JPS6231371A - 直流電源装置の平滑回路 - Google Patents
直流電源装置の平滑回路Info
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- JPS6231371A JPS6231371A JP16716285A JP16716285A JPS6231371A JP S6231371 A JPS6231371 A JP S6231371A JP 16716285 A JP16716285 A JP 16716285A JP 16716285 A JP16716285 A JP 16716285A JP S6231371 A JPS6231371 A JP S6231371A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は直流電源装置に関し、特に小容量の平滑コンデ
ンサを使用するための直流電源装置の平滑回路に関する
ものである。
ンサを使用するための直流電源装置の平滑回路に関する
ものである。
［関連技術及びその問題点］
一般に、直流電源装置は交流電圧をダイオードプリフジ
等の整流回路により整流し、平滑コンデンサにより平滑
して、次段の負荷に安定した直流電圧を供給するもので
ある。第５図は従来方式の平滑回路であって、１は交流
電源、２はダイオードブリッジ、３は平滑コンデンサで
あり、第６図が第５図における平滑出力電圧を示す波形
図である。そして実線が平滑コンデンサ３のない場合の
電圧波形であり、点線がコンデンサ３のある場合の波形
を示している。ここで１．がコンデンサの充電期間であ
り、 ｔ２が放電期間である。第６図の波形図から明
らかなように、コンデンサ３の放電は実線で示す整流波
形のピーク点から始まり、そのカーブはコンデンサの容
量と負荷によって決定され、また充放電の周期（ｔｌ＋
ｔ２）は交流電源１の周波数が５０Ｈｚの場合は１０ｍ
５ｅｃ、８０Ｈｚの場合は８．３ｍ５ｅｃとかなり長い
。従って負荷及び周波数か同じであるならば平滑出力電
圧のりプルを小さくするためには、放電のカーブをゆる
やかにする。つまり静電容量の大きいコンデンサを使用
する必要があり、一般には電解コンデンサが使用されて
いる。
等の整流回路により整流し、平滑コンデンサにより平滑
して、次段の負荷に安定した直流電圧を供給するもので
ある。第５図は従来方式の平滑回路であって、１は交流
電源、２はダイオードブリッジ、３は平滑コンデンサで
あり、第６図が第５図における平滑出力電圧を示す波形
図である。そして実線が平滑コンデンサ３のない場合の
電圧波形であり、点線がコンデンサ３のある場合の波形
を示している。ここで１．がコンデンサの充電期間であ
り、 ｔ２が放電期間である。第６図の波形図から明
らかなように、コンデンサ３の放電は実線で示す整流波
形のピーク点から始まり、そのカーブはコンデンサの容
量と負荷によって決定され、また充放電の周期（ｔｌ＋
ｔ２）は交流電源１の周波数が５０Ｈｚの場合は１０ｍ
５ｅｃ、８０Ｈｚの場合は８．３ｍ５ｅｃとかなり長い
。従って負荷及び周波数か同じであるならば平滑出力電
圧のりプルを小さくするためには、放電のカーブをゆる
やかにする。つまり静電容量の大きいコンデンサを使用
する必要があり、一般には電解コンデンサが使用されて
いる。
しかし、゛電解コンデンサは他のコンデンサと比較して
寿命が短く電解コンデンサを平滑コンデンサとした電源
装置の寿命はこの電解コンデンサの寿命によって決定さ
れていた。
寿命が短く電解コンデンサを平滑コンデンサとした電源
装置の寿命はこの電解コンデンサの寿命によって決定さ
れていた。
また、他の回路等は集積回路の発達や高周波化によって
小型化されるにもかかわらず平滑コンデンサには静電気
容量の大きいコンデンサが要求されるために電源装置の
小型化は難しいと言う問題もあった。
小型化されるにもかかわらず平滑コンデンサには静電気
容量の大きいコンデンサが要求されるために電源装置の
小型化は難しいと言う問題もあった。
［発明の目的］
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、電解
コンデンサ以外の小容量の°コンデンサを用いてリプル
の少ない直流電圧を供給すると共に、寿命が長くかつ小
型化可能な直流電源装置を提供することを目的とするも
のである。
コンデンサ以外の小容量の°コンデンサを用いてリプル
の少ない直流電圧を供給すると共に、寿命が長くかつ小
型化可能な直流電源装置を提供することを目的とするも
のである。
［発明の構成］
上記目的を達成するための本発明の構成は直流または交
流電圧を整流する整流回路と、この整流回路に接続して
電磁エネルギーを蓄積するインダクタンスと、このイン
ダクタンスに接続して前記電磁エネルギーの放出により
充電される平滑コンデンサと、前記インダクタンスに接
続して前記コンデンサに流れる電流を高周波で断続する
スイッチング素子と、前記平滑コンデンサの平滑出力電
圧を検出してこの電圧に応じて前記スイッチング素子を
制御して前記電磁エネルギーの蓄積、放出を制御する制
御回路とを備え、前記スイッチング素子を高周波でオン
。
流電圧を整流する整流回路と、この整流回路に接続して
電磁エネルギーを蓄積するインダクタンスと、このイン
ダクタンスに接続して前記電磁エネルギーの放出により
充電される平滑コンデンサと、前記インダクタンスに接
続して前記コンデンサに流れる電流を高周波で断続する
スイッチング素子と、前記平滑コンデンサの平滑出力電
圧を検出してこの電圧に応じて前記スイッチング素子を
制御して前記電磁エネルギーの蓄積、放出を制御する制
御回路とを備え、前記スイッチング素子を高周波でオン
。
オフさせ、前記コンデンサの充放電の周期を短かくする
ことにある。
ことにある。
［実施例コ
以下、図面に基づいて本発明装置の一実施例を詳述する
。第１図において、１は交流電源。
。第１図において、１は交流電源。
２はダイオードブリッジであり、交流電圧を整流して整
流出力電圧を供給する。３はダイオードブリッジ２の出
力側に並列に接続される第１平滑コンデンサ、４は同出
力側に直列に接続されるインダクタンス、５は同出力側
に並列に接続されるスイッチング素子たるトランジスタ
であり、インダクタンス４はトランジスタ５のオンの時
に電磁エネルギーを蓄積し、オフの時にこのエネルギー
を放出して、前記整流出力電圧に重畏させてダイオード
６を介して第２平滑コンデンサ７を充電する。
流出力電圧を供給する。３はダイオードブリッジ２の出
力側に並列に接続される第１平滑コンデンサ、４は同出
力側に直列に接続されるインダクタンス、５は同出力側
に並列に接続されるスイッチング素子たるトランジスタ
であり、インダクタンス４はトランジスタ５のオンの時
に電磁エネルギーを蓄積し、オフの時にこのエネルギー
を放出して、前記整流出力電圧に重畏させてダイオード
６を介して第２平滑コンデンサ７を充電する。
８は第２＋７滑コンデンサ７の平滑出力電圧を検出し、
トランジスタ５のオン、オフを制御するパルス幅制御回
路である。
トランジスタ５のオン、オフを制御するパルス幅制御回
路である。
９は第２平滑コンデンサ７によって平滑された直流出力
電圧を交流に変換するインバータ回路、１０はパルスト
ランス、１１はインバータ回路９及びパルストランス１
０により高周波変換された高周波電圧を整流、平滑する
整流平滑回路、１２はその出力側に接続する負荷である
。尚、インバータ回路９．パルストランスｌＯ及び整流
平滑回路１１を省略したり、総称して負荷１２とするこ
ともできる。また、前記第１及び第２平滑コンデンサ３
．７は電解コンデンサ以外の小容量のコンデンサを使用
しているが、電解コンデンサでも小型で寿命が長いもの
も使用できる。
電圧を交流に変換するインバータ回路、１０はパルスト
ランス、１１はインバータ回路９及びパルストランス１
０により高周波変換された高周波電圧を整流、平滑する
整流平滑回路、１２はその出力側に接続する負荷である
。尚、インバータ回路９．パルストランスｌＯ及び整流
平滑回路１１を省略したり、総称して負荷１２とするこ
ともできる。また、前記第１及び第２平滑コンデンサ３
．７は電解コンデンサ以外の小容量のコンデンサを使用
しているが、電解コンデンサでも小型で寿命が長いもの
も使用できる。
以上のように構成される本発明の動作を第２図及び第３
図も参照して説明する。
図も参照して説明する。
交流電源１からの交流入力電圧はダイオードブリッジ２
で整流される。そして、パルス幅制御回路８は第２平滑
コンデンサ７の電圧値を検出し、整流出力波形の各部分
ではその降下した電圧値に応じてパルス幅が広くなるよ
う、また整流出力波形の山部分ではその上昇した電圧値
に応じてパルス幅が狭くなるようなパルス幅信号を発生
する。このパルス幅信号は第２図（Ｂ）に示すように、
周波数を一定にしておいて、トランジスタ５のオン時間
であるパルス幅を増減してデユーティサイクルを変化さ
せるものであり、パルス幅信号がオンつまリトランジス
タ５がオンの時にインダクタンス４には電磁エネルギー
が蓄積され、パルス幅信号がオフつまりトランジスタ５
がオフの時にこの蓄積された電磁エネルギーがダイオー
ド６を通じて放出されて、第２平滑コンデンサ７を充電
し、第２図（Ａ）に示すように整流出力波形の谷部分に
Ｖｒ！、畳されて平滑出力波形となる。尚、パルス幅制
御回路８はｗＩＪ２平滑コ平滑コンデンサ力電圧を検出
するが、インダクタンス４のエネルギー放出により整流
出力波形の谷部分に重畳された電圧も含めて検出し、そ
れに対応したパルス幅の信号を発生する。
で整流される。そして、パルス幅制御回路８は第２平滑
コンデンサ７の電圧値を検出し、整流出力波形の各部分
ではその降下した電圧値に応じてパルス幅が広くなるよ
う、また整流出力波形の山部分ではその上昇した電圧値
に応じてパルス幅が狭くなるようなパルス幅信号を発生
する。このパルス幅信号は第２図（Ｂ）に示すように、
周波数を一定にしておいて、トランジスタ５のオン時間
であるパルス幅を増減してデユーティサイクルを変化さ
せるものであり、パルス幅信号がオンつまリトランジス
タ５がオンの時にインダクタンス４には電磁エネルギー
が蓄積され、パルス幅信号がオフつまりトランジスタ５
がオフの時にこの蓄積された電磁エネルギーがダイオー
ド６を通じて放出されて、第２平滑コンデンサ７を充電
し、第２図（Ａ）に示すように整流出力波形の谷部分に
Ｖｒ！、畳されて平滑出力波形となる。尚、パルス幅制
御回路８はｗＩＪ２平滑コ平滑コンデンサ力電圧を検出
するが、インダクタンス４のエネルギー放出により整流
出力波形の谷部分に重畳された電圧も含めて検出し、そ
れに対応したパルス幅の信号を発生する。
第３図（Ａ）は第１平滑コンデンサ３の両端の電圧波形
を示しており、第６図で示される様な大きな平滑効果は
必要なく、谷の部分の電圧がＯ■にならない程度の十分
小さい静電容量のコンデンサで十分である。
を示しており、第６図で示される様な大きな平滑効果は
必要なく、谷の部分の電圧がＯ■にならない程度の十分
小さい静電容量のコンデンサで十分である。
第３図ＣＢ）は第２平滑コンデンサ７の両端の電圧波形
を示しており整流波形の谷部を前記インダクタンス４及
びトランジスタ５による昇圧回路によって昇圧している
。この場合前記トランジスタ５は高周波でオン、オフを
繰り返すため、第２図（Ａ）の第２平滑コンデンサの充
放電の周期（ｔ３＋ｔ４）は非常に短いものである。
を示しており整流波形の谷部を前記インダクタンス４及
びトランジスタ５による昇圧回路によって昇圧している
。この場合前記トランジスタ５は高周波でオン、オフを
繰り返すため、第２図（Ａ）の第２平滑コンデンサの充
放電の周期（ｔ３＋ｔ４）は非常に短いものである。
第６図の従来の平滑回路と比較すると、（ｔ３＋ｔａ）
＜（（ｔ ｌ＋ Ｌ ２ ）でありｔｌくくｔ２でもあ
る。コンデンサの放電期間ｔ２．ｔ３の間の放電カーブ
はコンデンサの容量と負荷によって決定されるものであ
るから。
＜（（ｔ ｌ＋ Ｌ ２ ）でありｔｌくくｔ２でもあ
る。コンデンサの放電期間ｔ２．ｔ３の間の放電カーブ
はコンデンサの容量と負荷によって決定されるものであ
るから。
負荷と放電による電圧の降下分を同じとすればｔ ３
＜＜ ｔ ２であるからコンデンサの静電容量は非常に
小さくて良いことになる。
＜＜ ｔ ２であるからコンデンサの静電容量は非常に
小さくて良いことになる。
従って第１平滑コンデンサ３においては大きいりプルも
第３図（Ｂ）の様に第２平滑コンデンサ７により平坦な
波形となり、リプルの小さい波形となる。また、パルス
幅制御回路８による検出電圧値の設定を変えることによ
り、第３図（Ｃ）の様に完全な直流電圧を得ることも可
能である。この様にしてトランジスタ５を高周波でオン
、オフさせ、平滑コンデンサの充放電の周期な短くする
ことにより、平滑コンデンサ３．７に電解コンデンサ以
外の小容量のコンデンサを使用できるため寿命が長くか
つ小型のコンデンサを選定できる。
第３図（Ｂ）の様に第２平滑コンデンサ７により平坦な
波形となり、リプルの小さい波形となる。また、パルス
幅制御回路８による検出電圧値の設定を変えることによ
り、第３図（Ｃ）の様に完全な直流電圧を得ることも可
能である。この様にしてトランジスタ５を高周波でオン
、オフさせ、平滑コンデンサの充放電の周期な短くする
ことにより、平滑コンデンサ３．７に電解コンデンサ以
外の小容量のコンデンサを使用できるため寿命が長くか
つ小型のコンデンサを選定できる。
以上本発明の一実施例を詳述したが本発明の要旨の範囲
内で適宜変形可能である０例えば、整流回路は前記全波
整流の他に半波整流等を用いても良い。また、制御回路
８はトランジスタ５のオンまたはオフの期間をほぼ一定
に保ち、その周期を増減してデユーティを変化させる周
波数制御を用いてトランジスタ５を制御しても良い、さ
らに、スイッチング素子はトランジスタの他にＦＥＴ等
も使用できる。
内で適宜変形可能である０例えば、整流回路は前記全波
整流の他に半波整流等を用いても良い。また、制御回路
８はトランジスタ５のオンまたはオフの期間をほぼ一定
に保ち、その周期を増減してデユーティを変化させる周
波数制御を用いてトランジスタ５を制御しても良い、さ
らに、スイッチング素子はトランジスタの他にＦＥＴ等
も使用できる。
第４図は本発明の他の実施例を示しており、第１図にお
ける独立した制御回路８を省略し、インバータ回路９を
直接トランジスタ５に接続して、インバータ回路９のパ
ルス幅信号により同期してトランジスタ５がオン、オフ
を繰り返すものである。この場合、平滑出力電圧の検出
を行なわないので、所望の平滑出力電圧を得るにはイン
ダクタンス４及び第２平滑コンデンサ７の値を適当に選
定しなければならない、そして、トランジスタ５がオン
、オフ制御されて。
ける独立した制御回路８を省略し、インバータ回路９を
直接トランジスタ５に接続して、インバータ回路９のパ
ルス幅信号により同期してトランジスタ５がオン、オフ
を繰り返すものである。この場合、平滑出力電圧の検出
を行なわないので、所望の平滑出力電圧を得るにはイン
ダクタンス４及び第２平滑コンデンサ７の値を適当に選
定しなければならない、そして、トランジスタ５がオン
、オフ制御されて。
インダクタンス４に蓄積される電磁エネルギーを整流出
力電圧に重畳する点は前記実施例と同様である。
力電圧に重畳する点は前記実施例と同様である。
［発明の効果］
以上詳述したように本発明によれば、直流または交流電
圧を整流する整流回路と、この整流回路に接続して電磁
エネルギーを蓄積するインダクタンスと、このインダク
タンスに接続して前記電磁エネルギーの放出により充電
される平滑コンデンサと、前記インダクタンスに接続し
て前記コンデンサに流れる電流を高周波で断続するスイ
ッチング素子と、前記平滑コンデンサの平滑出力電圧を
検出してこの電圧に応じて前記スイッチング素子を制御
して前記電磁エネルギーの蓄積、放出を制御する制御回
路とを備え、前記スイッチング素子を高周波でオン、オ
フさせ、前記平滑コンデンサの充放電の周期を短くした
ことにより、前記平滑コンデンサの容量を従来よりも小
さくしても平滑出力電圧が著しく改善され、リプルの少
ない直流電圧を得ることができ、平滑コンデンサとして
電解コンデンサ以外の小容量のコンデンサを使用できる
ため、長寿命化及び小型化を図れる直流電源装置を提供
できる。
圧を整流する整流回路と、この整流回路に接続して電磁
エネルギーを蓄積するインダクタンスと、このインダク
タンスに接続して前記電磁エネルギーの放出により充電
される平滑コンデンサと、前記インダクタンスに接続し
て前記コンデンサに流れる電流を高周波で断続するスイ
ッチング素子と、前記平滑コンデンサの平滑出力電圧を
検出してこの電圧に応じて前記スイッチング素子を制御
して前記電磁エネルギーの蓄積、放出を制御する制御回
路とを備え、前記スイッチング素子を高周波でオン、オ
フさせ、前記平滑コンデンサの充放電の周期を短くした
ことにより、前記平滑コンデンサの容量を従来よりも小
さくしても平滑出力電圧が著しく改善され、リプルの少
ない直流電圧を得ることができ、平滑コンデンサとして
電解コンデンサ以外の小容量のコンデンサを使用できる
ため、長寿命化及び小型化を図れる直流電源装置を提供
できる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図（Ａ）
は平滑出力波形図、同図ＣＢ）はパルス幅信号波形図、
第３図（Ａ）は第１平滑コンデンサの出力波形図、同図
（Ｂ）及び（Ｃ）は第２平滑コンデンサの出力波形図、
第４図は他の実施例を示す回路図、第５図は従来方式の
整流平滑回路、第６図は第５図における平滑出力波形図
である。 ２・・ダイオードブリッジ、 ３・・第１平滑コンデ
ンサ、 ４−・インダクタンス、５・・トランジスタ
、 ７・・第２平滑コンデンサ、 ８・・制御回路
、 特許出願人 ネミツク・ラムダ株式会社代理人
弁理士 生木 護 第１図 ｍ２図 第３図 第４図 ＠５図
は平滑出力波形図、同図ＣＢ）はパルス幅信号波形図、
第３図（Ａ）は第１平滑コンデンサの出力波形図、同図
（Ｂ）及び（Ｃ）は第２平滑コンデンサの出力波形図、
第４図は他の実施例を示す回路図、第５図は従来方式の
整流平滑回路、第６図は第５図における平滑出力波形図
である。 ２・・ダイオードブリッジ、 ３・・第１平滑コンデ
ンサ、 ４−・インダクタンス、５・・トランジスタ
、 ７・・第２平滑コンデンサ、 ８・・制御回路
、 特許出願人 ネミツク・ラムダ株式会社代理人
弁理士 生木 護 第１図 ｍ２図 第３図 第４図 ＠５図
Claims (1)
- 直流または交流電圧を整流する整流回路と、この整流回
路に接続して電磁エネルギーを蓄積するインダクタンス
と、このインダクタンスに接続して前記電磁エネルギー
の放出により充電される平滑コンデンサと、前記インダ
クタンスに接続して前記コンデンサに流れる電流を高周
波で断続するスイッチング素子と、前記平滑コンデンサ
の平滑出力電圧を検出してこの電圧に応じて前記スイッ
チング素子を制御して前記電磁エネルギーの蓄積、放出
を制御する制御回路とを備え、前記スイッチング素子を
高周波でオン、オフさせ、前記コンデンサの充放電の周
期を短かくすることを特徴とする直流電源装置の平滑回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16716285A JPS6231371A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 直流電源装置の平滑回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16716285A JPS6231371A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 直流電源装置の平滑回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231371A true JPS6231371A (ja) | 1987-02-10 |
Family
ID=15844566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16716285A Pending JPS6231371A (ja) | 1985-07-29 | 1985-07-29 | 直流電源装置の平滑回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6231371A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5768117A (en) * | 1993-12-27 | 1998-06-16 | Hitachi, Ltd. | Power supply system for supplying electric power to a load through plural converters |
| US7220515B2 (en) | 2000-12-06 | 2007-05-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Pressure fluctuation prevention tank structure, electrolyte circulation type secondary battery, and redox flow type secondary battery |
| CN106961213A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-07-18 | 福特全球技术公司 | 可变电压转换器的可变载波的开关频率控制 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688669A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-18 | Fuji Electric Co Ltd | Reduction of output voltage ripple for dc chopper |
-
1985
- 1985-07-29 JP JP16716285A patent/JPS6231371A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5688669A (en) * | 1979-12-20 | 1981-07-18 | Fuji Electric Co Ltd | Reduction of output voltage ripple for dc chopper |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5768117A (en) * | 1993-12-27 | 1998-06-16 | Hitachi, Ltd. | Power supply system for supplying electric power to a load through plural converters |
| US7220515B2 (en) | 2000-12-06 | 2007-05-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Pressure fluctuation prevention tank structure, electrolyte circulation type secondary battery, and redox flow type secondary battery |
| CN106961213A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-07-18 | 福特全球技术公司 | 可变电压转换器的可变载波的开关频率控制 |
| CN106961213B (zh) * | 2015-12-14 | 2020-08-18 | 福特全球技术公司 | 可变电压转换器的可变载波的开关频率控制 |
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