JPH11332220A - Dc power supply circuit - Google Patents

Dc power supply circuit

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JPH11332220A
JPH11332220A JP10135302A JP13530298A JPH11332220A JP H11332220 A JPH11332220 A JP H11332220A JP 10135302 A JP10135302 A JP 10135302A JP 13530298 A JP13530298 A JP 13530298A JP H11332220 A JPH11332220 A JP H11332220A
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switching
voltage
power supply
output
circuit
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JP10135302A
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Atsushi Ito
淳 伊藤
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure a good constant voltage control operation by interrupting the switching operation of a switching means when the voltage level corresponding to an AC commercial power supply is higher than a predetermined threshold level. SOLUTION: A stop control circuit 2 comprises a comparator OP and a diode D5 to be connected with the output thereof. The comparator OP compares a divided value of an input voltage Vin with a reference voltage Vref. When the divided value of the input voltage Vin exceeds the reference voltage Vref, an H level signal is applied, as a detection signal Vop, to the terminal T3 of a switching control circuit 1 through the diode D5 in order to interrupt oscillation of a switching element Q1. Stabilization performance of the output voltage from a power factor improving circuit can thereby be enhanced.

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、商用交流電源を昇
圧して所定の直流出力電圧を得ると共に、例えば力率改
善動作が可能とされる直流電源回路に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply circuit capable of obtaining a predetermined DC output voltage by boosting a commercial AC power supply and enabling a power factor improving operation, for example.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高周波の比較的大きい電流及び電
圧に耐えることができるスイッチング素子の開発によっ
て、商用電源を整流して所望の直流電圧を得る電源回路
としては、昇圧型の電源回路が知られている。このよう
な電源回路は、スイッチング周波数を高くすることによ
りトランスその他のデバイスを小型にすると共に、大電
力のDC−DCコンバータとして各種の電子機器の電源
として使用される。
2. Description of the Related Art In recent years, a booster power supply circuit has been known as a power supply circuit for rectifying a commercial power supply to obtain a desired DC voltage by developing a switching element capable of withstanding a relatively large current and voltage of a high frequency. Have been. Such a power supply circuit is used as a power supply for various electronic devices as a high-power DC-DC converter while increasing the switching frequency to reduce the size of a transformer and other devices.

【0003】ところで、一般に商用電源をいわゆるコン
デンサインプット方式による整流平滑回路で整流する
と、整流平滑回路に流れる電流は導通角が狭くなるた
め、電源の利用効率を示す力率が損なわれるという問題
が生じる。
In general, when a commercial power supply is rectified by a rectifying / smoothing circuit based on a so-called capacitor input method, a current flowing through the rectifying / smoothing circuit has a narrow conduction angle, so that there is a problem that a power factor indicating a power use efficiency is impaired. .

【0004】そこで、昇圧型コンバータを設けて力率を
1に近付ける、いわゆるアクティブフィルタを設ける方
法が知られている。
[0004] Therefore, there is known a method of providing a so-called active filter that provides a boost converter to make the power factor close to one.

【0005】図3の回路図に、このようなアクティブフ
ィルタとしての力率改善回路の構成を示す。この図に示
す構成においては、商用交流電源ACから供給される交
流入力電圧Vacはブリッジ整流回路D1及び平滑コン
デンサC1から成る整流平滑回路により整流平滑化され
る。ここで得られた整流平滑電圧は、入力電圧Vinと
して後段のアクティブフィルタに供給される。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a power factor improving circuit as such an active filter. In the configuration shown in this figure, an AC input voltage Vac supplied from a commercial AC power supply AC is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit including a bridge rectifier circuit D1 and a smoothing capacitor C1. The rectified and smoothed voltage obtained here is supplied to the subsequent active filter as the input voltage Vin.

【0006】アクティブフィルタは、図に示すように、
インダクタL1(巻線N1)及びスイッチング素子Q1
から成る昇圧型コンバータとして構成される。
The active filter is, as shown in the figure,
Inductor L1 (winding N1) and switching element Q1
As a boost converter.

【0007】このアクティブフィルタの出力は整流ダイ
オードD2及び平滑コンデンサC2からなる整流平滑回
路にて整流平滑化されることで直流出力電圧Voutと
して、例えば後段の負荷に対して供給される。なお、図
3においては、負荷抵抗Rとして示しているが、これに
代えてDC−DCコンバータとされてもよい。
The output of the active filter is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit including a rectifying diode D2 and a smoothing capacitor C2, and is supplied as a DC output voltage Vout to, for example, a load at a subsequent stage. In FIG. 3, the load resistance R is shown, but a DC-DC converter may be used instead.

【0008】前述したスイッチング素子Q1のスイッチ
ング動作は、スイッチング制御回路1により制御が行わ
れる。スイッチング制御回路1においては、インダクタ
L1における巻線N2の出力を端子T1に入力すること
で昇圧に寄与する電圧を検出するフィードフォワード回
路を形成し、直流出力電圧Voutを端子T4に入力す
ることでフィードバック回路を形成する。なお、端子T
3は抵抗R1の両端に得られるスイッチング時の電流成
分を入力することで過電流を検出するための過電流検出
回路を形成するものである。
The switching operation of the switching element Q1 is controlled by the switching control circuit 1. In the switching control circuit 1, a feedforward circuit for detecting a voltage contributing to boosting by inputting an output of the winding N2 of the inductor L1 to a terminal T1 is formed, and by inputting a DC output voltage Vout to a terminal T4. Form a feedback circuit. The terminal T
Reference numeral 3 denotes an overcurrent detection circuit for detecting an overcurrent by inputting a switching current component obtained at both ends of the resistor R1.

【0009】そして、スイッチング制御回路1では、フ
ィードフォワード回路及びフィードバック回路により得
られる検出出力に基づいて、整流された交流入力電流が
交流入力電圧Vacができるだけ同一の波形に近づくよ
うに、つまり力率が改善されるようにスイッチング素子
Q1のスイッチング動作を制御する。つまり、端子T2
から出力すべきスイッチング駆動パルスの周波数(スイ
ッチング周波数)の可変制御、又はPWM(Pulse Width
Modulation)制御を行う。また、スイッチング制御回路
1では、フィードバック回路により検出した直流出力電
圧Voutのレベルに基づき、直流出力電圧Voutが
所定のレベル範囲内で一定となるように、スイッチング
動作を制御するようにもされている。
In the switching control circuit 1, based on the detection outputs obtained by the feedforward circuit and the feedback circuit, the rectified AC input current is adjusted so that the AC input voltage Vac approaches the same waveform as much as possible, that is, the power factor The switching operation of the switching element Q1 is controlled so that is improved. That is, the terminal T2
Variable control of the frequency (switching frequency) of the switching drive pulse to be output from the controller, or PWM (Pulse Width)
Modulation) control. Further, the switching control circuit 1 controls the switching operation based on the level of the DC output voltage Vout detected by the feedback circuit so that the DC output voltage Vout becomes constant within a predetermined level range. .

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図3に
示したような昇圧方式の直流電源回路(力率改善回路)
においては、例えば交流入力電圧Vacが高い電圧の場
合、入力電圧Vinと直流出力電圧Voutとの電位差
が小さくなる、或いは入力電圧Vinのほうが直流出力
電圧Voutよりも高くなる場合がある。上記のような
状態となった場合には、昇圧動作が制御されることによ
って、スイッチング素子Q1が間欠発振となって不安定
なスイッチング動作を引き起こすことがある。特に、軽
負荷の条件となって直流出力電圧Voutが急峻に上昇
したような場合には、スイッチング制御回路1における
スイッチング動作の制御系(過電流検出回路)の応答の
遅れなどによってインダクタL1に過剰なエネルギーが
蓄積されて過電圧となる状態が発生するおそれがある。
つまり、昇圧型の直流電源回路においては、商用交流電
源が高レベルで軽負荷とされるような条件では、出力電
圧の上昇を制御回路の制御動作で充分に抑制できなくな
る場合があり、レギュレーション(定電圧化)が保てな
くなる可能性がある。
By the way, a DC power supply circuit of a step-up type as shown in FIG.
For example, when the AC input voltage Vac is a high voltage, the potential difference between the input voltage Vin and the DC output voltage Vout may be small, or the input voltage Vin may be higher than the DC output voltage Vout. In such a case, the boosting operation is controlled, whereby the switching element Q1 may be intermittently oscillated to cause an unstable switching operation. In particular, when the DC output voltage Vout sharply rises due to light load conditions, the inductor L1 becomes excessively large due to a delay in the response of the switching operation control system (overcurrent detection circuit) in the switching control circuit 1. There is a possibility that a state in which excessive energy is accumulated and an overvoltage occurs may occur.
In other words, in a step-up DC power supply circuit, under conditions where the commercial AC power supply is at a high level and a light load, the increase in the output voltage may not be sufficiently suppressed by the control operation of the control circuit. (Constant voltage) may not be maintained.

【0011】また、昇圧型の直流電源回路の場合には、
上記のようなレギュレーション特性が不安定となる状態
が起こり得ることを配慮して、アクティブフィルタの後
段の整流平滑回路を形成する平滑コンデンサについて
は、過電圧状態をカバーできる程度の定格電圧を有する
ものを選定する必要があったが、その分、回路の小型化
が阻害されると共にコストアップを招いていた。
In the case of a step-up type DC power supply circuit,
In consideration of the possibility that the regulation characteristics may become unstable as described above, the smoothing capacitor forming the rectifying and smoothing circuit at the subsequent stage of the active filter should have a rated voltage enough to cover the overvoltage state. Although it was necessary to select, the miniaturization of the circuit was hindered and the cost increased.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記し
た課題を考慮して、昇圧型の直流電源回路において、商
用交流電源が高レベルで軽負荷とされるような条件のも
とでも、良好な定電圧制御動作が得られるようにするこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in consideration of the above-described problems, and has been described in connection with a boost type DC power supply circuit under conditions where a commercial AC power supply has a high level and a light load. An object is to obtain a good constant voltage control operation.

【0013】このため、商用交流電源について整流平滑
化を行う整流手段と、この整流手段の出力電流経路に挿
入される昇圧用のインダクタンス素子と、このインダク
タンスに流れる電流を断続するスイッチング手段と、こ
のスイッチング手段の出力を整流平滑化して直流出力電
圧を得る直流電圧生成手段と、このインダクタンス素子
の励起電圧及び前記の出力に基づいて、スイッチング手
段のスイッチング周波数を可変制御することで、少なく
とも当該直流電源回路の出力を安定化するスイッチング
制御手段を備えている直流電源回路において、商用交流
電源に対応する電圧レベルを検出し、この検出された電
圧レベルが所定の閾値よりも高いとされる場合には、上
記スイッチング手段のスイッチング動作を停止させるよ
うに構成されたスイッチング動作停止手段を設けること
とした。
Therefore, a rectifying means for rectifying and smoothing the commercial AC power supply, a step-up inductance element inserted into an output current path of the rectifying means, a switching means for interrupting a current flowing through the inductance, and DC voltage generating means for obtaining a DC output voltage by rectifying and smoothing the output of the switching means, and variably controlling the switching frequency of the switching means based on the excitation voltage of the inductance element and the output, so that at least the DC power supply In a DC power supply circuit having switching control means for stabilizing the output of the circuit, a voltage level corresponding to a commercial AC power supply is detected, and when the detected voltage level is higher than a predetermined threshold value, A switch configured to stop the switching operation of the switching means. Was the provision of the etching operation stopping means.

【0014】上記構成によれば、商用交流電源の電圧レ
ベルが所定以上となった場合にはアクティブフィルタに
おけるスイッチング手段のスイッチング動作が停止され
ることになるが、これにより、例えば商用交流電源が高
電圧で軽負荷であるような条件の下であっても、インダ
クタンス素子における過剰な電圧の上昇を避けることが
可能となる。
According to the above configuration, when the voltage level of the commercial AC power supply becomes equal to or higher than the predetermined level, the switching operation of the switching means in the active filter is stopped. Even under the condition that the voltage is light load, it is possible to avoid an excessive rise in the voltage of the inductance element.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の形態とし
ての力率改善回路の構成を概略的に示す回路図である。
この図に示す直流電源回路の基本的構成としては、イン
ダクタンスに流す電流をスイッチングすることによって
昇圧型チョッパを形成し、このスイッチング動作により
商用交流電源から流入するとされる交流入力電流の導通
角を拡大する、いわゆるアクティブフィルタを形成する
ものである。
FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing a configuration of a power factor improving circuit according to an embodiment of the present invention.
The basic configuration of the DC power supply circuit shown in this figure is to form a step-up chopper by switching the current flowing through the inductance, and to increase the conduction angle of the AC input current that flows from the commercial AC power supply by this switching operation. That is, a so-called active filter is formed.

【0016】図1においては、先ず、商用交流電源AC
から供給される交流入力電圧Vacが、ブリッジ整流回
路D1及び平滑コンデンサC1から成る整流平滑回路に
入力される。これにより、交流入力電圧Vacは、ブリ
ッジ整流回路D1にて全波整流されて脈流とされた後、
平滑コンデンサC1にて平滑化されることで、直流電圧
(整流平滑電圧)とされることになる。この直流電圧は
入力電圧Vinとされて、後段の力率改善回路として動
作する昇圧型チョッパ(アクティブフィルタ)に供給さ
れる。
In FIG. 1, first, a commercial AC power supply AC
Is input to a rectifying / smoothing circuit including a bridge rectifier circuit D1 and a smoothing capacitor C1. As a result, the AC input voltage Vac is subjected to full-wave rectification by the bridge rectifier circuit D1 to form a pulsating flow.
By being smoothed by the smoothing capacitor C1, the DC voltage (rectified smoothed voltage) is obtained. This DC voltage is used as an input voltage Vin, and is supplied to a step-up chopper (active filter) that operates as a power factor correction circuit in a subsequent stage.

【0017】つまり、基本的な構成としては、上記整流
平滑回路(D1,C1)の正極出力ラインと、整流ダイ
オードD2のアノードとの間にインダクタL1の巻線N
1を直列に挿入すると共に、インダクタL1の巻線N1
に流れる電流を断続するスイッチング素子Q1を挿入し
たうえで、このスイッチング素子Q1のスイッチング動
作を制御するスイッチング制御回路1を設けるようにさ
れる。
That is, as a basic configuration, the winding N of the inductor L1 is connected between the positive output line of the rectifying and smoothing circuit (D1, C1) and the anode of the rectifying diode D2.
1 in series and the winding N1 of the inductor L1.
A switching control circuit 1 for controlling the switching operation of the switching element Q1 after inserting a switching element Q1 for interrupting the current flowing through the switching element Q1 is provided.

【0018】この場合、インダクタL1(巻線N1)
は、スイッチング素子Q1がオンとなっている期間に電
気エネルギーを蓄積し、スイッチング素子Q1がオフと
なった期間にその蓄積されたエネルギーを電流として負
荷側(スイッチングコンバータ部側)に流し込むための
エネルギー蓄積手段として機能する。そして、この
In this case, the inductor L1 (winding N1)
Is energy for accumulating electric energy during a period in which the switching element Q1 is on, and flowing the accumulated energy as a current to a load side (switching converter side) during a period when the switching element Q1 is off. Functions as storage means. And this

【0019】また、この図に示すインダクタL1は上記
巻線N1に加え、巻線N2が巻装されて形成されてい
る。巻線N2は、その一端がアースに接地され、他端は
スイッチング制御回路1の端子T1に対して接続されて
いる。巻線N2には、巻線N1に流れるスイッチング電
流により励起された電圧が発生するが、この巻線N2に
得られた電圧は、後述するようにしてスイッチング制御
回路1に対して検出電圧として供給される。
The inductor L1 shown in FIG. 1 is formed by winding a winding N2 in addition to the winding N1. One end of the winding N2 is grounded, and the other end is connected to the terminal T1 of the switching control circuit 1. A voltage excited by the switching current flowing through the winding N1 is generated in the winding N2. The voltage obtained through the winding N2 is supplied to the switching control circuit 1 as a detection voltage as described later. Is done.

【0020】この場合、スイッチング素子Q1には例え
ばMOS−FETトランジスタが用いられ、そのドレイ
ンは、インダクタL1と整流ダイオードD2のアノード
の接続点に対して接続され、ソースは抵抗R1を介して
一次側アースに接地されるようにして設けられる。この
スイッチング素子Q1は、ゲートに対して後述するスイ
ッチング制御回路1の端子T2から出力されるスイッチ
ング駆動信号が印加されることでスイッチング動作を行
う。
In this case, for example, a MOS-FET transistor is used as the switching element Q1, the drain is connected to the connection point between the inductor L1 and the anode of the rectifier diode D2, and the source is connected via the resistor R1 to the primary side. It is provided so as to be grounded to ground. The switching element Q1 performs a switching operation when a switching drive signal output from a terminal T2 of a switching control circuit 1 described later is applied to the gate.

【0021】インダクタL1の出力は、整流ダイオード
D2及び平滑コンデンサC2からなる整流平滑回路にて
整流平滑化されることで、直流出力電圧Voutとして
負荷抵抗Rに対して供給される。なお、負荷抵抗Rとし
ては、例えば実際にはDC−DCコンバータとしてのス
イッチング電源回路が接続されてもよい。
The output of the inductor L1 is rectified and smoothed by a rectifying and smoothing circuit including a rectifying diode D2 and a smoothing capacitor C2, and is supplied to the load resistor R as a DC output voltage Vout. As the load resistor R, for example, a switching power supply circuit as a DC-DC converter may be actually connected.

【0022】スイッチング制御回路1は、スイッチング
素子Q1のスイッチング動作を制御することで、適正な
力率改善動作が得られるようにすると共に、直流出力電
圧Voutの定電圧化を図るもので、例えば1石のIC
(Integrated Circuit)により構成される。
The switching control circuit 1 controls the switching operation of the switching element Q1 so that a proper power factor improving operation can be obtained, and the DC output voltage Vout is made constant. Stone IC
(Integrated Circuit).

【0023】このスイッチング制御回路1には、図のよ
うに端子T1〜T4が備えられている。端子T1には、
前述したようにインダクタL1(巻線N1)に流れる電
流を巻線N2によって検出した電圧が供給される。この
端子T1に供給される電圧レベルは巻線N1に流れるス
イッチング電流変化に対応するものであり、スイッチン
グ制御回路1では、この検出電圧によってスイッチング
動作を制御する端子T1フィードフォワード回路を形成
する。また、端子T4には直流出力電圧Voutが供給
され、これにより直流出力電圧Voutを一定とするよ
うに制御するようなフィードバック回路を形成する。
The switching control circuit 1 has terminals T1 to T4 as shown in FIG. At terminal T1,
As described above, a voltage obtained by detecting the current flowing through the inductor L1 (winding N1) by the winding N2 is supplied. The voltage level supplied to the terminal T1 corresponds to a change in the switching current flowing through the winding N1, and the switching control circuit 1 forms a terminal T1 feedforward circuit that controls the switching operation by the detected voltage. Further, the DC output voltage Vout is supplied to the terminal T4, thereby forming a feedback circuit for controlling the DC output voltage Vout to be constant.

【0024】端子T3は過電流検出用の端子とされ、ス
イッチング素子Q1のソースと抵抗R1との接続点に対
して接続されることで、例えばスイッチング制御回路1
では抵抗R1の両端電圧に基づいてスイッチング電流レ
ベルを検出できるようになっている。また、本実施の形
態においては、後述する停止制御回路2から出力される
検出信号Vopも端子T3に対して入力されるようにな
っている。端子T2は、スイッチング制御回路1にて生
成されたスイッチング駆動信号をスイッチング素子Q1
のゲートに印加するためのドライブ端子である。
The terminal T3 is a terminal for detecting an overcurrent, and is connected to a connection point between the source of the switching element Q1 and the resistor R1 so that, for example, the switching control circuit 1
In this configuration, the switching current level can be detected based on the voltage across the resistor R1. In the present embodiment, a detection signal Vop output from the stop control circuit 2 described later is also input to the terminal T3. The terminal T2 outputs the switching drive signal generated by the switching control circuit 1 to the switching element Q1.
Is a drive terminal for applying a voltage to the gate.

【0025】上記構成による直流電源回路の基本的な動
作は次のようなものとなる。例えば、スイッチング制御
回路1ではフィードフォワード回路よりスイッチング動
作によって昇圧に寄与するとされる電圧成分レベルを検
出し、内部の乗算器に入力する。また、一方でフィード
バック回路から入力された電圧値に基づいて整流平滑電
圧(直流出力電圧Vout)の変動差分を検出する。ス
イッチング制御回路1では、この整流平滑電圧の変動差
分に基づいて直流出力電圧Voutの平均値を所定レベ
ルの範囲で一定となるように制御すると共に、この直流
出力電圧Voutの変動差分を内部の乗算器に入力す
る。そして、上記乗算器においては、上記昇圧に寄与す
る電圧成分レベルと直流出力電圧Voutの変動差分を
乗算するが、この乗算結果によって例えば交流入力電圧
Vacと同一波形の電流指令値が生成される。そして、
内部のスイッチング駆動回路では上記電流指令値と実際
の交流入力電流レベルを比較して、この差に応じて例え
ばスイッチング周波数を可変したスイッチング駆動信号
を生成してスイッチング素子Q1に印加する。なお、ス
イッチング周波数を可変制御する代わりに、固定周波数
のスイッチング駆動信号に対してPWM制御を行うこと
も考えられる。
The basic operation of the DC power supply circuit having the above configuration is as follows. For example, the switching control circuit 1 detects a voltage component level considered to contribute to boosting by a switching operation from a feedforward circuit, and inputs the voltage component level to an internal multiplier. On the other hand, a fluctuation difference of the rectified smoothed voltage (DC output voltage Vout) is detected based on the voltage value input from the feedback circuit. The switching control circuit 1 controls the average value of the DC output voltage Vout to be constant within a predetermined range based on the variation difference of the rectified smoothed voltage, and internally multiplies the variation difference of the DC output voltage Vout by an internal multiplication. Input to the container. Then, the multiplier multiplies the voltage component level contributing to the boosting by the variation difference between the DC output voltage Vout. The multiplication result generates, for example, a current command value having the same waveform as the AC input voltage Vac. And
The internal switching drive circuit compares the current command value with the actual AC input current level, generates a switching drive signal having a variable switching frequency according to the difference, and applies the switching drive signal to the switching element Q1. Note that instead of variably controlling the switching frequency, PWM control may be performed on a fixed frequency switching drive signal.

【0026】この直流電源回路においては、上記のよう
にして生成されたスイッチング駆動信号によりスイッチ
ング素子Q1がスイッチング動作を行うのであるが、こ
れにより、インダクタL1の両端に発生する電圧を昇圧
させるように作用すると共にそのインダクタンスも制御
される。この結果、ブリッジ整流回路D1側から流入す
る入力電流の導通角が拡大されることになる。これに伴
って、交流入力電流は交流入力電圧Vacと同一波形に
近づくように制御されることになるので、結果的に力率
改善が図られるものである。また、この場合には、乗算
器によって生成される電流指令値は、整流平滑電圧の変
動差分に応じて振幅が変化するように制御されるため、
直流出力電圧Voutの変動も抑制されることになる。
In this DC power supply circuit, the switching element Q1 performs a switching operation by the switching drive signal generated as described above. With this, the voltage generated at both ends of the inductor L1 is increased. And its inductance is controlled. As a result, the conduction angle of the input current flowing from the bridge rectifier circuit D1 is increased. Accordingly, the AC input current is controlled so as to approach the same waveform as the AC input voltage Vac, and as a result, the power factor is improved. Also, in this case, the current command value generated by the multiplier is controlled so that the amplitude changes according to the variation difference of the rectified smoothed voltage,
The fluctuation of the DC output voltage Vout is also suppressed.

【0027】本実施の形態においては、上記構成に対し
て停止制御回路2が設けられる。この停止制御回路2
は、以降説明するようにして、交流入力電圧Vacのレ
ベルを間接的に検出して、この検出レベルが所定以上で
あれば、スイッチング素子Q1のスイッチング動作が停
止されるように制御する。
In this embodiment, a stop control circuit 2 is provided for the above configuration. This stop control circuit 2
Detects the level of the AC input voltage Vac indirectly as described below, and if the detected level is equal to or higher than a predetermined level, controls to stop the switching operation of the switching element Q1.

【0028】この停止制御回路2は、例えば図1の破線
内に示す構成を採るもので、主として、コンパレータO
Pとその出力に対して接続されるダイオードD5を備え
て形成される。上記コンパレータOPの非反転入力に
は、抵抗R2,R3により入力電圧Vinを分圧して得
られる電圧値が入力され、反転入力には基準電圧Vre
fが入力される。ダイオードD5は、そのアノードがコ
ンパレータOPの出力に対して接続され、カソードはス
イッチング制御回路1の端子T3(過電流検出)に対し
て接続されている。この場合には、ダイオードD5の出
力が停止制御回路2の検出出力、つまり検出信号Vop
とされる。
This stop control circuit 2 adopts, for example, the configuration shown in the broken line in FIG.
It is formed with a diode D5 connected to P and its output. A voltage value obtained by dividing the input voltage Vin by the resistors R2 and R3 is input to the non-inverting input of the comparator OP, and the reference voltage Vre is input to the inverting input.
f is input. The diode D5 has an anode connected to the output of the comparator OP and a cathode connected to a terminal T3 (overcurrent detection) of the switching control circuit 1. In this case, the output of the diode D5 is the detection output of the stop control circuit 2, that is, the detection signal Vop.
It is said.

【0029】この構成では、コンパレータOPは、入力
電圧Vinの分圧値と基準電圧Vrefとを比較して、
入力電圧Vin分圧値が基準電圧Vrefを越えたとき
にHレベルの信号を出力するように動作する。そして、
このHレベルの信号がダイオードD5を介して検出信号
Vopとしてスイッチング制御回路1の端子T3に印加
されることになる。これに対して、入力電圧Vin分圧
値が基準電圧Vrefを越えない場合には、Lレベルの
検出信号がコンパレータOPから出力されるので、その
出力はダイオードD5により阻止され、スイッチング制
御回路1の端子T3に対して検出信号は印加されないこ
とになる。このときの、検出信号VopとしてはGND
レベルとなる。
In this configuration, the comparator OP compares the divided value of the input voltage Vin with the reference voltage Vref,
It operates so as to output an H-level signal when the input voltage Vin divided value exceeds the reference voltage Vref. And
This H-level signal is applied to the terminal T3 of the switching control circuit 1 as the detection signal Vop via the diode D5. On the other hand, when the divided voltage of the input voltage Vin does not exceed the reference voltage Vref, an L level detection signal is output from the comparator OP, and the output is blocked by the diode D5. No detection signal is applied to the terminal T3. At this time, the detection signal Vop is GND.
Level.

【0030】ここで、入力電圧Vinは、交流入力電圧
Vacを整流して得られる脈流とされることから、コン
パレータOPにおいては、基準電圧Vrefと交流入力
電圧Vacの絶対値レベルを比較しているものと見るこ
とができる。なお、この場合には、コンパレータOPの
出力と反転入力間に対して、例えばノイズ除去用のコン
デンサC3が挿入されている。
Since the input voltage Vin is a pulsating current obtained by rectifying the AC input voltage Vac, the comparator OP compares the reference voltage Vref with the absolute value level of the AC input voltage Vac. You can see that there is. In this case, for example, a capacitor C3 for removing noise is inserted between the output of the comparator OP and the inverted input.

【0031】上記構成による停止制御回路2の動作を、
図2の波形図を参照して説明する。ここで、交流入力電
圧Vacの入力範囲がAC85V〜276Vであると
し、直流出力電圧Voutは350Vでほぼ一定となる
ように制御されるものとする。そして、基準電圧Vre
fとしては、交流入力電圧VacがAC245V(35
0V×0.7)以上となったときに、コンパレータOP
からHレベルが出力されるように設定を行っているもの
とする。
The operation of the stop control circuit 2 having the above configuration is described as follows.
This will be described with reference to the waveform diagram of FIG. Here, it is assumed that the input range of the AC input voltage Vac is AC85V to 276V, and the DC output voltage Vout is controlled to be substantially constant at 350V. Then, the reference voltage Vre
As f, the AC input voltage Vac is AC 245 V (35
0V × 0.7) or more, the comparator OP
It is assumed that the setting is made such that the H level is output from the.

【0032】例えば図2(a)に示すようにして、交流
入力電圧Vacが供給されているとすると、入力電圧V
inは、図2(b)に示すような波形として得られる。
そして、この入力電圧Vinに対して、上記のようにし
て設定された基準電圧Vrefは、図2(b)の一点鎖
線で示すリップル電圧を含んだレベルとなる。
For example, if an AC input voltage Vac is supplied as shown in FIG.
in is obtained as a waveform as shown in FIG.
Then, with respect to this input voltage Vin, the reference voltage Vref set as described above has a level including the ripple voltage indicated by the dashed line in FIG. 2B.

【0033】図2(b)に示す入力電圧Vinと基準電
圧Vrefとの関係に依れば、コンパレータOPからダ
イオードD5を介して端子T3に入力される検出信号V
opは、図2(c)に示す波形が得られることになる。
つまり、入力電圧Vinが基準電圧Vrefを越えてい
る期間(交流入力電圧VacがAC245Vを越えてい
る期間)では所定のHレベルが得られ、入力電圧Vin
が基準電圧Vrefを越えていない期間(交流入力電圧
VacがAC245Vを越えていない期間)ではGND
レベルとなる信号である。
According to the relationship between the input voltage Vin and the reference voltage Vref shown in FIG. 2B, the detection signal V input from the comparator OP to the terminal T3 via the diode D5.
For op, a waveform shown in FIG. 2C is obtained.
That is, a predetermined H level is obtained during a period when the input voltage Vin exceeds the reference voltage Vref (a period when the AC input voltage Vac exceeds 245 V AC), and the input voltage Vin is obtained.
During the period when the voltage does not exceed the reference voltage Vref (the period when the AC input voltage Vac does not exceed 245 V AC).
This is a level signal.

【0034】上記図2(c)に示す検出信号Vopが端
子T3に入力された場合、スイッチング制御回路1で
は、次のように動作する。つまり、図2(d)のスイッ
チング駆動信号Vdsとして示すように、検出信号Vo
pがHレベルの期間では、スイッチング制御回路1は過
電流状態であることを擬似的に検出して、その応答動作
としてスイッチング駆動信号の出力を停止させる。つま
り、スイッチング停止期間T1を設けるようにする。そ
して、検出信号VopがGNDレベルの期間では、通常
動作に従ったスイッチング駆動信号を出力するようにし
て、スイッチング期間T2を設けるようにするものであ
る。
When the detection signal Vop shown in FIG. 2C is input to the terminal T3, the switching control circuit 1 operates as follows. That is, as shown as the switching drive signal Vds in FIG.
During the period when p is at the H level, the switching control circuit 1 falsely detects the overcurrent state, and stops the output of the switching drive signal as a response operation. That is, the switching stop period T1 is provided. Then, during a period when the detection signal Vop is at the GND level, a switching drive signal according to a normal operation is output, and a switching period T2 is provided.

【0035】このようにしてスイッチング動作の制御が
行われた場合、交流入力電圧VacがAC245Vを越
えるような高電圧とされる状態では、スイッチング動作
が停止してインダクタL1における昇圧動作も停止され
ることになる。これにより、例え軽負荷時であっても、
間欠発振等の不安定なスイッチング動作の作用によっ
て、インダクタL1において過剰にエネルギーが蓄積さ
れることが防止されるため、直流出力電圧Voutの急
激な上昇を抑制することができることになる。つまり、
直流出力電圧Voutのレギュレーションを確保するこ
とが可能になるものである。
When the switching operation is controlled as described above, if the AC input voltage Vac is set to a high voltage exceeding 245 V AC, the switching operation is stopped and the boosting operation in the inductor L1 is also stopped. Will be. As a result, even at a light load,
Since the energy is prevented from being excessively accumulated in the inductor L1 by the action of the unstable switching operation such as the intermittent oscillation, the rapid rise of the DC output voltage Vout can be suppressed. That is,
This allows the regulation of the DC output voltage Vout to be ensured.

【0036】ここで、例えば交流入力電圧VacがAC
276Vにまで上昇したような場合、実際入力電圧Vi
nは390V程度となるのであるが、この場合には、上
記図2により説明した動作に従えば、全周期にわたって
スイッチング素子Q1のスイッチング動作が停止される
ことになる。従って、直流出力電圧Voutは、軽負荷
時であっても入力電圧Vinを整流平滑化して得られる
分の390V程度に抑制することが可能となる。
Here, for example, when the AC input voltage Vac is AC
When the voltage rises to 276 V, the actual input voltage Vi
Although n becomes approximately 390 V, in this case, according to the operation described with reference to FIG. 2, the switching operation of the switching element Q1 is stopped over the entire cycle. Therefore, the DC output voltage Vout can be suppressed to about 390 V, which is obtained by rectifying and smoothing the input voltage Vin even under a light load.

【0037】また、逆に交流入力電圧VacがAC24
5V以下となったような場合には、端子T3に印加され
る検出信号VopがGNDレベルとなることで、スイッ
チング制御回路1では、通常のアクティブフィルタとし
ての力率改善動作に復帰するように、スイッチング制御
を実行することになる。
On the contrary, when the AC input voltage Vac is
When the voltage becomes 5 V or less, the detection signal Vop applied to the terminal T3 becomes the GND level, so that the switching control circuit 1 returns to the power factor improving operation as a normal active filter. Switching control will be performed.

【0038】また、本実施の形態においては、上記のよ
うにして直流出力電圧Voutの安定化が確保されるこ
とで、例えばこの直流出力電圧Voutを生成するため
の平滑コンデンサC2については、直流出力電圧Vou
tの過剰な上昇を考慮する必要が無くなるので、従来よ
りも定格電圧の低いものを選定することが可能になるも
のである。
In the present embodiment, the stabilization of the DC output voltage Vout is ensured as described above, so that, for example, the smoothing capacitor C2 for generating the DC output voltage Vout has a DC output voltage. Voltage Vou
Since it is no longer necessary to consider an excessive increase in t, it is possible to select one having a lower rated voltage than before.

【0039】なお、本発明としては上記図1に示した構
成に限定されるものではなく、その細部の構成や、停止
制御回路2の内部構成も変更されて構わないものであ
る。
The present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1, but the detailed configuration and the internal configuration of the stop control circuit 2 may be changed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、例
えば、いわゆる昇圧型チョッパを備えて力率改善が図ら
れるように構成される直流電源回路において、商用交流
電源の入力電圧が所定以上に高くなった状態ではスイッ
チング動作が停止されることになるが、これにより、例
え軽負荷時であってもスイッチング素子の間欠発振は生
じないため、昇圧のために挿入されるインダクタンスに
過剰なエネルギーが蓄積されて過電圧の状態が引き起こ
されることが防止される。つまり、本実施の形態では、
高入力電圧時において負荷変動が生じたような場合で
も、力率改善回路における出力電圧の安定化性能が向上
されるものである。
As described above, according to the present invention, for example, in a DC power supply circuit provided with a so-called step-up type chopper to improve the power factor, the input voltage of the commercial AC power supply exceeds a predetermined level. In this state, the switching operation is stopped.However, even if the load is light, the switching element does not intermittently oscillate. Is accumulated to prevent an overvoltage condition from being caused. That is, in the present embodiment,
Even when a load change occurs at a high input voltage, the output voltage stabilization performance of the power factor correction circuit is improved.

【0041】また、本発明では、過大に出力電圧が跳ね
上がるような現象も防止されることになるため、電源回
路に対して設けられる整流平滑回路の構成部品として、
例えば平滑コンデンサについては従来よりも定格電圧の
低いものを選定することができ、それだけ低コスト化及
び回路の小型化が図られることにもなる。
Further, in the present invention, a phenomenon that the output voltage jumps excessively is also prevented. Therefore, as a component of the rectifying and smoothing circuit provided for the power supply circuit,
For example, a smoothing capacitor having a lower rated voltage than the conventional capacitor can be selected, and accordingly, cost reduction and circuit miniaturization can be achieved.

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

【図1】本発明の実施の形態としての直流電源回路の構
成を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a DC power supply circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態の直流電源回路におけるスイッチ
ング停止のための動作を示す動作波形図である。
FIG. 2 is an operation waveform diagram showing an operation for stopping switching in the DC power supply circuit of the present embodiment.

【図3】従来例としての直流電源回路の構成を示す回路
図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a DC power supply circuit as a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スイッチング制御回路、2 停止制御回路、C1
平滑コンデンサ、C2平滑コンデンサ、C3 コンデン
サ、D1 ブリッジ整流回路、D2 整流ダイオード、
D5 ダイオード、L1 インダクタ、N1 巻線、N
2 巻線、OP コンパレータ、Q1 スイッチング素
子、R1 抵抗、R2 抵抗、R 負荷抵抗、T1〜T
4 端子
1 switching control circuit, 2 stop control circuit, C1
Smoothing capacitor, C2 smoothing capacitor, C3 capacitor, D1 bridge rectifier circuit, D2 rectifier diode,
D5 diode, L1 inductor, N1 winding, N
2 winding, OP comparator, Q1 switching element, R1 resistance, R2 resistance, R load resistance, T1 to T
4 terminals

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 商用交流電源について整流平滑化を行う
整流手段と、 上記整流手段の出力電流経路に挿入される昇圧用のイン
ダクタンス素子と、 上記インダクタンスに流れる電流を断続するスイッチン
グ手段と、 上記スイッチング手段の出力を整流平滑化して直流出力
電圧を得る直流電圧生成手段と、 前記インダクタンス素子の励起電圧及び前記の出力に基
づいて、上記スイッチング手段のスイッチング周波数を
可変制御することで、少なくとも当該直流電源回路の出
力を安定化するスイッチング制御手段を備えている直流
電源回路において、 上記商用交流電源に対応する電圧レベルを検出し、この
検出された電圧レベルが所定の閾値よりも高いとされる
場合には、上記スイッチング手段のスイッチング動作を
停止させるように構成されたスイッチング動作停止手段
を設けたことを特徴とする直流電源回路。
1. A rectifier for rectifying and smoothing a commercial AC power supply, a step-up inductance element inserted into an output current path of the rectifier, a switching unit for interrupting a current flowing through the inductance, and the switching. DC voltage generating means for obtaining a DC output voltage by rectifying and smoothing the output of the means; and variably controlling the switching frequency of the switching means based on the excitation voltage of the inductance element and the output, so that at least the DC power supply. In a DC power supply circuit having switching control means for stabilizing the output of the circuit, a voltage level corresponding to the commercial AC power supply is detected, and when the detected voltage level is determined to be higher than a predetermined threshold value, Is configured to stop the switching operation of the switching means. DC power supply circuit, characterized in that a switching operation stopping means.
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