JPH10285921A - 電源装置及び電源装置における電圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で入力高調波電流を低減すると共
に負荷に安定した電力を供給することを可能とした電源
装置及び電源装置における電圧制御方法を提供する。 【解決手段】 商用交流を整流した脈流を取り出す第一
の電圧源と、脈流を入力としてトランジスタＱ９０１で
スイッチングし、ダイオードＤ９０４、チョークコイル
Ｌ９０１、コンデンサＣ９０１で平滑して得た直流を取
り出す第二の電圧源とを有し、第一の電圧源からの脈流
及び第二の電圧源からの直流が重畳された電圧源を入力
としてトランジスタＱ１でスイッチングして絶縁トラン
スＴ１に印加し、絶縁トランスＴ１の出力を整流平滑し
て直流電圧を生成し、電圧検出回路１０２で検出した直
流電圧に基づきトランジスタＱ１の駆動パルスのスイッ
チングデューティ比或いは周波数を制御することにより
定電圧制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器に直流電
源を供給する電源装置及び電源装置における電圧制御方
法に係り、更に詳しくは、入力電流に含まれる高調波電
流の少ない電源装置及び電源装置における電圧制御方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、各種の電子機器用の電源装置とし
ては、スイッチング方式の電源装置が使用されている。
特に、各種電子機器に直流電源を供給する直流電源装置
のなかでも、スイッチング方式の直流電源装置は、小
型、軽量、高効率であるという利点があるため広範に使
用されている。

【０００３】図４は出力安定化回路を有する従来例に係
るフライバック型のスイッチング式直流電源装置の構成
を示す回路図である。スイッチング式直流電源装置は、
入力電源端子１、２と、出力端子３、４と、整流器スタ
ックＤＭ１と、コンデンサＣ０、Ｃ２と、トランジスタ
Ｑ１と、トランスＴ１と、ダイオードＤ１と、ＰＷＭ
（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation：パルス幅変調）回路１
０１と、電圧検出回路１０２と、フォトカプラＰＨＣ１
とを備えている。

【０００４】入力電源端子１、２は、一側が商用交流電
源に接続されると共に、他側が整流器スタックＤＭ１の
交流端子に接続されている。整流器スタックＤＭ１の＋
端子は、平滑用コンデンサＣ０の一方の端子及び絶縁ト
ランスＴ１の１次巻線Ｎ１の一方の端子に接続されてい
る。整流器スタックＤＭ１の―端子は、平滑用コンデン
サＣ０の他方の端子及びトランジスタＱ１のエミッタ端
子に接続されている。トランジスタＱ１のコレクタ端子
は、絶縁トランスＴ１の１次巻線Ｎ１の他方の端子に接
続されている。トランジスタＱ１のベース端子には、Ｐ
ＷＭ回路１０１の出力が接続されている。

【０００５】絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の一方の
端子は、整流用のダイオードＤ１を介してフィルタ用の
コンデンサＣ２の一方の端子に接続されている。コンデ
ンサＣ２の一方の端子は、出力端子３に接続されてい
る。絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の他方の端子は、
コンデンサＣ２の他方の端子に接続されている。コンデ
ンサＣ２の他方の端子は、出力端子４に接続されてい
る。コンデンサＣ２からなるフィルタにより平滑された
出力は、出力端子３、４から所定の負荷に供給される。
負荷に対する出力電圧を検出するために、出力端子３、
４に接続される負荷（図示略）と並列に電圧検出回路１
０２が接続されている。電圧検出回路１０２の出力は、
フォトカプラＰＨＣ１を介してＰＷＭ回路１０１に接続
されている。

【０００６】次に、上記図４の回路の動作を説明する。
入力電源端子１、２に商用交流電源を接続すると、商用
交流は整流器スタックＤＭ１によって整流され、この直
流電圧が絶縁トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に対して印加
され、トランジスタＱ１により断続される。トランジス
タＱ１のオン時にエネルギが絶縁トランスＴ１に蓄積さ
れ、トランジスタＱ１のオフ時に絶縁トランスＴ１の２
次巻線Ｎ２から出力される。この動作を繰り返して電力
を伝達する。絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２からの出
力は、ダイオードＤ１、コンデンサＣ２によって整流・
平滑され直流に変換される。変換された直流は、出力端
子３、４から負荷に供給される。

【０００７】出力電圧は、負荷と並列に接続された電圧
検出回路１０２により検出され、検出値はフォトカプラ
ＰＨＣ１を介してＰＷＭ回路１０１に帰還される。ＰＷ
Ｍ回路１０１は、電圧検出回路１０２の検出値に応じて
トランジスタＱ１のベース端子に与える駆動パルスのス
イッチングデューティ比あるいは周波数等を制御する。
即ち、ＰＷＭ回路１０１の出力でトランジスタＱ１が駆
動されることにより、出力電圧を安定化する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来技術においては下記のような問題があった。即
ち、従来の直流電源装置では、入力電源端子に入力され
た商用交流電圧を一旦、コンデンサインプット型の整
流、平滑回路で直流電圧に変換している。コンデンサイ
ンプット型の整流、平滑回路は小型で安価であるが、瞬
時停電等、入力の遮断時の出力の保持時間を確保するた
め、大容量の電解コンデンサが使用される。そのため、
コンデンサの充電電流には高調波が多く含まれ、高調波
成分によって周辺の装置に悪影響を及ぼす。例えば、進
相コンデンサが異常発熱する等の不具合があった。そこ
で、近年は上記のような理由から高調波電流の値を規制
する要望が出てきた。

【０００９】本発明は、上述した点に鑑みなされたもの
であり、簡単な構成で入力高調波電流を低減すると共に
負荷に安定した電力を供給することを可能とした電源装
置及び電源装置における電圧制御方法を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、商用交流電源の電圧を安定化す
る電源装置において、商用交流を整流した脈流を取り出
す脈流電圧生成手段と、該脈流電圧生成手段に並列接続
され前記脈流を平滑して得た直流を取り出す直流電圧生
成手段と、前記脈流電圧生成手段からの脈流及び前記直
流電圧生成手段からの直流が重畳された電圧を変圧器に
印加し、該変圧器出力を整流平滑して直流電圧を生成
し、検出した直流電圧に基づき定電圧制御を行う電圧制
御手段とを有することを特徴とする。

【００１１】上記目的を達成するため、請求項２の発明
は、前記直流電圧生成手段は、前記脈流をスイッチング
する脈流用スイッチ素子と、該スイッチングにより充電
が行われる電力蓄積用コンデンサとを有し、前記電圧制
御手段は、前記脈流及び直流が重畳された電圧をスイッ
チングする重畳用スイッチ素子と、前記直流電圧の電圧
値を検出する電圧検出手段と、前記重畳用スイッチ素子
のスイッチング周波数または時比率を制御するスイッチ
ング制御手段とを有することを特徴とする。

【００１２】上記目的を達成するため、請求項３の発明
は、前記脈流用スイッチ素子は、前記重畳用スイッチ素
子の駆動信号と同一の駆動信号により駆動されることを
特徴とする。

【００１３】上記目的を達成するため、請求項４の発明
は、前記脈流用スイッチ素子は、帰還巻線による自励発
振回路により駆動されることを特徴とする。

【００１４】上記目的を達成するため、請求項５の発明
は、商用交流電源の電圧を安定化する電源装置における
電圧制御方法において、商用交流を整流した脈流を取り
出す脈流電圧生成ステップと、前記脈流を平滑して得た
直流を取り出す直流電圧生成ステップと、前記脈流電圧
生成ステップで生成した脈流及び前記直流電圧生成ステ
ップで生成した直流が重畳された電圧を変圧器に印加
し、該変圧器出力を整流平滑して直流電圧を生成し、検
出した直流電圧に基づき定電圧制御を行う電圧制御ステ
ップとを有することを特徴とする。

【００１５】上記目的を達成するため、請求項６の発明
は、前記直流電圧生成ステップは、前記脈流をスイッチ
ングする脈流スイッチングステップと、該スイッチング
により電力蓄積用コンデンサに充電する充電ステップと
を有し、前記電圧制御ステップは、前記脈流及び直流が
重畳された電圧をスイッチングする重畳スイッチングス
テップと、前記直流電圧の電圧値を検出する電圧検出ス
テップと、前記重畳スイッチングステップでのスイッチ
ング周波数または時比率を制御するスイッチング制御ス
テップとを有することを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】［１］第１の実施の形態 先ず、第１の実施の形態に係る直流電源装置の構成を図
１を参照して説明する。図１で上記図４の従来例と同一
または相当する構成には同一符号を付す。第１の実施の
形態に係る直流電源装置は、入力電源端子１、２と、出
力端子３、４と、整流器スタックＤＭ１と、チョークコ
イルＬ１、Ｌ９０１と、コンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ９０
１と、トランジスタＱ１、Ｑ９０１と、絶縁トランスＴ
１と、ダイオードＤ１、Ｄ９０１、Ｄ９０２、Ｄ９０
３、Ｄ９０４と、フォトカプラＰＨＣ１と、ＰＷＭ回路
１０１と、電圧検出回路１０２と、駆動回路９０１とを
備える構成となっている。

【００１８】上記各部の接続関係及び機能を説明する
と、入力電源端子１、２は、一側が商用交流電源に接続
されると共に、他側が整流器スタックＤＭ１の各交流端
子に接続されている。整流器スタックＤＭ１の＋端子
は、チョークコイルＬ１及びコンデンサＣ１からなるＥ
ＭＩフィルタを介してダイオードＤ９０１、Ｄ９０２の
各アノード端子に接続されている。ダイオードＤ９０２
のカソード端子は、絶縁トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に
接続されると共にダイオードＤ９０３のカソード端子に
接続されている。

【００１９】整流器スタックＤＭ１の―端子は、コンデ
ンサＣ１の一方の端子、ダイオードＤ９０４のアノード
端子、電力蓄積用のコンデンサＣ９０１の―端子、及び
トランジスタＱ１のエミッタ端子に接続されている。ダ
イオードＤ９０１のカソード端子は、トランジスタＱ９
０１のコレクタ端子に接続されている。トランジスタＱ
９０１のエミッタ端子は、ダイオードＤ９０４のカソー
ド端子及びチョークコイルＬ９０１の一方の端子に接続
されている。

【００２０】チョークコイルＬ９０１の他方の端子は、
電力蓄積用のコンデンサＣ９０１の＋端子及びダイオー
ドＤ９０３のアノード端子に接続されている。ダイオー
ドＤ９０３のカソード端子は、ダイオードＤ９０２のカ
ソード端子及び絶縁トランスＴ１の１次巻線Ｎ１の一方
の端子に接続されている。絶縁トランスＴ１の１次巻線
Ｎ１の他方の端子は、トランジスタＱ１のコレクタ端子
に接続されている。

【００２１】絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２の一方の
端子は、整流用のダイオードＤ１を介してフィルタ用の
コンデンサＣ２の＋端子に接続されている。絶縁トラン
スＴ１の２次巻線Ｎ２の他方の端子は、コンデンサＣ２
の―端子に接続されている。コンデンサＣ２の＋端子及
び―端子は、出力端子３、４に各々接続されている。コ
ンデンサＣ２からなるフィルタにより平滑された出力
は、出力端子３、４から所定の負荷に供給される。

【００２２】負荷に対する出力電圧を検出するために、
出力端子３、４に接続される負荷（図示略）と並列に電
圧検出回路１０２が接続されている。電圧検出回路１０
２は、オペアンプ・トランジスタ等で構成されている。
電圧検出回路１０２の出力は、フォトカプラＰＨＣ１を
介してＰＷＭ回路１０１に接続されている。ＰＷＭ回路
１０１は、電圧検出回路１０２の検出値に応じてトラン
ジスタＱ１のベース端子に与える駆動パルスのスイッチ
ングデューティ比あるいは周波数等を制御する。ＰＷＭ
回路１０１の出力は、駆動回路９０１に接続されてい
る。駆動回路９０１の出力は、トランジスタＱ１のベー
ス端子及びトランジスタＱ９０１のベース端子に接続さ
れている。

【００２３】次に、上記のごとく構成してなる第１の実
施の形態に係る直流電源装置の動作について説明する。
直流電源装置の入力端子１、２に商用交流電源を接続す
ると、商用交流は整流器スタックＤＭ１によって整流さ
れ、整流器スタックＤＭ１の出力は脈流となる。この脈
流電圧が、チョークコイルＬ１とコンデンサＣ１からな
るＥＭＩフィルタを介して回路に印加される。チョーク
コイルＬ１とコンデンサＣ１からなるＥＭＩフィルタ
は、トランジスタＱ１のスイッチ動作で発生する高周波
雑音が商用ラインに帰還されることを防止する。

【００２４】整流器スタックＤＭ１から出力された脈流
電圧は、ダイオードＤ９０１を介してトランジスタＱ９
０１により断続され、チョークコイルＬ１及びダイオー
ドＤ９０４からなるフィルタ回路で平滑され、コンデン
サＣ９０１に充電される。コンデンサＣ９０１に蓄積さ
れた電力は、ダイオードＤ９０３を介して脈流電圧と並
列接続され、絶縁トランスＴ１に印加される。ダイオー
ドＤ９０２、Ｄ９０３を介して絶縁トランスＴ１に印加
された電力は、トランジスタＱ１のオン時にエネルギが
絶縁トランスＴ１に蓄積され、トランジスタＱ１のオフ
時に絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２からダイオードＤ
１を介して出力される。この動作を繰り返して電力を出
力する。

【００２５】ダイオードＤ１からの出力は、平滑用のコ
ンデンサＣ２によって平滑され直流に変換される。変換
された直流は、出力端子３、４から負荷に供給される。
電圧検出回路１０２は、オペアンプ・トランジスタ等で
構成され、出力端子３、４に接続される負荷の電圧と基
準電圧とを比較して、誤差電圧をフォトカプラＰＨＣ１
を介してＰＷＭ回路１０１に入力する。ＰＷＭ回路１０
１は、上記の誤差電圧によりトランジスタＱ１の駆動パ
ルスを制御する。そして、トランジスタＱ１の駆動パル
スを上記のように制御することによって負荷電圧を安定
化する。

【００２６】ここで、直流電源装置の各部の動作波形に
ついて図２を参照して説明する。図２（Ａ）は入力電圧
波形、（Ｂ）は入力電圧を整流した脈流電圧波形、
（Ｃ）はダイオードＤ９０１に流れる電流波形、（Ｄ）
はダイオードＤ９０２に流れる電流波形、（Ｅ）はダイ
オードＤ９０３に流れる電流波形、（Ｆ）はトランジス
タＱ１に流れる電流波形、（Ｇ）はダイオードＤ９０１
とダイオードＤ９０２に流れる電流の和の波形、（Ｈ）
は入力電流波形である。

【００２７】整流器スタックＤＭ１の脈流出力の波高値
がコンデンサＣ９０１の端子電圧に比較して低い期間で
は、コンデンサＣ９０１に充電された電圧がダイオード
Ｄ９０３を介して絶縁トランスＴ１に印加され、トラン
ジスタＱ１で断続される。ダイオードＤ９０３には、図
２（Ｅ）に示す電流が流れ、この期間、トランジスタＱ
１にも同様の電流が流れる。

【００２８】整流器スタックＤＭ１の脈流出力の波高値
がコンデンサＣ９０１の端子電圧に比較して高い期間で
は、ダイオードＤ９０２を介して脈流電圧が絶縁トラン
スＴ１に印加され、トランジスタＱ１で断続される。ダ
イオードＤ９０２には、図２（Ｄ）に示す電流が流れ、
この期間、トランジスタＱ１にも同様の電流が流れる。
更に、上記脈流電圧がダイオードＤ９０１を介してトラ
ンジスタＱ９０１で断続され、コンデンサＣ９０１を充
電する。ダイオードＤ９０１、トランジスタＱ９０１に
は、図２（Ｃ）に示す電流が流れる。

【００２９】絶縁トランスＴ１に印加される電圧と電流
波高値との関係は、電流波高値をＩｐ、印加電圧をＥ、
トランジスタのオン時間をＴ、絶縁トランスＴ１の一次
インダクタンスをＬとすると、 Ｉｐ＝Ｅ・Ｔ／Ｌ となり、印加電圧に比例した電流値の電流が流れる。ス
イッチ素子のオン期間一回当たり伝達される電力は、伝
達電力をＰとすると、 Ｐ＝１／２（Ｌ・Ｉｐ・Ｉｐ） となる。伝達された電力は、トランジスタＱ１のオン期
間に絶縁トランスＴ１に蓄積され、トランジスタＱ１の
オフ期間に絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２から出力さ
れる。絶縁トランスＴ１の２次巻線Ｎ２から出力される
電力は、ダイオードＤ１で整流されると共にコンデンサ
Ｃ２で平滑され直流化された後、出力端子３、４から負
荷（図示略）に供給される。出力電圧は、負荷と並列に
接続された電圧検出回路１０２により検出され、検出値
はフォトカプラＰＨＣ１を介してＰＷＭ回路１０１に帰
還される。

【００３０】ＰＷＭ回路１０１は、電圧検出回路１０２
の検出値に応じてトランジスタＱ１のベース端子に与え
る駆動パルスのスイッチングデューティ比あるいは周波
数等を制御する。即ち、ＰＷＭ回路１０１によりトラン
ジスタＱ１の駆動が制御される。ＰＷＭ回路１０１によ
り生成された駆動信号は、駆動回路９０１により、絶縁
された２系統の信号に加工され、一つの信号はトランジ
スタＱ１を駆動することにより出力電圧を安定化する。
また、駆動回路９０１の他の一つの信号はトランジスタ
Ｑ９０１を駆動する。即ち、トランジスタＱ１とトラン
ジスタＱ９０１は、同相信号で駆動される。

【００３１】上述したように、第１の実施の形態によれ
ば、直流電源装置は、商用交流を整流器スタックＤＭ１
で整流した脈流をダイオードＤ９０２を介して取り出す
第一の電圧源と、第一の電圧源に並列接続され脈流を入
力として、ダイオードＤ９０１を介して直列接続された
トランジスタＱ９０１でスイッチングし、ダイオードＤ
９０４、チョークコイルＬ９０１、電力蓄積用のコンデ
ンサＣ９０１を用いて平滑して得た直流をダイオードＤ
９０３を介して取り出す第二の電圧源とを有し、第一の
電圧源からの脈流及び第二の電圧源からの直流が重畳さ
れた電圧源を入力として、トランジスタＱ１でスイッチ
ングして絶縁トランスＴ１の１次側巻線Ｎ１に印加し、
絶縁トランスＴ１の２次側巻線Ｎ２の出力をダイオード
Ｄ１、コンデンサＣ２で整流平滑して直流電圧を生成
し、電圧検出回路１０２で検出した直流電圧に基づき、
トランジスタＱ１のベースに与える駆動パルスのスイッ
チングデューティ比あるいは周波数を制御することによ
り定電圧制御を行うため、簡単な構成で入力高調波電流
を低減することができると共に負荷に安定した電力を供
給することができる。従来のように直流電源装置に設け
ていた商用平滑コンデンサを削除することが可能とな
り、従来の商用平滑コンデンサの充電によって発生する
高調波電流を削減することができる。

【００３２】また、スイッチング制御により電力蓄積用
コンデンサを充電しているため、商用電源の瞬時電圧遮
断等が発生した場合でも、電力蓄積用コンデンサからの
放電により電力が供給される結果、安定した直流出力を
維持でき負荷に安定した電力を供給できる直流電源装置
を低コストで実現することができる。また、電力蓄積用
コンデンサの充電は、スイッチ素子によりスイッチング
制御されるため、入力投入時の突入電流が発生しないと
いう利点もある。

【００３３】尚、第１の実施の形態では、直流電源装置
におけるスイッチング制御を行うスイッチ素子としてト
ランジスタを使用したが、これに限定されず、ＦＥＴ
（Ｆield Ｅffect Ｔransistor）やＧＴＯ（Ｇate Ｔur
n Ｏff Ｔyhyristor）等の他の自己消己型スイッチ素子
を使用してもよい。

【００３４】［２］第２の実施の形態 先ず、第２の実施の形態に係る直流電源装置の構成を図
３を参照して説明する。図３で上記図１に示した第１の
実施の形態と同一または相当する構成には同一符号を付
し、重複説明を省略する。第２の実施の形態に係る直流
電源装置は、入力電源端子１、２と、出力端子３、４
と、整流器スタックＤＭ１と、チョークコイルＬ１と、
複巻チョークコイルＬ９０２と、コンデンサＣ１、Ｃ
２、Ｃ９０１と、トランジスタＱ１、Ｑ９０１と、絶縁
トランスＴ１と、ダイオードＤ１、Ｄ９０１、Ｄ９０
２、Ｄ９０３、Ｄ９０４と、抵抗Ｒ９０１と、フォトカ
プラＰＨＣ１と、ＰＷＭ回路１０１と、電圧検出回路１
０２と、駆動回路９０１とを備える構成となっている。

【００３５】第２の実施の形態に係る直流電源装置が、
上記第１の実施の形態に係る直流電源装置と相違する点
は、トランジスタＱ９０１の駆動方法を自励発振方式と
したものであり、他の回路の動作は上記図１に示した第
１の実施の形態と同一である。即ち、上記図１のチョー
クコイルＬ９０１に替わり、帰還巻線付きの複巻チョー
クコイルＬ９０２が使用され、複巻チョークコイルＬ９
０２の帰還巻線に抵抗Ｒ９０１を介してトランジスタＱ
９０１のベース端子が接続されている。トランジスタＱ
９０１は、帰還巻線により正帰還信号が印加され自励を
行う。帰還巻線の巻数と抵抗Ｒ９０１の値により、コン
デンサＣ９０１の電圧が定まる。

【００３６】上述したように、第２の実施の形態によれ
ば、直流電源装置は、商用交流を整流器スタックＤＭ１
で整流した脈流をダイオードＤ９０４を介して取り出す
第一の電圧源と、第一の電圧源に並列接続され脈流を入
力として、ダイオードＤ９０１を介して直列接続された
トランジスタＱ９０１でスイッチングし、ダイオードＤ
９０２、複巻チョークコイルＬ９０２、電力蓄積用のコ
ンデンサＣ９０１を用いて平滑して得た直流をダイオー
ドＤ９０３を介して取り出す第二の電圧源とを有すると
共に、複巻チョークコイルＬ９０２の帰還巻線に抵抗Ｒ
９０１を介してトランジスタＱ９０１のベース端子を接
続することで、トランジスタＱ９０１の駆動方法を自励
発振方式とし、第一の電圧源からの脈流及び第二の電圧
源からの直流が重畳された電圧源を入力として、トラン
ジスタＱ１でスイッチングして絶縁トランスＴ１の１次
側巻線Ｎ１に印加し、絶縁トランスＴ１の２次側巻線Ｎ
２の出力をダイオードＤ１、コンデンサＣ２で整流平滑
して直流電圧を生成し、電圧検出回路１０２で検出した
直流電圧に基づき、トランジスタＱ１のベースに与える
駆動パルスのスイッチングデューティ比あるいは周波数
を制御することにより定電圧制御を行うため、従来のよ
うに直流電源装置に設けていた商用平滑コンデンサを削
除することが可能となり、従来の商用平滑コンデンサの
充電によって発生する高調波電流を削減することができ
る。

【００３７】また、スイッチング制御により電力蓄積用
のコンデンサＣ９０１を充電しているため、商用電源の
瞬時電圧遮断等が発生した場合でも、電力蓄積用のコン
デンサＣ９０１からの放電により電力が供給される結
果、安定した直流出力を維持でき負荷に安定した電力を
供給できる直流電源装置を低コストで実現することがで
きる。また、電力蓄積用コンデンサの充電は、スイッチ
素子によりスイッチング制御されるため、入力投入時の
突入電流が発生しないという利点もある。

【００３８】尚、第２の実施の形態では、直流電源装置
におけるスイッチング制御を行うスイッチ素子としてバ
イポーラのトランジスタを使用したが、これに限定され
ず、ＦＥＴやＧＴＯ等の他の自己消己型スイッチ素子を
使用してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、商用交流電源の電圧を安定化する電源装置にお
いて、商用交流を整流した脈流を取り出す脈流電圧生成
手段と、該脈流電圧生成手段に並列接続され前記脈流を
平滑して得た直流を取り出す直流電圧生成手段と、前記
脈流電圧生成手段からの脈流及び前記直流電圧生成手段
からの直流が重畳された電圧を変圧器に印加し、該変圧
器出力を整流平滑して直流電圧を生成し、検出した直流
電圧に基づき定電圧制御を行う電圧制御手段とを有する
ため、簡単な構成で入力高調波電流を低減することがで
きると共に負荷に安定した電力を供給することができ
る。

【００４０】請求項２の発明によれば、前記直流電圧生
成手段は、前記脈流をスイッチングする脈流用スイッチ
素子と、該スイッチングにより充電が行われる電力蓄積
用コンデンサとを有し、前記電圧制御手段は、前記脈流
及び直流が重畳された電圧をスイッチングする重畳用ス
イッチ素子と、前記直流電圧の電圧値を検出する電圧検
出手段と、前記重畳用スイッチ素子のスイッチング周波
数または時比率を制御するスイッチング制御手段とを有
するため、従来のように電源装置に設けていた商用平滑
コンデンサを削除することが可能となり、従来の商用平
滑コンデンサの充電によって発生する高調波電流を削減
することができる。また、スイッチング制御により電力
蓄積用コンデンサを充電しているため、商用電源の瞬時
電圧遮断等が発生した場合でも、電力蓄積用コンデンサ
からの放電により電力が供給される結果、安定した直流
出力を維持でき負荷に安定した電力を供給できる電源装
置を低コストで実現することができる。また、電力蓄積
用コンデンサの充電は、スイッチ素子によりスイッチン
グ制御されるため、入力投入時の突入電流が発生しない
という利点もある。

【００４１】請求項３の発明によれば、前記脈流用スイ
ッチ素子は、前記重畳用スイッチ素子の駆動信号と同一
の駆動信号により駆動されるため、上記請求項２の発明
と同様の効果を奏する。

【００４２】請求項４の発明によれば、前記脈流用スイ
ッチ素子は、帰還巻線による自励発振回路により駆動さ
れるため、上記請求項２の発明と同様の効果を奏する。

【００４３】請求項５の発明によれば、商用交流電源の
電圧を安定化する電源装置における電圧制御方法におい
て、商用交流を整流した脈流を取り出す脈流電圧生成ス
テップと、前記脈流を平滑して得た直流を取り出す直流
電圧生成ステップと、前記脈流電圧生成ステップで生成
した脈流及び前記直流電圧生成ステップで生成した直流
が重畳された電圧を変圧器に印加し、該変圧器出力を整
流平滑して直流電圧を生成し、検出した直流電圧に基づ
き定電圧制御を行う電圧制御ステップとを有するため、
簡単な制御で入力高調波電流を低減することができると
共に負荷に安定した電力を供給することができる。

【００４４】請求項６の発明によれば、前記直流電圧生
成ステップは、前記脈流をスイッチングする脈流スイッ
チングステップと、該スイッチングにより電力蓄積用コ
ンデンサに充電する充電ステップとを有し、前記電圧制
御ステップは、前記脈流及び直流が重畳された電圧をス
イッチングする重畳スイッチングステップと、前記直流
電圧の電圧値を検出する電圧検出ステップと、前記重畳
スイッチングステップでのスイッチング周波数または時
比率を制御するスイッチング制御ステップとを有するた
め、従来のように電源装置に設けていた商用平滑コンデ
ンサが不要となり、従来の商用平滑コンデンサの充電に
よって発生する高調波電流を削減することができる。ま
た、スイッチング制御により電力蓄積用コンデンサを充
電しているため、商用電源の瞬時電圧遮断等が発生した
場合でも、電力蓄積用コンデンサからの放電により電力
が供給される結果、安定した直流出力を維持でき負荷に
安定した電力を供給できる電源装置を低コストで実現す
ることができる。また、電力蓄積用コンデンサの充電
は、スイッチング制御されるため、入力投入時の突入電
流が発生しないという利点もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る直流電源装置
の構成を示す回路図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る直流電源装置
の各部の動作波形を示す説明図であり、（Ａ）は入力電
圧波形の説明図、（Ｂ）は入力電圧を整流した脈流電圧
波形の説明図、（Ｃ）はダイオードＤ９０１に流れる電
流波形の説明図、（Ｄ）はダイオードＤ９０２に流れる
電流波形の説明図、（Ｅ）はダイオードＤ９０３に流れ
る電流波形の説明図、（Ｆ）はトランジスタＱ１に流れ
る電流波形の説明図、（Ｇ）はダイオードＤ９０１とダ
イオードＤ９０２に流れる電流の和の波形の説明図、
（Ｈ）は入力電流波形の説明図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る直流電源装置
の構成を示す回路図である。

【図４】従来例に係る直流電源装置の構成を示す回路図
である。

【符号の説明】

１、２ 入力電源端子 ３、４ 出力端子 １０１ ＰＷＭ回路 １０２ 電圧検出回路 ９０１ 駆動回路 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ９０１ コンデンサ Ｄ１、Ｄ９０１、Ｄ９０２、Ｄ９０３、Ｄ９０４ ダイ
オード ＤＭ１ 整流器スタック Ｌ１、Ｌ９０１ チョークコイル Ｌ９０２ 複巻チョークコイル ＰＨＣ１ フォトカプラ Ｑ１、Ｑ９０１ トランジスタ Ｔ１ 絶縁トランス

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 商用交流電源の電圧を安定化する電源装
   置において、 商用交流を整流した脈流を取り出す脈流電圧生成手段
   と、該脈流電圧生成手段に並列接続され前記脈流を平滑
   して得た直流を取り出す直流電圧生成手段と、前記脈流
   電圧生成手段からの脈流及び前記直流電圧生成手段から
   の直流が重畳された電圧を変圧器に印加し、該変圧器出
   力を整流平滑して直流電圧を生成し、検出した直流電圧
   に基づき定電圧制御を行う電圧制御手段とを有すること
   を特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 前記直流電圧生成手段は、前記脈流をス
   イッチングする脈流用スイッチ素子と、該スイッチング
   により充電が行われる電力蓄積用コンデンサとを有し、
   前記電圧制御手段は、前記脈流及び直流が重畳された電
   圧をスイッチングする重畳用スイッチ素子と、前記直流
   電圧の電圧値を検出する電圧検出手段と、前記重畳用ス
   イッチ素子のスイッチング周波数または時比率を制御す
   るスイッチング制御手段とを有することを特徴とする請
   求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記脈流用スイッチ素子は、前記重畳用
   スイッチ素子の駆動信号と同一の駆動信号により駆動さ
   れることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
4. 【請求項４】 前記脈流用スイッチ素子は、帰還巻線に
   よる自励発振回路により駆動されることを特徴とする請
   求項２記載の電源装置。
5. 【請求項５】 商用交流電源の電圧を安定化する電源装
   置における電圧制御方法において、 商用交流を整流した脈流を取り出す脈流電圧生成ステッ
   プと、前記脈流を平滑して得た直流を取り出す直流電圧
   生成ステップと、前記脈流電圧生成ステップで生成した
   脈流及び前記直流電圧生成ステップで生成した直流が重
   畳された電圧を変圧器に印加し、該変圧器出力を整流平
   滑して直流電圧を生成し、検出した直流電圧に基づき定
   電圧制御を行う電圧制御ステップとを有することを特徴
   とする電源装置における電圧制御方法。
6. 【請求項６】 前記直流電圧生成ステップは、前記脈流
   をスイッチングする脈流スイッチングステップと、該ス
   イッチングにより電力蓄積用コンデンサに充電する充電
   ステップとを有し、前記電圧制御ステップは、前記脈流
   及び直流が重畳された電圧をスイッチングする重畳スイ
   ッチングステップと、前記直流電圧の電圧値を検出する
   電圧検出ステップと、前記重畳スイッチングステップで
   のスイッチング周波数または時比率を制御するスイッチ
   ング制御ステップとを有することを特徴とする請求項５
   記載の電源装置における電圧制御方法。