JPH1014231A - Stabilizing power unit - Google Patents

Stabilizing power unit

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JPH1014231A
JPH1014231A JP16350696A JP16350696A JPH1014231A JP H1014231 A JPH1014231 A JP H1014231A JP 16350696 A JP16350696 A JP 16350696A JP 16350696 A JP16350696 A JP 16350696A JP H1014231 A JPH1014231 A JP H1014231A
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幸一郎 三浦
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賢一 青沼
Masahiko Hirokawa
正彦 広川
Kunihiro Sato
国広 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-power-factor, simple and small-sized stabilizing power unit. SOLUTION: A full-wave rectifying circuit 110 rectifies the full wave of the voltage inputted from an AC power source e, and outputs it. A switch circuit 120 switches the full-wave-rectified output of a full-wave rectifying circuit 110. An output circuit 130 converts the switching output of the switch circuit 120 into DC and outputs it. A controller 140 gives the switch circuit 120 a drive signal, and controls the switch operation, and generates stabilized DC output. An output monitor 170 of the controller 140 monitors the DC output of the output circuit 130 and outputs a monitor signal A. A sinusoidal full-wave generator 150 generates a sinusoidal full-wave form signal B, synchronized with the phase of an AC power source e. The controller 140 uses at least the sinusoidal full-wave form signal B as a control signal C, for generating a drive signal E.

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、交流電源から直流
出力を得るスイッチング方式の安定化電源装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching type stabilized power supply for obtaining a DC output from an AC power supply.

【0002】[0002]

【従来の技術】商用電源などを入力とする一般的なスイ
ッチング電源のほとんどは、コンデンサ・インプット型
整流回路を使用している。この整流回路では、入力電流
は交流入力の半周期ごとにごく短時間だけ流れるパルス
電流となり、多くの高調波成分を含んでいる。そのた
め、電圧歪みを生じ、電源系統に悪影響を与えるという
問題がある。また無効電力が大きくなるため、電源設備
にも悪影響を与えるという問題がある。
2. Description of the Related Art Most general switching power supplies that receive commercial power or the like use a capacitor-input rectifier circuit. In this rectifier circuit, the input current becomes a pulse current that flows only for a very short time every half cycle of the AC input, and contains many harmonic components. For this reason, there is a problem that voltage distortion occurs, which adversely affects the power supply system. In addition, since the reactive power increases, there is a problem that power supply equipment is also adversely affected.

【0003】力率の向上及び高調波電流の発生防止の手
段として、種々の電源装置が提案され、実用されてい
る。その一例として、アクティブ・フィルタ方式の電源
装置が知られている。アクティブ・フィルタ方式は、ス
イッチがオンしている期間に2次側にエネルギを伝送す
る方式の一般的なフォワード・コンバータ方式の電源装
置において、力率を改善するための手段として採用され
ている。アクティブ・フィルタ方式の電源装置は、フォ
ワードコンバータとその力率を改善する昇圧コンバータ
とから構成され。それぞれの制御回路を有しており、入
力電流が正弦波上になるように制御することにより、力
率を向上させるものである。
Various power supply devices have been proposed and put into practical use as means for improving the power factor and preventing generation of harmonic current. As one example, an active filter type power supply device is known. The active filter system is employed as a means for improving a power factor in a general forward converter type power supply system in which energy is transmitted to a secondary side while a switch is on. The active filter type power supply device is composed of a forward converter and a boost converter for improving the power factor. It has respective control circuits and controls the input current to be on a sine wave to improve the power factor.

【0004】このアクティブ・フィルタ方式の電源装置
の問題点の一つは、2つの制御部が必要であるため、回
路が複雑化し、電源装置の小型化、軽量化及び低コスト
化の要請に適合しないという点である。
One of the problems of the active filter type power supply device is that two control units are required, which complicates the circuit and meets the demands for miniaturization, weight reduction and cost reduction of the power supply device. The point is not to do so.

【0005】別の従来例として、特開平4−13850
6号公報に記載されたものがある。この電源装置は、1
コンバータ方式を採用しており、一次側の整流ダイオー
ド・ブリッジの後段には平滑回路が存在しない。この回
路構成において、商用電源の正弦波電圧と2次側の出力
平滑コンデンサの充電電流とを検出し、検出信号に基づ
いて、前記充電電流が正弦波状となるように、フォワー
ド・コンバータの一次側スイッチのオン・オフを制御す
る。
Another conventional example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-13850.
No. 6 is disclosed. This power supply has 1
The converter system is adopted, and there is no smoothing circuit after the rectifier diode bridge on the primary side. In this circuit configuration, the sine wave voltage of the commercial power supply and the charging current of the output smoothing capacitor on the secondary side are detected, and based on the detection signal, the primary side of the forward converter is adjusted so that the charging current becomes sine wave shape. Controls on / off of the switch.

【0006】しかし、この従来技術においては、交流入
力電流が矩形波状となり、多大な高調波成分を含む。ま
た、力率改善のための基準正弦波信号を、交流電圧波形
より作成しているため、交流電圧波形を検出するための
回路が必要であること、制御部に乗算器が必要であるこ
と等のために、電源装置の小型化、軽量化及び低コスト
化の要請に適合しない。さらに、交流電圧に歪みやノイ
ズが発生した場合、基準正弦波信号にその影響が現れる
という問題もある。
However, in this prior art, the AC input current has a rectangular waveform and contains a large amount of harmonic components. Also, since the reference sine wave signal for improving the power factor is created from the AC voltage waveform, a circuit for detecting the AC voltage waveform is required, and a multiplier is required in the control unit. Therefore, the power supply device does not meet the demands for miniaturization, weight reduction, and cost reduction. Further, when distortion or noise occurs in the AC voltage, there is a problem that the influence appears on the reference sine wave signal.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高力
率で、簡易、かつ、小型の安定化電源装置を提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a simple, small, and stable power supply having a high power factor.

【0008】本発明のもう一つの課題は、高調波電流を
低減し、種々の高調波障害の問題を回避し得る安定化電
源装置を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a stabilized power supply device capable of reducing harmonic currents and avoiding various harmonic interference problems.

【0009】本発明の更にもう一つの課題は、電源電圧
にノイズや歪が発生しても、制御動作に悪影響を及ぼさ
ない安定化電源装置を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a stabilized power supply which does not adversely affect the control operation even if noise or distortion occurs in the power supply voltage.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る安定化電源装置は、全波整流回路
と、スイッチ回路と、出力回路と、制御部とを含む。
In order to solve the above-described problems, a stabilized power supply according to the present invention includes a full-wave rectifier circuit, a switch circuit, an output circuit, and a control unit.

【0011】前記全波整流回路は、交流電源から入力さ
れる電圧を全波整流して出力する。前記スイッチ回路
は、前記全波整流回路の全波整流出力をスイッチングす
る。この回路構成は、従来の電源装置において用いられ
ていた入力平滑コンデンサが省略されている。従って、
回路構成が簡素化されると共に、コンデンサ・インプッ
ト型整流回路を用いた場合に生じる問題点を考慮する必
要がなくなる。
The full-wave rectifier circuit performs full-wave rectification on a voltage input from an AC power supply and outputs the rectified voltage. The switch circuit switches a full-wave rectified output of the full-wave rectifier circuit. In this circuit configuration, an input smoothing capacitor used in a conventional power supply device is omitted. Therefore,
The circuit configuration is simplified, and it is not necessary to consider the problems that occur when using the capacitor input type rectifier.

【0012】前記出力回路は、前記スイッチ回路のスイ
ッチング出力を直流に変換して出力する。これにより、
交流電源をスイッチングし、そのスイッチング出力を直
流電力に変換するスイッチング方式の電源装置が得られ
る。
The output circuit converts a switching output of the switch circuit into a direct current and outputs the direct current. This allows
A switching-type power supply device that switches an AC power supply and converts the switching output into DC power is obtained.

【0013】前記制御部は、前記スイッチ回路に駆動信
号を与えてスイッチ動作を制御し、安定化された直流出
力を生じさせる。この制御部の動作により、安定化され
た直流出力を得ることができる。制御部は、出力監視部
を含む。前記出力監視部は、前記出力回路の直流出力を
監視し、監視信号を出力する。従って、出力監視部の監
視信号を直流出力を安定化するための信号として用い、
直流出力を安定化することができる。
The control section supplies a drive signal to the switch circuit to control a switch operation, thereby generating a stabilized DC output. By the operation of the control unit, a stabilized DC output can be obtained. The control unit includes an output monitoring unit. The output monitoring unit monitors a DC output of the output circuit and outputs a monitoring signal. Therefore, the monitoring signal of the output monitoring unit is used as a signal for stabilizing the DC output,
DC output can be stabilized.

【0014】制御部は、更に、正弦全波発生部を含む。
前記正弦全波発生部は、前記交流電源の位相に同期した
正弦全波波形信号を生成する。前記制御部は、少なくと
も、前記正弦全波波形信号を、前記スイッチ回路に与え
られるべき駆動信号を生成するための制御信号として用
いる。この構成によれば、交流入力電流が交流入力電圧
と同期し、交流入力電流が正弦波状となる。このため、
高調波電流が低減され、種々の高調波障害の問題も解消
される。
The control section further includes a full sine wave generation section.
The full sine wave generator generates a full sine waveform signal synchronized with the phase of the AC power supply. The control unit uses at least the sine full-wave waveform signal as a control signal for generating a drive signal to be provided to the switch circuit. According to this configuration, the AC input current is synchronized with the AC input voltage, and the AC input current has a sine wave shape. For this reason,
Harmonic currents are reduced and various harmonic interference problems are eliminated.

【0015】しかも、正弦全波波形信号をディジタル的
に作成しているため、電源電圧にノイズや歪が発生して
も、正弦全波波形信号に影響が及ぶことはない。このた
め、電源電圧にノイズや歪が発生しても、制御動作に悪
影響を及ぼさない。
Further, since the sine full-wave waveform signal is digitally created, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the sine full-wave waveform signal is not affected. Therefore, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the control operation is not adversely affected.

【0016】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。添付図
面は、何ら、限定的な意味を持つものではない。
Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The drawings are not intended to be limiting in any way.

【0017】[0017]

【発明の実施形態】図1は本発明の実施例である安定化
電源装置のブロック図を示す。本発明に係る安定化電源
装置は、全波整流回路110と、スイッチ回路120
と、出力回路130と、制御部140とを含む。この回
路では、入力フィルタ回路100を通して交流電源eが
整流ダイオード・ブリッジによって構成された全波整流
回路110に印加される。
FIG. 1 is a block diagram of a stabilized power supply according to an embodiment of the present invention. The stabilized power supply according to the present invention includes a full-wave rectifier circuit 110 and a switch circuit 120.
, An output circuit 130, and a control unit 140. In this circuit, an AC power supply e is applied through an input filter circuit 100 to a full-wave rectifier circuit 110 constituted by a rectifier diode bridge.

【0018】全波整流回路110は、整流ダイオード・
ブリッジによって構成され、交流電源eから入力される
電圧を全波整流して出力する。スイッチ回路120は、
全波整流回路110の全波整流出力をスイッチングす
る。従来のコンデンサインプット型電源装置において用
いられていた入力平滑コンデンサが省略されている。従
って、回路構成が簡素化されると共に、コンデンサ・イ
ンプット型整流回路を用いた場合に生じる問題点を考慮
する必要がなくなる。
The full-wave rectifier circuit 110 includes a rectifier diode
It is constituted by a bridge, and performs full-wave rectification on the voltage input from the AC power supply e and outputs the resultant. The switch circuit 120
The full-wave rectification output of the full-wave rectification circuit 110 is switched. The input smoothing capacitor used in the conventional capacitor input type power supply device is omitted. Therefore, the circuit configuration is simplified, and it is not necessary to consider the problems that occur when using the capacitor input type rectifier circuit.

【0019】図示されたスイッチ回路120はスイッチ
素子122、主トランス121、及び主トランス121
の一次巻線を流れるパルス電流を検出する抵抗123を
備える。従って、主トランス121の一次巻線とスイッ
チ素子122と抵抗123との直列回路には、平滑化さ
れていない脈流電圧がそのまま印加される。また、スイ
ッチ回路120は駆動回路160により駆動される。
The illustrated switch circuit 120 includes a switch element 122, a main transformer 121, and a main transformer 121.
And a resistor 123 for detecting a pulse current flowing through the primary winding. Therefore, the unsmoothed pulsating voltage is applied to the series circuit of the primary winding of the main transformer 121, the switching element 122, and the resistor 123 as it is. The switch circuit 120 is driven by the drive circuit 160.

【0020】出力回路130は、スイッチ回路120の
スイッチング出力を直流に変換して出力する。これによ
り、交流電源eをスイッチングし、そのスイッチング出
力を直流電力に変換するスイッチング方式の電源装置が
得られる。図示された出力回路130は、ダイオード1
31と、ダイオード132と、インダクタ133と、コ
ンデンサ134とを備える整流平滑回路である。ダイオ
ード131は、アノードが主トランス121の2次巻線
の一方の端子に直列になるように接続されている。ダイ
オード132は、そのカソードをダイオード131のカ
ソードに接続すると共に、2次巻線に並列になるように
接続されている。インダクタ(チョークコイル)133
は、一端がダイオード131及びダイオード132の接
続点に接続されている。コンデンサ134はインダクタ
133の出力側において、変圧器121の2次巻線に並
列に接続されている。RLは負荷である。
The output circuit 130 converts the switching output of the switch circuit 120 into DC and outputs the DC. As a result, a switching type power supply device that switches the AC power supply e and converts the switching output into DC power is obtained. The output circuit 130 shown is a diode 1
31, a diode 132, an inductor 133, and a capacitor 134. The diode 131 is connected such that the anode is in series with one terminal of the secondary winding of the main transformer 121. Diode 132 has its cathode connected to the cathode of diode 131 and connected in parallel with the secondary winding. Inductor (choke coil) 133
Has one end connected to a connection point between the diode 131 and the diode 132. The capacitor 134 is connected in parallel to the secondary winding of the transformer 121 on the output side of the inductor 133. RL is a load.

【0021】制御部140は、スイッチ回路120に駆
動信号Eを与えてスイッチ動作を制御し、安定化された
直流出力を生じさせる。この制御部140の動作によ
り、安定化された直流出力を得ることができる。
The control section 140 supplies a drive signal E to the switch circuit 120 to control the switch operation and generate a stabilized DC output. By the operation of the control unit 140, a stabilized DC output can be obtained.

【0022】制御部140は、出力監視部170を含
む。出力監視部170は、出力回路130の直流出力を
監視し、監視信号Aを出力する。従って、出力監視部1
70の監視信号Aを直流出力を安定化するための信号と
して用い、直流出力を安定化することができる。ここに
言う直流出力には、直流出力電圧、出力電流及び出力電
力が含まれる。
The control section 140 includes an output monitoring section 170. The output monitoring unit 170 monitors the DC output of the output circuit 130 and outputs a monitoring signal A. Therefore, the output monitoring unit 1
By using the monitoring signal A of 70 as a signal for stabilizing the DC output, the DC output can be stabilized. The DC output referred to here includes a DC output voltage, an output current, and an output power.

【0023】制御部140は、更に、正弦全波発生部1
50を含む。正弦全波発生部150は、交流電源eの位
相に同期した正弦全波波形信号Bを生成する。制御部1
40は、少なくとも、正弦全波波形信号Bを、駆動信号
Eを生成するための制御信号Cとして用いる。この構成
によれば、交流入力電流が交流入力電圧と同期し、交流
入力電流が正弦波状となる。このため、高調波電流が低
減され、種々の高調波障害の問題も解消される。
The controller 140 further includes a full sine wave generator 1
50. The full sine wave generator 150 generates a full sine wave signal B synchronized with the phase of the AC power supply e. Control unit 1
40 uses at least the sinusoidal full-wave waveform signal B as a control signal C for generating the drive signal E. According to this configuration, the AC input current is synchronized with the AC input voltage, and the AC input current has a sine wave shape. For this reason, the harmonic current is reduced, and the problem of various harmonic disturbances is also solved.

【0024】正弦全波発生部150としては、市販のコ
ントローラ、例えば、μPD78322を用いることが
できる。このようなコントローラは、データ処理を実行
するCPUと、このCPUが実行するプログラム及び各
種定数などを格納するROMと、データの一時保存など
を行うためのRAMと、外部に対するデータや信号を授
受するためのADC、DACの各変換などを行うインタ
フェースとを有し、一部品となっている。従って、制御
動作の複雑化にもかかわらず、回路要素数の増加は、実
質的に、1個で済む。このことは、簡易、かつ、小型の
安定化電源装置が実現できることを意味する。
As the sine wave generator 150, a commercially available controller, for example, μPD78322 can be used. Such a controller includes a CPU for executing data processing, a ROM for storing programs executed by the CPU and various constants, a RAM for temporarily storing data, and transmitting and receiving data and signals to and from the outside. And an interface for performing each conversion of ADC and DAC, and is one component. Therefore, despite the complicated control operation, the number of circuit elements only needs to be increased substantially by one. This means that a simple and small-sized stabilized power supply device can be realized.

【0025】しかも、正弦全波波形信号Bをディジタル
的に作成しているため、電源電圧にノイズや歪が発生し
ても、正弦全波波形信号Bに影響が及ぶことはない。こ
のため、電源電圧にノイズや歪が発生しても、制御動作
に悪影響を及ぼさない。
Moreover, since the sinusoidal full-wave waveform signal B is digitally created, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the sinusoidal full-wave waveform signal B is not affected. Therefore, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the control operation is not adversely affected.

【0026】次に、図示された制御部140の構成及び
作用をさらに具体的に説明する。
Next, the configuration and operation of the illustrated control unit 140 will be described more specifically.

【0027】制御部140に含まれる出力監視部170
は、この例では、直流出力電圧Voを監視する電圧監視
回路として構成されている。出力監視部170は、直流
出力電圧Voを分圧して検出する抵抗141と抵抗14
2、基準電圧源143及び出力電圧Voと基準電圧との
電圧差を増幅して出力する誤差増幅器144を含んでい
る。
Output monitoring section 170 included in control section 140
Is configured as a voltage monitoring circuit that monitors the DC output voltage Vo in this example. The output monitoring unit 170 includes a resistor 141 and a resistor 14 for dividing and detecting the DC output voltage Vo.
2. It includes a reference voltage source 143 and an error amplifier 144 that amplifies and outputs a voltage difference between the output voltage Vo and the reference voltage.

【0028】正弦全波発生部150は、入力交流電源e
のゼロクロスを検出する検出回路151と、ゼロクロス
信号により正弦全波整流波形を発生させるコントローラ
152と、コントローラ152の動作周波数を決める発
振器153とを備える.コントローラ152としては、
例えば、μPD78322を用いることができる。
The sine full-wave generator 150 includes an input AC power source e.
, A detection circuit 151 for detecting a zero cross, a controller 152 for generating a sinusoidal full-wave rectified waveform based on the zero cross signal, and an oscillator 153 for determining an operation frequency of the controller 152. As the controller 152,
For example, μPD78322 can be used.

【0029】図示された制御部140は、更に、パルス
幅制御部180を備える。パル幅制御部180は、比較
回路145、コンパレータ146、発振器147及びラ
ッチ回路148を含んでいる。
The illustrated control unit 140 further includes a pulse width control unit 180. The pal width control unit 180 includes a comparison circuit 145, a comparator 146, an oscillator 147, and a latch circuit 148.

【0030】比較回路145は、誤差増幅器144から
供給される監視信号Aと、コントローラ152からの正
弦全波波形信号Bとを比較し、どちらか低い値の方を出
力する。コンパレータ146は、比較回路145のから
出力される制御信号Cと主トランス121の一次巻線を
流れるパルス電流Dとを比較し、パルス幅を決める信号
を出力する。
The comparison circuit 145 compares the monitor signal A supplied from the error amplifier 144 with the sine full-wave waveform signal B from the controller 152, and outputs the lower one. Comparator 146 compares control signal C output from comparison circuit 145 with pulse current D flowing through the primary winding of main transformer 121, and outputs a signal for determining a pulse width.

【0031】発振器147はスイッチング周波数を決め
る。ラッチ回路148は発振器147から供給されるク
ロック信号と、コンパレータ146から供給される信号
とから、パルス幅変調信号である駆動信号(以下PWM
信号と称する)Eを出力する。実施例では、ラッチ回路
148は、発振器147から供給されるクロック信号を
セット信号Sとし、、コンパレータ146から供給され
る信号をリセット信号Rとして、PWM信号Eを出力す
る。PWM信号Eは駆動回路160に供給され、スイッ
チ素子122をオン・オフする。コンパレータ146、
発振器147、並びにラッチ回路148からなる回路構
成は、例えばスイッチング電源制御ICのUC3825
を用いることにより、1パッケージ部品として実現でき
る。
The oscillator 147 determines a switching frequency. The latch circuit 148 converts a clock signal supplied from the oscillator 147 and a signal supplied from the comparator 146 from a driving signal (hereinafter, PWM) which is a pulse width modulation signal.
E). In the embodiment, the latch circuit 148 outputs the PWM signal E using the clock signal supplied from the oscillator 147 as the set signal S and the signal supplied from the comparator 146 as the reset signal R. The PWM signal E is supplied to the drive circuit 160 to turn on / off the switch element 122. The comparator 146,
The circuit configuration including the oscillator 147 and the latch circuit 148 is, for example, a switching power supply control IC UC3825.
Is realized as one package component.

【0032】次に、動作を説明する。この実施例に示す
制御部140は、出力電圧Voの安定化と交流入力電流
波形を正弦波状にするための2つのループを有してい
る。まず、第1のループは、出力電圧Voが一定となる
ように制御するループであり、出力回路130→出力監
視部170→パルス幅制御部180→駆動回路160→
スイッチ回路120の帰還ループで構成される。
Next, the operation will be described. The control unit 140 shown in this embodiment has two loops for stabilizing the output voltage Vo and making the AC input current waveform sinusoidal. First, the first loop is a loop for controlling the output voltage Vo to be constant. The output circuit 130 → the output monitoring unit 170 → the pulse width control unit 180 → the driving circuit 160 →
It is composed of a feedback loop of the switch circuit 120.

【0033】第2のループは、入力電流波形を正弦波状
にするための制御ループであり、正弦全波発生部150
→パルス幅制御部180→駆動回路160→スイッチ回
路120のループで構成される。それぞれのループから
の信号を基にスイッチ素子122のオン・オフ動作を制
御する。
The second loop is a control loop for making the input current waveform a sine wave, and the sine full wave generator 150
It is composed of a loop of → pulse width control section 180 → drive circuit 160 → switch circuit 120. On / off operation of the switch element 122 is controlled based on signals from the respective loops.

【0034】第1のループによる出力電圧Voの安定化
制御動作はこの種の安定化電源装置においては、よく知
られている制御動作によって実行される。出力監視部1
70において、出力電圧Voと、基準電圧143との電
圧差を誤差増幅器144で増幅し、出力電圧監視信号A
(図2参照)を生成する。この出力電圧監視信号Aは、
出力電圧Voの電圧値が高くなると、レベルが下がり、
逆に出力電圧Voの電圧値が下がると、レベルが高くよ
うな直流信号である。
The stabilization control operation of the output voltage Vo by the first loop is executed by a well-known control operation in this type of stabilized power supply device. Output monitoring unit 1
At 70, the voltage difference between the output voltage Vo and the reference voltage 143 is amplified by the error amplifier 144, and the output voltage monitoring signal A
(See FIG. 2). This output voltage monitoring signal A is
When the voltage value of the output voltage Vo increases, the level decreases,
Conversely, when the voltage value of the output voltage Vo decreases, the DC signal has a higher level.

【0035】第2のループによる入力電流波形の正弦波
化動作は、次のように行なわれる。まず、正弦全波発生
部150において、交流入力電圧波形から交流電源の位
相に同期した正弦全波波形信号B(図2参照)をディジ
タル的に生成する。この正弦全波発生部150の動作を
さらに詳細に説明すると、コントローラ152のROM
には、正弦全波波形信号Bを生成するためのプログラム
が、正弦波データなどの定数と共に格納されている。コ
ントローラ152は、このプログラムに従い処理を実行
する。
The sinusoidal operation of the input current waveform by the second loop is performed as follows. First, the full sine wave generator 150 digitally generates a full sine wave signal B (see FIG. 2) synchronized with the phase of the AC power supply from the AC input voltage waveform. The operation of the full sine wave generator 150 will be described in more detail.
Stores a program for generating the sine full-wave waveform signal B together with constants such as sine wave data. The controller 152 performs processing according to this program.

【0036】すなわち、交流入力電圧波形が、時間軸上
でゼロ電圧クロスを生じると、そのタイミングがゼロク
ロス検出回路151により検出される。この検出信号が
コントローラ152に送られる。コントローラ152
は、ゼロクロス検出信号が供給されると、割込みを発生
し、格納された正弦波データを基に、一定時間間隔で、
正弦全波波形信号Bを、出力ポートを介して出力する。
That is, when the AC input voltage waveform causes a zero voltage cross on the time axis, the timing is detected by the zero cross detection circuit 151. This detection signal is sent to the controller 152. Controller 152
When a zero-cross detection signal is supplied, an interrupt is generated and based on the stored sine wave data, at regular time intervals,
The sine full-wave signal B is output via the output port.

【0037】例えば、振幅1、周期1/2の正弦波を時
間軸方向に128分割したデータを正弦波データとして
ROMに格納しておき、交流電源eが50Hzの場合、
78μsの時間間隔で、この正弦波データを読み出し、
出力する。これにより、正弦全波波形信号Bが得られ
る。交流電源eの周期または周波数は、ゼロクロス検出
信号のインターバルから計算できる。
For example, data obtained by dividing a sine wave having an amplitude of 1 and a period of 128 into 128 in the time axis direction is stored in the ROM as sine wave data, and when the AC power supply e is 50 Hz,
This sine wave data is read at a time interval of 78 μs,
Output. Thereby, a sine full-wave waveform signal B is obtained. The cycle or frequency of the AC power supply e can be calculated from the interval of the zero-cross detection signal.

【0038】上述した正弦全波発生部150を備えるこ
とによる利点は、入力源の歪やノイズが生じた場合で
も、入力源のゼロクロス信号の時間間隔を測定し、正弦
全波波形信号Bを出力する時間間隔を調整することによ
り、歪みのない正弦全波波形信号が生成できることであ
る。力率の向上の面から、正弦全波波形信号Bの振幅
は、出力電圧制御信号Aの直流レベルよりわずかに高く
なるように調整することが望ましい。
The advantage of having the above-described sine full-wave generator 150 is that even when distortion or noise occurs in the input source, the time interval of the zero-cross signal of the input source is measured and the sine full-wave waveform signal B is output. By adjusting the time interval, a sinusoidal full-wave waveform signal without distortion can be generated. From the viewpoint of improving the power factor, it is desirable to adjust the amplitude of the sinusoidal full-wave waveform signal B to be slightly higher than the DC level of the output voltage control signal A.

【0039】次に比較回路145により、出力電圧監視
信号Aと正弦全波波形信号Bとを比較し、どちらか低い
信号の方を優先して、正弦波状の制御信号Cを生成する
(図3参照)。
Next, the comparator 145 compares the output voltage monitoring signal A with the sine full-wave waveform signal B, and generates a sine-wave control signal C by giving priority to the lower one (FIG. 3). reference).

【0040】さらに、コンパレータ146、発振器14
7、ラッチ回路148により、PWM信号Eを生成し、
スイッチ素子122のオン・オフを制御する。ラッチ回
路148は、発振器147のクロックが入力されるとセ
ットされ、高レベルの出力を生じる。コンパレータ14
6の出力が低レベルの間、ラッチ回路148の出力は高
レベルを保持する。そして、コンパレータ146の出力
が高レベルになると、ラッチ回路148の出力は低レベ
ルになる。
Further, the comparator 146 and the oscillator 14
7. The PWM signal E is generated by the latch circuit 148,
On / off of the switch element 122 is controlled. The latch circuit 148 is set when the clock of the oscillator 147 is input, and generates a high-level output. Comparator 14
6 is low, the output of latch circuit 148 remains high. When the output of the comparator 146 goes high, the output of the latch circuit 148 goes low.

【0041】コンパレータ146は、制御信号Cと主ト
ランス121の一次巻線に流れるパルス電流の検出信号
Dとを比較する。そして、パルス電流検出値が制御信号
Cより大きくなると、コンパレータ146の出力を高レ
ベルにし、ラッチ回路148に伝送する。ラッチ回路1
48はコンパレータ146から供給される高レベルの信
号によってリセットされ、その出力信号であるPWM信
号Eが低レベルになる。
The comparator 146 compares the control signal C with a detection signal D of a pulse current flowing through the primary winding of the main transformer 121. When the pulse current detection value becomes larger than the control signal C, the output of the comparator 146 is set to a high level and transmitted to the latch circuit 148. Latch circuit 1
48 is reset by a high-level signal supplied from the comparator 146, and the output signal PWM signal E becomes low.

【0042】図4はラッチ回路148におけるパルス形
成作用を説明する図である。時刻t11に発振器147
からラッチ回路148にクロック信号が入力されると、
PWM信号Eは高レベルになる。PWM信号Eが高レベ
ルになったことにより、駆動回路160を通して、スイ
ッチ素子122がオンし、一次パルス電流が流れ、その
パルス電流検出信号Dが生じる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the pulse forming operation of the latch circuit 148. Oscillator 147 at time t11
When the clock signal is input to the latch circuit 148 from
The PWM signal E goes high. When the PWM signal E becomes high level, the switch element 122 is turned on through the drive circuit 160, a primary pulse current flows, and the pulse current detection signal D is generated.

【0043】パルス電流検出信号Dは、時間と共に一次
パルス電流に従って上昇する。そして、パルス電流検出
信号Dが制御信号Cとほぼ等しい値P1になる時刻t1
2に、コンパレータ146の出力が高レベルになる。こ
れにより、ラッチ回路148がリセットされ、PWM信
号Eは低レベルになる。
The pulse current detection signal D rises with time according to the primary pulse current. Then, at time t1 when the pulse current detection signal D becomes a value P1 substantially equal to the control signal C.
Second, the output of the comparator 146 goes high. As a result, the latch circuit 148 is reset, and the PWM signal E goes low.

【0044】ラッチ回路148がリセットされるタイミ
ングは、正弦全波波形信号Bが出力安定化のための出力
電圧監視信号Aよりも低い値では、正弦全波波形信号B
上にあり、正弦全波波形信号Bが出力安定化のための出
力電圧監視信号Aよりも高い範囲では、出力電圧監視信
号A上にある。従って、平均一次電流iは、図4の点線
で示すようなほぼ正弦波状になる。
The timing at which the latch circuit 148 is reset is such that the sine full-wave waveform signal B is lower than the output voltage monitoring signal A for stabilizing the output.
When the sine full-wave waveform signal B is higher than the output voltage monitoring signal A for stabilizing the output, the signal is on the output voltage monitoring signal A. Therefore, the average primary current i has a substantially sinusoidal waveform as shown by the dotted line in FIG.

【0045】上述したように、出力電圧Voを安定化す
ると共に、スイッチ素子122を流れる電流の最大値が
正弦波状の制御信号Cと等しくなるように動作するた
め、入力電流波形を正弦波状にすることができる。図5
に実際に得られた入力電流波形図を示す。図5に示した
入力電流波形の場合、力率が0.99、入力電流の高調
波歪み率(THD)が13%というきわめて優れた結果
が得られている。
As described above, since the output voltage Vo is stabilized and the operation is performed so that the maximum value of the current flowing through the switch element 122 becomes equal to the sinusoidal control signal C, the input current waveform is made sinusoidal. be able to. FIG.
The input current waveform diagram actually obtained is shown in FIG. In the case of the input current waveform shown in FIG. 5, extremely excellent results such as a power factor of 0.99 and a harmonic distortion factor (THD) of the input current of 13% are obtained.

【0046】加えて、出力の安定化と交流入力電流波形
を正弦波状にするための制御部を、例えばIC化された
コントローラを用いて構成することにより、制御部14
0を簡素化することができる。これにより、さらに簡易
な構成でもって、高力率な回路を得ることができ、か
つ、小型の安定化電源装置を提供することができる用に
なる。
In addition, the control unit for stabilizing the output and making the AC input current waveform sinusoidal is constituted by using, for example, an integrated controller.
0 can be simplified. This makes it possible to obtain a high power factor circuit with a simpler configuration and to provide a small, stabilized power supply device.

【0047】図6は本発明に係る安定化電源装置の別の
実施例を示すブロック図である。図において、図1と同
一の構成部分は同一の参照符号を付し、説明は省略す
る。この実施例の特徴は、出力監視部170が、出力電
流Ioを監視し、電流監視信号Aを出力する回路構成と
なっていることである。出力電流Ioは電源出力ライン
に結合した出力電流検出回路190によって検出され
る。出力電流検出回路190は、電流検出素子191
と、抵抗192とを有し、出力電流Ioを電圧値に変換
する。電圧信号である電流検出信号は、誤差増幅器14
4に供給され、基準電源143と比較される。これ以降
の制御動作は、図1の場合と同様である。これにより、
出力電流Ioが一定となるような制御動作が実行され
る。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the stabilized power supply according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The feature of this embodiment is that the output monitoring unit 170 has a circuit configuration for monitoring the output current Io and outputting a current monitoring signal A. The output current Io is detected by an output current detection circuit 190 coupled to the power supply output line. The output current detection circuit 190 includes a current detection element 191
And a resistor 192, and converts the output current Io into a voltage value. The current detection signal, which is a voltage signal, is supplied to the error amplifier 14.
4 and compared with a reference power supply 143. Subsequent control operations are the same as those in FIG. This allows
A control operation is performed so that the output current Io becomes constant.

【0048】図7は本発明に係る安定化電源装置の別の
実施例を示すブロック図である。図において、図1及び
図6と同一の構成部分は同一の参照符号を付し、説明は
省略する。この実施例の特徴は、出力監視部170が、
出力電圧Voと出力電流Ioとを監視し、電力監視信号
Aを出力する回路構成とし、出力電力を安定化するよう
になっていることである。出力電力監視部で検出された
出力電圧Vo及び出力電流Ioはそれぞれ出力電圧信号
及び出力電流信号として、電力制御回路149に供給さ
れる。電力制御回路149において、出力電力が計算さ
れ、基準となる電力値と比較され、かつ、演算される。
その結果得られた出力電力制御信号が比較回路される。
これ以降の制御動作は、図1の場合と同様である。これ
により、出力電力が一定となるような制御動作が行なわ
れる。
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the stabilized power supply device according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 1 and 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The feature of this embodiment is that the output monitoring unit 170
The circuit configuration is such that the output voltage Vo and the output current Io are monitored and a power monitoring signal A is output, so that the output power is stabilized. The output voltage Vo and the output current Io detected by the output power monitoring unit are supplied to the power control circuit 149 as an output voltage signal and an output current signal, respectively. In the power control circuit 149, the output power is calculated, compared with a reference power value, and calculated.
The resulting output power control signal is compared by a comparison circuit.
Subsequent control operations are the same as those in FIG. As a result, a control operation is performed such that the output power becomes constant.

【0049】図8は本発明に係る安定化電源装置の別の
実施例を示すブロック図である。図において、図1、図
6及び図7と同一の構成部分は、同一の参照符号を付し
て、その説明は省略する。この実施例の特徴は、正弦全
波発生部150から出力される正弦全波波形信号Bの振
幅を、出力電圧Voに応じて変化させるようにしたこと
である。
FIG. 8 is a block diagram showing another embodiment of the stabilized power supply according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 1, 6, and 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. A feature of this embodiment is that the amplitude of the full sine wave signal B output from the full sine wave generator 150 is changed according to the output voltage Vo.

【0050】制御部140は、正弦全波波形信号Bを制
御信号とし、その振幅に応じてPWM信号Eを制御す
る。例えば、直流出力値が目標値よりも高くなった場合
は、正弦全波波形信号Bの振幅値を小さくする方向に変
化させ、それによって、PWM信号Eのパルス幅を狭く
する方向に制御する。これにより、直流出力値を安定化
することができる。直流出力に出力電圧、出力電流及び
出力電力が含まれることは、前述した通りである。
The control section 140 uses the sine full-wave waveform signal B as a control signal, and controls the PWM signal E according to the amplitude. For example, when the DC output value becomes higher than the target value, the amplitude of the full-sine sine waveform signal B is changed to a smaller value, thereby controlling the pulse width of the PWM signal E to be smaller. Thereby, the DC output value can be stabilized. As described above, the DC voltage includes the output voltage, the output current, and the output power.

【0051】実施例において、正弦全波発生部150
は、出力監視部170から監視信号Aが与えられてい
る。従って、監視信号Aに応じて正弦全波波形信号Bの
振幅が制御される。図示の出力監視部170は、出力電
圧Voを監視し、電圧監視信号Aを出力する構成となっ
ているから、出力電圧Voが目標値よりも高くなった場
合、正弦全波波形信号Bの振幅値を小さくする方向に変
化させ、それによって、PWM信号Eのパルス幅を狭く
する方向に制御することになる。これにより、出力電圧
Voをを安定化することができる。
In the embodiment, the full sine wave generator 150
Is provided with a monitoring signal A from the output monitoring unit 170. Accordingly, the amplitude of the sine full-wave waveform signal B is controlled according to the monitoring signal A. The illustrated output monitoring unit 170 monitors the output voltage Vo and outputs the voltage monitoring signal A. Therefore, when the output voltage Vo becomes higher than the target value, the amplitude of the sine full-wave waveform signal B is increased. The pulse width of the PWM signal E is controlled in a direction in which the pulse width of the PWM signal E is reduced. Thus, the output voltage Vo can be stabilized.

【0052】これとは異なって、出力監視部170によ
り、出力電流Ioを監視し、電流監視信号Aを、正弦全
波発生部150に供給し、出力電流Ioをコントロール
する構成であってもよい。また、これとは異なって、出
力監視部170により、出力電力を監視し、電力監視信
号Aを、正弦全波発生回路150に供給し、出力電力を
コントロールする構成でもよい。
Alternatively, the output monitor 170 may monitor the output current Io, supply the current monitor signal A to the full sine wave generator 150, and control the output current Io. . Alternatively, the output monitoring unit 170 may monitor the output power, supply the power monitoring signal A to the full sine wave generation circuit 150, and control the output power.

【0053】図8に示した実施例においても、正弦全波
発生部150は、交流電源eの位相に同期した正弦全波
波形信号Bを生成する。制御部140は、上述のように
して生成された正弦全波波形信号Bを、PWM信号Eを
生成するための制御信号Cとして用いるから、交流入力
電流を正弦波状とすることができる。このため、高調波
電流が低減され、種々の高調波障害の問題も解消され
る。
Also in the embodiment shown in FIG. 8, the full sine wave generator 150 generates a full sine waveform signal B synchronized with the phase of the AC power supply e. The control unit 140 uses the sinusoidal full-wave waveform signal B generated as described above as the control signal C for generating the PWM signal E, so that the AC input current can be sinusoidal. For this reason, the harmonic current is reduced, and the problem of various harmonic disturbances is also solved.

【0054】図示された制御部140は、図1、図6及
び図7に示した実施例と同様に、パルス幅制御部180
を備える。パル幅制御部180は、コンパレータ14
6、発振器147及びラッチ回路148を含んでいる。
コンパレータ146は、制御信号Cと主トランス121
の一次巻線を流れるパルス電流Dとを比較し、パルス幅
を決める信号を出力する。発振器147及びラッチ回路
148は図1、図6及び図7に示したと同様の構成であ
り、同様の動作をする。
The illustrated control unit 140 is similar to the embodiment shown in FIGS. 1, 6 and 7 in that the pulse width control unit 180
Is provided. The pal width control unit 180 controls the comparator 14
6, an oscillator 147 and a latch circuit 148.
The comparator 146 is connected to the control signal C and the main transformer 121.
And outputs a signal for determining the pulse width. The oscillator 147 and the latch circuit 148 have the same configuration as those shown in FIGS. 1, 6, and 7, and perform the same operation.

【0055】図9はラッチ回路148におけるパルス形
成作用を説明する図である。時刻t11に発振器147
からラッチ回路148にクロック信号が入力されると、
PWM信号Eは高レベルになる。PWM信号Eが高レベ
ルになったことにより、駆動回路160を通して、スイ
ッチ素子122がオンし、一次パルス電流が流れ、パル
ス電流検出信号Dが生じる。パルス電流検出信号Dは、
時間と共に一次パルス電流に従って上昇する。そして、
パルス電流検出信号Dが正弦全波波形信号である制御信
号Bとほぼ等しい値P1になる時刻t12に、コンパレ
ータ146の出力が高レベルになる。これにより、ラッ
チ回路148がリセットされ、PWM信号Eは低レベル
になる。ラッチ回路148がリセットされるタイミング
は、パルス電流検出信号Dが正弦全波波形信号である制
御信号Bとほぼ等しい値P1になるタイミングである。
従って、平均一次電流iは、図9の点線で示すようなほ
ぼ正弦波状になる。
FIG. 9 is a diagram for explaining the pulse forming operation in the latch circuit 148. Oscillator 147 at time t11
When the clock signal is input to the latch circuit 148 from
The PWM signal E goes high. When the PWM signal E becomes high level, the switch element 122 is turned on through the drive circuit 160, a primary pulse current flows, and a pulse current detection signal D is generated. The pulse current detection signal D is
It rises with time according to the primary pulse current. And
At time t12 when the pulse current detection signal D becomes substantially equal to the value P1 of the control signal B, which is a sine full-wave signal, the output of the comparator 146 goes high. As a result, the latch circuit 148 is reset, and the PWM signal E goes low. The timing at which the latch circuit 148 is reset is a timing at which the pulse current detection signal D becomes a value P1 substantially equal to the control signal B which is a sine full-wave waveform signal.
Therefore, the average primary current i has a substantially sinusoidal waveform as shown by the dotted line in FIG.

【0056】出力電圧Voが目標値よりも高くなった場
合、制御信号となる正弦全波波形信号Bの振幅値を、信
号B1から信号B2のように、小さくする方向に変化さ
せる。これにより、パルス電流検出信号Dが正弦全波波
形信号である制御信号Bと交差するタイミングが、点P
1から点P2に移り、出力電圧Voが安定化される。
When the output voltage Vo becomes higher than the target value, the amplitude value of the sinusoidal full-wave waveform signal B serving as a control signal is changed in a direction of decreasing from the signal B1 to the signal B2. Accordingly, the timing at which the pulse current detection signal D intersects the control signal B, which is a sine full-wave waveform signal, is at the point P
The point shifts from 1 to the point P2, and the output voltage Vo is stabilized.

【0057】また、出力監視部170により出力電流I
oを監視した場合、出力電流Ioが目標値よりも高くな
ると、制御信号となる正弦全波波形信号Bの振幅を、信
号B1から信号B2のように、小さくする方向に変化さ
せる。これにより、パルス電流検出信号Dが正弦全波波
形信号である制御信号Bと交差するタイミングが点P1
から点P2に移り、出力電流Ioが安定化される。
The output monitor 170 outputs the output current I
When the output current Io is higher than the target value when monitoring the value o, the amplitude of the sinusoidal full-wave waveform signal B serving as a control signal is changed from the signal B1 to the signal B2 so as to decrease. Accordingly, the timing at which the pulse current detection signal D intersects with the control signal B, which is a sine full-wave waveform signal, is at the point P1
To point P2, and the output current Io is stabilized.

【0058】更に、また、出力監視部170により出力
電力を監視した場合、出力電力が目標値よりも高くなる
と、制御信号となる正弦全波波形信号Bの振幅を、信号
B1から信号B2のように、小さくする方向に変化させ
る。これにより、パルス電流検出信号Dが正弦全波波形
信号である制御信号Bと交差するタイミングが点P1か
ら点P2に移り、出力電力が安定化される。
Further, when the output power is monitored by the output monitoring unit 170, when the output power becomes higher than the target value, the amplitude of the sine full-wave waveform signal B serving as a control signal is changed from the signal B1 to the signal B2. Then, it is changed in the direction to make it smaller. As a result, the timing at which the pulse current detection signal D crosses the control signal B, which is a sine full-wave signal, shifts from the point P1 to the point P2, and the output power is stabilized.

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 (a)高力率で、簡易、かつ、小型の安定化電源装置を
提供することができる。 (b)高調波電流を低減し、種々の高調波障害の問題を
回避し得る安定化電源装置を提供することができる。 (c)電源電圧にノイズや歪が発生しても、制御動作に
悪影響を及ぼさない安定化電源装置を提供することがで
きる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) It is possible to provide a simple and small stabilized power supply device with a high power factor. (B) It is possible to provide a stabilized power supply device that can reduce harmonic currents and avoid various problems of harmonic interference. (C) It is possible to provide a stabilized power supply device which does not adversely affect the control operation even if noise or distortion occurs in the power supply voltage.

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

【図1】本発明に係る安定化電源装置のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a stabilized power supply device according to the present invention.

【図2】図1に示した本発明に係る安定化電源装置の出
力監視信号及び正弦全波波形信号を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an output monitoring signal and a sine full-wave waveform signal of the stabilized power supply device according to the present invention shown in FIG.

【図3】図1に示した本発明に係る安定化電源装置の制
御信号の波形を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a waveform of a control signal of the stabilized power supply device according to the present invention shown in FIG.

【図4】図1に示した本発明に係る安定化電源装置のラ
ッチ回路におけるパルス形成作用を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a pulse forming operation in the latch circuit of the stabilized power supply device according to the present invention shown in FIG. 1;

【図5】図1に示した本発明に係る安定化電源装置によ
って得られた実際の入力電流波形図である。
FIG. 5 is an actual input current waveform diagram obtained by the stabilized power supply device according to the present invention shown in FIG. 1;

【図6】本発明に係る安定化電源装置の別の実施例を示
すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the stabilized power supply device according to the present invention.

【図7】本発明に係る安定化電源装置の更に別の実施例
を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing still another embodiment of the stabilized power supply device according to the present invention.

【図8】本発明に係る安定化電源装置の更に別の実施例
を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing still another embodiment of the stabilized power supply device according to the present invention.

【図9】図8に示した本発明に係る安定化電源装置のラ
ッチ回路におけるパルス形成作用を説明する図である。
9 is a diagram for explaining a pulse forming operation in the latch circuit of the stabilized power supply device according to the present invention shown in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110 全波整流回路 120 スイッチ回路 130 出力回路 140 制御部 150 正弦全波発生部 170 出力監視部 110 full-wave rectifier circuit 120 switch circuit 130 output circuit 140 controller 150 sine full-wave generator 170 output monitor

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成9年3月4日[Submission date] March 4, 1997

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0003[Correction target item name] 0003

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0003】力率の向上及び高調波電流の発生防止の手
段として、種々の電源装置が提案され、実用されてい
る。その一例として、アクティブ・フィルタ方式の電源
装置が知られている。アクティブ・フィルタ方式は、ス
イッチがオンしている期間に2次側にエネルギを伝送す
る方式の一般的なフォワード・コンバータ方式の電源装
置において、力率を改善するための手段として採用され
ている。アクティブ・フィルタ方式の電源装置は、フォ
ワードコンバータとその力率を改善する昇圧コンバータ
とから構成され、それぞれの制御回路を有しており、入
力電流が正弦波状になるように制御することにより、力
率を向上させるものである。
Various power supply devices have been proposed and put into practical use as means for improving the power factor and preventing generation of harmonic current. As one example, an active filter type power supply device is known. The active filter system is employed as a means for improving a power factor in a general forward converter type power supply system in which energy is transmitted to a secondary side while a switch is on. Power supply active filter system is composed of a boost converter to improve the power factor and forward converter has a respective control circuit, by controlling so that the input current is sinusoidal, This is to improve the power factor.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0009[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0009】本発明の更にもう一つの課題は、電源電圧
にノイズや歪みが発生しても、制御動作に悪影響を及ぼ
さない安定化電源装置を提供することである。
Yet another object of the present invention is to provide a stabilized power supply device which does not adversely affect the control operation even if noise or distortion occurs in the power supply voltage.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0015[Correction target item name] 0015

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0015】しかも、正弦全波波形信号をディジタル的
に作成しているため、電源電圧にノイズや歪みが発生し
ても、正弦全波波形信号に影響が及ぶことはない。この
ため、電源電圧にノイズや歪みが発生しても、制御動作
に悪影響を及ぼさない。
Moreover, since the sine full-wave waveform signal is digitally created, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the sine full-wave waveform signal is not affected. Therefore, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the control operation is not adversely affected.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0025[Correction target item name] 0025

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0025】しかも、正弦全波波形信号Bをディジタル
的に作成しているため、電源電圧にノイズや歪みが発生
しても、正弦全波波形信号Bに影響が及ぶことはない。
このため、電源電圧にノイズや歪みが発生しても、制御
動作に悪影響を及ぼさない。
Moreover, since the sinusoidal full-wave waveform signal B is digitally created, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the sinusoidal full-wave waveform signal B is not affected.
Therefore, even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, the control operation is not adversely affected.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0038[Correction target item name] 0038

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0038】上述した正弦全波発生部150を備えるこ
とによる利点は、入力源の歪みやノイズが生じた場合で
も、入力源のゼロクロス信号の時間間隔を測定し、正弦
全波波形信号Bを出力する時間間隔を調整することによ
り、歪みのない正弦全波波形信号が生成できることであ
る。力率の向上の面から、正弦全波波形信号Bの振幅
は、出力電圧制御信号Aの直流レベルよりわずかに高く
なるように調整することが望ましい。
The advantage of having the above-described sine full-wave generator 150 is that even when distortion or noise occurs in the input source, the time interval of the zero-cross signal of the input source is measured, and the sine full-wave waveform signal B is output. By adjusting the time interval, a sinusoidal full-wave waveform signal without distortion can be generated. From the viewpoint of improving the power factor, it is desirable to adjust the amplitude of the sinusoidal full-wave waveform signal B to be slightly higher than the DC level of the output voltage control signal A.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0051[Correction target item name] 0051

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0051】実施例において、正弦全波発生部150
は、出力監視部170から監視信号Aが与えられてい
る。従って、監視信号Aに応じて正弦全波波形信号Bの
振幅が制御される。図示の出力監視部170は、出力電
圧Voを監視し、電圧監視信号Aを出力する構成となっ
ているから、出力電圧Voが目標値よりも高くなった場
合、正弦全波波形信号Bの振幅値を小さくする方向に変
化させ、それによって、PWM信号Eのパルス幅を狭く
する方向に制御することになる。これにより、出力電圧
Vo安定化することができる。
In the embodiment, the full sine wave generator 150
Is provided with a monitoring signal A from the output monitoring unit 170. Accordingly, the amplitude of the sine full-wave waveform signal B is controlled according to the monitoring signal A. The illustrated output monitoring unit 170 monitors the output voltage Vo and outputs the voltage monitoring signal A. Therefore, when the output voltage Vo becomes higher than the target value, the amplitude of the sine full-wave waveform signal B is increased. The pulse width of the PWM signal E is controlled in a direction in which the pulse width of the PWM signal E is reduced. Thus, it is possible to stabilize the output voltage Vo.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0059[Correction target item name] 0059

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0059】[0059]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 (a)高力率で、簡易、かつ、小型の安定化電源装置を
提供することができる。 (b)高調波電流を低減し、種々の高調波障害の問題を
回避し得る安定化電源装置を提供することができる。 (c)電源電圧にノイズや歪みが発生しても、制御動作
に悪影響を及ぼさない安定化電源装置を提供することが
できる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (A) It is possible to provide a simple and small stabilized power supply device with a high power factor. (B) It is possible to provide a stabilized power supply device that can reduce harmonic currents and avoid various problems of harmonic interference. (C) Even if noise or distortion occurs in the power supply voltage, it is possible to provide a stabilized power supply that does not adversely affect the control operation.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 国広 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kunihiro Sato 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDK Corporation

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 全波整流回路と、スイッチ回路と、出力
回路と、制御部とを含む安定化電源装置であって、 前記全波整流回路は、交流電源から入力される電圧を全
波整流して出力し、 前記スイッチ回路は、前記全波整流回路の全波整流出力
をスイッチングし、 前記出力回路は、前記スイッチ回路のスイッチング出力
を直流に変換して出力し、 前記制御部は、前記スイッチ回路に駆動信号を与えてス
イッチ動作を制御し、安定化された直流出力を生じさせ
るものであって、出力監視部と、正弦全波発生部とを含
み、 前記出力監視部は、前記出力回路の直流出力を監視し、
その監視信号を出力し、 前記正弦全波発生部は、前記交流電源の位相に同期した
正弦全波波形信号を生成し、 前記制御部は、前記監視信号及び前記正弦全波波形信号
のうち、少なくとも、前記正弦全波波形信号を、前記駆
動信号を生成するための制御信号として用いる安定化電
源装置。
1. A stabilized power supply device including a full-wave rectifier circuit, a switch circuit, an output circuit, and a control unit, wherein the full-wave rectifier circuit performs full-wave rectification on a voltage input from an AC power supply. The switch circuit switches a full-wave rectified output of the full-wave rectifier circuit, The output circuit converts a switching output of the switch circuit into DC and outputs the DC, and the control unit includes: A switch signal is supplied to a switch circuit to control a switch operation to generate a stabilized DC output.The output circuit includes an output monitoring unit and a sine full-wave generation unit. Monitor the DC output of the circuit,
The monitor signal is output, the sine full-wave generator generates a sine full-wave waveform signal synchronized with the phase of the AC power supply, and the control unit outputs the monitor signal and the sine full-wave waveform signal. A stabilized power supply device using at least the sine full-wave waveform signal as a control signal for generating the drive signal.
【請求項2】 請求項1に記載された安定化電源装置で
あって、 前記制御部は、前記監視信号と、前記正弦全波波形信号
とを比較して得られた信号を、前記制御信号として用い
る安定化電源装置。
2. The stabilized power supply device according to claim 1, wherein the control unit outputs a signal obtained by comparing the monitor signal and the sine full-wave signal to the control signal. Stabilized power supply used as.
【請求項3】 請求項2に記載された安定化電源装置で
あって、 前記スイッチ回路は、主スイッチと、変圧器とを含み、
前記主スイッチは前記変圧器の一次巻線に直列に接続さ
れており、 前記制御部は、パルス幅制御部を含み、前記パルス幅制
御部は、前記変圧器の一次巻線または他の巻線を流れる
パルス電流を検出し、その検出信号を、前記制御信号と
比較することにより前記パルス電流のパルス幅を制御す
る安定化電源装置。
3. The stabilized power supply device according to claim 2, wherein the switch circuit includes a main switch and a transformer,
The main switch is connected in series to a primary winding of the transformer, the control unit includes a pulse width control unit, and the pulse width control unit includes a primary winding or another winding of the transformer. And controlling the pulse width of the pulse current by detecting a pulse current flowing through the control signal and comparing the detection signal with the control signal.
【請求項4】 請求項3に記載された安定化電源装置で
あって、 前記出力監視部は、出力電圧を監視し、電圧監視信号を
出力する安定化電源装置。
4. The stabilized power supply device according to claim 3, wherein the output monitoring unit monitors an output voltage and outputs a voltage monitoring signal.
【請求項5】 請求項3に記載された安定化電源装置で
あって、 前記出力監視部は、出力電流を監視し、電流監視信号を
出力する安定化電源装置。
5. The stabilized power supply device according to claim 3, wherein the output monitoring unit monitors an output current and outputs a current monitoring signal.
【請求項6】 請求項3に記載された安定化電源装置で
あって、 前記出力監視部は、出力電力を監視し、電力監視信号を
出力する安定化電源装置。
6. The stabilized power supply device according to claim 3, wherein the output monitoring unit monitors output power and outputs a power monitoring signal.
【請求項7】 請求項1に記載された安定化電源装置で
あって、 前記正弦全波発生部は、前記正弦全波波形信号の振幅が
監視信号に応じて変化し、 前記制御部は、前記正弦全波波形信号を前記制御信号と
し、その振幅に応じて前記駆動信号が制御される安定化
電源装置。
7. The stabilized power supply device according to claim 1, wherein the sine full-wave generator changes an amplitude of the sine full-wave waveform signal according to a monitor signal, and the control unit includes: A stabilized power supply device, wherein the sine full-wave waveform signal is used as the control signal, and the drive signal is controlled according to the amplitude of the control signal.
【請求項8】 請求項7に記載された安定化電源装置で
あって、 前記正弦全波発生部は、前記出力監視部から前記監視信
号が与えられ、前記監視信号に応じて前記正弦全波波形
信号波形の振幅が制御される安定化電源装置。
8. The stabilized power supply device according to claim 7, wherein the sine full-wave generator is provided with the monitor signal from the output monitor, and the sine full-wave is provided in accordance with the monitor signal. A stabilized power supply in which the amplitude of a waveform signal waveform is controlled.
【請求項9】 請求項8に記載された安定化電源装置で
あって、 前記スイッチ回路は、主スイッチと、変圧器とを含み、
前記主スイッチは前記変圧器の一次巻線に直列に接続さ
れており、 前記制御部は、パルス幅制御部を含み、前記パルス幅制
御部は、前記変圧器の一次巻線または他の巻線を流れる
パルス電流を検出し、その検出信号を、前記制御信号と
比較することにより前記パルス電流のパルス幅を制御す
る安定化電源装置。
9. The stabilized power supply device according to claim 8, wherein the switch circuit includes a main switch and a transformer,
The main switch is connected in series to a primary winding of the transformer, the control unit includes a pulse width control unit, and the pulse width control unit includes a primary winding or another winding of the transformer. And controlling the pulse width of the pulse current by detecting a pulse current flowing through the control signal and comparing the detection signal with the control signal.
【請求項10】 請求項8に記載された安定化電源装置
であって、 前記出力監視部は、出力電圧を監視し、電圧監視信号を
出力する安定化電源装置。
10. The stabilized power supply device according to claim 8, wherein the output monitoring unit monitors an output voltage and outputs a voltage monitoring signal.
【請求項11】 請求項8に記載された安定化電源装置
であって、 前記出力監視部は、出力電流を監視し、電流監視信号を
出力する安定化電源装置。
11. The stabilized power supply device according to claim 8, wherein the output monitoring unit monitors an output current and outputs a current monitoring signal.
【請求項12】 請求項8に記載された安定化電源装置
であって、 前記出力監視部は、出力電力を監視し、電力監視信号を
出力する安定化電源装置。
12. The stabilized power supply device according to claim 8, wherein the output monitoring unit monitors output power and outputs a power monitoring signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014164872A (en) * 2013-02-22 2014-09-08 Toshiba Corp LED current control device

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