JPH0937556A - 電源回路 - Google Patents

電源回路

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JPH0937556A
JPH0937556A JP7183696A JP18369695A JPH0937556A JP H0937556 A JPH0937556 A JP H0937556A JP 7183696 A JP7183696 A JP 7183696A JP 18369695 A JP18369695 A JP 18369695A JP H0937556 A JPH0937556 A JP H0937556A
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JP
Japan
Prior art keywords
voltage
circuit
switching element
power supply
supply circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP7183696A
Other languages
English (en)
Inventor
Hitoshi Yamano
等 山野
Ichiro Sabe
市朗 佐部
Sumiaki Hinamoto
純明 雛本
Hiroyasu Ito
伊藤  裕康
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Idec Corp
Original Assignee
Idec Izumi Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】低コストで力率を改善することができるととも
に、負荷の素子の耐電圧定格を下げ、且つ平滑コンデン
サへの充電電流のスイッチングを行うためのスイッチン
グ素子の電流電圧の定格を下げることのできる電源回路
を提供する 【課題解決手段】交流電圧E0を整流するブリッジ整流
回路BDと、該ブリッジ整流回路BDの整流出力端子間
に接続され、平滑コンデンサC0、インダクタL0およ
びスイッチング素子Q0の直列回路と、インダクタL0
とスイッチング素子Q0の直列回路に並列に接続した抵
抗R0と、コンデンサC0の両端電圧が出力電圧として
印加される出力端子T1、T2とを備え、スイッチング
素子Q0を高周波でスイッチングする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流入力を整流
し、この整流出力を平滑して直流出力を得る電源回路に
関する。
【0002】
【従来の技術】交流電圧が印加されるブリッジ整流回路
の出力側に平滑コンデンサを接続したコンデンサインプ
ット型の電源回路では、図8に示すように、平滑コンデ
ンサに流入する充電電流iが導通角の非常に狭い突入電
流となるために、力率が、0.5〜0.6程度とかなり
悪くなる。力率の悪い機器では高調波を多く発生するた
めに、このような機器が増えて送電系に負荷として接続
されると、電力供給側に逆流する高調波が無視出来ない
程度に多くなり、電力系に悪影響を及ぼすという問題が
生じる。
【0003】そこで、特開平6−086553号におい
て、図5に示すような電源回路が提案されている。
【0004】この電源回路は、交流電圧E0を整流する
ブリッジ整流回路BDの整流出力端子間に、平滑コンデ
ンサC0、インダクタL0及びスイッチング素子Q0の
直列回路を接続し、また、上記インダクタL0とスイッ
チング素子Q0の直列接続回路に並列に平滑コンデンサ
C0の放電用のダイオードD0を接続したものである。
この回路では、スイッチング素子Q0が、高周波でスイ
ッチングされ、平滑コンデンサC0に流入する充電電流
をスイッチングしてインダクタL0に流す。このように
すると、スイッチングされた充電電流がインダクタL0
のインダクタンスによって抑制され、ブリッジ整流回路
BDに流入する入力電流I0の導通角が広がって、力率
が改善されるようになる。図6(A)〜(C)は、それ
ぞれ、入力(交流)電圧E0、出力電圧E1、入力電流
I0の波形を示している。なお、ダイオードD0は、平
滑コンデンサC0の充電電圧を負荷側に放電するための
ものであり、これによって、放電に際するインダクタL
0の影響を受けることがなくなる。また、平滑コンデン
サC0、インダクタL0及びスイッチング素子Q0の直
列回路の両端の電圧が出力電圧E1となる。
【0005】上記の構成の電源回路によれば、入力電流
I0の導通角が広がるために、力率は0.8程度に向上
し、また、スイッチング素子Q0のスイッチング周波数
を高周波にすることにより、所定のインダクタンスを得
るためのインダクタL0を小型化することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示す電源回路は、出力電圧E1の平滑性が平滑コンデン
サC0のみを接続した構成の電源回路の出力電圧(図8
参照)に比較してよくない。すなわち、図7に示すよう
に、図5に示す従来の電源回路の出力電圧E1は、ブリ
ッジ整流回路BDで入力電圧E0を両波整流したものを
部分的に平滑した上下に凹凸のある電圧波形となってし
まう。このため、負荷に定電力負荷を接続した場合、同
図のE1Lのときの電流を流すことができて、且つE1
Hで動作する耐電圧を持つ素子で負荷を構成する必要が
ある。このため、負荷となる素子(スイッチング用トラ
ンジスタなど)が大型化したり、無駄な消費電力が生じ
るという問題があった。また、入力電圧E0の投入時
に、スイッチング素子Q0がオンするまでに平滑コンデ
ンサC0に対して充電電流が流れないため、入力電圧E
0の投入後スイッチング素子Q0がオンした時に、平滑
コンデンサC0の電荷0からの大きな充電電流が流れ、
また、スイッチング素子Q0のオフ時に、インダクタL
0で高電圧が発生し、その高電圧が同スイッチング素子
Q0に対して印加されるために、該スイッチング素子Q
0は、電流,電圧ともに大きな定格のものを必要とする
問題があった。
【0007】本発明の目的は、低コストで力率を改善す
ることができるとともに、負荷の素子の耐電圧の定格を
下げ、且つ平滑コンデンサへの充電電流のスイッチング
を行うためのスイッチング素子の電流電圧の定格を下げ
ることのできる電源回路を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
電源回路は、ブリッジ整流回路の整流出力端子間に、平
滑コンデンサ、インダクタおよびスイッチング素子を直
列に接続し、インダクタとスイッチング素子の直列接続
回路に並列に抵抗を接続し、さらに、平滑コンデンサの
両端電圧を出力電圧と印加する出力端子を設けたことを
特徴としている。
【0009】以上の構成において、図5に示す従来の電
源回路と同様に、スイッチング素子を高周波で駆動し
て、平滑コンデンサへの充電電流を高周波スイッチング
する。このようにすると、スイッチングされた上記充電
電流はインダクタによって抑制されることになって、入
力電流I0の導通角が広がり力率が改善される。また、
出力は平滑コンデンサの両端から取り出されることにな
り、その結果、図8に示すようなブリッジ整流回路と平
滑コンデンサの整流平滑回路と同じように平坦な電圧波
形を得ることができるようになる。また、平滑コンデン
サの両端に負荷を接続するために、図5に示すようなダ
イオードD0が不要であり、さらに、入力電圧E0の投
入時からスイッチング素子Q0がオンするまでの間に抵
抗R0を通して平滑コンデンサC0に充電が行われるた
め、最初にスイッチング素子Q0がオンした時に、平滑
コンデンサC0に対して大きな充電電流が流れるという
ことがなくなり、さらに、そのためにスイッチング素子
Q0のオフ時に高電圧がインダクタL0両端に発生して
該スイッチ素子Q0に印加されるということもなくな
る。
【0010】本発明の請求項2に係る発明は、上記請求
項1に係る電源回路において平滑コンデンサC0、イン
ダクタL0およびスイッチング素子Q0の直列回路を2
つ対称に接続して倍電圧電源回路を構成したものであ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施例である電
源回路の回路図を示している。
【0012】同図に示す電源回路では、図5に示す従来
の電源回路と比較して、出力端子T1及びT2を平滑コ
ンデンサC0の両端に接続した点と、インダクタL0お
よびスイッチング素子Q0の直列回路に並列接続するダ
イオードD0に代えて抵抗R0を接続した点が相違す
る。
【0013】上記の構成において、入力電圧E0が投入
されると、その直後に抵抗R0を介して平滑コンデンサ
C0に充電電流が流入する。その後少し遅延して高周波
スイッチングパルスがスイッチング素子Q0に印加され
始める(このスイッチングパルスの遅延は、同スイッチ
ングパルスを生成する回路が電源供給から動作状態にな
るまでの遅延時間(msオーダー)で十分である)。こ
のスイッチング素子Q0がスイッチング動作を始めた時
には、上記平滑コンデンサC0にある程度の電荷が充電
されているために、このスイッチング素子Q0のオン時
に流入する充電電流は大きな充電電流となることがな
い。また、このため、スイッチング素子Q0の次のオフ
タイミングにインダクタL0に生じる電圧も大きなもの
とならない。したがって、スイッチング素子Q0が動作
を開始した時点に、大電流、大電圧が同スイッチング素
子Q0に加わることがないため、該スイッチング素子Q
0の電圧電流定格を大きなものにしなくてよい。
【0014】スイッチング素子Q0がスイッチング動作
をしている状態では、負荷に対して供給される出力電圧
は出力端子T1,T2、すなわち平滑コンデンサC0の
両端の出力電圧となる。一方、平滑コンデンサC0への
充電電流は、スイッチング素子Q0で高周波スイッチン
グしているために、この充電電流はインダクタL0によ
って抑制されることになり、その結果、入力電流I0の
休止期間が短くなり、導通角が広がって力率が改善され
る。また、図1に示すように、この回路では図5に示す
従来の電源回路に用いられているダイオードD0に代え
て抵抗R0を設けているが、図5に示す従来の電源回路
ではダイオードD0を通して負荷電流が流れるために、
このダイオードD0を大きな容量にする必要があるのに
対し、図1に示す電源回路では、抵抗R0を負荷電流が
帰還することがないため、この抵抗R0を大きな容量の
ものにする必要がなく、また、一般にダイオードよりも
抵抗R0のほうが低コストで構成できる。図2は、入力
電源の入力電圧E0とブリッジ整流回路BDの出力電圧
(脈流)の各々の波形を示し、図3は、出力端子T1、
T2の出力電圧E2と、入力電流I0の電流の各々の波
形を示している。図3に示すように、負荷へ供給される
出力電圧は、図5及び図7に示す従来の電源回路におい
ての出力電圧の様に凹凸がなく平坦である。また、入力
電流I0は導通角が広いために力率が高い。
【0015】図4は、本発明の他の実施例の電源回路の
回路図を示している。
【0016】同図に示す電源回路は、図1に示す電源回
路を倍電圧対応としたものである。すなわち、交流電圧
を整流するブリッジ整流回路BDの出力端子間に、平滑
コンデンサCO、インダクタL0およびスイッチング素
子Q0の第1の直列回路と、平滑コンデンサC1、イン
ダクタL1およびスイッチング素子Q1の第2の直列回
路を、各々の直列回路のコンデンサC0及びC1の一端
が共通接続されるように直列接続し、且つその共通接続
点がスイッチ素子S0を介してブリッジ整流回路の入力
端子に接続したフィルタ回路を設け、前記第1及び第2
の直列回路の各々において、インダクタL0とスイッチ
ング素子Q0およびインダクタL1とスイッチング素子
Q1の直列接続回路の各々に、並列に抵抗R0及びR1
を接続し、また、この電源回路の出力電圧を、上記フィ
ルタ回路の2つの平滑コンデンサC0及びC1の直列回
路の両端に設けられている出力端子T1、T2から取り
出すようにしたものである。
【0017】上記の構成で、スイッチ素子S0を投入し
ておけば、第1の直列回路の平滑コンデンサC0の充電
電圧と、第2の直列回路の平滑コンデンサC1の充電電
圧との加算合計電圧が出力電圧E2として得られるため
に、入力電圧E0に対して倍電圧整流電圧を得ることが
できる。勿論、この場合のフィルタ回路の動作、すなわ
ち第1、第2の各直列回路での動作は図1に示す電源回
路の動作と同じである。なお、スイッチ素子S0をオフ
にすれば倍電圧整流動作を行わなくなり、出力電圧E2
は、図1に示す電源回路と同じ大きさの電圧となる。し
たがって、この図4に示す電源回路は、たとえば、出力
電圧E2として200Vを得たい場合、入力電圧E0が
100Vの場合スイッチ素子S0をオンし、入力電圧E
0が200Vの場合スイッチ素子S0をオフするように
して使用することができる。入力電圧100V固定用の
倍電圧電源回路を構成する場合には、このスイッチ素子
S0は不要である。
【0018】
【発明の効果】本発明では、図5に示す従来の電源回路
と同じように平滑コンデンサへの充電電流を高周波スイ
ッチングするようにしているため入力電流I0の休止期
間が短くなって力率を向上させることができるととも
に、図7に示すような凹凸のある出力電圧の凸部をカッ
トした平坦な出力電圧波形を得ることができるために、
この電源回路の負荷となるスイッチング素子の耐電圧の
定格を下げることができる効果がある。また、入力電圧
投入直後には抵抗を介して平滑コンデンサへの充電電流
が流れるために、その後、スイッチング素子がオンした
時には平滑コンデンサに充電電荷が存在し、そのために
同スイッチング素子に対して大きな突入電流が流れるの
を防ぐことができ、また同スイッチング素子がオフした
時には大きな電圧が加わわることがなくなる。よって、
同スイッチング素子の電流電圧定格を下げることができ
る効果がある。
【0019】また、負荷電流が帰還するための大きな容
量のダイオードは不要であり、それに代えて容量の小さ
な抵抗を接続すればよいために、信頼性が高まりコスト
がより低くなる効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の電源回路の回路図を示す。
【図2】上記電源回路の入力電圧及びブリッジ整流出力
電圧の波形を示す図である。
【図3】上記電源回路の出力電圧波形及び入力電流波形
をそれぞれ示す図である。
【図4】本発明の他の実施例の電源回路の回路図を示
す。
【図5】従来の電源回路の回路図を示す。
【図6】(A)、(B)、(C) 従来の電源回路の入力電圧波形、出力電圧波形及び入力
電流波形をそれぞれ示す。
【図7】従来の電源回路の出力電圧波形を示す図
【図8】コンデンサインプット型の通常の電源回路の電
圧電流波形を示す図である。
【符号の説明】
E0−入力電圧 I0−入力電流 BD−ブリッジ整流回路 C0−平滑コンデンサ L0−インダクタ Q0−スイッチング素子 R0−抵抗 T1、T2−出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 裕康 大阪府豊中市寺内2丁目4番1号 エリデ ック株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電圧を整流するブリッジ整流回路と、 該ブリッジ整流回路の整流出力端子間に接続され、平滑
    コンデンサ、インダクタ、およびスイッチング素子の直
    列回路と、 前記インダクタとスイッチング素子を直列接続した回路
    に並列に接続した抵抗と、 前記平滑コンデンサの両端電圧が出力電圧として印加さ
    れる出力端子と、を具備してなる電源回路。
  2. 【請求項2】交流電圧を整流するブリッジ整流回路と、 該ブリッジ整流回路の整流出力端子間に接続され、平滑
    コンデンサ、インダクタ、およびスイッチング素子の直
    列回路を2つ、各々の直列回路のコンデンサの一端が共
    通接続されるように直列接続したフィルタ回路と、 前記2つの直列回路の各々において、インダクタ及びス
    イッチング素子を直列接続した回路に並列に接続した抵
    抗と、 前記フィルタ回路中の2つのコンデンサの直列回路の両
    端電圧が出力電圧として印加される出力端子と、を具備
    してなる電源回路。
JP7183696A 1995-07-20 1995-07-20 電源回路 Pending JPH0937556A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009506481A (ja) * 2005-06-30 2009-02-12 ルートロン エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド マイクロプロセッサで制御された電源を有する調光器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009506481A (ja) * 2005-06-30 2009-02-12 ルートロン エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド マイクロプロセッサで制御された電源を有する調光器
JP4729617B2 (ja) * 2005-06-30 2011-07-20 ルートロン エレクトロニクス カンパニー インコーポレイテッド マイクロプロセッサで制御された電源を有する調光器

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