパ回路20に入力電圧V1が
印加されるので、インダクタL1とダイオードD1を通して
コンデンサC1に大きな電流が流れ、コンデンサC1が急速
に充電される。この過渡状態での大きな電流を突入電流
と称している。
投入時や停電が復旧した直後には、出力コンデンサC1は
ほとんど充電されていない状態（出力電圧V2がゼロまた
は極めて低い状態）にてチョッパ回路20に入力電圧V1が
印加されるので、インダクタL1とダイオードD1を通して
コンデンサC1に大きな電流が流れ、コンデンサC1が急速
に充電される。この過渡状態での大きな電流を突入電流
と称している。
インダクタL1に大きな突入電流が流れてこれが飽和して
しまうと、インダクタL1による電流制限作用がなくな
り、その直後にスイッチング素子Q1がオンしたとき、ス
イッチング素子Q1に過大電流が流れてこれを破損してし
まう。
しまうと、インダクタL1による電流制限作用がなくな
り、その直後にスイッチング素子Q1がオンしたとき、ス
イッチング素子Q1に過大電流が流れてこれを破損してし
まう。
そこで従来は、突入電流を抑制するための突入電流低減
回路を付加するとともに、インダクタL1に大容量のチョ
ークコイルを使用し、突入電流でインダクタL1が飽和し
ないようにしている。
回路を付加するとともに、インダクタL1に大容量のチョ
ークコイルを使用し、突入電流でインダクタL1が飽和し
ないようにしている。
突入電流低減回路は例えば整流回路10の入力側に付加さ
れ、電源投入直後（停電復旧直後）の一定期間は電流制
限用の抵抗を通して入力電流を絞るようにした回路であ
る。この回路によって突入電流を余り小さくしすぎる
と、出力電圧V2が規定電圧に達するまでの立上がり時間
が非常に長くなり、電源投入時の応答が非常に悪い装置
になってしまう。そのため突入電流低減回路を設けた装
置でも、電源投入時には定常動作時よりは大きな突入電
流が流れるのが普通である。
れ、電源投入直後（停電復旧直後）の一定期間は電流制
限用の抵抗を通して入力電流を絞るようにした回路であ
る。この回路によって突入電流を余り小さくしすぎる
と、出力電圧V2が規定電圧に達するまでの立上がり時間
が非常に長くなり、電源投入時の応答が非常に悪い装置
になってしまう。そのため突入電流低減回路を設けた装
置でも、電源投入時には定常動作時よりは大きな突入電
流が流れるのが普通である。
電源投入時の応答を重視した装置では、突入電流はある
程度大きくなるが、その突入電流によってインダクタL1
が飽和しないようにするために、大容量のチョークコイ
ルを使用しなければならない。容量の大きなインダクタ
は大型になり、装置全体を小型化するという強い要求に
反する主要な原因になっていた。
程度大きくなるが、その突入電流によってインダクタL1
が飽和しないようにするために、大容量のチョークコイ
ルを使用しなければならない。容量の大きなインダクタ
は大型になり、装置全体を小型化するという強い要求に
反する主要な原因になっていた。
この発明は前述した従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、インダクタが比較的小容量で、しかも
突入電流が比較的大きくても、インダクタが突入電流に
よって飽和しないようにした電源装置を提供することに
ある。
で、その目的は、インダクタが比較的小容量で、しかも
突入電流が比較的大きくても、インダクタが突入電流に
よって飽和しないようにした電源装置を提供することに
ある。
《課題を解決するための手段》 上記目的を達成するために、本発明に係る電源装置にお
いては、交流電源を全波整流して脈流出力を得る整流回
路と、前記交流電源より充分に高い周波数でオン／オフ
駆動されるスイッチング素子と、このスイッチング素子
とともに前記整流回路の出力間に直列接続されたインダ
クタと、前記スイッチング素子のオフ時に前記インダク
タを通して電流が流れるように前記スイッチング素子の
両端に直列接続されたダイオードとコンデンサとを含
み、このコンデンサの両端から平滑された直流出力を得
るチョッパ回路と、前記チョッパ回路の出力電圧を安定
化させるように前記スイッチング素子の駆動パルス幅を
制御するコントロール回路と、前記整流回路の交流入力
側の２つの入力端と及び前記ダイオードと前記コンデン
サとの接続点とをそれぞれ結んで介設されて、前記交流
入力側から前記コンデンサ側へ導通させる２つの突入電
流バイパス用のダイオードとを備えたことを特徴とす
る。
いては、交流電源を全波整流して脈流出力を得る整流回
路と、前記交流電源より充分に高い周波数でオン／オフ
駆動されるスイッチング素子と、このスイッチング素子
とともに前記整流回路の出力間に直列接続されたインダ
クタと、前記スイッチング素子のオフ時に前記インダク
タを通して電流が流れるように前記スイッチング素子の
両端に直列接続されたダイオードとコンデンサとを含
み、このコンデンサの両端から平滑された直流出力を得
るチョッパ回路と、前記チョッパ回路の出力電圧を安定
化させるように前記スイッチング素子の駆動パルス幅を
制御するコントロール回路と、前記整流回路の交流入力
側の２つの入力端と及び前記ダイオードと前記コンデン
サとの接続点とをそれぞれ結んで介設されて、前記交流
入力側から前記コンデンサ側へ導通させる２つの突入電
流バイパス用のダイオードとを備えたことを特徴とす
る。
《作 用》 本発明の作用について述べると、チョッパ回路のコンデ
ンサがほとんど充電されていない状態にて電源が投入さ
れると、前記整流回路から前記突入電流バイパス用のダ
イオードを通して前記コンデンサに電流が流れ、コンデ
ンサが急速充電される。つまりチョッパ回路の前記イン
ダクタには突入電流はほとんど流れない。定常動作時に
はチョッパ回路の出力電圧は入力電圧より高いので、前
記突入電流バイパス用のダイオードはカットオフされ、
全く動作に支障を来たさない。
ンサがほとんど充電されていない状態にて電源が投入さ
れると、前記整流回路から前記突入電流バイパス用のダ
イオードを通して前記コンデンサに電流が流れ、コンデ
ンサが急速充電される。つまりチョッパ回路の前記イン
ダクタには突入電流はほとんど流れない。定常動作時に
はチョッパ回路の出力電圧は入力電圧より高いので、前
記突入電流バイパス用のダイオードはカットオフされ、
全く動作に支障を来たさない。
殊に、本発明では、AC/DCコンバータであり、交流を直
流に交換する整流回路を備えているので、上記突入電流
バイパス用ダイオードを整流回路の交流入力側に接続し
て整流回路に対しても並列になるように介設することに
よって、突入電流は、整流回路を構成するダイオードと
チョッパ回路のダイオードとの複数のダイオードを流れ
ることになり、それら複数のダイオード分に相当するし
きい電圧を越えない限り、突入電流はインダクタ側を流
れない。これに対して、突入電流バイパス用ダイオード
を流れる経路は１つのダイオードからなり、しきい電圧
がインダクタを流れる経路よりも低くなっているので、
突入電流はインダクタではなく、突入電流バイパス用ダ
イオードを確実に流れるようになる。
流に交換する整流回路を備えているので、上記突入電流
バイパス用ダイオードを整流回路の交流入力側に接続し
て整流回路に対しても並列になるように介設することに
よって、突入電流は、整流回路を構成するダイオードと
チョッパ回路のダイオードとの複数のダイオードを流れ
ることになり、それら複数のダイオード分に相当するし
きい電圧を越えない限り、突入電流はインダクタ側を流
れない。これに対して、突入電流バイパス用ダイオード
を流れる経路は１つのダイオードからなり、しきい電圧
がインダクタを流れる経路よりも低くなっているので、
突入電流はインダクタではなく、突入電流バイパス用ダ
イオードを確実に流れるようになる。
《実施例》 第１図は本発明の一実施例による電源装置を示してい
る。整流回路10および昇圧型のチョッパ回路20の構成は
第２図と全く同じであり、コントロール回路30は具体的
に次のように構成されている。
る。整流回路10および昇圧型のチョッパ回路20の構成は
第２図と全く同じであり、コントロール回路30は具体的
に次のように構成されている。
整流回路10の全波整流の出力電圧V1の信号はVCA（電圧
制御型可変利得増幅器）32を経て差動増幅器33に入力さ
れる。チョッパ回路20のインダクタL1を流れる電流I1が
変流器３で検出され、その低周波成分の信号が差動増幅
器33に入力される。PWM（パルス幅制御）回路31は、こ
の差動増幅器33の差動出力に従って動作し、差動出力が
最小になるようにスイッチング素子Q1の駆動パルス幅
（オン時間）を変化させる。また、チョッパ回路20の出
力電圧V2の基準電圧Vsに対する誤差が誤差増幅器35で検
出され、この出力がVCA32の制御電圧となる。
制御型可変利得増幅器）32を経て差動増幅器33に入力さ
れる。チョッパ回路20のインダクタL1を流れる電流I1が
変流器３で検出され、その低周波成分の信号が差動増幅
器33に入力される。PWM（パルス幅制御）回路31は、こ
の差動増幅器33の差動出力に従って動作し、差動出力が
最小になるようにスイッチング素子Q1の駆動パルス幅
（オン時間）を変化させる。また、チョッパ回路20の出
力電圧V2の基準電圧Vsに対する誤差が誤差増幅器35で検
出され、この出力がVCA32の制御電圧となる。
つまり本実施例のコントロール回路30は、インダクタL1
を流れる電流I1の低周波成分の波形が整流回路10の出力
電圧V2の波形に追従して変化するようにスイッチング素
子Q1の駆動パルス幅を制御する第１の制御手段と、チョ
ッパ回路20の出力電圧V2と基準電圧Vsとの誤差を小さく
するようにスイッチング素子Q1の駆動パルス幅を制御す
る第２の制御手段とを含んでいる。
を流れる電流I1の低周波成分の波形が整流回路10の出力
電圧V2の波形に追従して変化するようにスイッチング素
子Q1の駆動パルス幅を制御する第１の制御手段と、チョ
ッパ回路20の出力電圧V2と基準電圧Vsとの誤差を小さく
するようにスイッチング素子Q1の駆動パルス幅を制御す
る第２の制御手段とを含んでいる。
本発明の特徴は突入電流バイパス用のダイオードを設け
た点にある。第１図では、整流回路10の入力側と、ダイ
オードD1とをコンデンサC1の接続点との間に、やはりコ
ンデンサC1の充電方向に２個の突入電流バイパス用ダイ
オードD3とD4を設けた。
た点にある。第１図では、整流回路10の入力側と、ダイ
オードD1とをコンデンサC1の接続点との間に、やはりコ
ンデンサC1の充電方向に２個の突入電流バイパス用ダイ
オードD3とD4を設けた。
コンデンサC1がほとんど充電されていない状態にて交流
電源が投入されると、バイパス用ダイオードD3、D4通し
てコンデンサC1に大きな電流が流れ、コンデンサC1が急
速に充電される。その結果大きな突入電流はインダクタ
L1、ダイオードD1にはほとんど流れない。
電源が投入されると、バイパス用ダイオードD3、D4通し
てコンデンサC1に大きな電流が流れ、コンデンサC1が急
速に充電される。その結果大きな突入電流はインダクタ
L1、ダイオードD1にはほとんど流れない。
殊に、本実施例では、交流を直流に変換する整流回路10
を備えているので、上記ダイオードD3,D4を、整流回路1
0の交流入力側に接続して整流回路10に対して並列にな
るように介設しており、これによって突入電流は、イン
ダクタL1を流れる経路よりも、ダイオードD3またはD4を
流れる経路を取ることになる。つまり、インダクタL1を
流れる経路では、整流回路10を構成するダイオードとチ
ョッパ回路20のダイオードD1との２つのダイオードを流
れることになり、ダイオード２つ分に相当するしきい電
圧が印加されない限り、突入電流はインダクタL1を流れ
ることはない。これに対して、ダイオードD3またはD4を
流れる経路では、１つのダイオードを流れることにな
り、しきい電圧がインダクタL1を流れる経路よりも低く
なるため、突入電流は確実にダイオードD3またはD4を流
れるようになる。
を備えているので、上記ダイオードD3,D4を、整流回路1
0の交流入力側に接続して整流回路10に対して並列にな
るように介設しており、これによって突入電流は、イン
ダクタL1を流れる経路よりも、ダイオードD3またはD4を
流れる経路を取ることになる。つまり、インダクタL1を
流れる経路では、整流回路10を構成するダイオードとチ
ョッパ回路20のダイオードD1との２つのダイオードを流
れることになり、ダイオード２つ分に相当するしきい電
圧が印加されない限り、突入電流はインダクタL1を流れ
ることはない。これに対して、ダイオードD3またはD4を
流れる経路では、１つのダイオードを流れることにな
り、しきい電圧がインダクタL1を流れる経路よりも低く
なるため、突入電流は確実にダイオードD3またはD4を流
れるようになる。
なお、出力電圧V2がある程度高くなると、突入電流バイ
パス用ダイオードD3、D4はカットするので、これらは電
源装置の定常動作に全く支障を来たさない。
パス用ダイオードD3、D4はカットするので、これらは電
源装置の定常動作に全く支障を来たさない。
《発明の効果》 以上詳細に説明したように、この発明に係る電源装置に
おいては、チョッパ回路の出力コンデンサに向かって流
れる大きな突入電流を流すために突入電流バイパス用の
ダイオードを、整流回路の交流入力側の２つの入力端
と、前記ダイオードと前記コンデンサとの接続点とをそ
れぞれ結んで介設することで、大きな突入電流は、チョ
ッパ回路のインダクタを流れることなく、確実に突入電
流バイパス用ダイオードを流れるようにしたので、電源
投入時の立上がり性能を重視して突入電流を相当大きく
しても、インダクタが突入電流によって飽和するおそれ
がなく、小容量で小型のインダクタを使用することがで
き、装置全体を小型化するのに大いに効果的である。
おいては、チョッパ回路の出力コンデンサに向かって流
れる大きな突入電流を流すために突入電流バイパス用の
ダイオードを、整流回路の交流入力側の２つの入力端
と、前記ダイオードと前記コンデンサとの接続点とをそ
れぞれ結んで介設することで、大きな突入電流は、チョ
ッパ回路のインダクタを流れることなく、確実に突入電
流バイパス用ダイオードを流れるようにしたので、電源
投入時の立上がり性能を重視して突入電流を相当大きく
しても、インダクタが突入電流によって飽和するおそれ
がなく、小容量で小型のインダクタを使用することがで
き、装置全体を小型化するのに大いに効果的である。
第１図は本発明の実施例による電源装置の構成図、第２
図は従来の電源装置の構成図である。 10……整流回路 20……チョッパ回路 30……コントロール回路 L1……インダクタ Q1……スイッチング素子 D1……ダイオード C1……コンデンサ D3,D4……突入電流バイパス用ダイオード
図は従来の電源装置の構成図である。 10……整流回路 20……チョッパ回路 30……コントロール回路 L1……インダクタ Q1……スイッチング素子 D1……ダイオード C1……コンデンサ D3,D4……突入電流バイパス用ダイオード
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源を全波整流して脈流出力を得る整
流回路と； 前記交流電源より充分に高い周波数でオン／オフ駆動さ
れるスイッチング素子と、このスイッチング素子ととも
に前記整流回路の出力間に直列接続されたインダクタ
と、前記スイッチング素子のオフ時に前記インダクタを
通して電流が流れるように前記スイッチング素子の両端
に直接接続されたダイオードとコンデンサとを含み、こ
のコンデンサの両端から平滑された直流出力を得るチョ
ッパ回路と； 前記チョッパ回路の出力電圧を安定化させるように前期
スイッチング素子の駆動パルス幅を制御するコントロー
ル回路と； 前記整流回路の交流入力側の２つの入力端と、前記ダイ
オードと前記コンデンサとの接続点とをそれぞれ結んで
介設されて、前記交流入力側から前記コンデンサ側へ誘
導させる２つの突入電流バイパス用のダイオードと； を備えたことを特徴とする電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089812A JPH0750982B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1089812A JPH0750982B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02269465A JPH02269465A (ja) | 1990-11-02 |
| JPH0750982B2 true JPH0750982B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=13981145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1089812A Expired - Fee Related JPH0750982B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | 電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0750982B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0570192U (ja) * | 1992-02-19 | 1993-09-21 | ティーディーケイ株式会社 | スイッチング電源 |
| JP4149107B2 (ja) * | 2000-01-17 | 2008-09-10 | 株式会社ルネサステクノロジ | 液晶ドライバｉｃ |
| DE10001711A1 (de) * | 2000-01-18 | 2001-07-19 | Diehl Ako Stiftung Gmbh & Co | Spannungsstabilisierungsschaltung an einer wechselstromgespeisten Last |
| JP4651861B2 (ja) * | 2001-06-14 | 2011-03-16 | 京セラ株式会社 | ステップアップｄｃ−ｄｃコンバータ及びこれを用いた携帯端末 |
| EP1501175B1 (en) * | 2003-07-01 | 2006-05-24 | Alcatel | Method to prevent saturation of an inductor coil and inductor coil circuits for realising such a method |
| WO2006090642A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Shinji Kudo | 電源装置及びこれを用いたコンピュータ装置 |
| JP5216819B2 (ja) * | 2010-07-21 | 2013-06-19 | シャープ株式会社 | 電源装置 |
| WO2012070283A1 (ja) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | シャープ株式会社 | レーザ発光装置、およびこれを用いた車両用灯具 |
| JP2012114338A (ja) * | 2010-11-26 | 2012-06-14 | Sharp Corp | レーザ発光装置、およびこれを用いた車両用灯具 |
| JP5926079B2 (ja) * | 2012-03-19 | 2016-05-25 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| CN105471290B (zh) * | 2015-12-29 | 2018-07-13 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 柴油机调压整流器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6233688U (ja) * | 1985-08-17 | 1987-02-27 | ||
| GB2226195A (en) * | 1988-12-15 | 1990-06-20 | Philips Nv | A transient protection circuit |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1089812A patent/JPH0750982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02269465A (ja) | 1990-11-02 |
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