JPH0974760A - Voltage resonance type switching power circuit - Google Patents

Voltage resonance type switching power circuit

Info

Publication number
JPH0974760A
JPH0974760A JP24512895A JP24512895A JPH0974760A JP H0974760 A JPH0974760 A JP H0974760A JP 24512895 A JP24512895 A JP 24512895A JP 24512895 A JP24512895 A JP 24512895A JP H0974760 A JPH0974760 A JP H0974760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
switching
resonance
rectifying
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP24512895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yasumura
昌之 安村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP24512895A priority Critical patent/JPH0974760A/en
Publication of JPH0974760A publication Critical patent/JPH0974760A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize miniaturization/lightening and low cost of a switching power circuit and to improve a characteristics aspect such as extension of regulation range and power conversion efficiency, etc. SOLUTION: A power-factor improvement circuit formed of a filter choke coil LN inserted into a full-wave rectification line in series, a high-speed recovery type diode D2 , a filter capacitor CN forming the filter choke coil LN and a low-pass filter, and a resonance capacitor C2 connected to the high-speed recovery type diode D2 in parallel, is provided. Through electrostatic capacity coupling of a parallel resonance capacitor CrA forming a voltage resonance type, switching output is superposed upon a connection point between the filter choke coil LN and the high-speed recovery type diode D2 , and the switching output is fed-back to a rectified current path, so that a magnetic coupling transformer is omitted, for power-factor improvement.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば力率改善が
図られている電圧共振形スイッチング電源回路に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage resonance type switching power supply circuit for improving power factor, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高周波の比較的大きい電流及び電
圧に耐えることができるスイッチング素子の開発によっ
て、商用電源を整流して所望の直流電圧を得る電源装置
としては、大部分がスイッチング方式の電源装置になっ
ている。スイッチング電源はスイッチング周波数を高く
することによりトランスその他のデバイスを小型にする
と共に、大電力のDC−DCコンバータとして各種の電
子機器の電源として使用される。
2. Description of the Related Art In recent years, as a power supply device for rectifying a commercial power supply to obtain a desired DC voltage by developing a switching element capable of withstanding a relatively large current and voltage of a high frequency, a switching type power supply is mostly used. It is a device. The switching power supply is used as a power supply for various electronic devices as a high power DC-DC converter while increasing the switching frequency to reduce the size of a transformer and other devices.

【0003】ところで、一般に商用電源を整流すると平
滑回路に流れる電流は歪み波形になるため、電源の利用
効率を示す力率が損なわれるという問題が生じる。ま
た、歪み電流波形となることによって発生する高調波を
抑圧するための対策が必要とされている。
In general, when a commercial power supply is rectified, the current flowing through the smoothing circuit has a distorted waveform, which causes a problem that the power factor indicating the efficiency of use of the power supply is impaired. Further, there is a need for a measure for suppressing harmonics generated due to the distorted current waveform.

【0004】そこで、スイッチング電源回路において力
率改善がなされるように構成した発明が、先に本出願人
により各種提案されており、図7の回路図はこれらの発
明に基づいて構成されるスイッチング電源回路の一例を
示すものとされる。この電源回路のスイッチングコンバ
ータとしては、1石のスイッチング素子による自励式の
電圧共振形コンバータとされる。また、力率改善手段と
して、先に本出願人により絶縁型のコンバータトランス
(以降、絶縁コンバータトランスという)の一次側ある
いは二次側からスイッチング出力に応じた電圧を、整流
ラインのチョークコイルに励起するようにした磁気結合
トランスを設けて、これによりブリッジ整流回路の整流
出力にスイッチング周期の電圧を帰還して重畳すること
で力率改善を図るようにされたスイッチング電源回路が
提案されているが、この図の電源回路は上述のような磁
気結合トランスを備えて構成されるものである。
Therefore, various inventions have been previously proposed by the applicant of the present invention configured to improve the power factor in the switching power supply circuit, and the circuit diagram of FIG. 7 is a switching circuit constructed based on these inventions. An example of the power supply circuit is shown. The switching converter of this power supply circuit is a self-excited voltage resonance type converter with one switching element. As a power factor improving means, the applicant of the present invention previously excited a voltage corresponding to the switching output from the primary side or the secondary side of an insulating converter transformer (hereinafter referred to as an insulating converter transformer) to the choke coil of the rectification line. A switching power supply circuit has been proposed in which a magnetic coupling transformer configured to do so is provided, and thereby a voltage of a switching cycle is fed back and superimposed on a rectified output of a bridge rectifier circuit to improve a power factor. The power supply circuit in this figure is configured by including the magnetic coupling transformer as described above.

【0005】この図に示すスイッチング電源回路におい
ては、交流電源ACに対してコモンモードのノイズを除
去するノイズフィルタとしてコモンモードチョークコイ
ルCMCとアクロスコンデンサCL が設けられている。
交流電源ACは、4本のダイオードからなるブリッジ整
流回路D1 により全波整流され、その整流出力は力率改
善回路20を介して平滑コンデンサCiに充電される。
なお、力率改善回路20の構成及びその動作については
後述する。
In the switching power supply circuit shown in this figure, a common mode choke coil CMC and an across capacitor C L are provided as a noise filter for removing common mode noise with respect to the AC power supply AC.
The AC power supply AC is full-wave rectified by a bridge rectifier circuit D 1 including four diodes, and the rectified output is charged in a smoothing capacitor Ci via a power factor correction circuit 20.
The configuration and operation of the power factor correction circuit 20 will be described later.

【0006】この図において、電圧共振形のスイッチン
グコンバータは、高耐圧のスイッチング素子Q1 を備え
た1石による構成とされる。このスイッチング素子Q1
のベースは、起動抵抗RS を介して平滑コンデンサCi
の正極側に接続されて、起動時のベース電流が整流平滑
ラインから得られるようにしている。また、スイッチン
グ素子Q1 のベースとアース間にはダンピング抵抗RB
と共振コンデンサCBと駆動巻線NB からなる自励発振
用の共振回路が直列接続される。この場合、駆動巻線N
B は、絶縁コンバータトランスPIT(Power Isolatio
n Transformer)に巻装されており、スイッチング周波数
を設定する所要のインダクタンスが得られるようにされ
ている。また、スイッチング素子Q1 のベースと平滑コ
ンデンサCiの負極1次側(アース)間に挿入されるク
ランプダイオードDD により、スイッチング素子Q1
オフ時に流れるダンパー電流の経路を形成するようにさ
れており、また、スイッチング素子Q1 のコレクタは絶
縁コンバータトランスPRTの一次巻線N1 の一端と接
続され、エミッタは接地される。
In this figure, the voltage resonance type switching converter is constituted by one stone provided with a high withstand voltage switching element Q 1 . This switching element Q 1
Of the smoothing capacitor Ci via the starting resistor R S.
Is connected to the positive electrode side of so that the base current at startup can be obtained from the rectifying and smoothing line. Further, a damping resistor R B is provided between the base of the switching element Q 1 and the ground.
A resonant circuit for self-excited oscillation including a resonant capacitor C B and a drive winding N B is connected in series. In this case, drive winding N
B is an insulation converter transformer PIT (Power Isolatio
n Transformer), so that the required inductance for setting the switching frequency can be obtained. Further, the clamp diode D D inserted between the base of the switching element Q 1 and the negative electrode primary side (ground) of the smoothing capacitor Ci forms a path for the damper current flowing when the switching element Q 1 is off. The collector of the switching element Q 1 is connected to one end of the primary winding N 1 of the insulating converter transformer PRT, and the emitter is grounded.

【0007】また、上記スイッチング素子Q1 のコレク
タ−エミッタ間に対しては、並列に共振コンデンサCr
が接続されている。この共振コンデンサCrは、後述す
る絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1 、直交
型制御トランスPRT(Poewr Regulating Transforme
r) の被制御巻線NR 、磁気結合トランスMCTの巻線
S の直列接続により得られるインダクタンスとにより
電圧共振形コンバータの共振回路を形成している。そし
て、ここでは詳しい説明を省略するが、スイッチング素
子Q1 のオフ時には、この共振回路の作用によって共振
コンデンサCrの両端電圧VCPは、実際には正弦波状の
パルス波形となって電圧共振形の動作が得られるように
なっている。
The resonance capacitor Cr is connected in parallel between the collector and the emitter of the switching element Q 1.
Is connected. The resonance capacitor Cr includes a primary winding N 1 of an insulation converter transformer PIT, which will be described later, and a quadrature type control transformer PRT (Poewr Regulating Transforme).
The controlled winding N R of r) and the inductance obtained by the series connection of the winding N S of the magnetic coupling transformer MCT form a resonance circuit of the voltage resonance type converter. Although a detailed description is omitted here, when the switching element Q 1 is off, the voltage V CP across the resonance capacitor Cr actually becomes a sinusoidal pulse waveform due to the action of this resonance circuit, which is a voltage resonance type. You can get the action.

【0008】絶縁コンバ−タトランスPITは、スイッ
チング素子Q1 のスイッチング出力を二次側に伝送する
ためのもので、この場合、絶縁コンバータトランスPI
Tの一次巻線N1 の一端は、スイッチング素子Q1 のコ
レクタと接続され、他端側は図のように直交型制御トラ
ンスPRTの被制御巻線NR 及び磁気結合トランスMC
Tの巻線NS と直列に接続されている。
The insulating converter transformer PIT is for transmitting the switching output of the switching element Q 1 to the secondary side. In this case, the insulating converter transformer PIT is used.
One end of the primary winding N 1 of T is connected to the collector of the switching element Q 1 , and the other end is connected to the controlled winding N R of the orthogonal control transformer PRT and the magnetic coupling transformer MC as shown in the figure.
It is connected in series with the winding N S of the T.

【0009】絶縁コンバータトランスPITの二次側で
は、一次巻線N1 により二次巻線N2 に誘起される誘起
電圧が、ダイオードD3 及び平滑コンデンサC3 からな
る半波整流回路により直流電圧に変換されて直流出力電
圧E0 が得られる。
On the secondary side of the insulating converter transformer PIT, the induced voltage induced in the secondary winding N 2 by the primary winding N 1 is a DC voltage by a half-wave rectifier circuit composed of a diode D 3 and a smoothing capacitor C 3. Is converted into the DC output voltage E 0 .

【0010】制御回路1は例えば二次側の直流電圧出力
O と、基準電圧を比較してその誤差に応じた直流電流
を、制御電流として直交型制御トランスPRTの制御巻
線NC に供給する誤差増幅器である。例えば、二次側の
直流出力電圧EO が変動した時は、制御回路1によって
制御巻線NC に流れる電流を可変するが、これにより、
被制御巻線NR のインダクタンスLR を可変する。この
被制御巻線NR は、前述のように電圧共振形のスイッチ
ング動作を得るための共振回路を形成していることか
ら、固定とされているスイッチング周波数に対して、こ
の共振回路の共振条件が変化するようにされる。これに
より、二次側直流電圧EO の定電圧化が図られることに
なる。なお、このような定電圧制御方式を、以降はイン
ダクタンス制御方式ということにする。
The control circuit 1 compares the DC voltage output E O on the secondary side with a reference voltage and supplies a DC current corresponding to the error between them to the control winding N C of the orthogonal control transformer PRT as a control current. Error amplifier. For example, when the DC output voltage E O on the secondary side fluctuates, the control circuit 1 changes the current flowing through the control winding N C.
The inductance L R of the controlled winding N R is changed. Since the controlled winding N R forms the resonance circuit for obtaining the voltage resonance type switching operation as described above, the resonance condition of the resonance circuit is fixed with respect to the fixed switching frequency. Is changed. As a result, the secondary side DC voltage E O can be made constant. Note that such a constant voltage control method will be referred to as an inductance control method hereinafter.

【0011】また、力率改善は力率改善回路20により
なされる。この力率改善回路20においては、図のよう
にブリッジ整流回路D1 の正極の出力端子と平滑コンデ
ンサCiの正極間のラインに対して、フィルタチョーク
コイルLN 、高速リカバリ型ダイオードD2 、力率改善
用のチョークコイルとして作用する磁気結合トランスM
CTの二次巻線NP が直列に設けられる。また、フィル
タコンデンサCN が、フィルタチョークコイルLN と高
速リカバリ型ダイオードD2 の接続点と平滑コンデンサ
Ciの正極間に挿入されており、このフィルタコンデン
サCN 及びフィルタチョークコイルLN によりノーマル
モードのLCローパスフィルタを形成している。
The power factor is improved by the power factor improving circuit 20. In the power factor correction circuit 20, as shown in the figure, the filter choke coil L N , the fast recovery diode D 2 , and the power recovery type diode D 2 are connected to the line between the positive output terminal of the bridge rectifier circuit D 1 and the positive electrode of the smoothing capacitor Ci. Magnetic coupling transformer M acting as a choke coil for improving efficiency
A secondary winding N P of CT is provided in series. The normal mode filter capacitor C N has been inserted between the positive pole of the filter choke coil L N and high-speed connection point of recovery diode D 2 and the smoothing capacitor Ci, a filter capacitor C N and filter choke coil L N LC low pass filter is formed.

【0012】このLCローパスフィルタは、スイッチン
グ周波数の高周波ノイズがACラインに流入するのを阻
止するためのものとされる。また、高速リカバリ型ダイ
オードD2 は、全波整流出力ラインに後で述べるスイッ
チング周期の高周波電流が流れることに対応している。
This LC low-pass filter is designed to prevent high frequency noise of the switching frequency from flowing into the AC line. Further, the high-speed recovery type diode D 2 corresponds to a high-frequency current having a switching period described later flowing through the full-wave rectified output line.

【0013】共振用コンデンサC2 は、図のように磁気
結合トランスMCTの二次巻線NRと並列に接続され
て、この二次巻線NR と共に並列共振回路を形成する。
この並列共振回路の共振周波数はスイッチング電源の共
振周波数とほぼ同じ周波数に設定されている。なお、そ
の動作については後述する。
The resonance capacitor C 2 is connected in parallel with the secondary winding N R of the magnetic coupling transformer MCT as shown in the figure, and forms a parallel resonance circuit together with the secondary winding N R.
The resonance frequency of the parallel resonance circuit is set to be substantially the same as the resonance frequency of the switching power supply. The operation will be described later.

【0014】磁気結合トランスMCTは、スイッチング
出力を整流ライン側に帰還するために設けられるものと
され、一次巻線NS 及び二次巻線NP をフェライトコア
によって、例えば1:1の巻線比で密結合したものとさ
れる。この磁気結合トランスMCTの一次巻線NS の一
端は、前述のように直交型制御トランスPRTの被制御
巻線NR を介して絶縁コンバータトランスPITの一次
巻線N1 と直列接続されている。これにより、絶縁コン
バータトランスPITの一次巻線N1 に得られるスイッ
チング出力が、磁気結合トランスMCTの一次巻線NS
に伝送可能とされている。また、磁気結合トランスMC
Tの一次巻線NS の他端は、平滑コンデンサCiを介し
てアースに接地されている。
The magnetic coupling transformer MCT is provided to feed back the switching output to the rectification line side, and the primary winding N S and the secondary winding N P are formed by a ferrite core, for example, a 1: 1 winding. It is considered to be tightly coupled in a ratio. One end of the primary winding N S of this magnetic coupling transformer MCT is connected in series with the primary winding N 1 of the insulating converter transformer PIT via the controlled winding N R of the orthogonal control transformer PRT as described above. . As a result, the switching output obtained at the primary winding N 1 of the insulating converter transformer PIT becomes the primary winding N S of the magnetic coupling transformer MCT.
It is possible to transmit to. Also, magnetic coupling transformer MC
The other end of the primary winding N S of T is grounded to the ground via the smoothing capacitor Ci.

【0015】また、共振用コンデンサC2 は、図のよう
に磁気結合トランスMCTの二次巻線NR と並列に接続
されて、この二次巻線NR と共に並列共振回路を形成す
る。この並列共振回路の共振周波数はスイッチング電源
の共振周波数とほぼ同じ周波数に設定されている。な
お、その動作については後述する。
The resonance capacitor C 2 is connected in parallel with the secondary winding N R of the magnetic coupling transformer MCT as shown in the figure, and forms a parallel resonance circuit together with the secondary winding N R. The resonance frequency of the parallel resonance circuit is set to be substantially the same as the resonance frequency of the switching power supply. The operation will be described later.

【0016】そして力率改善動作としては次のようにな
る。絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1 に得
られるスイッチング電圧は、直交型制御トランスPRT
の被制御巻線NR を介して磁気結合トランスMCTの一
次巻線NS に供給される。そして、磁気結合トランスM
CTにおいては、この一次巻線NS に得られたスイッチ
ング電圧を二次巻線NP に励起する。つまり、スイッチ
ング出力を全波整流ラインに対して重畳するようにして
いる。従って、ブリッジ整流回路D1 で整流された全波
整流電圧は、上記磁気結合トランスMCTの二次巻線N
P によりスイッチング電圧が重畳されて平滑コンデンサ
Ciに充電が行われることになる。そして、このスイッ
チング電圧の重畳分によって、平滑コンデンサCiの端
子電圧をスイッチング周期で引き下げることになる。す
ると、ブリッジ整流回路D1 の整流電圧レベルよりコン
デンサCiの端子電圧が低下している期間に充電電流が
流れるようになり、平均的な交流入力電流の導通角が拡
大されてAC電圧波形に近付くことによって力率改善が
図られることになる。
The power factor improving operation is as follows. The switching voltage obtained at the primary winding N 1 of the isolation converter transformer PIT is the orthogonal control transformer PRT.
Is supplied to the primary winding N S of the magnetic coupling transformer MCT via the controlled winding N R of the magnetic coupling transformer MCT. And the magnetic coupling transformer M
In CT, the switching voltage obtained in the primary winding N S is excited in the secondary winding N P. That is, the switching output is superimposed on the full-wave rectification line. Therefore, the full-wave rectified voltage rectified by the bridge rectifier circuit D 1 is the secondary winding N of the magnetic coupling transformer MCT.
The switching voltage is superposed by P, and the smoothing capacitor Ci is charged. The terminal voltage of the smoothing capacitor Ci is lowered in the switching cycle by the superposition of the switching voltage. Then, the charging current starts to flow during the period when the terminal voltage of the capacitor Ci is lower than the rectified voltage level of the bridge rectifier circuit D 1 , and the conduction angle of the average AC input current is expanded to approach the AC voltage waveform. This will improve the power factor.

【0017】そして、このような方式により力率改善を
行う電源回路では、軽負荷時に絶縁コンバータトランス
PITのドライブ電流が小さくなるから、このドライブ
電流によって全波整流出力ラインに流れるスイッチング
電流も小さいものになる。したがって、軽負荷時には充
電電流のレベルが小さくなり、重負荷時には充電電流が
大きくなるため、特に軽負荷時に平滑コンデンサCiの
端子電圧が異常に上昇する現象を解消し、通常のMS
(マグネット−スイッチ)方式では困難だったレギュレ
ーションの改善を行うことができる。このため、例えば
交流入力電圧VAC±20%の変動に対しても整流平滑電
圧Viの変動は抑制されるので、スイッチング素子や平
滑コンデンサの耐圧向上を考慮する必要はなくなる。
In the power supply circuit for improving the power factor by such a method, the drive current of the insulating converter transformer PIT becomes small when the load is light, so that the switching current flowing in the full-wave rectified output line is also small due to this drive current. become. Therefore, since the level of the charging current becomes small when the load is light and the charging current becomes large when the load is heavy, the phenomenon that the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci abnormally rises is solved especially when the load is light, and the normal MS is eliminated.
It is possible to improve regulation, which was difficult with the (magnet-switch) method. Therefore, for example, the fluctuation of the rectified and smoothed voltage Vi is suppressed even if the fluctuation of the AC input voltage V AC ± 20%, and it is not necessary to consider the improvement of the breakdown voltage of the switching element or the smoothing capacitor.

【0018】また、この回路では、LCローパスフィル
タ回路(フィルタチョークコイルLN 及びフィルタコン
デンサCN )を、ブリッジ整流回路D1 の整流出力側に
設けるようにしている。
Further, in this circuit, an LC low-pass filter circuit (filter choke coil L N and filter capacitor C N ) is provided on the rectified output side of the bridge rectifier circuit D 1 .

【0019】このような構成によれば、ブリッジ整流ダ
イオードD1 の整流出力端子と平滑コンデンサCi間の
ラインに、フィルタチョークコイルLN 、高速リカバリ
型ダイオードD2 、磁気結合トランスMCTの二次巻線
P がが直列に接続されて挿入されていることになる
が、これら素子の各抵抗成分を合成して得られる値を、
電源オン時の突入電流を所要のレベルにまで抑制するこ
とのできるようなものに設定することで、通常ACライ
ンに挿入される突入電流制限抵抗を省略することが可能
となり、また、電力消費が上記各素子の抵抗成分により
分散されるため、発熱も抑えられる。
With such a structure, the secondary winding of the filter choke coil L N , the fast recovery type diode D 2 , and the magnetic coupling transformer MCT is provided in the line between the rectification output terminal of the bridge rectification diode D 1 and the smoothing capacitor Ci. The line N P is connected in series and inserted, but the value obtained by combining the resistance components of these elements is
By setting the inrush current at power-on to a level that can be suppressed to a required level, it becomes possible to omit the inrush current limiting resistor that is normally inserted in the AC line, and the power consumption is reduced. Since it is dispersed by the resistance component of each element, heat generation can be suppressed.

【0020】そして、フィルタコンデンサCN の一端は
直接アースに接地せずに、図のように平滑コンデンサC
iの正極に接続されているが、これによりフィルタコン
デンサCN の両端にかかる電圧は、LCローパスフィル
タ回路がACライン側に挿入されている場合よりも低い
ものとすることができる。
Then, one end of the filter capacitor C N is not directly grounded to the ground, but the smoothing capacitor C N is connected as shown in the figure.
Although it is connected to the positive electrode of i, the voltage applied across the filter capacitor C N can be lower than when the LC low-pass filter circuit is inserted on the AC line side.

【0021】また、磁気結合トランスMCTの二次巻線
P の自己インダクタンスと接続されている共振用コン
デンサC2 は、このスイッチング電源の負荷が軽くなっ
た時に、整流平滑ラインに帰還されるスイッチング電圧
を抑圧するようにしており、軽負荷時の平滑コンデンサ
Ciの端子電圧Eiの上昇を抑制することが可能とされ
ている。
Further, the resonance capacitor C 2 connected to the self-inductance of the secondary winding N P of the magnetic coupling transformer MCT is a switching capacitor fed back to the rectifying and smoothing line when the load of the switching power supply becomes light. The voltage is suppressed, and it is possible to suppress an increase in the terminal voltage Ei of the smoothing capacitor Ci when the load is light.

【0022】ここで、図8の斜視図により、上記図7の
スイッチング電源回路に用いられる磁気結合トランスM
CT及び、フィルタチョークコイルLN の構造例を示
す。磁気結合トランスMCTは、例えば図8(a)に示
すようにフェライト材によるE型コアCR1、CR2を互い
の磁脚が対向するように組み合わせたEE型コアを形成
し、この際、中央磁脚には図のようにギャップGを形成
している。そして、この中央磁脚に対して一次巻線N
S 、二次巻線NP をそれぞれ巻装して、磁気結合トラン
スMCTが構成される。また、フィルタチョークコイル
N は、例えば図8(b)に示すようにドラム型のフェ
ライトコアDに対して、ボビンを介さずに直接ポリウレ
タン銅線などの単線を巻装して構成される。
Here, referring to the perspective view of FIG. 8, the magnetic coupling transformer M used in the switching power supply circuit of FIG.
The structural example of CT and filter choke coil L N is shown. The magnetic coupling transformer MCT forms an EE type core in which E type cores C R1 and C R2 made of a ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other as shown in FIG. A gap G is formed in the magnetic leg as shown in the figure. Then, for this central magnetic leg, the primary winding N
The magnetic coupling transformer MCT is constructed by winding S and the secondary winding N P , respectively. Further, the filter choke coil L N is constructed by winding a single wire such as a polyurethane copper wire directly around a drum-shaped ferrite core D without a bobbin as shown in FIG. 8B.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】ところで、機器のサイ
ズやコスト等の観点によれば、スイッチング電源回路に
おいてもできるだけ部品点数を削減したり、小型や安価
な部品を使用する等して、小型/軽量化及び低コスト化
を図ることが好ましい。例えば、図7に示した電源回路
に設けられる磁気結合トランスMCTの場合、その一次
巻線NS には平滑コンデンサCiからの入力電流IO
流れ、二次巻線NP には高速リカバリ型ダイオードD2
によりスイッチング周期で断続される比較的大きなレベ
ルの平滑コンデンサCiへの充電電流が流れる。このた
め、図8(a)に示した磁気結合トランスMCTにおい
ては、例えば60μφのウレタン被膜銅線を束ねたリッ
ツ線を巻装しているが、この束数を多くすることによっ
て巻線を流れる電流の直流抵抗を抑制し、鉄損を低減す
るようにしている。また、磁気結合トランスMCTでは
鉄損を減少させるために、図8(a)に示すように中央
磁脚に対してギャップGを形成して磁束密度を低くする
ようにしている。つまり、磁気結合トランスMCTでは
上述のような構成が必要とされることによって比較的大
型にならざるをえず、電源回路の小型化を促進すること
の妨げになる。また、レギュレーション範囲の拡大や電
力変換効率などをはじめとする各種電気的特性面におい
ても、向上されることが好ましい。
From the viewpoint of the size and cost of the equipment, it is possible to reduce the number of parts in the switching power supply circuit as much as possible and use small or inexpensive parts to reduce the size / size. It is preferable to reduce the weight and cost. For example, if the magnetic coupling transformer MCT provided in the power supply circuit shown in FIG. 7, the flow input current I O from the smoothing capacitor Ci to the primary winding N S, the high speed recovery type in the secondary winding N P Diode D 2
As a result, a charging current to the smoothing capacitor Ci of a relatively large level, which is intermittent in the switching cycle, flows. Therefore, in the magnetic coupling transformer MCT shown in FIG. 8A, for example, a litz wire formed by bundling urethane-coated copper wires having a diameter of 60 μφ is wound. However, increasing the number of the bundles causes the winding to flow. The DC resistance of the current is suppressed, and the iron loss is reduced. Further, in the magnetic coupling transformer MCT, in order to reduce the iron loss, as shown in FIG. 8A, a gap G is formed with respect to the central magnetic leg to lower the magnetic flux density. In other words, the magnetic coupling transformer MCT is unavoidably made relatively large due to the need for the above-mentioned configuration, which hinders the promotion of miniaturization of the power supply circuit. Further, it is preferable to improve various electric characteristics such as expansion of the regulation range and power conversion efficiency.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、電圧共
振形コンバータを備えたスイッチング電源回路におい
て、整流回路と平滑コンデンサ間のラインに直列に挿入
されるフィルタチョークコイル及び高速リカバリ型整流
素子と、フィルタチョークコイルと共にローパスフィル
タを形成するように設けられるフィルタコンデンサと、
高速リカバリ型整流素子に対して並列に接続される共振
用コンデンサとを設けると共に、スイッチングコンバー
タの動作を電圧共振形とするための共振回路を形成する
共振コンデンサの静電容量結合により、上記スイッチン
グコンバータの出力を整流回路と平滑コンデンサ間のラ
インに帰還するようにして構成される力率改善回路を備
えることとした。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, according to the present invention, in a switching power supply circuit having a voltage resonance type converter, a filter choke coil and a high speed recovery type rectification element which are inserted in series in a line between a rectification circuit and a smoothing capacitor. , A filter capacitor provided to form a low-pass filter together with a filter choke coil,
The switching converter is provided with a resonance capacitor connected in parallel with the high-speed recovery type rectifying element, and by capacitive coupling of the resonance capacitor forming a resonance circuit for making the operation of the switching converter a voltage resonance type. It was decided to provide a power factor correction circuit configured to feed back the output of the above to the line between the rectifier circuit and the smoothing capacitor.

【0025】また、倍電圧整流回路を備えた電圧共振形
コンバータにおいて、商用電源にラインに直列に挿入さ
れるフィルタチョークコイルと、フィルタチョークコイ
ルと共にローパスフィルタを形成するように設けられる
フィルタコンデンサと、倍電圧整流回路の整流素子に対
して並列に設けられてフィルタチョークコイルと共に共
振回路を形成する共振用コンデンサとを設けると共に、
スイッチングコンバータの動作を電圧共振形とするため
の共振回路を形成する共振コンデンサの静電容量結合に
より、上記スイッチングコンバータの出力を倍電圧整流
回路を形成する整流素子に印加するように構成すること
とした。
Further, in the voltage resonance type converter provided with the voltage doubler rectifier circuit, a filter choke coil inserted in series with a commercial power source, and a filter capacitor provided so as to form a low pass filter together with the filter choke coil, A resonance capacitor that is provided in parallel with the rectifying element of the voltage doubler rectifier circuit and that forms a resonance circuit with the filter choke coil is provided.
A configuration in which the output of the switching converter is applied to a rectifying element forming a voltage doubler rectifying circuit by capacitive coupling of a resonance capacitor forming a resonance circuit for making the operation of the switching converter a voltage resonance type. did.

【0026】また、商用電源を全波整流するブリッジ整
流回路と、商用電源を倍電圧整流する倍電圧整流回路の
切換えが可能とされて整流平滑電圧を得ることのできる
整流平滑回路を備えた電圧共振形コンバータにおいて、
商用電源ラインに直列に挿入されるフィルタチョークコ
イルと、このフィルタチョークコイルと共にローパスフ
ィルタを形成するように設けられるフィルタコンデンサ
と、整流平滑回路を形成する整流素子に対して並列に設
けられてフィルタチョークコイルと共に共振回路を形成
する共振用コンデンサとを設けると共に、スイッチング
コンバータの動作を電圧共振形とするための共振回路を
形成する共振コンデンサの静電容量結合により、スイッ
チングコンバータの出力を上記整流平滑回路を形成する
整流素子に印加するように構成することとした。
Further, a voltage provided with a bridge rectifying circuit for full-wave rectifying the commercial power source and a rectifying / smoothing circuit capable of obtaining a rectified / smoothed voltage by switching between a double voltage rectifying circuit for rectifying the double voltage of the commercial power source. In a resonant converter,
A filter choke coil that is inserted in series with a commercial power supply line, a filter capacitor that is provided so as to form a low-pass filter together with this filter choke coil, and a filter choke that is provided in parallel with a rectifying element that forms a rectifying and smoothing circuit. A resonance capacitor that forms a resonance circuit together with a coil is provided, and the output of the switching converter is rectified and smoothed by the capacitive coupling of the resonance capacitor that forms the resonance circuit for making the operation of the switching converter a voltage resonance type. It is configured to be applied to the rectifying element that forms the.

【0027】そして上記構成によれば、本発明は各種タ
イプの電圧共振形のスイッチング電源回路において、ス
イッチングコンバータを電圧共振形とするための共振回
路を形成するコンデンサの静電容量結合を介してスイッ
チング出力を整流回路側の電流経路に帰還して重畳する
ようにして力率改善を図るようにされることから、磁気
結合トランスMCTを削除することが可能となる。
According to the above structure, the present invention provides switching in various types of voltage resonance type switching power supply circuits through capacitive coupling of a capacitor forming a resonance circuit for making the switching converter a voltage resonance type. Since the power factor is improved by feeding back the output to the current path on the rectifier circuit side and superimposing it, it becomes possible to eliminate the magnetic coupling transformer MCT.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】図1の回路図は、本発明の実施の
形態とされるスイッチング電源回路を示しており、この
スイッチング電源回路においては先に説明した図7の場
合と同様に、自励式による電圧共振形のスイッチングコ
ンバータが採用されている。なお、図7と同一部分は同
一符号を付して説明を省略する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The circuit diagram of FIG. 1 shows a switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention. In this switching power supply circuit, as in the case of FIG. An excitation type voltage resonance type switching converter is used. The same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0029】この図に示す力率改善回路10は、図のよ
うに、ブリッジ整流回路D1 の正極出力と負極(一次側
アース)間にフィルタコンデンサCN が挿入され、ま
た、ブリッジ整流回路D1 の正極出力の一端にはフィル
タチョークコイルLN が接続される。そして、上記フィ
ルタチョークコイルLN とフィルタコンデンサCN とに
よりノーマルモードのLCローパスフィルタが形成さ
れ、スイッチング周波数の高周波ノイズがACラインに
流入するのを阻止するようにされる。なお、フィルタチ
ョークコイルLN は先に図8(b)にて説明したと同様
のものが用いられればよいものとされる。また、高速リ
カバリ型ダイオードD2 はアノードがフィルタチョーク
コイルL N の他端に接続され、カソード側は平滑コンデ
ンサCiの正極に接続される。即ち、フィルタチョーク
コイルLN と高速リカバリ型ダイオードD2 は全波整流
ラインに対して直列接続して挿入される。この高速リカ
バリ型ダイオードD2 は全波整流ラインに流れるスイッ
チング周期の高周波電流に対応して設けられる。さら
に、高速リカバリ型ダイオードD2 に対しては共振用コ
ンデンサC2 が並列に接続されて並列接続回路が形成さ
れている。この共振用コンデンサC2 は、例えばフィル
ムコンデンサなどが用いられ、先行技術として図7に示
した磁気結合トランスMCTの二次巻線NP に並列接続
される共振用コンデンサC2 と同様の作用を有するもの
とされる。
The power factor correction circuit 10 shown in FIG.
Sea urchin bridge rectifier circuit D1 Positive output and negative (primary side
Filter capacitor C between ground)N Is inserted,
Bridge rectifier circuit D1 One end of the positive output of the
Tachoch coil LN Are connected. And the above
Luta choke coil LN And filter capacitor CN And to
A more normal mode LC low pass filter is formed.
And high frequency noise of the switching frequency on the AC line
It is designed to prevent inflow. Note that the filter
Yoke coil LN Is the same as described above with reference to FIG.
It is assumed that the one used here is used. In addition,
Cover type diode D2 The anode is a filter choke
Coil L N Connected to the other end of the
It is connected to the positive electrode of the sensor Ci. That is, filter choke
Coil LN And fast recovery type diode D2 Is full-wave rectification
It is inserted in series with the line. This fast Rica
Burr type diode D2 Is a switch that flows through the full-wave rectification line.
It is provided so as to correspond to the high frequency current of the pitching cycle. Further
Fast recovery type diode D2 For resonance
Indexer C2 Are connected in parallel to form a parallel connection circuit.
Have been. This resonance capacitor C2 For example Phil
7 is used as a prior art.
Secondary winding N of magnetically coupled transformer MCTP Connected in parallel
Resonance capacitor C2 Having the same effect as
It is said.

【0030】このような接続形態の力率改善回路10で
は、LCローパスフィルタ回路(フィルタチョークコイ
ルLN 及びフィルタコンデンサCN )を、ブリッジ整流
回路D1 の整流出力側に設けるようにしている。これに
より、ブリッジ整流ダイオードD1 の整流出力端子と平
滑コンデンサCi間のラインに、フィルタチョークコイ
ルLN 、高速リカバリ型ダイオードD2 が直列に接続さ
れて挿入されていることになるが、これら素子の各抵抗
成分を合成して得られる値を、電源オン時の突入電流を
所要のレベルにまで抑制することのできるようなものに
設定れば、ACラインに挿入すべき突入電流制限抵抗を
省略もしくは低抵抗化することが可能となり、電力消費
が上記各素子の抵抗成分により分散されることで発熱も
抑制される。
In the power factor correction circuit 10 having such a connection form, the LC low pass filter circuit (the filter choke coil L N and the filter capacitor C N ) is provided on the rectified output side of the bridge rectifier circuit D 1 . As a result, the filter choke coil L N and the fast recovery diode D 2 are connected in series and inserted in the line between the rectification output terminal of the bridge rectification diode D 1 and the smoothing capacitor Ci. If the value obtained by synthesizing each resistance component of is set to a value that can suppress the inrush current when the power is turned on to the required level, the inrush current limiting resistor that should be inserted in the AC line can be omitted. Alternatively, it is possible to reduce the resistance, and the power consumption is dispersed by the resistance components of the above-mentioned elements, so that heat generation is also suppressed.

【0031】そして、フィルタコンデンサCN の一端は
直接アースに接地せずに、平滑コンデンサCiの正極に
接続することで、フィルタコンデンサCN の両端にかか
る電圧は、LCローパスフィルタ回路をACライン側に
挿入する場合よりも低いものとすることができ、例えば
安全規格取得品を採用する必要がなくなる。
By connecting one end of the filter capacitor C N to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci without directly grounding it, the voltage applied to the both ends of the filter capacitor C N is the LC low-pass filter circuit on the AC line side. It can be lower than that in the case of inserting into, and it is not necessary to adopt, for example, a safety standard certified product.

【0032】また、この図に示す並列共振コンデンサC
A は、絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1
と直交型制御トランスPRT(Poewr Regulating Trans
former) の被制御巻線NR からなるインダクタンスとに
より、電圧共振形コンバータの共振回路を形成するもの
とされ、例えばフィルムコンデンサなどが用いられる。
例えば、先に図7に示した回路における並列共振コンデ
ンサCrは、スイッチング素子のコレクタと一次側アー
ス間に設けられていたが、本実施の形態における、並列
共振コンデンサCrA は、スイッチング素子Q1 のコレ
クタと、上記RRR回路10におけるフィルタチョーク
コイルLN と、高速リカバリ型ダイオードD2 の接続点
との間に対して設けるようにされる。この場合フィルタ
チョークコイルLN は後述するようにして並列共振コン
デンサCrA を介して帰還されるスイッチング出力の負
荷として作用する。なお、図1の並列共振コンデンサC
A と図7の並列共振コンデンサCrについて、そのキ
ャパシタンスを比較した場合には、 CrA >Cr となるように選定される。
Further, the parallel resonance capacitor C shown in FIG.
r A is the primary winding N 1 of the isolation converter transformer PIT
And orthogonal control transformer PRT (Poewr Regulating Trans)
The inductance formed by the former controlled winding N R forms a resonance circuit of the voltage resonance type converter, and, for example, a film capacitor is used.
For example, although the parallel resonant capacitor Cr in the circuit shown in FIG. 7 is provided between the collector of the switching element and the primary side ground, the parallel resonant capacitor Cr A in the present embodiment is not limited to the switching element Q 1 Is provided between the collector of the RRR circuit, the filter choke coil L N in the RRR circuit 10 and the connection point of the fast recovery diode D 2 . In this case, the filter choke coil L N acts as a load for the switching output fed back via the parallel resonance capacitor Cr A as described later. The parallel resonance capacitor C of FIG.
When the capacitances of r A and the parallel resonance capacitor Cr of FIG. 7 are compared, Cr A > Cr is selected.

【0033】そして、上記のような接続形態によると、
並列共振コンデンサCrA の充放電電流を上記フィルタ
チョークコイルLN と高速リカバリ型ダイオードD2
接続点に対して重畳するような動作が得られる。つま
り、並列共振コンデンサCrAの静電容量結合を介し、
てスイッチング素子Q1 のスイッチング出力を、フィル
タチョークコイルLN のインダクタンスを流れる整流電
圧に帰還するようにされる。これにより、図7において
説明したのとほぼ同様にして、このスイッチング電圧の
重畳分によって平滑コンデンサCiの端子電圧がスイッ
チング周期で引き下げられ、交流入力電流の導通角が拡
大されてその平均波形が正弦波に近付くことにより力率
が改善されることになる。なお、コモンモードチョーク
コイルCMCとアクロスコンデンサCL からなるノイズ
フィルタと、フィルタチョークコイルLN 及びフィルタ
コンデンサCN からなるノーマルモードのローパスフィ
ルタの作用により、商用交流電源ACにはスイッチング
周期の高周波成分は流入しないことになる。
According to the above-mentioned connection form,
An operation is obtained in which the charging / discharging current of the parallel resonance capacitor Cr A is superimposed on the connection point between the filter choke coil L N and the fast recovery diode D 2 . That is, through the capacitive coupling of the parallel resonance capacitor Cr A ,
The switching output of the switching element Q 1 is fed back to the rectified voltage flowing through the inductance of the filter choke coil L N. As a result, in substantially the same manner as described with reference to FIG. 7, the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci is lowered in the switching cycle by the superposition of the switching voltage, the conduction angle of the AC input current is expanded, and the average waveform thereof is sinusoidal. Approaching the waves will improve the power factor. By the action of the noise filter including the common mode choke coil CMC and the across capacitor C L and the normal mode low-pass filter including the filter choke coil L N and the filter capacitor C N , the commercial AC power supply AC has a high frequency component of the switching cycle. Will not flow in.

【0034】そして、このような構成の力率改善回路1
0では、先に先行技術として示した図7の回路と比較す
ると、比較的大型の部品である磁気結合トランスMCT
が省略されることになり、それだけ基板サイズの小型化
や低コスト化を実現することが可能となる。また、本実
施の形態ではスイッチングコンバータは1石のスイッチ
ング素子による自励式の電圧共振形が用いられている
が、例えば自励式電流共振形スイッチングコンバータと
比較すると、電流共振形スイッチングコンバータでは少
なくともハーフブリッジ接続した2石のスイッチング素
子とその自励発振駆動回路が必要となることから、本実
施の形態ではより簡略な回路構成とすることが可能にな
る。
Then, the power factor correction circuit 1 having such a configuration.
0, the magnetic coupling transformer MCT, which is a relatively large component, is compared with the circuit shown in FIG.
Will be omitted, and the size of the substrate and the cost can be reduced accordingly. Further, in the present embodiment, the switching converter uses a self-excited voltage resonance type with one switching element. However, compared with a self-excited current resonance type switching converter, for example, at least a half bridge is used in the current resonance type switching converter. Since two switching elements connected to each other and a self-excited oscillation drive circuit for the two switching elements are required, the present embodiment can have a simpler circuit configuration.

【0035】また、図2は本実施の形態の電源回路の要
部の動作をスイッチング周期で示す波形図とされる。本
実施の形態の場合、スイッチング素子Q1 のスイッチン
グ周波数は、例えば50KHzとなるように、共振コン
デンサCB と駆動巻線NB からなる自励発振用の直列共
振回路の時定数が選定されている。例えば、この図に示
すt1 時点においてスイッチング素子がオフになると、
絶縁コンバータトランスPRTの一次巻線N1 、直交型
制御トランスPRTの被制御巻線NR の合成インダクタ
ンス及び並列共振コンデンサCrA のキャパシタンスか
らなる共振回路の作用により、平滑コンデンサCiへの
入力電流IO は図2(b)に示すように期間t1 〜t2
において、共振波形に近い電流が流れることになる。ま
た、同じ図2(b)の次の期間t2 〜t3 に示す波形
は、クランプダイオードDD からスイッチング素子Q1
のベース−エミッタを介して流れるダンパー電流に対応
する。そして、スイッチング素子Q1 のオフ時におけ
る、並列共振コンデンサCrの両端電圧(スイッチング
素子Q1 のコレクタ−アース間電位)VCPは、図2
(a)の期間t1 〜t2 に示すように正弦波状の波形と
なり、電圧共振形の動作が得られることになる。スイッ
チング素子Q1 は、電流I0 がゼロクロスする時点t3
においてオンに変化するが、スイッチング素子Q1 のオ
ン期間である期間t3 〜t4 においては、共振コンデン
サC1 の両端電圧VCPは図2(a)に示すように0Vが
継続し、電流I0 は、一次巻線N1 及び被制御巻線NR
のインダクタンス作用により図2(b)に示すような波
形が得られる。また、スイッチング周期における並列共
振コンデンサCrの充放電電流Irは、図2(c)に示
すような波形となる。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the power supply circuit of this embodiment in a switching cycle. In the case of the present embodiment, the time constant of the series resonance circuit for self-excited oscillation including the resonance capacitor C B and the drive winding N B is selected so that the switching frequency of the switching element Q 1 is, for example, 50 KHz. There is. For example, if the switching element is turned off at time t 1 shown in this figure,
The input current I to the smoothing capacitor Ci is produced by the action of the resonance circuit composed of the primary winding N 1 of the insulating converter transformer PRT, the combined inductance of the controlled winding N R of the orthogonal control transformer PRT, and the capacitance of the parallel resonance capacitor Cr A. O indicates the period t 1 to t 2 as shown in FIG.
At, a current close to the resonance waveform will flow. Further, the waveforms shown in the next period t 2 to t 3 of the same FIG. 2B are from the clamp diode D D to the switching element Q 1
Corresponding to the damper current flowing through the base-emitter of the. The voltage across the parallel resonance capacitor Cr (the potential between the collector and ground of the switching element Q 1 ) V CP when the switching element Q 1 is off is shown in FIG.
The waveform becomes sinusoidal as shown in the period t 1 to t 2 of (a), and the voltage resonance type operation is obtained. The switching element Q 1 has a time point t 3 at which the current I 0 crosses zero.
Changes on in, but in the period t 3 ~t 4 is on period of the switching element Q 1, the voltage across V CP of the resonance capacitor C 1 is 0V continues as shown in FIG. 2 (a), the current I 0 is the primary winding N 1 and the controlled winding N R
A waveform as shown in FIG. 2 (b) is obtained by the inductance action of. The charging / discharging current Ir of the parallel resonant capacitor Cr in the switching cycle has a waveform as shown in FIG.

【0036】また図3は、上記図1に示した構成のスイ
ッチング電源回路の各部の動作を商用電源周期により示
す波形図とされる。例えば、図3(a)に示すように交
流入力電圧VACが供給されている場合、全波整流ライン
において高速リカバリ型ダイオードD2 を流れる電流I
2 は、図3(b)に示すように、交流入力電圧VACの絶
対値が平滑コンデンサCiの両端電圧Eiよりも高いと
されるτ期間において、帰還されたスイッチング出力の
作用による高速リカバリ型ダイオードD2 のスイッチン
グ動作が行われることにより、スイッチング周期の高周
波成分が重畳された波形となる。また、共振用コンデン
サC2 の両端電圧に相当する電圧V2 は、図3(c)に
示すようなスイッチング周期の高周波成分が重畳された
実線に示す波形となる。ところで、先に先行技術として
示した図7における整流平滑電圧EiA (平滑コンデン
サCiの両端電圧)は、ブリッジ整流回路D1 の出力電
圧である全波整流電圧V1 に対して、磁気結合トランス
MCTの二次巻線NP によるスイッチング周期の高周波
電圧を重畳して得られる電圧値の平均値とされて、図3
(c)に示すようなレベルとなる。これに対して、図1
の電源回路における整流平滑電圧Eiは、共振用コンデ
ンサC2 の両端電圧V2 のピーク値となる。従って、図
3(c)に示すに示すように、整流平滑電圧Ei及びE
A を比較すると、Ei>EiAの関係が得られ、スイ
ッチングコンバータに対する直流入力電圧が上昇してお
り、これによりレギュレーション範囲が拡大される。例
えば、図7の電源回路では磁気結合トランスMCTの作
用によってレギュレーション範囲を補償していたが、本
実施の形態の場合には、磁気結合トランスMCTが省略
されても、レギュレーション範囲が補償されることにな
る。そして、交流入力電流IACは図3(d)に示すよう
に、τ期間において電流が流れるようにされ、これによ
って交流入力電流の平均が交流入力電圧波形に近付くこ
ととなって、実際には力率改善が図られる程度に導通角
が拡大されることになる。例えば具体的には、図に示す
ように商用交流電源の半サイクルが10msである場合
には、τ期間が5msとなるようにフィルタコンデンサ
N のインダクタンス及び共振用コンデンサC2 のキャ
パシタンスを選定すれば、0.8程度の力率が得られる
ようにされる。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the operation of each part of the switching power supply circuit having the configuration shown in FIG. For example, when the AC input voltage V AC is supplied as shown in FIG. 3A, the current I flowing through the fast recovery diode D 2 in the full-wave rectification line
As shown in FIG. 3B, 2 is a high-speed recovery type due to the action of the fed-back switching output in the τ period when the absolute value of the AC input voltage V AC is higher than the voltage Ei across the smoothing capacitor Ci. The switching operation of the diode D 2 results in a waveform in which high frequency components of the switching cycle are superimposed. Further, the voltage V 2 corresponding to the voltage across the resonance capacitor C 2 has a waveform shown by a solid line on which a high frequency component of the switching cycle is superimposed as shown in FIG. By the way, the rectified and smoothed voltage Ei A (voltage across the smoothing capacitor Ci) shown in FIG. 7 described above as the prior art is different from the full-wave rectified voltage V 1 which is the output voltage of the bridge rectifier circuit D 1 with respect to the magnetic coupling transformer. The average value of the voltage values obtained by superimposing the high frequency voltage of the switching cycle by the secondary winding N P of the MCT is shown in FIG.
The level is as shown in (c). On the other hand,
The rectified and smoothed voltage Ei in the power supply circuit is the peak value of the voltage V 2 across the resonance capacitor C 2 . Therefore, as shown in FIG. 3C, the rectified smoothed voltages Ei and E
When i A is compared, the relationship of Ei> Ei A is obtained, and the DC input voltage to the switching converter is increased, which expands the regulation range. For example, in the power supply circuit of FIG. 7, the regulation range is compensated by the action of the magnetic coupling transformer MCT, but in the case of the present embodiment, the regulation range is compensated even if the magnetic coupling transformer MCT is omitted. become. Then, as shown in FIG. 3D , the AC input current I AC is made to flow in the τ period, which causes the average of the AC input current to approach the AC input voltage waveform. The conduction angle is enlarged to the extent that the power factor is improved. For example, specifically, as shown in the figure, when the half cycle of the commercial AC power supply is 10 ms, the inductance of the filter capacitor L N and the capacitance of the resonance capacitor C 2 should be selected so that the τ period becomes 5 ms. For example, a power factor of about 0.8 can be obtained.

【0037】次に、図4の回路図に本発明の他の実施の
形態であるスイッチング電源回路の構成を示し、図1と
同一部分は同一符号を付して説明を省略する。このスイ
ッチング電源回路においては、直交型制御トランスPR
Tが二次側に設けられている。そして、この直交型制御
トランスPRTの被制御巻線NR は、絶縁コンバータト
ランスPITの二次巻線N2 と直列に接続されると共
に、その他端が整流ダイオードD3 のアノードに対して
接続される。また、この場合には、絶縁コンバータトラ
ンスPITの二次巻線N2 と直交型制御トランスPRT
の被制御巻線NR との直列接続に対して並列に共振用の
コンデンサCO が設けられる。このコンデンサCO は、
そのキャパシタンスと二次巻線N2 と被制御巻線NR
よるインダクタンス成分とにより、二次側においても共
振回路を形成して電圧共振が得られるようにされて、二
次側に励起される出力電圧の波形についても正弦波に近
付くようにされている。この結果、例えばコンデンサC
O が設けられていない場合に比べて、より広範囲の負荷
変動にも対応することが可能となる。そして、例えば図
1の回路の場合には絶縁トランスPITの一次側におい
てインダクタンス制御方式による定電圧制御を行うよう
にされていたのに対して、この場合には、制御回路1が
直流出力電圧EO に基づいて可変された制御電流を制御
巻線NC に供給することにより、二次側において共振回
路のインダクタンスをコントロールするようにされる。
このようにしても、定電圧制御を行うことができる(二
次側インダクタンス制御方式)。また、この実施の形態
における力率改善回路10の構成は、先に図1に示した
ものと同様とされて、前述のように磁気結合トランスM
CTを省略した構成により力率改善が図られ、レギュレ
ーション範囲及び電力変換効率も向上されることにな
る。
Next, the circuit diagram of FIG. 4 shows the configuration of a switching power supply circuit according to another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. In this switching power supply circuit, the orthogonal control transformer PR
T is provided on the secondary side. The controlled winding N R of the orthogonal control transformer PRT is connected in series with the secondary winding N 2 of the insulating converter transformer PIT, and the other end thereof is connected to the anode of the rectifying diode D 3. It Further, in this case, the secondary winding N 2 of the insulation converter transformer PIT and the orthogonal control transformer PRT are connected.
A resonance capacitor C O is provided in parallel with the controlled winding N R connected in series. This capacitor C O is
The capacitance and the inductance component of the secondary winding N 2 and the controlled winding N R form a resonance circuit on the secondary side so that voltage resonance can be obtained and the secondary side is excited. The output voltage waveform is also designed to approach a sine wave. As a result, for example, the capacitor C
Compared to the case where O is not provided, it is possible to cope with a wider range of load fluctuations. For example, in the case of the circuit of FIG. 1, constant voltage control by the inductance control method is performed on the primary side of the insulating transformer PIT, whereas in this case, the control circuit 1 outputs the DC output voltage E. By supplying a control current varied based on O to the control winding N C , the inductance of the resonance circuit is controlled on the secondary side.
Even in this way, constant voltage control can be performed (secondary side inductance control method). The configuration of the power factor correction circuit 10 in this embodiment is the same as that shown in FIG. 1, and the magnetic coupling transformer M as described above is used.
The power factor is improved and the regulation range and the power conversion efficiency are also improved by the configuration in which the CT is omitted.

【0038】図5は、本発明の更に他の実施の形態のス
イッチング電源回路の構成を示す回路図とされ、図1及
び図4と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。
この実施の形態のスイッチング電源回路は、交流入力電
圧AC100V系〜AC200V系に対応する、いわゆ
るワイドレンジに対応する電源回路に適用して好適なも
のとされる。
FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a switching power supply circuit according to still another embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 1 and 4 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
The switching power supply circuit of this embodiment is suitable for being applied to a power supply circuit corresponding to a so-called wide range corresponding to AC input voltage AC100V system to AC200V system.

【0039】この図においては、交流電源ACに対して
フィルタチョークコイル及びフィルタコンデンサCN
りなるLCローパスフィルタが設けられている。また、
本実施の形態ではブリッジ整流回路D1 は、図のように
4本の高速リカバリ型ダイオードDF1、DF2、DF3、D
F4をブリッジ接続して形成される。また、図1及び図4
に示した共振用コンデンサC2 は、このJJKでは後述
するように倍電圧整流回路が形成される場合に応じて、
共振用コンデンサC2A、C2Bの2つに分割されて、それ
ぞれ高速リカバリ型ダイオードDF1、DF2に対して並列
に接続される。そして、上述したこれらの素子の接続形
態よって図のように本実施の形態の力率改善回路11が
形成される。そして、並列共振コンデンサCrA は、こ
の場合にはスイッチング素子Q1 のコレクタと、高速リ
カバリ型ダイオードDF1、DF2の接続点に対して接続さ
れている。また、ブリッジ整流回路D1 の正極整流出力
端子(高速リカバリ型ダイオードDF2、DF4の接続点)
と一次側アース間には平滑コンデンサCiA ,CiB
直列に設けられ、この平滑コンデンサCiA ,CiB
接続点に対して交流電源ACの一方の極がスイッチSW
1 を介して接続されている。このスイッチSW1 は、実
際には電磁パワーリレーやトライアックによるハイブリ
ッドICなどが用いられ、交流入力電圧が100V系の
場合にはオンとなり、200V系の場合にオフとなるよ
うに制御される。このスイッチSW1 のオン/オフ切換
えに伴う電源回路に動作については後述する。
In this drawing, an LC low pass filter including a filter choke coil and a filter capacitor C N is provided for the AC power supply AC. Also,
In the present embodiment, the bridge rectifier circuit D 1 includes four fast recovery type diodes D F1 , D F2 , D F3 and D as shown in the figure.
It is formed by bridge-connecting F4 . 1 and 4
The resonance capacitor C 2 shown in (1) corresponds to the case where a voltage doubler rectifier circuit is formed as described later in this JJK.
It is divided into two resonance capacitors C 2A and C 2B and connected in parallel to the fast recovery type diodes D F1 and D F2 , respectively. Then, the power factor correction circuit 11 of the present embodiment is formed as shown in the drawing depending on the connection form of these elements described above. In this case, the parallel resonance capacitor Cr A is connected to the collector of the switching element Q 1 and the connection point of the fast recovery type diodes D F1 and D F2 . Further, the positive pole rectification output terminal of the bridge rectification circuit D 1 (connection point of fast recovery type diodes D F2 and D F4 )
Smoothing capacitors Ci A and Ci B are provided in series between the smoothing capacitors Ci A and Ci B , and one pole of the AC power supply AC is connected to the switch SW with respect to the connection point of the smoothing capacitors Ci A and Ci B.
Connected via 1 . The switch SW 1 is actually a hybrid IC using an electromagnetic power relay or a triac, and is controlled to be turned on when the AC input voltage is 100V system and turned off when the AC input voltage is 200V system. The operation of the power supply circuit associated with the on / off switching of the switch SW 1 will be described later.

【0040】また、この場合にはスイッチング素子Q1
はパワーチョークコイルPCCに対して駆動巻線NB
巻装して構成されるドライブトランスDTにより駆動さ
れる。パワーチョークコイルPCCは、図のように整流
平滑電圧ライン(平滑コンデンサCiA の正極端子)と
直交型のコンバータトランスPRTの一次巻線N1 の端
部と接続される。従って、本実施の形態の場合には電圧
共振形とするための共振回路は、並列共振コンデンサC
A と、上記一次巻線N1 及びパワーチョークコイルP
CCの合成インダクタンスにより形成されることにな
る。
In this case, the switching element Q 1
Is driven by a drive transformer DT configured by winding a drive winding N B around a power choke coil PCC. The power choke coil PCC is connected to the rectified smoothed voltage line (the positive terminal of the smoothing capacitor Ci A ) and the end of the primary winding N 1 of the orthogonal converter transformer PRT as shown in the figure. Therefore, in the case of the present embodiment, the resonance circuit for the voltage resonance type is the parallel resonance capacitor C
r A , the primary winding N 1 and the power choke coil P
It will be formed by the combined inductance of CC.

【0041】また、本実施の形態の形態では、スイッチ
ング出力を二次側へ伝送するための絶縁コンバータトラ
ンスPRTの一次及び二次巻線N1 、N2 に対して、巻
回方向が直交するように制御巻線NC が設けられること
により、直交型の制御トランスを兼用するような構成と
されている。この絶縁コンバータトランスPRTの二次
側においてはセンタータップが設けられる二次巻線N2
に対して、整流ダイオードD3A、D3Bと平滑コンデンサ
3 からなる両波整流回路が設けられて、直流出力電圧
O が得られるようにされている。二次巻線N2 に対し
ては並列共振用のコンデンサCO が接続されて、共振回
路を形成している。この場合には、直流出力電圧EO
変動に応じて、制御回路1によりコンバータトランスP
RTの制御巻線NC に制御電流を供給することで、コン
バータトランスPRTの漏洩磁束を可変する。これによ
り上記二次巻線N2 及び並列共振用のコンデンサCO
らなる共振回路の共振条件が可変して定電圧制御が行わ
れるようにされる。
Further, in the present embodiment, the winding direction is orthogonal to the primary and secondary windings N 1 and N 2 of the insulating converter transformer PRT for transmitting the switching output to the secondary side. Since the control winding N C is provided in this manner, the configuration is such that it also serves as an orthogonal type control transformer. A secondary winding N 2 provided with a center tap on the secondary side of the insulating converter transformer PRT.
On the other hand, a double-wave rectification circuit composed of rectification diodes D 3A and D 3B and a smoothing capacitor C 3 is provided to obtain a DC output voltage E O. A parallel resonance capacitor C O is connected to the secondary winding N 2 to form a resonance circuit. In this case, the converter circuit P is controlled by the control circuit 1 according to the fluctuation of the DC output voltage E O.
By supplying the control current to the control winding N C of the RT, the leakage magnetic flux of the converter transformer PRT is changed. As a result, the resonance condition of the resonance circuit composed of the secondary winding N 2 and the parallel resonance capacitor C O is varied, and constant voltage control is performed.

【0042】上記のような構成によるワイドレンジ対応
のスイッチング電源回路の一次側の整流平滑動作は次の
ようになる。例えば交流入力電圧が200V系の場合に
は、前述のようにスイッチSW1 はオフの状態とされ
る。この場合、商用交流電源ACはブリッジ整流回路D
1 により全波整流されると共に、直列接続された平滑コ
ンデンサCiA ,CiB に対して全波整流出力による充
放電が行われるという整流平滑回路の電流経路が形成さ
れる。これにより、整流平滑電圧Ei(直列接続した平
滑コンデンサCiA ,CiB の両端電圧)としては交流
入力電圧に対応した電圧が得られることになる。
The rectifying / smoothing operation on the primary side of the switching power supply circuit compatible with a wide range configured as described above is as follows. For example, when the AC input voltage is 200 V, the switch SW 1 is turned off as described above. In this case, the commercial AC power supply AC is a bridge rectifier circuit D
With the full-wave rectified by 1, the series connected smoothing capacitors Ci A, a current path of the rectifying and smoothing circuit that charge and discharge according to the full-wave rectified output is made relative to Ci B is formed. As a result, a voltage corresponding to the AC input voltage is obtained as the rectified and smoothed voltage Ei (voltage across the smoothing capacitors Ci A and Ci B connected in series).

【0043】一方、交流入力電圧が100V系とされる
場合には、スイッチSW1 がオンとされることから、ブ
リッジ整流回路D1 を形成する4本の高速リカバリ型ダ
イオードのうち、高速リカバリ型ダイオードDF1及びD
F2を用いた倍電圧整流回路が形成される。つまり、交流
電源ACが正の期間の充電経路は、交流電源AC→巻線
a(CMC)→フィルタチョークコイルLN →整流ダイ
オードD11→平滑コンデンサCiA →巻線b(CMC)
→交流電源ACとなり、この電流経路により平滑コンデ
ンサCiA に対して充電が行われる。また、交流電源A
Cが負の期間の充電経路は、交流電源AC→巻線b(C
MC)→平滑コンデンサCiB →整流ダイオードD12
フィルタチョークコイルLN →巻線a(CMC)→交流
電源ACとなって、平滑コンデンサCiB に充電され
る。これによって、整流平滑電圧としては、平滑コンデ
ンサCiA とCiB のそれぞれの両端電圧を合わせた、
倍電圧が得られることになる。この結果、整流平滑電圧
Eiとしては、交流入力電圧のほぼ倍の200V系の電
圧値が得られることになる。このように、本実施の形態
では入力される商用交流電源ACが100V系の場合に
は倍電圧整流平滑動作として、200V系の場合には通
常の全波整流平滑動作とするようにスイッチSW1 によ
り自動切換えを行うことで、ワイドレンジの交流入力電
圧に対応するスイッチング電源回路が得られるように構
成される。
On the other hand, when the AC input voltage is set to 100 V, the switch SW 1 is turned on, so that the fast recovery type diode among the four fast recovery type diodes forming the bridge rectifier circuit D 1 is used. Diodes D F1 and D
A voltage doubler rectifier circuit using F2 is formed. That is, the charging path during the positive period of the AC power supply AC is AC power supply AC → winding a (CMC) → filter choke coil L N → rectifying diode D 11 → smoothing capacitor Ci A → winding b (CMC).
→ The AC power supply AC is used, and the smoothing capacitor Ci A is charged by this current path. In addition, AC power supply A
The charging path during the period when C is negative is AC power supply AC → winding b (C
MC) → smoothing capacitor Ci B → rectifier diode D 12
The filter choke coil L N → winding a (CMC) → AC power source AC, and the smoothing capacitor Ci B is charged. As a result, as the rectified smoothed voltage, the voltages across the smoothing capacitors Ci A and Ci B are combined,
Double voltage will be obtained. As a result, as the rectified and smoothed voltage Ei, a voltage value of 200V system which is almost twice the AC input voltage is obtained. As described above, in the present embodiment, the switch SW 1 is configured to perform the double voltage rectifying and smoothing operation when the input commercial AC power source AC is the 100V system and the normal full-wave rectifying and smoothing operation when the commercial AC power source AC is the 200V system. The automatic power supply switching is configured so that a switching power supply circuit corresponding to a wide range AC input voltage can be obtained.

【0044】また、本実施の形態においては、先に説明
した力率改善回路11における高速リカバリ型ダイオー
ドDF1及びDF2の接続点に対して、スイッチング素子Q
1 のコレクタが並列共振コンデンサCrA を介して接続
されており、これにより、スイッチング素子Q1 のスイ
ッチング出力が並列共振コンデンサCrA の静電容量結
合を介して整流電流の経路に対して帰還して重畳するよ
うにされる。このためこれまで説明した図1及び図4の
力率改善回路10と同様の作用によって、力率改善が図
られることになり、レギュレーション範囲の拡大及び電
力変換効率の向上が実現される。そして、本実施の形態
の構成では、力率改善回路11によって通常の全波整流
平滑動作と倍電圧整流平滑動作の何れの場合にも共通し
て力率改善が図られるようにされている。なお、整流電
流経路に流れるスイッチング周期の高周波電流によるノ
イズは、フィルタチョークコイルLN 及びフィルタコン
デンサCN よりなるLCローパスフィルタと、コモンモ
ードチョークコイルCMC及びアクロスコンデンサCL
よりなるノイズフィルタにより除去されて、商用交流電
源ACにはノイズが流入しないようにされる。
In the present embodiment, the switching element Q is connected to the connection point of the fast recovery type diodes D F1 and D F2 in the power factor correction circuit 11 described above.
The collector of 1 is connected via the parallel resonance capacitor Cr A , whereby the switching output of the switching element Q 1 is fed back to the path of the rectified current via the capacitive coupling of the parallel resonance capacitor Cr A. To be superimposed. Therefore, the power factor is improved by the same operation as that of the power factor correction circuit 10 of FIGS. 1 and 4 described so far, and the regulation range is expanded and the power conversion efficiency is improved. Further, in the configuration of the present embodiment, the power factor correction circuit 11 is designed to improve the power factor in both cases of the normal full-wave rectifying and smoothing operation and the double voltage rectifying and smoothing operation. The noise due to the high frequency current of the switching cycle flowing in the rectification current path is caused by the LC low pass filter including the filter choke coil L N and the filter capacitor C N , the common mode choke coil CMC and the across capacitor C L.
The noise is prevented by the noise filter composed of the above, and noise is prevented from flowing into the commercial AC power supply AC.

【0045】図6は、本発明の更に他の実施の形態を示
す回路図とされる。なお、上記各実施の形態が示される
図1、図4、及び図5の回路図と同一部分は同一符号を
付して説明を省略する。本実施の形態のスイッチング電
源回路は、例えば交流入力電圧が100V系で負荷電力
が150W以上の比較的重負荷時とされる条件に対応す
るものとされる。このため、本実施の形態では次に説明
するように倍電圧整流回路と、2石のスイッチング素子
をプッシュ・プル結合により動作させる電圧共振形スイ
ッチングコンバータが採用されている。
FIG. 6 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention. The same parts as those in the circuit diagrams of FIGS. 1, 4, and 5 showing the above-described respective embodiments are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The switching power supply circuit of the present embodiment corresponds to the condition that the AC input voltage is 100 V and the load power is 150 W or more, which is a relatively heavy load. Therefore, in this embodiment, a voltage doubler rectifier circuit and a voltage resonance type switching converter that operates two switching elements by push-pull coupling are employed as described below.

【0046】この図の力率改善回路12においては、交
流電源ACに対してLCローパスフィルタ(LN ,C
N )が設けられている。そして、交流電源ACの一方の
極はフィルタチョークコイルLN を介して、倍電圧整流
用の整流ダイオードD11のアノードとD12のカソードの
接続点に対して接続され、他方の極は平滑コンデンサC
A ,CiB の接続点に対して接続されている。この平
滑コンデンサCiA 、CiB は図のように整流平滑ライ
ンとアース間に対して直列に接続されている。また、整
流ダイオードD11のカソード側は平滑コンデンサCiA
の正極に接続され、整流ダイオードD12のアノード側は
アースに接続される。
In the power factor correction circuit 12 of this figure, the LC low pass filter (L N , C) is connected to the AC power source AC.
N ) are provided. Then, one pole of the AC power supply AC is connected to the connection point of the anode of the rectifier diode D 11 for double voltage rectification and the cathode of D 12 via the filter choke coil L N , and the other pole is connected to the smoothing capacitor. C
It is connected to the connection point of i A and Ci B. The smoothing capacitors Ci A and Ci B are connected in series between the rectifying smoothing line and the ground as shown in the figure. The cathode side of the rectifying diode D 11 is a smoothing capacitor Ci A.
Of the rectifier diode D 12 is connected to the ground.

【0047】この実施例の回路においては、フィルタチ
ョークコイルLN はスイッチングコンバータから帰還さ
れるスイッチング出力に対する負荷として作用し、後述
するようにして整流ダイオードD11、D12にスイッチン
グ出力が重畳されるように構成されている。これに対応
して、本実施例では整流ダイオードD11及びD12につい
ては、高速リカバリ型を用いている。また、整流ダイオ
ードD11、D12にはそれぞれ並列に共振用のコンデンサ
2A、C2Bが接続され、スイッチング出力の一部はこの
コンデンサC2A、C2Bによってバイパスされる。このよ
うに本実施の形態では、倍電圧整流回路に対して図に示
すような力率改善回路12が組み合わされた構成とされ
ており、この回路構成は、先に図5に示した電源回路に
おいて、スイッチSW1 がオンとされて倍電圧整流回路
が形成された場合の回路と等価となる。従って、倍電圧
動作は先に図5の実施の形態において説明した動作と同
様となるため、ここでは説明を省略する。
In the circuit of this embodiment, the filter choke coil L N acts as a load for the switching output fed back from the switching converter, and the switching output is superimposed on the rectifying diodes D 11 and D 12 as described later. Is configured. Corresponding to this, in this embodiment, the rectifier diodes D 11 and D 12 are of the fast recovery type. Further, resonance capacitors C 2A and C 2B are connected in parallel to the rectifier diodes D 11 and D 12 , respectively, and a part of the switching output is bypassed by the capacitors C 2A and C 2B . As described above, in the present embodiment, the power factor correction circuit 12 as shown in the figure is combined with the voltage doubler rectifier circuit, and this circuit configuration has the power supply circuit previously shown in FIG. In, the switch SW 1 is turned on to form a circuit equivalent to the case where the voltage doubler rectifier circuit is formed. Therefore, the voltage doubler operation is the same as the operation described above in the embodiment of FIG. 5, and the description thereof is omitted here.

【0048】また、スイッチングコンバータは、スイッ
チング素子Q1 とスイッチング素子Q2 の2石をプッシ
ュプルで駆動させる自励発振式の電圧共振形スイッチン
グコンバータとして形成されて、重負荷時の条件に対応
するようにしている。なお、スイッチング素子Q2 に対
して設けられる駆動巻線NB 、共振コンデンサCB 、抵
抗RB 、クランプダイオードDD については同一符号を
付して説明を省略する。この場合には、絶縁コンバータ
トランスPITに対してスイッチング素子Q1、Q2
各駆動巻線NB 、NB が巻装されている。 そして、ス
イッチング素子Q1 のコレクタは並列共振コンデンサC
A を介して整流ダイオードD11とD12の接続点に対し
て接続され、また、スイッチング素子Q2 のコレクタは
並列共振コンデンサCrA を介して整流ダイオードD11
とD12の接続点に対して接続されている。これにより、
スイッチング素子Q1 、Q2 のスイッチング出力は、そ
れぞれ並列共振コンデンサCrA 、CrB の静電容量結
合を介して整流電流経路に帰還して重畳されることにな
り、図5に示した回路の場合と同様の作用によって力率
改善が図られることになる。
Further, the switching converter is formed as a self-oscillation type voltage resonance type switching converter in which two stones of the switching element Q 1 and the switching element Q 2 are driven by push-pull, and corresponds to the condition under heavy load. I am trying. The drive winding N B , the resonance capacitor C B , the resistor R B , and the clamp diode D D provided for the switching element Q 2 are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted. In this case, the insulating converter switching element Q 1 with respect to the transformer PIT, the drive windings of Q 2 N B, the N B is wound. The collector of the switching element Q 1 is a parallel resonance capacitor C
It is connected to the connection point of the rectifying diodes D 11 and D 12 via r A, and the collector of the switching element Q 2 is connected to the rectifying diode D 11 via the parallel resonance capacitor Cr A.
And D 12 are connected to each other. This allows
The switching outputs of the switching elements Q 1 and Q 2 are fed back to the rectified current path via the capacitive coupling of the parallel resonance capacitors Cr A and Cr B , respectively, and are superimposed, and the switching outputs of the circuit shown in FIG. The power factor is improved by the same action as the case.

【0049】また、この場合には制御巻線NC と被制御
巻線NR をその巻回方向が直交するように巻装した直交
型制御トランスPRTが設けられる。この直交型制御ト
ランスPRTの被制御巻線NR は、絶縁コンバータトラ
ンスPITの一次巻線N1 のセンタータップと、整流平
滑電圧Eiのライン(平滑コンデンサCiA の正極端
子)間に挿入するようにして設けられており、これによ
って、被制御巻線NR と絶縁コンバータトランスPIT
の一次巻線N1 及び並列共振コンデンサCrA 、CrB
とにより電圧共振形の共振回路を形成することになる。
そして、制御回路1により、二次側の直流出力電圧EO
の変動に応じたレベルの制御電流が直交型制御トランス
PRTの制御巻線NC に供給されることで、図1にて説
明した一次側のインダクタンス制御方式と同様の作用に
より、結果的に絶縁コンバータトランスPITの一次巻
線N1 のインダクタンスが可変されて定電圧制御が行わ
れるようにされる。
Further, in this case, an orthogonal control transformer PRT in which the control winding N C and the controlled winding N R are wound so that their winding directions are orthogonal to each other is provided. The controlled winding N R of the orthogonal control transformer PRT is inserted between the center tap of the primary winding N 1 of the insulating converter transformer PIT and the line of the rectified and smoothed voltage Ei (the positive terminal of the smoothing capacitor Ci A ). The controlled winding N R and the isolated converter transformer PIT are thereby provided.
Primary winding N 1 and parallel resonant capacitors Cr A , Cr B
And form a voltage resonance type resonance circuit.
Then, the control circuit 1 controls the secondary side DC output voltage E O.
Is supplied to the control winding N C of the quadrature type control transformer PRT, the same operation as the primary side inductance control method described with reference to FIG. The inductance of the primary winding N 1 of the converter transformer PIT is varied so that constant voltage control is performed.

【0050】なお、この実施の形態においては重負荷に
対応して2石のスイッチング素子が備えられているが、
例えば電流共振形で重負荷に対応する場合には4石のフ
ルブリッジ結合のスイッチングコンバータを構成するこ
とになるため、本実施の形態のほうがより簡略な回路構
成となる。
In this embodiment, two switching elements are provided for heavy loads,
For example, in the case of handling a heavy load with a current resonance type, a switching converter of four full bridge couplings is configured, and thus the present embodiment has a simpler circuit configuration.

【0051】また、本発明の電圧共振形スイッチング電
源回路は、力率改善回路の接続形態、定電圧制御方法、
電圧共振形コンバータのスイッチング素子数など、上記
各実施の形態に示した組み合わせに限定されるものでは
なく、他の組み合わせパターンにより構成される電源回
路に対しても適用が可能とされる。また、ここでは図示
しないが他励式による電圧共振形コンバータに対しても
本発明は適用可能とされる。さらに、二次側直流出力電
圧のマルチ化など、他の回路部分についても実際の使用
条件に応じて変更されて構わない。
Further, the voltage resonance type switching power supply circuit of the present invention comprises a power factor correction circuit connection configuration, a constant voltage control method,
The number of switching elements of the voltage resonance type converter is not limited to the combinations shown in the above-described embodiments, and the invention can be applied to a power supply circuit configured by other combination patterns. Further, although not shown here, the present invention can be applied to a voltage resonance type converter by a separately excited type. Further, other circuit parts such as multiple secondary side DC output voltage may be changed according to actual use conditions.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電圧共振
形スイッチング電源回路は、倍電圧整流回路によるもの
を含め、本来、電圧共振形の動作を得るための共振回路
の共振コンデンサの静電容量結合を介してスイッチング
出力を整流電流の経路に帰還して重畳するようにして力
率改善を図るようにされていることから、磁気結合トラ
ンスにより力率改善を図る場合よりも部品点数が削減さ
れるため、本発明が電圧共振形による簡略な回路構成と
されていることも併せて、回路サイズの小型化及び低コ
スト化を促進することが可能となるという効果を有して
いる。また磁気結合トランスが削除されることによっ
て、電力損失も低減されるため電力変換効率が向上する
と共に、整流平滑電圧のレベルが上昇してレギュレーシ
ョン範囲も拡大される。
As described above, the voltage resonance type switching power supply circuit of the present invention, including the one using the voltage doubler rectifier circuit, is essentially the electrostatic capacitance of the resonance capacitor of the resonance circuit for obtaining the voltage resonance type operation. Since the switching output is fed back to the path of the rectified current via capacitive coupling and superimposed, the power factor is improved, so the number of components is reduced compared to the case where the power factor is improved by the magnetic coupling transformer. Therefore, the present invention has an effect that it is possible to promote the miniaturization of the circuit size and the cost reduction in addition to the fact that the present invention has a simple circuit configuration of the voltage resonance type. Further, by removing the magnetic coupling transformer, the power loss is also reduced, so that the power conversion efficiency is improved, and the level of the rectified and smoothed voltage is increased, so that the regulation range is expanded.

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

【図1】本発明の一実施の形態としての電圧共振形スイ
ッチング電源回路の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a voltage resonance type switching power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態としての電圧共振形スイッチング
電源回路の動作をスイッチング周期で示す波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the voltage resonance type switching power supply circuit according to the present embodiment in a switching cycle.

【図3】本実施の形態としての電圧共振形スイッチング
電源回路の動作を商用電源周期で示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation of the voltage resonance type switching power supply circuit according to the present embodiment in a commercial power supply cycle.

【図4】他の実施の形態の電圧共振形スイッチング電源
回路を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a voltage resonance type switching power supply circuit of another embodiment.

【図5】更に他の実施の形態としての電圧共振形スイッ
チング電源回路を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a voltage resonance type switching power supply circuit as still another embodiment.

【図6】更に他の実施の形態としての電圧共振形スイッ
チング電源回路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a voltage resonance type switching power supply circuit as still another embodiment.

【図7】先行技術としての電圧共振形スイッチング電源
回路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a voltage resonance type switching power supply circuit as a prior art.

【図8】磁気結合トランス及びフィルタチョークコイル
の構造を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing structures of a magnetic coupling transformer and a filter choke coil.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御回路 10、11、12 力率改善回路 LN フィルタチョークコイル CN フィルタコンデンサ D1 ブリッジ整流回路 D2 高速リカバリ型ダイオード CH チョークコイル PIT 絶縁コンバータトランス PRT 直交形制御トランス Q1 ,Q2 スイッチング素子 Ci,CiA ,CiB 平滑コンデンサ Cr1 ,CrA ,C1B 並列共振コンデンサ N1 一次巻線 C2 共振用コンデンサ CO 共振用コンデンサ1 Control circuit 10, 11, 12 Power factor correction circuit L N Filter choke coil C N filter capacitor D 1 Bridge rectifier circuit D 2 Fast recovery type diode CH Choke coil PIT Isolation converter transformer PRT Quadrature control transformer Q 1 , Q 2 switching Element Ci, Ci A , Ci B Smoothing capacitor Cr 1 , Cr A , C 1B Parallel resonance capacitor N 1 Primary winding C 2 Resonance capacitor C O Resonance capacitor

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用電源を整流する整流手段と、 該整流手段の出力を平滑する平滑手段と、 該平滑手段より出力される電圧を断続して絶縁コンバー
タトランスの一次巻線に出力するようにされたスイッチ
ング手段と、 上記絶縁コンバータトランスの一次巻線を含むインダク
タンス成分と共振コンデンサのキャパシタンスによって
形成されて上記スイッチング手段の動作を電圧共振形と
する共振回路と、 上記共振コンデンサの静電容量結合により、上記スイッ
チング手段の出力が上記整流手段と上記平滑手段間のラ
インに帰還される力率改善回路とを設け、 上記力率改善回路は、上記スイッチング手段の出力によ
って上記整流手段の整流出力電流を断続する高速リカバ
リ型整流素子と、該高速リカバリ型整流素子に対して並
列に設けられるコンデンサを備えて構成されていること
を特徴とする電圧共振形スイッチング電源回路。
1. A rectifying means for rectifying a commercial power source, a smoothing means for smoothing an output of the rectifying means, and a voltage outputted from the smoothing means for intermittently outputting to a primary winding of an insulating converter transformer. Switching means, a resonance circuit formed by the inductance component including the primary winding of the insulating converter transformer and the capacitance of the resonance capacitor to make the operation of the switching means a voltage resonance type, and the capacitive coupling of the resonance capacitor. A power factor improving circuit for returning the output of the switching means to the line between the rectifying means and the smoothing means, and the power factor improving circuit outputs the rectified output current of the rectifying means by the output of the switching means. The high-speed recovery type rectifying element that connects and disconnects the Voltage resonance type switching power supply circuit, characterized in that it is configured with a capacitor.
【請求項2】 上記力率改善回路の入力側に、商用電源
ラインに流入するスイッチング出力を阻止するように形
成されたローパスフィルタが設けられることを特徴とす
る請求項1に記載の電圧共振形スイッチング電源回路。
2. The voltage resonance type according to claim 1, wherein a low pass filter formed so as to block a switching output flowing into a commercial power supply line is provided on an input side of the power factor correction circuit. Switching power supply circuit.
【請求項3】 商用電源を倍電圧整流した整流平滑電圧
を出力する倍電圧整流手段と、 上記倍電圧整流手段より出力される電圧を断続して絶縁
コンバータトランスの一次巻線に出力するようにされた
スイッチング手段と、 少なくとも上記絶縁コンバータトランスの一次巻線を含
むインダクタンス成分と共振コンデンサのキャパシタン
スによって形成されて上記スイッチング手段の動作を電
圧共振形とすると共に、上記共振コンデンサの静電容量
結合により、上記スイッチング手段の出力を上記倍電圧
整流手段を形成する整流素子に印加するようにして設け
られる共振回路と、 上記商用電源にラインに直列に挿入されるフィルタチョ
ークコイルと、 上記フィルタチョークコイルと共にローパスフィルタを
形成するように設けられるフィルタコンデンサと、 上記倍電圧整流平滑手段の整流素子に対して並列に設け
られて上記フィルタチョークコイルと共に共振回路を形
成する共振用コンデンサと、 を備えて構成されることを特徴とする電圧共振形スイッ
チング電源回路。
3. A voltage doubler rectifying means for outputting a rectified and smoothed voltage obtained by rectifying a voltage of a commercial power source, and a voltage output from the voltage doubler rectifying means is intermittently output to a primary winding of an insulating converter transformer. Formed by the inductance component including at least the primary winding of the insulating converter transformer and the capacitance of the resonance capacitor to make the operation of the switching device a voltage resonance type, and by the capacitive coupling of the resonance capacitor. A resonance circuit provided so as to apply the output of the switching means to a rectifying element forming the voltage doubling rectification means, a filter choke coil inserted in series with the commercial power supply in a line, and the filter choke coil A filter filter provided to form a low-pass filter. A voltage resonance type switching characterized by comprising a capacitor and a resonance capacitor which is provided in parallel with the rectifying element of the voltage doubler rectifying / smoothing means and which forms a resonance circuit together with the filter choke coil. Power supply circuit.
【請求項4】 上記倍電圧整流手段において高速リカバ
リ型整流素子が用いられていることを特徴とする請求項
3に記載の電圧共振形スイッチング電源回路。
4. The voltage resonance type switching power supply circuit according to claim 3, wherein a high-speed recovery type rectifying element is used in the voltage doubling rectifying means.
【請求項5】 商用電源を全波整流するブリッジ整流回
路と、商用電源を倍電圧整流する倍電圧整流回路の切換
えが可能とされて整流平滑電圧を得ることのできる整流
平滑手段と、 上記倍電圧整流平滑手段より出力される電圧を断続して
絶縁コンバータトランスの一次巻線に出力するようにさ
れたスイッチング手段と、 少なくとも上記絶縁コンバータトランスの一次巻線を含
むインダクタンス成分と共振コンデンサのキャパシタン
スによって形成されて上記スイッチング手段の動作を電
圧共振形とすると共に、上記共振コンデンサの静電容量
結合により、上記スイッチング手段の出力を上記整流平
滑手段を形成する整流素子に印加するようにして設けら
れる共振回路と、 上記商用電源のラインに直列に挿入されるフィルタチョ
ークコイルと、 上記フィルタチョークコイルと共にローパスフィルタを
形成するように設けられるフィルタコンデンサと、 上記整流平滑手段を形成する整流素子に対して並列に設
けられて上記フィルタチョークコイルと共に共振回路を
形成する共振用コンデンサと、 を備えて構成されることを特徴とする電圧共振形スイッ
チング電源回路。
5. A rectifying / smoothing means capable of obtaining a rectified / smoothed voltage by enabling switching between a bridge rectifier circuit for full-wave rectifying a commercial power source and a voltage doubler rectifier circuit for rectifying a commercial power source by a double voltage, The switching means is adapted to intermittently output the voltage output from the voltage rectifying / smoothing means to the primary winding of the insulating converter transformer, and the inductance component including at least the primary winding of the insulating converter transformer and the capacitance of the resonance capacitor. Resonance provided so as to make the operation of the switching means a voltage resonance type, and to apply the output of the switching means to a rectifying element forming the rectifying and smoothing means by capacitive coupling of the resonance capacitor. A circuit and a filter choke coil inserted in series with the line of the commercial power supply, A filter capacitor provided so as to form a low-pass filter together with the filter choke coil; a resonance capacitor provided in parallel with the rectifying element forming the rectifying / smoothing means to form a resonance circuit together with the filter choke coil; A voltage resonance type switching power supply circuit comprising:
【請求項6】 上記整流平滑手段において高速リカバリ
型整流素子が用いられていることを特徴とする請求項5
に記載の電圧共振形スイッチング電源回路。
6. The high-speed recovery type rectifying element is used in the rectifying / smoothing means.
The voltage resonance type switching power supply circuit described in.
【請求項7】 上記絶縁コンバータトランスの二次側巻
線に対して並列にコンデンサが接続されて、上記絶縁コ
ンバータトランスのインダクタンス成分とにより共振回
路を形成するようにされていることを特徴とする請求項
1乃至請求項6の何れかに記載の電圧共振形スイッチン
グ電源回路。
7. A capacitor is connected in parallel to the secondary winding of the insulation converter transformer, and a resonance circuit is formed by the inductance component of the insulation converter transformer. The voltage resonance type switching power supply circuit according to any one of claims 1 to 6.
【請求項8】 上記スイッチング手段は、2石のスイッ
チング素子をプッシュプル結合して構成されていること
を特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の電
圧共振形スイッチング電源回路。
8. The voltage resonance type switching power supply circuit according to claim 1, wherein the switching means is configured by push-pull coupling two switching elements.
【請求項9】 上記絶縁コンバータトランスの二次側に
得られる直流出力電圧に基づいて、上記絶縁コンバータ
トランスのインダクタンスを可変して定電圧制御を行う
ように構成された定電圧制御手段が設けられていること
を特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の電
圧共振形スイッチング電源回路。
9. A constant voltage control means configured to perform constant voltage control by varying the inductance of the insulating converter transformer based on a DC output voltage obtained on the secondary side of the insulating converter transformer. 9. The voltage resonance type switching power supply circuit according to claim 1, wherein:
JP24512895A 1995-08-31 1995-08-31 Voltage resonance type switching power circuit Withdrawn JPH0974760A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24512895A JPH0974760A (en) 1995-08-31 1995-08-31 Voltage resonance type switching power circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24512895A JPH0974760A (en) 1995-08-31 1995-08-31 Voltage resonance type switching power circuit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0974760A true JPH0974760A (en) 1997-03-18

Family

ID=17129050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24512895A Withdrawn JPH0974760A (en) 1995-08-31 1995-08-31 Voltage resonance type switching power circuit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0974760A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001095247A (en) Switching power circuit
US6839245B2 (en) Switching power supply circuit
US6278620B1 (en) Switching power-supply circuit
JPH08168249A (en) Current resonance switching power source circuit
US6310786B1 (en) Switching power-supply circuit
JPH08154378A (en) Switching power supply circuit
KR20010050584A (en) Switching power supply circuit
KR20030047787A (en) Switching power supply circuit
JPH08130873A (en) Current resonance switching power supply
JPH0974760A (en) Voltage resonance type switching power circuit
JPH0974759A (en) Switching power circuit
JPH0837778A (en) Switching power-supply circuit
JPH08149816A (en) Switching power supply circuit
JP3326655B2 (en) Current resonant switching power supply
JPH08103076A (en) Switching power supply circuit
JPH08111978A (en) Switching power unit
JPH08182327A (en) Switching power source circuit
JPH08149814A (en) Current resonance type switching power supply circuit
JP2001119940A (en) Power factor improving converter circuit
JPH08126321A (en) Switching power source circuit
JPH09247934A (en) Current resonance type converter circuit and power factor improving converter circuit
JPH08149815A (en) Switching power supply circuit
JP2002027751A (en) Switching power supply circuit
JPH08126323A (en) Switching power source circuit
JPH08308235A (en) Current resonance type switching power source circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20021105