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JP3256589B2 - Rectifier - Google Patents

Rectifier

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JP3256589B2
JP3256589B2 JP03929593A JP3929593A JP3256589B2 JP 3256589 B2 JP3256589 B2 JP 3256589B2 JP 03929593 A JP03929593 A JP 03929593A JP 3929593 A JP3929593 A JP 3929593A JP 3256589 B2 JP3256589 B2 JP 3256589B2
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voltage
rectifier
power supply
electrode
switch means
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郁朗 菅
政弘 木全
良孝 大西
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、交流を直流に変換
し、入力電流の高調波成分を低減し、力率を改善する整
流装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rectifier for converting an alternating current into a direct current, reducing a harmonic component of an input current, and improving a power factor.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13は例えば特公昭62−45794
号公報に示された従来の整流装置を示す回路であり、図
において、1は整流ダイオード、2は平滑コンデンサ、
3は誘導性要素としての平滑リアクトルであり、これら
は倍電圧整流回路を構成している。
FIG. 13 shows, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 62-45794.
FIG. 1 is a circuit showing a conventional rectifier shown in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H10-209, in which 1 is a rectifier diode, 2 is a smoothing capacitor,
Reference numeral 3 denotes a smoothing reactor as an inductive element, and these constitute a voltage doubler rectifier circuit.

【0003】また、4は負荷、5は単相交流電源、6は
平滑コンデンサ2の放電防止用ダイオード、7はトラン
ジスタ、8は入力電流を検出する電流検出手段としての
電流検出器、9はヒステリシス付の比較手段としての比
較回路、10はトランジスタ7の駆動手段としての駆動
回路である。
Further, 4 is a load, 5 is a single-phase AC power supply, 6 is a diode for preventing discharge of the smoothing capacitor 2, 7 is a transistor, 8 is a current detector as current detecting means for detecting an input current, and 9 is hysteresis. Reference numeral 10 denotes a comparison circuit serving as comparison means, and reference numeral 10 denotes a driving circuit serving as driving means for the transistor 7.

【0004】また、図14は図13の整流装置の入力電
源電圧と入力電流の関係を示したタイミングチャートで
ある。aは正弦波状の参照電圧上限電圧(参照電圧+ヒ
ステリシス電圧)、bは正弦波状の参照電圧下限電圧
(参照電圧−ヒステリシス電圧)、cは入力電流、dは
電源電圧、eはトランジスタ7の駆動信号である。
FIG. 14 is a timing chart showing the relationship between the input power supply voltage and the input current of the rectifier shown in FIG. a is a sinusoidal reference voltage upper limit voltage (reference voltage + hysteresis voltage), b is a sinusoidal reference voltage lower limit voltage (reference voltage-hysteresis voltage), c is an input current, d is a power supply voltage, and e is driving of the transistor 7. Signal.

【0005】次に動作について説明する。単相交流電源
5の半波期間で、一方の整流ダイオード1の働きによ
り、平滑リアクトル3を介して、一方の平滑コンデンサ
2を充電し、次の半波期間で、他方の整流ダイオード1
の働きにより、平滑リアクトル3を介して、他方の平滑
コンデンサ2を充電する。
Next, the operation will be described. In the half-wave period of the single-phase AC power supply 5, one smoothing capacitor 2 is charged via the smoothing reactor 3 by the operation of the one rectifying diode 1, and the other rectifying diode 1 is charged in the next half-wave period.
, The other smoothing capacitor 2 is charged via the smoothing reactor 3.

【0006】2つの平滑コンデンサ2は互いに直列に接
続されているため、負荷4には、一方の平滑コンデンサ
2に充電されている電源電圧のピーク分の2倍の直流電
圧が印加されることになる。
Since the two smoothing capacitors 2 are connected in series with each other, a DC voltage twice the peak of the power supply voltage charged in one smoothing capacitor 2 is applied to the load 4. Become.

【0007】この回路は、平滑コンデンサ2が完全に放
電しないため、直流電圧いわゆる残留電圧が残り、充電
電流は電源電圧がこの残留電圧より高い期間、即ち電源
電圧のピーク部分に近い期間しか流れない。
In this circuit, since the smoothing capacitor 2 is not completely discharged, a DC voltage, that is, a residual voltage remains, and a charging current flows only during a period when the power supply voltage is higher than the residual voltage, that is, a period near a peak portion of the power supply voltage. .

【0008】そこで、平滑コンデンサ2の充電電流が流
れない期間、言い換えれば電源電圧が低くなった期間
に、平滑リアクトル3を介して電源を短絡することによ
り電流を流し、入力電流の高調波成分を低減し、力率を
改善する。
Therefore, during a period during which the charging current of the smoothing capacitor 2 does not flow, in other words, during a period when the power supply voltage becomes low, a current is caused to flow by short-circuiting the power supply via the smoothing reactor 3 to reduce a harmonic component of the input current. Reduce and improve power factor.

【0009】この電源短絡回路は、平滑リアクトル3,
整流ダイオード1,トランジスタ7,電流検出器8によ
り構成される。トランジスタ7,平滑リアクトル3,整
流ダイオード1,放電防止用ダイオード6,平滑コンデ
ンサ2はそれぞれ2個ずつ設けられて、以下、回路図の
上側に位置するものを+側とし、下側に位置するものを
−側とする。
This power supply short circuit includes a smoothing reactor 3,
It comprises a rectifier diode 1, a transistor 7, and a current detector 8. The transistor 7, the smoothing reactor 3, the rectifying diode 1, the discharge preventing diode 6, and the smoothing capacitor 2 are each provided two by two. Hereinafter, the one located on the upper side of the circuit diagram is referred to as the + side, and the one located on the lower side. On the negative side.

【0010】図14で電気角0〜πの期間では+側の短
絡回路が、電気角π〜2πでは−側の短絡回路がそれぞ
れ働いている。駆動信号eはトランジスタ7の駆動信号
であるが、+側のトランジスタ7の駆動回路、−側のト
ランジスタ7の駆動回路が互いに相対的に構成されてい
るため、単一信号で2つのトランジスタ7を制御してい
る。
In FIG. 14, a short circuit on the + side works during the period of electrical angle 0 to π, and a short circuit on the − side works between electrical angles π to 2π. The drive signal e is a drive signal for the transistor 7, but since the drive circuit for the transistor 7 on the positive side and the drive circuit for the transistor 7 on the negative side are configured relatively to each other, the two transistors 7 are controlled by a single signal. Controlling.

【0011】即ち、駆動信号eで+側になっている期間
が+側のトランジスタ7のオンの信号、−側になってい
る期間が−側のトランジスタ7のオンの信号になってい
る。また、この信号は、比較回路9の出力信号と全く同
じである。
That is, the period during which the drive signal e is on the + side is a signal for turning on the transistor 7 on the + side, and the period on the-side is a signal for turning on the transistor 7 on the-side. This signal is exactly the same as the output signal of the comparison circuit 9.

【0012】電気角0〜πの期間では、+側のトランジ
スタ7は順方向電圧が印加されているため、電気角0°
より+側のトランジスタ7がオンする。そして、入力電
流cが参照電圧上限aに達すると、比較回路9の出力が
−Vssに落ち、+側のトランジスタ7がオフする。入力
電流cが参照電圧下限電圧bまで減衰すると、+側のト
ランジスタ7は再びオンする。
In the period of 0 to π, the forward voltage is applied to the transistor 7 on the positive side, so that the electrical angle is 0 °.
The more positive side transistor 7 is turned on. Then, when the input current c reaches the reference voltage upper limit a, the output of the comparison circuit 9 drops to −V ss , and the transistor 7 on the + side turns off. When the input current c attenuates to the reference voltage lower limit voltage b, the transistor 7 on the plus side turns on again.

【0013】このようにして、オン,オフを繰り返す
が、π/2の付近に近づくと、+側のコンデンサ2の充
電電流が急激に増加していくため、+側のトランジスタ
7のオフ期間が大幅に伸びる。π/2の点を越えると、
+側のコンデンサ2の充電電流が減衰して、+側のトラ
ンジスタ7が再度、オン,オフ発振を開始する。
In this manner, the on / off operation is repeated. When the voltage approaches the vicinity of π / 2, the charging current of the + side capacitor 2 rapidly increases. It grows significantly. Beyond the point of π / 2,
The charging current of the + side capacitor 2 is attenuated, and the + side transistor 7 starts ON / OFF oscillation again.

【0014】0〜πの期間に、−側のトランジスタ7の
オン信号も与えられることになるが、このとき、−側の
トランジスタ7には順方向電圧が印加されていないた
め、オンすることはない。以上述べたのと全く同様にし
て、電気角π〜2πの期間には−側のトランジスタ7が
動作する。通電電流は、入力電流cの波形のように正弦
波に近づき、電源電圧d波形との力率も極めて向上す
る。
During the period of 0 to π, an on signal of the negative transistor 7 is also supplied. At this time, since no forward voltage is applied to the negative transistor 7, it cannot be turned on. Absent. In exactly the same manner as described above, the negative side transistor 7 operates during the period of the electrical angle π to 2π. The conduction current approaches a sine wave like the waveform of the input current c, and the power factor with the waveform of the power supply voltage d is significantly improved.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来の整流装置は以上
のように構成されているので、電源電圧が0V付近で
は、平滑リアクトル3,整流ダイオード1,トランジス
タ7,電流検出器8により構成される電源短絡回路にお
いて電流がほとんど流れず、このため、入力電流cが電
源電圧の0V付近で歪み、入力電流cの高調波成分の低
減効果に限界が生じ、また入力力率も限界が生じるなど
問題点があった。
Since the conventional rectifier is constructed as described above, when the power supply voltage is around 0 V, it is composed of the smoothing reactor 3, the rectifier diode 1, the transistor 7, and the current detector 8. The current hardly flows in the power supply short circuit, so that the input current c is distorted around the power supply voltage of 0 V, which limits the effect of reducing the harmonic component of the input current c, and the input power factor also has a limit. There was a point.

【0016】請求項1の発明は上記のような問題点を解
消するためになされたものであり、電源電圧の0V付近
で入力電流を正弦波に近づけ、入力電流の高調波成分を
低減し、力率を改善することができ、さらに、電力利用
環境の悪化を防止できるとともに、高調波障害を防止で
きる整流装置を得ることを目的とする。
The first aspect of the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems. The input current approaches a sine wave near the power supply voltage of 0 V, thereby reducing a harmonic component of the input current. It is an object of the present invention to provide a rectifier capable of improving a power factor, further preventing deterioration of a power use environment, and preventing a harmonic failure.

【0017】請求項2の発明は負荷の大小に応じて入力
電流の高調波成分を低減できるとともに、力率を改善す
ることができる整流装置を得ることを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a rectifier capable of reducing a harmonic component of an input current in accordance with the magnitude of a load and improving a power factor.

【0018】請求項3の発明は絶縁ゲート形電界効果ト
ランジスタにより集積逆方向PN接合整流素子を同期整
流器として働かせて、電力変換効率を向上できる整流装
置を得ることを目的とする。
A third object of the present invention is to provide a rectifier capable of improving power conversion efficiency by using an integrated reverse PN junction rectifier as a synchronous rectifier by using an insulated gate field effect transistor.

【0019】請求項4の発明は絶縁ゲート形電界効果ト
ランジスタの集積逆方向PN接合整流素子が導通するす
べての期間で、同期整流器として働かせることができる
整流装置を得ることを目的とする。
A fourth object of the present invention is to provide a rectifier capable of functioning as a synchronous rectifier during all periods in which an integrated reverse PN junction rectifier of an insulated gate field effect transistor conducts.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る整
流装置は、単相交流電源に誘導性要素を介して接続され
て、一端側が互いに逆極性に接続され、他端側間に直列
に一対の平滑コンデンサを接続して倍電圧整流回路を構
成する整流ダイオードと、整流ダイオードに並列接続さ
れたスイッチ手段と、単相交流電源からの入力電流を検
出する電流検出手段と、電流検出手段により検出された
入力電流と正弦波状の参照電圧とを比較して上記スイッ
チ手段のオン,オフのタイミング信号を出力する比較手
段と、単相交流電源の電圧極性を判別する電圧極性判別
手段と、圧極性判別手段において判別された電圧極性と
比較手段からのタイミング信号にもとづき上記スイッチ
手段をオン,オフ駆動する駆動手段とを備えたものであ
る。
The rectifier according to the present invention is connected to a single-phase AC power supply via an inductive element.
And one end is connected to the opposite polarity, and the other end is connected in series.
Connected to a pair of smoothing capacitors
Rectifier diode and the rectifier diode connected in parallel.
Switch means and the input current from the single-phase AC power supply.
Output current detecting means and the current detected by the current detecting means.
Compare the input current with the sinusoidal reference voltage to
Comparator that outputs the on / off timing signal of the switch
Stage and voltage polarity discrimination to determine the voltage polarity of the single-phase AC power supply
Means, and the voltage polarity determined by the pressure polarity determining means.
The above switch based on the timing signal from the comparing means
Driving means for driving the means on and off .

【0021】請求項2の発明に係る整流装置は、単相交
流電源に誘導性要素を介して接続されて、一端側が互い
に逆極性に接続され、他端側間に直列に一対の平滑コン
デンサを接続して倍電圧整流回路を構成する整流ダイオ
ードと、整流ダイオードに並 列接続されたスイッチ手段
と、上記単相交流電源からの入力電流を検出する電流検
出手段と、上記倍電圧整流回路の負荷の大小に応じて正
弦波状の参照電圧のレベルを調節する参照電圧調節手段
と、電流検出手段により検出された入力電流と上記正弦
波状の参照電圧とを比較して上記スイッチ手段のオン,
オフのタイミング信号を出力する比較手段と、単相交流
電源の電圧極性を判別する電圧極性判別手段と、電圧極
性判別手段において判別された電圧極性と比較手段から
のタイミング信号にもとづき上記スイッチ手段をオン,
オフ駆動する駆動手段とを備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a rectifier, comprising:
Power supply via an inductive element and one end
And a pair of smoothing capacitors in series between the other end.
A rectifier diode that forms a voltage doubler rectifier circuit by connecting capacitors
Over de and, parallel to the rectifier diode connected switch means
And a current detection for detecting an input current from the single-phase AC power supply.
Output means and a positive voltage according to the magnitude of the load of the voltage doubler rectifier.
Reference voltage adjusting means for adjusting the level of a sinusoidal reference voltage
And the input current detected by the current detecting means and the sine
The switch means is turned on,
Comparison means for outputting an OFF timing signal and single-phase AC
Voltage polarity determining means for determining the voltage polarity of the power supply;
From the voltage polarity determined by the gender determination means and the comparison means
The above switch means is turned on based on the timing signal of
And a driving means for driving off .

【0022】請求項3の発明に係る整流装置は、スイッ
チ手段を第1電極、第2電極およびゲート電極を有する
絶縁ゲート形電界効果トランジスタとし、整流ダイオー
ドを上記第1電極と第2電極の間に寄生し、所望の整流
方向に接続した集積逆方向PN接合整流素子として、単
相交流電源の電圧が上記倍電圧整流回路に設けられた上
記スイッチ手段に接続されている平滑コンデンサの電圧
より高い期間に、駆動手段により上記ゲート電極のゲー
ト信号をオン状態に保つように駆動するようにしたもの
である。
In a rectifier according to a third aspect of the present invention, the switch means is an insulated gate field effect transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode, and a rectifier diode is provided between the first electrode and the second electrode. As a reverse PN junction rectifier connected in a desired rectification direction, the voltage of the single-phase AC power supply is higher than the voltage of the smoothing capacitor connected to the switch means provided in the voltage doubler rectifier circuit. During the period, the driving means drives the gate signal of the gate electrode so as to keep the gate signal on.

【0023】請求項4の発明に係る整流装置は、2つの
スイッチ手段をそれぞれ第1電極、第2電極およびゲー
ト電極を有する絶縁ゲート形電界効果トランジスタと
し、2つの整流ダイオードを上記各スイッチ手段の第1
電極と第2電極の間に寄生し、所望の整流方向に接続し
た集積逆方向PN接合整流素子として、上記2つのスイ
ッチ手段のゲート信号のオン,オフを、駆動手段により
互いに反転するように駆動するようにしたものである。
In a rectifier according to a fourth aspect of the present invention, the two switch means are insulated gate field effect transistors having a first electrode, a second electrode and a gate electrode, respectively, and two rectifier diodes are provided for each of the switch means. First
As an integrated reverse PN junction rectifying element parasitic between the electrodes and the second electrode and connected in a desired rectifying direction, the driving means turns on and off the gate signals of the two switch means so as to reverse each other. It is something to do.

【0024】[0024]

【作用】請求項1の発明における整流装置は、従来の整
流装置で平滑リアクトル,整流ダイオード,トランジス
タ,電流検出器により構成される電源短絡回路において
電流がほとんど流れない電源電圧が0V付近の期間に、
整流ダイオードと並列に設けられたスイッチ手段により
誘導性要素と、単相交流電源と倍電圧整流回路に設けら
れた平滑コンデンサとの閉回路を形成することにより、
平滑コンデンサの充電電圧によって、電源電圧が0V付
近の時でも、入力電流を流すことができ、電源電圧の0
V付近で入力電流を正弦波に近づけ、入力電流の高調波
成分を低減し、力率を改善する。
The rectifier according to the first aspect of the present invention is a conventional rectifier in a power supply short circuit constituted by a smoothing reactor, a rectifier diode, a transistor, and a current detector. ,
By forming a closed circuit of an inductive element and a single-phase AC power supply and a smoothing capacitor provided in the voltage doubler rectifier circuit by switch means provided in parallel with the rectifier diode,
Due to the charging voltage of the smoothing capacitor, the input current can flow even when the power supply voltage is near 0 V, and the power supply voltage becomes zero.
The input current is approximated to a sine wave near V to reduce a harmonic component of the input current and improve the power factor.

【0025】請求項2の発明における整流装置は、参照
電圧調節手段により正弦波状の参照電圧のレベルを負荷
の大小に応じて調節し、これにより、負荷の変化に応じ
て最適に入力電流の高調波成分を低減し、力率を改善す
る。
In the rectifier according to the second aspect of the invention, the reference voltage adjusting means adjusts the level of the sinusoidal reference voltage in accordance with the magnitude of the load, thereby optimally adjusting the input current in accordance with the change in the load. Reduces wave components and improves power factor.

【0026】請求項3の発明における整流装置は、絶縁
ゲート形電界効果トランジスタの寄生ダイオード、即
ち、第1電極と第2電極の間に寄生する集積逆方向PN
接合整流素子を同期整流器として動作させることによ
り、電力変換効率を良くする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a rectifier, comprising a parasitic diode of an insulated gate field effect transistor, that is, an integrated reverse PN parasitic between a first electrode and a second electrode.
By operating the junction rectifier as a synchronous rectifier, power conversion efficiency is improved.

【0027】請求項4の発明における整流装置は、2つ
のスイッチ手段のゲート信号を互いに反転するようにオ
ン,オフさせることで、集積逆方向PN接合整流素子が
導通するすべての期間で同期整流器として機能させる。
The rectifier according to the fourth aspect of the present invention turns on and off the gate signals of the two switch means so as to invert each other, so that the integrated reverse PN junction rectifier is turned on and off as a synchronous rectifier in all periods. Let it work.

【0028】[0028]

【実施例】実施例1. 以下、請求項1の発明の実施例を図について説明する。
図1において、1〜5および8〜10は図13に示す従
来の整流装置の構成部分と同一または相当する部分であ
るので、ここではその重複する説明を省略する。11は
各整流ダイオード1と並列に接続されたスイッチ手段と
しての絶縁ゲート形バイポーラトランジスタや接合形ト
ランジスタなどのトランジスタ(スイッチ手段)、12
は負荷4に並列に入れた平滑コンデンサ、13は電源電
圧の電圧極性判別回路である。
[Embodiment 1] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numerals 1 to 5 and 8 to 10 are the same as or correspond to the components of the conventional rectifying device shown in FIG. Reference numeral 11 denotes a transistor (switch means) such as an insulated gate bipolar transistor or a junction type transistor as switch means connected in parallel with each rectifier diode 1;
Is a smoothing capacitor placed in parallel with the load 4, and 13 is a voltage polarity determination circuit of the power supply voltage.

【0029】また、図2は図1の整流装置の入力電源電
圧と入力電流の関係を示したものである。aは正弦波状
の参照電圧上限電圧(参照電圧+ヒステリシス電圧)、
bは正弦波状の参照電圧下限電圧(参照電圧−ヒステリ
シス電圧)、cは入力電流、dは電源電圧、eおよびf
は各トランジスタ11の駆動信号である。
FIG. 2 shows the relationship between the input power supply voltage and the input current of the rectifier of FIG. a is a sinusoidal reference voltage upper limit voltage (reference voltage + hysteresis voltage),
b is a sinusoidal reference voltage lower limit voltage (reference voltage-hysteresis voltage), c is input current, d is power supply voltage, e and f
Is a drive signal for each transistor 11.

【0030】次に、動作について説明する。整流方法
は、上記従来の整流装置と全く同じなので省略する。ま
ず、入力電流の電流検出器(電流検出手段)8の検出値
と、正弦波状の参照電圧とを比較回路(比較手段)9で
比較する。
Next, the operation will be described. The rectification method is exactly the same as that of the above-mentioned conventional rectification device, and will not be described. First, a comparison value (comparison means) 9 compares a detection value of the input current of the current detector (current detection means) 8 with a sine wave reference voltage.

【0031】この比較回路9はヒステリシスを持ってお
り、正弦波状の参照電圧上限電圧(参照電圧+ヒステリ
シス電圧)と正弦波状の参照電圧下限電圧(参照電圧−
ヒステリシス電圧)をつくる。
The comparison circuit 9 has a hysteresis, and has a sine wave reference voltage upper limit voltage (reference voltage + hysteresis voltage) and a sine wave reference voltage lower limit voltage (reference voltage−
(Hysteresis voltage).

【0032】電気角0〜πの期間では−側の閉回路(短
絡回路)が、電気角π〜2πの期間では+側の閉回路
(短絡回路)が働いている。これらは、電圧極性判別回
路13で選択する。電気角0〜πの期間では電気角0°
より−側のトランジスタ11がオンする。
During the period of the electrical angle 0 to π, the closed circuit (short circuit) on the negative side operates, and during the period of the electrical angle π to 2π, the closed circuit (short circuit) on the positive side operates. These are selected by the voltage polarity determination circuit 13. Electric angle 0 ° in the period of electric angle 0 to π
The more negative transistor 11 turns on.

【0033】入力電流cが参照電圧上限値aに達すると
比較回路9の出力が従来例の図14と同様に−Vssに落
ち、比較回路9の出力がトランジスタ11の駆動回路1
0に入力され、−側のトランジスタ11がオフする。入
力電流cが参照電圧下限電圧bまで減衰すると、−側の
トランジスタは再びオンする。
When the input current c reaches the reference voltage upper limit value a, the output of the comparison circuit 9 drops to -V ss , as in FIG. 14 of the conventional example, and the output of the comparison circuit 9 changes to the drive circuit 1 of the transistor 11.
0 is input to turn off the negative side transistor 11. When the input current c attenuates to the reference voltage lower limit voltage b, the negative transistor turns on again.

【0034】このようにして、オン,オフを繰り返す
が、π/2の付近に近づくと、+側の整流ダイオード1
が導通し、+側のコンデンサ2の充電電流が急激に増加
してゆくため、−側のトランジスタ11のオフ期間が大
幅に延びる。
In this manner, on and off are repeated, but when approaching the vicinity of π / 2, the rectifying diode 1 on the + side
Is conducted, and the charging current of the + side capacitor 2 rapidly increases, so that the off period of the − side transistor 11 is greatly extended.

【0035】π/2の点を越えると、+側のコンデンサ
2の充電電流が減衰して、−側のトランジスタ11が再
度、オン,オフ発振を開始する。以上述べたのと全く同
様にして、電気角π〜2πの期間には+側トランジスタ
が動作する。
When the value exceeds π / 2, the charging current of the + side capacitor 2 is attenuated, and the − side transistor 11 starts ON / OFF oscillation again. In exactly the same manner as described above, the + -side transistor operates during the period of the electrical angle π to 2π.

【0036】上記のように、各平滑コンデンサ2の充電
電流が流れない期間、言い換えれば電源電圧が低くなっ
た期間に、平滑コンデンサ2,平滑リアクトル3,交流
電源5,電流検出器8およびトランジスタ11からなる
閉回路を形成する。
As described above, during the period when the charging current of each smoothing capacitor 2 does not flow, in other words, during the period when the power supply voltage is low, the smoothing capacitor 2, the smoothing reactor 3, the AC power supply 5, the current detector 8, and the transistor 11 Is formed.

【0037】この閉回路は、上記従来の整流装置の平滑
リアクトル3,整流ダイオード1,トランジスタ7,電
流検出器8により構成される電源短絡回路と同様に、平
滑コンデンサ2の充電電流が流れない期間に、電源から
入力電流を流す働きをする。
This closed circuit is a period in which the charging current of the smoothing capacitor 2 does not flow, similarly to the power supply short circuit constituted by the smoothing reactor 3, the rectifying diode 1, the transistor 7, and the current detector 8 of the conventional rectifier. In addition, it functions to flow an input current from a power supply.

【0038】すなわち、従来の整流装置では、電源電圧
が0Vからの入力電流iinは、iin=(Vin/ωL)
(1−cosωt)で与えられるように変化する。但
し、Vinは単相交流電源5のピーク電圧、ωは角周波
数、Lは電源短絡回路のリアクタンスである。しかし、
この実施例の閉回路では、電源電圧が0Vからの入力電
流iinは、iin=(Vin/ωLc )(1−cosωt)
+(Vc /Lc )tで与えられるように変化する。但
し、Vc は平滑コンデンサ2の充電電圧、Lc は平滑リ
アクトルのリアクタンス値、tは時間である。
That is, in the conventional rectifier, the input current i in from the power supply voltage of 0 V is i in = (V in / ωL)
It changes as given by (1-cosωt). However, V in the peak voltage of the single-phase AC power source 5, ω is the angular frequency, L is the reactance of the power supply short-circuit. But,
In the closed circuit of this embodiment, the input current i in from the power supply voltage of 0 V is i in = (V in / ωL c ) (1−cosωt)
+ ( Vc / Lc ) t. However, V c is the charging voltage of the smoothing capacitor 2, L c is the reactance value of the smoothing reactor, t is the time.

【0039】図3は電源電圧が0V付近、即ち、電気角
0〜π/10の期間の入力電流iinの波形の一例を示し
ている。図中のa,bは上記同様に正弦波状の参照電圧
上限電圧(参照電圧+ヒステリシス電圧)と正弦波状の
参照電圧下限電圧(参照電圧−ヒステリシス電圧)をそ
れぞれ示している。
FIG. 3 shows an example of the waveform of the input current i in when the power supply voltage is around 0 V, that is, when the electrical angle is 0 to π / 10. Similarly, a and b in the figure denote a sinusoidal reference voltage upper limit voltage (reference voltage + hysteresis voltage) and a sinusoidal reference voltage lower limit voltage (reference voltage-hysteresis voltage), respectively.

【0040】また、cは従来例の入力電流、c1 はこの
実施例の入力電流波形、gはこの実施例のトランジスタ
11の駆動信号、hは従来例のトランジスタ7の駆動信
号である。
Further, c is the input current of the conventional example, c 1 is the input current waveform of this embodiment, g is the drive signal of the transistor 11 of this embodiment, and h is the drive signal of the transistor 7 of the conventional example.

【0041】従来例の入力電流は、単相交流電源5を各
平滑リアクトル3を介して短絡して電流を流すため、電
源電圧が0V近傍で流れにくく、正弦波状の参照電圧に
応じて入力電流を正弦波に近づけることができない。
The input current of the prior art is short-circuited through the single-phase AC power supply 5 via each smoothing reactor 3, and the current flows. Therefore, it is difficult for the power supply voltage to flow in the vicinity of 0V, and the input current depends on the sinusoidal reference voltage. Cannot be approximated to a sine wave.

【0042】一方、この実施例の入力電流は、単相交流
電源5と平滑コンデンサ2の充電電圧との和の電圧を平
滑リアクトル3を介して短絡して電流を流すので、電源
電圧が0V近傍でも、平滑コンデンサ2の充電電圧とト
ランジスタ11のオン時間に比例した電流分Vc t/L
だけ、従来例より多く流すことがてきるため、図3の入
力電圧波形に示すように正弦波状の参照電圧に応じて入
力電流を正弦波に近づけることができる。
On the other hand, since the input current of this embodiment flows by short-circuiting the sum of the single-phase AC power supply 5 and the charging voltage of the smoothing capacitor 2 via the smoothing reactor 3, the power supply voltage is close to 0V. But, current proportional to the on time of the charging voltage and the transistor 11 of the smoothing capacitor 2 min V c t / L
However, since more current can flow than in the conventional example, the input current can be approximated to a sine wave in accordance with the sine wave reference voltage as shown in the input voltage waveform of FIG.

【0043】なお、図2では電気角0〜πの期間に一側
のトランジスタ11が動作し、電気角π〜2πの期間に
は+側のトランジスタ11が動作するものを示したが、
図4に示すように駆動信号i,jのオン,オフが互いに
交互になるものであってもよい。
Although FIG. 2 shows a case where the transistor 11 on one side operates during the period of electrical angle 0 to π and the transistor 11 on the plus side operates during the period of electrical angle π to 2π,
As shown in FIG. 4, the drive signals i and j may be alternately turned on and off.

【0044】また、図2,図3および図4ではヒステリ
シス電圧が変わるものを示したが、図5に示すように、
ヒステリシス電圧が固定であってもよい。図5におい
て、aは正弦波状の参照電圧上限電圧(参照電圧+ヒス
テリシス電圧)、bは正弦波状の参照電圧下限電圧(参
照電圧−ヒステリシス電圧)、cは従来の入力電流波
形、c2 はこの実施例の入力電流波形、kはこの実施例
のトランジスタ11の駆動信号、lは従来例のトランジ
スタ7の駆動信号、mは電源電圧である。
Although FIGS. 2, 3 and 4 show the case where the hysteresis voltage changes, as shown in FIG.
The hysteresis voltage may be fixed. In FIG. 5, a is a sine wave reference voltage upper limit voltage (reference voltage + hysteresis voltage), b is a sine wave reference voltage lower limit voltage (reference voltage−hysteresis voltage), c is a conventional input current waveform, and c 2 is In the input current waveform of the embodiment, k is a drive signal of the transistor 11 of this embodiment, l is a drive signal of the transistor 7 of the conventional example, and m is a power supply voltage.

【0045】実施例2. なお、上記実施例では参照電圧が固定のものについて示
したが、負荷の大小に応じて参照電圧を調節するもので
あってもよく、これにより負荷の変化に応じて最適に入
力電流の高調波成分を低減し、力率を改善することがで
きる。
Embodiment 2 FIG. In the above embodiment, the reference voltage is fixed. However, the reference voltage may be adjusted according to the magnitude of the load. The components can be reduced and the power factor can be improved.

【0046】図6はこの実施例を示す回路図で、1〜5
および8〜13は図1の実施例における整流装置の構成
部分と同一または相当する部分であるので、ここではそ
の重複する説明を省略する。14は負荷の大小に応じて
参照電圧を調節する参照電圧調節回路(参照電圧調節手
段)であり、15は基準電圧源、16は負荷に印加され
る電圧を検出するための抵抗である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing this embodiment.
And 8 to 13 are the same as or correspond to the components of the rectifying device in the embodiment of FIG. 1, and the duplicate description thereof will be omitted here. Reference numeral 14 denotes a reference voltage adjustment circuit (reference voltage adjustment means) that adjusts a reference voltage according to the size of the load. Reference numeral 15 denotes a reference voltage source. Reference numeral 16 denotes a resistor for detecting a voltage applied to the load.

【0047】また、17は基準電圧源15と負荷に印加
される電圧との誤差を検出する誤差増幅器、18は誤差
増幅器17の出力と電源電圧波形とから参照電圧を出力
する乗算器である。
An error amplifier 17 detects an error between the reference voltage source 15 and the voltage applied to the load, and a multiplier 18 outputs a reference voltage from the output of the error amplifier 17 and the power supply voltage waveform.

【0048】この実施例の動作は、図2または図4の実
施例の動作とほぼ同じであり、同一動作についてはその
重複する説明を省略する。負荷の大小に応じて参照電圧
を調節する参照電圧調節回路14は、予め設定された基
準電圧源15の電圧と2つの抵抗16によって分圧され
た出力電圧とを比較し、その誤差を誤差増幅器17で増
幅する。
The operation of this embodiment is almost the same as the operation of the embodiment shown in FIG. 2 or FIG. 4, and a duplicate description of the same operation will be omitted. A reference voltage adjusting circuit 14 for adjusting the reference voltage according to the magnitude of the load compares the voltage of a preset reference voltage source 15 with the output voltage divided by the two resistors 16 and compares the error with an error amplifier. Amplify at 17.

【0049】負荷が大きくなると出力電圧が低くなって
くるので、誤差増幅器17の出力が大きくなり、逆に、
負荷が小さい時には、誤差増幅器17の出力も小さくな
る。この誤差増幅器17の出力は電源電圧波形と乗算器
18で乗算され負荷の大小に応じた参照電圧を作る。
As the load increases, the output voltage decreases, so that the output of the error amplifier 17 increases.
When the load is small, the output of the error amplifier 17 is also small. The output of the error amplifier 17 is multiplied by the power supply voltage waveform by the multiplier 18 to produce a reference voltage according to the magnitude of the load.

【0050】このように、負荷の大小に応じて正弦波状
の参照電圧を変化させるので、負荷変動に応じて最適に
入力電流の高調波成分を低減し、力率を改善することが
できる。
As described above, since the sinusoidal reference voltage is changed according to the magnitude of the load, the harmonic component of the input current can be optimally reduced according to the load fluctuation, and the power factor can be improved.

【0051】実施例3. 図6の実施例では負荷の大小を負荷に印加される電圧、
即ち、出力電圧で検出し、参照電圧を調節するものにつ
いて示したが、負荷の大小を負荷電流で検出することに
より、参照電圧を調節するものとすることもできる。
Embodiment 3 FIG. In the embodiment of FIG. 6, the magnitude of the load is determined by the voltage applied to the load,
That is, although the case where the reference voltage is adjusted by detecting the output voltage has been described, the reference voltage may be adjusted by detecting the magnitude of the load by the load current.

【0052】図7はこの場合の実施例を示す回路図で、
1〜5,8〜14および17,18は図6の実施例の構
成部分と同一または相当する部分であるので、ここでは
その重複する説明を省略する。そして、19は負荷電流
を検出する電流検出器である。負荷の大小に応じて参照
電圧を調節する参照電圧調節回路14は、負荷電流を検
出する電流検出器19の検出値を誤差増幅器17で増幅
する。
FIG. 7 is a circuit diagram showing an embodiment in this case.
1 to 5, 8 to 14 and 17, 18 are the same as or correspond to the components of the embodiment of FIG. 6, and the duplicated description is omitted here. Reference numeral 19 denotes a current detector for detecting a load current. The reference voltage adjustment circuit 14 that adjusts the reference voltage according to the magnitude of the load amplifies the detection value of the current detector 19 that detects the load current by the error amplifier 17.

【0053】ここで、負荷が大きくなると負荷電流が大
きくなるので、誤差増幅器17の出力が大きくなり、逆
に、負荷が小さい時には負荷電流が小さいので、誤差増
幅器17の出力も小さくなる。この誤差増幅器17の出
力は電源電圧波形と乗算器18で乗算され、負荷の大小
に応じた参照電圧を作って、比較回路9に入力する。
Here, when the load increases, the load current increases, so that the output of the error amplifier 17 increases. Conversely, when the load is small, the output of the error amplifier 17 decreases because the load current is small. The output of the error amplifier 17 is multiplied by the power supply voltage waveform by the multiplier 18 to generate a reference voltage according to the magnitude of the load, and input to the comparison circuit 9.

【0054】実施例4. なお、図1,図6および図7の各実施例では、ヒステリ
シス付の比較回路9を用いて正弦波状の参照電圧上限電
圧(参照電圧+ヒステリシス電圧)と正弦波状の参照電
圧下限電圧(参照電圧−ヒステリシス電圧)をつくるも
のについて示したが、2つの正弦波状の参照電圧を別々
につくるものであってもよい。
Embodiment 4 FIG. In each of the embodiments shown in FIGS. 1, 6 and 7, a sine-wave reference voltage upper limit voltage (reference voltage + hysteresis voltage) and a sine-wave reference voltage lower limit voltage (reference voltage) using a comparison circuit 9 with hysteresis. (Hysteresis voltage), but two sinusoidal reference voltages may be separately generated.

【0055】図8はこの場合の実施例を示す回路図で、
1〜5,8〜10および13は上記各実施例の構成部分
と同一または相当する部分であるので、ここではその重
複する説明を省略する。20a,20bは比較回路、2
1は増幅器である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an embodiment in this case.
Reference numerals 1 to 5, 8 to 10 and 13 are the same as or correspond to the components of the above-described embodiments, and the description thereof will not be repeated. 20a and 20b are comparison circuits,
1 is an amplifier.

【0056】これによれば、入力電流の電流検出器8の
検出値と正弦波状の参照電圧下限電圧を比較回路20a
で比較して、トランジスタ11のオフ信号を作り、入力
電流の電流検出器8の検出値と電源電圧を増幅器21で
増幅して得る正弦波状の参照電圧上限電圧を比較回路2
0bで比較して、トランジスタ11のオン信号を作る。
他の動作は、図1の実施例と同様である。
According to this, the detected value of the input current by the current detector 8 and the sine-wave reference voltage lower limit voltage are compared with the comparison circuit 20a.
To generate the off signal of the transistor 11, and to compare the detected value of the input current with the current detector 8 and the sine-wave reference voltage upper limit voltage obtained by amplifying the power supply voltage with the amplifier 21.
Compared with 0b, an ON signal of the transistor 11 is generated.
Other operations are the same as those in the embodiment of FIG.

【0057】実施例5. また、図1,図6,図7および図8の各実施例では、ス
イッチ手段としてのトランジスタ11として接合形トラ
ンジスタ、あるいは絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タを用いたものを示したが、絶縁ゲート形電界効果トラ
ンジスタ(スイッチ手段)を用いてもよい。また、整流
ダイオード1に絶縁ゲート電界効果トランジスタの寄生
ダイオード、即ち集積逆方向PN接合整流素子を用いて
もよい。
Embodiment 5 FIG. Further, in each of the embodiments shown in FIGS. 1, 6, 7 and 8, the junction type transistor or the insulated gate bipolar transistor is used as the transistor 11 as the switch means. A transistor (switch means) may be used. Further, a parasitic diode of an insulated gate field effect transistor, that is, an integrated reverse PN junction rectifier may be used as the rectifier diode 1.

【0058】図9はこの場合の実施例を示し、図6に示
したものと同一の部分または相当する部分には同一符号
を付して、その重複する説明を省略してある。22は第
1電極23,第2電極24およびゲート電極25を有す
るスイッチ手段としての絶縁ゲート形電界効果トランジ
スタであり、第1電極23と第2電極24との間に寄生
する整流ダイオードとしての集積逆方向PN接合整流素
子1を所望の整流方向に接続している。
FIG. 9 shows an embodiment in this case, and the same or corresponding parts as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. Reference numeral 22 denotes an insulated gate field effect transistor as a switching means having a first electrode 23, a second electrode 24, and a gate electrode 25, which is integrated as a rectifying diode parasitic between the first electrode 23 and the second electrode 24. The reverse PN junction rectifier 1 is connected in a desired rectification direction.

【0059】また、26は電源電圧を全波整流するため
のダイオードブリッジ、27は+側の平滑コンデンサ2
の電圧を検出するための分圧用の抵抗、28は上記+側
の平滑コンデンサ2の電圧と電源電圧とを比較する比較
器、29は−側の平滑コンデンサ2の電圧を検出するた
めの抵抗、30は上記−側の平滑コンデンサ2の電圧と
電源電圧を比較する比較器である。
Reference numeral 26 denotes a diode bridge for full-wave rectification of the power supply voltage, and 27 denotes a positive-side smoothing capacitor 2.
, A comparator for comparing the voltage of the + smoothing capacitor 2 with the power supply voltage, 29 a resistor for detecting the voltage of the − smoothing capacitor 2, A comparator 30 compares the voltage of the negative smoothing capacitor 2 with the power supply voltage.

【0060】次に、動作について説明する。図10は絶
縁ゲート形電界効果トランジスタ22に寄生する集積逆
方向PN接合整流素子1の特性を示す特性図である。横
軸は順方向電圧、縦軸は整流素子に流れる電流を示し、
nは従来の整流ダイオード、oは絶縁ゲート形電界効果
トランジスタ22に寄生する集積逆方向PN接合整流素
子の特性を示している。
Next, the operation will be described. FIG. 10 is a characteristic diagram showing characteristics of the integrated reverse PN junction rectifier 1 parasitic on the insulated gate field effect transistor 22. The horizontal axis shows the forward voltage, and the vertical axis shows the current flowing through the rectifier,
n indicates the characteristics of the conventional rectifying diode, and o indicates the characteristics of the integrated reverse PN junction rectifying element parasitic on the insulated gate field effect transistor 22.

【0061】集積逆方向PN接合整流素子に電流が流れ
ている期間にゲート電極25をオン状態にすると同期整
流器として働き、同じ電流を流した時に順方向電圧が低
くなるため損失が少なくなる。特に、図11に示すよう
に、電源電圧dが抵抗27または29で検出したコンデ
ンサ電圧より高くなった期間では、上記集積逆方向PN
接合整流素子に大きな電流が流れるため有効に働く。
When the gate electrode 25 is turned on while a current is flowing through the integrated reverse PN junction rectifying element, the gate electrode 25 functions as a synchronous rectifier. When the same current flows, the forward voltage is reduced, so that the loss is reduced. In particular, as shown in FIG. 11, during the period when the power supply voltage d is higher than the capacitor voltage detected by the resistor 27 or 29, the integration reverse PN
It works effectively because a large current flows through the junction rectifier.

【0062】図11は図1の実施例の整流装置の入力電
源電圧と入力電流の関係を示した図2と同一または相当
する波形を同一記号で示したものであり、pは+側のコ
ンデンサ電圧である。
FIG. 11 shows the same or corresponding waveforms as those in FIG. 2 showing the relationship between the input power supply voltage and the input current of the rectifier of the embodiment of FIG. Voltage.

【0063】電源電圧dが+側のコンデンサ電圧pより
高くなると、絶縁ゲート形電界効果トランジスタ22の
ゲート電極25を図11(b)のようにオン状態にして
同期整流器として働かせる。
When the power supply voltage d becomes higher than the capacitor voltage p on the positive side, the gate electrode 25 of the insulated gate field effect transistor 22 is turned on as shown in FIG. 11B to operate as a synchronous rectifier.

【0064】また、同様に、−側のコンデンサ電圧もダ
イオードブリッジ26の出力と比較して、電源電圧の絶
対値が−側のコンデンサ電圧よりも負の方向に高くなっ
た時、絶縁ゲート形電界効果トランジスタ22のゲート
電極25を図11(c)のようにオン状態にして、同期
整流器として働かせる。他の動作は、上記第1の実施例
と同様である。
Similarly, when the absolute value of the power supply voltage becomes higher in the negative direction than the output voltage of the diode bridge 26, the insulated gate electric field The gate electrode 25 of the effect transistor 22 is turned on as shown in FIG. 11C to function as a synchronous rectifier. Other operations are the same as in the first embodiment.

【0065】実施例6. また、図9の実施例では、電源電圧がコンデンサ電圧よ
り高くなった時のみ同期整流器として働かせ、絶縁ゲー
ト形電界効果トランジスタ22のゲート電極25をオン
状態にするものについて示したが、2つのスイッチ手段
のゲート信号のオン,オフが互いに反転するように駆動
して、絶縁ゲート形電界効果トランジスタの集積逆方向
PN接合整流素子が導通するすべての期間で、同期整流
器として働かせるようにしてもよい。
Embodiment 6 FIG. Further, in the embodiment of FIG. 9, the case where the gate electrode 25 of the insulated gate field effect transistor 22 is turned on by operating as a synchronous rectifier only when the power supply voltage becomes higher than the capacitor voltage is shown. The means may be driven so that the gate signal is turned on and off in a reverse manner, so that the gate signal functions as a synchronous rectifier during all periods in which the integrated reverse PN junction rectifying element of the insulated gate field effect transistor conducts.

【0066】図12はこの場合の実施例を示し、図6の
実施例のスイッチ手段としてのトランジスタ11と整流
ダイオード1とを第1電極23,第2電極24およびゲ
ート電極25を有する絶縁ゲート形電界効果トランジス
タ22に置き換えたものである。
FIG. 12 shows an embodiment in this case. In the embodiment of FIG. 6, the transistor 11 and the rectifier diode 1 as the switch means are formed by an insulated gate type having a first electrode 23, a second electrode 24 and a gate electrode 25. It is replaced with a field effect transistor 22.

【0067】これによれば、図4の(b),(c)のよ
うにゲート信号のオン,オフが互いに反転するように各
絶縁ゲート形電界効果トランジスタ22が駆動されて、
これらの絶縁ゲート形電界効果トランジスタ22の集積
逆方向PN接合整流素子1が導通するすべての期間で、
図10の電流電圧特性をもつ同期整流器として働かせ
て、電力変換損失を少なくすることもできる。
According to this, each of the insulated gate field effect transistors 22 is driven such that the on / off of the gate signal is inverted with respect to each other as shown in FIGS.
In all the periods when the integrated reverse PN junction rectifying device 1 of the insulated gate field effect transistor 22 conducts,
The power conversion loss can be reduced by operating as a synchronous rectifier having the current-voltage characteristics shown in FIG.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、倍電圧整流回路を構成する整流ダイオードに並列接
続されたスイッチ手段と、単相交流電源からの入力電流
を検出する電流検出手段により検出された入力電流と上
記単相交流電源の正弦波状の参照電圧とを比較して上記
スイッチ手段のオン,オフのタイミング信号を出力する
比較手段と、単相交流電源の電圧極性を判別する電圧極
性判別手段とを設け、駆動手段に、該電圧極性判別手段
において判別された電圧極性と該比較手段からのタイミ
ング信号にもとづき上記スイッチ手段をオン,オフ駆動
させるように構成したので、交流電源と平滑コンデンサ
の充電電圧との和の電圧を平滑リアクトルを介して短絡
して電流を流すことができ、これにより電源電圧が0V
付近でも正弦波状の参照電圧に応じた入力電流を流すこ
とができ、入力力率を改善できるとともに、入力電流の
高調波成分を低減して電力利用環境の悪化を防ぎ、高調
波障害を防止できるものが得られる効果がある。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the switch means connected in parallel to the rectifier diode constituting the voltage doubler rectifier circuit, and the current detection for detecting the input current from the single-phase AC power supply. Comparing means for comparing the input current detected by the means with the sine-wave reference voltage of the single-phase AC power supply to output a timing signal for turning on and off the switch means; and determining the voltage polarity of the single-phase AC power supply Voltage pole
Gender discriminating means, and the driving means includes a voltage polarity discriminating means.
The switching means is turned on and off based on the voltage polarity determined in the above and the timing signal from the comparing means. Therefore, the sum of the AC power supply and the charging voltage of the smoothing capacitor is supplied to the switching means via the smoothing reactor. A current can flow by short-circuiting, so that the power supply voltage becomes 0 V
In the vicinity, the input current according to the sine-wave reference voltage can flow, and the input power factor can be improved, and the harmonic component of the input current can be reduced to prevent the power usage environment from deteriorating and prevent harmonic interference. There is an effect that something can be obtained.

【0069】請求項2の発明によれば、倍電圧整流回路
を構成する整流ダイオードに並列接続されたスイッチ手
段と、単相交流電源からの入力電流を検出する電流検出
手段と、上記倍電圧整流回路の負荷の大小に応じて上記
単相交流電源の正弦波状の参照電圧のレベルを調節する
参照電圧調節手段と、単相交流電源の電圧極性を判別す
る電圧極性判別手段と、該電圧極性判別手段において判
別された電圧極性と比較手段からのタイミング信号にも
とづき上記スイッチ手段をオン,オフ駆動する駆動手段
を設け、比較手段に、電流検出手段により検出された入
力電流と上記正弦波状の参照電圧とを比較させて、上記
スイッチ手段のオン,オフのタイミング信号を出力させ
るように構成したので、参照電圧調節手段により、負荷
が変化しても、最適に入力力率を改善できるとともに、
入力電流の高調波成分を最適に低減して、直流出力電圧
をほぼ一定に保持できるものが得られる効果がある。
According to the invention of claim 2, switch means connected in parallel to the rectifier diode constituting the voltage doubler rectifier circuit, current detection means for detecting an input current from the single-phase AC power supply, and the voltage doubler rectifier Reference voltage adjusting means for adjusting the level of the sinusoidal reference voltage of the single-phase AC power supply according to the magnitude of the circuit load, and determining the voltage polarity of the single-phase AC power supply.
Voltage polarity determining means, and
Separate voltage polarity and timing signal from comparison means
Drive means for driving the switch means on and off , and causing the comparison means to compare the input current detected by the current detection means with the sine-wave reference voltage. Since the on / off timing signal is configured to be output, the input power factor can be optimally improved by the reference voltage adjusting means even when the load changes.
There is an effect that a harmonic component of the input current can be optimally reduced and a DC output voltage can be maintained substantially constant.

【0070】請求項3の発明によれば、スイッチ手段を
第1電極、第2電極およびゲート電極を有する絶縁ゲー
ト形電界効果トランジスタとし、整流ダイオードを上記
第1電極と第2電極の間に寄生し、所望の整流方向に接
続した集積逆方向PN接合整流素子として、単相交流電
源の電圧が上記倍電圧整流回路に設けられた上記スイッ
チ手段に接続されている平滑コンデンサの電圧より高い
期間に、駆動手段により上記ゲート電極のゲート信号を
オン状態に保つように駆動するように構成したので、集
積逆方向PN接合整流素子を同期整流器として使用する
ことで、電力変換効率を向上できるものが得られる効果
がある。
According to the third aspect of the present invention, the switch means is an insulated gate field effect transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode, and a rectifier diode is provided between the first electrode and the second electrode. Then, as an integrated reverse PN junction rectifier connected in a desired rectification direction, during a period in which the voltage of the single-phase AC power supply is higher than the voltage of the smoothing capacitor connected to the switch means provided in the voltage doubler rectifier circuit. Since the driving means drives the gate signal of the gate electrode so as to keep the gate signal in the ON state, the power conversion efficiency can be improved by using the integrated reverse PN junction rectifier as a synchronous rectifier. Has the effect.

【0071】請求項4の発明によれば、2つのスイッチ
手段をそれぞれ第1電極、第2電極およびゲート電極を
有する絶縁ゲート形電界効果トランジスタとし、2つの
整流ダイオードを上記各スイッチ手段の第1電極と第2
電極の間に寄生し、所望の整流方向に接続した集積逆方
向PN接合整流素子として、上記2つのスイッチ手段の
ゲート信号のオン,オフを、駆動手段により互いに反転
するように駆動するように構成したので、集積逆方向P
N接合整流素子が導通するすべての期間で、同期整流動
作させて、電力変換損失を少なくできるものが得られる
効果がある。
According to the fourth aspect of the present invention, the two switch means are insulated gate field effect transistors each having a first electrode, a second electrode, and a gate electrode, and two rectifier diodes are the first of the switch means. Electrode and second
As an integrated reverse PN junction rectifying element which is parasitic between the electrodes and connected in a desired rectifying direction, the two switching means are driven so that the gate signals of the two switching means are turned on and off by the driving means so as to be mutually inverted. So, the accumulation reverse direction P
There is an effect that a synchronous rectification operation can be performed during all periods in which the N-junction rectifying element is conducted, so that a power conversion loss can be reduced.

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

【図1】 請求項1の発明の実施例による整流装置を示
す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a rectifier according to an embodiment of the present invention.

【図2】 図1の回路各部の信号を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 is a timing chart showing signals of respective parts of the circuit of FIG.

【図3】 図2に示す信号の電源電圧零付近での信号波
形を拡大して示すタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing an enlarged signal waveform of the signal shown in FIG. 2 near a power supply voltage of zero.

【図4】 請求項1の発明の他の実施例による回路各部
の信号を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing signals of respective parts of a circuit according to another embodiment of the present invention.

【図5】 請求項1の発明の他の実施例による回路各部
の信号波形を拡大して示すタイミングチャートである。
FIG. 5 is a timing chart showing an enlarged signal waveform of each section of a circuit according to another embodiment of the present invention.

【図6】 請求項2の発明の実施例による整流装置を示
す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a rectifier according to an embodiment of the present invention.

【図7】 請求項2の発明の他の実施例による整流装置
を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a rectifier according to another embodiment of the present invention.

【図8】 請求項1および請求項2の発明の他の実施例
による整流装置を示す回路図である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing a rectifier according to another embodiment of the present invention.

【図9】 請求項3の発明の実施例による整流装置を示
す回路図である。
FIG. 9 is a circuit diagram showing a rectifier according to an embodiment of the present invention.

【図10】 図9における絶縁ゲート形電界効果形トラ
ンジスタの集積逆方向PN接合整流素子の順方向電圧に
対する電流特性を示す電圧電流特性図である。
10 is a voltage-current characteristic diagram showing a current characteristic with respect to a forward voltage of an integrated reverse PN junction rectifier of the insulated gate field effect transistor in FIG.

【図11】 図9の回路各部の信号を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 11 is a timing chart showing signals of respective parts of the circuit of FIG. 9;

【図12】 請求項4の発明の実施例による整流装置を
示す回路図である。
FIG. 12 is a circuit diagram showing a rectifier according to an embodiment of the present invention.

【図13】 従来の整流装置を示す回路図である。FIG. 13 is a circuit diagram showing a conventional rectifier.

【図14】 図13の回路各部の信号を示すタイミング
チャートである。
FIG. 14 is a timing chart showing signals of respective parts of the circuit of FIG. 13;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 整流ダイオード 2 平滑コンデンサ 3 平滑リアクトル(誘導性要素) 4 負荷 5 単相交流電源 8 電流検出器(電流検出手段) 9 比較回路(比較手段) 10 駆動回路(駆動手段) 11 トランジスタ(スイッチ手段) 14 参照電圧調節回路(参照電圧調節手段) 22 絶縁ゲート形電界効果トランジスタ(スイッチ手
段) 23 第1電極 24 第2電極 25 ゲート電極
REFERENCE SIGNS LIST 1 rectifier diode 2 smoothing capacitor 3 smoothing reactor (inductive element) 4 load 5 single-phase AC power supply 8 current detector (current detecting means) 9 comparison circuit (comparing means) 10 driving circuit (driving means) 11 transistor (switching means) 14 Reference Voltage Adjustment Circuit (Reference Voltage Adjusting Means) 22 Insulated Gate Field Effect Transistor (Switching Means) 23 First Electrode 24 Second Electrode 25 Gate Electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−138063(JP,A) 特開 昭63−253873(JP,A) 特開 平4−26379(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/10 H02M 1/12 H02M 7/21 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-4-138063 (JP, A) JP-A-63-253873 (JP, A) JP-A-4-26379 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/10 H02M 1/12 H02M 7/21

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 単相交流電源に誘導性要素を介して接続
されて、一端側が互いに逆極性に接続され、他端側間に
直列に一対の平滑コンデンサを接続して倍電圧整流回路
を構成する整流ダイオード、該整流ダイオードに並列
接続されたスイッチ手段と、上記単相交流電源からの入
力電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段によ
り検出された入力電流と正弦波状の参照電圧とを比較し
て上記スイッチ手段のオン,オフのタイミング信号を出
力する比較手段と、上記単相交流電源の電圧極性を判別
する電圧極性判別手段と、該電圧極性判別手段において
判別された電圧極性と上記比較手段からのタイミング信
号にもとづき上記スイッチ手段をオン,オフ駆動する駆
動手段とを備えた整流装置。
1. A voltage doubler rectifier circuit comprising a single-phase AC power supply connected via an inductive element, one end of which is connected to the opposite polarity, and a pair of smoothing capacitors connected in series between the other ends. rectifier diode and a switch means connected in parallel to the rectifier diode, a current detecting means for detecting an input current from the single-phase AC power source, input current detected by said current detecting means and the sinusoidal reference voltage Comparing means for outputting a timing signal for turning on and off the switch means, and determining the voltage polarity of the single-phase AC power supply
Voltage polarity determining means, and
A rectifier comprising: driving means for turning on and off the switch means based on the determined voltage polarity and a timing signal from the comparison means.
【請求項2】 単相交流電源に誘導性要素を介して接続
されて、一端側が互いに逆極性に接続され、他端側間に
直列に一対の平滑コンデンサを接続して倍電圧整流回路
を構成する整流ダイオードと、該整流ダイオードに並列
接続されたスイッチ手段と、上記単相交流電源からの入
力電流を検出する電流検出手段と、上記倍電圧整流回路
の負荷の大小に応じて正弦波状の参照電圧のレベルを調
節する参照電圧調節手段と、上記電流検出手段により検
出された入力電流と上記正弦波状の参照電圧とを比較し
て上記スイッチ手段のオン,オフのタイミング信号を出
力する比較手段と、上記単相交流電源の電圧極性を判別
する電圧極性判別手段と、該電圧極性判別手段において
判別された電圧極性と上記比較手段からのタイミング信
号にもとづき上記スイッチ手段をオン,オフ駆動する駆
動手段とを備えた整流装置。
2. A voltage doubler rectifier circuit is connected to a single-phase AC power supply via an inductive element, one end of which is connected to the opposite polarity, and a pair of smoothing capacitors connected in series between the other ends. Rectifier diode, switch means connected in parallel with the rectifier diode, current detection means for detecting an input current from the single-phase AC power supply, and a sine wave-like reference according to the magnitude of the load of the voltage doubler rectifier circuit. Reference voltage adjusting means for adjusting a voltage level; comparing means for comparing the input current detected by the current detecting means with the sine-wave reference voltage to output an on / off timing signal for the switch means; , Determine the voltage polarity of the single-phase AC power supply
Voltage polarity determining means, and
A rectifier comprising: a drive unit for turning on and off the switch unit based on the determined voltage polarity and a timing signal from the comparison unit.
【請求項3】 スイッチ手段が第1電極、第2電極およ
びゲート電極を有する絶縁ゲート形電界効果トランジス
タで構成され、整流ダイオードが上記第1電極と第2電
極の間に寄生し、所望の整流方向に接続した集積逆方向
PN接合整流素子で構成され、単相交流電源の電圧が上
記倍電圧整流回路に設けられた上記スイッチ手段に接続
されている平滑コンデンサの電圧より高い期間に、駆動
手段により上記ゲート電極のゲート信号をオン状態に保
つように駆動する請求項1または請求項2に記載の整流
装置。
3. The switch means comprises an insulated gate field effect transistor having a first electrode, a second electrode, and a gate electrode, and a rectifier diode is parasitic between the first electrode and the second electrode to provide a desired rectifier. The driving means is constituted by an integrated reverse PN junction rectifying element connected in one direction, wherein the voltage of the single-phase AC power supply is higher than the voltage of the smoothing capacitor connected to the switch means provided in the voltage doubler rectifier circuit. The rectifier according to claim 1 or 2, wherein the rectifier is driven so as to keep a gate signal of the gate electrode in an on state.
【請求項4】 2つのスイッチ手段がそれぞれ第1電
極、第2電極およびゲート電極を有する絶縁ゲート形電
界効果トランジスタで構成され、2つの整流ダイオード
が上記各スイッチ手段の第1電極と第2電極の間に寄生
し、所望の整流方向に接続した集積逆方向PN接合整流
素子で構成され、上記2つのスイッチ手段のゲート信号
のオン,オフを、駆動手段により互いに反転するように
駆動する請求項1または請求項2に記載の整流装置。
4. The switch means comprises an insulated gate field effect transistor having a first electrode, a second electrode and a gate electrode, respectively, and two rectifier diodes comprise a first electrode and a second electrode of each switch means. And a driving circuit that turns on and off the gate signals of the two switch means by driving means so as to be mutually inverted. The rectifier according to claim 1 or 2.
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