JPS6122771A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPS6122771A
JPS6122771A JP59142657A JP14265784A JPS6122771A JP S6122771 A JPS6122771 A JP S6122771A JP 59142657 A JP59142657 A JP 59142657A JP 14265784 A JP14265784 A JP 14265784A JP S6122771 A JPS6122771 A JP S6122771A
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JP
Japan
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switching element
inductor
power source
capacitor
time
Prior art date
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JP59142657A
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English (en)
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JPH0588072B2 (ja
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Masahito Onishi
雅人 大西
Hiroyuki Nishino
博之 西野
Futoshi Okamoto
太志 岡本
Masataka Mitani
三谷 正孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、1つのDC電源に並列共振型インバータ部
と昇圧チョッパ部を接続し、交流出力電圧と直流高電圧
を同時に得るように構成した電源装置に関するものであ
る。
〔背景技術〕
第5図ないし第9図に従来例を示す。図において、1は
I)C電源、aはチョッパ部、bはインバータ部である
。2はトランジスタを用いたスイッチング素子、3は発
振トランスの1次巻線、4は2次巻線、5は1次巻線3
と並列接続して並列共振回路を構成する共振用コンデン
サ、6は放電灯などの交流負荷、7はダンパーダイオー
ドである。
8はエネルギー蓄積用のインダクタ、9は整流ダイオー
ド、10は平滑用コンデンサ、11は白熱灯などの直流
負荷、12はトランジスタを用いたスイッチング素子で
ある。
まず、インバータ部aの動作を説明する。
スイッチング素子2のオン、オフ動作で共振回路に断続
的にDC電源1の電圧を供給し、電圧共振によって負荷
6へ効率よく高周波電圧を供給する。第6図に動作波形
を示す。
時刻1(、でスイッチング素子2がオンすると1次巻線
3の電流■3は直線的に増加し、共振用コンデンサ5は
電源電圧Eとなっている。
時刻t1でスイッチング素子2がオフすると1次巻線3
に流れていた電流I3は流れ続けようとし、共振用コン
デンサ5を逆方向に充電していく。
時刻t2で共振用コンデンサ5の電圧は最大となり、1
次巻線3のエネルギーはゼロとなる。ついで共振用コン
デンサ5から1次巻線3ヘエネルギーを放出し、時刻t
3になると共振用コンデンサ5の電圧が電源電圧已にも
どり、ダンパーダイオード7に電源1への回生電流I7
が流れる。
時刻t4になると再びスイッチング素子2がオンし、こ
の繰返しによって2次巻線4を通して負荷6に(glに
示すように電流■6が流れ、エネルギーが供給される。
負荷6へ供給するエネルギーを減少させるため、スイッ
チング素子2のオン時間を短くした場合の動作波形を第
7図に示す。
時刻tlでスイッチング素子2がオフすると1次巻線3
に流れていた電流が流れ続けようとし、共振用コンデン
サ5を逆方向に充電していく。時刻t2で共振用コンデ
ンサ5の電圧は最大となり1次巻線3のエネルギーはゼ
ロとなる。
時刻t3になると共振用コンデンサ5の電圧が電源電圧
Eにもどり、回生電流■7が流れる。
時刻t4になると再び1次巻線3から共振用コンデンサ
5を逆方向に充電する電流が流れ、時刻t5でスイッチ
ング素子2がオンすると、コンデンサ電圧は、(f)に
示すよ′うに電源電圧Eより低いためスイッチング素子
2.コンデンサ5へ大きな充電電流(突入電流)が流れ
る((bl、 fe):lが、2次巻線4より負荷6へ
連続的に変化したエネルギーが供給される。
つぎにチョッパ部6の動作を説明する。
インダクタ8ば、スイッチング素子12のオン。
オフ動作でエネルギーの充放電を行う。時刻t。
でスイッチング素子12がオンすると、第8図に示すよ
うにインダクタ8の電流I8は直線的に増加し、整流ダ
イオード9.平滑用コンデンサ10を通して負荷11の
電流Illは減少してい(。
時刻t1でスイッチング素子12がオフするとインダク
タ8の電流I8はしだいに減少し、負荷電流1 ’11
は増加していく。
時刻t2で再びスイッチング素子12がオンし、ごの繰
返しによってインダクタ8に蓄えられるエネルギーを負
荷11へ供給するものである。
第9図は負荷11に供給するエネルギーを減少するため
にスイッチング素子12のオン時間を短くした場合のも
ので、インダクタ8に蓄えられるエネルギーは減少し、
動作は第8図と同じである。
このよ・)に交流負荷6と直流負荷11の2つにエネル
ギーを同時に供給する場合、スイッチング回路が2つ必
要となり部品点数が増加したり、また負荷へ供給するエ
ネルギーを変化する場合、電圧共振インバー・夕部aの
スイッチング素子12に共振用コンデンサ5の大きな充
電電流(突入電流)が流れ、スイッチングロスの増大に
よる発熱が起こったり、信頼性の低下の問題を生じてい
た。
〔発明の目的〕
この発明の目的は、上記のような問題を解消し、より高
品質で信頼性が高く、コストの低い電源装置を提供する
ことである。
〔発明の開示〕
この発明の電源装置は、直流または整流電源の正極に接
続される発振トランスの1次巻線と共振用コンデンサと
の並列共振回路を有するインバータ部と、前記並列共振
回路の正極に接続したエネルギー蓄積用のインダクタと
前記電源の負極に接続される平滑用コンデンサとの直列
回路を有するチョッパ部と、前記インダクタ・平滑用コ
ンデンサの接続点と前記電源の負極との間を接続したス
イッチング素子と、前記並列共振回路に直列接続する状
態で前記インダクタに並列接続したもので導通方向を前
記電源の負極から正極に向かう方向とする単方向性スイ
ッチ素子とを備えたものである。
この発明の構成によれば、つぎの作用がある。
すなわち、前記スイッチング素子は、インバータ部とチ
ョッパ部とに兼用されているため、部品点数削減による
コストダウンが図られる。
また、負荷への供給エネルギーを減少するためにスイッ
チング素子のオン時間を短くしても、前記単方向性スイ
ッチ素子の存在のために前記兼用型のスイッチング素子
に突入電流が流入することが防止される。したがって、
スイッチングロスが抑制され、信頼性が向上する。
実施例 この発明の第1の実施例を第1図ないし第3図に基づい
て説明する。
第1図に示すように、インバータ部Aとチョッパ部Bと
に共通の1つのスイッチング素子13が設けられている
。すなわち、直流電源1の正極に接続した発振トランス
の1次巻線3と共振用コンデンサ5との並列共振回路を
有するインバータ部へと、前記並列共振回路の正極に接
続したエネルギー蓄積用のインダクタ15と電源lの負
極に接続した平滑用コンデンサ10とそれらの間に接続
した整流ダイオード9との直列回路を有するチョッパ部
Bとがあり、インダクタ15とダイオード9の接続点と
電源1の負極との間にトランジスタを用いたスイッチン
グ素子13とダンパーダイオード16とを個々に接続し
て、スイッチング素子13をインバータ部Aとチョッパ
部Bとに兼用している。
さらに、並列共振回路(3,5)と単方向性スイッチ素
子14との直列回路をインダクタ15に並列接続しであ
る。この単方向性スイッチ素子14は、導通方向を電源
の負極から正極に向かう方向、つまりスイッチング素子
13とは逆方向とするものである。
その他は従来例と同様であるので、同一部分に同一符号
を付すにとどめ、説明を省略する。
この電源装置は、チョッパ部Bのインダクタ15からイ
ンバータ部Aの並列共振回路(3,5)へ共振によって
エネルギーを送り込む構成とし、単方向性スイッチ素子
14によって負荷へのエネルギーを変化した場合でも共
振用コンデンサ5の充電電流が流れないようにしたもの
である。
詳しい動作を第2図および第3図に基づいて説明する。
第2図に示すように、時刻tQでスイッチング素子13
がオンするとインダクタ15にエネルギーが蓄積されて
いく。
時刻t1でオフすると、このインダクタ15の電流11
5は流れ続けようとして、共振用コンデンサ5を逆方向
に充電していき、同時に平滑用コンデンサ10も急速に
充電していく。
時刻t2になると、共振用コンデンサ5の電圧は最大と
なり単方向性スイッチ素子14のためにここから1次巻
線3ヘエネルギーを放出する。この時からコンデンサ1
0へのエネルギー供給は急速に減少し、直流負荷11の
電流1口は減少し、ていく。
時刻L3になると、共振用コンデンサ5の電圧V5は電
源電圧已にもどり、ダンパータイオード16を介して回
生電流I 16が流れる。
時刻t4になり、スイッチング素子13か再びオンし、
この繰返しによって負荷6には電流■6、負荷11には
電流r++のような交流および直流が同時にそれぞれの
負荷へ供給される。
それぞれの負荷6.11に供給するエネルギーを減少さ
せるために、スイッチング素子13のオン時間を短くし
た場合の動作波形を第3図に示す。・時刻tQでスイッ
チング素子13がオンすると、インダクタ15の電流1
15は直線的に増加する。
時刻t1でオフすると、電流r+sは流れ続けようとし
、共振用コンデンサ5を逆方向に充電していく。さらに
、平滑用コンデンサ10も充電していく。
時刻t2になると共振用コンデンサ5の電圧は最大とな
り、平滑用コンデンサ10の電圧も最大となる。この時
から、共振用コンデンサ5から1次巻線3へ単方向性ス
イッチ素子14のために、エネルギーを放出し、直流電
流inは減少していく。
時刻t3になると共振用コンデンサ5の電圧は電源電圧
Eにもどり、ダンパーダイオード16を通して回生電流
rlfl、が流れる。
時刻t4になると、再び1次巻線3から共振用コンデン
サ5への充電電流が流れ、共振の2つ目の山が現れる。
時刻t5になりスイッチング素子13が再びオンすると
、単方向性スイッチ素子14のために共振用コンデンサ
5からスイッチング素子13への急1唆な充電電流は流
れない。
なお、(jlの時刻t1において電圧■5がとび上った
形となるのは、スイッチング素子13がオフする時にイ
ンダクタ15と共振用コンデンサ5の電圧か異っている
ためである。
このようにインバータ部Aとチョッパ部Bとを1つのス
イッチング素子13で駆動でき、かつ単方向性スイッチ
素子14のために共振用コンデンサ5からの急峻な充電
電流を阻止できるのである。
第2の実施例を第4図に基づいて説明する。
並列共振回路(3,5)の負極とスイッチング素子13
の正極とを直結し、並列共振回路(3゜5)の正極とイ
ンダクタ15の正極とを単方向性スイッチ素子14で接
続しである。
その他は第1の実施例(第1図)と同様であるので、同
一部分に同一符号を付すにとどめ、説明を省略する。動
作も第2図、第3図と同様である。
〔発明の効果〕
この発明によれば、スイッチング素子を、インバータ部
とチョッパ部とに兼用しているため、部品点数削減によ
るコストダウンを図ることができ、また、負荷への供給
エネルギーを変化するためにスイッチング素子のオン時
間を短くしても、単方向性スイッチ素子の存在のために
兼用型のスイッチング素子に突入電流が流入することを
防止でき\スイッチングロスの抑制と信頼性の向上とを
図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例の電気回路図、第2図
および第3図はその各部の動作波形図、第4図は第2の
実施例の電気回路図、第5図は従来例の電気回路図、第
6図および第7図はそのインバータ部の各部の動作波形
図、第8図および第9図はそのチョッパ部の各部の動作
波形図である。 1・・・電源、3・・・1次巻線、5・・・共振用コン
デンサ、10・・・平滑用コンデンサ、13・・・スイ
ッチング素子、14・・・単方向性スイッチ素子、15
・・・エネルギー蓄積用インダクク、A・・・インバー
タ部、B・・・チョッパ部 第1図 第4図 第7図 tot1t2 第8図 1 ′] ot1t2 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直流または整流電源の正極に接続される発振トランスの
    1次巻線と共振用コンデンサとの並列共振回路を有する
    インバータ部と、前記並列共振回路の正極に接続したエ
    ネルギー蓄積用のインダクタと前記電源の負極に接続さ
    れる平滑用コンデンサとの直列回路を有するチョッパ部
    と、前記インダクタ・平滑用コンデンサの接続点と前記
    電源の負極との間を接続したスイッチング素子と、前記
    並列共振回路に直列接続する状態で前記インダクタに並
    列接続したもので導通方向を前記電源の負極から正極に
    向かう方向とする単方向性スイッチ素子とを備えた電源
    装置。
JP59142657A 1984-07-10 1984-07-10 電源装置 Granted JPS6122771A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59142657A JPS6122771A (ja) 1984-07-10 1984-07-10 電源装置

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JP59142657A JPS6122771A (ja) 1984-07-10 1984-07-10 電源装置

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JPS6122771A true JPS6122771A (ja) 1986-01-31
JPH0588072B2 JPH0588072B2 (ja) 1993-12-20

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55122478A (en) * 1979-03-15 1980-09-20 Toshiba Corp Single-ended high-frequency-switching-type power supply
JPS60174486U (ja) * 1984-04-23 1985-11-19 ソニー株式会社 スイツチング式電源回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55122478A (en) * 1979-03-15 1980-09-20 Toshiba Corp Single-ended high-frequency-switching-type power supply
JPS60174486U (ja) * 1984-04-23 1985-11-19 ソニー株式会社 スイツチング式電源回路

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JPH0588072B2 (ja) 1993-12-20

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