JPH11150952A - スイッチング型直流電源装置 - Google Patents

スイッチング型直流電源装置

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JPH11150952A
JPH11150952A JP33228197A JP33228197A JPH11150952A JP H11150952 A JPH11150952 A JP H11150952A JP 33228197 A JP33228197 A JP 33228197A JP 33228197 A JP33228197 A JP 33228197A JP H11150952 A JPH11150952 A JP H11150952A
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voltage
power supply
circuit
input
active filter
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JP33228197A
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Ryuta Mine
峯  隆太
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 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、商用
交流電源の入力電圧が低下した場合に定常入力電流に対
して過大な入力電流が流れることを防止して電流容量の
少ない回路素子を使用することができるスイッチング型
直流電源装置を提供する。 【解決手段】 交流電源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を制御する制御回路9と、DC−
DCコンバータ8を制御する制御回路11と、交流電源
より供給される交流電圧を検出し異常があるときには入
力電圧異常信号を出力する入力電圧検出手段14と、入
力電圧異常信号を検出して発振停止信号を生成し制御回
路9、11の発振を停止させる発振停止信号生成回路1
5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商用交流
電源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商用交流電圧波形の頂上
がつぶれた台形になり、それでも定電力を供給するため
に更に商用交流電流が増加し、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】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7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、電界効果トランジスタ(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
ーを転流し、且つ平滑用コンデンサC1に蓄えられたエ
ネルギーの逆流を防止して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
磁エネルギーが蓄えられる。次に、スイッチングFET
Q1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ーが整流ダイオード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9は、チョークコイルL1に流れ
る電流の平均値が交流電源電圧に比例するように、且
つ、出力電圧が一定電圧となるようにスイッチングFE
TQ1のオン、オフを制御している。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
た負荷にエネルギーが供給される。
【0012】また、チョークコイルL2には、電流が流
れることで、電磁エネルギーが蓄えられる。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ーが転流ダイオードD3
を介して平滑コンデンサC2を充電すると共に、負荷に
エネルギーを供給する。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7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、出力電圧検出回路12から
出力され、フォトカプラ13を介して供給される過電圧
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、出力電圧検出回路
10から出力される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においては、入力である商用
交流電源が何らかの原因で或る一定期間電圧が低下した
としても、アクティブフィルタの制御回路の構成によっ
ては、その低下した入力電圧でもアクティブフィルタが
動作して出力に定格電圧が発生し、回路に定格を上回る
入力電流が流れてしまったり、また、アクティブフィル
タは、入力電流波形が入力電圧波形に相似な波形になる
ように制御する場合が多く、交流入力電源の電圧低下で
アクティブフィルタの制御系がモニタしている入力電圧
が制御範囲を外れたりすると、電流波形の制御はされな
いが、昇圧コンバータとして動作してしまう可能性もあ
り、こうなるとどのような電流波形になるか分からず或
るピークを持った電流が流れる可能性もある。そこで、
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DB1やアクティブフィルタ7のチョークコイルL1
や整流ダイオードD1、DC−DCコンバータ8の一次
側、及び高周波トランスT1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。
【0016】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、商用交流電
源の入力電圧が低下した場合に、定常入力電流に対して
過大な入力電流が流れることを防止して電流容量の少な
い回路素子を使用することができる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。
【0017】
【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、交流電源を入力し、前記交流電源の電圧を整流す
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を制御する第1
制御回路と、前記DC−DCコンバータを制御する第2
制御回路と、前記交流電源より供給される交流電圧を検
出し、前記交流電源に異常があるときには入力電圧異常
信号を出力する入力電圧検出手段と、前記入力電圧異常
信号を検出して発振停止信号を生成し前記第1及び第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。
【0018】請求項2に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項1に記載のスイッチング型直流電源装置
において、前記入力電圧検出手段は、前記交流電源から
供給される交流電圧の実効値を検出する交流入力電圧実
効値検出回路であることを特徴とする。
【0019】請求項3に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項1に記載のスイッチング型直流電源装置
において、前記入力電圧検出手段は、前記整流回路によ
り全波整流した脈流電圧波形の平均電圧を検出する平均
電圧検出回路であることを特徴とする。
【0020】請求項4に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項1に記載のスイッチング型直流電源装置
において、前記入力電圧検出手段は、前記アクティブフ
ィルタ回路のチョークコイルに補助巻線を設け、この補
助巻線の出力電圧の平均電圧を検出する補助巻線平均電
圧検出回路であることを特徴とする。
【0021】請求項5に係わるスイッチング型直流電源
装置は、交流電源を入力し、前記交流電源の電圧を整流
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を制御する第
1制御回路と、前記DC−DCコンバータを制御する第
2制御回路と、前記交流電源より供給される交流電圧を
検出し、前記交流電源に異常があるときには入力電圧異
常信号を出力する入力電圧検出手段と、前記入力電圧異
常信号を検出して前記交流電源の入力を遮断するスイッ
チ手段とを備えたことを特徴とする。
【0022】請求項6に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項5に記載のスイッチング型直流電源装置
において、前記入力電圧検出手段は、前記交流電源から
供給される交流電圧の実効値を検出する交流入力電圧実
効値検出回路であることを特徴とする。
【0023】請求項7に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項5に記載のスイッチング型直流電源装置
において、前記入力電圧検出手段は、前記整流回路によ
り全波整流した脈流電圧波形の平均電圧を検出する平均
電圧検出回路であることを特徴とする。
【0024】請求項8に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項5に記載のスイッチング型直流電源装置
において、前記入力電圧検出手段は、前記アクティブフ
ィルタ回路のチョークコイルに補助巻線を設け、この補
助巻線の出力電圧の平均電圧を検出する補助巻線平均電
圧検出回路であることを特徴とする。
【0025】請求項9に係わるスイッチング型直流電源
装置は、請求項5乃至8に記載のスイッチング型直流電
源装置において、前記スイッチ手段は、リレーであるこ
とを特徴とする。
【0026】
【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。
【0027】(第1の実施の形態)図1は、本発明に係
るスイッチング型直流電源装置の第1の実施の形態の構
成図である。図1において図7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。
【0028】図1において、図7に示すスイッチング型
直流電源装置と異なる点は、交流入力電圧実効値検出回
路14と発振停止信号生成回路15とを備え、交流入力
電圧実効値検出回路14が入力端子1、2に接続され、
発振停止信号生成回路15が、アクティブフィルタ7の
出力電圧検出回路10、制御回路9及び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。
【0029】以下に回路動作を説明する。
【0030】定常時における動作は、図7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。
【0031】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。
【0032】次に、入力端子1、2から供給される商用
交流電源電圧が低下した場合の動作について説明する。
【0033】交流入力電圧実効値検出回路14が常に入
力電圧の実効値を検出しており、交流入力電圧が予め設
定した或る期間以上の間、予め設定した或る電圧まで低
下した場合に、交流入力電圧実効値検出回路14から入
力電圧異常信号としての入力電圧低下信号が発振停止信
号生成回路15に出力される。発振停止信号生成回路1
5は、入力電圧低下信号を検知することで、発振停止信
号を制御回路9、11に出力する。
【0034】制御回路9は、発振停止信号によって発振
を停止し、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、アクティブフィルタ7の動作を停
止させる。制御回路11は、発振停止信号によって発振
を停止し、スイッチングFETQ2への駆動パルスの供
給を停止させることで、DC−DCコンバータ8の動作
を停止させる。
【0035】このようにして、入力である商用交流電源
の電圧低下が或る一定期間続いた場合に、定常的にダイ
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や整流ダイオードD1に、定格入力電流に
対して大きな入力電流が流れてしまうことを防止した
り、また、アクティブフィルタ7の制御系がモニタして
いる全波整流した入力電圧が交流入力電圧の低下で制御
範囲を外れたまま昇圧コンバータとして動作してしまう
ことを防止している。
【0036】このような手段をとることで、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FE
TQ2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。
【0037】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。
【0038】(第2実施の形態)図2は、本発明に係る
スイッチング型直流電源装置の第2の実施の形態の構成
図である。図2において図7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。
【0039】図2において、図7の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15と平
均電圧検出回路16とを備え、平均電圧検出回路16が
ダイオードブリッジDB1の出力の両端に接続され、発
振停止信号生成回路15が平均電圧検出回路16、制御
回路9及び11に接続されている点である。
【0040】以下に回路動作を説明する。
【0041】定常時における動作は、図1に示すスイッ
チング型直流電源装置と同じであるため説明は省略す
る。ここでは、平均電圧検出回路16、発振停止信号生
成回路15の動作について説明する。
【0042】平均電圧検出回路16は、ダイオードブリ
ッジDB1により全波整流された商用交流電源電圧の平
均値を常に検出しており、入力である商用交流電源の異
常などで、その平均値が予め設定された或る一定期間、
予め設定された或る値以下に低下した場合に、入力電圧
異常信号としての入力電圧低下信号を発振停止信号生成
回路15に出力する。
【0043】発振停止信号生成回路15は、入力電圧低
下信号を検出すると、発振停止信号を制御回路9、11
に出力する。制御回路9は、発振停止信号を検出すると
制御系の発振を停止させスイッチングFETQ1への駆
動パルスの供給を停止することで、アクティブフィルタ
7の動作を停止させる。制御回路11は、発振停止信号
を検出すると制御系の発振を停止させスイッチングFE
TQ2への駆動パルスの供給を停止することで、DC−
DCコンバータ8の動作を停止させる。
【0044】このようにして、入力である商用交流電源
の電圧低下が或る一定期間続いた場合に、定常的にダイ
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や整流ダイオードD1に、定格入力電流に
対して大きな入力電流が流れてしまうことを防止した
り、また、アクティブフィルタ7の制御系がモニタして
いる全波整流した入力電圧が交流入力電圧の低下で制御
範囲を外れたまま昇圧コンバータとして動作してしまう
こと等を防止している。
【0045】(第3の実施の形態)図3は、本発明に係
るスイッチング型直流電源装置の第3の実施の形態の構
成図である。図3において図7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。
【0046】図3において、図7のスイッチング型直流
電源装置と異なる点は、アクティブフィルタ7のチョー
クコイルL1に補助巻線L3が設けられ、その出力に整
流平滑のためのダイオードD4とコンデンサC3が接続
され、コンデンサC3の両端に補助巻線平均電圧検出回
路17が接続されている点と、発振停止信号生成回路1
5が補助巻線平均電圧検出回路17、制御回路9及び1
1に接続されている点である。
【0047】以下に回路動作を説明する。
【0048】アクティブフィルタ7及びDC−DCコン
バータ8の定常時の動作は、図1に示すスイッチング型
直流電源装置と同じであり、異なる点は、アクティブフ
ィルタ7のチョークコイルL1の補助巻線L3の動作で
ある。
【0049】チョークコイルL1の補助巻線L3の極性
は、図のようになっており、スイッチングFETQ1が
オンしたときに補助巻線L3に入力電圧に比例した電圧
が出力されるような構成となっている。そして、補助巻
線平均電圧検出回路17が補助巻線L3に出力される平
均電圧を常に検出しており、入力である商用交流電源の
異常などで、その平均値が予め設定された或る一定期
間、予め設定された或る値以下に低下した場合に入力電
圧異常信号としての入力電圧低下信号を発振停止信号生
成回路15に出力する。
【0050】発振停止信号生成回路15は、入力電圧低
下信号を検出すると、発振停止信号を制御回路9、11
に出力する。制御回路9は、発振停止信号を検出すると
制御系の発振を停止させスイッチングFETQ1への駆
動パルスの供給を停止することで、アクティブフィルタ
7の動作を停止させる。制御回路11は、発振係止信号
を検出すると制御系の発振を停止させスイッチングFE
TQ2への駆動パルスの供給を停止することで、DC−
DCコンバータ8の動作を停止させる。
【0051】このようにして、入力である商用交流電源
の電圧低下が或る一定期間続いた場合に、定常的にダイ
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や整流ダイオードD1に、定格入力電流に
対して大きな入力電流が流れてしまうことを防止した
り、また、アクティブフィルタ7の制御系がモニタして
いる全波整流した入力電圧が交流入力電圧の低下で制御
範囲を外れたまま昇圧コンバータとして動作してしまう
こと等を防止している。
【0052】(第4の実施の形態)図4は、本発明に係
るスイッチング型直流電源装置の第4の実施の形態の構
成図である。図4において図7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。
【0053】図4において、図7のスイッチング型直流
電源装置と異なる点は、交流入力電圧実効値検出回路1
4が入力端子1、2に接続されている点と、リレー18
が入力端子1、2とダイオードブリッジDB1との間に
挿入されている点と、リレードライブ回路19が交流入
力電圧実効値検出回路14とリレー18とに接続されて
いる点である。
【0054】以下に回路動作を説明する。
【0055】アクティブフィルタ7及びDC−DCコン
バータ8の定常時の動作は、図1に示すスイッチング型
直流電源装置と同じであり、異なる点は、交流流力電圧
実効値検出回路14、リレー18、リレードライブ回路
19の動作についてである。
【0056】交流入力電圧実効値検出回路14は、常に
入力端子1、2から供給される商用交流電源の電圧の実
効値を検出しており、予め設定された定格電圧が入力端
子1、2より供給されている場合、リレー18は、図の
ように接点18cが接点18aに接続された状態にあ
り、回路は導通している。
【0057】しかし、入力端子1、2から供給される商
用交流電源が何らかの原因で予め決められている或る一
定期間以上、予め決められた或る電圧まで低下し、交流
入力電圧実効値検出回路14がこの電圧低下を検出した
場合、入力電圧異常信号としての入力電圧低下信号をリ
レードライブ回路19に出力する。入力電圧低下信号を
検出したリレードライブ回路19は、リレー18のリレ
ーコイル18dを付勢して接点18cを接点18aから
接点18bに切り換え、入力電源を遮断させる。
【0058】このようにして、入力である商用交流電源
の電圧低下が或る一定期間続いた場合に、定常的にダイ
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や整流ダイオードD1に、定格入力電流に
対して大きな入力電流が流れてしまうことを防止した
り、また、アクティブフィルタ7の制御系がモニタして
いる全波整流した入力電圧が交流入力電圧の低下で制御
範囲を外れたまま昇圧コンバータとして動作してしまう
こと等を防止している。
【0059】(第5の実施の形態)図5は、本発明に係
るスイッチング型直流電源装置の第5の実施の形態の構
成図である。図5において図7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。
【0060】図5において、図7のスイッチング型直流
電源装置と異なる点は、平均電圧検出回路16がダイオ
ードブリッジDB1の出力両端に接続されている点と、
リレー18が入力端子1、2とダイオードブリッジDB
1との間に挿入されている点と、リレードライブ回路1
9が平均電圧検出回路16とリレー18とに接続されて
いる点である。
【0061】以下に回路動作を説明する。
【0062】定常時の動作は、図1に示すスイッチング
型直流電源装置と同じであり省略する。ここでは、平均
電圧検出回路16、リレー18及びリレードライブ回路
19の動作について説明する。
【0063】平均電圧検出回路16は、ダイオードブリ
ッジDB1により全波整流された商用交流電源の電圧の
平均値を検出しており、予め設定された定格電圧が入力
端子1、2より供給されている場合、リレー18は、図
のように接点18cが接点18aに接続された状態にあ
り、回路は導通している。
【0064】入力端子1、2から供給される商用交流電
源が何らかの原因でその平均値が、予め設定された或る
一定期間、予め設定された或る電圧以下に低下した場合
に、入力電圧異常信号としての入力電圧低下信号をリレ
ードライブ回路19に出力する。入力電圧低下信号を検
出したリレードライブ回路19は、リレー18のリレー
コイル18dを付勢して接点18cを接点18aから接
点18bに切り換え、入力電源を遮断させる。
【0065】このようにして、入力である商用交流電源
の電圧低下が或る一定期間続いた場合に、定常的にダイ
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や整流ダイオードD1に、定格入力電流に
対して大きな入力電流が流れてしまうことを防止した
り、また、アクティブフィルタ7の制御系がモニタして
いる全波整流した入力電圧が交流入力電圧の低下で制御
範囲を外れたまま昇圧コンバータとして動作してしまう
こと等を防止している。
【0066】(第6の実施の形態)図6は、本発明に係
るスイッチング型直流電源装置の第6の実施の形態の構
成図である。図6において図7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。
【0067】図6において、図7のスイッチング型直流
電源装置と異なる点は、アクティブフィルタ7のチョー
クコイルL1に補助巻線L3が設けられ、その出力に整
流平滑のためのダイオードD4とコンデンサC3が接続
され、コンデンサC3の両端に補助巻線平均電圧検出回
路17が接続されている点と、リレー18が入力端子
1、2とダイオードブリッジDB1の間に挿入され、リ
レードライブ回路19が補助巻線平均電圧検出回路17
とリレー18に接続されている点である。
【0068】以下に回路動作を説明する。
【0069】アクティブフィルタ7及びDC−DCコン
バータ8の定常時の動作は、図1に示すスイッチング型
直流電源装置と同じであり、異なる点は、アクティブフ
ィルタ7のチョークコイルL1の補助巻線L3の動作で
ある。
【0070】チョークコイルL1の補助巻線L3の極性
は、図のようになっており、スイッチングFETQ1が
オンしたときに補助巻線L3に入力電圧に比例した電圧
が出力されるような構成となっている。補助巻線平均電
圧検出回路17は、補助巻線L3に出力される平均電圧
を常に検出しており、予め設定された入力定格電圧が入
力端子1、2より供給されている場合、リレー18は、
図のように接点18cが接点18aに接続された状態に
あり、回路は導通している。
【0071】補助巻線平均電圧検出回路17は、入力で
ある商用交流電源の異常などで、その平均値が予め設定
された或る一定期間、予め設定された或る値以下に低下
した場合に入力電圧異常信号としての入力電圧低下信号
をリレードライブ回路19に出力する。入力電圧低下信
号を検出したリレードライブ回路19は、リレー18の
リレーコイル18dを付勢して接点18cを接点18a
から接点18bに切り換え、入力電源を遮断させる。
【0072】このようにして、入力である商用交流電源
の電圧低下が或る一定期間続いた場合に、定常的にダイ
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や整流ダイオードD1に、定格入力電流に
対して大きな入力電流が流れてしまうことを防止した
り、また、アクティブフィルタ7の制御系がモニタして
いる全波整流した入力電圧が交流入力電圧の低下で制御
範囲を外れたまま昇圧コンバータとして動作してしまう
こと等を防止している。
【0073】本発明によれば、入力である商用交流電源
の入力電圧が低下した場合、 (1)アクティブフィルタ7の制御回路11の発振を止
め、当該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FETQ1へ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(主に、フォワー
ドコンバータや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の発振も止めて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具FE
TQ2への駆動パルスの供給も停止させて、スイッチン
グ電源装置の出力を停止させる。 (2)アクティブフィルタ7の制御回路9の発振を止め
ると共に、交流入力電源の入力を遮断させる。
【0074】このような(1)または(2)の手段を採
ることで、入力である商用交流電源の入力電圧が低下し
た場合に、定常入力電流に対して過大な入力電流が流れ
ることがなく、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
等に電流容量の少ない回路素子を使用することができ
る。
【0075】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、整
流回路を昇圧チョッパ型のアクティブフィルタで構成し
たスイッチング型直流電源装置において、何らかの原因
で入力である商用交流電源の電圧低下が或る一定期間以
上、或る電圧まで低下した場合に、電源装置の発振動作
を停止させることで定常的にダイオードブリッジ、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に、
定格入力電流に対して大きな入力電流が流れてしまうこ
とを防止したり、また、アクティブフィルタの制御系が
モニタしている全波整流した入力電圧波形(正弦波検出
抵抗を介してモニタ)が交流入力電圧の低下で制御範囲
を外れたまま、昇圧コンバータとして動作し定常入力電
流に対して過大な入力電流が流れてしまうこと等を防止
できるため、整流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、整流ダイオード、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
流容量の低い素子が使用できるので、電源の小型化、コ
ストダウンが可能である。
【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第
1の実施の形態の構成図である。
【図2】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の第
2の実施の形態の構成図である。
【図3】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の第
3の実施の形態の構成図である。
【図4】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の第
4の実施の形態の構成図である。
【図5】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の第
5の実施の形態の構成図である。
【図6】本発明に係るスイッチング型直流電源装置の第
6の実施の形態の構成図である。
【図7】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(商用交流電源入力端子) 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 交流入力電圧実効値検出回路 15 発振停止信号生成回路 16 平均電圧検出回路 17 補助巻線平均電圧検出回路 18 リレー 19 リレードライブ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H02M 7/217 H02M 7/217

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源を入力し、前記交流電源の電圧
    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を制御する第1制御回路
    と、 前記DC−DCコンバータを制御する第2制御回路と、 前記交流電源より供給される交流電圧を検出し、前記交
    流電源に異常があるときには入力電圧異常信号を出力す
    る入力電圧検出手段と、 前記入力電圧異常信号を検出して発振停止信号を生成し
    前記第1及び第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】 前記入力電圧検出手段は、前記交流電源
    から供給される交流電圧の実効値を検出する交流入力電
    圧実効値検出回路であることを特徴とする請求項1に記
    載のスイッチング型直流電源装置。
  3. 【請求項3】 前記入力電圧検出手段は、前記整流回路
    により全波整流した脈流電圧波形の平均電圧を検出する
    平均電圧検出回路であることを特徴とする請求項1に記
    載のスイッチング型直流電源装置。
  4. 【請求項4】 前記入力電圧検出手段は、前記アクティ
    ブフィルタ回路のチョークコイルに補助巻線を設け、こ
    の補助巻線の出力電圧の平均電圧を検出する補助巻線平
    均電圧検出回路であることを特徴とする請求項1に記載
    のスイッチング型直流電源装置。
  5. 【請求項5】 交流電源を入力し、前記交流電の源電圧
    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を制御する第1制御回路
    と、 前記DC−DCコンバータを制御する第2制御回路と、 前記交流電源より供給される交流電圧を検出し、前記交
    流電源に異常があるときには入力電圧異常信号を出力す
    る入力電圧検出手段と、 前記入力電圧異常信号を検出して前記交流電源の入力を
    遮断するスイッチ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。
  6. 【請求項6】 前記入力電圧検出手段は、前記交流電源
    から供給される交流電圧の実効値を検出する交流入力電
    圧実効値検出回路であることを特徴とする請求項5に記
    載のスイッチング型直流電源装置。
  7. 【請求項7】 前記入力電圧検出手段は、前記整流回路
    により全波整流した脈流電圧波形の平均電圧を検出する
    平均電圧検出回路であることを特徴とする請求項5に記
    載のスイッチング型直流電源装置。
  8. 【請求項8】 前記入力電圧検出手段は、前記アクティ
    ブフィルタ回路のチョークコイルに補助巻線を設け、こ
    の補助巻線の出力電圧の平均電圧を検出する補助巻線平
    均電圧検出回路であることを特徴とする請求項5に記載
    のスイッチング型直流電源装置。
  9. 【請求項9】 前記スイッチ手段は、リレーであること
    を特徴とする請求項5乃至8の何れか1項に記載のスイ
    ッチング型直流電源装置。
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