JPH10309078A - スイッチング型直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 昇圧チョッパ型アクティブフィルタを用いた
スイッチング型直流電源装置において、アクティブフィ
ルタの出力に過大電圧が発生した場合整流回路が単なる
コンデンサインプットになることがなく、定常入力電流
に対して過大なピーク電流が流れることのないようにし
たスイッチング型直流電源装置を提供する。 【解決手段】 交流入力電圧を整流する整流回路ＤＢ1
と、整流した脈流電圧を入力して直流電圧を出力する昇
圧チョッパ型アクティブフィルタ７と、前記直流電圧を
所定の直流電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ８と、
アクティブフィルタ７のスイッチング素子を制御する制
御回路９と、ＤＣ−ＤＣコンバータ８のスイッチング素
子を制御する制御回路１１と、アクティブフィルタ７の
出力電圧を検出して過電圧を検出したときに過電圧検知
信号を発生して制御回路９の発振を停止させる電圧検出
回路１０と、過電圧検知信号を検知して制御回路１１の
発振を停止させる発振停止信号生成回路１４とを備えた
構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、商用交流電源から
安定化直流電圧を作り出すスイッチング型直流電源装
置、特に整流平滑回路に昇圧チョッパで構成されたアク
ティブフィルタを用いたスイッチング型直流電源装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、スイッチング型直流電源装置の整
流平滑回路として広く採用されているコンデンサインプ
ット方式の整流回路は、平滑コンデンサの充電期間、い
わゆる導通角の期間のみしか入力電流が流れず、どうし
ても入力電流の実効値に対して数倍のピーク値を持った
パルス状の入力電流が流れてしまい、力率も0.6程度に
止まってしまっているというのが現状であり、この力率
の低下の際に生じる高調波ノイズが最近問題になってい
る。

【０００３】その理由は、パルス状の電流波形は、多く
の高調波成分を含むためにコンデンサインプット方式の
整流回路を採用した電源装置を持つ機器が同じＡＣライ
ンに接続されると、その数が多くなればなる程、電力ラ
イン波形を歪ませることになり、その結果、他の機器の
誤動作を引き起こしたり、また、ピーク電流とラインイ
ンピーダンスによりＡＣ電圧波形の頂上がつぶれた台形
になり、それでも定電力を供給するために更にＡＣライ
ン電流が増加し、益々シャープなパルス波形となってし
まう。そして、このことが更に電圧降下を増大させて悪
循環をもたらす、といったような問題が発生することに
よるものである。

【０００４】そして、近年、これら力率や高調波ノイズ
の問題を解決するために様々な方式が提案されている
が、その中で、トランジスタ、ＦＥＴ等のアクティブ素
子を高速でスイッチングしてフィルタ効果を向上させ、
同時に、小型化を実現することができるアクティブフィ
ルタが注目を集めている。

【０００５】図３は、従来のスイッチング型直流電源装
置の構成図である。この電源装置は、昇圧チョッパ型の
アクティブフィルタを用いたスイッチング型直流電源装
置で、入力側が交流電源入力端子１、２に接続され、交
流入力電源電圧を全波整流する整流回路例えば、ダイオ
ードブリッジＤＢ1、ダイオードブリッジＤＢ1から出力
された脈流電圧を平滑して直流電圧を出力する昇圧チョ
ッパ型のアクティブフィルタ回路（以下「アクティブフ
ィルタ」という）７、このアクティブフィルタ７の出力
端子３、４に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ８等によ
り構成され、このＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力端子
５、６に負荷が接続される。

【０００６】アクティブフィルタ７は、ダイオードブリ
ッジＤＢ1のプラス（＋）側出力端子に接続されたチョ
ークコイルＬ1、ダイオードブリッジＤＢ1により全波整
流された脈流電圧をスイッチングするスイッチング素子
例えば、電解効果トランジスタ（以下「ＦＥＴ」とい
う）Ｑ1、チョークコイルＬ1に蓄えられた電磁エネルギ
の転流及び逆流を防止し、且つ脈流電圧を整流する整流
ダイオードＤ1、ダイオードブリッジＤＢ1により整流さ
れた入力電圧（脈流電圧）波形を検出するための正弦波
検出抵抗Ｒ1、回路を流れる電流を検出するための電流
検出抵抗Ｒ2、平滑用コンデンサＣ1、及び出力端子３、
４間の出力電圧が一定で更に交流入力電流波形が正弦波
になるように、スイッチングＦＥＴＱ1を駆動するため
の駆動パルス（ゲートパルス）をＰＷＭ制御（パルス幅
変調制御）するためのアクティブフィルタ制御回路（以
下単に「制御回路」という）９、出力端子３、４間の出
力電圧を検出する出力電圧検出回路１０等により構成さ
れている。出力電圧検出回路１０は、出力端子３、４間
の過電圧を検知したときには過電圧検知信号を出力す
る。

【０００７】ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、高周波トラン
スＴ1と出力端子３、４間から入力される直流電圧をス
イッチングするスイッチングＦＥＴＱ2、高周波トラン
スＴ1の出力を整流平滑するための整流ダイオードＤ2、
チョークコイルＬ2、転流ダイオードＤ3、平滑コンデン
サＣ2、出力端子５、６間の出力電圧（ＤＣ−ＤＣコン
バータ８の出力電圧）が定電圧となるようにスイッチン
グＦＥＴＱ2のゲートパルスをＰＷＭ制御するためのＤ
Ｃ−ＤＣコンバータ制御回路（以下単に「制御回路」と
いう）１１、出力端子５、６間の出力電圧を検出する出
力電圧検出回路１２、この出力電圧検出回路１２の検出
値を電気的に絶縁して制御回路１１に伝送するフォトカ
プラ１３により構成されている。出力電圧検出回路１２
は、出力電圧検出回路１０と同様に出力端子５、６間の
過電圧を検知したときには過電圧検知信号を出力する。

【０００８】入力端子１、２から供給された商用交流電
圧は、ダイオードブリッジＤＢ1において全波整流され
て脈流電圧とされアクティブフィルタ７に供給される。
アクティブフィルタ７は、スイッチングＦＥＴＱ1によ
り供給された脈流電圧を数十ｋＨｚ以上の周波数で全周
期にわたりスイッチングして出力端子３、４間に出力す
る出力電圧を或る一定電圧に、また、スイッチング型直
流電源装置の入力電流波形が正弦波状になるように、制
御回路９により出力電圧や、全波整流された脈流電圧波
形、回路を流れるスイッチング電流等を検出しスイッチ
ング素子であるＦＥＴＱ1のゲートに供給する駆動パル
ス（ゲートパルス）のパルス幅をコントロールしてい
る。

【０００９】スイッチングＦＥＴＱ1が導通（オン）し
ている期間は、チョークコイルＬ1を介してスイッチン
グＦＥＴＱ1に電流が流れ、当該チョークコイルＬ1に電
磁エネルギが蓄えられる。次に、スイッチングＦＥＴＱ
1が遮断（オフ）するとチョークコイルＬ1に蓄えられて
いた電磁エネルギが整流ダイオードＤ1を通して平滑コ
ンデンサＣ1を充電すると共に出力端子３を介してＤＣ
−ＤＣコンバータ８に供給される。

【００１０】制御回路１１は、出力電圧検出回路１２か
らの信号により出力端子５、６間の出力電圧を検出して
おり、ＤＣ−ＤＣコンバータ８に直流電圧が供給される
と出力端子５、６間の出力電圧が或る一定電圧となるよ
うにスイッチングＦＥＴＱ2を駆動する駆動パルス（ゲ
ートパルス）をＰＷＭ制御している。

【００１１】スイッチングＦＥＴＱ2が導通（オン）し
ている期間は、高周波トランスＴ1を介してスイッチン
グＦＥＴＱ2に電流が流れると共に、高周波トランスＴ2
の２次側でも整流ダイオードＤ2、チョークコイルＬ2を
介して平滑コンデンサＣ2や、出力端５、６に接続され
た負荷にエネルギが供給される。

【００１２】また、チョークコイルＬ2には、電流が流
れることで、電磁エネルギが蓄えられる。次に、スイッ
チングＦＥＴＱ2が遮断（オフ）するとチョークコイル
Ｌ2に蓄えられた電磁エネルギが転流ダイオードＤ3を介
して平滑コンデンサＣ2を充電すると共に、負荷にエネ
ルギを供給する。これによりスイッチング型直流電源装
置としては、アクティブフィルタ７の出力端子３、４
間、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出力端子５、６間が常に
定電圧に、そして、入力電流の波形が正弦波となるよう
に制御される。

【００１３】このように、整流部にアクティブフィルタ
を用いたスイッチング型直流電源装置は、入力電圧が変
動しても出力電圧を常に一定に維持するというスイッチ
ング電源の機能に加えて、入力電流、入力電圧波形を検
出し、入力電圧波形に入力電流波形が比例するようにス
イッチング制御しているため、入力電流は、常に正弦波
となり、力率の向上、高調波ノイズの低減や、従来のコ
ンデンサインプット型の整流回路と比較して平滑コンデ
ンサへの突入電流も1/10〜1/5程度に抑制できる。ま
た、電流リップルが小さくなるので、平滑コンデンサの
容量が小さくでき、小型化が可能である。

【００１４】図３の回路において出力端子５、６間に所
定の出力電圧に対して過電圧が発生した場合には、出力
電圧検出回路１２が過電圧を検出して過電圧検知信号を
生成する。制御回路１１は、過電圧検知信号を検知する
と発振を停止してＤＣ−ＤＣコンバータ８のスイッチン
グＦＥＴＱ2への駆動パルスの供給を停止することで、
当該ＤＣ−ＤＣコンバータ８や出力端子５、６間に接続
された負荷を保護している。また、アクティブフィルタ
７の出力端子３、４間に所定のアクティブフィルタ出力
電圧に対して過電圧が発生した場合には、出力電圧検出
回路１０が過電圧を検出して過電圧検知信号を生成す
る。制御回路９は、過電圧検知信号を検知すると発振を
停止してスイッチングＦＥＴＱ1への駆動パルスの供給
を停止することで、当該アクティブフィルタ７自身や、
その出力端子３、４に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ
８、及び出力端子５、６に接続された負荷を保護してい
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】従来の整流回路に昇圧
型チョッパで構成されたアクティブフィルタを用いたス
イッチング型直流電源装置、特に、アクティブフィルタ
の出力を入力とする高周波トランスを用いた絶縁型のＤ
Ｃ−ＤＣコンバータを介して直流出力電圧を得るスイッ
チング型直流電源装置においては、アクティブフィルタ
の出力側で過電圧が発生した場合に、当該アクティブフ
ィルタのスイッチング素子の駆動を停止させることで、
アクティブフィルタの動作を停止させるようにしてい
る。

【００１６】しかしながら、アクティブフィルタが昇圧
型チョッパで構成されている場合、スイッチング素子の
発振を停止させても回路としては単なるコンデンサイン
プットの整流回路になってしまい、アクティブフィルタ
を停止させたにも拘わらず、アクティブフィルタの出力
には、商用交流電源電圧を平滑した直流電圧が発生して
しまう。

【００１７】アクティブフィルタの出力側に接続された
ＤＣ−ＤＣコンバータは、その回路構成によってはこの
平滑された直流電圧でも十分動作する可能性があり、も
し、ＤＣ−ＤＣコンバータ側の回路に何らかの異常が発
生してアクティブフィルタの出力に過電圧が発生した場
合でもＤＣ−ＤＣコンバータに商用交流電源電圧を平滑
した直流電圧が供給されることになってしまう。また、
アクティブフィルタ側の回路の異常等で、アクティブフ
ィルタの出力に過電圧が発生した場合でも、ＤＣ−ＤＣ
コンバータは、その回路構成によっては入力電圧を整流
平滑した直流電圧が供給された場合でも正常に動作して
しまう可能性があり、その場合は単なるコンデンサイン
プットの整流回路になった上に、定常よりも大きな入力
電流が要求されるため、この大きな入力電流に耐え得る
ようにダイオードブリッジやアクティブフィルタのチョ
ークコイルや整流ダイオード、ＤＣ−ＤＣコンバータの
一次側、及び高周波トランス等に電流容量の大きな素子
を用いなければならなかった。

【００１８】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、整流回路に昇圧チョッパ型アクティブフィルタを用
いたスイッチング型直流電源装置において、アクティブ
フィルタの出力に過電圧が発生した場合、整流回路が単
なるコンデンサインプットになることがなく、定常入力
電流に対して過大なピーク電流が流れることのないよう
にしたスイッチング型直流電源装置を提供することを目
的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係るスイッチング型直流電源装
置は、交流入力電源電圧を整流する整流回路と、前記整
流回路の出力電圧を入力して直流電圧を出力する昇圧チ
ョッパ型アクティブフィルタ回路と、前記アクティブフ
ィルタ回路から出力される直流電圧を入力して所定の直
流電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記アクテ
ィブフィルタ回路のスイッチング素子を制御する第１制
御回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素
子を制御する第２制御回路と、前記アクティブフィルタ
回路の出力電圧を検出し過電圧を検知したときに過電圧
検知信号を出力して前記第１制御回路の発振を停止させ
る電圧検出回路と、前記過電圧検知信号により発振停止
信号を生成して前記第２制御回路の発振を停止させる発
振停止信号生成回路とを備えたことを特徴とする。

【００２０】請求項２に係るスイッチング型直流電源装
置は、交流入力電源電圧を整流する整流回路と、前記整
流回路の出力電圧を入力して直流電圧を出力する昇圧チ
ョッパ型アクティブフィルタ回路と、前記アクティブフ
ィルタ回路から出力される直流電圧を入力して所定の直
流電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、前記アクテ
ィブフィルタ回路のスイッチング素子を制御する第１制
御回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素
子を制御する第２制御回路と、前記アクティブフィルタ
回路の出力電圧を検出して過電圧を検知したときに過電
圧検知信号を出力して前記第１制御回路の発振を停止さ
せる電圧検出回路と、前記交流入力電源を遮断するスイ
ッチ手段と、前記過電圧検知信号により前記スイッチ手
段を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする。

【００２１】請求項３に係るスイッチング型直流電源装
置は、請求項２に係るスイッチング型直流電源装置にお
いて、スイッチ手段がリレーであることを特徴とする。

【００２２】

【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。 （実施の形態１）図１は、本発明に係るスイッチング型
直流電源装置の実施の形態１の構成図である。図１にお
いて図３と同一の符号で示されたものは、同一なもので
あり同一の機能を持つものとしここでは説明を省略す
る。

【００２３】図１において図３に示すスイッチング型直
流電源装置と異なる点は、発振停止信号生成回路１４を
備え、この発振停止信号生成回路１４がＤＣ−ＤＣコン
バータ８の制御回路１１に接続されている点である。出
力電圧検出回路１０は、出力端子３、４間の出力電圧、
即ち、アクティブフィルタ７の出力電圧を検出して制御
回路９に加える。また、出力電圧検出回路１０は、アク
ティブフィルタ７の出力電圧が過電圧になったときには
過電圧検知信号を出力する。抵抗Ｒ1は、ダイオードブ
リッジＤＢ1で整流された入力電圧波形を検出する正弦
波検出抵抗、抵抗Ｒ2は、回路を流れる電流を検出する
電流検出抵抗であり、制御回路９に接続されている。こ
の制御回路９は、出力電圧検出回路１０、正弦波検出抵
抗Ｒ1、電流検出抵抗Ｒ2からの検出値により、アクティ
ブフィルタ７のスイッチング素子であるスイッチングＦ
ＥＴＱ1のオン、オフを制御し、出力端子３、４間に発
生するアクティブフィルタ７の出力電圧が一定、且つス
イッチング型直流電源装置の入力電流の波形が正弦波に
なるように制御している。

【００２４】アクティブフィルタ７の出力端子３、４
は、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の入力端子と接続されてお
り、当該アクティブフィルタ７の出力電圧がＤＣ−ＤＣ
コンバータ８の入力電圧となる。このＤＣ−ＤＣコンバ
ータ８は、一例としてフォワード型コンバータを図示し
説明している。

【００２５】出力電圧検出回路１２は、ＤＣ−ＤＣコン
バータ８の出力端子５、６間の出力電圧を検出してい
る。制御回路１１は、フォトカプラ１３を介して出力電
圧検出回路１２に電気的に絶縁されて接続されており、
ＤＣ−ＤＣコンバータ８のスイッチング素子であるスイ
ッチングＦＥＴＱ2のオン、オフを制御し、ＤＣ−ＤＣ
コンバータ８の出力電圧即ち、スイッチング型直流電源
装置の出力電圧が常に一定になるように制御している。

【００２６】発振停止信号生成回路１４は、出力電圧検
出回路１０がアクティブフィルタ７の過電圧を検出して
過電圧検知信号を出力すると、この過電圧検知信号を入
力して発振停止信号を生成して、ＤＣ−ＤＣコンバータ
８の制御回路１１に加える。制御回路１１は、この発振
停止信号が入力されると発振を停止してスイッチングＦ
ＥＴＱ2を遮断（オフ）する。

【００２７】以下に回路動作を説明する。

【００２８】定常時における動作は、図３に示す従来の
スイッチング型直流電源装置の場合と同様である。入力
端子１、２から交流電源電圧を供給すると、ダイオード
ブリッジＤＢ1により全波整流された脈流電圧がアクテ
ィブフィルタ７に供給され、当該アクティブフィルタ７
において、制御回路９が出力電圧検出回路１０、正弦波
検出抵抗Ｒ1、電流検出抵抗Ｒ2の各検出値に基づいて出
力端子３、４間に或る所定の直流電圧を出力し、且つ交
流入力電流の波形が正弦波になるように、スイッチング
ＦＥＴＱ1のゲートに供給する駆動パルスをＰＷＭ制御
し、その駆動パルスに基づいてスイッチングＦＥＴＱ1
が脈動電圧をスイッチングする。

【００２９】出力端子３、４間に所定の直流電圧が出力
されると、ＤＣＤコンバータ８は、その出力電圧を入力
とし、出力端子５、６間に所定の直流電圧を出力するよ
うに制御回路１１がスイッチングＦＥＴＱ2のゲートに
供給する駆動パルスをＰＷＭ制御する。これにより、ア
クティブフィルタ７の出力端子３、４間の電圧、ＤＣ−
ＤＣコンバータ８の出力端子５、６間の電圧は、常に所
定の直流電圧に制御され、且つ入力端子１、２から供給
される商用交流電源の入力電流が常に正弦波になるよう
に制御回路９、１１の２つの制御系により制御されてい
る。

【００３０】次に、アクティブフィルタ７の出力端子
３、４間に所定の出力電圧値を上回る過電圧が発生した
場合の動作について説明する。

【００３１】アクティブフィルタ７の出力電圧検出回路
１０は、常に出力端子３、４間の電圧即ち、アクティブ
フィルタ７の出力電圧を検出しており、万一出力端子
３、４間に所定の電圧を上回る過電圧が発生したことを
検出した場合、過電圧検知信号を発生して制御回路９と
発振停止信号生成回路１４に出力する。制御回路９は、
過電圧検知信号を検知すると、発振を停止してアクティ
ブフィルタ７のスイッチング素子であるスイッチングＦ
ＥＴＱ1のゲートへの駆動パルスの供給を停止する。こ
れにより、出力端子３、４の後段に接続されたＤＣＤ−
Ｃコンバータ８や、出力端子５、６に接続された負荷を
保護する。

【００３２】しかしながら、前述したように昇圧型チョ
ッパで構成されたアクティブフィルタ７は、スイッチン
グ素子であるスイッチングＦＥＴＱ1のオン、オフ動作
が停止してオフ状態になると、回路は単なるコンデンサ
インプット型の整流回路になってしまい、アクティブフ
ィルタ７の出力端子３、４間には、入力端子１、２から
供給される交流電源電圧を整流平滑した直流電圧が発生
し、このアクティブフィルタ７の出力端子３、４間に接
続されたＤＣ−ＤＣコンバータ８の回路構成によっては
この平滑した直流電圧でも動作してしまう可能性があ
る。

【００３３】そこで、出力電圧検出回路１０は、制御回
路９に過電圧検知信号を出力すると共に、発振停止信号
生成回路１４にも過電圧検知信号を出力する。発振停止
信号生成回路１４は、この過電圧検知信号を検知する
と、発振停止信号をＤＣ−ＤＣコンバータ８の制御回路
１１に出力する。制御回路１１は、この発振停止信号に
よりＤＣ−ＤＣコンバータ８のスイッチング素子である
スイッチングＦＥＴＱ2のゲートへの駆動パルスの供給
を停止することで、スイッチング型直流電源装置の整流
部が単なるコンデンサインプットになることを防止する
ことができる。これにより定常的にダイオードブリッジ
ＤＢ1、チョークコイルＬ1や整流ダイオードＤＢ1に、
大きなピークを持ったパルス状の入力電流が流れること
を防止する。

【００３４】このように、整流回路に昇圧チョッパ型ア
クティブフィルタ７を用いたスイッチング型直流電源装
置において、整流回路出力即ち、アクティブフィルタ７
の出力端子３、４間に過電圧が発生した場合、アクティ
ブフィルタ７の制御回路９の発振を停止させて当該アク
ティブフィルタ７のスイッチングＦＥＴＱ1の駆動パル
スの供給を停止させると共に、アクティブフィルタ７の
出力端子３、４間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ８
（フォワードコンバータ、フライバックコンバータ等絶
縁型のコンバータ）側の制御回路１１の発振も停止させ
て当該ＤＣ−ＤＣコンバータ８のスイッチングＦＥＴＱ
2への駆動パルスの供給も停止させて、スイッチング型
直流電源装置の出力を停止させる。

【００３５】このような手段をとることで、アクティブ
フィルタ７の出力に過電圧が発生した場合に、整流回路
が単なるコンデンサインプットになることが無く、定常
入力電流に対して、過大なピーク電流が流れることもな
いので、ダイオードブリッジＤＢ1、アクティブフィル
タ７のチョークコイルＬ1、整流ダイオードＤ1、ＤＣ−
ＤＣコンバータ８の高周波トランスＴ1、スイッチング
ＦＥＴＱ2等に電流容量の小さい回路素子を使用するこ
とができる。

【００３６】尚、ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、図中にお
いてフォワード型のＤＣ−ＤＣコンバータとして説明し
たが、直流電圧を入力とし、この入力直流電圧をスイッ
チングすることで安定した直流電圧を出力するコンバー
タであれば同様の効果が得られる。

【００３７】（実施の形態２）図２は、本発明に係るス
イッチング型直流電源装置の実施の形態２の構成図であ
る。図２において図３と同一の符号で示されたものは、
同一なものであり同一の機能を持つものとしここでは説
明を省略する。

【００３８】図２のスイッチング型直流電源装置におい
て、図３のスイッチング型直流電源装置と異なる点は、
入力端子１、２とダイオードブリッジＤＢ1の間に交流
入力電源を遮断するためのスイッチ手段であるリレー１
６が挿入されている点、及びアクティブフィルタ７の出
力電圧検出回路１０にリレー１６を駆動するためのリレ
ー駆動回路１５が接続されている点である。リレー１６
は、通常状態ではオンされており、ダイオードブリッジ
ＤＢ1が入力端子１、２に接続されている。リレー駆動
回路１５は、出力電圧検出回路１０から過電圧検知信号
が入力されるとリレー１６をオフにしてダイオードブリ
ッジＤＢ1を入力端子１、２から切り離す。

【００３９】以下に回路動作を説明する。

【００４０】定常時における動作は、図３に示す従来の
スイッチング型直流電源装置、及び図１に示す実施の形
態１のスイッチング型直流電源装置と同一である。入力
端子１、２に供給された交流電源電圧は、リレー１６を
介してダイオードブリッジＤＢ1に供給され、このダイ
オードブリッジＤＢ1によって全波整流された脈流電圧
がアクティブフィルタ７に供給される。アクティブフィ
ルタ７は、制御回路９が出力電圧検出回路１０、正弦波
検抵抗Ｒ1、電流検出抵抗Ｒ2の各検出値に基づきアクテ
ィブフィルタ７の出力端子３、４に或る所定の直流定電
圧を出力し、且つ交流入力電流が正弦波となるように、
スイッチングＦＥＴＱ1のゲートに供給する駆動パルス
をＰＷＭ制御し、その駆動パルスに基づいてスイッチン
グＦＥＴＱ1が脈流電圧をスイッチングする。

【００４１】アクティブフィルタ７の出力端子３、４間
に所定の直流電圧が出力されると、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ８は、その出力電圧を入力とし、出力端子５、６間に
所定の直流電圧を出力するように制御回路１１がスイッ
チングＦＥＴＱ2のゲートに供給する駆動パルスをＰＷ
Ｍ制御する。これによりアクティブフィルタ７の出力端
子３、４間の出力電圧と、ＤＣ−ＤＣコンバータ８の出
力端子５、６間の出力電圧は、常に所定の直流電圧に制
御され、且つ入力端子１、２から供給される商用交流電
源の入力電流の波形が常に正弦波となるように、制御回
路９、１１の２つの制御系により制御されている。

【００４２】次に、アクティブフィルタ７の出力端子
３、４間に所定の出力電圧値を上回る過電圧が発生した
場合の動作について説明する。

【００４３】出力電圧検出回路１０は、常にアクティブ
フィルタ７の出力電圧を検出しており、万一出力端子
３、４間に所定の電圧を上回る過電圧が発生したことを
検出した場合、過電圧検知信号を発生して制御回路９と
リレー駆動回路１５に出力する。制御回路９は、過電圧
検知信号を検知すると、発振を停止してアクティブフィ
ルタ７のスイッチングＦＥＴＱ1のゲートへの駆動パル
スの供給を停止することで、出力端子３、４の後段に接
続されたＤＣ−ＤＣコンバータ８や、出力端子５、６間
に接続された負荷を保護する。

【００４４】しかしながら、前述したように昇圧型チョ
ッパで構成されたアクティブフィルタ７は、スイッチン
グＦＥＴＱ1のオン、オフが停止してオフ状態になる
と、アクティブフィルタ７は、単なるコンデンサインプ
ット型の整流回路になってしまい、出力端子３、４間に
は入力端子１、２から供給される商用交流電源電圧を整
流平滑した直流電圧が発生し、アクティブフィルタ７の
出力端子４、５間に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ８
の回路構成によってはこの平滑した直流電圧でも動作し
てしまう可能性がある。

【００４５】そこで、出力電圧検出回路１０は、制御回
路９及びリレー駆動回路１５に過電圧検知信号を出力す
る。リレー駆動回路１５は、この過電圧検知信号を検知
すると、リレー１６をオフしてスイッチング型直流電源
装置と交流入力電源とを切り離すことで、当該スイッチ
ング型直流電源装置の整流部が単なるコンデンサインプ
ットになることを防止する。これにより、定常的にダイ
オードブリッジＤＢ1、チョークコイルＬ1や整流ダイオ
ードＤ1に、大きなピークを持ったパルス状の入力電流
が流れることを防止する。

【００４６】尚、図２においてリレー１６は、図示の接
続位置において説明したが、図中の点Ａ（ダイオードブ
リッジＤＢ1の出力の＋側とチョークコイルＬ1との間）
又は点Ｂ（ダイオードブリッジＤＢ1の出力の−側と電
流検出抵抗Ｒ2との間）に挿入しても同じ効果が得られ
る。

【００４７】また、図中リレー駆動回路１５、リレー１
６として説明したが、リレー１６に代えて交流入力ライ
ンを遮断できるスイッチ手段を、リレー駆動回路１５に
代えて前記スイッチ手段を駆動するための駆動回路を採
用しても上述と同様の効果が得られる。

【００４８】更に、ＤＣ−ＤＣコンバータ８は、フォワ
ード型のＤＣ−ＤＣコンバータで説明したが、直流電圧
を入力とし、この入力直流電圧をスイッチングすること
で安定した直流電圧を出力するコンバータであれば同様
の効果が得られる。

【００４９】このように、アクティブフィルタ７の出力
端子３、４間に過電圧が発生した場合、アクティブフィ
ルタ７の制御回路９の発振を停止させてスイッチングＦ
ＥＴＱ1の駆動パルスの供給を停止させると共に、アク
ティブフィルタ７の出力端子３、４に接続されたＤＣ−
ＤＣコンバータ８の制御回路１１の発振も停止させてス
イッチングＦＥＴＱ2への駆動パルスの供給も停止させ
てスイッチング型直流電源装置の出力を停止させ、更
に、アクティブフィルタ７の制御回路９の発振を停止さ
せると共に、交流入力電源の供給も停止させる。

【００５０】このような手段をとることで、アクティブ
フィルタ７の出力に過電圧が発生した場合に、整流回路
が単なるコンデンサインプットになることが無く、定常
入力電流に対して、過大なピーク電流が流れることもな
いので、ダイオードブリッジＤＢ1、アクティブフィル
タ７のチョークコイルＬ1、整流ダイオードＤ1、ＤＣ−
ＤＣコンバータ８の高周波トランスＴ1、スイッチング
ＦＥＴＱ2等に電流容量の小さい回路素子を使用するこ
とができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載のスイ
ッチング型直流電源装置によれば、整流回路に昇圧チョ
ッパ型アクティブフィルタを用いたスイッチング型直流
電源装置において、アクティブフィルタの出力側に過電
圧が発生した場合、アクティブフィルタの制御回路の発
振を停止させて当該アクティブフィルタのスイッチング
素子をオフすると共に、アクティブフィルタの出力側に
接続されたＤＣ−ＤＣコンバータ８の制御回路の発振も
停止させて当該ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング素
子をオフして出力を停止させることで、アクティブフィ
ルタの出力に過電圧が発生した場合に、整流回路が単な
るコンデンサインプットになることがなく、定常入力電
流に対して、過大なピーク電流が流れることもないの
で、整流回路、アクティブフィルタのチョークコイルや
整流素子、ＤＣ−ＤＣコンバータの高周波トランスや、
スイッチング素子等に電流容量の小さい回路素子を使用
することができる。

【００５２】請求項２記載のスイッチング型直流電源装
置によれば、整流回路に昇圧チョッパ型アクティブフィ
ルタを用いたスイッチング電源装置において、アクティ
ブフィルタの出力側に過電圧が発生した場合、アクティ
ブフィルタの制御回路の発振を停止させて当該アクティ
ブフィルタのスイッチング素子をオフすると共に、交流
入力電源の供給を停止することで、アクティブフィルタ
の出力に過電圧が発生した場合に、整流回路が単なるコ
ンデンサインプットになることが無く、定常入力電流に
対して、過大なピーク電流が流れることもないので、整
流回路、アクティブフィルタのチョークコイルや整流素
子、ＤＣ−ＤＣコンバータの高周波トランスやスイッチ
ング素子等に電流容量の小さい回路素子を使用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の実
施例１の構成図である。

【図２】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の実
施例２の構成図である。

【図３】従来のスイッチング型直流電源装置の構成図で
ある。

【符号の説明】

１、２ 入力端子（スイッチング型直流電源装置入力端
子） ３、４ アクティブフィルタ出力端子 ５、６ DC-DCコンバータ出力端子（スイッチング型直
流電源装置出力端子） ７ アクティブフィルタ ８ ＤＣ−ＤＣコンバータ ９ アクティブフィルタ制御回路 １０、１２ 出力電圧検出回路 １１ ＤＣ−ＤＣコンバータ制御回路 １３ フォトカプラ １４ 発振停止信号生成回路 １５ リレー駆動回路 １６ リレー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流入力電源電圧を整流する整流回路
   と、前記整流回路の出力電圧を入力して直流電圧を出力
   する昇圧チョッパ型アクティブフィルタ回路と、前記ア
   クティブフィルタ回路から出力される直流電圧を入力し
   て所定の直流電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記アクティブフィルタ回路のスイッチング素子を制御
   する第１制御回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータのスイ
   ッチング素子を制御する第２制御回路と、前記アクティ
   ブフィルタ回路の出力電圧を検出し過電圧を検知したと
   きに過電圧検知信号を出力して前記第１制御回路の発振
   を停止させる電圧検出回路と、前記過電圧検知信号によ
   り発振停止信号を生成して前記第２制御回路の発振を停
   止させる発振停止信号生成回路とを備えたことを特徴と
   するスイッチング型直流電源装置。
2. 【請求項２】 交流入力電源電圧を整流する整流回路
   と、前記整流回路の出力電圧を入力して直流電圧を出力
   する昇圧チョッパ型アクティブフィルタ回路と、前記ア
   クティブフィルタ回路から出力される直流電圧を入力し
   て所定の直流電圧を出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
   前記アクティブフィルタ回路のスイッチング素子を制御
   する第１制御回路と、前記ＤＣ−ＤＣコンバータのスイ
   ッチング素子を制御する第２制御回路と、前記アクティ
   ブフィルタ回路の出力電圧を検出して過電圧を検知した
   ときに過電圧検知信号を出力して前記第１制御回路の発
   振を停止させる電圧検出回路と、前記交流入力電源を遮
   断するスイッチ手段と、前記過電圧検知信号により前記
   スイッチ手段を駆動する駆動手段とを備えたことを特徴
   とするスイッチング型直流電源装置。
3. 【請求項３】 前記スイッチ手段は、リレーである請求
   項２記載のスイッチング型直流電源装置。