JPH08168256A - 交流−直流変換回路 - Google Patents

交流−直流変換回路

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JPH08168256A
JPH08168256A JP30742294A JP30742294A JPH08168256A JP H08168256 A JPH08168256 A JP H08168256A JP 30742294 A JP30742294 A JP 30742294A JP 30742294 A JP30742294 A JP 30742294A JP H08168256 A JPH08168256 A JP H08168256A
Authority
JP
Japan
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inductor
circuit
voltage
smoothing capacitor
switch
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Application number
JP30742294A
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English (en)
Inventor
Yasuo Ohashi
靖生 大橋
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高調波電流を十分に抑制でき、負荷側にスパ
イク状の過電圧が発生せず、しかも小型・軽量化できる
交流−直流変換回路を提供する。 【構成】 交流電源側に接続され交流電圧を整流して直
流電圧V1を負荷側へ出力する整流回路1の出力端子間
に、直流電圧V1のピーク期間にオフとなり他の期間に
オンとなるスイッチ4と、インダクタ3と、平滑コンデ
ンサ2の直列回路を接続する。スイッチ4およびインダ
クタ3の直列回路と並列に、平滑コンデンサ2からの放
電電流を負荷側に流すダイオード5を接続する。インダ
クタ3および平滑コンデンサ2の直列回路と並列に、イ
ンダクタ3に蓄積された電磁エネルギーをスイッチ4の
オフ期間に平滑コンデンサ2に移行させるダイオード6
を接続する。 【効果】 IEC1000−3−2に基づいたガイドラ
インのクラスAの規定に好適に対応可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流−直流変換回路に
関し、さらに詳しくは、高調波電流を十分に抑制でき、
負荷側にスパイク状の過電圧が発生せず、しかも小型・
軽量化できる交流−直流変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の交流−直流変換回路の一
例を示す回路図である。この交流−直流変換回路500
は、交流電源(50Hzまたは60Hz)側に接続され
交流電圧を整流して直流電圧を負荷側へ出力する整流回
路1と、その整流回路1から出力される直流電圧を平滑
する平滑コンデンサ2とを具備している。なお、上記の
交流−直流変換回路500は、一般にコンデンサインプ
ット型整流回路と呼ばれる。
【0003】図4は、従来の交流−直流変換回路の別の
一例を示す回路図である。この交流−直流変換回路60
0は、交流電源(50Hzまたは60Hz)側に接続さ
れ交流電圧を整流して直流電圧を負荷側へ出力する整流
回路1と、平滑コンデンサ2と、インダクタ3とを具備
している。前記インダクタ3は、平滑コンデンサ2への
充電電流の波形を滑らかにする働きがあるので、充電電
流のピーク値を低下させて、前記整流回路1の導通幅を
広げることができる。この結果、高調波電流を低減で
き、例えばIEC(International Electrotechnical
Commission;国際電気標準会議)1000−3−2に
基づいたガイドラインのクラスDの規定に対応可能とな
る。なお、上記の交流−直流変換回路600は、一般に
チョークインプット型整流回路と呼ばれる。
【0004】図5は、従来の交流−直流変換回路のさら
に別の一例の回路図である。この交流−直流変換回路7
00は、交流電源(50Hzまたは60Hz)に接続さ
れ交流電圧を整流して直流電圧を負荷側へ出力する整流
回路1と、平滑コンデンサ2と、前記整流回路1と前記
平滑コンデンサ2の間に介設されて前記整流回路1から
出力される直流電圧のピーク期間にオフとなり他の期間
にオンとなるスイッチ4と、そのスイッチ4と並列に接
続され前記平滑コンデンサ2からの放電電流を負荷側へ
流すダイオード5とを具備している。前記スイッチ4の
働きにより前記平滑コンデンサ2への充電電流が制御さ
れるので、上記の交流−直流変換回路500(図3参
照)よりも力率を改善し、高調波電流もある程度は抑制
できる。なお、上記の交流−直流変換回路700の基本
構成は、特公昭60−46637号公報に開示されてい
る。
【0005】図6は、従来の交流−直流変換回路のさら
にまた別の一例を示す回路図である。この交流−直流変
換回路800は、交流電源(50Hzまたは60Hz)
に接続され交流電圧を整流して直流電圧を負荷側へ出力
する整流回路1と、平滑コンデンサ2と、インダクタ3
と、そのインダクタ3と平滑コンデンサ2の間に介設さ
れて前記整流回路1から出力される直流電圧のピーク期
間にオフとなり他の期間にオンとなるスイッチ4と、そ
のスイッチ4と並列に接続され前記平滑コンデンサ2か
らの放電電流を負荷側へ流すダイオード5とを具備して
いる。前記インダクタ3の働きにより、前記平滑コンデ
ンサ2へ流れる充電電流の波形を滑らかにすることがで
きるので、上記の交流−直流変換回路700(図5参
照)よりもさらに力率を改善して、高調波電流をいっそ
う抑制できる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の交流−直流
変換回路500(図3参照)では、整流回路1の出力端
子間に平滑コンデンサ2を接続するという簡易な回路構
成なので、コストメリットが大きい利点がある。ところ
が、交流電圧のピーク時のみに、整流回路1から平滑コ
ンデンサ2に大きな充電電流が流れるため、力率が悪
く、大きな高調波電流が流れる問題点がある。したがっ
て、IEC1000−3−2に基づいたガイドラインの
クラスDの規定に対応することが困難である。
【0007】上記従来の交流−直流変換回路600(図
4参照)では、高周波電流を抑制することができるの
で、先に説明したように、IEC1000−3−2に基
づいたガイドラインのクラスDの規定に対応可能であ
る。ところが、高周波電流を十分に抑制するためには、
大きなインダクタンスを持つインダクタ3を用いる必要
があるため、体積や重量が増大する問題点がある。例え
ば、出力が100Wの場合には、インダクタ3のインダ
クタンスを20mH程度にしなければならないので、体
積は80立方センチメートル,重量は200g程度にも
なってしまう。
【0008】上記従来の交流−直流変換回路700(図
5参照)では、先に説明したように、スイッチ4の働き
により上記従来の交流−直流変換回路500(図3参
照)よりも力率を改善し、高調波電流もある程度は抑制
することができる利点はある。ところが、スイッチ4が
オンした時の平滑コンデンサ2への充電電流のピーク値
が大きいため、IEC1000−3−2のガイドライン
に基づくクラスAの電流波形の条件を満足させることが
容易でない問題点がある。また、高調波電流の抑制能力
も必ずしも十分でないので、高周波電流の強度を前記ク
ラスAの上限以下とすることも困難である問題点があ
る。
【0009】上記従来の交流−直流変換回路800(図
6参照)では、先に説明したように、インダクタ3の働
きにより、平滑コンデンサ2へ流れる充電電流の波形を
滑らかにすることができるので、力率をさらに改善し、
高調波電流をいっそう抑制できる利点はある(したがっ
て、IEC1000−3−2のガイドラインに基づくク
ラスAが規定する電流波形や高調波電流強度の条件を満
足できる)。ところが、スイッチ4がオフした時に、イ
ンダクタ3の電流が急速に遮断されるので、負荷側にス
パイク状の過電圧が発生する問題点がある。
【0010】そこで、本発明の目的は、高調波電流を十
分に抑制でき、負荷側にスパイク状の過電圧が発生せ
ず、しかも小型・軽量化できる交流−直流変換回路を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明の交流−直流変
換回路(100)は、交流電圧を整流して直流電圧を負
荷側へ出力する整流回路(1)の出力端子間に前記直流
電圧のピーク期間にオフとなり他の期間にオンとなるス
イッチ(4)と,インダクタ(3)と,平滑コンデンサ
(2)の直列回路を接続し、前記スイッチ(4)および
前記インダクタ(3)の直列回路と並列に前記平滑コン
デンサ(2)からの放電電流を負荷側に流す第1のダイ
オード(5)を接続し、前記インダクタ(3)および前
記平滑コンデンサ(2)の直列回路と並列に前記インダ
クタ(3)に蓄積された電磁エネルギーを前記スイッチ
(4)のオフ期間に前記平滑コンデンサ(2)へ移行さ
せる第2のダイオード(6)を接続してなることを構成
上の特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明の交流−直流変換回路(100)では、
整流回路(1)から出力された直流電圧のピーク期間に
オフとなり他の期間にオンとなるスイッチ(4)により
平滑コンデンサ(2)への充電電流を制御するので、前
記ピーク期間には平滑コンデンサ(2)への充電電流を
遮断することができる。したがって、力率を改善し、高
調波電流を抑制することが出来る。また、インダクタ
(3)は平滑コンデンサ(2)への充電電流の波形を滑
らかにする働きがあるので、充電電流のピーク値を低下
させて、整流回路(1)の導通幅を広げることができる
(平滑コンデンサ(2)からの放電電流は第1のダイオ
ード(5)を通じて負荷側に流される)。なお、インダ
クタ(3)のインダクタンスは、上記従来の交流−直流
変換回路600(図4参照)すなわちチョークインプッ
ト型整流回路の場合よりもずっと小さくてよい。さら
に、スイッチ(4)のオフ期間には、第2のダイオード
(6)により、インダクタ(3)に蓄積された電磁エネ
ルギーを平滑コンデンサ(2)に移行させるので、負荷
側にスパイク状の過電圧が発生することを防止できる。
このため、高調波電流を十分に抑制し、負荷側にスパイ
ク状の過電圧が発生することを防止し、しかも小型・軽
量化することが出来る。
【0013】
【実施例】以下、図に示す実施例により本発明をさらに
詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定される
ものではない。
【0014】図1は、本発明の一実施例の交流−直流変
換回路を示す回路図である。この交流−直流変換回路1
00において、交流電源(50Hzまたは60Hz)側
に接続され交流電圧を整流して直流電圧V1を負荷側へ
出力する整流回路1の出力端子間には、前記直流電圧V
1のピーク期間にオフとなり他の期間にオンとなるスイ
ッチ4と、インダクタ3と、平滑コンデンサ2の直列回
路を接続してなる。前記インダクタ3のインダクタンス
は、上記従来の交流−直流変換回路600(図4参照)
すなわちチョークインプット型整流回路の場合よりもず
っと小さくてよい(例えば1/10程度でよい)。数値
例を示せば、出力が100Wの場合、インダクタンスは
2mH程度でよい。また、前記スイッチ4および前記イ
ンダクタ3の直列回路と並列に、前記平滑コンデンサ2
からの放電電流を負荷側に流すダイオード5を接続して
なる。さらに、前記インダクタ3および前記平滑コンデ
ンサ2の直列回路と並列に、前記インダクタ3に蓄積さ
れた電磁エネルギーを前記スイッチ4のオフ期間に前記
平滑コンデンサ2に移行させるダイオード6を接続して
なる。
【0015】次に、この交流−直流変換回路100の動
作について説明する。図2に、各部の動作波形を示す。
図中、Vsはスイッチ4の駆動電圧(ハイレベルでオ
ン,ローレベルでオフ)、i1は整流回路1の出力電
流、i4はスイッチ4の電流、i3はインダクタ3の電
流、i5はダイオード5の電流、i2は平滑コンデンサ
2の充放電電流、i6はダイオード6の電流である。
【0016】図2の(a)に示すように、時刻t0〜t
2の期間は、整流回路1の出力電圧V1が上昇する。こ
の期間は、スイッチ4がオンしているので、時刻t1
(t0<t1<t2)で、前記出力電圧V1が平滑コン
デンサ2の端子間電圧を超えると、図2の(g)に示す
ように、インダクタ3を通じて、平滑コンデンサ2に充
電電流i2が流れる。この期間は、整流回路1の出力電
流i1は、充電電流i2と負荷電流ioの和となる。
【0017】図2の(a)に示すように、時刻t2〜t
3の期間は整流回路1の出力電圧V1のピーク期間であ
るので、スイッチ4はオフする(スイッチ4の電流i4
は“0”となる)。すると、図2の(h)に示すよう
に、ダイオード6に電流i6が流れ、インダクタ3に蓄
積された電磁エネルギーが平滑コンデンサ2に移行する
ので、負荷側にスパイク状の過電圧が発生することが防
止される。なお、この期間は、整流回路1の出力電流i
1は、負荷電流ioに等しい。
【0018】図2の(b)に示すように、時刻t3でス
イッチ4が再びオンすると、ダイオード6は逆バイアス
されるので、ダイオード6の電流i6は“0”となる。
また、図2の(g)に示すように、インダクタ3を通じ
て、平滑コンデンサ2に再び充電電流i2が流れ始め
る。
【0019】図2の(a)に示すように、時刻t3〜t
5の期間は、整流回路1の出力電圧が下降する。したが
って、時刻t4(t3<t4<t5)で、前記出力電圧
V1が平滑コンデンサ2の端子間電圧よりも低くなる
と、図2の(g)に示すように、平滑コンデンサ2から
の放電電流i2は、図2の(f)に示すように、ダイオ
ード5の電流i5となり、負荷側に流される。時刻t5
では、各部の動作波形は上記時刻t0の状態と同じとな
るので、これ以降は、上記時刻t0以降の動作を繰り返
す。
【0020】
【発明の効果】本発明の交流−直流変換回路によれば、
比較的簡単な回路構成にして、インダクタのインダクタ
ンスを小さくしても、力率改善効果および高周波電流抑
制効果を十分に確保できるようになり、しかも負荷側に
スパイク状の過電圧が発生することを防止できる。この
結果、IEC1000−3−2に基づいたガイドライン
のクラスAの規定(電流波形および高周波電流強度の条
件)に好適に対応可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の交流−直流変換回路を示す
回路図である。
【図2】図1の交流−直流変換回路の各部の動作波形図
である。
【図3】従来の交流−直流変換回路の一例を示す回路図
である。
【図4】従来の交流−直流変換回路の別の一例を示す回
路図である。
【図5】従来の交流−直流変換回路のさらに別の一例を
示す回路図である。
【図6】従来の交流−直流変換回路のさらにまた別の一
例を示す回路図である。
【符号の説明】
100 交流−直流変換回路 1 整流回路 2 平滑コンデンサ 3 インダクタ 4 スイッチ 5,6 ダイオード

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電圧を整流して直流電圧を負荷側へ
    出力する整流回路(1)の出力端子間に前記直流電圧の
    ピーク期間にオフとなり他の期間にオンとなるスイッチ
    (4)と,インダクタ(3)と,平滑コンデンサ(2)
    の直列回路を接続し、前記スイッチ(4)および前記イ
    ンダクタ(3)の直列回路と並列に前記平滑コンデンサ
    (2)からの放電電流を負荷側に流す第1のダイオード
    (5)を接続し、前記インダクタ(3)および前記平滑
    コンデンサ(2)の直列回路と並列に前記インダクタ
    (3)に蓄積された電磁エネルギーを前記スイッチ
    (4)のオフ期間に前記平滑コンデンサ(2)へ移行さ
    せる第2のダイオード(6)を接続してなることを特徴
    とする交流−直流変換回路(100)。
JP30742294A 1994-12-12 1994-12-12 交流−直流変換回路 Pending JPH08168256A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1317053A1 (de) * 2001-10-30 2003-06-04 aixcon Elektrotechnik GmbH Überspannungskompensator
KR100469072B1 (ko) * 1996-09-30 2005-04-20 위아 주식회사 공작기계용전원부의고조파억제회로
WO2011027816A1 (ja) * 2009-09-05 2011-03-10 加賀コンポーネント株式会社 電源回路および発光装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100469072B1 (ko) * 1996-09-30 2005-04-20 위아 주식회사 공작기계용전원부의고조파억제회로
EP1317053A1 (de) * 2001-10-30 2003-06-04 aixcon Elektrotechnik GmbH Überspannungskompensator
WO2011027816A1 (ja) * 2009-09-05 2011-03-10 加賀コンポーネント株式会社 電源回路および発光装置

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