JPH0919139A - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JPH0919139A JPH0919139A JP7183405A JP18340595A JPH0919139A JP H0919139 A JPH0919139 A JP H0919139A JP 7183405 A JP7183405 A JP 7183405A JP 18340595 A JP18340595 A JP 18340595A JP H0919139 A JPH0919139 A JP H0919139A
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- switch element
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- power factor
- power supply
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
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- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
交流入力スイッチング電源において、1組のスイッチ素
子と制御回路からなる簡単な構成で高力率で高効率の交
流入力スイッチング電源を提供することを目的とする。 【構成】 交流電源に接続された全波整流器の出力端子
間に平滑コンデンサを接続し、平滑コンデンサの端子間
に主トランスの1次巻線とスイッチ素子の直列回路を接
続し、主トランスの2次巻線に整流平滑回路を接続し、
整流平滑回路の出力端子間に接続された負荷に電力を供
給すると同時に、整流平滑回路の出力電圧を検出して、
既定の電圧になるように、該スイッチ素子を制御する制
御回路を備えたスイッチング電源に於いて、全波整流器
と平滑コンデンサとの間に、インダクタンスと力率改善
用トランスの制御巻線を直列に接続し、力率改善用トラ
ンスの1次巻線を主トランスの1次巻線と並列に接続し
た事を特徴とするスイッチング電源。又、必要に応じて
主トランスをN個1次巻線側で並列接続して、容量アッ
プを図ることも出来る。
子と制御回路からなる簡単な構成で高力率で高効率の交
流入力スイッチング電源を提供することを目的とする。 【構成】 交流電源に接続された全波整流器の出力端子
間に平滑コンデンサを接続し、平滑コンデンサの端子間
に主トランスの1次巻線とスイッチ素子の直列回路を接
続し、主トランスの2次巻線に整流平滑回路を接続し、
整流平滑回路の出力端子間に接続された負荷に電力を供
給すると同時に、整流平滑回路の出力電圧を検出して、
既定の電圧になるように、該スイッチ素子を制御する制
御回路を備えたスイッチング電源に於いて、全波整流器
と平滑コンデンサとの間に、インダクタンスと力率改善
用トランスの制御巻線を直列に接続し、力率改善用トラ
ンスの1次巻線を主トランスの1次巻線と並列に接続し
た事を特徴とするスイッチング電源。又、必要に応じて
主トランスをN個1次巻線側で並列接続して、容量アッ
プを図ることも出来る。
Description
【0001】
【本発明の属する分野】本発明は、交流を入力とするス
イッチング式直流安定化電源の力率改善に関するもので
ある。
イッチング式直流安定化電源の力率改善に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図1は特開平7−15967号公報にお
いて提案されている従来の回路例である。
いて提案されている従来の回路例である。
【0003】その構成は、交流電源20に接続された全
波整流器21の出力端子間に平滑コンデンサ32を接続
し、該平滑コンデンサ32の端子間に主トランス27の
1次 (2) 巻線28とスイッチ素子34の直列回路を接続し、該ト
ランス27の2次巻線29に整流平滑回路45を接続
し、該整流平滑回路45の出力端子に接続された負荷4
0に電力を供給する。
波整流器21の出力端子間に平滑コンデンサ32を接続
し、該平滑コンデンサ32の端子間に主トランス27の
1次 (2) 巻線28とスイッチ素子34の直列回路を接続し、該ト
ランス27の2次巻線29に整流平滑回路45を接続
し、該整流平滑回路45の出力端子に接続された負荷4
0に電力を供給する。
【0004】この様なスイッチング電源において該全波
整流器21と、該平滑コンデンサ32の間にインダクタ
26と、該トランスの制御巻線31を直列に接続する。
整流器21と、該平滑コンデンサ32の間にインダクタ
26と、該トランスの制御巻線31を直列に接続する。
【0005】その動作は、スイッチ素子34が、入力商
用交流周波数より高い周波数でオン、オフし、オン時に
インダクタ26に電流を蓄え、オフ時にこれを放出する
動作を繰り返すことによって、入力電流Iin(1)の波形
を電圧波形の正弦波に近似させる。従って、力率の高い
電源を構成できる。
用交流周波数より高い周波数でオン、オフし、オン時に
インダクタ26に電流を蓄え、オフ時にこれを放出する
動作を繰り返すことによって、入力電流Iin(1)の波形
を電圧波形の正弦波に近似させる。従って、力率の高い
電源を構成できる。
【0006】また、平滑コンデンサ32で、リップルの
少ない直流に平滑した後、スイッチ素子34がオン、オ
フすることによって、主トランス27の1次巻線28に
交流電圧が与えられ、その出力は、主トランス27の2
次巻線29から整流平滑回路に与えられて整流平滑し、
直流の出力電圧として負荷40に与える。
少ない直流に平滑した後、スイッチ素子34がオン、オ
フすることによって、主トランス27の1次巻線28に
交流電圧が与えられ、その出力は、主トランス27の2
次巻線29から整流平滑回路に与えられて整流平滑し、
直流の出力電圧として負荷40に与える。
【0007】ここで、制御回路41は、該整流平滑回路
45の出力電圧を検出して、それが既定の電圧となるよ
うに、スイッチ素子34をオン、オフする。
45の出力電圧を検出して、それが既定の電圧となるよ
うに、スイッチ素子34をオン、オフする。
【0008】以上のように、本構成は、高力率を得なが
ら、商用交流電源20の入力を安定な直流電圧に交換
し、出力する機能を持っている。
ら、商用交流電源20の入力を安定な直流電圧に交換
し、出力する機能を持っている。
【0009】
【従来技術の問題点】しかし従来技術には次の様な問題
点がある。 1.一つのトランスに一次巻線28、制御巻線(キャン
セル巻線)31、二次巻線29を巻き込むことにより成
立するので、トランスのパラ化が容易にできず、容量ア
ップが困難であった。 (3)
点がある。 1.一つのトランスに一次巻線28、制御巻線(キャン
セル巻線)31、二次巻線29を巻き込むことにより成
立するので、トランスのパラ化が容易にできず、容量ア
ップが困難であった。 (3)
【0010】2.スイッチ素子34がONすると、素子
34に流れる電流は、 (a)入力電流の波形を電圧波形の正弦波に近似させる
為、商用入力20からの電流I1 (b)二次側へのフライバック出力として、コンデンサ
32からの電流I2 を合成したものとなるため、一次巻線28は通常のRC
Cに比べ太い線を使用する必要がある。このため、トラ
ンス27から得られる容量は、低減されたものとなる。
34に流れる電流は、 (a)入力電流の波形を電圧波形の正弦波に近似させる
為、商用入力20からの電流I1 (b)二次側へのフライバック出力として、コンデンサ
32からの電流I2 を合成したものとなるため、一次巻線28は通常のRC
Cに比べ太い線を使用する必要がある。このため、トラ
ンス27から得られる容量は、低減されたものとなる。
【0011】
【発明の目的】本発明は上記の点を鑑みなされたもの
で、インダクタンス26と一緒になって力率改善を行う
トランス27と、二次側へ負荷電力を供給するトランス
を分ける事が出来、容量をアップした交流入力スイッチ
ング電源を提供することを目的とする。
で、インダクタンス26と一緒になって力率改善を行う
トランス27と、二次側へ負荷電力を供給するトランス
を分ける事が出来、容量をアップした交流入力スイッチ
ング電源を提供することを目的とする。
【0012】
【実施例】図2は本発明の一実施例である。容量アップ
の必要状況により、トランスAに対してトランスB、C
・・・・と追加が可能である。
の必要状況により、トランスAに対してトランスB、C
・・・・と追加が可能である。
【0013】この動作は次のようになる。力率改善用ト
ランス27′の各巻線の巻数を、それぞれ1次巻線28
がN1、制御巻線31がN2とし、図2の図中でa点、
b点、c点の電位をそれぞれVa、Vb、Vcとする。
ランス27′の各巻線の巻数を、それぞれ1次巻線28
がN1、制御巻線31がN2とし、図2の図中でa点、
b点、c点の電位をそれぞれVa、Vb、Vcとする。
【0014】ここでN1=N2に設定すると、スイッチ
素子34がオンの時、力率改善用トランス27′の1次
巻線28には、平滑コンデンサ32の電圧、即ち、Vb
が印加される。 (4) この時、N1=N2と設定しておいたので、トランス2
7の制御巻線31はほぼVbに等しくなる。
素子34がオンの時、力率改善用トランス27′の1次
巻線28には、平滑コンデンサ32の電圧、即ち、Vb
が印加される。 (4) この時、N1=N2と設定しておいたので、トランス2
7の制御巻線31はほぼVbに等しくなる。
【0015】そこで、a点の電圧Vaは、平滑コンデン
サ32の電圧Vbから、力率改善用トランス27′の制
御巻線31の発生電圧Vbを差し引くと零ボルトにな
る。即ちスイッチ素子34がオンの時にa点の電位は零
ボルトになる。
サ32の電圧Vbから、力率改善用トランス27′の制
御巻線31の発生電圧Vbを差し引くと零ボルトにな
る。即ちスイッチ素子34がオンの時にa点の電位は零
ボルトになる。
【0016】また、スイッチ素子34がオンの時にはa
点の電圧Vaは零ボルトになるので、インダクタ26
に、入力電圧Vin(2)が印加され、インダクタ26のイ
ンダクタンスをL26、インダクタ26を流れる電流を
IL(on)、スイッチ素子34をオンしてからの時間をt
とすると IL(on)=Vin(2)/L26・t・・・・・・(1) で決定される電流がインダクタ26を流れる。
点の電圧Vaは零ボルトになるので、インダクタ26
に、入力電圧Vin(2)が印加され、インダクタ26のイ
ンダクタンスをL26、インダクタ26を流れる電流を
IL(on)、スイッチ素子34をオンしてからの時間をt
とすると IL(on)=Vin(2)/L26・t・・・・・・(1) で決定される電流がインダクタ26を流れる。
【0017】この電流は、まず、力率改善用トランス2
7′の制御巻線31を流れ、その結果として、力率改善
用トランス27′の1次巻線28を流れ、スイッチ素子
34を流れていく。このような電流の流れによって、商
用交流電源20のエネルギ−がインダクタ26に蓄えら
れる。この電流をI1とする。
7′の制御巻線31を流れ、その結果として、力率改善
用トランス27′の1次巻線28を流れ、スイッチ素子
34を流れていく。このような電流の流れによって、商
用交流電源20のエネルギ−がインダクタ26に蓄えら
れる。この電流をI1とする。
【0018】さらに、スイッチ素子34がオンの時に
は、平滑コンデンサ32からの電流が主トランスAの1
次巻線A1を通り、A1にエネルギ−を蓄えて、スイッ
チ素子34を流れていく。この電流をI2とする。
は、平滑コンデンサ32からの電流が主トランスAの1
次巻線A1を通り、A1にエネルギ−を蓄えて、スイッ
チ素子34を流れていく。この電流をI2とする。
【0019】スイッチ素子34がOFFの期間には、主
トランスAに蓄えられたエネルギ−が、整流平滑回路4
5を介して負荷に送られると同時に、インダクタ26の
電流は、力率改善用トランス27′の制御巻線31を介
して平滑コンデンサ32に流れ込む。 (5)
トランスAに蓄えられたエネルギ−が、整流平滑回路4
5を介して負荷に送られると同時に、インダクタ26の
電流は、力率改善用トランス27′の制御巻線31を介
して平滑コンデンサ32に流れ込む。 (5)
【0020】以上のような動作と同時に制御回路41は
整流平滑回路45の出力電圧が限定の電圧になるよう
に、スイッチ素子34のオン、オフの期間を変えて制御
している。
整流平滑回路45の出力電圧が限定の電圧になるよう
に、スイッチ素子34のオン、オフの期間を変えて制御
している。
【0021】図4は本発明の実施例(図2)の各部動作
波形図で、前述のように、インダクタ26の端子間には
スイッチ素子34がオンの期間には、入力電圧Vin(2)
が印加される。
波形図で、前述のように、インダクタ26の端子間には
スイッチ素子34がオンの期間には、入力電圧Vin(2)
が印加される。
【0022】ここでVin(2)は商用入力電圧で、L26は
インダクタ26のインダクタンスであり、tはスイッチ
素子34がオンしてからの時間であり、またスイッチ素
子34がオンする直前にインダクタ26の電流は零アン
ペアになるように設定してある。
インダクタ26のインダクタンスであり、tはスイッチ
素子34がオンしてからの時間であり、またスイッチ素
子34がオンする直前にインダクタ26の電流は零アン
ペアになるように設定してある。
【0023】そこで、本発明回路のスイッチング電源が
定常動作をしている時は、スイッチ素子34のオン幅t
onは、商用交流サイクルで、ほぼ一定とみなされるの
で、スイッチ素子34が高周波でオン、オフする1周期
中のインダクタ26の電流のピ−ク値をIL(P)とする
と、 IL(P)=Vin(2)/L26・ton・・・・・(2) となる。
定常動作をしている時は、スイッチ素子34のオン幅t
onは、商用交流サイクルで、ほぼ一定とみなされるの
で、スイッチ素子34が高周波でオン、オフする1周期
中のインダクタ26の電流のピ−ク値をIL(P)とする
と、 IL(P)=Vin(2)/L26・ton・・・・・(2) となる。
【0024】そこでVin(2)は正弦波であり、上式より
インダクタ26の電流のピ−ク値IL(P)の包絡線も正弦
波になることがわかる。
インダクタ26の電流のピ−ク値IL(P)の包絡線も正弦
波になることがわかる。
【0025】図3は本発明の他の実施例回路図で、この
実施例では図2に比し、コンデンサ50をスイッチ素子
34の端子間に接続したことである。この動作はスイッ
チ素子34がオフの期間に力率改善用トランス27及び
主トランスA、B、Cの励磁電流が零アンペアにリセッ
トされた後に、力率改善用トランス27′及び主トラ (6) ンスのA、B、Cの励磁インダクタンスと、コンデンサ
50が共振して、スイッチ素子34がオンする前に、ス
イッチ素子34の端子間電圧を零ボルト近辺まで、下げ
てくれるのでスイッチ素子のタ−ン・オン時のスイッチ
ング損失を減少させることができることである。
実施例では図2に比し、コンデンサ50をスイッチ素子
34の端子間に接続したことである。この動作はスイッ
チ素子34がオフの期間に力率改善用トランス27及び
主トランスA、B、Cの励磁電流が零アンペアにリセッ
トされた後に、力率改善用トランス27′及び主トラ (6) ンスのA、B、Cの励磁インダクタンスと、コンデンサ
50が共振して、スイッチ素子34がオンする前に、ス
イッチ素子34の端子間電圧を零ボルト近辺まで、下げ
てくれるのでスイッチ素子のタ−ン・オン時のスイッチ
ング損失を減少させることができることである。
【0026】
【発明の効果】従来のスイッチング電源(図1)では、
入力力率を改善させるための電流I1と、負荷へ電力を
供給する電流I2が同時に一次巻線28を流れていたた
め、太い線を使用する必要があり容量アップが困難であ
った。しかしながら、本発明の電源(図2、図3)では
I1とI2を完全に分割することができるため高容量化も
簡単である。
入力力率を改善させるための電流I1と、負荷へ電力を
供給する電流I2が同時に一次巻線28を流れていたた
め、太い線を使用する必要があり容量アップが困難であ
った。しかしながら、本発明の電源(図2、図3)では
I1とI2を完全に分割することができるため高容量化も
簡単である。
【0027】また、従来の電源(図1)におけるトラン
ス27の設計は、力率改善と通常のフライバックを兼ね
たものであるため、わずらわしい計算が必要であった。
しかし、今回発明の電源(図2、図3)における主トラ
ンスA、B、C・・・は通常のフライバックトランスの
設計と全く同じにすることができ、力率改善用のトラン
ス27′は一次巻線28と制御巻線31の巻数のみに注
目することにより、平易に設計ができるようになった。
又、必要により主トランスを追加することにより、容易
に容量アップする事も出来る。
ス27の設計は、力率改善と通常のフライバックを兼ね
たものであるため、わずらわしい計算が必要であった。
しかし、今回発明の電源(図2、図3)における主トラ
ンスA、B、C・・・は通常のフライバックトランスの
設計と全く同じにすることができ、力率改善用のトラン
ス27′は一次巻線28と制御巻線31の巻数のみに注
目することにより、平易に設計ができるようになった。
又、必要により主トランスを追加することにより、容易
に容量アップする事も出来る。
【図1】従来の力率改善型スイッチング電源
【図2】本発明の力率改善型スイッチング電源の一実施
例
例
【図3】本発明の力率改善型スイッチング電源の他の実
施例
施例
【図4】 (7) 本発明のスイッチング電源の各部波形
20 交流電源 21 全波整流器 22〜25 ダイオ−ド 26 インダクタンス 27 主トランス 28 一次巻線 29 二次巻線 31 制御巻線 32 コンデンサ 34 スイッチ素子 40 負荷 41 制御回路 45 整流平滑回路 46 ダイオ−ド 47 コンデンサ 27′本発明の力率改善用トランス A、B、C 主トランス 50 コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項1】 交流電源に接続された全波整流器の出力
端子間に平滑コンデンサを接続し、該平滑コンデンサの
端子間に主トランスの1次巻線とスイッチ素子の直列回
路を接続し、該主トランスの2次巻線に整流平滑回路を
接続し、該整流平滑回路の出力端子間に接続された負荷
に電力を供給すると同時に、該整流平滑回路の出力電圧
を検出して、既定の電圧になるように、該スイッチ素子
を制御する制御回路を備えたスイッチング電源に於い
て、前記全波整流器と前記平滑コンデンサとの間に、イ
ンダクタンスと力率改善用トランスの制御巻線を直列に
接続し、該力率改善用トランスの1次巻線を前記主トラ
ンスの1次巻線と並列に接続した事を特徴とするスイッ
チング電源。 - 【請求項2】 主トランスをN個設け、該主トランスの
1次巻線の各々を並列接続し、該主トランスの各々の2
次巻線毎に整流平滑回路を接続し、該各整流回路の出力
端子間毎に、負荷に電力を供給する様に構成した事を特
徴とする請求項1記載のスイッチング電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07183405A JP3096229B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07183405A JP3096229B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | スイッチング電源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0919139A true JPH0919139A (ja) | 1997-01-17 |
JP3096229B2 JP3096229B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=16135211
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07183405A Expired - Fee Related JP3096229B2 (ja) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3096229B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19901930B4 (de) * | 1998-02-27 | 2006-12-21 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki | Schaltnetzteil |
KR100916046B1 (ko) * | 2007-12-20 | 2009-09-08 | 삼성전기주식회사 | 무손실 역률 개선 회로 |
JP4619556B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2011-01-26 | Tdkラムダ株式会社 | 電源装置 |
WO2017203666A1 (ja) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 三菱電機株式会社 | フライバック電源、インバータ及び電動車両 |
-
1995
- 1995-06-27 JP JP07183405A patent/JP3096229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19901930B4 (de) * | 1998-02-27 | 2006-12-21 | Fuji Electric Co., Ltd., Kawasaki | Schaltnetzteil |
JP4619556B2 (ja) * | 2001-03-01 | 2011-01-26 | Tdkラムダ株式会社 | 電源装置 |
KR100916046B1 (ko) * | 2007-12-20 | 2009-09-08 | 삼성전기주식회사 | 무손실 역률 개선 회로 |
WO2017203666A1 (ja) * | 2016-05-26 | 2017-11-30 | 三菱電機株式会社 | フライバック電源、インバータ及び電動車両 |
JPWO2017203666A1 (ja) * | 2016-05-26 | 2018-10-25 | 三菱電機株式会社 | フライバック電源、インバータ及び電動車両 |
US10978953B2 (en) | 2016-05-26 | 2021-04-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Flyback power supply, inverter and electrically powered vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3096229B2 (ja) | 2000-10-10 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070804 Year of fee payment: 7 |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |