KR950001293Y1 - 전원회로(power source circuit) - Google Patents

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KR950001293Y1
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키이치 시미즈
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도오시바 라이텍쿠 가부시끼가이샤(Toshiba Lighting&Technology Corporation)
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Abstract

내용 없음.

Description

전원회로(POWER SOURCE CIRCUOT)
제1도는 종래의 전원회로의 예를 나타낸 회로 구성도.
제2도는 제1도의 본 고안의 전원회로의 1실시예를 나타낸 회로 구성도.
제3도는 본 고안의 전원회로의 제2실시예를 나타낸 회로 구성도.
제4도는 본 고안의 전원회로의 제3실시예를 나타낸 회로 구성도.
제5도는 본 고안의 전원회로의 제4실시예를 나타낸 회로 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 전원 14 : 정류회로
16 : 리액터 18 : 전해 콘덴서
20,22,74,76 : 역도통형 스위치(역도통형 스위치수단)
24,26,32,48,50,70,72,94 : 콘덴서
28,82 : 부하 30 : 상용교류전원(교류전원수단)
34,52,60,92 : 인덕터 36 : 입력필터
38 : 다이오드 브리지 (전파정류회로) 40 : 다이리스터
42 : 저항
44 : 게이트 제어장치(게이트 제어유니트)
46 : 돌입전류 방지회로(돌입전류 방지수단)
54,58,66,68 : 다이오드 56 : 평활콘덴서
62,64 : 전계효과 트랜지스터 78,80 : 제어회로
84,86 : 필라멘트 88 : 시동용 콘덴서
90 : 방전램프 96 : 인덕터
본 고안은 전원회로에 관한 것으로, 특히 저주파 교류를, 직류를 개재하여 고주파 교류로 변환하여 출력하는 전원회로에 관한 것이다.
근년, 상용교류전원에 접속되는 조명용의 인버터등의 전원회로의 입력 전류에 대한 고주파의 규제가 매년 엄격해지고 있다.
이 때문에, 종래와 같이 단순히 고효율인 것만으로 충분치 않고, 저왜(低歪)입력을 실현하는 회로가 요구되었다.
그리고, 이와 같은 저왜입력을 실현하기 위하여 입력에 쵸퍼회로를 형성하여 입력전류를 제어하는 구성이 알려져 있다.
그러나, 입력에 쵸퍼회로를 형성하면, 전원회로의 구성이 쵸퍼회로와 인버터회로의 2단 변환으로 되어 부품갯수가 증가되고, 값이 싼 구성으로 하는 것이 불가능한 것이다.
그러므로, 예를 들면, 일본국 특개소 61-94569호 공보에 나타내는 구성이 알려졌다.
이 회로는 제1도에 나타낸 바와 같이, 상용교류전원(12)의 출력단에 정류회로(14)가 접속되어 있다.
이 정류회로(14)의 출력단의 한쪽에는 리액터(16)의 한끝단이, 그리고, 상기 리액터(16)의 타단에는 평활용의 전해 콘덴서(18)가 접촉되어 있다.
또한, 이 전해 콘덴서(18)의 양단에는 역도통형 스위치(20) 및 역도통형 스위치(22)로 구성되는 직렬회로와, 2개의 콘덴서(24) 및 (26)으로 구성되는 직렬회로가 각각 병렬로 접속되어 있다.
상기 역도통형 스위치(20) 및 (22)의 접속점은 상기 정류회로(12)의 타단에 접속되어 있다.
또한, 상기 2개의 역도통형 스위치(20) 및 (22)의 접속점과 2개의 콘덴서(24) 및 (26)의 접속점 사이에는 부하(28)가 접속되어 있다.
이와 같이 구성된 전원회로에 있어서, 역도통형 스위치(20) 및 (22)가 교대로 고주파에 의하여 온, 오프를 반복한다.
그러면, 상기 회로는 인버터의 동작을 함과 동시에, 역도통형 스위치(20)가 쵸퍼의 동작을 하여 평활콘덴서를 충전한다.
그러나, 이러한 종래의 회로의 경우, 쵸퍼 작용에 따라 승압되므로, 직류전압은 교류전압의 피크전압의 2배이상의 설계할 필요가 있다.
이 때문에, 예를들면, 교류 100V의 경우는 직류 약 300V로 되며, 스위치 소자의 선택상의 문제는 없다.
그러나, 교류 200V의 경우에는 직류 600V로 되어 스위치 소자의 선택이 곤란하다.
또한, 쵸퍼 작용에 의해 입력전류가 단속되므로 평활하기 위한 필터회로가 필요하다. 이것은 상당한 큰 용량 및 인덕턴스가 필요로 된다.
더욱이, 역도통형 스위치(20), 그 자체 1개로 전용량이 스위칭을 부담한다. 하지만, 적어도 역도통형 스위치(20)는 전류정격이 큰 것이 필요로 되는 등의 이유에 의해 단가가 높아지는 문제를 갖는 것이다.
따라서, 본 고안의 목적은 입력전류의 맥동소자의 내압용량을 적게 하는 것에 의해 코스트 절감을 도모할 수 있는 전원회로를 제공하기 위한 것이다.
본 고안의 일 실시형태에 따르면, 교류전원과, 이 교류전원의 양단에 접속되고, 콘덴서와 인덕터를 가지는 입력필터와, 상기 교류전원에 접속된 전파정류회로와, 상기 전파정류회로의 양단 출력에 접속되고, 평활콘데서 및 2개의 인덕터와 상기 전파정류회로의 출력에 순방향의 다이오드로 구성되는 직렬회로와, 상기 평활콘덴서에 병렬로 접속되고 각각 직렬로 접속하여 구성되는 역도통형 스위치와, 평활콘텐서에 병렬로 접속된 분압용의 콘덴서 및, 상기 전파정류회로의 양출력단에 직렬로 접속되고, 상기 인덕터의 축적 에너지를 상기 평활콘텐서로 공급하는 경로를 형성하는 콘덴서를 구비한 것으 특징으로 한 전원회로가 제공된다.
본 고안의 다른 실시예에 따르면, 교류전원과, 이 교류전원의 양단에 접속되고, 콘텐서와 인덕터를 가지는 입력필터와, 상기 교류전원에 접속된 전파정류회로와, 상기 전파정류회로의 양출력단에 접속되고, 평활콘덴서 및 상기 전파정류회로의 출력에 순방향의 다이오드로 이루어지는 직렬회로와, 상기 평활콘덴서에 병렬로 접속되고, 직렬로 접속하여 구성되는 역도통형 스위치와, 상기 평활콘덴서에 병렬로 접속된 분압용의 콘덴서의 접속점 사이에 접속된 인덕터 및 , 상기 전파정류회로의 양 출력단에 직렬로 접속되고, 상기 역도통형 스위치의 교호의 온/오프에 따라서 상기 인덕터의 축적에너지를 상기 평활콘덴서로 공급하는 경로를 형성하는 적어도 2개의 콘덴서를 구비한 것을 특징으로 한 전원회로가 제공된다.
(실시예)이하, 첨주된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 설명한다.
제2도는 본 고안에 따른 제1의 실시예에 관한 전원회로의 회로 구성도를 나타낸 것이다.
동 도면에 있어서, 상용교류전원(30)의 양단에는 콘덴서(32) 및 인덕터(34)로 구성되는 입력필터(36)와, 이 입력필터(36)를 통하여 전파정류회로로서의 다이오드 브리지(38)의 입력단이 접속되어 있다.
상기 다이오드 브리지(38)의 출력측의 한쪽 끝단에는 다이리스터(40) 및 이 다이리스터(40)와 병렬로 접속된 저항(42), 게이트 제어장치(44)를 갖는 돌입(突入)전류 방지회로(46)가 접속되어 있다.
그리고, 상기 다이오드 브리지(38)의 양 출력단에는 상기 돌입전류 방지회로(46)를 통하여 직렬로 접속된 2개의 콘덴서(48) 및 (50)이 접속됨과 동시에, 인덕터(52), 다이오드(54), 평활콘덴서(56), 다이오드(58), 인턱터(60)의 직렬회로가 접속되어 있다.
또한, 상기 다이오드(54) 및 (58)의 극성은, 다이오드 브리지(38)의 출력에 대하여 각각 도시된 바와 같이 순방향으로 접속되어 있다.
또한, 평활콘덴서(56)에 대하여 직렬접속된 전계효과 트랜지스터(62) 및 (64), 직렬접속된 다이오드(66) 및 (68), 그리고, 직렬접속된 분압용의 콘덴서(70) 및 (72)가 각각 병렬로 접속되어 있다.
상기 다이오드(66) 및 (68)는 각각 상기 다이오드 브리지(38)와는 역저지 방향으로 접속되어 있다.
또한, 전계효과 트랜지스터(62) 및 (64)의 접속점과 다이오드(66) 및 (68)의 접속점은 상술한 콘덴서(48) 및 (50)의 접속점에 접속되어 있다.
상기 전계효과 트랜지스터(62)와 다이오드(66), 전계효과 트랜지스터(64)와 다이오드(68)는 각각 역도통형스위치(74) 및 (76)를 형성한다.
더욱이, 전계효과 트랜지스터(62) 및 (64)에는 각각 고주파의 온·오프를 제어하기 위한 제어회로(78) 및 (80)가 접속되어 있다.
상기 역도통형 스위치(74) 및 (76)의 접속점과 상기 콘덴서(70) 및 (72)의 접속점 사이에는 부하(82)가 접속되어 있다.
이 부하(82)는, 예로는 그의 필라멘트(84) 및 (86)이 사이에 시동용 콘덴서(88)가 접속된 방전램프(90)와, 상기 필라멘트(84)에 직렬접속된 인덕터(92)를 갖는 구성으로 되어 있다.
또한, 평활콘덴서(56)의 직류전압은 부하(82)의 교류전압 이상으로 정하는 것으로 한다.
또한, 상기 인덕터(52) 및 (60)의 값은 전계효과 트랜지스터(62) 및 (64)의 온 시간에 부하의 용량에서 일단 전류가 0으로 까지 저하하고, (측적에너지를 방출하여 빼냄) 전류를 불연속 모우드와 같이 설정하는 것이다.
다음에, 이와 같이 구성된 전원회로의 동작에 대하여설명한다. 동 도면에 있어서, 상용교류전원(30)에서의 전류가 입력필터(36) 및 다이오드 브리지(38)를 통하여 입력된다. 이것에 의해, 입력전압은 콘덴서(48) 및 (50)에서 각각 ½ 분압되어 2개의 직류전원으로 된다.
상기 콘덴서(48) 및 (50)는 상용교류전원(30)의 주파수 성분에 대하여는 소위 평활작용을 하는 것은 아니다.
이 상태에서, 전계효과 트랜지스터(62) 및 (64)를 고주파로 온·오프시킨다. 그리고, 먼저, 전계효과 트랜지스터(62)가 온하면, 전계효과 트랜지스터(64)는 오프로 된다.
이것에 의해 콘덴서(48)의 전하는 콘덴서(48)로 인덕터(52), 다이오드(54), 전계효과 트랜지스터(62) 및 콘덴서(48)의 경로로 흐른다.
그리고, 인덕터(52)에 콘덴서(48)로부터의 에너지가 축적된다.
한편, 콘덴서(50)의 전하는 콘덴서(50)에서 다이오드(66), 평활콘덴서(56), 다이오드(58), 인덕터(60), 그리고, 콘덴서(50)의 경로로 흐른다.
이 경우, 인덕터(60)에서 에너지가 방출되어 평활콘덴서(56)가 충전된다.
다음에, 전계효과 트랜지스터(62)가 오프하면, 전계효과 트랜지스터(64)가 온으로 된다.
그러면, 콘덴서(48)의 전하는 콘덴서(48)에서 인덕터(52), 다이오드(54), 평활콘덴서(56), 다이오드(68) 및 콘덴서(48)의 경로로 흐른다.
그리고, 인덕터(52)에서 에너지가 방출되어 평활콘덴서(56)가 충전된다. 이것에 대하여 콘덴서(50)의 전하는 콘덴서(50)에서 전계효과 트랜지스터(64), 다이오드(58), 인덕터(60), 그리고 콘덴서(50)의 경로로 흐른다. 이 경우, 인덕터(60)에 콘덴서(50)로부터의 에너지가 축적된다.
이와 같은 동작을 반복함으로써 180°의 위상차를 갖는 2개의 승압 쵸퍼동작을 행하는 것이다.
더욱이 전계효과 트랜지스터(62) 및 (64)가 교대로 고주파로 온·오프되는 것에 의해 하프브리지 인버터로서의 동작이 행하여지며, 따라서 부하에 고주파를 공급하는 것이 가능해진다.
상술한 실시예 의하면, 평활콘덴서(56)의 직류전압을 부하(82)의 직류저압의 피크값 이상으로 설정하여 인덕터(52) 및 (60)의 값을 전류불연속 모우드로 하였기 때문에 , 저주파의 입력전류는 입력전압파형에 가깝게 한 것으로 되어 고역률, 저왜를 달성할 수 있다.
이와 같이 ½ 용량의 쵸퍼를 180°의 위상차로 2개 병렬로 접속하였기 때문에 입력전류의 맥동이 제거되어 종래보다 입력전류의 맥동을 적게하는 것이 가능하다. 따라서, 입력필터(36)의 구성을 간소화하는 것은, 코스트를 절감하는 것이 된다.
또한, 2개의 콘덴서(48) 및 (50)로 정류된 전압을 분압하였기 때문에, 예를들면, 교류전압이 200V로도 직류전압 약 300V의 전압설계가 가능하다.
따라서, 전류용량, 내압이 작은 역도통형 스위치(74) 및 (76)를 사용하는 것이 되어, 코스트를 저감하는 것이 가능하다.
다음에, 제3도를 참조하여, 본 고안의 제2실시예를 설명한다.
단, 이하의 실시예에 있어서 동일 구성요소에는 동일의 참조부호를 기입한 것으로 하며, 그의 전체의 동작에 있어서는 상술한 제1의 실시예의 구성과 동일한 것은 그의 설명을 생략한다.
제3도에 나타낸 전원회로는 제2도에 나타낸 회로에 있어서, 콘덴서(50)를 제거하고, 대신에 돌입전류 방지회로(46)를 개재한 다이오드 브리지(38)의 양단 사이에 콘덴서(94)를 접속하여 구성한다.
이와 같이 구성된 전원회로에 있어서, 전계 효과 트랜지스터가 오프 상태에서 온상태로 되면, 콘덴서(48) 및 다이오드(66)에 흐르는 전류는 인덕터(52) 및 다이오드(54)에 분류되도록 된다.
동 실시예에 의하면 상술한 제1실시예에 비하여 고주파 리플의 증가가 생기기는 하였으나, 부품 갯수의 감소 및 고역률화를 달성할 수 있다.
제4도는 본 고안의 전원회로의 제3의 실시예를 나타내는 회로 구성도이다. 이 제3실시예로서는 상술한 제2의 실시예와 동일하게 제2도의 회로에 회로에 있어서, 콘덴서(48)를 제거하고, 대신에 돌입전류 방지회로(46)를 개재한 다이오드 브리지(38)의 양단 사이에 콘덴서(94)를 접속하여 구성한 것이다.
또한 제5도는 본 고안의 전원회로의 제4실시예를 나타낸 회로 구성도이다.
동 도면에 나타낸 전류회로는 제2도에 나타내는 전원회로의 2개의 인덕터(52) 및 (60)을 제거하고, 콘덴서(48) 및 (50)의 접속점과 역도통형 스위치(74) 및 (76)의 접속점과의 사이에 1개의 인덕터(96)를 접속한 구성의 것이다.
이 경우, 인덕터(96)에는 3각파 형상의 교류전류가 흐르는 것이 된다.
이러한 구성의 회로에 있어서, 제3도에 나타낸 바와 같이 콘덴서(50)에 대신하여 돌입전류 방지회로(46)를 개재한 다이오드 브리지(38)의 양단 사이에 콘덴서를 접속하여도 좋다.
또한, 제4도에 나타낸 바와 같이, 콘덴서(48)에 대신하여 돌입전류 방지회로(46)를 개재한 다이오드 브리지 (38)의 양단 사이에 콘덴서(94)를 접속하여도 좋다.
또한, 상술한 어떠한 실시예에 있어서도 부하(82)는 평활콘덴서(56)에 대하여 병렬로 접속한 것으로 하여도 좋다.

Claims (2)

  1. 교류전원(30)과, 이 교류전원(30)의 양단에 접속되고, 콘덴서(32)와 인덕터(34)를 가지는 입력필터(36)와, 상기 교류전원(30)에 접속된 전파 정류회로(38)와, 상기 전파정류회로(38)의 양단 출력에 접속되고, 평활콘덴서(56) 및 2개의 인덕터(52),(60)와, 상기 전파정류회로(38)의 출력에 순방향의 다이오드(54),(58)로 구성되는 직렬회로와, 상기 평활콘덴서(56)에 병렬로 접속되고 각각 직렬로 접속하여 구성되는 역도통형 스위치(74)(76)와, 평활콘덴서(56)에 병렬로 접속된 분압용의 콘덴서(70),(72) 및 , 상기 전파정류회로 (38)의 양출력단에 직렬로 접속되고, 상기 인덕터(52),(60)의 축적 에너지를 상기 평활콘덴서(56)의 공급하는 경로를 형성하는 콘덴서(48),(50)를 구비한 것을 특징으로 한 전원회로.
  2. 교류전원(30)과, 이 교류전원(30)의 양단에 접속되고, 콘덴서(32)와 인덕터(34)를 가지는 입력필터(36)와, 상기 교류전원(30)에 접속된 전파정류회로(38)와, 상기 전파정류회로(38)의 양출력단에 접속되고, 평활콘덴서(56) 및 상기 전파정류회로(38)의 출력에 순방향의 다이오드(54),(58)로 이루어지는 직렬회로와, 상기 평활콘덴서(56)에 병렬로 접속되고, 직렬로 접속하여 구성되는 역도통형 스위치(74)(76)와, 상기 평활콘덴서(56)에 병렬로 접속된 분압용의 콘덴서(70)과(72) 및, 상기 전파 정류회로(38)의 한끝단의 출력단 및 상기 역도통형 스위치(74),(76)의 접속점 사이에 접속된 인덕터(96) 및, 상기 전파정류회로(38)의 양 출력단에 직렬로 접속되고, 상기 역도통형 스위치(74),(76)의 교호의 온/오프에 따라서 상기 인덕터(96)의 축적에너지를 상기 평활콘덴서(56)로 공급하는 경로를 형성하는 2개의 콘덴서(48),(50)를 구비한 것을 특징으로 한 전원회로.
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