JPH08149816A - Switching power supply circuit - Google Patents

Switching power supply circuit

Info

Publication number
JPH08149816A
JPH08149816A JP6314270A JP31427094A JPH08149816A JP H08149816 A JPH08149816 A JP H08149816A JP 6314270 A JP6314270 A JP 6314270A JP 31427094 A JP31427094 A JP 31427094A JP H08149816 A JPH08149816 A JP H08149816A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitor
switching
circuit
power supply
supply circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6314270A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yasumura
昌之 安村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6314270A priority Critical patent/JPH08149816A/en
Publication of JPH08149816A publication Critical patent/JPH08149816A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve power factor and power conversion efficiency by connecting a first capacitor to the output line of a bridge rectification circuit, connecting two second capacitors to the positive and negative input terminals of the bridge rectification circuit, and by supplying the switching output at a primary coil winding to the bridge rectification circuit. CONSTITUTION: A low-pass filter in normal mode consisting of a filter choke coil LN and a filter capacitor CN is provided at the rectification current path of a bridge rectification circuit D1 . Then, a first capacitor C1 A whose total electrostatic capacity is nearly equal to the electrostatic capacity corresponding to a resonance capacitor which is connected to a primary coil winding N1 for forming a series resonance circuit and two second capacitors C1 B, are provided. The first capacitor C1 A is connected to the output line of the bridge rectification circuit D1 and two second capacitors C1 B, are connected to the positive and negative input terminals of the bridge rectification circuit D1 . Then, the switching output at the primary coil winding N1 is supplied.

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、例えば力率改善が図ら
れているスイッチング電源回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit for improving power factor, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高周波の比較的大きい電流及び電
圧に耐えることができるスイッチング素子の開発によっ
て、商用電源を整流して所望の直流電圧を得る電源装置
としては、大部分がスイッチング方式の電源装置になっ
ている。スイッチング電源はスイッチング周波数を高く
することによりトランスその他のデバイスを小型にする
と共に、大電力のDC−DCコンバータとして各種の電
子機器の電源として使用される。
2. Description of the Related Art In recent years, by developing a switching element capable of withstanding a relatively large current and voltage of high frequency, most of the power supplies of a switching system are used as a power supply device for rectifying a commercial power supply to obtain a desired DC voltage. It is a device. The switching power supply is used as a power supply for various electronic devices as a high-power DC-DC converter, while increasing the switching frequency to downsize transformers and other devices.

【0003】ところで、一般に商用電源を整流すると平
滑回路に流れる電流は歪み波形になるため、電源の利用
効率を示す力率が損なわれるという問題が生じる。ま
た、歪み電流波形となることによって発生する高調波を
抑圧するための対策が必要とされている。
By the way, in general, when a commercial power supply is rectified, the current flowing through the smoothing circuit has a distorted waveform, which causes a problem that the power factor indicating the utilization efficiency of the power supply is impaired. In addition, there is a need for measures to suppress harmonics generated by the distorted current waveform.

【0004】そこで、力率改善がなされたスイッチング
電源回路の1つとして、図6の回路図に示すようなスイ
ッチング電源回路が、先に本出願人により提案されてい
る。この電源回路は、ハーフブリッジ式による自励式の
電流共振形コンバータとされている。
Therefore, as one of the switching power supply circuits with improved power factor, a switching power supply circuit as shown in the circuit diagram of FIG. 6 has been previously proposed by the present applicant. This power supply circuit is a half-bridge type self-exciting current resonance type converter.

【0005】この図においてACは商用の交流電源を示
している。また、D1 は4本の低速リカバリ型のダイオ
ードからなるブリッジ整流回路とされ、入力された交流
電源ACについて全波整流を行う。そして、ブリッジ整
流回路D1 の正極の出力端子と平滑コンデンサCiの正
極間のラインに対して、フィルタチョークコイルLN
高速リカバリ型ダイオードD2 、チョークコイルCHが
図のように直列に設けられる。また、フィルタコンデン
サCN が、フィルタチョークコイルLN と高速リカバリ
型ダイオードD2 の接続点と平滑コンデンサCiの正極
間に挿入されており、このフィルタコンデンサCN 及び
フィルタチョークコイルLN によりノーマルモードのL
Cローパスフィルタを形成している。
In this figure, AC indicates a commercial AC power source. Further, D 1 is a bridge rectifier circuit composed of four low-speed recovery type diodes, and performs full-wave rectification on the input AC power supply AC. The filter choke coil L N is connected to the line between the positive output terminal of the bridge rectifier circuit D 1 and the positive electrode of the smoothing capacitor Ci.
A fast recovery type diode D 2 and a choke coil CH are provided in series as shown in the figure. The normal mode filter capacitor C N has been inserted between the positive pole of the filter choke coil L N and high-speed connection point of recovery diode D 2 and the smoothing capacitor Ci, a filter capacitor C N and filter choke coil L N L
It forms a C low-pass filter.

【0006】このLCローパスフィルタは、スイッチン
グ周波数の高周波ノイズがACラインに流入するのを阻
止するためのものとされる。また、高速リカバリ型ダイ
オードD2 は、全波整流出力ラインに後で述べるスイッ
チング周期の高周波電流が流れることに対応して設けら
れている。
This LC low pass filter is designed to prevent high frequency noise of the switching frequency from flowing into the AC line. The fast recovery type diode D 2 is provided in response to the high-frequency current of the switching cycle described later flowing through the full-wave rectified output line.

【0007】また、C2 は並列共振コンデンサとされ、
図のようにチョークコイルCHと並列に接続されて、チ
ョークコイルCHと共に並列共振回路を形成する。こ
の、並列共振回路の共振周波数はスイッチング電源の共
振周波数とほぼ同じ周波数に設定されている。なお、そ
の動作については後述する。
C 2 is a parallel resonance capacitor,
As shown in the figure, it is connected in parallel with the choke coil CH to form a parallel resonance circuit together with the choke coil CH. The resonance frequency of the parallel resonance circuit is set to be substantially the same as the resonance frequency of the switching power supply. The operation will be described later.

【0008】Q1 、Q2 はハーフブリッジ型のスイッチ
ングコンバータ回路を形成するスイッチング素子であ
り、図のように平滑コンデンサCiの正極側の接続点と
アース間に対してそれぞれのコレクタ、エミッタを介し
て接続されている。この、スイッチング素子Q1 、Q2
の各コレクタ−ベース間にそれぞれ挿入される抵抗R
S 、RS は起動抵抗を、またスイッチング素子Q1 、Q
2 の各ベース−エミッタ間に挿入されるDD 、DD はそ
れぞれダンパーダイオードを示す。また、抵抗RB 、R
B はそれぞれ、スイッチング素子Q1 、Q2 のベース電
流(ドライブ電流)調整用抵抗を示している。そして、
B 、CB は共振用のコンデンサであり、次に説明する
ドライブトランスPRTの駆動巻線NB 、NB と共に、
自励発振用の直列共振回路を形成している。
Q 1 and Q 2 are switching elements forming a half-bridge type switching converter circuit, and as shown in the figure, a collector and an emitter are respectively connected between the connection point on the positive electrode side of the smoothing capacitor Ci and the ground. Connected. This switching element Q 1 , Q 2
Resistor R inserted between each collector and base of
S and R S are starting resistors, and switching elements Q 1 and Q
D D and D D inserted between the bases and emitters of 2 respectively represent damper diodes. Also, the resistors R B and R
B indicates resistors for adjusting the base current (drive current) of the switching elements Q 1 and Q 2 , respectively. And
C B and C B are capacitors for resonance, and together with drive windings N B and N B of the drive transformer PRT described below,
A series resonance circuit for self-excited oscillation is formed.

【0009】PRTはスイッチング素子Q1 、Q2 のス
イッチング周波数を可変制御するドライブトランスを示
し、この図の場合には駆動巻線NB 、NB 及び共振電流
検出巻線ND が巻回され、更にこれらの各巻線に対して
制御巻線NC が直交する方向に巻回された直交型の可飽
和リアクトルとされている。このドライブトランスPR
Tのスイッチング素子Q1 側の駆動巻線NB の一端は抵
抗RB に、他端はスイッチング素子Q1 のエミッタに接
続される。また、スイッチング素子Q2 側の駆動巻線N
B の一端はアースに接地されると共に他端は抵抗RB
接続されて、前記駆動巻線NB と逆の極性の電圧が出力
されるようになされている。また、電流検出巻線ND
一端はスイッチング素子Q1 のエミッタとスイッチング
素子Q2 のコレクタの接点に接続され、他端は絶縁トラ
ンスPITの一次巻線N1 に対して接続される。
PRT represents a drive transformer for variably controlling the switching frequencies of the switching elements Q 1 and Q 2 , and in the case of this figure, the drive windings N B and N B and the resonance current detection winding N D are wound. Further, a control winding N C is wound in a direction orthogonal to each of these windings to form an orthogonal saturable reactor. This drive transformer PR
One end of the drive winding N B on the switching element Q 1 side of T is connected to the resistor R B , and the other end is connected to the emitter of the switching element Q 1 . Also, the drive winding N on the switching element Q 2 side
One end of B is grounded and the other end is connected to a resistor R B so that a voltage having a polarity opposite to that of the drive winding N B is output. Further, one end of the current detection winding N D is connected to the contacts of the emitter of the switching element Q 1 and the collector of the switching element Q 2 , and the other end is connected to the primary winding N 1 of the insulating transformer PIT.

【0010】PITはスイッチング素子Q1 、Q2 のス
イッチング出力を二次側に伝送するための絶縁トランス
で、この絶縁トランスPITの一次巻線N1 の一端は電
流検出巻線ND の端部と接続され、他端は直列共振コン
デンサC1 を介して高速リカバリ型ダイオードD2 とチ
ョークコイルCHの接続点に対して接続される。そし
て、これら直列共振コンデンサC1 及び一次巻線N1
含む絶縁トランスPITのインダクタンス成分により、
スイッチング電源回路を電流共振形とするための共振回
路を形成している。このスイッチング電源回路の場合、
絶縁トランスPITの二次側では一次巻線N1 により二
次巻線N2 に誘起される誘起電圧が、ブリッジ整流回路
3 及び平滑コンデンサC3 により直流電圧に変換され
て出力電圧E0 とされる。
PIT is an insulating transformer for transmitting the switching outputs of the switching elements Q 1 and Q 2 to the secondary side. One end of the primary winding N 1 of this insulating transformer PIT is the end of the current detection winding N D. The other end is connected to the connection point between the fast recovery diode D 2 and the choke coil CH via the series resonance capacitor C 1 . Then, by the inductance component of the insulating transformer PIT including the series resonance capacitor C 1 and the primary winding N 1 ,
A resonance circuit is formed to make the switching power supply circuit a current resonance type. In the case of this switching power supply circuit,
On the secondary side of the insulation transformer PIT, the induced voltage induced in the secondary winding N 2 by the primary winding N 1 is converted into a DC voltage by the bridge rectifier circuit D 3 and the smoothing capacitor C 3 and the output voltage E 0 is obtained. To be done.

【0011】制御回路1は例えば二次側の直流電圧出力
O と、基準電圧を比較してその誤差に応じた直流電流
を、制御電流IC としてドライブトランスPRTの制御
巻線NC に供給する誤差増幅器である。
The control circuit 1 compares the DC voltage output E O on the secondary side with the reference voltage and supplies a DC current corresponding to the error to the control winding N C of the drive transformer PRT as the control current I C. Error amplifier.

【0012】上記構成のスイッチング電源のスイッチン
グ動作としては、先ず商用交流電源が投入されると、例
えば起動抵抗RS 、RS を介してスイッチング素子Q
1 、Q2 のベースにベース電流が供給されることになる
が、例えばスイッチング素子Q1 が先にオンとなったと
すれば、スイッチング素子Q2 はオフとなるように制御
される。そしてスイッチング素子Q1 の出力として、電
流検出巻線ND →一次巻線N1 →直列共振コンデンサC
1 に共振電流が流れるが、この共振電流レベルが0とな
る近傍でスイッチング素子Q2 がオン、スイッチング素
子Q1 がオフとなるように制御される。そして、スイッ
チング素子Q2 を介して先とは逆方向の共振電流が流れ
る。以降、スイッチング素子Q1 、Q2 が交互にオンと
なる自励式のスイッチング動作が開始される。このよう
に、平滑コンデンサCi の端子電圧を動作電源としてス
イッチング素子Q1 、Q2 が交互に開閉を繰り返すこと
によって、絶縁トランスの一次側巻線N1 に共振電流波
形に近いドライブ電流を供給し、二次側の巻線N2 に交
番出力を得る。
In the switching operation of the switching power supply having the above-mentioned structure, when the commercial AC power supply is first turned on, the switching element Q is turned on, for example, via the starting resistors R S and R S.
Although the base current is supplied to the bases of 1 and Q 2 , if the switching element Q 1 is turned on first , the switching element Q 2 is controlled to be turned off. Then, as the output of the switching element Q 1 , the current detection winding N D → the primary winding N 1 → the series resonance capacitor C
Although a resonance current flows in 1 , the switching element Q 2 is controlled to be turned on and the switching element Q 1 is controlled to be turned off in the vicinity where the resonance current level becomes 0. Then, a resonance current in the opposite direction to the above flows through the switching element Q 2 . After that, the self-excited switching operation in which the switching elements Q 1 and Q 2 are alternately turned on is started. In this way, the switching elements Q 1 and Q 2 are alternately opened and closed by using the terminal voltage of the smoothing capacitor C i as the operating power supply, thereby supplying the drive current close to the resonance current waveform to the primary winding N 1 of the insulation transformer. Then, an alternating output is obtained from the secondary winding N 2 .

【0013】また、二次側の直流出力電圧(EO )が低
下した時は制御回路2によって制御巻線NC に流れる電
流が制御され、スイッチング周波数が低くなるよう(共
振周波数に近くなるように)に制御され、一次巻線N1
に流すドライブ電流が増加するように制御して、定電圧
化を図っている。
Further, when the DC output voltage (E O ) on the secondary side decreases, the control circuit 2 controls the current flowing through the control winding N C so that the switching frequency becomes low (close to the resonance frequency. Controlled by the primary winding N 1
The drive voltage is controlled so that the drive current is increased to achieve a constant voltage.

【0014】また、力率改善動作としては次のようにな
る。この回路では、絶縁トランスPITの一次巻線N1
に流れる共振電流に対応するスイッチング出力が直接、
チョークコイルCHにおける巻線Niの自己インダクタ
ンスLiを流れる商用交流電源の整流電圧に重畳するよ
うにされる。これによって、全波整流電圧にスイッチン
グ電圧が重畳された状態で平滑用コンデンサCiに充電
され、このスイッチング電圧の重畳分によって、平滑コ
ンデンサCiの端子電圧をスイッチング周期で引き下げ
ることになる。すると、ブリッジ整流回路の整流電圧レ
ベルよりコンデンサCiの端子電圧が低下している期間
に充電電流が流れるようになり、平均的な交流入力電流
がAC電圧波形に近付くことによって力率改善が図られ
る。
The power factor improving operation is as follows. In this circuit, the primary winding N 1 of the isolation transformer PIT
The switching output corresponding to the resonance current flowing through
The choke coil CH is superposed on the rectified voltage of the commercial AC power source flowing through the self-inductance Li of the winding Ni. As a result, the smoothing capacitor Ci is charged in a state where the switching voltage is superimposed on the full-wave rectified voltage, and the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci is reduced in the switching cycle by the superimposed amount of the switching voltage. Then, the charging current starts flowing while the terminal voltage of the capacitor Ci is lower than the rectified voltage level of the bridge rectifier circuit, and the average AC input current approaches the AC voltage waveform to improve the power factor. .

【0015】そして、このような方式により力率改善を
行う電源回路では、軽負荷時に絶縁トランスPITのド
ライブ電流が小さくなるから、このドライブ電流によっ
て全波整流出力ラインに流れるスイッチング電流も小さ
いものになる。したがって、軽負荷時には充電電流のレ
ベルが小さくなり、重負荷時には充電電流が大きくなる
ため、特に軽負荷時に平滑コンデンサCiの端子電圧が
異常に上昇する現象を解消し、通常のMS方式では困難
だったレギュレーションの改善を行うことができる。こ
のため、例えば交流入力電圧VAC±20%の変動に対し
ても整流平滑電圧Viの変動は抑制されるので、スイッ
チング素子や平滑コンデンサの耐圧向上を考慮する必要
はなくなる。
In the power supply circuit for improving the power factor by such a method, the drive current of the insulating transformer PIT becomes small when the load is light, so that the switching current flowing in the full-wave rectified output line is also made small by this drive current. Become. Therefore, since the level of the charging current becomes small when the load is light and the charging current becomes large when the load is heavy, the phenomenon that the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci abnormally rises is solved especially when the load is light, and it is difficult for the normal MS method. The regulation can be improved. Therefore, for example, the fluctuation of the rectified and smoothed voltage Vi is suppressed even if the fluctuation of the AC input voltage V AC ± 20%, and it is not necessary to consider the improvement of the breakdown voltage of the switching element or the smoothing capacitor.

【0016】また、チョークコイルの自己インダクタン
スLiと接続されている共振用コンデンサC2 は、この
スイッチング電源の負荷が軽くなった時に、整流平滑ラ
インに帰還されるスイッチング電圧を抑圧するようにし
ており、この結果、軽負荷時の平滑コンデンサCiの端
子電圧Eiの上昇を抑制することになる。
Further, the resonance capacitor C 2 connected to the self-inductance Li of the choke coil suppresses the switching voltage fed back to the rectifying and smoothing line when the load of the switching power supply becomes light. As a result, the increase of the terminal voltage Ei of the smoothing capacitor Ci at the time of light load is suppressed.

【0017】つまり、図6に示した構成の電源回路で
は、電源負荷が低下するとスイッチング周波数が高くな
るように制御されるが、この時に自己インダクタンスL
iと並列共振コンデンサC2 からなる共振回路のインピ
ーダンスによって、充電回路側に戻されるスイッチング
電圧が抑圧され端子電圧の上昇を阻止する。また、電源
負荷が大きくなるとスイッチング周波数が低下し、自己
インダクタンスLiと並列共振コンデンサC2 の共振回
路の共振周波数に接近し、帰還されるスイッチング電圧
を増加させるように作用する。したがって、この電源回
路では電源負荷によって平滑コンデンサの端子電圧が変
動する電圧変動率が減少し、このために直流出力EO
定電圧化が容易になる。
That is, in the power supply circuit having the configuration shown in FIG. 6, the switching frequency is controlled to increase as the power supply load decreases. At this time, the self-inductance L
The impedance of the resonance circuit composed of i and the parallel resonance capacitor C 2 suppresses the switching voltage returned to the charging circuit side and prevents the terminal voltage from rising. Further, when the power supply load increases, the switching frequency lowers, approaches the resonance frequency of the resonance circuit of the self-inductance Li and the parallel resonance capacitor C 2 , and acts to increase the feedback switching voltage. Therefore, in this power supply circuit, the voltage fluctuation rate at which the terminal voltage of the smoothing capacitor fluctuates due to the power supply load is reduced, which makes it easy to make the DC output E O a constant voltage.

【0018】上記図6の回路において実際に用いられる
フィルタチョークコイルLN 及びチョークコイルCH
を、それぞれ図7(a)(b)に示す。フィルタチョー
クコイルLN は、例えば図7(a)のようにドラム型の
フェライトコアDに対して、ボビンを介さず直接にポリ
ウレタン銅線などの単線を巻装して構成される。
The filter choke coil L N and choke coil CH actually used in the circuit of FIG.
Are shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b), respectively. The filter choke coil L N is constructed by winding a single wire such as a polyurethane copper wire directly around a drum-shaped ferrite core D without a bobbin as shown in FIG. 7A.

【0019】また、チョークコイルCHは図7(b)に
示すように、E型フェライトコアCR を図のように組み
合わせたEE型コアを形成し、この際、中足に図のよう
にギャップGが設けられるようにして、漏洩磁束がチョ
ークコイルの外部に漏れないようにしている。そして、
巻線Niとしては例えば巻線ボビン(図示省略)に径6
0μのポリウレタン銅線によるリッツ線を巻装して、自
己インダクタンスLiが最大負荷時に飽和しないように
して構成される。
As shown in FIG. 7 (b), the choke coil CH forms an EE type core in which E type ferrite cores C R are combined as shown in the figure. G is provided so that the leakage magnetic flux does not leak to the outside of the choke coil. And
As the winding Ni, for example, a winding bobbin (not shown) has a diameter of 6
A litz wire made of 0 μ polyurethane polyurethane wire is wound so that the self-inductance Li is not saturated at the maximum load.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】ところで、機器のサイ
ズやコストなどの観点によれば、スイッチング電源回路
においてもできるだけ部品点数を削減したり小型や安価
な部品を使用するなどして、小型・軽量及び低コストを
図ることが好ましい。例えば、上述の図6に示した構成
のスイッチング電源回路の場合、チョークコイルCHの
外形形状(図7(b)参照)は、負荷電力の増加に対応
させるのにしたがって大型化するため、小型・軽量化の
観点からは不利であり、また、リッツ線を巻回するため
高価となりコスト的にも不利となる。また、電力変換効
率や交流入力電圧の範囲に対する力率改善保証等の特性
面でも向上が図られることが好ましく、例えばフェライ
ト材にリッツ線を巻装して構成される上記チョークコイ
ルCHにおいては、銅損、鉄損及び渦電流損などの要因
により比較的電力損失が大きい部品とされるため、電力
変換効率向上を図る場合に不利となる。
In view of the size and cost of equipment, the switching power supply circuit can be made small and lightweight by reducing the number of parts as much as possible and using small and inexpensive parts. And it is preferable to achieve low cost. For example, in the case of the switching power supply circuit having the configuration shown in FIG. 6 described above, the outer shape of the choke coil CH (see FIG. 7B) becomes large as the load power increases, and thus the size is small. It is disadvantageous from the viewpoint of weight reduction, and since the litz wire is wound, it is expensive and disadvantageous in cost. In addition, it is preferable to improve the characteristics such as power conversion efficiency and guarantee of power factor improvement with respect to the range of AC input voltage. For example, in the choke coil CH formed by winding a litz wire around a ferrite material, This is a component having a relatively large power loss due to factors such as copper loss, iron loss, and eddy current loss, which is disadvantageous in improving power conversion efficiency.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、商用電
源を整流するブリッジ整流回路と、このブリッジ整流回
路の出力を平滑する平滑コンデンサと、この平滑コンデ
ンサより供給される電圧を断続するスイッチングコンバ
ータと、このスイッチングコンバータによって断続され
たスイッチング出力が一次巻線に供給するようにされた
絶縁トランスとを備えて、絶縁トランスの二次側から直
流出力を得るようにされたスイッチング電源回路におい
て、フィルタチョークコイルとフィルタコンデンサより
なるノーマルモードのローパスフィルタをブリッジ整流
回路の整流電流経路に設けると共に、一次巻線と接続さ
れて直列共振回路を形成する共振コンデンサに対応する
静電容量と、その総静電容量がほぼ等しい1つの第1の
コンデンサと2つの第2のコンデンサを設け、第1のコ
ンデンサはブリッジ整流回路の出力ラインに接続し、2
つの第2のコンデンサはそれぞれブリッジ整流回路の正
/負の入力端子に接続して、上記一次巻線に得られるス
イッチング出力をブリッジ整流回路に供給するように構
成することとした。そして、上記共振コンデンサ、第1
のコンデンサ、及び第2のコンデンサの静電容量をそれ
ぞれA、B、Cとして、A=(B+2C)となるように
各静電容量を設定したうえで、第1のコンデンサ及び第
2のコンデンサの静電容量比を変化させて、力率を任意
に設定可能に構成するとこととし、ブリッジ整流回路を
形成する整流素子には、高速リカバリ型を用いることと
した。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, the present invention provides a bridge rectifier circuit for rectifying a commercial power source, a smoothing capacitor for smoothing the output of the bridge rectifier circuit, and a switching converter for interrupting the voltage supplied from the smoothing capacitor. And a switching transformer intermittently switched by the switching converter to supply the primary winding with an insulating transformer, and a switching power supply circuit configured to obtain a DC output from the secondary side of the insulating transformer. A normal mode low-pass filter consisting of a choke coil and a filter capacitor is provided in the rectification current path of the bridge rectification circuit, and the capacitance corresponding to the resonance capacitor that forms a series resonance circuit is connected to the primary winding and its total static capacitance. One first capacitor and two capacitors with almost the same capacitance The second capacitor is provided, the first capacitor connected to the output lines of the bridge rectifier circuit, 2
The two second capacitors are respectively connected to the positive / negative input terminals of the bridge rectifier circuit, and are configured to supply the switching output obtained from the primary winding to the bridge rectifier circuit. And the resonance capacitor, the first
Of the first capacitor and the second capacitor after setting the respective capacitances so that A = (B + 2C), where A, B, and C are the capacitances of the second capacitor and the second capacitor, respectively. It was decided that the power factor could be set arbitrarily by changing the capacitance ratio, and a high-speed recovery type was used as the rectifying element forming the bridge rectifying circuit.

【0022】そして定電圧制御としては、絶縁トランス
の二次側で得られる直流出力電圧に基づいて、スイッチ
ングコンバータのスイッチング周波数を可変する、ある
いは絶縁トランスの二次側で得られる直流出力電圧に基
づいて、絶縁トランスの磁束を可変して定電圧制御を行
う、あるいは、スイッチングコンバータが他励式であれ
ば、絶縁トランスの二次側で得られる直流出力電圧に基
づいて、スイッチング駆動信号を可変させることにより
定電圧化が行われるように構成することとした。
As the constant voltage control, the switching frequency of the switching converter is varied based on the DC output voltage obtained on the secondary side of the insulation transformer, or based on the DC output voltage obtained on the secondary side of the insulation transformer. To perform constant voltage control by changing the magnetic flux of the insulation transformer, or if the switching converter is of the separately excited type, change the switching drive signal based on the DC output voltage obtained on the secondary side of the insulation transformer. It was decided to configure so that a constant voltage could be obtained.

【0023】[0023]

【作用】上記構成によれば、各種タイプの電流共振形に
よるスイッチング電源回路において、交流ラインに設け
たノーマルモードローパスフィルタと高速リカバリ型ダ
イオードによるブリッジ整流回路とを設けて、また、直
列共振コンデンサを分割してブリッジ整流回路側に対し
て接続しており、これら分割されたコンデンサの静電容
量結合により絶縁トランスの一次側巻線に得られるスイ
ッチング出力を整流回路側に供給するようにして力率改
善を図るが、これにより、チョークコイルと並列共振コ
ンデンサ、整流ラインに設けた高速リカバリ型ダイオー
ドなどの部品が削減されることになる。また、上記構成
では、重負荷時から軽負荷時にわたって高力率特性が得
られる。
According to the above configuration, in the switching power supply circuits of various types of current resonance type, the normal mode low pass filter provided in the AC line and the bridge rectification circuit using the high speed recovery type diode are provided, and the series resonance capacitor is provided. It is divided and connected to the bridge rectifier circuit side, and the power output is obtained by supplying the switching output obtained in the primary winding of the insulation transformer to the rectifier circuit side by capacitive coupling of these divided capacitors. Although improvements will be made, this will reduce the components such as the choke coil, the parallel resonance capacitor, and the fast recovery type diode provided in the rectification line. Further, with the above configuration, a high power factor characteristic can be obtained from a heavy load to a light load.

【0024】[0024]

【実施例】図1は本発明のスイッチング電源回路の実施
例を示すもので、図7と同一部分は同一符号を付して、
そのスイッチング動作及び定電圧制御などについては説
明を省略する。この実施例の回路においては、フィルタ
チョークコイルLN 及びフィルタコンデンサCN から形
成されるノーマルモードのローパスフィルタは、図のよ
うに交流電源ACのラインに設けられる。なお、本実施
例のフィルタチョークコイルLN は、例えば、先に図7
(a)に示されたと同様のドラム形チョークコイルの開
磁路によるインダクターの構成とされていればよい。ま
た、この場合のブリッジ整流回路D1 を形成する4本の
ダイオードにはそれぞれ高速リカバリ型が用いられ、こ
れら高速リカバリ型ダイオードDF1、DF2、DF3、DF4
が図のようにブリッジ接続されることになる。
FIG. 1 shows an embodiment of a switching power supply circuit according to the present invention. The same parts as those in FIG.
The description of the switching operation and constant voltage control will be omitted. In the circuit of this embodiment, the normal mode low-pass filter formed by the filter choke coil L N and the filter capacitor C N is provided in the line of the AC power supply AC as shown in the figure. The filter choke coil L N according to the present embodiment is, for example, as shown in FIG.
It suffices if the inductor is configured by the open magnetic circuit of the drum choke coil similar to that shown in FIG. Further, a fast recovery type is used for each of the four diodes forming the bridge rectifying circuit D 1 in this case, and these fast recovery type diodes D F1 , D F2 , D F3 , and D F4 are used.
Will be bridge-connected as shown in the figure.

【0025】また本実施例では、図6にて説明した直列
共振回路を形成する直列共振コンデンサC1 の静電容量
が、コンデンサC1Aと2本のコンデンサC1B、C1Bにほ
ぼ分割するようにして設けられ、この際C1 =(C1A
2C1B)の関係が保たれるようにすると共に、2本のコ
ンデンサC1B、C1Bの静電容量は等しくなるようにする
ことが好ましい。そして、コンデンサC1Aの一方の極
は、絶縁トランスPITの一次巻線N1 に接続され、他
方の極は高速リカバリ型ダイオードDF1のカソードとD
F2のカソードとの接続点、つまりブリッジ整流回路D1
の正極出力ラインに対して接続される。また、2本のコ
ンデンサC1Bの一方の極は共通に一次巻線N1 と接続さ
れ、他方の極は、それぞれ高速リカバリ型ダイオードD
F4のカソードとDF1のアノードとの接続点、及び高速リ
カバリ型ダイオードDF3のカソードとDF2のアノードと
の接続点に対して接続される。つまり、ブリッジ整流回
路D1 の正/負の交流入力端子に対して接続されること
になる。このようにコンデンサC1AとコンデンサC1B
1Bが設けられることで、スイッチング素子Q1 、Q2
のスイッチング動作により得られるスイッチング出力は
一次巻線N1 から上記コンデンサC1Aを介して全波整流
出力ラインに帰還され、また、コンデンサC1B、C1B
よりブリッジ整流回路D1 を形成する高速リカバリ型ダ
イオードに流れる整流電流をスイッチング周期によりス
イッチングするような動作が得られる。すなわち、本実
施例ではスイッチング出力を一次側整流平滑回路の電流
経路に重畳するにあたり、コンデンサC1A及びコンデン
サC1B、C1Bの静電容量により結合する構成をとるもの
である。
Further, in this embodiment, the capacitance of the series resonant capacitor C 1 forming the series resonant circuit described with reference to FIG. 6 is divided into the capacitor C 1A and the two capacitors C 1B and C 1B. And C 1 = (C 1A +
2C 1B ), the two capacitors C 1B and C 1B preferably have the same capacitance. Then, one pole of the capacitor C 1A is connected to the primary winding N 1 of the insulation transformer PIT, and the other pole is connected to the cathode and D of the fast recovery diode D F1.
Connection point with cathode of F2 , that is, bridge rectifier circuit D 1
Is connected to the positive electrode output line. Further, one pole of the two capacitors C 1B is commonly connected to the primary winding N 1, and the other poles thereof are respectively fast recovery type diodes D 1.
It is connected to the connection point between the cathode of F4 and the anode of D F1 and the connection point between the cathode of the fast recovery diode D F3 and the anode of D F2 . That is, the bridge rectifier circuit D 1 is connected to the positive / negative AC input terminals. In this way, the capacitors C 1A and C 1B ,
By providing C 1B , the switching elements Q 1 , Q 2
The switching output obtained by the switching operation of (1) is fed back from the primary winding N 1 to the full-wave rectification output line via the capacitor C 1A , and the capacitors C 1B and C 1B form a bridge rectification circuit D 1 for high-speed recovery. It is possible to obtain an operation in which the rectified current flowing in the diode is switched according to the switching cycle. That is, in this embodiment, when the switching output is superimposed on the current path of the primary side rectifying / smoothing circuit, the capacitors are coupled by the electrostatic capacitances of the capacitor C 1A and the capacitors C 1B and C 1B .

【0026】ここで、図2の波形図を参照して、上記図
1の構成による本実施例のスイッチング電源回路の動作
について説明する。例えば、図2(a)に示すように交
流電源ACに交流入力電圧VACが供給されている場合、
交流電源ACのラインに設けられたノーマルモードロー
パスフィルタのフィルタコンデンサCN には、コンデン
サC1A、C1Bを介して一次巻線N1から供給されるスイ
ッチング周期の正弦波状の高周波が流れることになる
が、このフィルタコンデンサCN に流れる電流I1Aは、
図2(b)に示すように低レベルの高周波信号波形とな
る。
The operation of the switching power supply circuit of this embodiment having the configuration shown in FIG. 1 will now be described with reference to the waveform chart of FIG. For example, when the AC input voltage VAC is supplied to the AC power supply AC as shown in FIG.
The AC power supply in the normal mode low-pass filter provided in AC line filter capacitor C N, a capacitor C 1A, that flows sinusoidal high frequency switching cycle supplied from the primary winding N 1 through C 1B However, the current I 1A flowing through this filter capacitor C N is
As shown in FIG. 2B, a low level high frequency signal waveform is obtained.

【0027】そして、図2(a)に示した交流入力電圧
ACが正の半サイクルの期間には、ブリッジ整流回路D
1 においては高速リカバリ型ダイオードDF1、DF3にそ
れぞれ整流電流I1 、I3 が流入する。この整流電流I
1 、I3 としては図2(c)0〜π、及び2π〜3πの
期間に示すように、スイッチング周期の高周波(正弦波
状)による略凸時状の波形が得られる。つまり、交流入
力電圧が平滑コンデンサCiの整流平滑電圧Eiよりも
低いとされるτ期間以外にも電流が流れるようにされて
いる。一方、交流入力電圧VACが負の期間においては、
ブリッジ整流回路D1 の高速リカバリ型ダイオード
F2、DF4に整流電流I2 、I4 が流れる。この整流電
流I2 、I4 も同様に、図2(d)の期間π〜2πに示
すようにスイッチング周期の高周波による略凸時状の波
形となる。このような図2(c)あるいは(d)に示す
ような波形が得られるのは、一次巻線N1 を介して供給
されるスイッチング出力によって、2本のコンデンサC
1B、C1Bを介するスイッチング周期による電流I6 及び
7 (図2(e))がブリッジ整流回路D1 の正/負の
入力端子にそれぞれ供給されることによる。
Then, during the period of the positive half cycle of the AC input voltage V AC shown in FIG.
At 1 , the rectified currents I 1 and I 3 flow into the fast recovery type diodes D F1 and D F3 , respectively. This rectified current I
As I and I 3, as shown in the periods 0 to π and 2π to 3π in FIG. 2C, a substantially convex waveform with a high frequency (sine wave) of the switching cycle is obtained. That is, the current is made to flow during a period other than the τ period when the AC input voltage is lower than the rectified and smoothed voltage Ei of the smoothing capacitor Ci. On the other hand, in the period when the AC input voltage V AC is negative,
Rectification currents I 2 and I 4 flow through the fast recovery diodes D F2 and D F4 of the bridge rectification circuit D 1 . Similarly, the rectified currents I 2 and I 4 also have substantially convex waveforms due to the high frequency of the switching period as shown in the period π to 2π in FIG. 2D. Such a waveform as shown in FIG. 2 (c) or (d) is obtained because of the switching output supplied through the primary winding N 1 of the two capacitors C.
This is because the currents I 6 and I 7 (FIG. 2E) due to the switching cycle via 1B and C 1B are supplied to the positive / negative input terminals of the bridge rectifier circuit D 1 , respectively.

【0028】上述のように、スイッチング出力は一次巻
線N1 からコンデンサC1Aを介してブリッジ整流回路D
1 の正極出力端子に供給されるが、この際、コンデンサ
1Aに流れる電流I5 は図2(f)に示すような正弦波
状の高周波による波形となる。そして、平滑コンデンサ
Ciに流れる充電電流I8 は、上記電流I5 (図2
(f))とブリッジ整流回路D1 の整流電流I1 〜I4
(図2(c)(d))により、図2(g)に示すような
高周波による波形が得られる。そして、交流電源ACに
流れる交流入力電流IACは波形は、例えば図2(c)
(d)に示した整流電流がI1 〜I4 が平均化された図
2(h)に示す波形とされて力率改善が図られることに
なる。
As described above, the switching output is the bridge rectifier circuit D from the primary winding N 1 through the capacitor C 1A.
The current I 5 flowing through the capacitor C 1A has a sinusoidal high frequency waveform as shown in FIG. 2F. The charging current I 8 flowing through the smoothing capacitor Ci is the current I 5 (see FIG. 2).
(F)) and the rectification currents I 1 to I 4 of the bridge rectification circuit D 1.
2 (c) and (d), a high-frequency waveform as shown in FIG. 2 (g) is obtained. The waveform of the AC input current I AC flowing through the AC power supply AC is, for example, as shown in FIG.
The rectified current shown in (d) has the waveform shown in FIG. 2 (h) in which I 1 to I 4 are averaged, and the power factor is improved.

【0029】図3(a)は、本実施例のスイッチング電
源回路の交流入力電圧VACに対する交流入力電力Pin
の特性を、図6に示したスイッチング電源回路と比較し
て示す図である。この場合には負荷電力PO がパラメー
タとされており、本実施例の回路の特性をそれぞれ直線
で、図6に示した回路の特性をそれぞれ破線により示し
ている。なお、ここで本実施例のスイッチング電源回路
においては、LN =100μH、CN =1μF、C1A
8200pF、C1B=4700pF、DF1〜DF4=3A
/200Vを選定し、図6に示した回路においてはLN
=100μH、CN =1μF、Li=22μH、C1
0.081μF、D2 =3A/200Vを選定している
ものとされる。
FIG. 3A shows the AC input power Pin for the AC input voltage V AC of the switching power supply circuit of this embodiment.
7 is a diagram showing the characteristics of the above in comparison with the switching power supply circuit shown in FIG. 6. In this case, the load power P O is used as a parameter, the characteristics of the circuit of this embodiment are indicated by straight lines, and the characteristics of the circuit shown in FIG. 6 are indicated by broken lines. In the switching power supply circuit of this embodiment, L N = 100 μH, C N = 1 μF, C 1A =
8200pF, C 1B = 4700pF, D F1 to D F4 = 3A
/ 200V is selected, and in the circuit shown in FIG. 6, L N
= 100 μH, C N = 1 μF, Li = 22 μH, C 1 =
It is assumed that 0.081 μF and D 2 = 3 A / 200 V are selected.

【0030】この図によれば負荷電力PO =120Wの
重負荷時には、本実施例のスイッチング電源回路のほう
が交流入力電圧VAC=80V〜140Vの範囲で図6に
示した回路よりも1W程度の交流入力電力Pinの低減
が見られ、負荷電力PO =0の無負荷時においても交流
入力電圧VAC=80V〜140Vの範囲で、図6の回路
よりも本実施例の回路のほうが3.5W程度低減され
る。また、負荷電力PO =12Wの軽負荷時において
は、本実施例の回路の特性は図のように右上りの直線と
なるが、交流入力電圧VAC=80V〜130V付近まで
は図6の回路よりも高い力率特性が得られ、例えば交流
入力電圧VAC=100V時では、図6の回路よりも交流
入力電力Pinが1・5W程度低減されている。
According to this figure, when the load power P O is 120 W and the load is heavy, the switching power supply circuit of this embodiment has an AC input voltage V AC of about 80 V to 140 V and is about 1 W more than the circuit shown in FIG. The AC input power Pin is reduced, and even when the load power P O is zero, the AC input voltage V AC is in the range of 80 V to 140 V, and the circuit of the present embodiment is 3 more than the circuit of FIG. It is reduced by about 5W. Further, when the load power P O is 12 W and the load is light, the characteristic of the circuit of this embodiment is a straight line on the upper right as shown in the figure, but the AC input voltage V AC is in the vicinity of 80 V to 130 V as shown in FIG. A power factor characteristic higher than that of the circuit is obtained, and for example, when the AC input voltage V AC = 100V, the AC input power Pin is reduced by about 1.5 W as compared with the circuit of FIG.

【0031】このように、本実施例のスイッチング電源
回路において電力損失が低減されるのは、例えば図6の
スイッチング電源回路において設けられていたチョーク
コイルCHが削減されたことで、チョークコイルCHの
銅損及び鉄損による電力損失が無くなったことによる。
更に、図6の回路では高速リカバリ型ダイオードD2
設けられていたことで、交流入力電流は正/負の半サイ
クルごとに、ブリッジ整流回路D1 の2本のダイオード
と高速リカバリ型ダイオードD2 の3本のダイオードを
介して流れるようにされていたのに対して、本実施例で
は高速リカバリ型ダイオードD2 が省略されて正/負の
交流入力電流のそれぞれの経路に設けられるダイオード
はブリッジ整流回路D1 の2本ずつになって、それだけ
ダイオード素子の順電圧降下による損失が解消されるこ
とによる。
As described above, the reason why the power loss is reduced in the switching power supply circuit of this embodiment is that the choke coil CH provided in the switching power supply circuit of FIG. This is because the power loss due to copper loss and iron loss has disappeared.
Further, since the high speed recovery type diode D 2 is provided in the circuit of FIG. 6, the two diodes of the bridge rectifying circuit D 1 and the high speed recovery type diode D 2 are provided for each positive / negative half cycle of the AC input current. In the present embodiment, the fast recovery type diode D 2 is omitted and the diodes provided in the respective paths of the positive / negative AC input current are This is because the two bridge rectifier circuits D 1 are provided and the loss due to the forward voltage drop of the diode element is eliminated accordingly.

【0032】次に図3(b)は、図1に示したスイッチ
ング電源回路の交流入力電圧VACに対する力率特性を、
図6に示したスイッチング電源回路と比較して示す図で
あり、負荷電力PO がパラメータとされている。なお、
この場合においても図1と図6に示す回路では、図3
(a)により説明した部品が選定されている条件での特
性とされる。この図から分かるように、図7に示す回路
では負荷電力PO =120Wの重負荷時、かつ交流入力
電圧VAC=100V以下程度の範囲でのみ高力率が得ら
れるが、本実施例の回路では、負荷電力PO =120W
の重負荷時だけでなく、負荷電力PO =12Wの軽負荷
時でも高力率が得られ、更に、交流入力電圧VAC=80
V〜140Vの範囲にわたり安定して高力率が得られて
いる。
Next, FIG. 3B shows the power factor characteristic of the switching power supply circuit shown in FIG. 1 with respect to the AC input voltage V AC .
It is a figure compared and shown with the switching power supply circuit shown in FIG. 6, and load electric power P O is made into a parameter. In addition,
Even in this case, the circuit shown in FIG. 1 and FIG.
The characteristics described under (a) are the characteristics under the selected conditions. As can be seen from this figure, in the circuit shown in FIG. 7, a high power factor can be obtained only under a heavy load of load power P O = 120 W and in the range of AC input voltage V AC = 100 V or less. In the circuit, the load power P O = 120W
A high power factor can be obtained not only when the load is heavy, but also when the load power P O is 12 W and a light load, and the AC input voltage V AC = 80
A high power factor is stably obtained over a range of V to 140V.

【0033】そして本実施例では、分割されたコンデン
サC1A、C1Bの静電容量について、C1 =C1A+2C1B
の関係を保ったうえで、その比を変更することで力率を
任意に設定することができる。例えばコンデンサC1A
1Bの静電容量について、C1A<C1Bとすれば力率を向
上させていくことが可能である。
In this embodiment, the capacitance of the divided capacitors C 1A and C 1B is C 1 = C 1A + 2C 1B
The power factor can be arbitrarily set by changing the ratio while maintaining the relationship of. For example, capacitor C 1A ,
If the electrostatic capacitance of C 1B is C 1A <C 1B , the power factor can be improved.

【0034】また、電源回路の構成部品の観点から、本
実施例と図6に示したスイッチング電源回路を比較した
場合、上述のように本実施例では高速リカバリ型ダイオ
ードD2 と並列共振コンデンサC2 とチョークコイルC
Hが削減されることになる。これによって、図7に示し
た回路よりも回路基板の小型/軽量化を図ることができ
る。特にチョークコイルCHは大型部品で、かつ重負荷
に対応するに従って大型化するため、省略されたことに
よる効果は大きい。なお、本実施例では、直列共振コン
デンサC1 がコンデンサC1A、C1B、C1Bの3つに分割
されて設けられるが、C1 =C1A+2C1Bと同等の静電
容量であるため、コスト的には同程度となり特に問題は
ない。
Further, comparing the present embodiment with the switching power supply circuit shown in FIG. 6 from the viewpoint of components of the power supply circuit, as described above, in this embodiment, the fast recovery type diode D 2 and the parallel resonance capacitor C are provided. 2 and choke coil C
H will be reduced. As a result, the circuit board can be made smaller and lighter than the circuit shown in FIG. In particular, the choke coil CH is a large-sized component and increases in size in response to a heavy load. Therefore, the effect of omitting it is great. Incidentally, in the present embodiment, the series resonance capacitor C 1 is a capacitor C 1A, C 1B, but is provided is divided into three C 1B, the capacitance of equal to C 1 = C 1A + 2C 1B , The costs are similar and there is no particular problem.

【0035】次に、図4の回路図に本発明の他の実施例
であるスイッチング電源回路の構成を示し、図1と同一
部分は同一符号を付して説明を省略する。このスイッチ
ング電源回路において、ドライブトランスは制御巻線N
C が設けられていないCDT(Converter Drive Transf
ormer)とされ、従って、スイッチング周波数は固定とさ
れている。そして、この場合には絶縁トランスPITの
一次及び二次巻線N1 、N2 に対して制御巻線NC が直
交して設けられた直交型可飽和リアクトルとしてのPR
T(Power Regulating Transformer)とされている。こ
の場合には、制御回路1が直流出力電圧EO に基づいて
制御巻線NC に流す制御電流を可変して絶縁トランスP
ITの飽和特性を変化させて漏洩磁束をコントロールし
て定電圧制御を行う、いわゆる直列共振周波数制御方式
が採られている。
Next, the circuit diagram of FIG. 4 shows the configuration of a switching power supply circuit which is another embodiment of the present invention. The same parts as those of FIG. In this switching power supply circuit, the drive transformer is the control winding N
CDT (Converter Drive Transf) without C
ormer), and therefore the switching frequency is fixed. In this case, the PR as the orthogonal saturable reactor in which the control winding N C is provided orthogonal to the primary and secondary windings N 1 and N 2 of the insulating transformer PIT.
It is called T (Power Regulating Transformer). In this case, the control circuit 1 changes the control current flowing through the control winding N C on the basis of the DC output voltage E O to isolate the insulating transformer P.
A so-called series resonance frequency control method is employed in which the saturation characteristic of IT is changed to control the leakage magnetic flux to perform constant voltage control.

【0036】この場合には、図1により説明したと同様
の動作により重負荷時及び軽負荷時にわたり高力率が得
られると共に電力損失も低減され、更にコンデンサ
1A、C1Bの静電容量の比を変更して力率を任意に設定
することができる。
In this case, by the same operation as described with reference to FIG. 1, a high power factor can be obtained during heavy load and light load, power loss can be reduced, and the capacitance of the capacitors C 1A and C 1B can be reduced. The power factor can be set arbitrarily by changing the ratio of.

【0037】次に、図5の回路図に更に他の実施例のス
イッチング電源回路の構成を示し、図1及び図2と同一
部分は同一符号を付して説明を省略する。この図の実施
例における電流共振形コンバータは、スイッチング素子
1 、Q2 に例えばMOS−FETを用いた、ハーフブ
リッジ接続による他励式とされる。この場合には、制御
回路1が直流出力電圧EO に基づいて発振ドライブ回路
2を制御し、発振ドライブ回路2からスイッチング素子
1 、Q2 の各ゲートに供給するスイッチング駆動電圧
を変化させることで、定電圧制御を行うようにされる。
なお、各スイッチング素子Q1 、Q2 のドレイン、ソー
スに対して図に示す方向に接続されるDD 、DD は、ス
イッチング素子Q1 、Q2 オフ時に帰還される電流の経
路を形成するクランプダイオードとされる。また、起動
回路3は電源始動時に整流平滑ラインに得られる電圧あ
るいは電流を検出して、発振ドライブ回路2を起動させ
るために設けられており、この起動回路3には、絶縁ト
ランスPITに設けられた三次巻線N3 と整流ダイオー
ドD4 により供給される低圧直流電圧が供給される。ま
た、この実施例ではコンデンサC1Aがブリッジ整流回路
のアース側の出力端子、つまり、高速リカバリ型ダイオ
ードDF3とDF4のアノードの接続点に対して接続され
て、上記図1及び図4の場合とは逆極性でスイッチング
出力が全波整流ラインに重畳されるように構成してい
る。この実施例においては、力率改善回路の構成は先に
図1に示したものと同様とされて、前述のように力率改
善が図られて電力損失も低減され、力率の任意設定も可
能とされる。
Next, the circuit diagram of FIG. 5 shows the configuration of a switching power supply circuit of still another embodiment. The same parts as those of FIGS. 1 and 2 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The current resonance type converter in the embodiment of this figure is of the separately excited type by half bridge connection using, for example, MOS-FETs as the switching elements Q 1 and Q 2 . In this case, the control circuit 1 controls the oscillation drive circuit 2 based on the DC output voltage E O , and changes the switching drive voltage supplied from the oscillation drive circuit 2 to the gates of the switching elements Q 1 and Q 2. Then, constant voltage control is performed.
D D and D D connected to the drain and source of each switching element Q 1 and Q 2 in the direction shown in the figure form a current path that is fed back when the switching elements Q 1 and Q 2 are off. It is used as a clamp diode. Further, the starting circuit 3 is provided to detect the voltage or current obtained in the rectifying and smoothing line at the time of starting the power source to start the oscillation drive circuit 2, and the starting circuit 3 is provided to the insulating transformer PIT. The low-voltage DC voltage supplied by the tertiary winding N 3 and the rectifying diode D 4 is supplied. Further, in this embodiment, the capacitor C 1A is connected to the ground-side output terminal of the bridge rectifier circuit, that is, to the connection point of the anodes of the fast recovery type diodes D F3 and D F4 , and the capacitor C 1A shown in FIGS. The polarity is opposite to that of the case so that the switching output is superimposed on the full-wave rectification line. In this embodiment, the configuration of the power factor correction circuit is the same as that shown in FIG. 1, and as described above, the power factor is improved, the power loss is reduced, and the power factor can be arbitrarily set. Made possible.

【0038】なお、上記各実施例においてこれまで説明
してきた本発明の力率改善方法は、電流共振形によるス
イッチング電源回路としての自励発振形/他励発振形、
スイッチング周波数制御方式(ドライブトランスを直交
形のPRTとする)/直列共振周波数制御方式(絶縁ト
ランスを直交形のPRTとする)、スイッチング素子の
ハーフブリッジ結合タイプ/フルブリッジ結合タイプな
どの組み合わせパターンにより構成される電源回路に対
して適用が可能であって、上記各図に実施例として示し
た組み合わせのパターンに限定されるものでないことは
いうまでもない。
The power factor improving method of the present invention described so far in each of the above embodiments is the self-excited oscillation type / excited oscillation type as the switching power supply circuit of the current resonance type.
Depending on the combination pattern of switching frequency control method (drive transformer is orthogonal PRT) / series resonance frequency control method (insulation transformer is orthogonal PRT), switching element half bridge coupling type / full bridge coupling type, etc. It is needless to say that the present invention can be applied to the configured power supply circuit and is not limited to the combination patterns shown as the embodiments in the above respective drawings.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように本発明のスイッチン
グ電源回路は、交流ラインに設けたノーマルモードロー
パスフィルタと高速リカバリ型ダイオードによる整流回
路を設け、また、直列共振コンデンサの静電容量を分割
して、これら分割されたコンデンサの静電容量を介し
て、絶縁トランスの一次側巻線に得られるスイッチング
出力を整流回路に供給するようにして力率改善を図って
いる。これにより、チョークコイルと並列共振コンデン
サ、整流ラインに設けた高速リカバリ型ダイオードなど
の部品が削減されるため、回路基板の小型/軽量化を更
に実現することができるという効果を有している。ま
た、上記チョークコイル及び高速リカバリ型ダイオード
にて生じる電力損失も解消されるため、それだけ電力変
換効率が向上することにもなる。更には、重負荷時から
軽負荷時にわたって高力率が得られるという効果も有し
ている。
As described above, the switching power supply circuit of the present invention is provided with the normal mode low-pass filter provided in the AC line and the rectification circuit by the high speed recovery type diode, and the capacitance of the series resonance capacitor is divided. Then, the power factor is improved by supplying the switching output obtained to the primary side winding of the insulating transformer to the rectifier circuit through the electrostatic capacitance of the divided capacitors. As a result, the components such as the choke coil, the parallel resonance capacitor, and the high-speed recovery type diode provided in the rectification line are reduced, so that the circuit board can be further reduced in size and weight. In addition, since the power loss caused by the choke coil and the high speed recovery type diode is eliminated, the power conversion efficiency is improved accordingly. Further, it has an effect that a high power factor can be obtained from a heavy load to a light load.

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

【図1】本発明の一実施例としてのスイッチング電源回
路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a switching power supply circuit as an embodiment of the present invention.

【図2】実施例のスイッチング電源回路の動作を示す波
形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the switching power supply circuit of the embodiment.

【図3】実施例において交流入力電圧に対する交流入力
電力特性及び力率特性を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an AC input power characteristic and a power factor characteristic with respect to an AC input voltage in the example.

【図4】他の実施例としてのスイッチング電源回路を示
す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a switching power supply circuit as another embodiment.

【図5】さらに他の実施例としてのスイッチング電源回
路を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a switching power supply circuit as still another embodiment.

【図6】先行技術としてのスイッチング電源回路を示す
回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a switching power supply circuit as a prior art.

【図7】フィルタチョークコイル及びチョークコイルの
構造を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a structure of a filter choke coil and a choke coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御回路 2 発振ドライブ回路 3 起動回路 LN フィルタチョークコイル CN フィルタコンデンサ D1 ブリッジ整流回路 DF1〜DF4 高速リカバリ型ダイオード CH チョークコイル PIT 絶縁トランス PRT 制御トランス CDT ドライブトランス Q1 ,Q2 スイッチング素子 Ci 平滑コンデンサ C1A,C1B コンデンサ N1 一次巻線1 Control circuit 2 Oscillation drive circuit 3 Start circuit L N Filter choke coil C N filter capacitor D 1 Bridge rectifier circuit DF 1 to DF 4 Fast recovery type diode CH Choke coil PIT Isolation transformer PRT Control transformer CDT Drive transformer Q 1 , Q 2 Switching element Ci Smoothing capacitor C 1A , C 1B capacitor N 1 Primary winding

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用電源を整流するブリッジ整流回路
と、該ブリッジ整流回路の出力を平滑する平滑コンデン
サと、該平滑コンデンサより供給される電圧を断続する
スイッチング手段と、該スイッチング手段によって断続
されたスイッチング出力が一次巻線に供給するようにさ
れた絶縁トランスとを備え、 該絶縁トランスの二次側から直流出力を得るようにされ
たスイッチング電源回路において、 フィルタチョークコイルとフィルタコンデンサよりなる
ノーマルモードのローパスフィルタを上記ブリッジ整流
回路の整流電流経路に設けると共に、 上記一次巻線と接続されて直列共振回路を形成する共振
コンデンサに対応する静電容量と静電容量の総計がほぼ
等しい1つの第1のコンデンサと2つの第2のコンデン
サを設け、 上記第1のコンデンサは上記ブリッジ整流回路の出力ラ
インに接続し、上記2つの第2のコンデンサはそれぞれ
上記ブリッジ整流回路の正/負の入力端子に接続して、
上記一次巻線に得られるスイッチング出力を上記ブリッ
ジ整流回路に供給するように構成したことを特徴とする
スイッチング電源回路。
1. A bridge rectifier circuit for rectifying a commercial power source, a smoothing capacitor for smoothing an output of the bridge rectifier circuit, a switching means for connecting and disconnecting a voltage supplied from the smoothing capacitor, and a connection for connecting by the switching means. In a switching power supply circuit including an insulating transformer adapted to supply a switching output to a primary winding, and a DC power output obtained from a secondary side of the insulating transformer, a normal mode including a filter choke coil and a filter capacitor. Is provided in the rectification current path of the bridge rectification circuit, and the capacitance corresponding to the resonance capacitor that is connected to the primary winding to form a series resonance circuit and the total capacitance are substantially equal to each other. One capacitor and two second capacitors are provided, and the first capacitor Capacitors is connected to the output line of the bridge rectifier circuit, each of the two second capacitor connected to the positive / negative input terminal of the bridge rectifier circuit,
A switching power supply circuit configured to supply a switching output obtained from the primary winding to the bridge rectification circuit.
【請求項2】 上記共振コンデンサ、第1のコンデン
サ、及び第2のコンデンサの静電容量をそれぞれA、
B、Cとして、 A=(B+2C) となるように設定し、 上記第1のコンデンサ及び第2のコンデンサの静電容量
比を変化して、力率を任意に設定可能としたことを特徴
とする請求項1に記載のスイッチング電源回路。
2. The capacitances of the resonance capacitor, the first capacitor, and the second capacitor are A, respectively.
B and C are set so that A = (B + 2C), and the power factor can be set arbitrarily by changing the capacitance ratio of the first capacitor and the second capacitor. The switching power supply circuit according to claim 1.
【請求項3】 上記ブリッジ整流回路を形成する整流素
子は、高速リカバリ型が用いられていることを特徴とす
る請求項1又は請求項2に記載のスイッチング電源回
路。
3. The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the rectifying element forming the bridge rectifying circuit is a high speed recovery type.
【請求項4】 上記絶縁トランスの二次側で得られる直
流出力電圧に基づいて、上記スイッチング手段のスイッ
チング周波数を可変することにより定電圧制御を行うよ
うに構成されていることを特徴とする請求項1又は請求
項2又は請求項3に記載のスイッチング電源回路。
4. A constant voltage control is performed by varying a switching frequency of the switching means based on a DC output voltage obtained on the secondary side of the insulation transformer. The switching power supply circuit according to claim 1, claim 2, or claim 3.
【請求項5】 上記絶縁トランスを直交型とし、二次側
で得られる直流出力電圧に基づいて、上記直交型の絶縁
トランスの磁気特性を可変して定電圧制御を行うように
構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2
又は請求項3に記載のスイッチング電源回路。
5. The insulation transformer is of a quadrature type and is configured to perform constant voltage control by varying the magnetic characteristics of the quadrature type insulation transformer based on a DC output voltage obtained on the secondary side. Claim 1 or claim 2 characterized in that
Alternatively, the switching power supply circuit according to claim 3.
【請求項6】 上記スイッチング手段は他励式とされ、
上記絶縁トランスの二次側で得られる直流出力電圧に基
づいて、スイッチング駆動信号を可変させることにより
定電圧制御を行うように構成されていることを特徴とす
る請求項1又は請求項2又は請求項3に記載のスイッチ
ング電源回路。
6. The switching means is a separately excited type,
3. The constant voltage control is performed by changing the switching drive signal based on the DC output voltage obtained on the secondary side of the insulation transformer. Item 3. The switching power supply circuit according to Item 3.
JP6314270A 1994-11-25 1994-11-25 Switching power supply circuit Withdrawn JPH08149816A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6314270A JPH08149816A (en) 1994-11-25 1994-11-25 Switching power supply circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6314270A JPH08149816A (en) 1994-11-25 1994-11-25 Switching power supply circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08149816A true JPH08149816A (en) 1996-06-07

Family

ID=18051345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6314270A Withdrawn JPH08149816A (en) 1994-11-25 1994-11-25 Switching power supply circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08149816A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016163A3 (en) * 1997-09-22 1999-08-19 Thomson Brandt Gmbh Switched-mode power supply
CN110136940A (en) * 2019-05-20 2019-08-16 国网陕西省电力公司西安供电公司 One kind is based on capacitor series connection constant-current source high pressure energy taking device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016163A3 (en) * 1997-09-22 1999-08-19 Thomson Brandt Gmbh Switched-mode power supply
CN110136940A (en) * 2019-05-20 2019-08-16 国网陕西省电力公司西安供电公司 One kind is based on capacitor series connection constant-current source high pressure energy taking device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20050281059A1 (en) Switching power supply circuit
JPH08168249A (en) Current resonance switching power source circuit
JP2001095247A (en) Switching power circuit
US5640310A (en) Current resonance type switching power source
US6301129B1 (en) Switching power supply circuit
KR20030047787A (en) Switching power supply circuit
JPH08130873A (en) Current resonance switching power supply
US5327334A (en) Zero current switching DC-DC converter incorporating a tapped resonant inductor
JPH08149816A (en) Switching power supply circuit
JP3326660B2 (en) Switching power supply circuit
JPH0837778A (en) Switching power-supply circuit
JP3610842B2 (en) Power supply device
JPH08182327A (en) Switching power source circuit
JPH08149814A (en) Current resonance type switching power supply circuit
JP3326655B2 (en) Current resonant switching power supply
JPH08103078A (en) Current resonance switching power supply
JPH0974759A (en) Switching power circuit
JPH08294281A (en) Current resonance switching power supply circuit
JPH08103076A (en) Switching power supply circuit
JP2001119940A (en) Power factor improving converter circuit
JP2002034250A (en) Switching power supply circuit
JPH08289553A (en) Current-resonance-type switching power source circuit
JP2002027751A (en) Switching power supply circuit
JPH08294280A (en) Current resonance switching power circuit
JPH0974760A (en) Voltage resonance type switching power circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20020205