JPH077931A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スイッチングレギュレータの電源を整流器で
構成する場合において力率改善及び突入電流の防止を簡
単な回路構成で達成する。 【構成】 整流器１の一対の整流出力端子５、６との間
にトランス７の１次巻線８を介してスイッチング素子Ｑ
1 を接続する。１次巻線８に並列に平滑用コンデンサＣ
1 とリアクトルＬ1 と第１のダイオードＤ1 との直列回
路を接続する。コンデンサＣ1 とリアクトルＬ1 に並列
に第２のダイオードＤ2 を接続する。スイッチング素子
Ｑ1 の他端とコンデンサＣ1 の他端との間に第３のダイ
オートセＤ3 を接続する。スイッチング素子Ｑ1 は電圧
制御のためにＰＷＭパルスでオン・オフして出力電圧を
制御すると共にコンデンサＣ1 の電流を断続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電源に接続して制
御された交流出力電圧又は直流出力電圧を得るための電
力変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の典型的な一石型スイッチングレギ
ュレータは、商用交流電源に接続された整流平滑回路
と、この整流平滑回路の一対の出力端子間に接続された
トランスの１次巻線とスイッチング素子との直列回路
と、トランスの２次巻線に接続された出力整流平滑回路
と、この出力整流平滑回路の出力電圧を一定にするよう
にスイッチング素子をオン・オフ制御するための電圧制
御回路とから成る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トランスの
１次側の整流平滑回路は一般に全波整流器と、この出力
電圧を平滑するためのコンデンサとから成り、平滑用コ
ンデンサの容量を大きく設定すると、リップルの少ない
平滑性の良い直流を１次巻線とスイッチング素子との直
列回路に供給することができる。しかし、平滑用コンデ
ンサの容量が大きくなると、コンデンサにリップルの少
ない電圧が保持され、整流器の入力電圧のの振幅がコン
デンサの電圧よりも高くなる期間のみに整流器に電流が
流れる。この結果、整流器には入力交流電圧の最大振幅
及びこの近傍においてパルス状の電流が流れ、力率が低
くなる。また、容量の大きい平滑用コンデンサを設ける
と、電源投入時（起動時）に平滑用コンデンサに大きな
突入電流（インラッシュ電流）が流れる。上述のような
問題を解決するために、平滑用コンデンサにリアクトル
を介してスイッチング素子を接続し、スイッチング素子
を高い周波数でオン・オフ制御することによって力率の
改善及びコンデンサの突入電流を抑制することが特開昭
６０−６６６４号公報で提案されている。しかし、上述
のような平滑回路を電力変換のためのスイッチング回路
の前段に設けると、装置の構成が複雑になり、コスト高
になる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、比較的簡単な回
路構成によって平滑性の向上、力率の向上、及びコンデ
ンサ突入電流の防止を達成することができる電力変換装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、正弦波交流電圧が供給される交流電源端子
と整流出力を送出するための第１及び第２の整流出力端
子とを有する整流器と、前記第１の整流出力端子にその
一端が接続されたトランスの１次巻線と、その一端が前
記１次巻線の他端に接続され、その他端が前記第２の整
流出力端子に接続されたスイッチング素子と、出力を得
るための前記トランスの２次巻線と、前記２次巻線の電
圧を制御するために前記正弦波交流電圧の周波数よりも
高い繰返し周波数で前記スイッチング素子をオン・オフ
する電圧制御回路と、前記第１の整流出力端子にその一
端が接続されたコンデンサと、前記コンデンサの他端に
その一端が接続されたリアクトルと、前記リアクトルの
他端又はこの中間タップと前記スイッチング素子の一端
との間に接続された第１のダイオードと、前記リアクト
ルの他端と前記コンデンサの一端との間に接続された第
２のダイオードと、前記スイッチング素子の他端と前記
コンデンサの他端又は前記リアクトルの他端又はこの中
間タップとの間に接続された第３のダイオードとを備え
た電力変換装置に係わるものである。なお、請求項２に
示すように、２次巻線に整流平滑回路を接続して直流出
力を得ることができる。また、請求項３に示すように共
振用コンデンサ又は浮遊容量（ストレーキャパシタン
ス）を設けることができる。また、請求項４に示すよう
にトランスの１次巻線の両側にスイッチング素子を接続
し、２つのスイッチング素子を同時にオン・オフするこ
とによって１つのスイッチング素子に加わる電圧を１／
２にする回路に構成することができる。また、請求項５
に示すように第１及び第２のコンデンサの間に第７のダ
イオードを介してインピーダンス素子を接続することが
できる。また、請求項６に示すように請求項４又は５の
回路において２次巻線に整流平滑回路を接続することが
できる。また、請求項７に示すように請求項４、５又は
６の回路において共振用コンデンサ又は浮遊容量を設け
ることができる。

【０００６】

【発明の作用及び効果】請求項１及び４の発明によれ
ば、電圧制御のためのスイッチング素子が力率改善、突
入電流防止のためのコンデンサ電流の断続にも使用され
ているので、簡単な回路構成で力率改善、突入電流の防
止を達成することができる。請求項２及び５の発明によ
れば、制御された直流出力電圧を得ることができる。請
求項３及び７の発明によれば、リアクトルと共振用コン
デンサ又は浮遊容量との共振動作が生じ、オフ時におけ
るスイッチング素子の両端子間電圧の立上りが正弦波に
従ってゆっくりになる。また、請求項５の発明によれば
起動時に第１及び第２のスイッチング素子を頼らない
で、整流器出力電圧の１／２まで予め充電することがで
きる。これにより、第１及び第２のスイッチング素子の
負担が少なくなる。

【０００７】

【第１の実施例】次に、図１〜図３を参照して本発明の
第１の実施例に係わる電力変換装置を説明する。図１の
電力変換装置は、入力段に全波整流器１を有する。この
全波整流器１は交流電源端子２、３と、ブリッジ接続さ
れたダイオード４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、整流出力を
送出するための第１及び第２の整流出力端子５、６とか
ら成る。電力変換装置は整流器１の他に、トランス７の
１次巻線８及び２次巻線９と、電界効果トランジスタか
ら成るスイッチング素子Ｑ1 と、ダイオード１０とコン
デンサ１１とから成る整流平滑回路１２と、直流出力端
子１３、１４と、電圧制御回路１５と、コンデンサＣ1
と、リアクトルＬ1 と、第１、第２及び第３のダイオー
ドＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 とを備えている。

【０００８】各部を詳しく説明すると、交流電源端子
２、３には正弦波の商用交流電圧を供給するための交流
電源が接続される。従って、第１及び第２の整流出力端
子５、６間には正弦波の全波整流電圧が得られる。な
お、第２の整流出力端子６はグランド端子である。

【０００９】１次巻線８の一端は第１の整流出力端子５
に接続され、この他端はスイッチング素子Ｑ1 の一端
（ドレイン）に接続されている。スイッチング素子Ｑ1
の他端（ソース）は第２の整流出力端子（グランド）６
に接続されている。出力整流平滑回路１２は２次巻線９
と出力端子１３、１４との間に接続されている。なお、
ダイオード１０はスイッチング素子Ｑ1 がオフの時に２
次巻線９に得られる電圧で導通するような方向性を有し
ている。出力端子１３、１４間には直流負荷１６が接続
されている。

【００１０】電圧制御回路１５は、周知の定電圧制御回
路であって、出力端子１３、１４間に接続された電圧検
出用抵抗１７、１８を有し、これ等の相互間が誤差増幅
器１９の一方の入力端子に接続されている。誤差増幅器
１９の他方の入力端子には基準電圧源２０が接続されて
いる。従って、誤差増幅器１９は電圧検出値と基準電圧
との差に対応する電圧を出力する。発光ダイオード２１
は誤差増幅器１９の出力端子とグランドとの間に接続さ
れている。従って、例えば検出電圧が高くなって誤差増
幅器１９の出力電圧も高くなると、発光ダイオード２１
の発光の強さが大きくなる。なお、出力端子１３と誤差
増幅器１９の出力端子との間に発光ダイオード２１を接
続することも可能である。発光ダイオード２１に光結合
されたホトトランジスタ２２は、抵抗２３を介して直流
電源端子２４とグランドとの間に接続されている。発光
ダイオード２１の発光量が増大するとホトトランジスタ
２２の両端の電圧は低下する。電圧コンパレータ２５の
一方の入力端子はホトトランジスタ２２と抵抗２３との
分圧点に接続され、他方の入力端子は三角波（のこぎり
波）発生回路２６に接続され、出力端子はスイッチング
素子Ｑ1 の制御端子（ゲート）に接続されている。三角
波発生回路２６は電源端子２、３の交流電圧の周波数
（例えば６０Ｈｚ）よりも十分に高い繰返し周波数（例
えば２０ｋＨｚ）で三角波（のこぎり波）を発生する。
従って、三角波がホトトランジスタ２２の電圧よりも低
い期間に対応して高レベルの方形波パルス（ＰＷＭパル
ス）が発生し、これに応答してスイッチング素子Ｑ1 が
オンになる。

【００１１】電圧制御用のスイッチング素子Ｑ1 を兼用
して整流器１の出力段の平滑用コンデンサＣ1 の充電を
制御するために、リアクトルＬ1 と、第１、第２及び第
３のダイオードＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 が設けられている。コ
ンデンサＣ1 の一端は第１の整流出力端子５に接続さ
れ、この他端はリアクトルＬ1 の一端に接続されてい
る。第１のダイオードＤ1 のアノードはリアクトルＬ1
の他端に接続され、カソードはスイッチング素子Ｑ1 の
一端（ドレイン）に接続されている。第２のダイオード
Ｄ2 のアノードはリアクトルＬ1 の他端に接続され、こ
のカソードはコンデンサＣ1 の一端（上端）に接続され
ている。第３のダイオードＤ3 のアノードはスイッチン
グ素子Ｑ1 の他端（ソース）に接続され、そのカソード
はコンデンサＣ1 の他端（下端）に接続されている。な
お、第３のダイオードＤ3 のカソードを点線で示すよう
にリアクトルＬ1 の他端に又はリアクトルＬ1 の中間タ
ップ（図示せず）に接続することもできる。

【００１２】

【動作】図１の電圧制御回路１５は図３（Ａ）に示すＰ
ＷＭパルスを発生する。これにより、スイッチング素子
Ｑ1 はｔ1 〜ｔ2 期間、ｔ3 〜ｔ4 期間にオンになる。
スイッチング素子Ｑ1 がオン・オフすると、１次巻線８
とスイッチング素子Ｑ1との直列回路に印加されている
直流電圧が断続され、１次巻線８に直流電圧が断続的に
印加され、２次巻線９にこれに対応した電圧が得られ
る。２次巻線９の電圧は整流平滑回路１２で直流に変換
されて負荷１６に供給される。なお、この実施例ではス
イッチング素子Ｑ1 がオンの期間にダイオード１０が非
導通であるので、オン期間にトランス７にエネルギーが
蓄積され、この蓄積エネルギーがスイッチング素子Ｑ1
のオフ期間にダイオード１０を通してコンデンサ１１及
び負荷１６に放出される。

【００１３】ところで、図１の回路では平滑用コンデン
サＣ1 が整流出力端子５、６間に直接に接続されておら
ず、リアクトルＬ1 と第１のダイオードＤ1 とスイッチ
ング素子Ｑ1 とを介して接続されている。従って、コン
デンサＣ1 の充電電流が断続的に流れる。まず、コンデ
ンサＣ1 が全く充電されていない状態で電源が投入さ
れ、整流器１から正弦波の整流出力が発生した時には、
スイッチング素子Ｑ1 のオン期間においてコンデンサＣ
1 とリアクトルＬ1 と第１のダイオードＤ1 とスイッチ
ング素子Ｑ1 から成る回路でコンデンサＣ1 の充電電流
が流れる。次に、スイッチング素子Ｑ1 がオフになる
と、上記の回路での充電が中断される。この中断期間に
は、スイッチング素子Ｑ1 のオン期間にリアクトルＬ1
に蓄積されたエネルギーに基づいてリアクトルＬ1 と第
２のダイオードＤ2 とコンデンサＣ1との閉回路に電流
が流れ、コンデンサＣ1 が充電される。スイッチング素
子Ｑ1が再びオンになると、ここを通ってコンデンサＣ1
の充電電流が再び流れる。上述のようにコンデンサＣ1
の充電電流はスイッチング素子Ｑ1 のオン・オフによ
って制限されて流れるので、電源投入時（起動時）にコ
ンデンサＣ1 に過大な突入電流（インラッシュ電流）が
流れない。

【００１４】起動完了後においては、コンデンサＣ1 の
電圧Ｖｃが整流器出力電圧Ｖｓ（但し、端子５、６間に
コンデンサＣ1 等を接続しない場合の電圧）よりも高く
なる期間と低くなる期間とが図２（Ａ）に示すように交
互に生じる。図２のｔ1 〜ｔ2 区間のようにＶｓ＞Ｖｃ
の時にはスイッチング素子Ｑ1 のオン・オフに応答した
充電電流Ｉｃが図２（Ｂ）に示すように流れる。このｔ
1 〜ｔ2 区間の動作は前述の起動時と同一であり、スイ
ッチング素子Ｑ1 がオンの時にはコンデンサＣ1 とリア
クトルＬ1 と第１のダイオードＤ1 とスイッチング素子
Ｑ1 とから成る回路で充電電流Ｉｃが流れる。この充電
電流Ｉｃは図３（Ｂ）のｔ1 〜ｔ2 に示すように時間と
共に増大する。図３のｔ2 〜ｔ3 に示すスイッチング素
子Ｑ1 のオフ期間には、オン期間にリアクトルＬ1 に蓄
積された磁気エネルギーの放出に基づいてリアクトルＬ
1 と第２のダイオードＤ2 とコンデンサＣ1 との閉回路
でコンデンサＣ1 の充電電流が図３（Ｂ）のｔ2 〜ｔ3
区間に示すように流れる。この区間での電流Ｉｃは時間
と共に減少する。スイッチング素子Ｑ1 をオン・オフし
てもリアクトルＬ1 によるコンデンサＣ1 の充電が生じ
るので、コンデンサＣ1 の電圧の平滑性は比較的良好で
ある。また、図２のｔ1 〜ｔ2 区間（Ｖｓ＞Ｖｃ区間）
においてコンデンサＣ1 の充電が断続されると、整流出
力電圧Ｖｓの振幅の変化に応じて充電電流Ｉｃのピーク
値が変化する。これにより、交流電源端子２、３間の正
弦波交流電圧の波形に追従した電流が電源端子２及び３
を通って流れ、力率が良くなる。なお、図２（Ｂ）では
図示を簡略化するためにコンデンサ充電電流Ｉｃのオン
・オフ周期が実際よりも長くなっている。

【００１５】コンデンサＣ1 の電圧はＶｓ＞Ｖｃの区間
で徐々に増大し、Ｖｓ＜Ｖｃの区間で徐々に減少する。
１次巻線８とスイッチング素子Ｑ1 との直列回路に加わ
る電圧Ｖinは図２（Ｃ）に示すように変化する。即ち、
Ｖｓ＞Ｖｃの区間ではＶｓが加わり、Ｖｓ＜Ｖｃの区間
ではＶｃが加わる。スイッチング素子Ｑ1 は図２のｔ2
〜ｔ3 の区間でもオン・オフ動作を繰返して出力電圧を
制御する。

【００１６】上述のように、図１の回路構成にすること
によって１つのスイッチング素子Ｑ1 を使用した簡単な
回路構成によって出力電圧の制御と力率改善及び突入電
流の防止とを達成することができる。

【００１７】

【第２の実施例】次に、図４を参照して第２の実施例の
電力変換装置を説明する。但し、図４において図１と共
通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。図４の回路では、第１のダイオードＤ1 のアノード
がリアクトルＬ1 の中間タップに接続されている。また
リアクトルＬ1 の中間タップとスイッチング素子Ｑ1 の
他端（ソース）との間に共振用コンデンサＣａが接続さ
れている。なお、この共振用コンデンサＣａに相当する
容量を浮遊容量で得るように構成することができる。図
４において上記以外の構成は図１と同一である。コンデ
ンサＣａを接続すると、スイッチング素子Ｑ1 のオフ時
にリアクトルＬ1 の中間タップよりも左側の部分とコン
デンサＣａと第３のダイオードＤ3 とから成る共振回路
が形成され、コンデンサＣａの電圧が正弦波状に立上
り、スイッチング素子Ｑ1 の電圧もコンデンサＣａと同
様に立上る。これにより、スイッチング素子Ｑ1 のター
ンオフ時におけるスイッチング損失の低減及びノイズの
低減が可能になる。また、図４の回路では、リアクトル
Ｌ1 の一部のみを共振回路に利用して所望の共振状態を
得ている。従って、１つのリアクトルＬ1 によってスイ
ッチング素子Ｑ1 のターンオン時の電流制限、スイッチ
ング素子Ｑ1 のオフ時のコンデンサＣ1 の充電、及びタ
ーンオフ時の共振動作が可能になる。なお、第２のダイ
オードＤ2 がオンになると、リアクトルＬ1 の電圧はコ
ンデンサＣ1 の電圧にクランプされるので、共振用コン
デンサＣａの電圧及びスイッチング素子Ｑ1 の電圧はコ
ンデンサＣ1 の電圧以上にならない。なお、図４におい
て点線で示すように共振用コンデンサＣａをリアクトル
Ｌ1の右端とグランド端子６との間に接続することがで
きる。また、第２のダイオードＤ2 に並列に共振用コン
デンサＣｂを接続することができる。

【００１８】

【第３の実施例】次に、図５を参照して第３の実施例の
電力変換装置を説明する。但し、図５において図１と共
通する部分には同一の符号を付してその説明を省略す
る。図５の電力変換装置は第１及び第２のスイッチング
素子Ｑ1 、Ｑ2 を有する。第２のスイッチング素子Ｑ2
はトランス７の１次巻線８の一端と第１の整流出力端子
５との間に接続され、第１のスイッチング素子Ｑ1 は１
次巻線８の他端と第２の整流出力端子（グランド）６と
の間に接続されている。第１及び第２のスイッチング素
子Ｑ1 、Ｑ2 は図１と同一構成の電圧制御回路１５によ
って同時にオン・オフ制御される。従って、図５の電力
変換装置と図１のそれとは原理的に同一である。第１及
び第２の整流出力端子５、６間に２つのスイッチング素
子Ｑ1、Ｑ2 を直列に接続するのは、これ等の耐圧を１
／２にするためである。

【００１９】図５の回路は第１及び第２のコンデンサＣ
1 、Ｃ2 を有する。第１のコンデンサＣ1 と第１のリア
クトルＬ1 と第１のダイオードＤ1 と第１のスイッチン
グ素子Ｑ1 とは図１と同様に第１及び第２の整流出力端
子５、６間で直列に接続されている。第２のダイオード
Ｄ2 は第１のコンデンサＣ1 に第１のリアクトルＬ1を
介して並列に接続されている。第３のダイオードＤ3 は
第１のコンデンサＣ1の他端と第１のスイッチング素子
Ｑ1 の他端（ソース）との間に接続されている。図５の
Ｑ1 、Ｃ1 、Ｌ1 、Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 の相互接続は図１
のこれ等の接続と同一である。

【００２０】第２のスイッチング素子Ｑ2 の一端（ドレ
イン）は第１の整流出力端子５に接続され、この他端は
１次巻線８の一端に接続されている。第４のダイオード
Ｄ4のアノードは第２のスイッチング素子Ｑ2 の他端
（ソース）に接続され、このカソードは第２のリアクト
ルＬ2 の一端に接続されている。第２のコンデンサＣ2
の一端は第２のリアクトルＬ2 の他端に接続され、この
他端は第２の整流出力端子（グランド）に接続されてい
る。第５のダイオードＤ5 は第２のリアクトルＬ2 を介
して第２のコンデンサＣ2 に並列に接続されている。第
６のダイオードＤ6 は第２のコンデンサＣ2 の一端と第
２のスイッチング素子Ｑ2 の一端との間にに接続されて
いる。第１のコンデンサＣ1 の他端と第２のコンデンサ
Ｃ2 の一端との間には第７のダイオードＤ7 を介してイ
ンピーダンス素子として抵抗Ｒ1 が接続されている。

【００２１】

【動作】図５の回路による電力変換の基本動作は図１と
同一である。但し、この実施例では電源投入時に電圧制
御回路１５から遅延してＰＷＭパルスが発生するように
構成されている。この種の遅延は、例えば図１の電源端
子２４の電圧の立上りに遅延を与えることにより達成さ
れる。第１及び第２のスイッチング素子Ｑ1 、Ｑ2 が遅
延のためにオフ状態にある期間に整流器１の出力が発生
すると、第１のコンデンサＣ1 と第７のダイオードＤ7
と電流制限抵抗Ｒ1 と第２のコンデンサＣ2 から成る回
路に抵抗Ｒ1 で突入電流が制限されて電流が流れ、第１
及び第２のコンデンサＣ1 、Ｃ2 の電圧は整流出力波形
のピーク値Ｖｐの１／２の値に充電される。

【００２２】その後、第１及び第２のスイッチング素子
Ｑ1 、Ｑ2 がＰＷＭパルスに応答してオン・オフを開始
すると、図１と同一原理で第１及び第２のコンデンサＣ
1 、Ｃ2 が充電される。この時、第１及び第２のコンデ
ンサＣ1 、Ｃ2 は予めＶｐ／２まで充電されているの
で、第１及び第２のスイッチング素子Ｑ1 、Ｑ2 のオン
によって第１及び第２のコンデンサＣ1 、Ｃ2 にさほど
大きな充電電流は流れない。第１のスイッチング素子Ｑ
1 に関係するＣ1 、Ｌ1 、Ｄ1 、Ｄ2 、Ｄ3 の回路と第
２のスイッチング素子Ｑ2 に関係するＣ2 、Ｌ2 、Ｄ4
、Ｄ5 、Ｄ6 の回路は実質的に同一動作をなす。第１
及び第２のコンデンサＣ1 、Ｃ2 の電圧は実質的に同一
の波形で変化し、これ等の並列回路によって１次巻線８
に電流を供給することになる。なお、第１及び第２のリ
アクトルＬ1 、Ｌ2 に流れる電流の波形が同一になるの
で、同一コアに第１及び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2 の
巻線を巻くことができる。

【００２３】第８及び第９のダイオードＤ8 、Ｄ9 は１
次巻線８のエネルギーを第１及び第２のコンデンサＣ1
、Ｃ2 に帰還させる作用を有する。図５の電力変換装
置の基本動作は図１のそれと同一であるので、同一の作
用効果を有する。

【００２４】

【第４の実施例】次に、図６を参照して本発明の第４の
実施例の電力変換装置を説明する。但し、図６において
図５と共通する部分には同一の符号を付してその説明を
省略する。この実施例の回路は図５の回路に２つの共振
用コンデンサＣａ、Ｃｂを付加したものである。第１の
共振用コンデンサＣａは第１のリアクトルＬ1 の左端
（他端）とグランド端子６との間に接続され、第２の共
振用コンデンサＣｂは第２のリアクトルＬ2 の右端（一
端）と第６のダイオードＤ6 のカソードとの間に接続さ
れている。従って、第１のリアクトルＬ1 と第１の共振
用コンデンサＣａと第３のダイオードＤ3 から成る第１
の共振回路と、第２のリアクトルＬ2 と第６のダイオー
ドＤ6 と第２の共振用コンデンサＣｂとから成る第２の
共振回路とが形成され、図４と同一の作用効果が得られ
る。なお、共振用コンデンサＣａ、ＣｂをリアクトルＬ
1 、Ｌ2 の中間タップ（図示せず）に接続することもで
きる。また、第２及び第５のダイオードＤ2 、Ｄ5に並
列に共振用コンデンサを接続することもできる。第１及
び第２のリアクトルＬ1 、Ｌ2 に中間タップを図４と同
様に設ける場合には第１及び第４のダイオードＤ1 、Ｄ
4 を中間タップに接続する。

【００２５】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図１、図４、図５及び図６の回路において整流
平滑回路１２を省いて出力端子１３、１４間に交流出力
を得ることもできる。 （２） スイッチング素子Ｑ1 がオンの時に整流平滑回
路１２のダイオード１０がオンになるように構成するこ
とができる。 （３） 電圧制御回路１５は図１に限定されるものでな
く種々変形可能なものである。例えば発光ダイオード２
１とホトトランジスタ２２による光結合を省くことがで
きる。 （４） トランス７に３次巻線（駆動巻線）を設け、こ
の３次巻線の電圧によってスイッチング素子Ｑ1 の制御
端子（ゲート）を駆動する周知の自励式に構成すること
もできる。 （５） 第２の整流出力端子６を正電源端子とし、第１
の整流出力端子５を負出力端子（グランド）とし、スイ
ッチング素子Ｑ1 、ダイオードＤ1 〜Ｄ3 の極性を逆に
することができる。 （６） ハーフブリッジ回路、倍電圧整流回路のスイッ
チング素子を図１と同様に平滑用コンデンサＣ1 の充電
電流の断続に兼用することができる。 （７） スイッチング素子Ｑ1 をバイポーラトランジス
タにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の電力変換装置を示す回
路図である。

【図２】図１の各部の状態を示す波形図である。

【図３】図１の電圧制御回路の出力とコンデンサの電流
との関係を示す波形図である。

【図４】第２の実施例の電力変換装置を示す回路図であ
る。

【図５】第３の実施例の電力変換装置を示す回路図であ
る。

【図６】第４の実施例の電力変換装置を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

７ トランス Ｑ1 スイッチング素子 Ｃ1 平滑用コンデンサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正弦波交流電圧が供給される交流電源端
   子と整流出力を送出するための第１及び第２の整流出力
   端子とを有する整流器と、 前記第１の整流出力端子にその一端が接続されたトラン
   スの１次巻線と、 その一端が前記１次巻線の他端に接続され、その他端が
   前記第２の整流出力端子に接続されたスイッチング素子
   と、 出力を得るための前記トランスの２次巻線と、 前記２次巻線の電圧を制御するために前記正弦波交流電
   圧の周波数よりも高い繰返し周波数で前記スイッチング
   素子をオン・オフする電圧制御回路と、 前記第１の整流出力端子にその一端が接続されたコンデ
   ンサと、 前記コンデンサの他端にその一端が接続されたリアクト
   ルと、 前記リアクトルの他端又はこの中間タップと前記スイッ
   チング素子の一端との間に接続された第１のダイオード
   と、 前記リアクトルの他端と前記コンデンサの一端との間に
   接続された第２のダイオードと、 前記スイッチング素子の他端と前記コンデンサの他端又
   は前記リアクトルの他端又はこの中間タップとの間に接
   続された第３のダイオードと、 を備えた電力変換装置。
2. 【請求項２】 更に、直流出力を得るために前記２次巻
   線に接続された整流平滑回路を備えていることを特徴と
   する請求項１記載の電力変換装置。
3. 【請求項３】 更に、前記リアクトルの他端又は中間タ
   ップと前記スイッチング素子の他端との間に接続された
   共振用コンデンサ又は浮遊容量を有することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の電力変換装置。
4. 【請求項４】 正弦波交流電圧が供給される交流電源端
   子と整流出力を送出するための第１及び第２の整流出力
   端子とを有する整流器と、 一端及び他端を有するトランスの１次巻線と、 出力を得るために前記１次巻線に電磁結合されたトラン
   スの２次巻線と、 その一端が前記１次巻線の他端に接続され、その他端が
   前記第２の整流出力端子に接続された第１のスイッチン
   グ素子と、 その一端が前記第１の整流出力端子に接続され、その他
   端が前記１次巻線の一端に接続された第２のスイッチン
   グ素子と、 前記２次巻線の電圧を制御するために前記正弦波交流電
   圧の周波数よりも高い繰返し周波数で前記第１及び第２
   のスイッチング素子を同時にオン・オフする電圧制御回
   路と、 前記第１の整流出力端子にその一端が接続された第１の
   コンデンサと、 前記第１のコンデンサの他端にその一端が接続された第
   １のリアクトルと、 前記第１のリアクトルの他端又は中間タップと前記第１
   のスイッチング素子の一端との間に接続された第１のダ
   イオードと、 前記第１のリアクトルの他端と前記第１のコンデンサの
   一端との間に接続された第２のダイオードと、 前記第１のスイッチング素子の他端と前記第１のコンデ
   ンサの他端又は前記第１のリアクトルの他端又はこの中
   間タップとの間に接続された第３のダイオードと、 その一方の電極が前記第２のスイッチング素子の他端に
   接続された第４のダイオードと、 その一端又は中間タップが前記第４のダイオードの他方
   の電極に接続された第２のリアクトルと、 その一端が前記第２のリアクトルの他端に接続され、そ
   の他端が前記第２の整流出力端子に接続された第２のコ
   ンデンサと、 前記第２のコンデンサに前記第２のリアクトルを介して
   並列に接続された第５のダイオードと、 前記第２のコンデンサの一端又は前記第２のリアクトル
   の一端又はこの中間タップと前記第２のスイッチング素
   子の一端との間に接続された第６のダイオードとを備え
   た電力変換装置。
5. 【請求項５】 更に、前記第１のコンデンサの他端と前
   記第２のコンデンサの一端との間に第７のダイオードを
   介して接続された電流制限用インピーダンス素子を有す
   る請求項４記載の電力変換装置。
6. 【請求項６】 更に、直流出力を得るために前記２次巻
   線に接続された整流平滑回路を有していることを特徴と
   する請求項４又は５記載の電力変換装置。
7. 【請求項７】 更に、前記第１のリアクトルの他端又は
   この中間タップと前記第１のスイッチング素子の他端と
   の間に接続された第１の共振用コンデンサ又は浮遊容量
   と、前記第２のリアクトルの一端又はこの中間タップと
   前記第２のスイッチング素子の一端との間に接続された
   第２の共振用コンデンサ又は浮遊容量とを有することを
   特徴とする請求項４又は５又は６記載の電力変換装置。