JPH10112976A - Power factor improving converter circuit - Google Patents

Power factor improving converter circuit

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Publication number
JPH10112976A
JPH10112976A JP8283236A JP28323696A JPH10112976A JP H10112976 A JPH10112976 A JP H10112976A JP 8283236 A JP8283236 A JP 8283236A JP 28323696 A JP28323696 A JP 28323696A JP H10112976 A JPH10112976 A JP H10112976A
Authority
JP
Japan
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circuit
switching
power factor
resonance
converter
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8283236A
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8283236A priority Critical patent/JPH10112976A/en
Publication of JPH10112976A publication Critical patent/JPH10112976A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To curtail the number of parts and to reduce the cost by providing a self-excited voltage-resonance type converter circuit composed by providing a switching element, as a switching converter. SOLUTION: In a power factor improving converter section 10, a self-excited voltage-resonance type converter by a high-withstand-voltage switching semiconductor element Q10 is provided. The base of the switching element Q10 is connected to the positive polarity side of a smoothing capacitor C1 through an activating resistor Rs , and the base current in activating is obtained from a rectified and smoothed voltage Ei . Besides, a resonance circuit for self oscillation comprising a resonance capacitor CB and a driving winding NB, and a base current limiting resistor RB are connected in series between the base of the switching element Q10 and the ground. In a resonance circuit, a switching output is fed back to a rectified current route through an electrostatic capacity coupling of its resonance capacitor Cr .

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、スイッチ
ング電源回路として力率を改善可能なように構成される
力率改善コンバータ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, for example, a power factor improving converter circuit configured as a switching power supply circuit capable of improving a power factor.

【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
率を改善する力率改善手段として、整流回路系において
PWM制御方式の昇圧型コンバータを設けて力率を1に
近付ける、いわゆるアクティブフィルタを設ける方法が
知られている。ただし、このようなアクティブフィルタ
は、高EMI対策のための部品の増加/大型化などによ
って回路規模の拡大、高コストなどを招く要因を多く抱
えていることから、電源回路の小型化及び低コスト化の
観点からは不利となる。また、アクティブフィルタにお
ける電力損失が比較的大きいことも知られている。
Therefore, as a power factor improving means for improving a power factor in a switching power supply circuit, there is known a method of providing a PWM control type boost converter in a rectifying circuit system and providing a so-called active filter for bringing the power factor close to one. ing. However, such an active filter has many factors that lead to an increase in circuit scale and a high cost due to an increase in the number and size of components for high EMI measures. It is disadvantageous from the viewpoint of realization. It is also known that power loss in an active filter is relatively large.

【0005】そこで先に本出願人により、自励式の電流
共振形コンバータを用いて整流出力をスイッチングし、
これによって交流入力電流の導通角を拡大して力率改善
を図るように構成された力率改善コンバータ回路が各種
提案されている。このような電流共振形コンバータによ
る力率改善コンバータ回路では、コンバータ回路のスイ
ッチング動作が共振形とされることで、アクティブフィ
ルタと比較して、低ノイズ化が実現されると共に回路規
模も小さくて済み、これに伴って低コスト化を図ること
も可能とされる。また、電力損失も大幅に低減されて電
力変換効率も向上される。
[0005] Therefore, the applicant has previously switched the rectified output using a self-excited current resonance type converter,
There have been proposed various power factor improving converter circuits configured to increase the conduction angle of the AC input current to thereby improve the power factor. In a power factor improving converter circuit using such a current resonance type converter, the switching operation of the converter circuit is of a resonance type, thereby realizing lower noise and a smaller circuit size compared to an active filter. Accordingly, it is possible to reduce the cost. In addition, power loss is greatly reduced, and power conversion efficiency is improved.

【0006】図7は、先に本出願人により出願された発
明に基づいて構成可能とされるスイッチング電源回路と
して、力率改善コンバータ回路を備えた電源回路の一例
を示す回路図である。この図に示す電源回路において
は、商用交流電源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。商用交流電源ACはブリッジ整流回路D1 により全
波整流される。この場合には、ブリッジ整流回路D1
整流出力ラインと、平滑回路である平滑コンデンサCi
間に対して力率改善コンバータ部20が設けられて、後
述するようにして力率改善を図る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an example of a power supply circuit having a power factor improving converter circuit as a switching power supply circuit which can be constructed based on the invention previously filed by the present applicant. In the power supply circuit shown in this figure, a common mode choke coil CMC and an across capacitor CL are provided as a noise filter for removing common mode noise from the commercial AC power supply AC. AC voltage AC is full-wave rectified by a bridge rectifier D 1. In this case, the rectified output line of the bridge rectifier circuit D 1, a smoothing capacitor Ci is smooth circuit
A power factor improving converter section 20 is provided for the space therebetween, and improves the power factor as described later.

【0007】スイッチング電源部1は、平滑コンデンサ
Ciの両端に得られる整流平滑電圧Eiを入力してスイ
ッチング動作を行い、二次側より直流出力電圧E1 、E
2 を出力するDC−DCコンバータとされ、例えばこの
場合には、PWM方式により定電圧化制御を行うスイッ
チングコンバータが備えられている。
The switching power supply 1 performs a switching operation by inputting a rectified and smoothed voltage Ei obtained between both ends of a smoothing capacitor Ci, and performs DC output voltages E 1 and E from a secondary side.
In this case, for example, a switching converter for performing constant voltage control by a PWM method is provided.

【0008】この図に示す力率改善コンバータ部20に
おいては、先ず、ブリッジ整流回路D1 の正極出力端子
と平滑コンデンサCiの正極端子間のライン(整流出力
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 が直列に挿入されている。こ
こで、高速リカバリ型ダイオードD2 はアノードがブリ
ッジ整流回路D1 側となる方向により挿入されている。
この場合、ブリッジ整流回路D1 の正極出力端子と上記
フィルタチョークコイルLN の接続点と、平滑コンデン
サCiの正極端子間にはフィルタコンデンサCN が挿入
されて、フィルタチョークコイルLN と共にノーマルモ
ードのローパスフィルタを形成している。また、高速リ
カバリ型ダイオードD2 に対しては並列に共振用コンデ
ンサC2 が接続されている。なお、共振用コンデンサC
2 の作用については後述する。
In the power factor improving converter section 20 shown in FIG. 1 , first, a line (rectified output line) between the positive output terminal of the bridge rectifier circuit D1 and the positive terminal of the smoothing capacitor Ci is applied to the filter choke coil L. N - high speed recovery type diode D 2 are connected in series. Here, the high speed recovery type diode D 2 is inserted by the direction in which the anode is a bridge rectifier circuit D 1 side.
In this case, the connection point of the positive output terminal and said filter choke coil L N of the bridge rectifier circuit D 1, a filter capacitor C N is inserted between the positive terminal of the smoothing capacitor Ci, normal mode with filter choke coil L N Is formed. Further, resonant capacitor C 2 is connected in parallel for high speed recovery type diode D 2. The resonance capacitor C
The operation of 2 will be described later.

【0009】この力率改善コンバータ部20においては
整流平滑電圧Eiを動作電源とする自励式の電流共振形
コンバータが備えられている。この電流共振形コンバー
タとしては、図のようにハーフブリッジ結合された2つ
のバイポーラトランジスタのスイッチング素子Q1 、Q
2 が備えられ、整流平滑電圧Eiを動作電源としてスイ
ッチング動作を行う。この場合、スイッチング素子Q1
のコレクタが平滑コンデンサCiの正極端子と接続さ
れ、エミッタはスイッチング素子Q2 のコレクタと接続
される。スイッチング素子Q2 のエミッタは一次側アー
スに接地される。また、スイッチング素子Q1 、Q2
各コレクタ−ベース間には、それぞれ起動抵抗RS1、R
S2が挿入され、抵抗RB1、RB2によりスイッチング素子
1 、Q2 のベース電流(ドライブ電流)を調整する。
また、スイッチング素子Q1 、Q2 の各ベース−エミッ
タ間にはそれぞれクランプダイオードDB1、DB2が挿入
される。この、クランプダイオードDB1、DB2には低速
ダイオードが用いられる。そして、共振コンデンサ
B1、CB2は次に説明するコンバータトランスCVTの
駆動巻線NB1、NB2と共に、スイッチング素子を自励発
振駆動するための直列共振回路を形成している。また、
スイッチング素子Q1 、Q2 の各コレクタ−エミッタ間
にはそれぞれコンデンサCC1、CC2が並列に接続され
て、矩形波となるスイッチング素子Q1 、Q2 のスイッ
チング電圧の立ち上がり/立ち下がり帰還に傾きを与
え、スイッチングノイズを抑制するようにしている。
The power factor improving converter section 20 includes a self-excited current resonance type converter using the rectified smoothed voltage Ei as an operating power supply. As the current resonance type converter, switching elements Q 1 and Q 2 of two bipolar transistors half-bridge-coupled as shown in the figure are used.
2, and performs a switching operation using the rectified smoothed voltage Ei as an operation power supply. In this case, the switching element Q 1
The collector is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci, the emitter is connected to the collector of the switching element Q 2. The emitter of the switching element Q 2 is grounded to the primary side ground. The starting resistors R S1 and R S1 are connected between the collectors and the bases of the switching elements Q 1 and Q 2 , respectively.
S2 is inserted, and the base current (drive current) of the switching elements Q 1 and Q 2 is adjusted by the resistors R B1 and R B2 .
Further, the bases of the switching elements Q 1, Q 2 - each clamp diode between the emitter D B1, D B2 is inserted. Low-speed diodes are used for the clamp diodes DB1 and DB2 . The resonance capacitors C B1 and C B2 together with the drive windings N B1 and N B2 of the converter transformer CVT described below form a series resonance circuit for driving the switching element by self-oscillation. Also,
Capacitors C C1 and C C2 are connected in parallel between the collectors and the emitters of the switching elements Q 1 and Q 2 , respectively, to provide a rising / falling feedback of the switching voltage of the switching elements Q 1 and Q 2 forming a square wave. A gradient is given to suppress switching noise.

【0010】コンバータトランスCVT(Converter Dr
ive Transformer)は、スイッチング素子Q1 、Q2 を駆
動するために設けられる。このコンバータトランスCV
Tには駆動巻線NB1、NB2と、後述する直列共振回路を
形成する一次巻線N1 が巻装されている。なお、この場
合の一次巻線N1 は後述するようにして整流経路にスイ
ッチング電圧を重畳するためのインダクタとして機能す
る。駆動巻線NB1は、その一端が抵抗RB1−共振コンデ
ンサCB1を介してスイッチング素子Q1 のベースと接続
され、他端はスイッチング素子Q1 のエミッタに接続さ
れる。また、駆動巻線NB2の一端はアースに接地される
と共に、他端は抵抗RB2−共振コンデンサCB2を介して
スイッチング素子Q2 のベースと接続されており、駆動
巻線NB1とは逆の極性の電圧が出力されるようになされ
ている。また、上記コンバータトランスCVTの一次巻
線N1 の一端は、スイッチング素子Q1 のエミッタとス
イッチング素子Q2 のコレクタの接続点(スイッチング
出力点)と接続されて、その他端は直列共振コンデンサ
1 を介して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 との接続点と接続される。
[0010] Converter transformer CVT (Converter Dr
ive Transformer) is provided to drive the switching elements Q 1 and Q 2 . This converter transformer CV
Drive windings N B1 and N B2 and a primary winding N 1 forming a series resonance circuit described later are wound around T. Incidentally, the primary winding N 1 of this case functions as an inductor for superimposing a switching voltage to the rectifier path as described later. Drive winding N B1 has one end resistance R B1 - is connected to the base of switching element Q 1 via a resonant capacitor C B1, and the other end is connected to the emitter of the switching element Q 1. One end of the drive winding N B2 is is grounded to the earth, the other end resistor R B2 - and is connected to the base of the switching element Q 2 through the resonant capacitor C B2, the drive winding N B1 is A voltage of the opposite polarity is output. One end of the primary winding N 1 of the converter transformer CVT is connected the collector of the connection point of the switching elements to Q 1 emitter and the switching element Q 2 and the (switching output point) and the other end series resonant capacitor C 1 It is connected to the connection point between the filter choke coil L N and the high-speed recovery type diode D 2 through.

【0011】上記接続形態によると、コンバータトラン
スCVTの一次巻線N1 と直列共振コンデンサC1 は直
列に接続されることになるが、一次巻線N1 のインダク
タンス成分と直列共振コンデンサC1 のキャパシタンス
とによって、このスイッチングコンバータを電流共振形
とするための直列共振回路を形成するようにされてい
る。そして、この直列共振回路に対してスイッチング素
子Q1 、Q2 のスイッチング動作により得られるスイッ
チング出力が供給されると共に、このスイッチング出力
を、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 の接続点に印加するようにされる。
According to the above connection configuration, the primary winding N 1 of the converter transformer CVT and the series resonance capacitor C 1 are connected in series, but the inductance component of the primary winding N 1 and the series resonance capacitor C 1 are connected. With the capacitance, a series resonance circuit for making this switching converter a current resonance type is formed. A switching output obtained by the switching operation of the switching elements Q 1 and Q 2 is supplied to the series resonance circuit, and this switching output is connected to a connection point between the filter choke coil LN and the high-speed recovery type diode D 2 . To be applied.

【0012】力率改善コンバータ部20は上記のように
して構成されるが、その電流共振形コンバータのスイッ
チング動作としては次のようになる。先ず商用交流電源
が投入されると、例えば起動抵抗RS1、RS2を介してス
イッチング素子Q1 、Q2 のベースにベース電流が供給
されることになるが、例えばスイッチング素子Q1 が先
にオンとなったとすれば、スイッチング素子Q2 はオフ
となるように制御される。そしてスイッチング素子Q1
の出力として、一次巻線N1 →直列共振コンデンサC1
に共振電流が流れるが、この共振電流が0となる近傍で
スイッチング素子Q2 がオン、スイッチング素子Q1
オフとなるように制御される。そして、スイッチング素
子Q2 を介して先とは逆方向の共振電流が流れる。以
降、スイッチング素子Q1 、Q2 が交互にオンとなる自
励式のスイッチング動作が開始される。このように、平
滑コンデンサCiの端子電圧を動作電源としてスイッチ
ング素子Q1 、Q2 が交互に開閉を繰り返すことによっ
て、コンバータトランスCVTの一次側巻線N1 に共振
電流波形に近いドライブ電流を供給する。なお、コンバ
ータトランスCVTによるスイッチング周波数の可変制
御については後述する。
The power factor improving converter section 20 is constructed as described above. The switching operation of the current resonance type converter is as follows. First, when a commercial AC power source is turned on, for example, starting resistors R S1, although the base to the base current of the switching element Q 1, Q 2 through R S2 will be supplied, for example, the switching element Q 1 is ahead if turned on, the switching element Q 2 is being controlled to be turned off. And the switching element Q 1
Output of the primary winding N 1 → series resonance capacitor C 1
The resonance current flows through the switching element Q 2 in the vicinity of the resonance current becomes 0 is turned on, the switching element Q 1 is controlled so as to be turned off. The reverse resonant current flows from the preceding through the switching element Q 2. Thereafter, a self-excited switching operation in which the switching elements Q 1 and Q 2 are turned on alternately is started. As described above, the switching elements Q 1 and Q 2 alternately open and close with the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci as the operating power supply, thereby supplying a drive current close to the resonance current waveform to the primary winding N 1 of the converter transformer CVT. I do. Note that the variable control of the switching frequency by the converter transformer CVT will be described later.

【0013】そして、力率改善コンバータ部20におけ
る力率改善動作としては次のようになる。上述のよう
に、電流共振形コンバータのスイッチング動作が行われ
ると、そのスイッチング出力はコンバータトランスCV
Tの一次巻線N1 に供給される。そして、コンバータト
ランスCVTにおいては一次巻線N1 に供給されたスイ
ッチング出力により発生するスイッチング周期の交番電
圧を、直列共振コンデンサC1 の静電容量結合を介し
て、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 の接続点に印加する。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 は、ブリッ
ジ整流回路D1 の正極出力ラインに挿入されていること
から、直列共振回路を介して印加されたスイッチング電
圧により、整流経路を介する整流出力電圧に対してスイ
ッチング電圧が重畳されることになる。そして、このス
イッチング電圧の重畳分によって、整流経路に挿入され
ている高速リカバリ型ダイオードD2 では整流電流をス
イッチング周期で断続する動作が得られることになる。
この動作により、力率改善コンバータ部20においては
整流出力電圧にスイッチング出力が重畳された状態で平
滑コンデンサCiに充電を行うようにされ、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の両端
電圧をスイッチング周期で引き下げるようにされる。こ
のため、整流出力電圧レベルが平滑コンデンサの両端電
圧(整流平滑電圧Ei)よりも低いとされる期間にも平
滑コンデンサCiへ充電電流が流れるようにされる。こ
の結果、交流入力電流の平均的な波形が交流入力電圧の
波形に近付くようにされ、交流入力電流の導通角が拡大
されることになって力率改善が図られることになる。
The power factor improving operation in the power factor improving converter section 20 is as follows. As described above, when the switching operation of the current resonance type converter is performed, the switching output is output from the converter transformer CV.
It is supplied to the primary winding N 1 of T. Then, converter alternating voltage of the switching period generated by the switching output supplied to the primary winding N 1 in transformer CVT, via a capacitive coupling of the series resonance capacitor C 1, the filter choke coil L N and Fast Recovery It is applied to the connection point of type diode D 2. The filter choke coil L N and the high-speed recovery type diode D 2, since that is inserted to the positive output line of the bridge rectifier circuit D 1, the switching voltage applied through the series resonant circuit, the rectifier via the rectifying path The switching voltage is superimposed on the output voltage. Then, the superposed portion of the switching voltage, a fast-recovery diode D 2 in the rectified current is inserted in the rectification path that operates intermittently at the switching period is obtained.
By this operation, the smoothing capacitor Ci is charged in a state where the switching output is superimposed on the rectified output voltage in the power factor correction converter section 20, and the voltage across the smoothing capacitor Ci is switched by the superimposed amount of the switching voltage. It is made to decrease in a cycle. Therefore, the charging current flows to the smoothing capacitor Ci even during the period when the rectified output voltage level is lower than the voltage across the smoothing capacitor (rectified smoothed voltage Ei). As a result, the average waveform of the AC input current is made closer to the waveform of the AC input voltage, and the conduction angle of the AC input current is increased, thereby improving the power factor.

【0014】また、高速リカバリ型ダイオードD2 に対
して並列に接続される共振用コンデンサC2 は、例えば
フィルタチョークコイルLN 及びフィルタコンデンサC
N と共に並列共振回路を形成する。この並列共振回路は
負荷変動に対応してその共振インピーダンスが変化する
ようにされており、この電源回路の負荷が軽くなった時
に、整流経路に帰還されるスイッチング電圧を抑圧する
ようにしている。この結果、軽負荷時の平滑コンデンサ
Ciの端子電圧の上昇を抑制することになる。
Further, resonant capacitor C 2 connected in parallel to the high speed recovery type diode D 2, for example a filter choke coil L N and filter capacitor C
Form a parallel resonance circuit with N. The resonance impedance of the parallel resonance circuit is changed in response to a load change. When the load of the power supply circuit is reduced, the switching voltage fed back to the rectification path is suppressed. As a result, an increase in the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci at a light load is suppressed.

【0015】また、図8は、先に本出願人により出願さ
れた発明に基づいて構成可能とされるスイッチング電源
回路として、力率改善コンバータ回路を備えた電源回路
の他の例を示す回路図である。なお、図7と同一部分に
ついては同一符号を付して説明を省略する。この図に示
す力率改善コンバータ部21においては、先ず、フィル
タコンデンサCN は、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の正極端子間に挿入されているが、このような接
続形態によっても、フィルタチョークコイルLN と共に
ノーマルモードのローパスフィルタが形成される。
FIG. 8 is a circuit diagram showing another example of a power supply circuit having a power factor improving converter circuit as a switching power supply circuit which can be configured based on the invention previously filed by the present applicant. It is. The same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the power factor improving converter section 21 shown in this figure, first, the filter capacitor C N is inserted between the connection point of the filter choke coil L N and the high-speed recovery type diode D 2 and the positive terminal of the smoothing capacitor Ci. However, even in such a connection form, a normal mode low-pass filter is formed together with the filter choke coil LN .

【0016】また、この力率改善コンバータ部21にお
いては、チョークコイルCHが整流電流経路に直列に挿
入されている。この場合には、高速リカバリ型ダイオー
ドD2 のカソードと平滑コンデンサCiの正極端子間に
挿入される。また、共振用コンデンサC2 はチョークコ
イルCHに対して並列に接続されている。更に、一次巻
線N1 は直列共振コンデンサC1 を介して高速リカバリ
型ダイオードD2 のカソードとチョークコイルCHの接
続点に対して接続される。
In the power factor improving converter section 21, a choke coil CH is inserted in series in a rectified current path. In this case, it is inserted between the positive terminal of the high speed recovery type diode D 2 cathode and a smoothing capacitor Ci. Further, resonant capacitor C 2 is connected in parallel to the choke coil CH. Furthermore, the primary winding N 1 is connected to the connection point between the cathode and the choke coil CH of the high speed recovery type diode D 2 via the series resonance capacitor C 1.

【0017】このような回路構成では、直列共振回路に
得られるスイッチング出力はチョークコイルCHによる
磁気結合的作用を介して、チョークコイルCHの自己イ
ンダクタンスに得られる整流電圧に重畳するようにして
印加される。これにより、整流電圧に対してスイッチン
グ電圧が重畳されることになり、このスイッチング電圧
の重畳分によって、高速リカバリ型ダイオードD2 によ
り整流電流をスイッチング周期で断続する動作が得られ
ることになる。そして、以降は、図7にて説明したと同
様の作用により交流入力電流の導通角が拡大されて力率
改善が図られることになる。
In such a circuit configuration, the switching output obtained in the series resonance circuit is applied so as to be superimposed on the rectified voltage obtained in the self-inductance of the choke coil CH via the magnetic coupling effect of the choke coil CH. You. This makes it the switching voltage is superimposed on the rectified voltage, the superimposed portion of the switching voltage, so that the operation intermittently a rectified current in the switching period by fast-recovery diode D 2 is obtained. Thereafter, the conduction angle of the AC input current is expanded by the same operation as that described with reference to FIG. 7, and the power factor is improved.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な構成の電源回路が搭載される機器のサイズの小型化や
コスト等の観点から見れば、例えば電源回路に備えられ
る力率改善コンバータにおいてもできるだけ部品点数を
削減する等して、小型/軽量化及び低コスト化を図るこ
とが好ましい。また、製品としての信頼性も高められる
ことが好ましい。
By the way, from the viewpoint of miniaturization and cost reduction of the equipment on which the power supply circuit having the above-mentioned configuration is mounted, for example, a power factor improving converter provided in the power supply circuit is also required. It is preferable to reduce the size / weight and cost by reducing the number of parts as much as possible. Further, it is preferable that the reliability as a product is also improved.

【0019】例えば、図7及び図8に示した力率改善コ
ンバータ部20、21などでは、スイッチングコンバー
タとして、2つのスイッチング素子Q1 、Q2 をハーフ
ブリッジ結合した自励式の電流共振形コンバータとして
いるが、この場合、スイッチング素子Q1 、Q2 につい
ては、両者の蓄積時間tstg と電流増幅率hFEの特性が
同等であるものを選定する必要があり、これらの特性に
ついて互いにばらつきがあると、各スイッチング素子Q
1 、Q2 における電力損失が不均等となって、それだけ
製品としての信頼性の確保が困難となる場合がある。ま
た、図7及び図8に示したように、スイッチング素子Q
1 、Q2 を駆動するための駆動回路を構成するには、起
動抵抗(RS1,RS2)、自励発振用共振回路(CB1−N
B1,CB2−NB2)、ベース電流制限用抵抗(RB1
B2)、クランプダイオード(DB1,DB2)、コンデン
サ(CC1,CC2)などの比較的多くの周辺部品が必要と
なる。更に、図7及び図8に示した構成の力率改善コン
バータ部20、21では、スイッチング出力が整流電流
経路から平滑コンデンサCiに電力回生するようにして
帰還されているが、このとき共振用コンデンサC2 やチ
ョークコイルCHに流れるスイッチング周波数による高
周波電流はスイッチング周期の全期間に流れることが分
かっている。このため、共振用コンデンサC2 やチョー
クコイルCHについては低損失品を選定する必要があ
る。
For example, in the power factor improving converter units 20 and 21 shown in FIGS. 7 and 8, as a switching converter, a self-excited current resonance type converter in which two switching elements Q 1 and Q 2 are half-bridge-coupled. However, in this case, it is necessary to select the switching elements Q 1 and Q 2 that have the same characteristics of the storage time t stg and the current amplification factor h FE , and these characteristics vary from one another. And each switching element Q
1, the power loss in the Q 2 becomes unequal, there is a case where much ensure reliability as a product becomes difficult. Also, as shown in FIGS. 7 and 8, the switching element Q
1, to configure a drive circuit for driving the Q 2 are starting resistor (R S1, R S2), the resonant circuit (C B1 -N for self-excited oscillation
B1, C B2 -N B2), a base current limiting resistor (R B1,
R B2 ), relatively many peripheral components such as clamp diodes (D B1 , D B2 ) and capacitors (C C1 , C C2 ) are required. Further, in the power factor improving converter units 20 and 21 having the configurations shown in FIGS. 7 and 8, the switching output is fed back from the rectified current path to the smoothing capacitor Ci so as to regenerate the power. frequency current due to switching frequency flowing through the C 2 and the choke coil CH is known to flow the entire period of the switching cycle. Therefore, it is necessary to select a low loss products for resonant capacitor C 2 and the choke coil CH.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た問題点を考慮して、1石のスイッチング素子を備え、
平滑回路から出力される整流平滑電圧を動作電源として
自励式の電圧共振形によるスイッチング動作を行い、そ
のスイッチング出力を共振コンデンサ及び共振巻線のイ
ンダクタンスにより形成される共振回路に供給するよう
にされる自励式電圧共振形コンバータと、上記共振回路
から整流電流経路に対して帰還されたスイッチング出力
に基づいて力率改善を図るようにされた力率改善手段と
を備えて力率改善コンバータ回路を構成することとし
た。
In view of the above-mentioned problems, the present invention has a single switching element,
A self-excited voltage resonance type switching operation is performed using the rectified smoothed voltage output from the smoothing circuit as an operation power supply, and the switching output is supplied to a resonance circuit formed by a resonance capacitor and an inductance of a resonance winding. A power factor improving converter circuit comprising a self-excited voltage resonance type converter and power factor improving means adapted to improve a power factor based on a switching output fed back to the rectified current path from the resonant circuit. It was decided to.

【0021】また、交流入力電圧のレベル変化に対して
力率が略一定となるように制御を行う力率制御手段を設
けることとし、この力率制御手段は、平滑回路を形成す
る平滑コンデンサに対して並列に設けられて少なくとも
抵抗及び制御巻線からなる直列接続回路と、自励式電圧
共振形コンバータの自励発振回路を形成する駆動巻線に
対してその巻回方向が直交するように制御巻線が巻装さ
れて形成される直交型トランスとを備えて構成すること
とした。
Further, power factor control means for controlling the power factor to be substantially constant with respect to the level change of the AC input voltage is provided, and the power factor control means is provided in a smoothing capacitor forming a smoothing circuit. A series connection circuit comprising at least a resistor and a control winding provided in parallel to the control winding and a driving winding forming a self-excited oscillation circuit of the self-excited voltage resonance type converter are controlled so that their winding directions are orthogonal to each other. An orthogonal transformer formed by winding a winding is provided.

【0022】上記構成によれば、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スイッチング
出力帰還式の力率改善手段とにより力率改善コンバータ
回路を形成することが可能となる。また、上記構成の力
率制御手段を備えれば、簡略な部品構成によりながら
も、交流入力電圧の変化に対して力率を略一定に維持す
ることができる。
According to the above configuration, a power factor improving converter circuit can be formed by a self-excited voltage resonance type converter using one switching element and a power factor improving means of a switching output feedback type. Further, if the power factor control means having the above configuration is provided, the power factor can be maintained substantially constant with respect to a change in the AC input voltage, though the configuration is simple.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施の形態と
しての力率改善コンバータ回路を備えて構成されるスイ
ッチング電源回路の構成を示す回路図である。なお、図
7及び図8と同一部分については同一符号を付して説明
を省略する。この図に示す力率改善コンバータ部10に
おいては、1石の高耐圧(例えば900V耐圧品が選定
される)のスイッチング素子Q10による自励式の電圧共
振形コンバータが備えられている。このスイッチング素
子Q10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
流平滑電圧Eiから得られるようにしている。また、ス
イッチング素子Q10のベースとアース間にはベース電流
制限抵抗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NB は、コンバータトランスCVT(Conv
erte Drive 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Q10のベー
スと平滑コンデンサCiの1次側アース間に挿入される
クランプダイオードDB により、スイッチング素子Q10
のオフ時に流れるダンパー電流の経路を形成するように
されている。スイッチング素子Q10のコレクタはコンバ
ータトランスCVTの一次巻線N1 の一端と接続され、
エミッタは1次側アースに接地される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit provided with a power factor improving converter circuit according to an embodiment of the present invention. The same parts as those in FIGS. 7 and 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the power factor improvement converter 10 shown in this drawing, a self-excited voltage resonance converter by the switching element Q 10 of high withstand voltage of one stone (e.g. 900V breakdown voltage article is selected) is provided. The base of the switching element Q 10 is connected to the positive electrode side of the smoothing capacitor Ci via a starting resistor R S, base current during startup is to be obtained from the rectification smoothed voltage Ei. Further, between the base and the ground of the switching element Q 10 resonant circuit of a self-mutabilis that a base current limiting resistor R B and the resonance capacitor C B consisting drive winding N B are connected in series. In this case, drive winding N B is the converter transformer CVT (Conv
erte Drive Transformer) to obtain the required inductance to set the switching frequency. Also, the clamp diode D B which is inserted between the primary side ground base and the smoothing capacitor Ci of the switching elements Q 10, the switching element Q 10
To form a path for the damper current flowing when the switch is off. The collector of the switching element Q 10 is connected to one end of the primary winding N 1 of the converter transformer CVT,
The emitter is grounded to the primary ground.

【0024】この場合には、コンバータトランスCVT
の一次巻線N10と並列共振コンデンサCrとにより、電
圧共振形コンバータとしての共振回路を形成している。
ここでは詳しい説明を省略するが、スイッチング素子Q
10のオフ時には、この共振回路の作用によって、スイッ
チング素子Q10のコレクターエミッタ間電圧VCPは、実
際には正弦波状のパルス波形となって、スイッチング電
圧が0のときにスイッチングが行われるいわゆる『Zero
Volt Switching 』といわれる、電圧共振形の動作が得
られるようになっている。この場合、一次巻線N10は、
その一端がスイッチング素子Q10のコレクタと接続さ
れ、その他端が平滑コンデンサCiの正極端子と接続さ
れている。また、共振コンデンサCrは、本来、スイッ
チング素子Q10のコレクタ−エミッタ(一次側アース)
間に並列に設けられるものであるが、この場合には、ス
イッチング素子Q10のコレクタと高速リカバリ型ダイオ
ードD2 のアノード側との間に挿入するようにして接続
されていることで、共振コンデンサCrの一端は、一次
巻線N10−平滑コンデンサCiの直列接続を介して、一
次側アースに接地されるようにしている。本実施の形態
では、共振回路について上記のような接続形態とするこ
とで、共振コンデンサCrの静電容量結合を介すること
によって、整流電流経路にスイッチング出力を帰還する
ように構成しているものである。
In this case, the converter transformer CVT
The primary winding N 10 of the parallel resonant capacitor Cr, form a resonance circuit as a voltage resonant converter.
Although the detailed description is omitted here, the switching element Q
During 10 off, by the action of the resonant circuit, the collector-emitter voltage V CP of the switching element Q 10 is actually become a sinusoidal pulse waveform, so-called "switching is performed when the switching voltage is 0 Zero
Volt Switching, a voltage-resonant type of operation that can be obtained. In this case, the primary winding N 10 is
One end connected to the collector of the switching element Q 10, the other end is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci. Also, the resonant capacitor Cr is essentially the collector of the switching element Q 10 - emitter (primary side ground)
But in which it is provided in parallel between, in this case, that are connected so as to insert between the anode side of the collector and the high-speed recovery type diode D 2 of the switching element Q 10, the resonance capacitor one end of the Cr, the primary winding N 10 - through a series connection of the smoothing capacitor Ci, so that is grounded to the primary side ground. In the present embodiment, the resonance circuit is configured as described above so that the switching output is fed back to the rectified current path via the capacitive coupling of the resonance capacitor Cr. is there.

【0025】本実施の形態の力率改善コンバータ部10
における力率改善回路部は、フィルタチョークコイルL
N 、フィルタコンデンサCN 、高速リカバリ型ダイオー
ドD2 、共振用コンデンサC2 を備えて形成されるが、
これら各部品素子の接続形態は、先に図7に示した力率
改善コンバータ回路20ににおける力率改善回路部の接
続形態と同様であるため、ここではその接続形態に関す
る説明は省略する。この場合には、前述のように共振コ
ンデンサCrの一端が高速リカバリ型ダイオードD2
アノードに対して接続されている。これにより、スイッ
チング素子Q10のスイッチング出力は、共振コンデンサ
Crの静電容量結合を介して整流電流経路に帰還される
ことになるが、以降は図7にて説明したと同様の作用に
より、高速リカバリ型ダイオードD2 によるスイッチン
グ周期での整流電流の断続動作が促されることによっ
て、結果的に交流入力電流IACの導通角が拡大されて力
率改善が図られることになる。
The power factor improving converter section 10 of the present embodiment
The power factor improving circuit section of the filter choke coil L
N , a filter capacitor C N , a fast recovery diode D 2 , and a resonance capacitor C 2 ,
Since the connection configuration of these component elements is the same as the connection configuration of the power factor improvement circuit section in the power factor improvement converter circuit 20 shown in FIG. 7, the description of the connection configuration is omitted here. In this case, one end of the resonant capacitor Cr as described above is connected to the anode of the high speed recovery type diode D 2. Thus, switching output of the switching element Q 10 is thus fed back to the rectified current path through the capacitive coupling of the resonant capacitor Cr, the same effect as later explained in FIG. 7, a high speed by intermittent operation of the rectified current in the switching cycle by recovery type diode D 2 is prompted, it would result in the AC input current I AC conduction angle is enlarged power factor improvement is achieved.

【0026】上述の構成のように、本実施の形態の力率
改善コンバータ部10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Q10による自励式の電圧共振形
とされているが、例えば図7及び図8の力率改善コンバ
ータ部20、21に備えられるような自励式の電流共振
形スイッチングコンバータと比較すると、電流共振形コ
ンバータでは少なくともハーフブリッジ結合した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
のに対して、本実施の形態では1石のスイッチング素子
10とその自励発振駆動回路だけで済むことになり、そ
れだけ簡略な回路構成とすることが可能になる。また、
本実施の形態では電圧共振形コンバータを形成するスイ
ッチング素子が1つとされることで、2石のスイッチン
グ素子をハーフブリッジ結合して形成する電流共振形コ
ンバータの場合のように、2つのスイッチング素子に関
して蓄積時間tstg や電流増幅率hFEの特性等のバラン
スを考慮する必要もなくなる。
[0026] As the above-described structure, the power factor improvement converter 10 of the present embodiment, the switching converter is a voltage resonance type self-excited by the switching element Q 10 of the stone, for example, FIGS. 7 and Compared with the self-excited current resonance type switching converter provided in the power factor correction converter units 20 and 21 of FIG. 8, the current resonance type converter has at least two switching elements connected in a half bridge and a self-excited oscillation drive circuit thereof. whereas it is necessary, will be only needs the switching element Q 10 of the stone its self-oscillation driving circuit in this embodiment, it is possible to correspondingly simplified circuit configuration. Also,
In the present embodiment, the number of switching elements forming the voltage resonance type converter is one, so that two switching elements are formed as in the case of the current resonance type converter formed by half-bridge coupling of two switching elements. It is not necessary to consider the balance between the accumulation time t stg and the characteristics of the current amplification factor h FE .

【0027】図2は、上記図1に示した力率改善コンバ
ータ部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Q10のスイッチング周波数は、例えば100KHz
となるように、共振コンデンサCB 及び駆動巻線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、スイッチング素子Q10のコレクタ−ア
ース間電位VCPは、図2(a)に示すように、スイッチ
ング素子Q10がオフとされる期間t1〜t3のうちの期
間t1〜t2においてのみ現れる正弦波状のパルス波形
となっており、電圧共振形の動作が得られていることを
示している。また、スイッチング素子Q10のコレクタ電
流ICPは、図2(b)に示す波形によりスイッチング素
子がオンとなる期間t3〜t4に正方向に流れる状態が
得られる。なお、同じ図2(b)の期間t2〜t3に示
す波形は、クランプダイオードDB からスイッチング素
子Q10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。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the main part of the power supply circuit of the power factor correction converter section shown in FIG. 1 in a switching cycle. In the case of the present embodiment, the switching frequency of the switching element Q10 is, for example, 100 KHz.
And so that, the time constant of the series resonant circuit of a self-mutabilis consisting resonance capacitor C B and the drive winding N B or the like is selected. For example, the collector of the switching element Q 10 - the ground potential between V CP, as shown in FIG. 2 (a), sinusoidal appearing only in the period t1~t2 of period t1~t3 the switching element Q 10 is turned off The wave-like pulse waveform indicates that a voltage resonance type operation is obtained. The collector current I CP of the switching element Q 10 is a state flowing in the positive direction is obtained during the period t3~t4 the switching element is turned on by the waveform shown in FIG. 2 (b). The waveform shown in the period t2~t3 the same FIG. 2 (b), the clamp diode D B based switching elements Q 10 - corresponding to the damper current flowing through the emitter.

【0028】また、このような電圧共振形コンバータで
は、高速リカバリ型ダイオードD2又は共振用コンデン
サC2 を介して流れる共振コンデンサCrの充放電電流
Irは、図2(c)に示すようにスイッチング素子Q10
がオフである期間t1〜t2のみにおいて、図に示すよ
うな波形により流れる高周波電流となる。つまり、電圧
共振形コンバータの動作では、図7及び図8に示したよ
うな電流共振形コンバータのように直列共振電流がスイ
ッチング周期の全期間にわたって流れるのではなく、ス
イッチング周期の1/3程度の期間のみ流れるものとみ
ることができる。これにより本実施の形態では、例えば
共振用コンデンサC2 について低損失品ではなく汎用品
を選定することが可能となる。
In such a voltage resonance type converter, the charge / discharge current Ir of the resonance capacitor Cr flowing through the high-speed recovery type diode D 2 or the resonance capacitor C 2 is switched as shown in FIG. Element Q 10
Only during the periods t1 to t2 in which the is turned off, a high-frequency current flows with a waveform as shown in FIG. That is, in the operation of the voltage resonance type converter, the series resonance current does not flow over the entire switching period as in the current resonance type converters shown in FIGS. It can be considered that it flows only during the period. Thus in this embodiment, for example, it is possible to select a general-purpose product rather than the resonant capacitor C 2 with a low loss products.

【0029】図3は、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
である。例えば、図3(a)に示すように交流入力電圧
AC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I1 は、図3
(c)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(d)に示すよう
に、全波整流電圧V1 に対応するレベルの電圧に対して
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。そして、交流入力電流IACは図3(b)に示すよう
に、τ期間において電流が流れる波形が得られている
が、実際には力率改善が図られる程度に導通角が拡大さ
れていることになる。なお、本実施の形態では共振コン
デンサCrと共振用コンデンサC2 との静電容量値の比
を変更することによって上記τ期間の拡大の程度を可変
設定して適切な力率を設定することが可能である。
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, if the ac input voltage V AC is supplied as shown in FIG. 3 (a), the current I 1 flowing through the high speed recovery type diode D 2 in the full-wave rectified line, Figure 3
As shown in (c), in the period τ where the absolute value of the AC input voltage VAC is higher than the voltage Ei across the smoothing capacitor Ci, the switching of the high-speed recovery type diode D 2 by the action of the feedback switching output is performed. By performing the operation, a waveform in which the high frequency component of the switching cycle is superimposed is obtained. Further, as shown in FIG. 3D, the voltage V 2 corresponding to the voltage across the resonance capacitor C 2 has a high frequency component of the switching cycle superimposed on a voltage having a level corresponding to the full-wave rectified voltage V 1. The resulting waveform is obtained. As shown in FIG. 3B, the AC input current I AC has a waveform in which the current flows in the period τ, but the conduction angle is actually widened to such an extent that the power factor can be improved. Will be. Incidentally, it is in this embodiment to set the appropriate power factor by variably setting the degree of expansion of the τ time by changing the ratio of the capacitance value of the resonant capacitor Cr and resonant capacitor C 2 It is possible.

【0030】次に、図4の回路図に本発明の他の実施の
形態としてのスイッチング電源回路の構成を示し、図
1、図7及び図8と同一部分は同一符号を付して説明を
省略する。この図に示す力率改善コンバータ部11にお
いては、コンバータトランスCVTには一次巻線N10
び駆動巻線NB に加えて、重畳用巻線N2 が巻装されて
構成される。このとき、コンバータトランスCVTにお
いては、少なくとも一次巻線N10と重畳用巻線N2 とが
磁気結合が得られるように巻装されている。上記重畳用
巻線N2 は、整流電流経路に直列に挿入されており、こ
の場合には、高速リカバリ型ダイオードD2 のカソード
と平滑コンデンサCiの正極端子間に挿入されている。
Next, a circuit diagram of FIG. 4 shows a configuration of a switching power supply circuit as another embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIGS. Omitted. In the power factor improvement converter 11 shown in this figure, in addition to the primary winding N 10 and the drive winding N B is the converter transformer CVT, it constituted the superimposing winding N 2 is wound. At this time, in the converter transformer CVT, at least the primary winding N 10 and the superimposing winding N 2 is wound so that the magnetic coupling is obtained. The superimposing winding N 2 is rectified current path is inserted in series with, in this case, is inserted between the positive terminal of the cathode and the smoothing capacitor Ci fast-recovery diode D 2.

【0031】上記のようにして力率改善回路を構成した
場合、直列共振回路の一次巻線N10に得られる電流共振
形コンバータのスイッチング出力は、コンバータトラン
スCVTの磁気結合を介して重畳用巻線N2 に伝達され
る。この重畳用巻線N2 は整流電流経路に挿入されてい
ることから、整流経路を介する整流出力電圧に対してス
イッチング電圧が重畳されることになる。そして、この
スイッチング電圧の重畳分によって、整流経路に挿入さ
れている高速リカバリ型ダイオードD2 では整流電流を
スイッチング周期で断続する動作が得られることにな
る。この動作により、以降は、例えば図8にて説明した
と同様の作用によって交流入力電流の導通角が拡大され
て、力率改善が図られることになる。
The case where the power factor correction circuit as described above, the switching output of the current resonant converter obtained at the primary winding N 10 of the series resonant circuit, superimposing winding via the magnetic coupling of the converter transformer CVT It is transmitted to the line N 2. Since the superimposing winding N 2 is being inserted in the rectification current path, so that the switching voltage is superimposed on the rectified output voltage across the rectifier path. Then, the superposed portion of the switching voltage, a fast-recovery diode D 2 in the rectified current is inserted in the rectification path that operates intermittently at the switching period is obtained. By this operation, thereafter, the conduction angle of the AC input current is expanded by the same operation as described with reference to FIG. 8, for example, and the power factor is improved.

【0032】なお、本実施の形態においては、共振用コ
ンデンサC2 は重畳用巻線N2 に対して並列に設けられ
ているが、このような接続形態の場合には、共振用コン
デンサC2 は主として重畳用巻線N2 のインダクタンス
と共に並列共振回路を形成して、図5にて説明したと同
様の作用によって軽負荷時の平滑コンデンサCiの端子
電圧の上昇を抑制することになる。また、本実施の形態
においては、フィルタコンデンサCN は、その一端がフ
ィルタチョークコイルLN と高速リカバリ型ダイオード
2 との接続点に対して接続されているが、このような
接続形態によってもフィルタチョークコイルLN と共に
ノーマルモードのローパスフィルタを形成するのは、図
8にて説明したのと同様である。
In this embodiment, the resonance capacitor C 2 is provided in parallel with the superposition winding N 2 , but in such a connection form, the resonance capacitor C 2 is provided. to form a parallel resonant circuit together with the primarily superimposing winding N 2 inductance, thus to suppress an increase in the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci at light loads by the same operation as described above with reference to FIG. Further, in the present embodiment, one end of the filter capacitor C N is connected to the connection point between the filter choke coil L N and the high-speed recovery type diode D 2. Forming a normal mode low-pass filter together with the filter choke coil LN is the same as that described with reference to FIG.

【0033】図5は、本発明の更に他の実施の形態とし
ての力率改善コンバータ回路(力率改善コンバータ部)
を備えて構成されるスイッチング電源回路の構成例を示
す回路図であり、これまで説明して来た図1、図4、図
7及び図8と同一部分には同一符号を付して、電圧共振
形のスイッチング動作及び力率改善動作等については説
明を省略する。
FIG. 5 shows a power factor improving converter circuit (power factor improving converter section) as still another embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit configured to include the same components as those in FIGS. 1, 4, 7, and 8 described above. The description of the resonance-type switching operation and the power factor improvement operation is omitted.

【0034】ところで、これまで説明して来た力率改善
コンバータ回路のようにスイッチング出力を整流経路に
帰還するように構成した場合には、スイッチング周波数
が固定されていると、入力される交流入力電圧が上昇す
るのに従って力率特性が低下することが分かっている。
そこで、電圧共振形コンバータのスイッチング周波数を
可変することによって、入力される交流入力電圧レベル
に対して力率がほぼ一定となるように制御可能に構成す
るものである。
When the switching output is fed back to the rectification path as in the power factor improving converter circuit described above, if the switching frequency is fixed, the input AC input is It has been found that the power factor characteristic decreases as the voltage increases.
Therefore, by varying the switching frequency of the voltage resonance type converter, the power factor can be controlled so as to be substantially constant with respect to the input AC input voltage level.

【0035】この図に示す力率改善コンバータ部12に
おいては、スイッチング周波数を可変制御することので
きるドライブトランスPRTが設けられる。ドライブト
ランスPRTは、スイッチング素子Q10を駆動するため
の駆動巻線NB に対して、その巻回方法が直交するよう
に制御巻線NC が巻装された、直交型の可飽和リアクト
ルとして構成されている。これに対してコンバータトラ
ンスCVTには一次巻線N10のみが巻装されることにな
る。制御巻線NC の一端は抵抗R1 を介して平滑コンデ
ンサCiの正極端子と接続され、他端は一次側アースに
接地されている。つまり、抵抗R1 −制御巻線NCの直
列接続回路が平滑コンデンサCiに対して並列に設けら
れている。これにより、制御巻線NC には整流平滑電圧
Eiのレベルに応じて可変されたレベルの制御電流IC
が流れることになる。
In the power factor improving converter section 12 shown in this figure, a drive transformer PRT capable of variably controlling a switching frequency is provided. Drive transformer PRT, to the drive winding N B for driving the switching elements Q 10, the control winding N C as winding method are orthogonal is wound, as a saturable reactor orthogonal It is configured. And only the primary winding N 10 is wound on the converter transformer CVT contrast. One end of the control winding N C is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci via a resistor R 1, the other end is grounded to the primary side ground. That is, the resistance R 1 - is provided in parallel to the series connection circuit of control winding N C smoothing capacitor Ci. Thus, control of the level of the control winding N C which is variable according to the level of the rectification smoothed voltage Ei current I C
Will flow.

【0036】例えば、この図に示す電源回路の商用交流
電源に入力される交流入力電圧が上昇したように変化し
たとすると、これに対応して整流平滑電圧Eiも上昇す
ることから、整流平滑電圧Eiから抵抗R1 を介して制
御巻線NC に流れる制御電流IC のレベルも大きくなる
ように制御される。ドライブトランスPRTでは、上記
のように制御電流IC のレベルが大きくなることによ
り、駆動巻線NB のインダクタンスを小さくする。これ
により、駆動巻線NB と共振コンデンサCB により形成
される自励発振駆動回路の共振周波数を低下させ、スイ
ッチング素子Q10のスイッチング周波数を高くするよう
に制御することになる。この場合、共振回路(N1 ,C
r)の共振周波数に対してスイッチング周波数が変化す
ることになるが、これによって上記共振回路に供給され
るスイッチング出力の帰還量が変化して、この場合には
力率を高めるように制御されることになる。これによ
り、交流入力電圧や負荷変動等に対して力率をほぼ一定
に維持することが可能となる。
For example, if the AC input voltage input to the commercial AC power supply of the power supply circuit shown in this figure changes as if it increased, the rectified smoothed voltage Ei also increases. Control is performed so that the level of the control current I C flowing from Ei to the control winding N C via the resistor R 1 is also increased. In the drive transformer PRT, by the level of the control current I C as described above increases, to reduce the inductance of the drive windings N B. Thus, lowering the resonant frequency of the self-oscillation driving circuit formed by the resonance capacitor C B and the driving winding N B, will be controlled so as to increase the switching frequency of the switching element Q 10. In this case, the resonance circuit (N 1 , C
The switching frequency changes with respect to the resonance frequency of r), whereby the feedback amount of the switching output supplied to the resonance circuit changes, and in this case, the power factor is controlled to be increased. Will be. This makes it possible to keep the power factor substantially constant with respect to AC input voltage, load fluctuation, and the like.

【0037】なお、AC100V系では特に力率の安定
化制御を行わなくとも充分な力率が得られることを考慮
して、抵抗R1 と制御巻線NC 間にツェナーダイオード
を直列に挿入して、AC100V系に対応する整流平滑
電圧レベルではツェナーダイオードが導通しないように
構成することが考えられる。これにより、AC100V
系では力率制御回路が動作しなくなり、それだけ電力損
失を低減することができる。また、上記のように力率を
ほぼ一定に維持する力率制御回路としては、トランジス
タ等の増幅素子を備えて形成される増幅回路を設け、こ
の増幅回路により整流平滑電圧Eiのレベル変化に対応
する制御電流IC を得るようにした構成が考えられ、こ
のような増幅回路を備えた力率制御回路のほうが力率を
安定化させる制御能力は高いが、図5に示すような抵抗
1 −制御巻線NC の直列接続回路による力率制御回路
であっても、特に交流入力電圧AC100V系時の条件
では実用上充分な力率特性が得られると共に、部品点数
の削減や製造工程の簡略化などの点では、はるかに有利
な力率改善コンバータ回路(力率改善コンバータ部)を
構成することが可能となる。
In the AC 100 V system, a zener diode is inserted in series between the resistor R 1 and the control winding N C in consideration of that a sufficient power factor can be obtained without performing power factor stabilization control. Thus, it is conceivable that the Zener diode is configured not to conduct at the rectified smoothed voltage level corresponding to the AC 100 V system. With this, AC100V
In the system, the power factor control circuit does not operate, and the power loss can be reduced accordingly. In addition, as described above, as the power factor control circuit for maintaining the power factor substantially constant, an amplifier circuit formed with an amplifying element such as a transistor is provided, and this amplifier circuit responds to a level change of the rectified smoothed voltage Ei. A configuration is conceivable in which a control current I C is obtained, and a power factor control circuit having such an amplifier circuit has a higher control ability to stabilize the power factor, but a resistor R 1 as shown in FIG. - even power factor control circuit according to the series connection circuit of the control winding N C, in particular with practically sufficient power factor characteristics are obtained under the condition at the time of the alternating input voltage AC100V system, reduce the number of components and manufacturing processes In terms of simplification and the like, it is possible to configure a much more advantageous power factor improving converter circuit (power factor improving converter section).

【0038】図6は、本発明の更に他の実施の形態とし
ての力率改善コンバータ回路を備えて成るスイッチング
電源回路の構成例を示す回路図である。この図に示すス
イッチング電源回路は、力率改善コンバータ部13の後
段に対して、スイッチング電源部として、電流共振形コ
ンバータを採用した電流共振形スイッチング電源部1A
が備えられて構成される。なお、力率改善コンバータ部
13における電圧共振形コンバータ及び力率改善回路部
の構成として図1及び図4及び図5と同一部分について
は同一符号を付して説明を省略する。また、電流共振形
スイッチング電源部1Aにおいてはバイポーラのスイッ
チング素子をハーフブリッジ結合した自励式コンバータ
が採用されていることから、図7及び図8に示した電流
共振形コンバータと同一構成部分については同一符号を
付してそのスイッチング動作等については説明を省略す
る。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a switching power supply circuit including a power factor improving converter circuit as still another embodiment of the present invention. The switching power supply circuit shown in the figure has a current resonance type switching power supply unit 1A employing a current resonance type converter as a switching power supply unit with respect to the subsequent stage of the power factor correction converter unit 13.
Is provided. The same components as those in FIGS. 1, 4, and 5 are denoted by the same reference numerals as the configuration of the voltage resonance type converter and the power factor improving circuit in the power factor improving converter 13, and description thereof will be omitted. Further, since the current resonance type switching power supply unit 1A employs a self-excited converter in which bipolar switching elements are half-bridge coupled, the same components as those of the current resonance type converter shown in FIGS. 7 and 8 are the same. The description of the switching operation and the like is omitted with the reference numerals.

【0039】ここで、先ず電流共振形スイッチング電源
部1Aの構成について説明する。この場合、電流共振形
スイッチング電源部1Aにおいて、スイッチング素子Q
1 、Q2 をスイッチング駆動するためのドライブトラン
スPRTは、後述する定電圧制御のためにスイッチング
周波数を可変制御できるように構成されている。このド
ライブトランスPRTには駆動巻線NB1、NB2及び共振
電流検出巻線NDが巻装され、更にこれら各巻線に対し
てその巻回方向が直交するように制御巻線NC が兼奏さ
れている。従って本実施の形態においては、このドライ
ブトランスPRTが直交型の可飽和リアクトルとして構
成されている。また、電流共振形スイッチング電源部1
Aを電流共振形とするための直列共振回路は、一次巻線
1 及び直列共振コンデンサC1 の直列接続よりなる
が、この一次巻線N1 の一端は、直列共振コンデンサC
1 −共振電流検出巻線ND の直列接続を介してスイッチ
ング出力点に対して接続される。また、一次巻線N1
他端は一次側アースに接地される。なお、電流共振形コ
ンバータがスイッチング電源部を構成する場合、一次巻
線N1 は図のように絶縁トランスPITの一次側に巻装
される。
Here, the configuration of the current resonance type switching power supply section 1A will be described first. In this case, in the current resonance type switching power supply unit 1A, the switching element Q
1, Q 2 drive transformer PRT to switching drive the is configured to variably control the switching frequency for the constant voltage control to be described later. The drive transformer PRT is wound with drive windings N B1 and N B2 and a resonance current detection winding N D, and a control winding N C is also used so that the winding directions are orthogonal to these windings. Has been played. Therefore, in the present embodiment, the drive transformer PRT is configured as an orthogonal type saturable reactor. The current resonance type switching power supply unit 1
A series resonance circuit for making A a current resonance type includes a series connection of a primary winding N 1 and a series resonance capacitor C 1. One end of the primary winding N 1 is connected to a series resonance capacitor C 1.
1 - are connected to the switching output point through a series connection of a resonance current detection winding N D. The other end of the primary winding N 1 is grounded to the primary side ground. In the case where the current resonance type converter is a switching power supply unit, the primary winding N 1 is wound on the primary side of the insulating transformer PIT as in FIG.

【0040】また、スイッチング素子Q2 に対応する駆
動巻線NB2とベース電流制限抵抗RB2の接続点には、共
振コンデンサCB −ベース電流制限抵抗RB を介してス
イッチング素子Q10のベースが接続されている。これに
より、本実施の形態では、ドライブトランスPRTの駆
動巻線NB2が、電流共振形スイッチング電源部1A側の
スイッチング素子Q2 と、力率改善改善コンバータ部1
3のスイッチング素子Q10を駆動するための駆動巻線と
して兼用されるように構成している。従って、本実施の
形態ではスイッチング素子Q2 とスイッチング素子Q10
が同期してスイッチング駆動されることになる。
Further, the connection point of the switching elements Q corresponding drive winding 2 N B2 and base current limiting resistor R B2, resonant capacitor C B - base of the switching element Q 10 via the base current limiting resistor R B Is connected. Thus, in this embodiment, the drive drive winding N B2 of transformer PRT is, a switching element Q 2 of current resonance type switching power supply unit 1A side, the power factor improvement improvement converter 1
It is configured to be also used as a drive winding for driving the switching element Q 10 of 3. Therefore, the switching element Q 2 is in this embodiment the switching element Q 10
Are synchronously driven for switching.

【0041】絶縁トランスPITは、スイッチング素子
1 、Q2 のスイッチング出力を二次側に伝送するため
に設けられる。この絶縁トランスPITの一次側には前
述のように、電流共振形スイッチング電源部1Aにおい
て直列共振回路を形成する一次巻線N1 が巻装されてい
る。このスイッチング電源回路の場合、絶縁トランスP
ITの二次側ではセンタータップが設けられた二次巻線
12と、整流ダイオードD3A,D3B、及び平滑コンデン
サCO による両波整流回路が設けられており、一次巻線
1 から二次巻線N12に励起された交番電圧を直流電圧
に変換して出力電圧E0 として出力するようにしてい
る。制御回路2は、例えば二次側の直流出力電圧EO
基準電圧を比較してその誤差に応じてレベルの可変され
た直流電流(制御電流IC )をドライブトランスPRT
の制御巻線NC に供給する誤差増幅器である。
The insulating transformer PIT is provided for transmitting the switching outputs of the switching elements Q 1 and Q 2 to the secondary side. This is the primary side of the insulating transformer PIT, as described above, the primary winding N 1 to form a series resonant circuit at a current resonance type switching power source unit 1A is wound. In the case of this switching power supply circuit, the isolation transformer P
The secondary winding N 12 of the center tap provided in the IT of the secondary side, the rectifier diode D 3A, D 3B, and full-wave rectifier circuit is provided by the smoothing capacitor C O, from the primary winding N 1 has a excited alternating voltage in the secondary winding N 12 is outputted as an output voltage E 0 is converted into a DC voltage. The control circuit 2 compares the DC output voltage E O on the secondary side with the reference voltage, and outputs a DC current (control current I C ) having a variable level according to the error, to the drive transformer PRT.
An error amplifier is supplied to the control winding N C of.

【0042】このようにして構成される電流共振形スイ
ッチング電源部1Aにおける定電圧制御としては、例え
ば、二次側の直流出力電圧EO が低下した時は制御回路
2によって制御巻線NC に流れる制御電流が少なくなる
ように可変して、スイッチング周波数が低くなる(共振
周波数に近くなる)ように制御し、一次巻線N1 に流す
ドライブ電流が増加するように制御して、定電圧化を図
っている(スイッチング周波数制御方式)。
[0042] As such the constant voltage control in configured current resonance type switching power supply unit 1A, for example, when the DC output voltage E O of the secondary side is lowered to the control winding N C by the control circuit 2 variably so that the control current flowing decreases, the switching frequency decreases (it becomes closer to the resonance frequency) as controls and controls so that the drive current is increased to flow to the primary winding N 1, a constant voltage (Switching frequency control method).

【0043】そして、上記のようなスイッチング周波数
制御方式によると、例えば交流入力電圧の上昇や負荷が
軽くなる等の条件変化などによって、二次側の直流出力
電圧EO のレベルが高くなる等の影響が現れたような場
合には、制御回路2は、そのレベル変化に応じて制御巻
線NC に流れる制御電流IC のレベルを大きくしてスイ
ッチング素子Q1 、Q2 のスイッチング周波数を高くす
るように制御することになるが、本実施の形態では、こ
のようなスイッチング周波数の変化はスイッチング素子
2 と同期して駆動される力率改善コンバータ部13の
スイッチング素子Q10にもほぼ同様に得られることにな
る。これにより、本実施の形態の力率改善コンバータ部
13においても、図5の力率改善コンバータ部12と同
様にして、スイッチング素子Q10のスイッチング周波数
を可変して力率をほぼ一定に保つように制御することが
可能となる。
According to the switching frequency control method as described above, the level of the DC output voltage E O on the secondary side increases due to a change in conditions such as an increase in the AC input voltage and a reduction in the load. In the case where the influence appears, the control circuit 2 increases the level of the control current I C flowing through the control winding N C according to the level change to increase the switching frequency of the switching elements Q 1 and Q 2. Although will be controlled to, in this embodiment, substantially the same to the switching element Q 10 of the power factor improvement converter 13 such change in switching frequency is driven in synchronism with the switching element Q 2 Will be obtained. Thus, also in the power factor improvement converter 13 of the present embodiment, in the same manner as the power factor improvement converter 12 of FIG. 5, so as to keep the switching frequency of the switching element Q 10 substantially constant variable to the power factor Can be controlled.

【0044】ところで、これまで説明してきた各実施の
形態として図1、図4〜図6に示した力率改善コンバー
タ部(10,11,12,13)は、力率改善を図るた
めに既存のスイッチング電源回路に付加することのでき
る力率改善コンバータ回路とされているが、本発明の力
率改善コンバータ回路は単体のスイッチング電源回路自
体として利用することも可能である。具体的な図示等は
省略するが、例えばスイッチング素子Q10を駆動するコ
ンバータトランスCVTの代わりに、絶縁コンバータト
ランスPIT(Power Isolation Transformer)を設け、
一次側巻線とされる一次巻線N1 と、二次側に交番電圧
を得るための二次側巻線を分割配置して粗結合により巻
装してリーケージインダクタンスを構成する。そして、
絶縁コンバータトランスPITの二次側巻線に得られた
交番電圧を整流することによって二次側直流電圧が得ら
れるように、二次側に整流平滑回路を設ければよい。
By the way, the power factor improving converter units (10, 11, 12, 13) shown in FIGS. 1 and 4 to 6 as the respective embodiments described so far have been used to improve the power factor. However, the converter circuit of the present invention can be used as a single switching power supply circuit itself. Omitted specific illustration or the like, for example, instead of the converter transformer CVT for driving the switching element Q 10, an insulating converter transformer PIT (Power Isolation Transformer),
A primary winding N 1 is the primary winding, constituting the leakage inductance by winding a separately arranged to loosely-coupled secondary winding for obtaining an alternating voltage on the secondary side. And
A rectifying and smoothing circuit may be provided on the secondary side so that a secondary side DC voltage is obtained by rectifying the alternating voltage obtained on the secondary side winding of the insulating converter transformer PIT.

【0045】また、先に本出願人により上記各実施の形
態に示す回路構成以外で、電圧共振形コンバータのスイ
ッチング出力を整流電流経路に帰還することにより力率
改善を図るスイッチング電源回路が各種提案されている
が、これらの発明の構成を本発明の力率改善コンバータ
回路の構成として適用することも可能とされる。
The applicant has previously proposed various switching power supply circuits for improving the power factor by feeding back the switching output of the voltage resonance type converter to the rectified current path, other than the circuit configuration shown in each of the above embodiments. However, these configurations of the present invention can also be applied as the configuration of the power factor correction converter circuit of the present invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、スイッチ
ングコンバータのスイッチング出力を整流電流経路に帰
還して重畳することによって電源回路の力率改善を図る
力率改善コンバータ回路において、スイッチングコンバ
ータとして、1石のスイッチング素子を備えて構成され
る自励式の電圧共振形コンバータ回路を設けるようにし
ているが、これにより、例えば、スイッチングコンバー
タとして2石のスイッチング素子をハーフブリッジ結合
して構成される自励式の電流共振形コンバータを設けた
場合よりも大幅に部品数が削減されることになる。ま
た、2石のスイッチング素子の蓄積時間tstg や電流増
幅率hFE等の特性のバランスを考慮する必要はない。更
に、電圧共振形コンバータの動作では、力率改善回路の
共振用コンデンサに流れる共振電流がスイッチング周期
の略1/3程度であるために、上記共振用コンデンサに
は低損失品を選定する必要はなく、汎用品を選定するこ
とが可能となる。このように、本発明は構成部品点数が
少なくて済むと共に部品選定に関する諸条件が緩やかに
なるため、より小型/軽量で低コスト化が促進された力
率改善コンバータ回路を提供することが可能となる。
As described above, the present invention relates to a power factor improving converter circuit for improving a power factor of a power supply circuit by feeding back a switching output of a switching converter to a rectifying current path and superimposing the switching output. Although a self-excited voltage resonance type converter circuit including one switching element is provided, for example, a self-excited voltage resonance type converter circuit configured by half-bridge coupling of two switching elements as a switching converter is provided. The number of parts is greatly reduced as compared with the case where the excitation type current resonance type converter is provided. Further, it is not necessary to consider the balance between the characteristics such as the storage time t stg and the current amplification factor h FE of the two switching elements. Further, in the operation of the voltage resonance type converter, since the resonance current flowing through the resonance capacitor of the power factor correction circuit is about 1/3 of the switching cycle, it is not necessary to select a low loss product for the resonance capacitor. And a general-purpose product can be selected. As described above, according to the present invention, the number of components can be reduced, and various conditions regarding component selection are relaxed. Therefore, it is possible to provide a power factor improving converter circuit which is smaller and lighter and whose cost reduction is promoted. Become.

【0047】また、力率改善コンバータ回路に対してス
イッチング周波数を可変する力率制御回路を備えること
により、交流入力電圧の変化に対して力率を略一定に保
つことが可能となるが、この際、力率制御回路として、
駆動巻線と制御巻線とが巻装された直交型トランスを設
けたうえで、整流平滑電圧から抵抗を介して制御巻線に
制御電流を供給する構成とすれば部品点数も少なくて済
むため、回路の小型/軽量化及び低コスト化を妨げな
い。
By providing a power factor control circuit for varying the switching frequency with respect to the power factor improving converter circuit, it is possible to keep the power factor substantially constant with respect to a change in the AC input voltage. The power factor control circuit
If a configuration is adopted in which a control current is supplied from the rectified and smoothed voltage to the control winding via a resistor after providing an orthogonal transformer in which the drive winding and the control winding are wound, the number of components can be reduced. This does not hinder miniaturization / weight reduction and cost reduction of the circuit.

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

【図1】本発明の実施の形態としての力率改善コンバー
タ回路を備えたスイッチング電源回路の構成を示す回路
図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit including a power factor correction converter circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態のスイッチング電源回路の要部の
動作をスイッチング周期により示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing an operation of a main part of the switching power supply circuit of the present embodiment by a switching cycle.

【図3】本実施の形態のスイッチング電源回路の要部の
動作を商用電源周期により示す波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation of a main part of the switching power supply circuit according to the present embodiment with a commercial power supply cycle.

【図4】他の実施の形態としての力率改善コンバータ回
路を備えたスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
ある。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit including a power factor correction converter circuit as another embodiment.

【図5】更に他の実施の形態としての力率改善コンバー
タ回路を備えたスイッチング電源回路の構成を示す回路
図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit including a power factor correction converter circuit as still another embodiment.

【図6】更に他の実施の形態としての力率改善コンバー
タ回路を備えたスイッチング電源回路の構成を示す回路
図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit including a power factor correction converter circuit as still another embodiment.

【図7】先行技術としての力率改善コンバータ回路を備
えたスイッチング電源回路の構成を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit including a power factor correction converter circuit as a prior art.

【図8】先行技術としての力率改善コンバータ回路を備
えたスイッチング電源回路の構成を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit including a power factor correction converter circuit as a prior art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング電源部、2 制御回路、10,11,
12,13 力率改善コンバータ回路、D1 ブリッジ
整流回路、 Ci 平滑コンデンサ、CVTコンバータ
トランス、、PRT ドライブトランス、 Q10 スイ
ッチング素子、Cr 共振コンデンサ、N1 一次巻
線、N2 重畳用巻線、LN フィルタチョークコイ
ル、CN フィルタコンデンサ、D2 高速リカバリ型
ダイオード、C2 共振用コンデンサ
1 switching power supply section, 2 control circuits, 10, 11,
12,13 power factor improving converter circuit, D 1 bridge rectifier circuit, Ci smoothing capacitor, CVT converter transformer ,, PRT drive transformer, Q 10 switching elements, Cr resonant capacitor, N 1 primary winding, N 2 superimposing winding, L N filter choke coil, C N filter capacitor, D 2 high speed recovery type diode, C 2 resonance capacitor

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1石のスイッチング素子を備え、平滑回
路から出力される整流平滑電圧を動作電源として自励式
の電圧共振形によるスイッチング動作を行い、そのスイ
ッチング出力を共振コンデンサ及び共振巻線のインダク
タンスにより形成される共振回路に供給するようにされ
る自励式電圧共振形コンバータと、 上記共振回路から整流電流経路に対して帰還されたスイ
ッチング出力に基づいて力率改善を図るようにされた力
率改善手段と、 を備えて構成されることを特徴とする力率改善コンバー
タ回路。
A self-excited voltage resonance type switching operation is performed using a rectified and smoothed voltage output from a smoothing circuit as an operation power supply, and the switching output is used as an inductance of a resonance capacitor and a resonance winding. A self-excited voltage resonance type converter supplied to a resonance circuit formed by: a power factor improved based on a switching output fed back to a rectified current path from the resonance circuit. A power factor improving converter circuit comprising: an improving unit;
【請求項2】 上記力率改善手段は、 整流回路の出力に対して設けられるフィルタチョークコ
イル及びフィルタコンデンサからなるノーマルモードの
ローパスフィルタと、 整流回路の整流電流経路に直列に挿入される高速リカバ
リ型整流素子と、 上記共振コンデンサの作用による静電容量結合を介し
て、上記高速リカバリ型整流素子に対してスイッチング
出力を印加するようにして帰還するスイッチング出力帰
還手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする請求項1に記
載の力率改善コンバータ回路。
The power factor improving means includes a normal mode low-pass filter including a filter choke coil and a filter capacitor provided for an output of the rectifier circuit, and a high-speed recovery inserted in series in a rectifier current path of the rectifier circuit. Type rectifying element, and switching output feedback means for applying a switching output to the fast recovery type rectifying element and feeding back the switching output through the capacitive coupling by the action of the resonance capacitor. 2. The power factor improving converter circuit according to claim 1, wherein:
【請求項3】 上記力率改善手段は、 整流回路の出力に対して設けられるフィルタチョークコ
イル及びフィルタコンデンサからなるノーマルモードの
ローパスフィルタと、 整流回路の整流電流経路に直列に挿入される高速リカバ
リ型整流素子と、 磁気結合を介するようにして、上記高速リカバリ型整流
素子に対してスイッチング出力を印加するようにして帰
還するスイッチング出力帰還手段と、 を備えて構成されていることを特徴とする請求項1に記
載の力率改善コンバータ回路。
3. A normal mode low-pass filter comprising a filter choke coil and a filter capacitor provided for an output of a rectifier circuit, and a high-speed recovery device inserted in series in a rectifier current path of the rectifier circuit. Type rectifying element, and switching output feedback means for applying switching output to the fast recovery type rectifying element via magnetic coupling and performing feedback. The power factor improving converter circuit according to claim 1.
【請求項4】 交流入力電圧のレベル変化に対して力率
が略一定となるように制御を行う力率制御手段が設けら
れていることを特徴とする請求項1に記載の力率改善コ
ンバータ回路。
4. The power factor improving converter according to claim 1, further comprising power factor control means for controlling the power factor to be substantially constant with respect to a level change of the AC input voltage. circuit.
【請求項5】 上記力率制御手段は、上記平滑回路を形
成する平滑コンデンサに対して並列に設けられ、少なく
とも抵抗及び制御巻線からなる直列接続回路と、上記自
励式電圧共振形コンバータの自励発振回路を形成する駆
動巻線に対して、その巻回方向が直交するように上記制
御巻線が巻装されて形成される直交型トランスと、 を備えて構成されていることを特徴とする請求項4に記
載の力率改善コンバータ回路。
5. The power factor control means is provided in parallel with a smoothing capacitor forming the smoothing circuit, and includes a series connection circuit comprising at least a resistor and a control winding, and a self-excited voltage resonance type converter. And an orthogonal transformer formed by winding the control winding so that the winding direction is orthogonal to the drive winding forming the excitation oscillation circuit. The power factor improving converter circuit according to claim 4.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114002551A (en) * 2021-10-29 2022-02-01 广东电网有限责任公司 CVT fault determination method and device based on secondary voltage characteristics

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CN114002551A (en) * 2021-10-29 2022-02-01 广东电网有限责任公司 CVT fault determination method and device based on secondary voltage characteristics

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