JPH08331846A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH08331846A
JPH08331846A JP7134250A JP13425095A JPH08331846A JP H08331846 A JPH08331846 A JP H08331846A JP 7134250 A JP7134250 A JP 7134250A JP 13425095 A JP13425095 A JP 13425095A JP H08331846 A JPH08331846 A JP H08331846A
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JP
Japan
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coil
input voltage
power supply
choke coil
coil portion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP7134250A
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English (en)
Inventor
Sanai Yatori
佐内 八鳥
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TDK Lambda Corp
Original Assignee
TDK Lambda Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 チョークコイルの全体形状を小さくし、入力
電圧の高低に拘らず充分に高調波電流を抑制する。 【構成】 高調波電流抑制用チョークコイル21を、直流
入力電圧ラインに挿入接続する。このチョークコイル21
は、第1のコイル部23および第2のコイル部24を共通の
コア22に巻回して構成される。手動スイッチ26,27によ
り、第1のコイル部23および第2のコイル部24を直列接
続あるいは並列接続に切換える。これにより、チョーク
コイル21のインダクタンス値が切換わる。 【効果】 直流入力電圧Vinの高低に応じて、チョー
クコイル21のインダクタンス値を最適に切換えることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、トランスとスイッチン
グ素子とからなる単一のインバータ部により、入力電圧
の高低に拘らず連続して安定した出力電圧を得ることの
できる電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、世界各国の商用電源電圧は、A
C80V〜AC276Vまで様々な電圧値を示してお
り、同一の電源装置を世界各国で使用できるように、ト
ランスとスイッチング素子とからなる単一のインバータ
部により、入力電圧の高低に拘らず連続して安定した出
力電圧を得ることのできる電源装置が提案されている。
【0003】図3は、この種の連続入力電源装置の回路
構成を示すものである。同図において、1は交流電源、
2は交流電源1からの商用電源電圧を整流する整流部た
るダイオードブリッジであり、このダイオードブリッジ
2により整流された入力電圧すなわちこの場合には直流
入力電圧Vinが、高調波電流抑制用チョークコイル3
と平滑コンデンサ4とにより構成される能動フィルタ5
を介してインバータ部6に供給される。インバータ部6
はトランス7の一次巻線にMOS型FETからなるスイ
ッチング素子8を接続して構成され、スイッチング素子
8のスイッチング動作に伴なって、トランス7の一次巻
線に直流入力電圧Vinを断続的に印加する。このと
き、トランス7の二次巻線に誘起された電圧は、ダイオ
ード9および平滑コンデンサ10により整流平滑され、出
力端子11,11a間に直流出力電圧Voutとして出力さ
れる。
【0004】一方、直流出力電圧Voutを安定化させ
るための帰還ループとして、直流出力電圧Voutの変
動を検出する出力電圧検出回路12と、出力電圧検出回路
12からの検出信号に基づきスイッチング素子8のパルス
導通幅を制御するパルス幅制御回路13が設けられる。前
記インバータ部6は広範囲の直流入力電圧Vinに適応
でき得るように設計されており、交流電源1からの商用
電源電圧に応じて、スイッチング素子8のパルス導通幅
を可変しながら、直流入力電圧Vinの高低に拘らず連
続して安定した直流出力電圧Voutを得るようにして
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記構成の電源装置に
おける直流入力電圧Vinは、少なからず高調波成分を
含んでおり、この高調波成分が電源装置に好ましくない
影響を与えることはよく知られている。そこで、高調波
電流を抑制するための一手段として、低周波領域の信号
成分のみを通過させる高調波抑制用チョークコイル3を
一方の直流入力電圧ラインに挿入接続した能動フィルタ
5が用いられる。ところが、高調波規格を満足するのに
必要なチョークコイル3のインダクタンス値は、例え
ば、出力電力が75W〜160Wの電源装置では、交流
電源1の電源電圧がAC100Vの場合には8mH〜1
1mH、交流電源1の電源電圧がAC230Vの場合に
は40mH〜60mHと各々異なるため、これを単一の
チョークコイル3で対応させるためには、耐電流などを
考慮して、交流電源1の電源電圧が大きい場合に適合す
るインダクタンス値の大きなチョークコイル3を用いな
ければならない。この場合、チョークコイル3の全体形
状が大きくなって電源装置を小形化できないばかりでな
く、交流電源1の電源電圧が低い場合は、チョークコイ
ル3自体が最適なインダクタンス値に設定されず、充分
な高調波電流の抑制効果が得られないといった欠点を有
する。
【0006】そこで、本発明は上記問題点に鑑み、チョ
ークコイルの全体形状を小さくできるとともに、入力電
圧の高低に拘らず充分な高調波電流の抑制効果を得るこ
とのできる電源装置を提供することをその目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、トランスと、
このトランスに入力電圧を断続的に印加するスイッチン
グ素子とからなるインバータ部を備えるとともに、前記
入力電圧ラインに高調波電流抑制用チョークコイルを挿
入接続してなる電源装置において、共通するコアに一対
のコイル部を巻回して前記高調波電流抑制用チョークコ
イルを構成し、前記各コイル部を直列接続あるいは並列
接続に切換える接続切換手段を設けたものである。
【0008】
【作用】上記構成により、接続切換手段により入力電圧
が低い場合に各コイル部を並列接続し、入力電圧が高い
場合に各コイル部を直列接続すると、チョークコイルの
インダクタンス値を切換えることが可能となる。したが
って、入力電圧の高低に拘らず、最適なインダクタンス
値で充分な高調波電流の抑制効果を得ることができる。
しかも、チョークコイルは、2分割したコイル部を共通
のコアに巻回して構成されるので、その形状を小さくす
ることが可能となる。
【0009】
【実施例】以下、添付図面に基づき本発明の各実施例を
詳述する。なお、前述の従来例と同一部分には同一符号
を付し、その共通する部分の詳細な説明は省略する。
【0010】図1は、本発明の第1実施例を示す回路構
成図である。従来例で示した図3とは、高調波電流抑制
用チョークコイル21が共通するコア22にコイル部たる一
対の第1のコイル部23および第2のコイル部24を巻回し
て構成される点、および、直流入力電圧Vinの高低に
応じて、第1のコイル部23および第2のコイル部24を直
列接続あるいは並列接続に切換える接続切換手段25が設
けられている点で異なっている。
【0011】これを具体的に説明すると、チョークコイ
ル21を構成する第1のコイル部23および第2のコイル部
24は、互いに同一の巻数N1,N2でコア22に巻回さ
れ、第1のコイル部23のドット側端子がダイオードブリ
ッジ2の一方の出力端に接続されるとともに、第2のコ
イル部24の非ドット側端子が平滑コンデンサ4とトラン
ス7の一次巻線との接続点に接続される。また本実施例
では、接続切換手段25として、互いの接点が連動して切
換わる一対の手動スイッチ26,27が設けられる。すなわ
ち、手動スイッチ26の接点が切換わると、第2のコイル
部24のドット側端子が、第1のコイル部23のドット側端
子あるいは非ドット側端子のいずれか一方に接続され
る。また、手動スイッチ27は、手動スイッチ26により第
2のコイル部24のドット側端子が第1のコイル部23のド
ット側端子に接続すると、第1のコイル部23の非ドット
側端子を第2のコイル部24の非ドット側端子に接続する
ものである。なお、手動スイッチ26,27に代わり、コネ
クタなどの機械的な手動切換手段により接続切換手段25
を構成してもよい。
【0012】次に上記構成に付きその作用を説明する。
スイッチング素子8のスイッチング動作に伴い、トラン
ス7の二次巻線に誘起された電圧を、ダイオード9およ
び平滑コンデンサ10により整流平滑して、出力端子11,
11a間に直流出力電圧Voutとして出力する点、およ
び、パルス幅制御回路13によりスイッチング素子8のパ
ルス導通幅を制御することで、直流入力電圧Vinの高
低に拘らず連続して安定した直流出力電圧Voutを得
るようにした点は、従来例と同一である。
【0013】交流電源1の電源電圧が例えばAC100
V程度と低い場合には、手動スイッチ26,27を操作し
て、チョークコイル21の第1のコイル部23と第2のコイ
ル部24とを並列接続する。この場合、直流入力電圧ライ
ンを通過する入力電流は、第1のコイル部23と第2のコ
イル部24とに各々分岐してチョークコイル21に流れ込
む。一方、交流電源1の電源電圧が例えばAC200V
程度と高い場合には、手動スイッチ26,27を操作して、
チョークコイル21の第1のコイル部23と第2のコイル部
24とを直列接続する。直流入力電圧ラインを通過する入
力電流は、第1のコイル部23から第2のコイル部24を経
てチョークコイル21に流れ込む。
【0014】このように、交流電源1の電源電圧すなわ
ち直流入力電圧Vinが低い場合に第1のコイル部23と
第2のコイル部24を並列接続すると、チョークコイル21
の実質的なインダクタンス値は、第1のコイル部23の巻
数N1あるいは第2のコイル部24の巻数N2の二乗に比
例した値となる。ところが、交流電源1の電源電圧がす
なわち直流入力電圧Vinが高い場合に第1のコイル部
23と第2のコイル部24を直列接続すると、チョークコイ
ル21のインダクタンス値は、第1のコイル部23の巻数N
1と第2のコイル部24の巻数N2とを加えた(N1+N
2)の二乗に比例した値となる。したがって、第1のコ
イル部23および第2のコイル部24の巻数N1,N2を互
いに等しく設定すれば、手動スイッチ26,27の操作によ
って、単一のチョークコイル21であるにも拘らず、チョ
ークコイル21のインダクタンス値を(N1)2:(N1
+N2)2、すなわち1:4に切換えることが可能とな
り、直流入力電圧Vinの高低に拘らず、最適なインダ
クタンス値で充分な高調波電流の抑制効果を得ることが
できる。しかも、チョークコイル21は、2分割した第1
のコイル部23および第2のコイル部24を共通のコア22に
巻回して構成されるので、単一のコイル部をコアに巻回
する従来のチョークコイル3に比べて、その形状を小さ
くすることが可能となる。
【0015】一例として、出力電力が75W〜160W
の電源装置の場合を考えると、第1のコイル部23および
第2のコイル部24を並列接続したときのチョークコイル
21のインダクタンス値が10mHとなるように、巻数N
1,N2を各々等しく設定すれば、第1のコイル部23お
よび第2のコイル部24を直列接続に切換えた場合のチョ
ークコイル21のインダクタンス値は40mHとなる。こ
の場合、チョークコイル21は、いずれも高調波規格を満
足するのに必要なインダクタンス値となっている。
【0016】以上のように、本実施例の電源装置は、共
通するコア22に一対の第1のコイル部23および第2のコ
イル部24を巻回して高調波電流抑制用チョークコイル21
を構成するとともに、第1のコイル部23および第2のコ
イル部24を直列接続あるいは並列接続に切換える接続切
換手段25を設けたことで、チョークコイル21の全体形状
を小さくできるとともに、直流入力電圧Vinの高低に
拘らず充分な高調波電流の抑制効果を得ることができ
る。
【0017】次に、図2に基づき本発明の第2実施例を
説明する。本実施例では、第1実施例における接続切換
手段25として、逆阻止三端子サイリスタ(以下、単にサ
イリスタと称する。)31を組合わせて構成される半導体
スイッチ手段32が設けられている。また、サイリスタ31
をオン,オフ制御する手段として、直流入力電圧Vin
の高低を判別する入力電圧判別手段33が設けられる。そ
の他の点は、前記第1実施例と全く同一の構成である。
【0018】上記構成において、交流電源1の電源電圧
が例えばAC100V程度と低い場合には、入力電圧判
別手段33により半導体スイッチ手段32のサイリスタ31を
制御して、チョークコイル21の第1のコイル部23および
第2のコイル部24を並列接続する。また、交流電源1の
電源電圧が例えばAC200V程度と高い場合には、入
力電圧判別手段33によりサイリスタ31を介して、第1の
コイル部23および第2のコイル部24を直列接続する。
【0019】本実施例では、直流入力電圧Vinの高低
を判別する入力電圧判別手段を接続切換手段25に備えた
ので、第1のコイル部23および第2のコイル部24を、自
動的に直列接続あるいは並列接続に切換えることができ
る。したがって、単にチョークコイル21の全体形状を小
さくできるだけでなく、いちいち手動による切換え操作
を行なうことなく、自動的に直流入力電圧Vinの高低
に拘らず充分な高調波電流の抑制効果を得ることが可能
となる。
【0020】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨の範囲において種々の変形実施が可
能である。例えば、第1のコイル部23および第2のコイ
ル部24の各巻数N1,N2は、各実施例のように互いに
同一にする必要はない。すなわち、巻数N1,N2は、
直流入力電圧Vinすなわち交流電源1からの電源電圧
の高低に対応して、チョークコイル21が最適なインダク
タンス値となるように、適宜設定すればよい。また、接
続切換手段25としては、第2実施例における半導体スイ
ッチ手段32の代わりに、リレーなどのスイッチ手段を用
いることも可能である。インバータ部6は、少なくとも
トランス7およびスイッチング素子8を備えていればよ
く、どのようなDC−DCコンバータにも本発明を適用
できる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、トランスと、このトランスに
入力電圧を断続的に印加するスイッチング素子とからな
るインバータ部を備えるとともに、前記入力電圧ライン
に高調波電流抑制用チョークコイルを挿入接続してなる
電源装置において、共通するコアに一対のコイル部を巻
回して前記高調波電流抑制用チョークコイルを構成し、
前記各コイル部を直列接続あるいは並列接続に切換える
接続切換手段を設けたものであり、チョークコイルの全
体形状を小さくできるとともに、入力電圧の高低に拘ら
ず充分な高調波電流の抑制効果を得ることが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す回路構成図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す回路構成図である。
【図3】従来例を示す回路構成図である。
【符号の説明】
6 インバータ部 7 トランス 8 スイッチング素子 21 高調波電流抑制用チョークコイル 22 コア 23 第1のコイル部(コイル部) 24 第2のコイル部(コイル部) 25 接続切換手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/48 9181−5H H02M 7/48 Y

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランスと、このトランスに入力電圧を
    断続的に印加するスイッチング素子とからなるインバー
    タ部を備えるとともに、前記入力電圧ラインに高調波電
    流抑制用チョークコイルを挿入接続してなる電源装置に
    おいて、共通するコアに一対のコイル部を巻回して前記
    高調波電流抑制用チョークコイルを構成し、前記各コイ
    ル部を直列接続あるいは並列接続に切換える接続切換手
    段を設けたことを特徴とする電源装置。
JP7134250A 1995-05-31 1995-05-31 電源装置 Withdrawn JPH08331846A (ja)

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Effective date: 20020806