JPH08251924A - Ac-dc conversion power supply circuit - Google Patents

Ac-dc conversion power supply circuit

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JPH08251924A
JPH08251924A JP7049944A JP4994495A JPH08251924A JP H08251924 A JPH08251924 A JP H08251924A JP 7049944 A JP7049944 A JP 7049944A JP 4994495 A JP4994495 A JP 4994495A JP H08251924 A JPH08251924 A JP H08251924A
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JP
Japan
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voltage
circuit
power supply
rectifier circuit
rectified
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JP7049944A
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Japanese (ja)
Inventor
Masashi Ochiai
政司 落合
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • Y02B70/126

Abstract

PURPOSE: To obtain an AC-DC conversion power supply circuit in which the power factor of feeder line can be enhanced while suppressing the harmonic current contained in a rectified current and the ripple voltage contained in the DC output voltage. CONSTITUTION: An AC power supply voltage is subjected to full-wave rectification through a rectifier bridge diode circuit 2 to produce a rectified output voltage Vi. A sine wave voltage induced in the tertiary coil 25 of a transformer 8A in a DC-DC converter 30 is then added to the rectified output voltage Vi. Subsequently, it is rectified again through a rectifier diode and smoothed through a smoothing capacitor 3 thus enlarging the width of rectified current flowing through a feeder line and enhancing the power factor thereof while suppressing the harmonic current contained in the rectified current.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン受像機など
の電子機器に用いる交流直流変換電源回路に関するもの
で、特に力率の改善を図った交流直流変換電源回路に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC / DC converting power supply circuit used in electronic equipment such as a television receiver, and more particularly to an AC / DC converting power supply circuit with improved power factor.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近の電子機器においては、IC化によ
る高性能,小形,軽量化が進むとともに、これらの装置
に不可欠な電源装置についても同様に高性能,小形,軽
量化が要求される。この要求を満たす安定化電源とし
て、スイッチング方式による電源回路がある。
2. Description of the Related Art Recent electronic devices are required to have higher performance, smaller size and lighter weight by using ICs, and power supply devices essential to these devices are also required to have higher performance, smaller size and lighter weight. As a stabilized power supply that meets this demand, there is a power supply circuit by a switching system.

【0003】スイッチング方式による安定化直流電源回
路は、入力の直流電源電圧をトランジスタなどの高速ス
イッチング素子でオン,オフし、そのオン時間を変化さ
せたり、オン・オフ周波数を変化させることによって、
出力として得られる直流電圧を一定とするように制御す
るものである。
A stabilized DC power supply circuit by a switching system turns ON / OFF a DC power supply voltage of an input by a high speed switching element such as a transistor, and changes its ON time or ON / OFF frequency to change the ON / OFF frequency.
The DC voltage obtained as an output is controlled to be constant.

【0004】スイッチング電源回路には種々の方式があ
るが、ここでは高周波インバータによるDC−DCコン
バータ方式の電源回路について説明する。
There are various types of switching power supply circuits. Here, a power supply circuit of a DC-DC converter system using a high frequency inverter will be described.

【0005】図8に、従来の交流直流変換電源回路の回
路図を示す。図8において、商用交流電源1からの電源
電圧はブリッジ整流ダイオード回路2で全波整流され、
さらに平滑コンデンサ3で平滑されて、DC−DCコン
バータ30に供給される。
FIG. 8 shows a circuit diagram of a conventional AC / DC conversion power supply circuit. In FIG. 8, the power supply voltage from the commercial AC power supply 1 is full-wave rectified by the bridge rectification diode circuit 2,
Further, it is smoothed by the smoothing capacitor 3 and supplied to the DC-DC converter 30.

【0006】DC−DCコンバータ30は、前記平滑コ
ンデンサ3の正極側の出力端と基準電位点間に、第1,
第2のスイッチング素子としてのMOS FET4,5
を直列に接続し、これらMOS FET4,5の各スイ
ッチング電流とは逆方向に電流が流れる極性に前記MO
S FET4,5のそれぞれと並列にダイオード6,7
を接続している。即ち、MOS FET4のドレイン,
ソースにそれぞれダイオード6のカソード,アノードを
接続し、MOS FET5のドレイン,ソースにそれぞ
れダイオード7のカソード,アノードを接続している。
MOS FET4,5の各ゲートには、制御回路23か
らMOS FET4,5を交互にオン,オフさせるため
のゲートパルスが供給されるようになっている。MOS
FET4とダイオード6から成る第1の並列回路とM
OS FET5とダイオード7から成る第2の並列回路
との接続点と、基準電位点との間に、トランス8の1次
コイル9と共振コンデンサ10の直列回路を接続し、ト
ランス8の2次コイル11から所定の交流電圧を出力さ
せるようにしている。MOS FET4とダイオード6
の第1の並列回路、MOS FET5とダイオード7の
第2の並列回路、1次コイル9と共振コンデンサ10の
直列回路、及び制御回路23は、直流を交流に変換する
ハーフブリッジ型の高周波インバータを構成している。
The DC-DC converter 30 includes a first and a first output terminals of the smoothing capacitor 3 on the positive electrode side and a reference potential point.
MOS FETs 4 and 5 as second switching elements
Are connected in series, and the polarity is such that the current flows in the opposite direction to the switching currents of these MOS FETs 4 and 5.
Diodes 6 and 7 are provided in parallel with the S FETs 4 and 5, respectively.
Are connected. That is, the drain of the MOS FET4,
The cathode and the anode of the diode 6 are connected to the source, and the cathode and the anode of the diode 7 are connected to the drain and the source of the MOS FET 5, respectively.
A gate pulse for alternately turning on and off the MOS FETs 4 and 5 is supplied from the control circuit 23 to each gate of the MOS FETs 4 and 5. MOS
First parallel circuit composed of FET 4 and diode 6 and M
The primary coil 9 of the transformer 8 and the series circuit of the resonance capacitor 10 are connected between the connection point of the OS FET 5 and the second parallel circuit composed of the diode 7 and the reference potential point, and the secondary coil of the transformer 8 is connected. A predetermined AC voltage is output from 11. MOS FET4 and diode 6
The first parallel circuit, the second parallel circuit of the MOS FET 5 and the diode 7, the series circuit of the primary coil 9 and the resonance capacitor 10, and the control circuit 23 are half-bridge type high frequency inverters for converting direct current into alternating current. I am configuring.

【0007】トランス8の2次コイル11の一端は整流
ダイオード12を介して直流電圧出力端子15に接続
し、2次コイル11の他端は整流ダイオード13を介し
て直流電圧出力端子15に接続し、2次コイル11の中
点は基準電位点に接続し、ダイオード12,13の各カ
ソードの接続点と基準電位点との間には、平滑コンデン
サ14が接続されている。トランス8の2次側に構成さ
れる、2次コイル11と、整流ダイオード12,13
と、2次コイル11の中点に接続したアースラインと
は、全波整流回路を構成している。
One end of the secondary coil 11 of the transformer 8 is connected to the DC voltage output terminal 15 via the rectifying diode 12, and the other end of the secondary coil 11 is connected to the DC voltage output terminal 15 via the rectifying diode 13. The middle point of the secondary coil 11 is connected to the reference potential point, and the smoothing capacitor 14 is connected between the connection point of the cathodes of the diodes 12 and 13 and the reference potential point. The secondary coil 11 configured on the secondary side of the transformer 8 and the rectifying diodes 12, 13
The ground line connected to the middle point of the secondary coil 11 constitutes a full-wave rectification circuit.

【0008】直流電圧出力端子15からの直流電圧EB
は抵抗16を介して誤差増幅器17に供給されており、
この誤差増幅器17で基準値と比較され増幅され、その
出力である誤差電圧に応じて抵抗18と発光ダイオード
20の直列回路に電流が流れ、発光ダイオード20と受
光ダイオード21によるフォトカプラ19を通して、誤
差信号が受光トランジスタ21側へ伝達され、抵抗22
を経て制御回路23へ制御信号として帰還されるように
なっている。制御回路23は、第1,第2のスイッチン
グ素子であるMOS FET4,5を交互にオン,オフ
させる制御を行うもので、前記の帰還された制御信号に
よってMOS FET4,5に供給するゲートパルスの
周波数を変え、MOS FET4,5のオン,オフの周
波数を制御することによって、出力電圧EB を常に一定
とするよう制御する。
DC voltage EB from DC voltage output terminal 15
Is supplied to the error amplifier 17 via the resistor 16,
The error amplifier 17 compares and amplifies with a reference value, and a current flows through a series circuit of a resistor 18 and a light emitting diode 20 according to an error voltage which is an output of the error amplifier 17. The signal is transmitted to the light receiving transistor 21 side, and the resistor 22
And is fed back to the control circuit 23 as a control signal. The control circuit 23 performs control for alternately turning on and off the MOS FETs 4 and 5 which are the first and second switching elements, and controls the gate pulse to be supplied to the MOS FETs 4 and 5 by the feedback control signal. The output voltage EB is controlled to be always constant by changing the frequency and controlling the on / off frequencies of the MOS FETs 4 and 5.

【0009】次に、図8の回路の動作を図9及び図10
を参照して説明する。
Next, the operation of the circuit of FIG. 8 will be described with reference to FIGS.
Will be described with reference to.

【0010】図9(a) 〜(e) は、図8におけるDC−D
Cコンバータ30の各部の電圧及び電流の波形を示す図
である。
FIGS. 9A to 9E are DC-D in FIG.
It is a figure which shows the waveform of the voltage of each part of C converter 30, and a current.

【0011】図9(a) ,(b) に示すVG1,VG2はそれぞ
れMOS FET4,5のゲートパルスを示しており、
図9(c) に示すVC は共振コンデンサ10に生じる正弦
波電圧(共振電圧)、図9(d) に示すVL はトランス3
0の1次コイル9に生じる正弦波電圧(共振電圧)であ
る。図9(c) ,(d) に示すVi0は、ブリッジ整流ダイオ
ード回路2で全波整流した電圧を平滑コンデンサ3で平
滑して得られる電圧である。図9(e) に示すIr は、1
次コイル9及び共振コンデンサ10に流れる正弦波電流
(共振電流)を示す。この電流Ir の正方向は、図8の
矢印にて示す方向である。
VG1 and VG2 shown in FIGS. 9A and 9B represent the gate pulses of the MOS FETs 4 and 5, respectively.
VC shown in FIG. 9C is a sine wave voltage (resonance voltage) generated in the resonance capacitor 10, and VL shown in FIG. 9D is a transformer 3.
It is a sine wave voltage (resonance voltage) generated in the primary coil 9 of 0. Vi0 shown in FIGS. 9 (c) and 9 (d) is a voltage obtained by smoothing the full-wave rectified voltage in the bridge rectifying diode circuit 2 with the smoothing capacitor 3. Ir shown in FIG. 9 (e) is 1
The sine wave current (resonance current) flowing through the next coil 9 and the resonance capacitor 10 is shown. The positive direction of this current Ir is the direction shown by the arrow in FIG.

【0012】図10(a) 〜(d) は、この正弦波電流Ir
についての、1周期の動作を説明するための図である。
FIGS. 10A to 10D show the sine wave current Ir.
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of one period.

【0013】時間t=0のときに、図9(b) に示すよう
にMOS FET5のゲートパルスVG2が零になると、
MOS FET5はオフする。t=0の直前の期間D
(図9のt=t3 〜t4 に相当する期間)に共振コンデ
ンサ10からトランス8の1次コイル9を通り、MOS
FET5に流れ込んでいた電流Ir (このときの電流
Ir は共振コンデンサ10に充電されていた電荷に基づ
いて流れている)は、t=0に至ると、今度は1次コイ
ル9に蓄えたエネルギーを放出することによって、第1
のダイオード6を通り、図10(a) の期間A(t=0〜
t1 期間:第1のダンパー期間と呼ぶ)のように流れ
る。この電流Ir はトランス8の2次側負荷が零の場
合、図9(e) のIr に示すような電流である。t=0以
降は既にゲートパルスVG1がMOS FET4に供給さ
れてオンしており、時刻t1 に達すると、第1のダイオ
ード6はオフし、今度は直流電源からMOS FET4
を通して電流Ir が正方向に流れ、図10(b) の期間B
(t=t1 〜t2 )に示すようになる。次に、時刻t2
に至ると、ゲートパルスVG1が零になるためMOS F
ET4はオフし、電流Ir はコイル9からコンデンサ1
0に対して流れ込むように、第2のダイオード7を通し
て正方向に流れ続け、図10(c) の期間C(t=t2 〜
t3 :第2のダンパー期間と呼ぶ)に示すようなる。時
刻t2 以降はすでにゲートパルスVG2がMOS FET
5に供給されオンしており、時刻t3 に達すると、第2
のダイオード7はオフし、コンデンサ10に充電されて
いる電荷に基づいて電流Ir がコイル9及びMOS F
ET5を通して負の方向に流れ、図10(d) の期間D
(t=t3 〜t4 )に示すようなる。時刻t4 になる
と、MOSFET5のゲートパルスVG2が零になり、前
記の時刻0の動作に戻る。
When the gate pulse VG2 of the MOS FET 5 becomes zero as shown in FIG. 9 (b) at the time t = 0,
The MOS FET 5 is turned off. Period D immediately before t = 0
During the period (corresponding to t = t3 to t4 in FIG. 9), the resonance capacitor 10 passes through the primary coil 9 of the transformer 8 and the MOS
The current Ir flowing in the FET 5 (the current Ir at this time is flowing based on the electric charge charged in the resonance capacitor 10) reaches t = 0, and then the energy stored in the primary coil 9 is discharged. First by releasing
Through the diode 6 of FIG. 10A and the period A (t = 0 to 0 in FIG. 10A).
(t1 period: referred to as the first damper period). This current Ir is a current as shown by Ir in FIG. 9 (e) when the secondary load of the transformer 8 is zero. After t = 0, the gate pulse VG1 has already been supplied to the MOS FET 4 and turned on, and when the time t1 is reached, the first diode 6 turns off, and this time the DC power supply turns on the MOS FET4.
A current Ir flows through the positive direction through the period B in FIG. 10 (b).
(T = t1 to t2). Next, time t2
, The gate pulse VG1 becomes zero, the MOS F
ET4 turns off, and the current Ir flows from the coil 9 to the capacitor 1
The current continues to flow in the positive direction through the second diode 7 so as to flow into 0, and the period C (t = t2 ~
t3: referred to as the second damper period). Gate pulse VG2 is already MOS FET after time t2
It is turned on after being supplied to No. 5, and when the time t3 is reached, the second
The diode 7 is turned off, and the current Ir is changed to the coil 9 and the MOS F based on the electric charge stored in the capacitor 10.
Flow in the negative direction through ET5, and the period D in Fig. 10 (d)
(T = t3 to t4). At the time t4, the gate pulse VG2 of the MOSFET 5 becomes zero, and the operation returns to the time 0.

【0014】以上が、スイッチング素子4,5と、1次
コイル9と共振コンデンサ10による1周期の動作であ
る。ゲートパルスの幅T1 とT2 (図9参照)は相等し
く選んであるため、MOS FET4とMOS FET
5、第1のダイオード6と第2のダイオード7は、それ
ぞれ同一の導通時間でオン,オフを繰り返すと共に、ブ
リッジ整流ダイオード回路2による整流電源からトラン
ス8の1次コイル9と共振コンデンサ10の直列回路に
対して1周期の動作に必要な電力が供給される。つま
り、整流電源からは1周期毎に消費した電力が供給され
る。このとき、トランス8の1次コイル9と共振コンデ
ンサ10には、図9のVL ,VC に示すような互いに逆
位相の正弦波電圧VL ,VC が発生している。そして、
トランス8の2次側には、トランス巻線比に基づき、1
次コイル9に発生した電圧に比例した正弦波電圧が発生
し、整流ダイオード12,13及び平滑コンデンサ14
で全波整流された後、出力直流電圧EB として図示しな
い負荷に供給される。
The above is the operation of the switching elements 4 and 5, the primary coil 9 and the resonance capacitor 10 for one cycle. Since the gate pulse widths T1 and T2 (see FIG. 9) are selected to be the same, MOS FET4 and MOS FET
5, the first diode 6 and the second diode 7 are repeatedly turned on and off with the same conduction time, and the primary coil 9 of the transformer 8 and the resonance capacitor 10 are connected in series from the rectification power source by the bridge rectification diode circuit 2. Electric power required for one cycle of operation is supplied to the circuit. That is, the rectified power supply supplies the power consumed in each cycle. At this time, the primary coil 9 and the resonance capacitor 10 of the transformer 8 generate sine wave voltages VL and VC having mutually opposite phases as shown by VL and VC in FIG. And
On the secondary side of the transformer 8, based on the transformer winding ratio, 1
A sine wave voltage proportional to the voltage generated in the next coil 9 is generated, and the rectifying diodes 12 and 13 and the smoothing capacitor 14 are generated.
After being full-wave rectified by, the output DC voltage EB is supplied to a load (not shown).

【0015】図11は交流直流変換電源回路の出力直流
電圧EB の制御特性を示したものである。横軸にスイッ
チング素子のスイッチング周波数fを、縦軸に出力直流
電圧EB をとってある。出力直流電圧EB の制御は1次
コイル9と共振コンデンサ10の値で決まる共振周波数
f0 に対し、スイッチング素子としてのMOS FET
4,5のスイッチング周波数f、即ちゲートパルスVG
1,VG2の周波数を変えることにより行われる。例え
ば、MOS FET4,5がスイッチング周波数f1 で
動作しているとし、負荷電流が増加し出力直流電圧EB
が下がった場合には、誤差増幅器17により誤差電圧が
フォトカプラ19を通して1次側の制御回路23に帰還
され、MOS FET4,5のスイッチング周波数fを
下げ出力電圧EB を上げて一定とするように自動的に制
御が行われる。
FIG. 11 shows the control characteristics of the output DC voltage EB of the AC / DC conversion power supply circuit. The horizontal axis represents the switching frequency f of the switching element, and the vertical axis represents the output DC voltage EB. The output DC voltage EB is controlled by a MOS FET as a switching element for a resonance frequency f0 determined by the values of the primary coil 9 and the resonance capacitor 10.
Switching frequency f of 4, 5 or gate pulse VG
This is done by changing the frequency of 1 and VG2. For example, assuming that the MOS FETs 4 and 5 are operating at the switching frequency f1, the load current increases and the output DC voltage EB
When the voltage decreases, the error voltage is fed back by the error amplifier 17 to the control circuit 23 on the primary side through the photocoupler 19, and the switching frequency f of the MOS FETs 4 and 5 is decreased to increase the output voltage EB to be constant. Control is performed automatically.

【0016】図12は交流直流変換電源回路の中のブリ
ッジ整流ダイオード回路2の動作波形を示した図であ
る。ブリッジ整流ダイオード回路2の出力側には図8に
示すように平滑コンデンサ3が接続されており、交流電
源1からの電源電圧はブリッジ整流ダイオード回路2で
全波整流された後、平滑コンデンサ3で平滑される。こ
のため、図12(a) の電圧波形に示すように、整流出力
電圧を平滑した電圧Vi0に含まれる電源リップル電圧
(Vi0の変動)は非常に小さく、従って電源周波数の1
周期のうちブリッジ整流ダイオード回路2が導通する時
間は極めて短い。即ち、電源ラインに流れる整流電流
は、ブリッジ整流ダイオード回路2の全波整流出力電圧
が平滑コンデンサ3に充電されている電圧を越えたとき
のみ流れ、図12(b) に示すような脈流となり、電源周
波数の1周期に対する導通期間の幅が狭い。従って、電
源ラインの力率も0.6程度と低く、脈流に含まれる高
調波電流も大きいという問題がある。
FIG. 12 is a diagram showing operation waveforms of the bridge rectification diode circuit 2 in the AC / DC conversion power supply circuit. A smoothing capacitor 3 is connected to the output side of the bridge rectifier diode circuit 2 as shown in FIG. 8, and the power supply voltage from the AC power source 1 is full-wave rectified by the bridge rectifier diode circuit 2 and then the smoothing capacitor 3 is used. Smoothed. Therefore, as shown in the voltage waveform of FIG. 12 (a), the power supply ripple voltage (fluctuation of Vi0) included in the voltage Vi0 obtained by smoothing the rectified output voltage is very small, and therefore the power supply frequency is 1
The period of time during which the bridge rectifying diode circuit 2 is conducting in the cycle is extremely short. That is, the rectified current flowing in the power supply line flows only when the full-wave rectified output voltage of the bridge rectifier diode circuit 2 exceeds the voltage charged in the smoothing capacitor 3, and becomes a pulsating current as shown in FIG. 12 (b). The width of the conduction period for one cycle of the power supply frequency is narrow. Therefore, there is a problem that the power factor of the power supply line is as low as about 0.6, and the harmonic current contained in the pulsating current is large.

【0017】そこで、その解決策として、平滑コンデン
サ3の容量を下げれば、ブリッジ整流ダイオード回路2
の導通時間は長くなって力率が上がり、脈流に含まれる
高調波電流も少なくなる。しかし、このときは平滑コン
デンサ3による平滑性(積分効果)が減少し、全波整流
波形の特徴に見られるように、出力直流電圧EB に含ま
れる商用電源周波数の2倍の周波数のリップル電圧が増
え、定電圧回路としての本来の機能を果たさなくなる。
Therefore, as a solution, if the capacity of the smoothing capacitor 3 is reduced, the bridge rectifier diode circuit 2
The conduction time becomes longer, the power factor rises, and the harmonic current contained in the pulsating flow also decreases. However, at this time, the smoothness (integration effect) by the smoothing capacitor 3 is reduced, and as shown in the characteristics of the full-wave rectified waveform, the ripple voltage having a frequency twice that of the commercial power supply frequency included in the output DC voltage EB is generated. It will increase and the original function as a constant voltage circuit will not be fulfilled.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来で
は、電源ラインでの力率が低く、しかも整流電流に含ま
れる高調波電流も大きくなり、或いはこれを改善しよう
として平滑容量を下げると、リップル分が増加し本来の
定電圧機能を損なうという問題があった。
As described above, in the prior art, the power factor in the power supply line is low, the harmonic current contained in the rectified current also becomes large, or the smoothing capacitance is lowered in an attempt to improve it, There is a problem that the ripple amount increases and the original constant voltage function is impaired.

【0019】そこで、本発明は上記の問題に鑑み、交流
電源ラインの力率を上げ、整流電流に含まれる高調波電
流を減少させることができ、しかも本来の定電圧機能を
損なうことのない交流直流変換電源回路を提供すること
を目的とするものである。
Therefore, in view of the above problems, the present invention can increase the power factor of the AC power supply line and reduce the harmonic current contained in the rectified current, and the AC current that does not impair the original constant voltage function. An object is to provide a DC conversion power supply circuit.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明によ
る交流直流変換電源回路は、交流電源と、この交流電源
の電圧を全波整流する第1の整流回路と、この第1の整
流回路で整流された電圧を、再度整流し平滑する第2の
整流回路と、この第2の整流回路で整流・平滑された直
流電圧を高周波インバータで交流にした後、トランスで
所定の電圧に変換してから、整流・平滑して所望の直流
電圧を得るDC−DCコンバータと、前記第1の整流回
路と前記第2の整流回路との間に接続されかつ前記DC
−DCコンバータの前記トランスに巻線され、前記高周
波インバータの交流電圧に基づき誘起した電圧を、前記
第1の整流回路からの全波整流電圧に加算して前記第2
の整流回路に供給するコイルとを具備したことを特徴と
する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an AC / DC converting power supply circuit, an AC power supply, a first rectifying circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and the first rectifying circuit. The second rectifier circuit, which rectifies and smoothes the voltage rectified by, and the direct current voltage rectified and smoothed by this second rectifier circuit is converted into an alternating current by the high frequency inverter, and then converted into a predetermined voltage by the transformer. And a DC-DC converter for rectifying and smoothing to obtain a desired DC voltage, and a DC-DC converter connected between the first rectifier circuit and the second rectifier circuit, and the DC
A voltage that is wound around the transformer of the DC converter and that is induced based on the AC voltage of the high frequency inverter is added to the full-wave rectified voltage from the first rectifier circuit;
And a coil for supplying to the rectifier circuit.

【0021】請求項2記載の発明による交流直流変換電
源回路は、交流電源と、この交流電源の電圧を全波整流
する第1の整流回路と、この第1の整流回路で整流され
た電圧を、再度全波整流し平滑する第2の整流回路と、
この第2の整流回路で整流・平滑された直流電圧を高周
波インバータで交流にした後、トランスで所定の電圧に
変換してから、整流・平滑して所望の直流電圧を得るD
C−DCコンバータと、前記第1の整流回路と前記第2
の整流回路との間でかつ前記DC−DCコンバータの前
記トランスに互いに逆極性となるように巻線された2つ
のコイルであって、前記高周波インバータの交流電圧に
基づき前記2つのコイルに誘起した互いに逆位相の交流
電圧を、前記第1の整流回路からの全波整流電圧に加算
して前記第2の整流回路の全波整流入力端に供給する第
1,第2のコイルとを具備したことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an AC / DC conversion power supply circuit which comprises an AC power supply, a first rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a voltage rectified by the first rectifier circuit. , A second rectifier circuit that performs full-wave rectification and smoothes again,
The direct current voltage rectified and smoothed by the second rectifier circuit is converted into an alternating current by a high frequency inverter, converted into a predetermined voltage by a transformer, and then rectified and smoothed to obtain a desired direct current voltage D
C-DC converter, the first rectifier circuit and the second
The two coils wound between the transformer and the rectifier circuit of the DC-DC converter so as to have opposite polarities, and induced in the two coils based on the AC voltage of the high frequency inverter. First and second coils are provided, which add alternating voltages having mutually opposite phases to the full-wave rectified voltage from the first rectifier circuit and supply the full-wave rectified input terminals of the second rectifier circuit. It is characterized by

【0022】請求項3記載の発明による交流直流変換電
源回路は、交流電源と、この交流電源の電圧を全波整流
する第1の整流回路と、この第1の整流回路で整流され
た電圧を、再度整流し平滑する第2の整流回路と、この
第2の整流回路で整流・平滑された直流電圧を高周波イ
ンバータで交流にした後、トランスで所定の電圧に変換
してから、整流・平滑して所望の直流電圧を得るDC−
DCコンバータと、前記第1の整流回路と前記第2の整
流回路との間に接続されかつ前記DC−DCコンバータ
の前記トランスに巻線されたコイルで構成され、前記高
周波インバータの交流電圧に基づき該コイルに誘起した
電圧を、前記第1の整流回路からの全波整流電圧に加算
する第1の加算手段と、前記DC−DCコンバータの高
周波インバータで発生した交流電圧を、前記第1の加算
手段における加算電圧と同相となるように前記第1の整
流回路からの全波整流電圧に加算する第2の加算手段と
を具備したことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an AC / DC conversion power supply circuit, which includes an AC power supply, a first rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a voltage rectified by the first rectifier circuit. , A second rectifier circuit that rectifies and smoothes again, and a DC voltage that is rectified and smoothed by this second rectifier circuit is converted into an alternating current by a high-frequency inverter, and then converted to a predetermined voltage by a transformer, and then rectified and smoothed. DC- to obtain the desired DC voltage
A DC converter and a coil connected between the first rectifier circuit and the second rectifier circuit and wound around the transformer of the DC-DC converter, and based on the AC voltage of the high frequency inverter. The first addition means for adding the voltage induced in the coil to the full-wave rectified voltage from the first rectifier circuit, and the AC voltage generated in the high-frequency inverter of the DC-DC converter are the first addition And a second adding means for adding to the full-wave rectified voltage from the first rectifier circuit so as to be in phase with the added voltage in the means.

【0023】請求項4記載の発明による交流直流変換電
源回路は、交流電源と、この交流電源の電圧を全波整流
する第1の整流回路と、この第1の整流回路で整流され
た電圧を、再度整流する第2の整流回路と、この第2の
整流回路の電圧を平滑する平滑回路と、この平滑回路で
得られた直流電圧を高周波インバータで交流にした後、
トランスで所定の電圧に変換してから、整流・平滑して
所望の直流電圧を得るDC−DCコンバータと、前記第
2の整流回路と前記平滑回路との間に接続されかつ前記
DC−DCコンバータの前記トランスに巻線されたコイ
ルで構成され、前記高周波インバータの交流電圧に基づ
き該コイルに誘起した電圧を、前記第2の整流回路から
の整流電圧に加算する第1の加算手段と、前記DC−D
Cコンバータの高周波インバータで発生した交流電圧
を、前記第1の加算手段における加算電圧と同相となる
ように前記第1の整流回路からの全波整流電圧に加算す
る第2の加算手段とを具備したことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an AC / DC conversion power supply circuit, which includes an AC power supply, a first rectifying circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a voltage rectified by the first rectifying circuit. , A second rectifier circuit for rectifying again, a smoothing circuit for smoothing the voltage of the second rectifier circuit, and a DC voltage obtained by the smoothing circuit after being converted into an alternating current by a high frequency inverter,
A DC-DC converter, which is converted to a predetermined voltage by a transformer and then rectified and smoothed to obtain a desired DC voltage, and the DC-DC converter, which is connected between the second rectifier circuit and the smoothing circuit. First adding means configured to add a voltage induced in the coil based on an AC voltage of the high frequency inverter to a rectified voltage from the second rectifier circuit, DC-D
Second adding means for adding the AC voltage generated in the high frequency inverter of the C converter to the full-wave rectified voltage from the first rectifying circuit so as to be in phase with the added voltage in the first adding means. It is characterized by having done.

【0024】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のい
ずれか1つに記載の交流直流変換電源回路における前記
DC−DCコンバータが、第1のスイッチング素子とこ
の第1のスイッチング素子のスイッチング電流とは逆方
向に電流が流れる極性に前記第1のスイッチング素子と
並列に第1のダイオードが接続され、前記第1のスイッ
チング素子と前記第1のダイオードのカソードとの接続
点には前記第2の整流回路からの直流電圧が供給される
第1の並列回路と、第2のスイッチング素子とこの第2
のスイッチング素子のスイッチング電流とは逆方向に電
流が流れる極性に前記第2のスイッチング素子と並列に
第2のダイオードが接続され、前記第2のスイッチング
素子と前記第2のダイオードのカソードとの接続点は前
記第1のスイッチング素子と前記第1のダイオードのア
ノードとの接続点に接続され、前記第2のスイッチング
素子と前記第2のダイオードのアノードとの接続点は基
準電位点に接続される第2の並列回路と、前記第1の並
列回路と前記第2の並列回路との接続点と基準電位点と
の間に、1次コイルと共振コンデンサの直列回路が接続
され、2次コイルに所定の交流電圧を出力するトランス
と、このトランスの2次コイルに発生する交流電圧を、
整流・平滑して出力する第3の整流回路と、前記第1の
スイッチング素子と前記第2のスイッチング素子を交互
にオン,オフさせる制御回路とを具備したことを特徴と
する。
According to a fifth aspect of the present invention, the DC-DC converter in the AC / DC conversion power supply circuit according to any one of the first to fourth aspects includes a first switching element and the first switching element. A first diode is connected in parallel with the first switching element in a polarity such that a current flows in a direction opposite to a switching current, and the connection point between the first switching element and the cathode of the first diode is the above-mentioned. The first parallel circuit to which the DC voltage is supplied from the second rectifier circuit, the second switching element, and the second switching element.
A second diode is connected in parallel with the second switching element in a polarity in which a current flows in a direction opposite to the switching current of the second switching element, and the second switching element is connected to the cathode of the second diode. The point is connected to the connection point between the first switching element and the anode of the first diode, and the connection point between the second switching element and the anode of the second diode is connected to the reference potential point. A series circuit of a primary coil and a resonant capacitor is connected between a second parallel circuit, a connection point between the first parallel circuit and the second parallel circuit, and a reference potential point, and a series circuit is connected to the secondary coil. A transformer that outputs a predetermined AC voltage and an AC voltage that is generated in the secondary coil of this transformer are
It is characterized by comprising a third rectifying circuit for rectifying and smoothing and outputting, and a control circuit for alternately turning on and off the first switching element and the second switching element.

【0025】請求項6記載の発明は、請求項1〜3のい
ずれか1つに記載の交流直流変換電源回路における前記
第1の整流回路が、ブリッジ整流ダイオード回路で構成
され、前記第2の整流回路は、整流ダイオードと平滑コ
ンデンサとで構成されることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, the first rectifier circuit in the AC / DC conversion power supply circuit according to any one of the first to third aspects is constituted by a bridge rectifier diode circuit, and the second rectifier circuit is provided. The rectifying circuit is characterized by being composed of a rectifying diode and a smoothing capacitor.

【0026】請求項7記載の発明は、請求項4記載の交
流直流変換電源回路における前記第1の整流回路が、ブ
リッジ整流ダイオード回路で構成され、前記第2の整流
回路は、整流ダイオードで構成されることを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the AC / DC converting power supply circuit according to the fourth aspect, the first rectifying circuit is a bridge rectifying diode circuit, and the second rectifying circuit is a rectifying diode. It is characterized by being done.

【0027】請求項8記載の発明は、請求項3又は4記
載の交流直流変換電源回路における前記第2の加算手段
が、直流阻止コンデンサを用いて構成されることを特徴
とする交流直流変換電源回路。
According to an eighth aspect of the present invention, in the AC / DC conversion power supply circuit according to the third or fourth aspect, the second adding means is configured by using a DC blocking capacitor. circuit.

【0028】請求項9記載の発明は、請求項5記載の交
流直流変換電源回路における前記制御回路が、前記第3
の整流回路からの直流電圧を検出した電圧に基づいて、
前記第1,第2のスイッチング素子のオン,オフ周波数
を変化させ、前記第3の整流回路からの直流電圧が一定
となるよう制御することを特徴とする。
According to a ninth aspect of the present invention, the control circuit in the AC / DC conversion power supply circuit according to the fifth aspect is characterized in that:
Based on the voltage detected DC voltage from the rectifier circuit of
The ON / OFF frequencies of the first and second switching elements are changed so that the DC voltage from the third rectifier circuit is controlled to be constant.

【0029】請求項10記載の発明は、請求項1〜3の
いずれか1つに記載の交流直流変換電源回路において、
前記第1の整流回路と前記トランスに巻線したコイルの
入力端との間に、高周波成分を前記第1の整流回路側に
流さないためのローパスフィルタを具備したことを特徴
とする。
According to a tenth aspect of the present invention, in the AC / DC conversion power supply circuit according to any one of the first to third aspects,
A low-pass filter for preventing high-frequency components from flowing to the first rectifier circuit side is provided between the first rectifier circuit and an input end of a coil wound around the transformer.

【0030】請求項11記載の発明は、請求項4又は7
記載の交流直流変換電源回路において、前記第1の整流
回路と前記第2の整流回路との間に、高周波成分を前記
第1の整流回路側に流さないためのローパスフィルタを
具備したことを特徴とする。
The invention according to claim 11 is the invention according to claim 4 or 7.
The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 1, further comprising a low-pass filter for preventing high-frequency components from flowing to the first rectifier circuit side, between the first rectifier circuit and the second rectifier circuit. And

【0031】[0031]

【作用】請求項1記載の発明によれば、交流電源電圧を
第1の整流回路で全波整流して得られる整流出力電圧に
対して、DC−DCコンバータ内のトランスに設けたコ
イルで発生した正弦波電圧を加算し、この加算した電圧
を、第2の整流回路により再度整流し平滑することによ
り、電源ラインにおける整流電流の幅を広げ、力率を上
げることができ、しかも整流電流に含まれる高調波電流
も少なくすることができる。
According to the first aspect of the invention, the rectified output voltage obtained by full-wave rectifying the AC power supply voltage by the first rectifier circuit is generated by the coil provided in the transformer in the DC-DC converter. The added sine wave voltage is added, and the added voltage is rectified and smoothed again by the second rectifier circuit, so that the width of the rectified current in the power supply line can be widened and the power factor can be increased. The included harmonic current can also be reduced.

【0032】請求項2記載の発明によれば、交流電源電
圧を第1の整流回路で全波整流して得られる整流出力電
圧に対して、DC−DCコンバータ内のトランスに設け
たコイルで発生した正弦波電圧を加算し、この加算した
電圧を、再度第2の整流回路にて全波整流し平滑するこ
とにより、電源ラインにおける整流電流の幅及び振幅を
さらに広げ、請求項1記載の発明に比し力率をさらに上
げることができ、しかも整流電流に含まれる高調波電流
もさらに少なくすることができる。
According to the second aspect of the present invention, the rectified output voltage obtained by full-wave rectifying the AC power supply voltage by the first rectifier circuit is generated by the coil provided in the transformer in the DC-DC converter. 2. The width and amplitude of the rectified current in the power supply line is further widened by adding the sine wave voltage that has been generated, and then performing the full-wave rectification and smoothing the added voltage again in the second rectifier circuit. The power factor can be further increased, and the harmonic current contained in the rectified current can be further reduced.

【0033】請求項3,4記載の発明によれば、交流電
源電圧を第1の整流回路で全波整流して得られる整流出
力電圧に対して、DC−DCコンバータ内のトランスに
設けたコイルで発生している第1の正弦波電圧と、DC
−DCコンバータ内の高周波インバータに発生してい
る、前記第1の正弦波電圧と同相の第2の正弦波電圧と
を、加算した後に、再度整流し平滑することにより、電
源ラインにおける整流電流の幅及び振幅を広げ、請求項
1記載の発明に比べ力率をさらに上げることができ、し
かも整流電流に含まれる高調波電流もさらに少なくする
ことができる。
According to the third and fourth aspects of the invention, the coil provided in the transformer in the DC-DC converter with respect to the rectified output voltage obtained by full-wave rectifying the AC power supply voltage in the first rectifier circuit. 1st sine wave voltage generated at
Of the rectified current in the power supply line by adding the first sine wave voltage and the second sine wave voltage of the same phase, which are generated in the high frequency inverter in the DC converter, and then rectifying and smoothing again. By widening the width and amplitude, the power factor can be further increased as compared with the invention described in claim 1, and the harmonic current contained in the rectified current can be further reduced.

【0034】[0034]

【実施例】実施例について図面を参照して説明する。図
1は本発明の一実施例の交流直流変換電源回路を示す回
路図である。図8と同一の構成要素には同一符号を付し
て説明する。
EXAMPLES Examples will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an AC / DC conversion power supply circuit according to an embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 8 will be described with the same reference numerals.

【0035】図1においては、図8の従来回路における
ブリッジ整流ダイオード回路2と平滑コンデンサ3との
間に、新たにローパスフィルタ24とトランス8Aの3
次コイル25と整流ダイオード26を直列的に接続する
構成としたものである。トランス8Aは、1次コイル9
と2次コイル11のほかに、前記3次コイル25を巻線
した構成となっている。その他の構成は図8と同様であ
る。
In FIG. 1, a low pass filter 24 and a transformer 8A are newly provided between the bridge rectifying diode circuit 2 and the smoothing capacitor 3 in the conventional circuit of FIG.
The secondary coil 25 and the rectifying diode 26 are connected in series. The transformer 8A has a primary coil 9
In addition to the secondary coil 11, the tertiary coil 25 is wound. Other configurations are similar to those in FIG.

【0036】図1において、商用交流電源1からの電源
電圧は、第1の整流回路としてのブリッジ整流ダイオー
ド回路2で全波整流され、ローパスフィルタ24を経て
トランス8Aの3次コイル25の一端に出力される。ロ
ーパスフィルタ24については、後述するが、3次コイ
ル25に生じる正弦波電圧(高周波成分)をブリッジ整
流ダイオード回路2に流さないためのものである。トラ
ンス8Aの3次コイル25の両端には、1次コイル9の
両端電圧(共振電圧)に基づいて誘起した正弦波電圧が
発生しており、この正弦波電圧が、ブリッジ整流ダイオ
ード回路2からの全波整流出力電圧に対して加算され、
さらに第2の整流回路を構成する整流ダイオード26及
び平滑コンデンサ3で整流・平滑されて、DC−DCコ
ンバータ30のスイッチング手段に供給される。
In FIG. 1, the power supply voltage from the commercial AC power supply 1 is full-wave rectified by a bridge rectification diode circuit 2 as a first rectification circuit, passes through a low pass filter 24, and is applied to one end of a tertiary coil 25 of a transformer 8A. Is output. The low-pass filter 24 is for preventing a sine wave voltage (high-frequency component) generated in the tertiary coil 25 from flowing into the bridge rectifier diode circuit 2, which will be described later. A sine wave voltage induced on the basis of the voltage (resonance voltage) across the primary coil 9 is generated across the tertiary coil 25 of the transformer 8A. This sine wave voltage is generated from the bridge rectification diode circuit 2. It is added to the full-wave rectified output voltage,
Further, it is rectified and smoothed by the rectifying diode 26 and the smoothing capacitor 3 which form the second rectifying circuit, and is supplied to the switching means of the DC-DC converter 30.

【0037】DC−DCコンバータ30は、前記平滑コ
ンデンサ3の正極電圧の出力端と基準電位点間に、第
1,第2のスイッチング素子としてのMOS FET
4,5を直列に接続し、これらMOS FET4,5の
各スイッチング電流とは逆方向に電流が流れる極性に前
記MOS FET4,5のそれぞれの両端に並列に第
1,第2のダイオード6,7を接続している。即ち、M
OS FET4のドレイン,ソースにそれぞれダイオー
ド6のカソード,アノードを接続し、MOS FET5
のドレイン,ソースにそれぞれダイオード7のカソー
ド,アノードを接続している。MOS FET4,5の
各ゲートには、制御回路23からMOS FET4,5
を交互にオン,オフさせるためのゲートパルスが供給さ
れるようになっている。MOS FET4とダイオード
6から成る第1の並列回路とMOS FET5とダイオ
ード7から成る第2の並列回路との接続点と、基準電位
点との間に、トランス8Aの1次コイル9と共振コンデ
ンサ10の直列回路を接続し、トランス8Aの2次コイ
ル11から所定の交流電圧を発生するようにしている。
MOS FET4とダイオード6の第1の並列回路、M
OS FET5とダイオード7の第2の並列回路、1次
コイル9と共振コンデンサ10の直列回路、及び制御回
路23は、直流を交流に変換するハーフブリッジ型の高
周波インバータを構成している。
The DC-DC converter 30 includes a MOS FET as the first and second switching elements between the output terminal of the positive voltage of the smoothing capacitor 3 and the reference potential point.
4, 5 are connected in series, and the first and second diodes 6, 7 are arranged in parallel at both ends of the MOS FETs 4, 5 in such a polarity that the current flows in the direction opposite to the switching currents of the MOS FETs 4, 5. Are connected. That is, M
The cathode and anode of the diode 6 are connected to the drain and source of the OS FET 4, respectively, and the MOS FET 5
The cathode and anode of the diode 7 are connected to the drain and source, respectively. The gates of the MOS FETs 4 and 5 are connected from the control circuit 23 to the MOS FETs 4 and 5 respectively.
A gate pulse for alternately turning on and off is supplied. The primary coil 9 of the transformer 8A and the resonance capacitor 10 are provided between the connection point of the first parallel circuit composed of the MOS FET 4 and the diode 6 and the second parallel circuit composed of the MOS FET 5 and the diode 7 and the reference potential point. Are connected in series to generate a predetermined AC voltage from the secondary coil 11 of the transformer 8A.
First parallel circuit of MOS FET 4 and diode 6, M
The second parallel circuit of the OS FET 5 and the diode 7, the series circuit of the primary coil 9 and the resonance capacitor 10, and the control circuit 23 constitute a half-bridge type high frequency inverter that converts direct current into alternating current.

【0038】2次コイル11には、通常、トランス8A
の1次コイルと2次コイルとの巻線比に基づいて昇圧さ
れた交流電圧が出力される。2次コイル11の一端は整
流ダイオード12を介して直流電圧出力端子15に接続
し、2次コイル11の他端は整流ダイオード13を介し
て直流電圧出力端子15に接続し、2次コイル11の中
点は基準電位点に接続し、ダイオード12,13の各カ
ソードは共通に接続し、この共通接続点と基準電位点間
には平滑コンデンサ14を接続している。2次コイル1
1と、整流ダイオード12,13と、2次コイル11の
中点に接続したアースラインと、平滑コンデンサ14と
は、トランス8Aの2次側交流電圧を全波整流及び平滑
して出力する第3の整流回路を構成している。直流電圧
出力端子15から出力される出力電圧EB は抵抗16を
介して誤差増幅器17に供給されており、この誤差増幅
器17で基準値と比較され増幅され、その出力である誤
差電圧に応じて抵抗18と発光ダイオード20の直列回
路に電流が流れる。発光ダイオード20は受光ダイオー
ド21と共にフォトカプラ19を構成しており、発光ダ
イオード20に流れる誤差信号は受光トランジスタ21
に伝達され、抵抗22を経て制御回路23へ制御信号と
して帰還されるようになっている。制御回路23は、第
1,第2のスイッチング素子としてのMOS FET
4,5を交互にオン,オフさせる制御を行うもので、前
記の帰還制御信号によってMOS FET4,5のオン
・オフ周波数を変え、出力電圧EB を常に一定の電圧と
するよう制御する。
The secondary coil 11 is usually a transformer 8A.
The AC voltage boosted based on the winding ratio between the primary coil and the secondary coil is output. One end of the secondary coil 11 is connected to the DC voltage output terminal 15 via the rectifying diode 12, and the other end of the secondary coil 11 is connected to the DC voltage output terminal 15 via the rectifying diode 13. The middle point is connected to the reference potential point, the cathodes of the diodes 12 and 13 are commonly connected, and the smoothing capacitor 14 is connected between the common connection point and the reference potential point. Secondary coil 1
1, the rectifying diodes 12 and 13, the earth line connected to the middle point of the secondary coil 11, and the smoothing capacitor 14 output the secondary side AC voltage of the transformer 8A after full-wave rectification and smoothing. Composing a rectifier circuit. The output voltage EB output from the DC voltage output terminal 15 is supplied to the error amplifier 17 via the resistor 16. The error amplifier 17 compares and amplifies the reference voltage with the reference value, and outputs the error voltage according to the output error voltage. A current flows in a series circuit of 18 and the light emitting diode 20. The light emitting diode 20 constitutes a photo coupler 19 together with the light receiving diode 21, and the error signal flowing through the light emitting diode 20 is the light receiving transistor 21.
Is transmitted to the control circuit 23 through the resistor 22 as a control signal. The control circuit 23 is a MOS FET as the first and second switching elements.
The ON / OFF frequency of the MOS FETs 4 and 5 is changed by the feedback control signal to control the output voltage EB to be a constant voltage at all times.

【0039】次に、図1の回路動作を図2を参照して説
明する。DC−DCコンバータ30の動作については、
図8の従来回路と同様な動作を行っている。MOS F
ET4とMOS FET5のゲートにはそれぞれゲート
パルスVG1,VG2が図9の(a) ,(b) のタイミングで供
給されており、トランス8Aの1次コイル9と共振コン
デンサ10の直列回路には図9の(e) に示す波形の正弦
波電流Ir が、各期間A〜Dにおいて図10(a) 〜(d)
に示すように流れる。その結果、1次コイル9と共振コ
ンデンサ10には、図9(d),(c) に示す波形の正弦波
電圧VL ,VC が発生する。トランス8Aの2次側に
は、巻線比に基づき、1次コイル9に発生している正弦
波電圧VL に比例した電圧が発生しており、整流ダイオ
ード12,13と平滑コンデンサ14から成る全波整流
回路で整流・平滑されて、出力直流電圧EB として出力
される。出力電圧EB の制御は、図8の従来例と同様、
図11に示す制御特性に基づいて行われている。出力電
圧EB は誤差増幅器17に加えられており、ここで比較
・増幅された誤差電圧をフォトカプラ19を通して制御
回路23に帰還することによりスイッチング素子として
動作するMOS FET4,5のスイッチング周波数
(動作周波数)を変化させて、出力電圧EB を一定電圧
となるよう安定化させている。
Next, the circuit operation of FIG. 1 will be described with reference to FIG. Regarding the operation of the DC-DC converter 30,
The same operation as the conventional circuit of FIG. 8 is performed. MOS F
Gate pulses VG1 and VG2 are respectively supplied to the gates of ET4 and MOS FET5 at the timings of (a) and (b) of FIG. 9, and the series circuit of the primary coil 9 of the transformer 8A and the resonance capacitor 10 is shown in FIG. The sine wave current Ir having the waveform shown in FIG. 9 (e) is shown in FIGS. 10 (a) to 10 (d) in each period A to D.
Flow as shown in. As a result, sinusoidal voltages VL and VC having the waveforms shown in FIGS. 9D and 9C are generated in the primary coil 9 and the resonance capacitor 10. On the secondary side of the transformer 8A, a voltage proportional to the sine wave voltage VL generated in the primary coil 9 is generated on the basis of the winding ratio, and is composed of rectifying diodes 12 and 13 and a smoothing capacitor 14. It is rectified and smoothed by the wave rectifier circuit and output as the output DC voltage EB. The control of the output voltage EB is similar to the conventional example of FIG.
This is performed based on the control characteristics shown in FIG. The output voltage EB is applied to the error amplifier 17, and the error frequency thus compared / amplified is fed back to the control circuit 23 through the photocoupler 19 to switch the switching frequency of the MOS FETs 4 and 5 (operating frequency ) Is varied to stabilize the output voltage EB to a constant voltage.

【0040】次に、交流電源側の第1,第2の整流回路
及びトランス8Aの3次コイルの動作について説明す
る。第1の整流回路としてのブリッジ整流ダイオード回
路2からは整流出力電圧(商用周波数の2倍の周波数の
脈流電圧)Vi が得られ、この電圧Vi をトランス8A
の3次コイル25を通して第2の整流回路である整流ダ
イオード26及び平滑コンデンサ3に供給する。このと
き、前述したようにトランス8Aの1次コイル9に生じ
ている正弦波電圧(共振電圧)に基づいて3次コイル2
5には同様な正弦波電圧が誘起されており、この正弦波
電圧が、ブリッジ整流ダイオード回路2からの全波整流
出力電圧Vi に対して加算され、加算された電圧が平滑
コンデンサ3に生じている電圧より大きくなると整流ダ
イオード26はスイッチング周期で導通し、平滑コンデ
ンサ3を充電する。このとき平滑コンデンサ3に生成さ
れた直流電圧が、DC−DCコンバータ30に入力とし
て供給される。
Next, the operation of the first and second rectifying circuits on the AC power supply side and the tertiary coil of the transformer 8A will be described. A rectified output voltage (a pulsating current voltage having a frequency twice the commercial frequency) Vi is obtained from the bridge rectifying diode circuit 2 as the first rectifying circuit, and this voltage Vi is supplied to the transformer 8A.
Is supplied to the rectifying diode 26 and the smoothing capacitor 3 which are the second rectifying circuit through the tertiary coil 25 of. At this time, as described above, based on the sine wave voltage (resonance voltage) generated in the primary coil 9 of the transformer 8A, the tertiary coil 2
A similar sine wave voltage is induced in 5, and this sine wave voltage is added to the full wave rectified output voltage Vi from the bridge rectifier diode circuit 2, and the added voltage is generated in the smoothing capacitor 3. When the voltage becomes larger than the existing voltage, the rectifying diode 26 conducts in the switching cycle and charges the smoothing capacitor 3. At this time, the DC voltage generated in the smoothing capacitor 3 is supplied to the DC-DC converter 30 as an input.

【0041】図2(a) は、商用電源周波数の2倍の整流
出力電圧(実線にて示すVi )に対して、コイル25の
両端電圧(点線にて包絡線のみを示してある)を重畳し
た電圧を示している。図2(b) は3次コイル25の両端
電圧の波形を示す。この電圧波形は1次コイル9及び共
振コンデンサ10によるLC共振に基づいた正弦波形と
なっている。図2(b) の正弦波形の周期TはMOS F
ET4,5のスイッチング周波数fの周期と一致してい
る。
In FIG. 2A, the voltage across the coil 25 (only the envelope is shown by the dotted line) is superimposed on the rectified output voltage twice as high as the commercial power supply frequency (Vi by the solid line). It shows the applied voltage. FIG. 2B shows the waveform of the voltage across the tertiary coil 25. This voltage waveform is a sine waveform based on LC resonance caused by the primary coil 9 and the resonance capacitor 10. The period T of the sine waveform in FIG.
It matches the cycle of the switching frequency f of ET4,5.

【0042】図2(b) に示す正弦波電圧が3次コイル2
5を通して整流ダイオード26のアノードに印加される
と、整流ダイオード26は図2(c) に示すように従来回
路に比べ正弦波電圧が加算された分、時間Δt1 だけ早
く導通し、非導通となる時刻も時間Δt2 だけ遅くな
る。つまり、図2(c) の波形は、図2(d) の従来回路の
波形に比べ導通時間が(Δt1 +Δt2 )だけ伸びたこ
とになり、整流電流波形がより理想的な正弦波形の半波
に近づいている。図2(c) に、本発明実施例における平
滑前(即ち整流ダイオード26)の整流電流を示し、図
2(d) に従来例における平滑前(即ちブリッジ整流ダイ
オード回路2)の整流電流(図12(b) と同じ)を示し
ている。
The sine wave voltage shown in FIG.
When it is applied to the anode of the rectifying diode 26 through 5, the rectifying diode 26 is turned on and turned off for a time .DELTA.t1 as much as the sinusoidal voltage is added as compared with the conventional circuit as shown in FIG. 2 (c). The time is also delayed by the time .DELTA.t2. In other words, the waveform in Fig. 2 (c) is longer than the waveform of the conventional circuit in Fig. 2 (d) by the conduction time (Δt1 + Δt2), and the rectified current waveform is a half-wave of a more ideal sine waveform. Approaching. FIG. 2 (c) shows the rectified current before smoothing (that is, the rectifying diode 26) in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 (d) shows the rectified current before smoothing (that is, the bridge rectifying diode circuit 2) in the conventional example (see FIG. 12 (b) is the same).

【0043】以上の実施例ように整流電流の導通時間が
拡がると、電源ラインの力率は上がり、かつ整流電流に
含まれる高調波電流も減少する。
When the conduction time of the rectified current is extended as in the above embodiments, the power factor of the power supply line is increased and the harmonic current contained in the rectified current is also reduced.

【0044】なお、ローパスフィルタ24は、3次コイ
ル25に生じる正弦波電圧の高周波成分をブリッジ整流
ダイオード回路2に流さないためのものであり、この回
路24がなくても同様な動作をする。しかし、ローパス
フィルタ24がないと、従来回路に比べスイッチ特性の
速いブリッジ整流ダイオード回路2が必要になり、かつ
交流電源1への不要輻射(高周波成分)が増加する不具
合を生じる。
The low-pass filter 24 is for preventing the high-frequency component of the sine wave voltage generated in the tertiary coil 25 from flowing into the bridge rectifying diode circuit 2, and operates similarly without this circuit 24. However, without the low-pass filter 24, the bridge rectifier diode circuit 2 having a faster switching characteristic than that of the conventional circuit is required, and unnecessary radiation (high-frequency component) to the AC power supply 1 increases.

【0045】図3は本発明の他の実施例の交流直流変換
電源回路を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an AC / DC conversion power supply circuit according to another embodiment of the present invention.

【0046】図3においては、図8の従来回路における
ブリッジ整流ダイオード回路2と平滑コンデンサ3との
間に、ローパスフィルタ24と、トランス8Bの3次コ
イル25,27と、整流ダイオード26,28とを接続
する構成としたものである。トランス8Bは、1次コイ
ル9と2次コイル11のほかに、互いに逆極性に巻線さ
れた3次コイル25,27を新たに備えた構成となって
いる。即ち、ブリッジ整流ダイオード回路2の出力端
は、ローパスフィルタ24を通して、互いに逆極に巻線
された3次コイル25,27の中点に接続しており、3
次コイル25の一端にはアノードが3次コイル側になる
ように整流ダイオード26が接続し、3次コイル27の
一端にはアノードが3次コイル側になるように整流ダイ
オード28が接続し、第1,第2の整流ダイオード2
6,28の各カソードは互いに共通に接続し、この共通
接続点と基準電位点間には平滑コンデンサ3が接続して
おり、平滑コンデンサ3に生成した直流電圧をDC−D
Cコンバータ30のスイッチング手段に供給するように
なっている。ここで、ブリッジ整流ダイオード回路2は
第1の整流回路を構成しているが、第1,第2の整流ダ
イオード26,28と平滑コンデンサ3は3次コイル2
5,27の両端に生じる電圧を全波整流し平滑する第2
の整流回路を構成している。DC−DCコンバータ30
の構成については、図1と同様であるので説明を省略す
る。
3, the low-pass filter 24, the tertiary coils 25 and 27 of the transformer 8B, and the rectifying diodes 26 and 28 are provided between the bridge rectifying diode circuit 2 and the smoothing capacitor 3 in the conventional circuit of FIG. Is configured to be connected. The transformer 8B has a configuration in which, in addition to the primary coil 9 and the secondary coil 11, third coils 25 and 27 which are wound in opposite polarities are newly provided. That is, the output terminal of the bridge rectifier diode circuit 2 is connected to the middle point of the tertiary coils 25 and 27, which have opposite polarities, through the low-pass filter 24.
A rectifying diode 26 is connected to one end of the secondary coil 25 so that the anode is on the tertiary coil side, and a rectifying diode 28 is connected to one end of the tertiary coil 27 so that the anode is on the tertiary coil side. 1, second rectifier diode 2
The cathodes 6 and 28 are commonly connected to each other, and the smoothing capacitor 3 is connected between the common connection point and the reference potential point. The DC voltage generated in the smoothing capacitor 3 is applied to the DC-D.
It is adapted to be supplied to the switching means of the C converter 30. Here, the bridge rectifier diode circuit 2 constitutes a first rectifier circuit, but the first and second rectifier diodes 26 and 28 and the smoothing capacitor 3 are the tertiary coil 2
Second full-wave rectification and smoothing of the voltage generated at both ends of 5, 27
Composing a rectifier circuit. DC-DC converter 30
The configuration is similar to that of FIG.

【0047】次に、図3の回路の動作を図4を参照して
説明する。図3において、商用交流電源1からの電源電
圧は、第1の整流回路としてのブリッジ整流ダイオード
回路2で全波整流され、ローパスフィルタ24を経てト
ランス8Bの3次コイル25,27の中点に出力され
る。ローパスフィルタ24については、後述するよう
に、3次コイル25,27に生じる正弦波電圧の高周波
成分をブリッジ整流ダイオード回路2に流さないための
ものである。トランス8Bの3次コイル25,27の両
端には、1次コイル9の両端電圧(共振電圧)に基づい
て誘起した互いに逆位相の(位相が180°ずれた)正
弦波電圧が発生しており、この正弦波電圧が、ブリッジ
整流ダイオード回路2からの全波整流出力電圧Vi に対
して加算され、加算された電圧が平滑コンデンサ3に生
じている電圧より大きくなると整流ダイオード26と整
流ダイオード28は半サイクル周期で交互に導通し、平
滑コンデンサ3を充電する。このとき平滑コンデンサ3
に生成された直流電圧が、DC−DCコンバータ30に
入力として供給される。3次コイル25,27には、巻
線数で決まる大きさの、1次コイル9に生じている電圧
VL (図9参照)と同様な正弦波電圧が互いに180°
の位相差で生じており、この互いに逆位相の電圧がブリ
ッジ整流ダイオード回路2の本来の整流出力電圧(商用
電源周波数の2倍の周波数の脈流電圧)Vi にそれぞれ
加算され、第2の整流回路のそれぞれの整流ダイオード
26,28で整流され、さらに平滑コンデンサ3で平滑
された後、DC−DCコンバータ30へ入力直流電圧と
して供給される。
Next, the operation of the circuit shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the power supply voltage from the commercial AC power supply 1 is full-wave rectified by the bridge rectification diode circuit 2 as the first rectification circuit, passes through the low-pass filter 24, and then reaches the middle point of the tertiary coils 25 and 27 of the transformer 8B. Is output. The low-pass filter 24 is for preventing the high frequency component of the sine wave voltage generated in the tertiary coils 25 and 27 from flowing into the bridge rectifying diode circuit 2 as described later. At both ends of the tertiary coils 25 and 27 of the transformer 8B, sine wave voltages having opposite phases (shifted by 180 °) from each other are generated based on the voltage (resonance voltage) across the primary coil 9. This sine wave voltage is added to the full wave rectified output voltage Vi from the bridge rectifier diode circuit 2, and when the added voltage becomes larger than the voltage generated in the smoothing capacitor 3, the rectifier diode 26 and the rectifier diode 28 The smoothing capacitor 3 is charged by alternately conducting electricity in a half cycle period. At this time, smoothing capacitor 3
The direct-current voltage generated in the above is supplied to the DC-DC converter 30 as an input. A sinusoidal voltage similar to the voltage VL (see FIG. 9) generated in the primary coil 9 having a size determined by the number of windings is applied to the tertiary coils 25 and 27 by 180 °.
Caused by the phase difference between the two, and the voltages in opposite phases are added to the original rectified output voltage of the bridge rectifier diode circuit 2 (a pulsating current voltage having a frequency twice the commercial power supply frequency) Vi, and the second rectified After being rectified by the rectifying diodes 26 and 28 of the circuit and further smoothed by the smoothing capacitor 3, it is supplied to the DC-DC converter 30 as an input DC voltage.

【0048】図4(a) は、商用電源周波数の2倍の整流
出力電圧(実線にて示すVi )に対して、コイル25の
両端電圧及びコイル27の両端電圧(両電圧とも、点線
にて包絡線のみを示してある)を加算した電圧を示して
いる。図4(b) はコイル25の両端電圧と、コイル27
の両端電圧の波形を示す。これらの波形は1次コイル9
及びコンデンサ10によるLC共振に基づいた正弦波形
となっている。図4(b) の正弦波形の周期TはMOS
FET4,5のスイッチング周波数fの周期と一致して
いる。
FIG. 4 (a) shows a voltage across the coil 25 and a voltage across the coil 27 (both voltages are indicated by dotted lines) for a rectified output voltage (Vi indicated by a solid line) that is twice the commercial power frequency. Only the envelope is shown). FIG. 4B shows the voltage across the coil 25 and the voltage across the coil 27.
The waveform of the voltage across both ends of These waveforms are the primary coil 9
And a sine waveform based on LC resonance caused by the capacitor 10. The period T of the sine waveform in FIG.
It matches the cycle of the switching frequency f of the FETs 4 and 5.

【0049】図4(b) に示す互いに逆位相の正弦波電圧
がそれぞれ、3次コイル25,27を通して整流ダイオ
ード26,28のアノードに印加されると、整流ダイオ
ード26,28は図4(c) に示すように従来回路の比べ
正弦波電圧が加算された分、時間Δt11だけ早く導通
し、非導通となる時刻も時間Δt12だけ遅くなる。つま
り、図4(c) の波形は、図4(d) の従来回路の波形に比
べ導通時間が(Δt11+Δt12)だけ伸びたことにな
り、整流電流波形がより理想的な正弦波形の半波に近づ
いている。図4(c) に、本発明実施例における平滑前
(即ち、整流ダイオード26,28による整流後)の整
流電流を示し、図4(d) に従来例における平滑前(即
ち、ブリッジ整流ダイオード回路2による整流後)の整
流電流(図12(b) と同じ)を示す。本実施例の回路に
よれば、2つのコイル25,27に誘起した互いに逆位
相の交流電圧を重畳するので、図1の実施例の回路より
力率をさらに向上させることができると共に、整流電流
に含まれる高調波電流も少なくすることができる。
When the sine wave voltages having mutually opposite phases shown in FIG. 4B are applied to the anodes of the rectifying diodes 26 and 28 through the tertiary coils 25 and 27, respectively, the rectifying diodes 26 and 28 are connected to each other as shown in FIG. As shown in (4), the sine wave voltage is added compared to the conventional circuit, so that the circuit is turned on earlier by the time Δt11, and the time of non-conduction is also delayed by the time Δt12. In other words, the waveform in Fig. 4 (c) is longer than the waveform of the conventional circuit in Fig. 4 (d) by the conduction time (Δt11 + Δt12), and the rectified current waveform becomes a more ideal half-sine waveform. It is approaching. FIG. 4 (c) shows a rectified current before smoothing (that is, after rectification by the rectifying diodes 26 and 28) in the embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the rectified current (after rectification by 2) (same as in FIG. 12 (b)). According to the circuit of the present embodiment, AC voltages having opposite phases induced in the two coils 25 and 27 are superposed, so that the power factor can be further improved as compared with the circuit of the embodiment of FIG. The harmonic current contained in can also be reduced.

【0050】DC−DCコンバータ30の動作について
は、図1の回路と全く同様な動作を行うので、説明を省
略する。
Since the operation of the DC-DC converter 30 is exactly the same as that of the circuit of FIG. 1, its explanation is omitted.

【0051】以上の実施例ように整流電流の導通時間が
拡がると、電源ラインの力率は上がり、かつ整流電流に
含まれる高調波電流も減少する。
When the conduction time of the rectified current is extended as in the above embodiment, the power factor of the power supply line is increased and the harmonic current contained in the rectified current is also reduced.

【0052】なお、ローパスフィルタ24は、3次コイ
ル25,27に生じる正弦波電圧の高周波成分をブリッ
ジ整流ダイオード回路2に流さないためのものであり、
この回路24がなくても同様な動作をする。しかし、ロ
ーパスフィルタ24がないと、従来回路に比べスイッチ
特性の速いブリッジ整流ダイオード回路2が必要にな
り、かつ交流電源1への不要輻射(高周波成分)が増加
する不具合を生じる。
The low-pass filter 24 is for preventing the high frequency component of the sine wave voltage generated in the tertiary coils 25 and 27 from flowing into the bridge rectifying diode circuit 2.
The same operation is performed without the circuit 24. However, without the low-pass filter 24, the bridge rectifier diode circuit 2 having a faster switching characteristic than that of the conventional circuit is required, and unnecessary radiation (high-frequency component) to the AC power supply 1 increases.

【0053】図5は本発明の他の実施例の交流直流変換
電源回路を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an AC / DC converting power supply circuit according to another embodiment of the present invention.

【0054】図5においては、図8の従来回路における
ブリッジ整流ダイオード回路2と平滑コンデンサ3との
間に、ローパスフィルタ24と、トランス8Cの3次コ
イル27と、整流ダイオード28を接続する構成とした
ものである。トランス8Bは、1次コイル9と2次コイ
ル11のほかに、1次コイル9と逆極性に巻線された3
次コイル27を備えた構成となっている。さらに、1次
コイル9と共振コンデンサ10の接続点に生じる電圧
を、直流阻止コンデンサ29を介してローパスフィルタ
24の出力端aに供給する構成としてある。即ち、ブリ
ッジ整流ダイオード回路2の出力端は、ローパスフィル
タ24を通して3次コイル27の一端に接続しており、
3次コイル27の他端は整流ダイオード28及び平滑コ
ンデンサ3から構成される第2の整流回路の整流ダイオ
ード28に接続される一方、1次コイル9と共振コンデ
ンサ10の接続点も直流阻止コンデンサ29を通して3
次コイル27の一端に接続する構成となっており、前記
ブリッジ整流ダイオード回路2からの整流出力電圧Vi
に対しては、3次コイル27に生じる正弦波電圧とこれ
と同相の共振コンデンサ10の正弦波電圧とを加算し
て、第2の整流回路に供給し、ここで整流・平滑された
直流電圧がDC−DCコンバータ30のスイッチング手
段に供給されるようになっている。DC−DCコンバー
タ30の構成については、図1と同様であるので説明を
省略する。
In FIG. 5, the low-pass filter 24, the tertiary coil 27 of the transformer 8C, and the rectifying diode 28 are connected between the bridge rectifying diode circuit 2 and the smoothing capacitor 3 in the conventional circuit of FIG. It was done. In addition to the primary coil 9 and the secondary coil 11, the transformer 8B includes a coil 3 having a polarity opposite to that of the primary coil 9.
It is configured to include the next coil 27. Further, the voltage generated at the connection point between the primary coil 9 and the resonance capacitor 10 is supplied to the output end a of the low pass filter 24 via the DC blocking capacitor 29. That is, the output terminal of the bridge rectifier diode circuit 2 is connected to one end of the tertiary coil 27 through the low pass filter 24,
The other end of the tertiary coil 27 is connected to the rectifying diode 28 of the second rectifying circuit composed of the rectifying diode 28 and the smoothing capacitor 3, while the connection point between the primary coil 9 and the resonance capacitor 10 is also a DC blocking capacitor 29. Through 3
The rectified output voltage Vi from the bridge rectifier diode circuit 2 is connected to one end of the next coil 27.
With respect to, the sine wave voltage generated in the tertiary coil 27 and the sine wave voltage of the resonance capacitor 10 having the same phase as the sine wave voltage are added and supplied to the second rectifier circuit, where the rectified and smoothed DC voltage is added. Are supplied to the switching means of the DC-DC converter 30. The configuration of the DC-DC converter 30 is similar to that of FIG.

【0055】次に、図5の回路動作について図6を参照
して説明する。図5において、商用交流電源1からの電
源電圧は、第1の整流回路としてのブリッジ整流ダイオ
ード回路2で全波整流され、ローパスフィルタ24を経
てトランス8Cの3次コイル27の一端に出力される。
ローパスフィルタ24については、後述するように、3
次コイル27に生じる正弦波電圧の高周波成分をブリッ
ジ整流ダイオード回路2に流さないためのものである。
トランス8Cの3次コイル27の両端には、1次コイル
9の両端電圧(共振電圧)に基づいて誘起した正弦波電
圧が発生している。3次コイル27は1次コイル9と逆
極性になるように巻線されているため、3次コイル27
には1次コイル9に生じている正弦波電圧VL と逆極性
の電圧−VL に比例した電圧(図9参照)、換言すれ
ば、共振コンデンサ10に生じている電圧VC と同相の
正弦波電圧が生じることになる。従って、整流出力電圧
Vi に対しては、a点において、3次コイル27に生じ
る正弦波電圧が加算されると共に、整流出力電圧Vi に
対して、3次コイル27の正弦波電圧と同相である、共
振コンデンサ10の正弦波電圧が加算されることにな
る。加算された電圧は整流ダイオード28を通して平滑
コンデンサ3に供給されるが、平滑コンデンサに生じて
いる電圧より大きくなると整流ダイオード28はスイッ
チング周期で導通し、平滑コンデンサ3を充電する。こ
のとき平滑コンデンサ3に生成された直流電圧が、DC
−DCコンバータ30に入力として供給される。このよ
うに本実施例では、ブリッジ整流ダイオード回路2の整
流出力電圧Vi に対して、スイッチング周波数の2つの
正弦波電圧が同相で加算されるので、加算量(加算され
る正弦波電圧の振幅)が図1の実施例よりも大きくな
り、図1の場合に比べて力率を向上させることができる
と共に、整流電流に含まれる高調波電流も少なくするこ
とができる。
Next, the circuit operation of FIG. 5 will be described with reference to FIG. In FIG. 5, the power supply voltage from the commercial AC power supply 1 is full-wave rectified by the bridge rectification diode circuit 2 as the first rectification circuit, and is output to one end of the tertiary coil 27 of the transformer 8C via the low pass filter 24. .
As for the low-pass filter 24, as will be described later,
This is for preventing the high frequency component of the sine wave voltage generated in the next coil 27 from flowing to the bridge rectification diode circuit 2.
A sine wave voltage induced on the basis of the voltage (resonance voltage) across the primary coil 9 is generated across the tertiary coil 27 of the transformer 8C. Since the tertiary coil 27 is wound so as to have a polarity opposite to that of the primary coil 9, the tertiary coil 27 is wound.
Is a voltage proportional to the sine wave voltage VL generated in the primary coil 9 and the voltage -VL having the opposite polarity (in other words, FIG. 9), in other words, the sine wave voltage in phase with the voltage VC generated in the resonance capacitor 10. Will occur. Therefore, at the point a, the sine wave voltage generated in the tertiary coil 27 is added to the rectified output voltage Vi, and the rectified output voltage Vi is in phase with the sine wave voltage of the tertiary coil 27. , The sinusoidal voltage of the resonance capacitor 10 is added. The added voltage is supplied to the smoothing capacitor 3 through the rectifying diode 28, and when the voltage becomes larger than the voltage generated in the smoothing capacitor, the rectifying diode 28 conducts in the switching cycle and charges the smoothing capacitor 3. At this time, the DC voltage generated in the smoothing capacitor 3 is DC
-Supplied as an input to the DC converter 30. As described above, in the present embodiment, the two sine wave voltages of the switching frequency are added in phase with the rectified output voltage Vi of the bridge rectifier diode circuit 2, so the addition amount (amplitude of the added sine wave voltage). Is larger than that of the embodiment shown in FIG. 1, so that the power factor can be improved and the harmonic current contained in the rectified current can be reduced as compared with the case of FIG.

【0056】図6(a) は、商用電源周波数の2倍の整流
出力電圧(実線にて示すVi )に対して、共振コンデン
サ10の両端電圧と巻線27の両端電圧(点線にて包絡
線のみを示してある)とを加算した電圧を示している。
図6(b) は共振コンデンサ10の両端電圧と巻線27の
両端電圧とが同相で加算された波形を示している。この
波形は1次コイル9及びコンデンサ10によるLC共振
に基づいた正弦波形となっている。図6(b) の正弦波形
の周期TはMOS FET4,5のスイッチング周波数
fの周期と一致している。
FIG. 6 (a) shows a voltage across the resonant capacitor 10 and a voltage across the winding 27 (encircled by a dotted line) with respect to a rectified output voltage (Vi shown by a solid line) that is twice the commercial power supply frequency. (Only shown) is shown.
FIG. 6B shows a waveform in which the voltage across the resonant capacitor 10 and the voltage across the winding 27 are added in phase. This waveform is a sine waveform based on LC resonance caused by the primary coil 9 and the capacitor 10. The period T of the sine waveform of FIG. 6 (b) coincides with the period of the switching frequency f of the MOS FETs 4 and 5.

【0057】図6(b) に示す正弦波電圧が、3次コイル
27を通して整流ダイオード28のアノードに印加され
ると、整流ダイオード28は図6(c) に示すように従来
回路の比べ正弦波電圧が加算された分、時間Δt21だけ
早く導通し、非導通となる時刻も時間Δt22だけ遅くな
る。つまり、図6(c) の波形は、図6(d) の従来回路の
波形に比べて導通時間が(Δt21+Δt22)だけ伸びた
ことになり、整流電流波形がより理想的な正弦波形の半
波に近づいている。図6(c) に、本発明実施例における
平滑前(即ち、整流ダイオード28による整流後)の整
流電流を示し、図6(d) に従来例における平滑前(即
ち、ブリッジ整流ダイオード回路2による整流後)の整
流電流(図12(b) と同じ)を示す。このように本実施
例では、ブリッジ整流ダイオード回路2の整流出力電圧
Vi に対して、スイッチング周波数の2つの正弦波電圧
が同相で加算されるので、加算量(加算される正弦波電
圧の振幅)が図1の実施例よりも大きくなり、図1の実
施例に比して力率をさらに向上させることができる。
When the sine wave voltage shown in FIG. 6 (b) is applied to the anode of the rectifying diode 28 through the tertiary coil 27, the rectifying diode 28 is compared with the sine wave of the conventional circuit as shown in FIG. 6 (c). As the voltage is added, the conduction is advanced earlier by the time Δt21, and the time of non-conduction is also delayed by the time Δt22. In other words, the waveform in Fig. 6 (c) is longer than the waveform of the conventional circuit in Fig. 6 (d) by the conduction time (Δt21 + Δt22), and the rectified current waveform is a half-wave of a more ideal sine waveform. Approaching. FIG. 6 (c) shows the rectified current before smoothing (that is, after rectification by the rectifying diode 28) in the embodiment of the present invention, and FIG. 6 (d) shows before smoothing in the conventional example (that is, by the bridge rectifying diode circuit 2). The rectified current (after rectification) (same as in FIG. 12 (b)) is shown. As described above, in the present embodiment, the two sine wave voltages of the switching frequency are added in phase with the rectified output voltage Vi of the bridge rectifier diode circuit 2, so the addition amount (amplitude of the added sine wave voltage). Is larger than that of the embodiment of FIG. 1, and the power factor can be further improved as compared with the embodiment of FIG.

【0058】DC−DCコンバータ30の動作について
は、図1の回路と全く同様な動作を行うので、説明を省
略する。
Since the operation of the DC-DC converter 30 is exactly the same as that of the circuit of FIG. 1, its explanation is omitted.

【0059】以上の実施例のように、整流電流の導通時
間が拡がると、電源ラインの力率は上がり、かつ整流電
流に含まれる高調波電流も減少する。
When the conduction time of the rectified current is extended as in the above embodiments, the power factor of the power supply line is increased and the harmonic current contained in the rectified current is also reduced.

【0060】なお、ローパスフィルタ24は、3次コイ
ル27に生じる正弦波電圧の高周波成分をブリッジ整流
ダイオード回路2に流さないためのものであり、この回
路24がなくても同様な動作をする。しかし、ローパス
フィルタ24がないと、従来回路に比べスイッチ特性の
速いブリッジ整流ダイオード回路2が必要になり、かつ
交流電源1への不要輻射(高周波成分)が増加する不具
合を生じる。
The low-pass filter 24 is for preventing the high-frequency component of the sine wave voltage generated in the tertiary coil 27 from flowing to the bridge rectifying diode circuit 2, and operates in the same manner without this circuit 24. However, without the low-pass filter 24, the bridge rectifier diode circuit 2 having a faster switching characteristic than that of the conventional circuit is required, and unnecessary radiation (high-frequency component) to the AC power supply 1 increases.

【0061】図7は本発明の他の実施例の交流直流変換
電源回路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an AC / DC converting power supply circuit according to another embodiment of the present invention.

【0062】上記図5の実施例においては、整流ダイオ
ード28を3次コイル27の出力側でかつアノードが3
次コイル側にくるように配設したものであるが、図7に
示す本実施例では、整流ダイオード28の位置を、3次
コイル27の入力側でかつカソードが3次コイル側にア
ノードが接続点a側にくるように配設したものである。
図7のように配置しても、図6(a) 〜(c) に示したと同
様な整流出力波形及び整流電流波形が得られ、図5の実
施例と同様な作用効果が得られる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the rectifying diode 28 is connected to the output side of the tertiary coil 27 and has the anode of three.
Although it is arranged so as to come to the side of the secondary coil, in the present embodiment shown in FIG. 7, the position of the rectifying diode 28 is connected to the input side of the tertiary coil 27, and the cathode is connected to the anode to the tertiary coil side. It is arranged so as to come to the side of the point a.
Even with the arrangement as shown in FIG. 7, the same rectified output waveform and rectified current waveform as those shown in FIGS. 6A to 6C can be obtained, and the same effect as the embodiment of FIG. 5 can be obtained.

【0063】[0063]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
回路に対して少ない部品の追加で、電源ラインの力率が
上がりしかも整流電流に含まれる高調波電流を減少させ
ることができる。
As described above, according to the present invention, the power factor of the power supply line can be increased and the harmonic current contained in the rectified current can be reduced by adding a small number of parts to the conventional circuit.

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

【図1】本発明の一実施例の交流直流変換電源回路を示
す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an AC / DC conversion power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路動作を説明する波形図。FIG. 2 is a waveform diagram illustrating the circuit operation of FIG.

【図3】本発明の他の実施例の交流直流変換電源回路を
示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an AC / DC conversion power supply circuit according to another embodiment of the present invention.

【図4】図3の回路動作を説明する波形図。FIG. 4 is a waveform diagram illustrating the circuit operation of FIG.

【図5】本発明の他の実施例の交流直流変換電源回路を
示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an AC / DC conversion power supply circuit according to another embodiment of the present invention.

【図6】図5の回路動作を説明する波形図。FIG. 6 is a waveform diagram illustrating the circuit operation of FIG.

【図7】本発明の他の実施例の交流直流変換電源回路を
示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an AC / DC conversion power supply circuit according to another embodiment of the present invention.

【図8】従来の交流直流変換電源回路を示す回路図。FIG. 8 is a circuit diagram showing a conventional AC / DC conversion power supply circuit.

【図9】本発明実施例と従来例に共通な回路部分の動作
を説明する図。
FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the circuit portion common to the embodiment of the present invention and the conventional example.

【図10】本発明実施例と従来例に共通な回路部分の動
作を説明する図。
FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the circuit portion common to the embodiment of the present invention and the conventional example.

【図11】本発明実施例と従来例に共通な回路部分の動
作を説明する図。
FIG. 11 is a diagram for explaining an operation of a circuit portion common to the embodiment of the present invention and the conventional example.

【図12】図8の従来回路の動作を説明する図。FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the conventional circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…交流電源 2…ブリッジ整流ダイオード回路 3…平滑コンデンサ 4,5…MOS FET(第1,第2のスイッチング素
子) 6,7…ダイオード(第1,第2のダイオード) 8A,8B,8C…トランス 9…1次コイル 10…共振コンデンサ 11…2次コイル 12,13…整流ダイオード 12,13及び14…全波整流回路 14…平滑コンデンサ 15…安定化直流電圧の出力端子 17…誤差増幅器 19…フォトカプラ 23…制御回路 24…ローパスフィルタ 25,27…3次コイル 26,28…整流ダイオード 29…直流阻止コンデンサ 30…DC−DCコンバータ
1 ... AC power supply 2 ... Bridge rectifying diode circuit 3 ... Smoothing capacitor 4,5 ... MOS FET (first and second switching elements) 6, 7 ... Diode (first and second diode) 8A, 8B, 8C ... Transformer 9 ... Primary coil 10 ... Resonant capacitor 11 ... Secondary coil 12, 13 ... Rectifying diodes 12, 13 and 14 ... Full wave rectifying circuit 14 ... Smoothing capacitor 15 ... Stabilized DC voltage output terminal 17 ... Error amplifier 19 ... Photocoupler 23 ... Control circuit 24 ... Low-pass filter 25, 27 ... Tertiary coil 26, 28 ... Rectifier diode 29 ... DC blocking capacitor 30 ... DC-DC converter

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電源と、 この交流電源の電圧を全波整流する第1の整流回路と、 この第1の整流回路で整流された電圧を、再度整流し平
滑する第2の整流回路と、 この第2の整流回路で整流・平滑された直流電圧を高周
波インバータで交流にした後、トランスで所定の電圧に
変換してから、整流・平滑して所望の直流電圧を得るD
C−DCコンバータと、 前記第1の整流回路と前記第2の整流回路との間に接続
されかつ前記DC−DCコンバータの前記トランスに巻
線され、前記高周波インバータの交流電圧に基づき誘起
した電圧を、前記第1の整流回路からの全波整流電圧に
加算して前記第2の整流回路に供給するコイルとを具備
したことを特徴とする交流直流変換電源回路。
1. An AC power supply, a first rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a second rectifier circuit for rectifying and smoothing the voltage rectified by the first rectifier circuit again. , The DC voltage rectified and smoothed by the second rectifier circuit is converted into an alternating current by a high frequency inverter, converted into a predetermined voltage by a transformer, and then rectified and smoothed to obtain a desired DC voltage D
A voltage that is connected between the C-DC converter and the first rectifier circuit and the second rectifier circuit, is wound around the transformer of the DC-DC converter, and is induced based on the AC voltage of the high-frequency inverter. Is added to the full-wave rectified voltage from the first rectifier circuit and supplied to the second rectifier circuit.
【請求項2】交流電源と、 この交流電源の電圧を全波整流する第1の整流回路と、 この第1の整流回路で整流された電圧を、再度全波整流
し平滑する第2の整流回路と、 この第2の整流回路で整流・平滑された直流電圧を高周
波インバータで交流にした後、トランスで所定の電圧に
変換してから、整流・平滑して所望の直流電圧を得るD
C−DCコンバータと、 前記第1の整流回路と前記第2の整流回路との間でかつ
前記DC−DCコンバータの前記トランスに互いに逆極
性となるように巻線された2つのコイルであって、前記
高周波インバータの交流電圧に基づき前記2つのコイル
に誘起した互いに逆位相の交流電圧を、前記第1の整流
回路からの全波整流電圧に加算して前記第2の整流回路
の全波整流入力端に供給する第1,第2のコイルとを具
備したことを特徴とする交流直流変換電源回路。
2. An AC power supply, a first rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a second rectifier for full-wave rectifying and smoothing the voltage rectified by the first rectifier circuit. The circuit and the DC voltage rectified / smoothed by the second rectifier circuit are converted into AC by a high frequency inverter, converted into a predetermined voltage by a transformer, and then rectified / smoothed to obtain a desired DC voltage D
A C-DC converter, and two coils wound between the first rectifier circuit and the second rectifier circuit and on the transformer of the DC-DC converter so as to have opposite polarities. An AC voltage of mutually opposite phases induced in the two coils based on an AC voltage of the high frequency inverter is added to a full wave rectified voltage from the first rectifier circuit, and full wave rectified of the second rectifier circuit. An AC / DC conversion power supply circuit comprising: a first coil and a second coil supplied to an input end.
【請求項3】交流電源と、 この交流電源の電圧を全波整流する第1の整流回路と、 この第1の整流回路で整流された電圧を、再度整流し平
滑する第2の整流回路と、 この第2の整流回路で整流・平滑された直流電圧を高周
波インバータで交流にした後、トランスで所定の電圧に
変換してから、整流・平滑して所望の直流電圧を得るD
C−DCコンバータと、 前記第1の整流回路と前記第2の整流回路との間に接続
されかつ前記DC−DCコンバータの前記トランスに巻
線されたコイルで構成され、前記高周波インバータの交
流電圧に基づき該コイルに誘起した電圧を、前記第1の
整流回路からの全波整流電圧に加算する第1の加算手段
と、 前記DC−DCコンバータの高周波インバータで発生し
た交流電圧を、前記第1の加算手段における加算電圧と
同相となるように前記第1の整流回路からの全波整流電
圧に加算する第2の加算手段とを具備したことを特徴と
する交流直流変換電源回路。
3. An AC power supply, a first rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a second rectifier circuit for rectifying and smoothing the voltage rectified by the first rectifier circuit again. , The DC voltage rectified and smoothed by the second rectifier circuit is converted into an alternating current by a high frequency inverter, converted into a predetermined voltage by a transformer, and then rectified and smoothed to obtain a desired DC voltage D
An AC voltage of the high-frequency inverter, which is composed of a C-DC converter and a coil connected between the first rectifier circuit and the second rectifier circuit and wound around the transformer of the DC-DC converter. First adding means for adding the voltage induced in the coil to the full-wave rectified voltage from the first rectifier circuit, and the AC voltage generated in the high frequency inverter of the DC-DC converter, based on the first Second adding means for adding to the full-wave rectified voltage from the first rectifying circuit so as to have the same phase as the added voltage in the adding means.
【請求項4】交流電源と、 この交流電源の電圧を全波整流する第1の整流回路と、 この第1の整流回路で整流された電圧を、再度整流する
第2の整流回路と、 この第2の整流回路の電圧を平滑する平滑回路と、 この平滑回路で得られた直流電圧を高周波インバータで
交流にした後、トランスで所定の電圧に変換してから、
整流・平滑して所望の直流電圧を得るDC−DCコンバ
ータと、 前記第2の整流回路と前記平滑回路との間に接続されか
つ前記DC−DCコンバータの前記トランスに巻線され
たコイルで構成され、前記高周波インバータの交流電圧
に基づき該コイルに誘起した電圧を、前記第2の整流回
路からの整流電圧に加算する第1の加算手段と、 前記DC−DCコンバータの高周波インバータで発生し
た交流電圧を、前記第1の加算手段における加算電圧と
同相となるように前記第1の整流回路からの全波整流電
圧に加算する第2の加算手段とを具備したことを特徴と
する交流直流変換電源回路。
4. An AC power supply, a first rectifier circuit for full-wave rectifying the voltage of the AC power supply, and a second rectifier circuit for rectifying the voltage rectified by the first rectifier circuit again. A smoothing circuit for smoothing the voltage of the second rectifier circuit, and a direct current voltage obtained by this smoothing circuit is converted into an alternating current by a high frequency inverter and then converted into a predetermined voltage by a transformer,
A DC-DC converter that rectifies and smoothes to obtain a desired DC voltage, and a coil that is connected between the second rectifying circuit and the smoothing circuit and that is wound around the transformer of the DC-DC converter. First adding means for adding the voltage induced in the coil based on the AC voltage of the high frequency inverter to the rectified voltage from the second rectifier circuit; and the AC generated in the high frequency inverter of the DC-DC converter. AC-DC conversion, characterized by further comprising: second adding means for adding the voltage to the full-wave rectified voltage from the first rectifying circuit so that the voltage has the same phase as the added voltage in the first adding means. Power supply circuit.
【請求項5】請求項1〜4のいずれか1つに記載の交流
直流変換電源回路において、 前記DC−DCコンバータは、 第1のスイッチング素子とこの第1のスイッチング素子
のスイッチング電流とは逆方向に電流が流れる極性に前
記第1のスイッチング素子と並列に第1のダイオードが
接続され、前記第1のスイッチング素子と前記第1のダ
イオードのカソードとの接続点には前記第2の整流回路
からの直流電圧が供給される第1の並列回路と、 第2のスイッチング素子とこの第2のスイッチング素子
のスイッチング電流とは逆方向に電流が流れる極性に前
記第2のスイッチング素子と並列に第2のダイオードが
接続され、前記第2のスイッチング素子と前記第2のダ
イオードのカソードとの接続点は前記第1のスイッチン
グ素子と前記第1のダイオードのアノードとの接続点に
接続され、前記第2のスイッチング素子と前記第2のダ
イオードのアノードとの接続点は基準電位点に接続され
る第2の並列回路と、 前記第1の並列回路と前記第2の並列回路との接続点と
基準電位点との間に、1次コイルと共振コンデンサの直
列回路が接続され、2次コイルに所定の交流電圧を出力
するトランスと、 このトランスの2次コイルに発生する交流電圧を、整流
・平滑して出力する第3の整流回路と、 前記第1のスイッチング素子と前記第2のスイッチング
素子を交互にオン,オフさせる制御回路とを具備したこ
とを特徴とする交流直流変換電源回路。
5. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 1, wherein the DC-DC converter has a first switching element and a switching current of the first switching element which is opposite to the switching current of the first switching element. A first diode is connected in parallel with the first switching element in a direction in which a current flows in a direction, and the second rectifier circuit is provided at a connection point between the first switching element and the cathode of the first diode. From the first parallel circuit to which the DC voltage from the second switching element is supplied, and the second switching element and the second switching element are connected in parallel to the second switching element in a polarity in which a current flows in a direction opposite to the switching current of the second switching element. Two diodes are connected, and the connection point between the second switching element and the cathode of the second diode is connected to the first switching element and the first diode. A second parallel circuit connected to a connection point with the anode of the diode, and a connection point between the second switching element and the anode of the second diode to a reference potential point; and the first parallel circuit. A series circuit of a primary coil and a resonance capacitor is connected between a connection point between the second parallel circuit and the second parallel circuit and a reference potential point, and a transformer for outputting a predetermined AC voltage to the secondary coil. A third rectifying circuit that rectifies and smoothes the AC voltage generated in the secondary coil and outputs the AC voltage, and a control circuit that alternately turns on and off the first switching element and the second switching element are provided. An AC / DC conversion power supply circuit characterized by the above.
【請求項6】請求項1〜3のいずれか1つに記載の交流
直流変換電源回路において、 前記第1の整流回路は、ブリッジ整流ダイオード回路で
構成され、 前記第2の整流回路は、整流ダイオードと平滑コンデン
サとで構成されることを特徴とする交流直流変換電源回
路。
6. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 1, wherein the first rectifier circuit is a bridge rectifier diode circuit, and the second rectifier circuit is a rectifier circuit. An AC / DC conversion power supply circuit comprising a diode and a smoothing capacitor.
【請求項7】請求項4記載の交流直流変換電源回路にお
いて、 前記第1の整流回路は、ブリッジ整流ダイオード回路で
構成され、 前記第2の整流回路は、整流ダイオードで構成されるこ
とを特徴とする交流直流変換電源回路。
7. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 4, wherein the first rectifier circuit is a bridge rectifier diode circuit, and the second rectifier circuit is a rectifier diode. AC to DC conversion power supply circuit.
【請求項8】請求項3又は4記載の交流直流変換電源回
路において、 前記第2の加算手段は、直流阻止コンデンサを用いて構
成されることを特徴とする交流直流変換電源回路。
8. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 3, wherein the second adding means is configured by using a DC blocking capacitor.
【請求項9】請求項5記載の交流直流変換電源回路にお
いて、 前記制御回路は、前記第3の整流回路からの直流電圧を
検出した電圧に基づいて、前記第1,第2のスイッチン
グ素子のオン,オフ周波数を変化させ、前記第3の整流
回路からの直流電圧が一定となるよう制御することを特
徴とする交流直流変換電源回路。
9. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 5, wherein the control circuit controls the first and second switching elements based on a voltage detected from the DC voltage from the third rectifier circuit. An AC / DC conversion power supply circuit, characterized in that the ON / OFF frequency is changed to control the DC voltage from the third rectifier circuit to be constant.
【請求項10】請求項1〜3のいずれか1つに記載の交
流直流変換電源回路において、 前記第1の整流回路と前記トランスに巻線したコイルの
入力端との間に、高周波成分を前記第1の整流回路側に
流さないためのローパスフィルタを具備したことを特徴
とする交流直流変換電源回路。
10. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 1, wherein a high frequency component is provided between the first rectifier circuit and an input end of a coil wound around the transformer. An AC / DC conversion power supply circuit comprising a low-pass filter for preventing the current from flowing to the first rectifier circuit side.
【請求項11】請求項4又は7記載の交流直流変換電源
回路において、 前記第1の整流回路と前記第2の整流回路との間に、高
周波成分を前記第1の整流回路側に流さないためのロー
パスフィルタを具備したことを特徴とする交流直流変換
電源回路。
11. The AC / DC conversion power supply circuit according to claim 4 or 7, wherein a high frequency component does not flow to the first rectifier circuit side between the first rectifier circuit and the second rectifier circuit. An AC / DC conversion power supply circuit comprising a low pass filter for
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KR1019960003140A KR100231227B1 (en) 1995-02-10 1996-02-09 Ac/dc converter power supply circuit
DE69617487T DE69617487T2 (en) 1995-02-10 1996-02-12 Rectifier power supply circuit
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030047787A (en) * 2001-12-11 2003-06-18 소니 가부시끼 가이샤 Switching power supply circuit

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