JPH09149648A - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JPH09149648A JPH09149648A JP32655295A JP32655295A JPH09149648A JP H09149648 A JPH09149648 A JP H09149648A JP 32655295 A JP32655295 A JP 32655295A JP 32655295 A JP32655295 A JP 32655295A JP H09149648 A JPH09149648 A JP H09149648A
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Abstract
回路及び平滑回路を経て直流入力としたいた為、ダイオ
−ドドロップによる効率低下及び入力平滑コンデンサに
よる力率低下をまねいていた。本発明は、商用入力で動
作するスイッチング電源を提案して、効率及び力率改善
を図る事を目的とするものである。 【解決手段】 正の半サイクルに同期してスイッチング
動作する第1のスイッチング素子と、負の半サイクルに
同期してスイッチング動作する第2のスイッチンク素子
の組合わせにより、交流入力で動作するスイッチング回
路を構成し、入力の整流用ダイオ−ドを不要とし、又入
力側の平滑コンデンサも不要にする事により力率改善を
図る。
Description
力率改善に関するものである。
ッチング電源が提案されている。図1に於いて商用電源
1に接続された全波整流器2の出力にコンデンサ3を接
続し、前記コンデンサ3の両端にリアクトル4とオン、
オフ動作を行うスイッチング素子5の直列回路を接続
し、前記スイッチング素子5と並列にダイオ−ド6とコ
ンデンサ7を直列に接続し、前記のコンデンサ7の両端
に負荷0を接続して直流電圧を供給する。
の直流電圧の一方を入力とし、予め定められた基準電圧
8を他方の入力として、これらの誤差電圧を増巾し、そ
の出 (3) 力はパルス発生器10に接続されている。
入力とし、直流電圧が前記基準電圧8より大きくなった
時には、スイッチング素子5のオン時間を短くし、反対
に直流電圧が基準電圧8より小さくなった時には、スイ
ッチング素子5のオン時間を長くする様なパルスを発生
して、直流電圧を安定化する様に動作すると共に、前記
商用電源1から供給される入力電流は、前記商用電源1
の入力電圧とほぼ同じ波形になり力率も改善される。駆
動回路11は、前記パルス発生器10の出力を増巾し、
スイッチング素子5を駆動する。
ッチング電源に於いては、全波整流器を構成するダイオ
−ドが2個直列に接続され入力電流が流れることになる
ので、前記商用電源1の整流に伴いダイオ−ド2個分の
損失を生じる結果、効率の悪い欠点がある。
に、本発明は力率改善用スイッチング電源の入力側を交
流電源とし、入力整流回路クロスを低減した、高効率で
かつ力率改善を図った力率改善用コンバ−タを提供する
事を目的とする。
示す。図2の回路の構成と動作について図3の動作波形
を用いて説明する。尚図2に於いて、図1で説明したも
のと同じ部品は同じ符号を付けてある。
並列接続し、前記コンデンサ3の両端にリアクトル4
と、正サイクルの半波に順方向に接続された第1のスイ
ッチング素子12(例えばFET1)と、負サイクルの
半波に順方向に接続された第2 (4) のスイッチング素子13(例えばFET2)を直列に接
続し、前記第1のスイッチング素子12と第2のスイッ
チング素子13のドレイン側に、それぞれダイオ−ド1
4、15のアノ−ド側を接続し、前記ダイオ−ド14、
15のカソ−ド側を共通にし、負荷0の一端に接続す
る。又コンデンサ7は、前記ダイオ−ド14、15の共
通のカソ−ド側に接続され、コンデンサ7の他端は負荷
0の他端と共に、前記第1のスイッチング素子12、第
2のスイッチング素子の共通のソ−ス側に接続されてい
る。
の直流出力電圧を一方の入力とし、予め定められた基準
電圧8を他方入力として、それらの誤差電圧を増巾し、
その出力はパルス発生器10に接続されている。
号を入力とし、前記コンデンサ7の両端電圧(出力電
圧)が基準電圧8より大きくなった時には、第1及び第
2のスイッチング素子12、13のオン時間を短くし、
反対に出力電圧が基準電圧8より小さくなった時には、
第1及び第2のスイッチング素子12、13のオン時間
を長くするようにパルス制御して出力電圧を安定化する
様に動作を行う。
増巾し、第1及び第2のスイッチング素子12、13を
それぞれ駆動する。コンデンサ3は各スイッチング素子
のON、OFF動作による高調波成分を除去するために
設けたものである。
の動作波形を用いて説明する。商用電源電圧(A)が正
の半サイクル時、第1、第2のスイッチング素子12、
13に図3(B)の様な駆動信号が与えられると、動作
電流経路を図2を用いて説明すると、商用電源1及びコ
ンデンサ3→リアクトル4→第1のスイッチング素子1
2→第2のスイッチング素子13のソ−スからドレイン
と寄生ダイオ−ド13′→商用電源1及びコンデンサ3
となり、この期間にリアクトル4にエネル (5) ギ−が蓄積される。
2、13の駆動信号がタ−ンオフすると、リアクトル4
に蓄積されていたエネルギ−が、リアクトル4→ダイオ
−ド14→コンデンサ7→第2のスイッチング素子13
の寄生ダイオ−ド13′→コンデンサ3→リアクトル4
の経路にて放電され、コンデンサ7の両端に充電され、
誤差増巾器9、基準電圧8、パルス発生器10の閉ル−
プ動作に依り、負荷0に安定した直流電圧を供給する。
イクル期間に於いても、同様な動作をくり返す。すなわ
ち第1、第2のスイッチング素子12、13に駆動信号
が与えられると、商用電源1及びコンデンサ3→第2の
スイッチング素子13→第1のスイッチング素子12の
ソ−ス・ドレイン間と寄生ダイオ−ド12′→リアクト
ル4→商用電源1及びコンデンサ3の経路でリアクトル
4にエネルギ−が蓄積される。
2、13に与えられていた駆動信号がタ−ンオフすると
リアクトル4に蓄積されていたエネルギ−が放電を行
う。放電経路はリアクトル4→コンデンサ3→ダイオ−
ド15→コンデンサ7→第1のスイッチング素子12の
寄生ダイオ−ド12′→リアクトル4となりコンデンサ
7には閉ル−プ動作により安定した直流電圧が発生し負
荷0に供給される。
様な電流が流れ、商用電源に於ける入力電流は点線で示
した波形の様になり、力率も大巾に改善される。
チング電源に於いては、等価的に商用電源の整流に伴う
損失を第1、又は第2のスイッチング素子12、13の
ソ−ス、ドレイン間電圧に依る損失と、前記第1又は第
2スイッチング素子12、1 (6) 3の寄生ダイオ−ド12′、13′に依る損失の並列動
作に依るため、図1で示した従来回路の整流ダイオ−ド
2個分に依る損失に比較すれば、かなりの損失低減を図
る事が出来、効率を大巾に改善する事ができる。
を適用した時の第2の実施例を示す。図4の回路の構成
と動作について図5の動作波形を用いて説明する。図4
において図2で説明したものと同じものは同じ符号を付
けている。
次側を絶縁し、1次巻線17、2次巻線18、3次巻線
19から構成され1次と2次又は3次巻線の巻数比は
N:1:1となっているものとする。前記2次及び3次
巻線には整流ダイオ−ド20、21、及びフリ−ホイ−
ルダイオ−ド22が接続されている。
電源1が図5の(A)の様に正の半サイクル時に、第1
及び第2のスイッチング素子12、13のゲ−トに駆動
信号が与えられると、トランス16の1次側は商用電源
1及びコンデンサ3→トランス16の1次巻線17→第
1のスイッチング素子12→第2のスイッチング素子1
3のソ−スからドレインと寄生ダイオ−ド13′→商用
電源1及びコンデンサ3に電流が流れる。
印をプラスに入力商用電源1のVinが印加され、トラン
ス16の2次巻線18の・印側にVin/N電圧が発生す
る。Vin/Nの電圧が、コンデンサ24の両端電圧、す
なわち出力電圧V0よりも大きくなると、トランス16
の2次巻線18→ダイオ−ド20→リアクトル23→コ
ンデンサ24→トランス16の2次巻線18の経路で電
流が流れ、又リアクトル23にはエネルギ−が蓄積され
る。
−トに与えられていた駆動信号がタ−ンオフすると、前
記リアクトル23に蓄積されていたエネルギ−が、リア
クトル23→コンデンサ24→ダイオ−ド22を通して
放電されるため、コンデンサ24の両端には直流電圧が
発生し、負荷0には直流電圧が供給される。
様に、誤差増巾器9、基準電圧8、パルス発生器10で
一連の閉ル−プ動作を行うため、出力電圧は安定化され
ている。
の(C)の様になり、図5の(A)の入力商用電源Vin
がトランス16の巻数比Nと出力電圧V0の関係がVi
n》NV0になって、始めて電流が流れるため商用の入力
電流Iinは図5(C)の点線の様になる。
の半サイクル時にも前述した通りと同じ動作を行うため
ここでは省略する。但し図4のトランス16の2次側に
於いては、3次巻線19と、ダイオ−ド21で前述正の
半サイクルと同様な動作を行う。
ランス16の2次及び3次巻線の巻数比を上げる事で、
力率を高く出来る事が知られている。
に1次側整流に伴う損失を減らす事が出来る結果、高力
率で高効率のスイッチング電源提供する事ができる。
施例であって、前記図2及び図4の回路動作のリアクト
ル4又は23の電流波形が不連続波形に対し、連続波形
で動 (8) 作する様な回路構成にした時の制御方法を表したもので
ある。
9の出力を第1入力とし、入力電流検出回路25の出力
を第2の入力として、直流出力電圧が基準電圧8よりも
大きくなった時には、第1及び第2のスイッチング素子
12、13のオン時間を短くし、又直流出力電圧が基準
電圧8よりも小さくなった時に、第1及び第2のスイッ
チング素子12、13のオン時間を長くする様なパルス
を発生して、直流出力電圧を安定化する様に動作すると
共に、入力電流の波形が入力電圧波形に相似する様にス
イッチング素子のオン、オフ時間を制御する。この結
果、力率及び効率の改善をする事が出来る。
源で動作させる事が出来、入力側の整流回路や直流平滑
コンデンサが不要となり、力率及び効率アップを図った
スイッチング電源を提供出来るものである。
の動作波形
の動作波形
Claims (7)
- 【請求項1】 商用電源と並列に第1のコンデンサを接
続し、前記第1のコンデンサと並列に、リアクトルと第
1及び第2のスイッチング素子の直列回路を接続し、前
記第1のスイッチング素子は前記商用電源の正の半サイ
クル時にスイッチング動作を行い、前記第2のスイッチ
ング素子は前記商用電源の負の半サイクル時にスイッチ
ング動作を行い、かつ前記第1のスイッチング素子と並
列に、負の半サイクルで順方向となる第1のダイオ−ド
を接続し、前記第2のスイッチング素子と並列に、正の
半サイクルで順方向となる第2のダイオ−ドを接続し、
前記第1及び第2のスイッチング素子の両端より、それ
ぞれ負荷に順方向となる第3及び第4のダイオ−ドを接
続し、該第3及び第4のダイオ−ドの出力端をコモン接
続して、第2のコンデンサ及び負荷の一端に接続し、前
記第1及び第2のスイッチング素子のコモン点より前記
第2のコンデンサの他端及び前記負荷の他端に接続した
事を特徴とするスイッチング電源。 - 【請求項2】 商用電源と並列に第1のコンデンサを接
続し、前記第1のコンデンサと並列に、トランスの1次
巻線と第1及び第2のスイッチング素子の直列回路を接
続し、前記第1のスイッチング素子は前記商用電源の正
の半サイクル時にスイッチング動作を行い、前記第2の
スイッチング素子は前記商用電源の負の半サイクル時に
スイッチング動作を行い、かつ、前記第1のスイッチン
グ素子と並列に、負の半サイクルで順方向となる第1の
ダイオ−ドを接続し、前記第2のスイッチング素子と並
列に正の半サイクルで順方向となる第2のダイオ−ドを
接続し、前記トランスの2次巻線及び必要により3次以
上の巻線より、整流回路及び平滑回路を通して負荷に接
続した事を特徴とするスイッチング電源。 - 【請求項3】 前記第1及び第2のスイッチング素子が
FETである事を特徴とする請求項1及び2記載のスイ
ッチング電源。 - 【請求項4】 前記第1及び第2のスイッチング素子の
スイッチング周波数は、商用電源周波数より高い事を特
徴とする請求項1及び2及び3記載のスイッ (2) チング電源。 - 【請求項5】 スイッチング電源の入力電流波形平均値
が、入力電圧波形と相似形になる様に、前記第1及び第
2のスイッチング素子をオン、オフ制御する事を特徴と
する請求項1及び2及び3及び4記載のスイッチング電
源。 - 【請求項6】 前記第1のスイッチング素子の制御信号
が、前記商用電源の正の半サイクルと同期し、前記第2
のスイッチング素子の制御信号が、前記商用電源の半サ
イクルと同期して、オン、オフ制御される事を特徴とす
る、請求項1及び2及び3及び4及び5記載のスイッチ
ング電源。 - 【請求項7】 前記リアクトルに流れる電流波形が連続
的に流れるスイッチング電源に於いて、前記入力電流を
検出し前記スイッチング電源の入力電流の平均値が入力
電圧波形と相似形になる様に、前記第1及び第2のスイ
ッチング素子をオン、オフ制御する事を特徴とする請求
項第1、及び第2及び第3及び第4及び第5及び第6記
載のスイッチング電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32655295A JP3493256B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32655295A JP3493256B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | スイッチング電源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09149648A true JPH09149648A (ja) | 1997-06-06 |
JP3493256B2 JP3493256B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=18189108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32655295A Expired - Fee Related JP3493256B2 (ja) | 1995-11-21 | 1995-11-21 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3493256B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193785B2 (en) | 2005-12-30 | 2012-06-05 | Microgen Engine Corporation Holding B.V. | Power supply |
US8279629B2 (en) | 2009-07-29 | 2012-10-02 | Tdk Corporation | Switching power supply |
-
1995
- 1995-11-21 JP JP32655295A patent/JP3493256B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8193785B2 (en) | 2005-12-30 | 2012-06-05 | Microgen Engine Corporation Holding B.V. | Power supply |
US8279629B2 (en) | 2009-07-29 | 2012-10-02 | Tdk Corporation | Switching power supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3493256B2 (ja) | 2004-02-03 |
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Legal Events
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