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JP2012120258A - Power-factor improvement circuit - Google Patents

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JP2012120258A
JP2012120258A JP2010265077A JP2010265077A JP2012120258A JP 2012120258 A JP2012120258 A JP 2012120258A JP 2010265077 A JP2010265077 A JP 2010265077A JP 2010265077 A JP2010265077 A JP 2010265077A JP 2012120258 A JP2012120258 A JP 2012120258A
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JP
Japan
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circuit
inductor
auxiliary winding
voltage
switching
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Withdrawn
Application number
JP2010265077A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanori Ashida
雅則 芦田
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Aiphone Co Ltd
Original Assignee
Aiphone Co Ltd
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Publication date
Application filed by Aiphone Co Ltd filed Critical Aiphone Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance safety by restricting generation of an excessive short-circuit current during a short circuit between terminals of an auxiliary winding forming an inductor and preventing a temperature rise in the auxiliary winding.SOLUTION: Between a zero current detection circuit 101 for detecting that energy stored in an inductor 5 is emitted based on an induced voltage from a main winding 50 forming the inductor 5 to an auxiliary winding 51 and the auxiliary winding 51, there is serially connected a protective resistance R3 which restricts an excessive short-circuit current generated during a short circuit caused by substrate corrosion or the like between terminals P1 and P2 of the auxiliary winding 51 to prevent a temperature rise in the auxiliary winding.

Description

本発明は、スイッチング電源に用いられる力率変換回路に係り、特に、安全性を高めた力率改善回路に関する。   The present invention relates to a power factor conversion circuit used for a switching power supply, and more particularly to a power factor improvement circuit with improved safety.

従来から、この種のスイッチング電源装置として、一般に交流電源を入力整流平滑回路により整流・平滑して直流電圧に変換し、この直流電圧をスイッチング素子によって断続し、断続して得られたスイッチング出力を出力整流平滑回路に供給し、整流・平滑して任意の直流出力電圧を得ることが知られている。   Conventionally, as this type of switching power supply device, an AC power source is generally rectified and smoothed by an input rectifying and smoothing circuit to convert it to a DC voltage, and this DC voltage is intermittently switched by a switching element, and the switching output obtained by intermittently is obtained. It is known that an arbitrary DC output voltage is obtained by supplying to an output rectifying / smoothing circuit and rectifying / smoothing.

このようなスイッチング電源装置において、入力側の平滑回路がコンデンサインプット型であると、入力電流が流れるのは、整流電圧が入力平滑コンデンサの充電電圧より高い期間のみとなり、力率を低下させる難点があった。この難点を解消するにあたっては、力率改善機能を有する昇圧型のスイッチング電源装置や、その後段に降圧型スイッチング電源装置を接続して所望の出力を得る方式が採用されている。   In such a switching power supply device, if the smoothing circuit on the input side is a capacitor input type, the input current flows only during a period when the rectified voltage is higher than the charging voltage of the input smoothing capacitor, and there is a difficulty in reducing the power factor. there were. In order to solve this difficulty, a step-up switching power supply device having a power factor improving function or a method of obtaining a desired output by connecting a step-down switching power supply device in the subsequent stage is adopted.

そこで、臨界動作型のスイッチング電源装置として、電流検出回路に、抵抗、コンデンサ、ダイオードからなるインピーダンス回路を内蔵し、交流入力電圧の実効値が低い場合にもスイッチング素子をオン状態に維持することにより、設計の自由度を広くし、スイッチング素子のディレーティングを改善することができるスイッチング電源装置が開示されている(例えば、特許文献1を参照。)。   Therefore, as a critical operation type switching power supply device, an impedance circuit composed of a resistor, a capacitor, and a diode is incorporated in the current detection circuit, and the switching element is kept on even when the effective value of the AC input voltage is low. In addition, a switching power supply device that can increase the degree of design freedom and improve the derating of the switching element has been disclosed (see, for example, Patent Document 1).

特開2004−350361号公報JP 2004-350361 A

しかしながら、背景技術に記載した特許文献1のスイッチング電源装置によれば、インダクタを構成する補助巻線が当該補助巻線の端子間の基板腐食等に因り短絡すると、短絡部分の抵抗値によってはスイッチング動作が継続するため、補助巻線に過多な短絡電流が流れることによって当該補助巻線の温度が上昇し、発煙や発火の危険性があった。   However, according to the switching power supply device disclosed in Patent Document 1 described in the background art, when the auxiliary winding constituting the inductor is short-circuited due to substrate corrosion between the terminals of the auxiliary winding, the switching is performed depending on the resistance value of the short-circuited portion. Since the operation is continued, an excessive short-circuit current flows through the auxiliary winding, which raises the temperature of the auxiliary winding, and there is a risk of smoke or ignition.

本発明は、この難点を解消するためになされたもので、インダクタを構成する補助巻線の端子間の短絡時における過多な短絡電流の発生を制限し、当該補助巻線の温度上昇を防止して安全性を高めた力率改善回路を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve this problem, and restricts the generation of an excessive short circuit current when a short circuit between the terminals of the auxiliary winding constituting the inductor prevents the temperature of the auxiliary winding from rising. The purpose is to provide a power factor correction circuit with improved safety.

前述の目的を達成するため、本発明の第1の態様である力率改善回路は、交流電源を整流・平滑して脈流電源を生成するための全波整流回路と、全波整流回路にて生成される脈流電源の電圧レベルを分圧するための1次側分圧回路と、全波整流回路に接続され主巻線及び補助巻線を有するインダクタと、インダクタをスイッチング駆動させ、全波整流回路にて生成される脈流電源をもとに主巻線にスイッチング電流を蓄えるためのトランジスタと、外部電源からの電源投入時でトランジスタがオン状態であるとき、電圧変換抵抗にて電圧変換されるスイッチング電流のピーク波形と1次側分圧回路の出力波形とが同一な波形となるようにトランジスタをオフ状態に切換え、インダクタに逆起電力を発生させるための第1の制御回路と、主巻線から補助巻線への誘起電圧をもとにインダクタに蓄えられるエネルギーが放出されたことを検出し、トランジスタをオフ状態からオン状態に切換えるための第2の制御回路とを有している。補助巻線及び第2の制御回路のゼロ電流検出回路間には、補助巻線の端子間の基板腐食等に因る短絡時に発生する過多な短絡電流を制限し、当該補助巻線の温度上昇を防止するための保護抵抗が直列接続されるものである。   To achieve the above object, a power factor correction circuit according to a first aspect of the present invention includes a full-wave rectifier circuit for rectifying and smoothing an AC power supply to generate a pulsating power supply, and a full-wave rectifier circuit. The primary side voltage dividing circuit for dividing the voltage level of the pulsating current power generated in this manner, the inductor having the main winding and the auxiliary winding connected to the full wave rectifier circuit, and switching driving the inductor, the full wave A transistor for storing the switching current in the main winding based on the pulsating current generated by the rectifier circuit, and voltage conversion using a voltage conversion resistor when the transistor is on when power is applied from the external power supply A first control circuit for switching the transistor to an off state and generating an electromotive force in the inductor so that the peak waveform of the switching current to be generated and the output waveform of the primary voltage dividing circuit are the same waveform; Main winding The induced voltage to al auxiliary winding is detected that the energy stored in the inductor based on emitted, and a second control circuit for switching the transistor from the off state to the on state. Between the auxiliary winding and the zero current detection circuit of the second control circuit, an excessive short-circuit current generated at the time of a short circuit due to substrate corrosion between the terminals of the auxiliary winding is limited, and the temperature of the auxiliary winding rises A protective resistor for preventing this is connected in series.

また、本発明の第2の態様である力率改善回路は、交流入力電圧を整流するためのダイオードブリッジと、スイッチングによるリップル電流を供給するための入力コンデンサと、入力コンデンサに接続される主巻線及び補助巻線を有するインダクタと、インダクタに逆起電圧を発生させるためにスイッチングを行うトランジスタと、トランジスタのスイッチング動作によりインダクタに発生する電圧を整流するためのダイオードと、ダイオードにより整流した電圧を平滑するための出力コンデンサと、インダクタに直列に巻き込まれて、補助巻線が短絡して破損した場合に、短絡電流を制限して補助巻線の温度上昇を防止するための保護抵抗とを備えるものである。   The power factor correction circuit according to the second aspect of the present invention includes a diode bridge for rectifying an AC input voltage, an input capacitor for supplying a ripple current due to switching, and a main winding connected to the input capacitor. An inductor having a wire and an auxiliary winding, a transistor that performs switching to generate a counter electromotive voltage in the inductor, a diode that rectifies the voltage generated in the inductor by the switching operation of the transistor, and a voltage rectified by the diode. An output capacitor for smoothing and a protective resistor that is wound in series with the inductor to limit the short-circuit current and prevent a temperature rise of the auxiliary winding when the auxiliary winding is short-circuited and damaged Is.

本発明の力率改善回路によれば、インダクタを構成する補助巻線に保護抵抗が直列に巻き込まれているため、この補助巻線の端子間の基板腐食等に因る短絡時に発生する過多な短絡電流が制限され、当該補助巻線の温度上昇を防止することができ、発煙や発火の危険性を抑えることで安全性を高めることができる。   According to the power factor correction circuit of the present invention, since the protective resistor is wound in series in the auxiliary winding constituting the inductor, excessive power that occurs at the time of a short circuit due to substrate corrosion or the like between the terminals of the auxiliary winding. Short circuit current is limited, temperature rise of the auxiliary winding can be prevented, and safety can be enhanced by suppressing the risk of smoke and ignition.

図1は、本発明の実施例による力率改善回路の具体的な構成を示す回路ブロック図である。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a specific configuration of a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の力率改善回路を適用した最良の実施の形態例について、図面を参照して説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, exemplary embodiments to which a power factor correction circuit of the invention is applied will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例による力率改善回路の具体的な構成を示す回路ブロック図である。この力率改善回路には、電気機器等の負荷1、交流電源2、全波整流回路3、1次側分圧回路4、昇圧型のインダクタ5、トランジスタ6、整流平滑回路7、2次側分圧回路8、外部電源9、制御部10、電流制限抵抗R1及び電流・電圧変換抵抗R2が備えられている。   FIG. 1 is a circuit block diagram showing a specific configuration of a power factor correction circuit according to an embodiment of the present invention. The power factor correction circuit includes a load 1 such as an electric device, an AC power source 2, a full-wave rectifier circuit 3, a primary side voltage divider circuit 4, a boost type inductor 5, a transistor 6, a rectifying and smoothing circuit 7, and a secondary side. A voltage dividing circuit 8, an external power source 9, a control unit 10, a current limiting resistor R1, and a current / voltage converting resistor R2 are provided.

ここで、全波整流回路3は、交流電源1を整流・平滑して脈流電源を生成するためのものであり、交流入力電圧Vinを整流するダイオードブリッジDBと、インダクタ5のスイッチングによりリップル電流を供給する入力コンデンサC1とを有している。なお、ダイオードブリッジDBにおいて、その(+)側は、インダクタ5を構成する主巻線50の一端側に接続されており、(−)側は基準電位点に接続されている。さらに、入力コンデンサC1において、その(+)側は、ダイオードブリッジDBの(+)側及び主巻線50の一端側間に接続されており、(−)側は基準電位点に接続されている。   Here, the full-wave rectifier circuit 3 is for rectifying and smoothing the AC power supply 1 to generate a pulsating power supply. The ripple current is generated by switching the diode bridge DB that rectifies the AC input voltage Vin and the inductor 5. And an input capacitor C1. In the diode bridge DB, the (+) side is connected to one end side of the main winding 50 constituting the inductor 5 and the (−) side is connected to a reference potential point. Further, in the input capacitor C1, the (+) side is connected between the (+) side of the diode bridge DB and one end side of the main winding 50, and the (−) side is connected to the reference potential point. .

1次側分圧回路4は、全波整流回路3にて生成される脈流電源の電圧レベルを分圧するために直列接続された第1、第2の分圧抵抗R10、R11を有している。なお、(直列接続された)第1、第2の分圧抵抗R10、R11は、全波整流回路3を構成するダイオードブリッジDBの(+)側及び(−)側間に並列接続されており、その接続点には、制御部10を構成する入力電圧検出回路100が接続されている。   The primary side voltage dividing circuit 4 includes first and second voltage dividing resistors R10 and R11 connected in series in order to divide the voltage level of the pulsating power supply generated by the full-wave rectifier circuit 3. Yes. The first and second voltage dividing resistors R10 and R11 (connected in series) are connected in parallel between the (+) side and the (−) side of the diode bridge DB constituting the full-wave rectifier circuit 3. The input voltage detection circuit 100 constituting the control unit 10 is connected to the connection point.

インダクタ5は、その一端側が全波整流回路3を構成するダイオードブリッジDBの(+)側に接続される主巻線50と、主巻線50の誘起電圧が受電される補助巻線51と、当該インダクタに直列に巻き込まれた保護抵抗R3とを有している。なお、主巻線50において、その他端側は、整流平滑回路7を構成するダイオードD1のアノードに接続されている。また、補助巻線51において、その一端側は基準電位点に接続されており、他端側は、保護抵抗R3、電流制限抵抗R1を順次経由して制御部10を構成するゼロ電流検出回路101に接続されている。さらに、保護抵抗R3は、補助巻線51及び当該保護抵抗の端子間P1、P2間の基板腐食等に因る短絡時であって補助巻線51が破損した場合に、過多な短絡電流の発生を制限し、補助巻線51の温度上昇を防止するためのものであって、例えば、その抵抗値が1kΩ程度の当該抵抗が好適とされる。   The inductor 5 has one end connected to the (+) side of the diode bridge DB constituting the full-wave rectifier circuit 3, an auxiliary winding 51 that receives the induced voltage of the main winding 50, And a protective resistor R3 wound in series with the inductor. The other end of the main winding 50 is connected to the anode of the diode D 1 that constitutes the rectifying and smoothing circuit 7. Further, one end side of the auxiliary winding 51 is connected to a reference potential point, and the other end side of the auxiliary winding 51 is a zero current detection circuit 101 constituting the control unit 10 via a protective resistor R3 and a current limiting resistor R1 sequentially. It is connected to the. Furthermore, the protective resistor R3 generates excessive short-circuit current when the auxiliary winding 51 is damaged due to corrosion of the substrate between the auxiliary winding 51 and the terminals P1 and P2 of the protective resistor. For example, the resistance having a resistance value of about 1 kΩ is suitable.

トランジスタ6は、インダクタ5に逆起電圧を発生させて当該インダクタをスイッチング駆動し、全波整流回路3にて生成される脈流電源をもとに主巻線50にスイッチング電流(によるエネルギー)を蓄えるためのものである。このトランジスタ6としては、本実施例によればMOS型FETにて構成され、当該FETのゲートは、制御部10を構成するトランジスタ駆動回路102に接続されている。また、当該FETのソースは、主巻線50の他端側及び整流平滑回路7を構成するダイオードD1のアノード間に接続されている。さらに、当該FETのドレインは、電流・電圧変換抵抗R2を経由して基準電位点と、制御部10を構成する電流検出回路103にそれぞれ接続されている。ここで、電圧変換抵抗R2は、トランジスタ6のスイッチング動作により流れるスイッチング電流を電圧に変換するためのものである。   The transistor 6 generates a back electromotive voltage in the inductor 5 to drive the inductor to switch the switching current (energy generated by the main winding 50 based on the pulsating current power generated in the full-wave rectifier circuit 3. It is for storage. According to the present embodiment, the transistor 6 is composed of a MOS type FET, and the gate of the FET is connected to a transistor driving circuit 102 constituting the control unit 10. The source of the FET is connected between the other end of the main winding 50 and the anode of the diode D1 constituting the rectifying / smoothing circuit 7. Further, the drain of the FET is connected to the reference potential point and the current detection circuit 103 constituting the control unit 10 via the current / voltage conversion resistor R2. Here, the voltage conversion resistor R2 is for converting a switching current flowing through the switching operation of the transistor 6 into a voltage.

整流平滑回路7は、トランジスタ6のスイッチング動作によりインダクタ5に発生する電圧を整流するためのダイオードD1と、ダイオードD1により整流された電圧を平滑するための出力コンデンサC2とを有している。なお、ダイオードD1のカソードは、他端側が基準電位点に接続された負荷1の一端側に接続されている。また、出力コンデンサC2において、その(+)側は、ダイオードD1のカソード及び負荷1の一端側間に接続されており、(−)側は基準電位点に接続されている。   The rectifying / smoothing circuit 7 includes a diode D1 for rectifying the voltage generated in the inductor 5 by the switching operation of the transistor 6, and an output capacitor C2 for smoothing the voltage rectified by the diode D1. The cathode of the diode D1 is connected to one end of the load 1 whose other end is connected to the reference potential point. Further, in the output capacitor C2, the (+) side is connected between the cathode of the diode D1 and one end side of the load 1, and the (−) side is connected to a reference potential point.

2次側分圧回路8は、整流平滑回路7を構成する出力コンデンサC1により平滑された電圧を分圧し、負荷1への出力電圧Voutを生成するにあたり直列接続された第3、第4の分圧抵抗R12、R13を有している。なお、(直列接続された)第3、第4の分圧抵抗R12、R13の接続点には、制御部10を構成する出力電圧検出回路104が接続されている。   The secondary side voltage dividing circuit 8 divides the voltage smoothed by the output capacitor C1 constituting the rectifying and smoothing circuit 7 and generates the output voltage Vout to the load 1 in the third and fourth divisions connected in series. The resistors R12 and R13 are included. An output voltage detection circuit 104 constituting the control unit 10 is connected to a connection point of the third and fourth voltage dividing resistors R12 and R13 (connected in series).

外部電源9は、制御部10に動作電源を供給するためのものである。この外部電源9としては、当該力率改善回路の後段側に設けられる図示しないDC/DCコンバータが有する補助巻線からの電源供給や、専用の小容量電源が好適とされる。   The external power source 9 is for supplying operating power to the control unit 10. As the external power supply 9, a power supply from an auxiliary winding included in a DC / DC converter (not shown) provided on the rear stage side of the power factor correction circuit or a dedicated small-capacity power supply is suitable.

制御部10は、前述の入力電圧検出回路100、ゼロ電流検出回路101、トランジスタ駆動回路102、電流検出回路103及び出力電圧検出回路104と、制御CPU105とが備えられている。   The control unit 10 includes the input voltage detection circuit 100, the zero current detection circuit 101, the transistor drive circuit 102, the current detection circuit 103, the output voltage detection circuit 104, and the control CPU 105 described above.

この制御部10において、入力電圧検出回路100は、1次側分圧回路4の出力波形を検出するためのものである。   In this control unit 10, the input voltage detection circuit 100 is for detecting the output waveform of the primary side voltage dividing circuit 4.

ゼロ電流検出回路101は、インダクタ5に蓄えられた(スイッチング電流による)エネルギーが放出されたことを、電流制限抵抗R1、保護抵抗R3を経由して接続される補助巻線51の出力電圧をもとに検出するためのものである。ここで、電流制限抵抗R1は、ゼロ電流検出回路101への入力電流を制限するためのものであり、当該ゼロ電流検出回路の回路内に設けることもできる。   The zero current detection circuit 101 indicates that the energy stored in the inductor 5 (due to the switching current) has been released, and outputs the output voltage of the auxiliary winding 51 connected through the current limiting resistor R1 and the protective resistor R3. It is intended to detect. Here, the current limiting resistor R1 is for limiting the input current to the zero current detection circuit 101, and may be provided in the circuit of the zero current detection circuit.

トランジスタ駆動回路102は、トランジスタ6のオン状態又はオフ状態を切換えるようなスイッチング動作を制御し、インダクタ5に逆起電力を発生させるためのものである。   The transistor drive circuit 102 is for controlling the switching operation to switch the transistor 6 between the on state and the off state and generating the back electromotive force in the inductor 5.

電流検出回路103は、電圧変換抵抗R2を経由して変換された電圧をもとにスイッチング電流の検出を行うものである。   The current detection circuit 103 detects the switching current based on the voltage converted via the voltage conversion resistor R2.

出力電圧検出回路104は、2次側分圧回路8から負荷1への出力電圧Voutの電圧レベルを検出するためのものであり、この出力電圧Voutが一定となるように制御CPU105によって制御される。   The output voltage detection circuit 104 is for detecting the voltage level of the output voltage Vout from the secondary side voltage dividing circuit 8 to the load 1, and is controlled by the control CPU 105 so that the output voltage Vout becomes constant. .

制御CPU105は、交流電源2からの入力電流が入力電圧と同様の正弦波となり、出力電圧Voutが一定となるように前述の各回路100〜104を制御するためのものである。   The control CPU 105 is for controlling each of the circuits 100 to 104 so that the input current from the AC power supply 2 becomes a sine wave similar to the input voltage and the output voltage Vout is constant.

このように構成された本発明の実施例による力率改善回路において、以下、電流臨界モードの具体的な動作について説明する。   In the power factor correction circuit according to the embodiment of the present invention configured as described above, a specific operation in the current critical mode will be described below.

図1に示す交流電源2からの交流入力電圧Vinが印加されると、この交流入力電圧Vinは、全波整流回路3を構成するダイオードブリッジDBにて全波整流される。ここで、入力コンデンサC1の容量は、通常、1μFのように小さいため、この入力コンデンサC1の両端には、全波整流された電圧波形が印加されることになる。   When the AC input voltage Vin from the AC power source 2 shown in FIG. 1 is applied, the AC input voltage Vin is full-wave rectified by the diode bridge DB constituting the full-wave rectifier circuit 3. Here, since the capacitance of the input capacitor C1 is usually as small as 1 μF, a full-wave rectified voltage waveform is applied to both ends of the input capacitor C1.

このとき、外部電源9から制御部10に動作電源が供給されると、制御CPU105はトランジスタ駆動回路102を制御してトランジスタ6をオフ状態からオン状態に切換える。この制御により、インダクタ5を構成する主巻線50には、交流電源2から全波整流回路3を経由した電圧が供給されるため、当該インダクタに流れる電流は「0」から時間の経過とともに上昇し、オン状態のトランジスタ6、電圧変換抵抗R2の経路でスイッチング電流が流れることから、インダクタ5にエネルギーが蓄えられる。   At this time, when operating power is supplied from the external power supply 9 to the control unit 10, the control CPU 105 controls the transistor drive circuit 102 to switch the transistor 6 from the off state to the on state. By this control, the main winding 50 constituting the inductor 5 is supplied with a voltage from the AC power supply 2 via the full-wave rectifier circuit 3, so that the current flowing through the inductor increases from “0” as time passes. Since the switching current flows through the path of the transistor 6 in the on state and the voltage conversion resistor R2, energy is stored in the inductor 5.

ここで、電流臨界モードにおける力率を改善するにあたっては、交流電源2からの入力電流を入力電圧Vinと同様の正弦波状にする必要があるため、制御部10の制御CPU105は、電流検出回路103に入力されるスイッチング電流のピーク電流の波形と、1次側分圧回路4から入力電圧検出回路100に印加される全波整流された電圧波形とが同一の波形となるようなインダクタ5に流れる電流が所定の電流値まで上昇したとき、トランジスタ駆動回路102を制御してトランジスタ6をオン状態からオフ状態に切換える。   Here, in order to improve the power factor in the current critical mode, it is necessary to make the input current from the AC power source 2 into a sine wave shape similar to the input voltage Vin, so the control CPU 105 of the control unit 10 has a current detection circuit 103. The waveform of the peak current of the switching current input to the inductor 5 and the full-wave rectified voltage waveform applied from the primary side voltage dividing circuit 4 to the input voltage detection circuit 100 flow through the inductor 5 so as to have the same waveform. When the current rises to a predetermined current value, the transistor drive circuit 102 is controlled to switch the transistor 6 from the on state to the off state.

前述のようにトランジスタ6がオフ状態に切換えられると、インダクタ5には逆起電力が発生するため、主巻線50におけるトランジスタ6側の端子P3には、全波整流回路3を構成する入力コンデンサC1の両端間電圧よりも高い電圧が発生し、インダクタ5から整流平滑回路7を構成するダイオードD1、出力コンデンサC2の経路で電流が流れ、2次側分圧回路8を経由して分圧された出力電圧Voutが発生することで、この出力電圧Voutが負荷1に電源供給される。   When the transistor 6 is switched to the OFF state as described above, a back electromotive force is generated in the inductor 5, and therefore, the input capacitor constituting the full-wave rectifier circuit 3 is connected to the terminal P 3 on the transistor 6 side in the main winding 50. A voltage higher than the voltage across C1 is generated, current flows from the inductor 5 through the path of the diode D1 and the output capacitor C2 constituting the rectifying and smoothing circuit 7, and the voltage is divided through the secondary side voltage dividing circuit 8. When the output voltage Vout is generated, the output voltage Vout is supplied to the load 1.

また、前述の電源供給が行われると、インダクタ5に流れるスイッチング電流は下降して、時間の経過とともに「0」となるため、制御部10を構成するゼロ電流検出回路101は、電流制限抵抗R1、保護抵抗R3を経由して接続される補助巻線51の出力電圧、すなわち、主巻線50から補助巻線51への誘起電圧の電圧レベルに基づき、インダクダ5のエネルギーが放出されたことを確認することができる。これを検出した制御CPU105は、トランジスタ駆動回路102を制御してトランジスタ6をオフ状態からオン状態に切換えるように、以降、ここまでのスイッチング動作を繰返すことで負荷1への電源供給を継続することができる。   Further, when the above-described power supply is performed, the switching current flowing through the inductor 5 decreases and becomes “0” as time elapses. Therefore, the zero current detection circuit 101 constituting the control unit 10 has the current limiting resistor R1. Based on the output voltage of the auxiliary winding 51 connected via the protective resistor R3, that is, the voltage level of the induced voltage from the main winding 50 to the auxiliary winding 51, the energy of the inductor 5 is released. Can be confirmed. Upon detecting this, the control CPU 105 continues the power supply to the load 1 by repeating the switching operation so far so as to control the transistor drive circuit 102 to switch the transistor 6 from the OFF state to the ON state. Can do.

次に、インダクタ5を構成する補助巻線51の端子間P1、P2間が基板腐食等に因る短絡時であって当該補助巻線が破損した場合、このインダクタ5には、保護抵抗R3が直列に巻き込まれているため、過多な短絡電流が流れることはなく、補助巻線51の温度上昇を防止することができる。   Next, when the auxiliary winding 51 constituting the inductor 5 is short-circuited between the terminals P1 and P2 due to substrate corrosion or the like and the auxiliary winding is damaged, the inductor 5 has a protective resistance R3. Since they are wound in series, an excessive short-circuit current does not flow, and the temperature increase of the auxiliary winding 51 can be prevented.

本発明の力率改善回路においては、特定の実施の形態をもって説明してきたが、この形態に限定されるものでなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られた如何なる構成の当該システムであっても採用できるということはいうまでもないことである。   The power factor correction circuit according to the present invention has been described with a specific embodiment. However, the present invention is not limited to this embodiment, and any system known so far can be used as long as the effect of the present invention is achieved. It goes without saying that even if there is, it can be adopted.

2……交流電源
3……全波整流回路
DB……ダイオードブリッジ
C1……入力コンデンサ
4……1次側分圧回路
5……インダクタ
50……主巻線
51……補助巻線
6……トランジスタ
100……入力電圧検出回路(第1の制御回路)
101……ゼロ電流検出回路(第2の制御回路)
102……トランジスタ駆動回路(第1、第2の制御回路)
103……電流検出回路(第1の制御回路)
105……制御CPU(第1、第2の制御回路)
D1……ダイオード
C2……出力コンデンサ
R3……保護抵抗
2 …… AC power supply 3 …… Full wave rectifier circuit DB …… Diode bridge C1 …… Input capacitor 4 …… Primary side voltage divider circuit 5 …… Inductor 50 …… Main winding 51 …… Auxiliary winding 6 …… Transistor 100... Input voltage detection circuit (first control circuit)
101 …… Zero current detection circuit (second control circuit)
102... Transistor drive circuit (first and second control circuits)
103 ... Current detection circuit (first control circuit)
105... Control CPU (first and second control circuits)
D1 …… Diode C2 …… Output capacitor R3 …… Protection resistance

Claims (2)

交流電源(2)を整流・平滑して脈流電源を生成するための全波整流回路(3)と、
前記全波整流回路にて生成される前記脈流電源の電圧レベルを分圧するための1次側分圧回路(4)と、
前記全波整流回路に接続され主巻線(50)及び補助巻線(51)を有するインダクタ(5)と、
前記インダクタをスイッチング駆動させ、前記全波整流回路にて生成される前記脈流電源をもとに前記主巻線にスイッチング電流を蓄えるためのトランジスタ(6)と、
外部電源(9)からの電源投入時で前記トランジスタがオン状態であるとき、前記電圧変換抵抗を経由して電圧変換される前記スイッチング電流のピーク波形と前記1次側分圧回路の出力波形とが同一な波形となるように前記トランジスタをオフ状態に切換え、前記インダクタに逆起電力を発生させるための第1の制御回路(100、102、103、105)と、
前記主巻線から前記補助巻線への誘起電圧をもとに前記インダクタに蓄えられるエネルギーが放出されたことを検出し、前記トランジスタをオフ状態からオン状態に切換えるための第2の制御回路(101、102、105)とを有し、
前記補助巻線及び前記第2の制御回路のゼロ電流検出回路(101)間には、前記補助巻線の端子間の基板腐食等に因る短絡時に発生する過多な短絡電流を制限し、当該補助巻線の温度上昇を防止するための保護抵抗(R3)が直列接続されることを特徴とする力率改善回路。
A full-wave rectifier circuit (3) for rectifying and smoothing the AC power supply (2) to generate a pulsating power supply;
A primary side voltage dividing circuit (4) for dividing a voltage level of the pulsating power supply generated by the full wave rectifier circuit;
An inductor (5) connected to the full-wave rectifier circuit and having a main winding (50) and an auxiliary winding (51);
A transistor (6) for switching driving the inductor and storing a switching current in the main winding based on the pulsating power source generated in the full-wave rectifier circuit;
When the transistor is in an ON state when power is supplied from an external power source (9), the peak waveform of the switching current converted through the voltage conversion resistor and the output waveform of the primary side voltage dividing circuit And a first control circuit (100, 102, 103, 105) for switching the transistor to an off state so as to have the same waveform and generating a back electromotive force in the inductor,
A second control circuit for detecting that energy stored in the inductor is released based on an induced voltage from the main winding to the auxiliary winding and switching the transistor from an off state to an on state ( 101, 102, 105)
Between the auxiliary winding and the zero current detection circuit (101) of the second control circuit, an excessive short-circuit current generated at the time of a short circuit due to substrate corrosion or the like between the terminals of the auxiliary winding is limited. A power factor correction circuit comprising a protective resistor (R3) connected in series for preventing temperature rise of the auxiliary winding.
交流入力電圧(Vin)を整流するためのダイオードブリッジ(DB)と、スイッチングによるリップル電流を供給するための入力コンデンサ(C1)と、前記入力コンデンサに接続される主巻線(50)及び補助巻線(51)を有するインダクタ(5)と、前記インダクタに逆起電圧を発生させるために前記スイッチングを行うトランジスタ(6)と、前記トランジスタのスイッチング動作により前記インダクタに発生する電圧を整流するためのダイオード(D1)と、前記ダイオードにより整流した電圧を平滑するための出力コンデンサ(C2)と、前記インダクタに直列に巻き込まれて、前記補助巻線が短絡して破損した場合に、短絡電流を制限して前記補助巻線の温度上昇を防止するための保護抵抗(R3)とを備えることを特徴とする力率改善回路。   A diode bridge (DB) for rectifying the AC input voltage (Vin), an input capacitor (C1) for supplying a ripple current by switching, a main winding (50) connected to the input capacitor, and an auxiliary winding An inductor (5) having a line (51), a transistor (6) that performs the switching to generate a back electromotive force in the inductor, and a voltage for rectifying a voltage generated in the inductor by the switching operation of the transistor. The diode (D1), the output capacitor (C2) for smoothing the voltage rectified by the diode, and the inductor wound in series, the short circuit current is limited when the auxiliary winding is short-circuited and damaged And a protective resistor (R3) for preventing a temperature rise of the auxiliary winding. Good circuit.
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