JPH07170743A - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置Info
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- JPH07170743A JPH07170743A JP30959093A JP30959093A JPH07170743A JP H07170743 A JPH07170743 A JP H07170743A JP 30959093 A JP30959093 A JP 30959093A JP 30959093 A JP30959093 A JP 30959093A JP H07170743 A JPH07170743 A JP H07170743A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 力率の向上と高調波成分の低減を可能とする
スイッチング電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 入力コンデンサ７にトランス８の第１の一次
巻線８１とスイッチング手段６との直列回路を接続し、
トランス８の二次巻線８３整流平滑回路９を接続し、整
流回路３の出力にトランス８の第２の一次巻線８２とチ
ョークコイル４と入力コンデンサ７の直列回路を接続
し、チョークコイル４を介して入力コンデンサ７を充電
する方向に第１のダイオード５を接続し、スイッチング
手段６のオンオフ比を制御回路１０で調節する。チョー
ク電流ＩＬは三角波電流であるので、入力交流電流Ｉｉ
は正弦波状の波形となり、力率が向上し、高調波成分を
低減できる。従来のアクティブフィルタを使用した場合
に比べて部品点数が少ない。
スイッチング電源装置を提供することを目的とする。 【構成】 入力コンデンサ７にトランス８の第１の一次
巻線８１とスイッチング手段６との直列回路を接続し、
トランス８の二次巻線８３整流平滑回路９を接続し、整
流回路３の出力にトランス８の第２の一次巻線８２とチ
ョークコイル４と入力コンデンサ７の直列回路を接続
し、チョークコイル４を介して入力コンデンサ７を充電
する方向に第１のダイオード５を接続し、スイッチング
手段６のオンオフ比を制御回路１０で調節する。チョー
ク電流ＩＬは三角波電流であるので、入力交流電流Ｉｉ
は正弦波状の波形となり、力率が向上し、高調波成分を
低減できる。従来のアクティブフィルタを使用した場合
に比べて部品点数が少ない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流電源、特に商用交流
電源を入力源とするスイッチング電源装置に関するもの
である。
電源を入力源とするスイッチング電源装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、スイッチング電源装置はその高効
率な変換特性から各種電子機器の電源として多用されて
いるが、そのほとんどが入力回路としてコンデンサイン
プット方式を採用しているため、力率の悪さと入力電流
に含まれる高調波成分が問題視されてきている。力率を
向上し、入力電流に含まれる高調波成分を低減する方法
として、スイッチング電源装置の入力回路に入力電流の
波形整形を目的としたアクティブフィルタを設ける技術
がある。
率な変換特性から各種電子機器の電源として多用されて
いるが、そのほとんどが入力回路としてコンデンサイン
プット方式を採用しているため、力率の悪さと入力電流
に含まれる高調波成分が問題視されてきている。力率を
向上し、入力電流に含まれる高調波成分を低減する方法
として、スイッチング電源装置の入力回路に入力電流の
波形整形を目的としたアクティブフィルタを設ける技術
がある。
【０００３】図６にこのアクティブフィルタを使用した
従来例を示す。図６において、１は入力交流電源、２は
入力フィルタ、３は全波整流回路、４０はアクティブフ
ィルタで、チョークコイル４１、スイッチング手段４
２、ダイオード４３、制御回路４４とから構成されてお
り、アクティブフィルタ４０は入力コンデンサ７へスイ
ッチングコンバータ５０の入力直流電圧を供給する。
従来例を示す。図６において、１は入力交流電源、２は
入力フィルタ、３は全波整流回路、４０はアクティブフ
ィルタで、チョークコイル４１、スイッチング手段４
２、ダイオード４３、制御回路４４とから構成されてお
り、アクティブフィルタ４０は入力コンデンサ７へスイ
ッチングコンバータ５０の入力直流電圧を供給する。
【０００４】入力交流電圧は全波整流回路３によって全
波整流され、この整流電圧はスイッチング手段４２がオ
ンの時、チョークコイル４１に印加され、全波整流回路
３からチョークコイル４１を介しスイッチング手段４２
の経路で電流が流れ、チョークコイル４１を励磁する。
スイッチング手段４２がオフの時、チョークコイル４１
の励磁エネルギーは全波整流回路３からダイオード４３
を介して入力コンデンサ７へ放出される。制御回路４４
は入力コンデンサ７の電圧、すなわち、スイッチングコ
ンバータ５０の入力直流電圧を監視するとともに、整流
電圧とチョークコイルに流れる電流も検出し、入力直流
電圧を略安定化するように整流電圧波形に比例した基準
波形を設定し、チョークコイル４１に流れる電流のピー
ク値がこの基準波形に追従するようにスイッチング手段
４２のオンオフ期間を調整する。入力交流電流はチョー
クコイル４１に流れる電流が入力フィルタ２によって平
滑化されたものであるので、以上の動作により、入力交
流電流は入力交流電圧に比例した正弦波状の波形とな
る。
波整流され、この整流電圧はスイッチング手段４２がオ
ンの時、チョークコイル４１に印加され、全波整流回路
３からチョークコイル４１を介しスイッチング手段４２
の経路で電流が流れ、チョークコイル４１を励磁する。
スイッチング手段４２がオフの時、チョークコイル４１
の励磁エネルギーは全波整流回路３からダイオード４３
を介して入力コンデンサ７へ放出される。制御回路４４
は入力コンデンサ７の電圧、すなわち、スイッチングコ
ンバータ５０の入力直流電圧を監視するとともに、整流
電圧とチョークコイルに流れる電流も検出し、入力直流
電圧を略安定化するように整流電圧波形に比例した基準
波形を設定し、チョークコイル４１に流れる電流のピー
ク値がこの基準波形に追従するようにスイッチング手段
４２のオンオフ期間を調整する。入力交流電流はチョー
クコイル４１に流れる電流が入力フィルタ２によって平
滑化されたものであるので、以上の動作により、入力交
流電流は入力交流電圧に比例した正弦波状の波形とな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の構成
では、スイッチングコンバータが２段の構成となるた
め、回路規模が大きくなるという問題点を有している。
では、スイッチングコンバータが２段の構成となるた
め、回路規模が大きくなるという問題点を有している。
【０００６】本発明は回路規模を簡素化して入力交流電
流を正弦波状に整形し、力率の向上と高調波成分の低減
を可能とするスイッチング電源装置を提供することを目
的とする。
流を正弦波状に整形し、力率の向上と高調波成分の低減
を可能とするスイッチング電源装置を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のスイッチング電
源装置は、入力交流電源からの交流電圧を受電し整流電
圧を出力する整流回路と、入力コンデンサと、少なくと
も第１および第２の一次巻線と二次巻線を有するトラン
スと、前記入力コンデンサの両端に、前記第１の一次巻
線とスイッチング手段との直列回路を接続し、前記二次
巻線には、負荷に出力直流電圧を供給する二次側整流平
滑回路を接続し、前記整流回路の正負出力端に、前記第
２の一次巻線とチョークコイルと前記入力コンデンサと
からなる直列回路を接続し、前記チョークコイルを介し
て前記入力コンデンサを充電する方向に第１のダイオー
ドを接続するとともに、前記出力直流電圧を制御するよ
うに前記スイッチング手段のオンオフ比を調整する制御
回路を設けたことを特徴とする。
源装置は、入力交流電源からの交流電圧を受電し整流電
圧を出力する整流回路と、入力コンデンサと、少なくと
も第１および第２の一次巻線と二次巻線を有するトラン
スと、前記入力コンデンサの両端に、前記第１の一次巻
線とスイッチング手段との直列回路を接続し、前記二次
巻線には、負荷に出力直流電圧を供給する二次側整流平
滑回路を接続し、前記整流回路の正負出力端に、前記第
２の一次巻線とチョークコイルと前記入力コンデンサと
からなる直列回路を接続し、前記チョークコイルを介し
て前記入力コンデンサを充電する方向に第１のダイオー
ドを接続するとともに、前記出力直流電圧を制御するよ
うに前記スイッチング手段のオンオフ比を調整する制御
回路を設けたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】この構成によると、スイッチング手段のオン動
作により、整流回路からチョークコイルを介して入力コ
ンデンサへ供給されるチョーク電流は、整流電圧に比例
したピーク値を有する三角波電流であるので、入力フィ
ルタを介して平滑化された入力交流電流は入力交流電圧
に比例した正弦波状の波形となり、力率が向上し、高調
波成分を低減することができる。また、従来のアクティ
ブフィルタを使用した場合に比べて部品点数が少ない。
作により、整流回路からチョークコイルを介して入力コ
ンデンサへ供給されるチョーク電流は、整流電圧に比例
したピーク値を有する三角波電流であるので、入力フィ
ルタを介して平滑化された入力交流電流は入力交流電圧
に比例した正弦波状の波形となり、力率が向上し、高調
波成分を低減することができる。また、従来のアクティ
ブフィルタを使用した場合に比べて部品点数が少ない。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１〜図５に基づい
て説明する。図１と図２は第１の実施例を示す。
て説明する。図１と図２は第１の実施例を示す。
【００１０】図１において、１は入力交流電源、２は入
力フィルタ、３は全波整流回路、４はチョークコイル、
５は第１のダイオード、６はスイッチング手段、７は入
力コンデンサである。８はトランスで、第１の一次巻線
８１、第２の一次巻線８２、二次巻線８３を有する。第
１の一次巻線８１と第２の一次巻線８２の巻数は等しい
ものとする。９は二次側整流平滑回路、１０は制御回
路、１１は負荷である。
力フィルタ、３は全波整流回路、４はチョークコイル、
５は第１のダイオード、６はスイッチング手段、７は入
力コンデンサである。８はトランスで、第１の一次巻線
８１、第２の一次巻線８２、二次巻線８３を有する。第
１の一次巻線８１と第２の一次巻線８２の巻数は等しい
ものとする。９は二次側整流平滑回路、１０は制御回
路、１１は負荷である。
【００１１】まず、スイッチング手段６、入力コンデン
サ７、トランス８の第１の一次巻線８１、二次巻線８
３、二次側整流平滑回路９、制御回路１０は入力コンデ
ンサ７の電圧を入力直流電圧とした通常のスイッチング
コンバータの構成で、入力直流電圧をスイッチング手段
６のオンオフ動作により高周波交流電圧に変換してトラ
ンスの第１の一次巻線８１に印加し、二次巻線８３に誘
起した高周波交流電圧を二次側整流平滑回路９により整
流平滑して出力直流電圧として負荷１１へ供給する。制
御回路１０は出力直流電圧を検出し、安定化するように
スイッチング手段６のオンオフ期間を調整する機能を有
している。
サ７、トランス８の第１の一次巻線８１、二次巻線８
３、二次側整流平滑回路９、制御回路１０は入力コンデ
ンサ７の電圧を入力直流電圧とした通常のスイッチング
コンバータの構成で、入力直流電圧をスイッチング手段
６のオンオフ動作により高周波交流電圧に変換してトラ
ンスの第１の一次巻線８１に印加し、二次巻線８３に誘
起した高周波交流電圧を二次側整流平滑回路９により整
流平滑して出力直流電圧として負荷１１へ供給する。制
御回路１０は出力直流電圧を検出し、安定化するように
スイッチング手段６のオンオフ期間を調整する機能を有
している。
【００１２】次に、入力交流電流が本構成により正弦波
状に整形される動作を説明する。全波整流回路３は入力
フィルタ２を介して入力交流電源１からの入力交流電圧
を受電し、整流電圧Ｅｉ〔図２の（ａ）〕を出力する。
スイッチング手段６がオンの時、トランス８の第１の一
次巻線８１には入力コンデンサ７の電圧が印加されると
ともに、第２の一次巻線８２には入力コンデンサ７の電
圧が誘起される。このため第１のダイオード５には整流
電圧と入力コンデンサ７の電圧の和の電圧が印加され、
さらにチョークコイル４には前記の和の電圧と入力コン
デンサ７の電圧の電位差、すなわち、整流電圧が印加さ
れることになる。整流電圧が印加されたチョークコイル
４は励磁され、直線的に増加するチョーク電流ＩＬが、
全波整流回路３から第２の一次巻線８２を介して入力コ
ンデンサ７を充電するように流れ、チョークコイル４に
励磁エネルギーを蓄える。スイッチング手段６がオフす
ると、トランス８の各巻線電圧は反転し、チョークコイ
ル４も励磁エネルギーを放出するため電圧が反転し、こ
の時に第２の一次巻線８２に誘起するフライバック電圧
が整流電圧より大きいと、第１のダイオード５が導通
し、チョークコイル４を消磁するチョーク電流ＩＬは第
１のダイオード５を介して入力コンデンサ７を充電する
ように直線的に減少しながら流れる。第２の一次巻線８
２に誘起するフライバック電圧が整流電圧以下の時は、
直線的に減少するチョーク電流ＩＬが全波整流回路３か
ら第２の一次巻線８２を介して入力コンデンサ７を充電
するように流れ、チョークコイル４を消磁する。図２の
（ｂ）にチョーク電流ＩＬを示す。入力コンデンサ７の
静電容量が充分大きく、その電圧が定常状態において略
安定な直流電圧とみなせると、出力直流電圧を安定化す
るためのスイッチング手段６のオンオフ期間も略一定と
なるため、各スイッチング周期におけるチョーク電流Ｉ
Ｌのピーク値は整流電圧Ｅｉに略比例する。前述の通り
第１のダイオード５の導通条件に若干左右されるが、入
力交流電流Ｉｉはこのチョーク電流ＩＬに近似した電流
を入力フィルタ２によって平滑化したものであるので、
図２の（ｃ）に示すような正弦波状の波形となる。
状に整形される動作を説明する。全波整流回路３は入力
フィルタ２を介して入力交流電源１からの入力交流電圧
を受電し、整流電圧Ｅｉ〔図２の（ａ）〕を出力する。
スイッチング手段６がオンの時、トランス８の第１の一
次巻線８１には入力コンデンサ７の電圧が印加されると
ともに、第２の一次巻線８２には入力コンデンサ７の電
圧が誘起される。このため第１のダイオード５には整流
電圧と入力コンデンサ７の電圧の和の電圧が印加され、
さらにチョークコイル４には前記の和の電圧と入力コン
デンサ７の電圧の電位差、すなわち、整流電圧が印加さ
れることになる。整流電圧が印加されたチョークコイル
４は励磁され、直線的に増加するチョーク電流ＩＬが、
全波整流回路３から第２の一次巻線８２を介して入力コ
ンデンサ７を充電するように流れ、チョークコイル４に
励磁エネルギーを蓄える。スイッチング手段６がオフす
ると、トランス８の各巻線電圧は反転し、チョークコイ
ル４も励磁エネルギーを放出するため電圧が反転し、こ
の時に第２の一次巻線８２に誘起するフライバック電圧
が整流電圧より大きいと、第１のダイオード５が導通
し、チョークコイル４を消磁するチョーク電流ＩＬは第
１のダイオード５を介して入力コンデンサ７を充電する
ように直線的に減少しながら流れる。第２の一次巻線８
２に誘起するフライバック電圧が整流電圧以下の時は、
直線的に減少するチョーク電流ＩＬが全波整流回路３か
ら第２の一次巻線８２を介して入力コンデンサ７を充電
するように流れ、チョークコイル４を消磁する。図２の
（ｂ）にチョーク電流ＩＬを示す。入力コンデンサ７の
静電容量が充分大きく、その電圧が定常状態において略
安定な直流電圧とみなせると、出力直流電圧を安定化す
るためのスイッチング手段６のオンオフ期間も略一定と
なるため、各スイッチング周期におけるチョーク電流Ｉ
Ｌのピーク値は整流電圧Ｅｉに略比例する。前述の通り
第１のダイオード５の導通条件に若干左右されるが、入
力交流電流Ｉｉはこのチョーク電流ＩＬに近似した電流
を入力フィルタ２によって平滑化したものであるので、
図２の（ｃ）に示すような正弦波状の波形となる。
【００１３】このように、スイッチングコンバータのト
ランス８に第２の一次巻線８２を設け、全波整流回路３
の正負出力端に第２の一次巻線８２とチョークコイル４
と入力コンデンサ７とからなる直列回路を設け、チョー
クコイル４を介して前記入力コンデンサ７を充電する方
向に第１のダイオード５を接続することにより、スイッ
チング手段６がオンの時に、チョークコイル４に整流電
圧Ｅｉに略比例したピーク値をもつチョーク電流ＩＬを
全波整流回路３を介して流すので、これが入力フィルタ
２によって平滑化された入力直流電流Ｉｉは正弦波状の
波形となり、力率の向上と高調波成分の低減が可能とな
る。
ランス８に第２の一次巻線８２を設け、全波整流回路３
の正負出力端に第２の一次巻線８２とチョークコイル４
と入力コンデンサ７とからなる直列回路を設け、チョー
クコイル４を介して前記入力コンデンサ７を充電する方
向に第１のダイオード５を接続することにより、スイッ
チング手段６がオンの時に、チョークコイル４に整流電
圧Ｅｉに略比例したピーク値をもつチョーク電流ＩＬを
全波整流回路３を介して流すので、これが入力フィルタ
２によって平滑化された入力直流電流Ｉｉは正弦波状の
波形となり、力率の向上と高調波成分の低減が可能とな
る。
【００１４】なお、本実施例ではチョークコイル４は不
連続動作を前提に説明したが、入力交流電流波形が正弦
波状であることに拘らなければ、連続動作にしてもコン
デンサインプット方式に比べ高力率・低高調波成分の特
性は得られる。
連続動作を前提に説明したが、入力交流電流波形が正弦
波状であることに拘らなければ、連続動作にしてもコン
デンサインプット方式に比べ高力率・低高調波成分の特
性は得られる。
【００１５】図３は第２の実施例を示す。図３におい
て、１は入力交流電源、２は入力フィルタ、３は全波整
流回路、４はチョークコイル、５は第１のダイオード、
６はスイッチング手段、７は入力コンデンサである。８
はトランスで、第１の一次巻線８１、第２の一次巻線８
２、二次巻線８３を有する。第１の一次巻線８１と第２
の一次巻線８２の巻数は等しいものとする。９は二次側
整流平滑回路、１０は制御回路、１１は負荷である。以
上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異な
るのは第２のダイオード１２を入力コンデンサ７を充電
する方向にチョークコイル４と直列に接続した点であ
る。
て、１は入力交流電源、２は入力フィルタ、３は全波整
流回路、４はチョークコイル、５は第１のダイオード、
６はスイッチング手段、７は入力コンデンサである。８
はトランスで、第１の一次巻線８１、第２の一次巻線８
２、二次巻線８３を有する。第１の一次巻線８１と第２
の一次巻線８２の巻数は等しいものとする。９は二次側
整流平滑回路、１０は制御回路、１１は負荷である。以
上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異な
るのは第２のダイオード１２を入力コンデンサ７を充電
する方向にチョークコイル４と直列に接続した点であ
る。
【００１６】このように構成されたスイッチング電源装
置について、図１の構成と同様なものについてはその動
作も同様であるので説明は省略し、第２のダイオード１
２の動作と役割について説明する。
置について、図１の構成と同様なものについてはその動
作も同様であるので説明は省略し、第２のダイオード１
２の動作と役割について説明する。
【００１７】第２のダイオード１２がなくてチョークコ
イル４が不連続動作の場合、チョーク電流が流れ終わっ
た後スイッチング手段６がオンするまでの間に、チョー
クコイル４には、そのインダクタンスと寄生容量による
共振現象が発生する。チョークコイル４の一端が入力コ
ンデンサ７に接続されているため、入力コンデンサ７の
電位を基準とする振幅の共振電圧に第２の一次巻線８２
に発生しているフライバック電圧の重畳されたものが、
全波整流回路３に印加されることになり、全波整流回路
３には高耐圧なものが要求されることになるうえ、この
共振現象が入力ライン上に重畳されることによる雑音の
増加にもつながる。しかし、図３に示すように第２のダ
イオード１２を挿入することによって、チョークコイル
４の共振現象は第２のダイオード１２により全波整流回
路３へのループは断たれ、チョークコイル４で完結す
る。すなわち、チョークコイル４の共振現象を全波整流
回路３に伝わるのを阻止する役割を果たす。
イル４が不連続動作の場合、チョーク電流が流れ終わっ
た後スイッチング手段６がオンするまでの間に、チョー
クコイル４には、そのインダクタンスと寄生容量による
共振現象が発生する。チョークコイル４の一端が入力コ
ンデンサ７に接続されているため、入力コンデンサ７の
電位を基準とする振幅の共振電圧に第２の一次巻線８２
に発生しているフライバック電圧の重畳されたものが、
全波整流回路３に印加されることになり、全波整流回路
３には高耐圧なものが要求されることになるうえ、この
共振現象が入力ライン上に重畳されることによる雑音の
増加にもつながる。しかし、図３に示すように第２のダ
イオード１２を挿入することによって、チョークコイル
４の共振現象は第２のダイオード１２により全波整流回
路３へのループは断たれ、チョークコイル４で完結す
る。すなわち、チョークコイル４の共振現象を全波整流
回路３に伝わるのを阻止する役割を果たす。
【００１８】以上のように、第１の実施例のチョークコ
イル４と直列に入力コンデンサ７を充電する方向に第２
のダイオード１２を接続することにより、チョークコイ
ル４が電流を流し終わった後に発生する共振現象が、共
振現象を全波整流回路３に伝わることを阻止し、全波整
流回路３を保護するとともに、共振現象による雑音増加
を抑制することができる。
イル４と直列に入力コンデンサ７を充電する方向に第２
のダイオード１２を接続することにより、チョークコイ
ル４が電流を流し終わった後に発生する共振現象が、共
振現象を全波整流回路３に伝わることを阻止し、全波整
流回路３を保護するとともに、共振現象による雑音増加
を抑制することができる。
【００１９】図４は第３の実施例を示す。図４におい
て、１は入力交流電源、２は入力フィルタ、３は全波整
流回路、４はチョークコイル、５は第１のダイオード、
６はスイッチング手段、７は入力コンデンサである。８
はトランスで、第１の一次巻線８１、第２の一次巻線８
２、二次巻線８３を有する。第１の一次巻線８１と第２
の一次巻線８２の巻数は等しいものとする。９は二次側
整流平滑回路、１０は制御回路、１１は負荷である。以
上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異な
るのは第３のダイオード１３を全波整流回路３から入力
コンデンサ７へ接続した点である。
て、１は入力交流電源、２は入力フィルタ、３は全波整
流回路、４はチョークコイル、５は第１のダイオード、
６はスイッチング手段、７は入力コンデンサである。８
はトランスで、第１の一次巻線８１、第２の一次巻線８
２、二次巻線８３を有する。第１の一次巻線８１と第２
の一次巻線８２の巻数は等しいものとする。９は二次側
整流平滑回路、１０は制御回路、１１は負荷である。以
上は図１の構成と同様なものである。図１の構成と異な
るのは第３のダイオード１３を全波整流回路３から入力
コンデンサ７へ接続した点である。
【００２０】このように構成されたスイッチング電源装
置について、図１の構成と同様なものについてはその動
作も同様であるので説明は省略し、第３のダイオード１
３の動作と役割を説明する。
置について、図１の構成と同様なものについてはその動
作も同様であるので説明は省略し、第３のダイオード１
３の動作と役割を説明する。
【００２１】図１の回路構成による第１の実施例で、負
荷の変動に対してスイッチング手段６のオン期間があま
り変動しないタイプのスイッチングコンバータの場合、
負荷が重くなると、スイッチング手段６のオンオフによ
ってチョークコイル４を介して供給される入力電力が不
足し、チョークコイル４とトランス８の第２の一次巻線
８２は直流重畳されるようになる。このような直流重畳
はチョークコイル４やトランス８の設計を困難とするう
え、最悪の場合には磁気飽和を招き、各構成部品への多
大なストレスとなる恐れがある。しかし第３のダイオー
ド１３を挿入することにより、重負荷時においては、ス
イッチング手段６のオンオフによるチョークコイル４を
流れる電流とは別に、全波整流回路３から入力コンデン
サ７へ、第３のダイオード１３を介して入力電流を流す
ループを設け、チョークコイル４やトランス８への直流
重畳を防ぐとともに、全波整流回路３の出力電圧を入力
コンデンサ７の電圧にクランプすることができる。
荷の変動に対してスイッチング手段６のオン期間があま
り変動しないタイプのスイッチングコンバータの場合、
負荷が重くなると、スイッチング手段６のオンオフによ
ってチョークコイル４を介して供給される入力電力が不
足し、チョークコイル４とトランス８の第２の一次巻線
８２は直流重畳されるようになる。このような直流重畳
はチョークコイル４やトランス８の設計を困難とするう
え、最悪の場合には磁気飽和を招き、各構成部品への多
大なストレスとなる恐れがある。しかし第３のダイオー
ド１３を挿入することにより、重負荷時においては、ス
イッチング手段６のオンオフによるチョークコイル４を
流れる電流とは別に、全波整流回路３から入力コンデン
サ７へ、第３のダイオード１３を介して入力電流を流す
ループを設け、チョークコイル４やトランス８への直流
重畳を防ぐとともに、全波整流回路３の出力電圧を入力
コンデンサ７の電圧にクランプすることができる。
【００２２】このように、第１の実施例に全波整流回路
３から入力コンデンサ７へ、第３のダイオード１３を接
続することにより、チョークコイル４やトランス８の直
流重畳およびそれによる磁気飽和を防ぎ、さらに全波整
流回路３の出力電圧を入力コンデンサ７の電圧にクラン
プし、耐圧を低減することができる。
３から入力コンデンサ７へ、第３のダイオード１３を接
続することにより、チョークコイル４やトランス８の直
流重畳およびそれによる磁気飽和を防ぎ、さらに全波整
流回路３の出力電圧を入力コンデンサ７の電圧にクラン
プし、耐圧を低減することができる。
【００２３】図５は第４の実施例を示す。図５におい
て、１は入力交流電源、２は入力フィルタ、３は全波整
流回路、４はチョークコイル、５は第１のダイオード、
６はスイッチング手段、７は入力コンデンサである。８
はトランスで、第１の一次巻線８１、第２の一次巻線８
２、二次巻線８３を有する。第１の一次巻線８１と第２
の一次巻線８２の巻数は等しいものとする。１０は制御
回路、１１は負荷である。以上は図１の構成と同様なも
のである。１２は第２のダイオードで図３の構成と同様
なものである。１３は第３のダイオードで図４の構成と
同様なものである。１４および１５はダイオード、１６
は二次側チョークコイル、１７は出力コンデンサであ
り、ダイオード１４および１５と二次側チョークコイル
１６と出力コンデンサ１７とでチョークインプット型整
流平滑回路９０を構成する。
て、１は入力交流電源、２は入力フィルタ、３は全波整
流回路、４はチョークコイル、５は第１のダイオード、
６はスイッチング手段、７は入力コンデンサである。８
はトランスで、第１の一次巻線８１、第２の一次巻線８
２、二次巻線８３を有する。第１の一次巻線８１と第２
の一次巻線８２の巻数は等しいものとする。１０は制御
回路、１１は負荷である。以上は図１の構成と同様なも
のである。１２は第２のダイオードで図３の構成と同様
なものである。１３は第３のダイオードで図４の構成と
同様なものである。１４および１５はダイオード、１６
は二次側チョークコイル、１７は出力コンデンサであ
り、ダイオード１４および１５と二次側チョークコイル
１６と出力コンデンサ１７とでチョークインプット型整
流平滑回路９０を構成する。
【００２４】このように構成されたスイッチング電源装
置について、以下にその動作を説明する。スイッチング
手段６、入力コンデンサ７、トランスの第１の一次巻線
８１、二次巻線８３、チョークインプット型整流平滑回
路９０、制御回路１０は入力コンデンサ７の電圧を入力
直流電圧としたフィードフォワードコンバータの構成
で、入力直流電圧をスイッチング手段６のオンオフ動作
により高周波交流電圧に変換してトランスの第１の一次
巻線８１に印加し、二次巻線８３に誘起した高周波交流
電圧をチョークインプット型整流平滑回路９０により整
流平滑して出力直流電圧として負荷１１へ供給する。制
御回路１０は出力直流電圧を検出し、安定化するように
スイッチング手段６のオンオフ期間を調整する機能を有
している。また、チョークコイル４、第１のダイオード
５、第２の一次巻線８２が入力交流電流を正弦波状に
し、力率向上と高調波成分低減の機能を果たすことは第
１の実施例で説明した通りである。第２のダイオードの
役割は第２の実施例で説明した通りであり、第３のダイ
オードの役割は第３の実施例で説明した通りである。
置について、以下にその動作を説明する。スイッチング
手段６、入力コンデンサ７、トランスの第１の一次巻線
８１、二次巻線８３、チョークインプット型整流平滑回
路９０、制御回路１０は入力コンデンサ７の電圧を入力
直流電圧としたフィードフォワードコンバータの構成
で、入力直流電圧をスイッチング手段６のオンオフ動作
により高周波交流電圧に変換してトランスの第１の一次
巻線８１に印加し、二次巻線８３に誘起した高周波交流
電圧をチョークインプット型整流平滑回路９０により整
流平滑して出力直流電圧として負荷１１へ供給する。制
御回路１０は出力直流電圧を検出し、安定化するように
スイッチング手段６のオンオフ期間を調整する機能を有
している。また、チョークコイル４、第１のダイオード
５、第２の一次巻線８２が入力交流電流を正弦波状に
し、力率向上と高調波成分低減の機能を果たすことは第
１の実施例で説明した通りである。第２のダイオードの
役割は第２の実施例で説明した通りであり、第３のダイ
オードの役割は第３の実施例で説明した通りである。
【００２５】さて、通常このようなフィードフォワード
コンバータは、スイッチング手段６がオフの時にトラン
ス８の磁束を消磁するためのリセット巻線がトランス８
に設けられる。以下に本実施例においては第２の一次巻
線８２がリセット巻線の機能を兼ねていることを説明す
る。
コンバータは、スイッチング手段６がオフの時にトラン
ス８の磁束を消磁するためのリセット巻線がトランス８
に設けられる。以下に本実施例においては第２の一次巻
線８２がリセット巻線の機能を兼ねていることを説明す
る。
【００２６】図５においてスイッチング手段６がオフす
ると、トランス８の各巻線電圧は反転し、フライバック
電圧を発生する。一方、チョークコイル４も励磁エネル
ギーを放出するためにその電圧を反転させ、第１のダイ
オード５と第２のダイオード１２を介して入力コンデン
サ７へ消磁電流を流す。第２の一次巻線８２に発生する
フライバック電圧は第１のダイオード５と第３のダイオ
ード１３によって入力コンデンサ７の電圧にクランプさ
れ、トランス８に蓄えられていた励磁エネルギーは入力
コンデンサ７へ回生される。すなわち、第２の一次巻線
８２はトランス８を消磁するリセット巻線の機能も兼用
しているのである。
ると、トランス８の各巻線電圧は反転し、フライバック
電圧を発生する。一方、チョークコイル４も励磁エネル
ギーを放出するためにその電圧を反転させ、第１のダイ
オード５と第２のダイオード１２を介して入力コンデン
サ７へ消磁電流を流す。第２の一次巻線８２に発生する
フライバック電圧は第１のダイオード５と第３のダイオ
ード１３によって入力コンデンサ７の電圧にクランプさ
れ、トランス８に蓄えられていた励磁エネルギーは入力
コンデンサ７へ回生される。すなわち、第２の一次巻線
８２はトランス８を消磁するリセット巻線の機能も兼用
しているのである。
【００２７】以上のように、第１の実施例において二次
側整流平滑回路をチョークインプット型の整流平滑回路
とし、チョークコイル４と直列に入力コンデンサ７を充
電する方向に第２のダイオード１２を接続し、全波整流
回路３から入力コンデンサ７へ、第３のダイオード１３
を接続することにより、第２の一次巻線８２にリセット
巻線の機能を兼用させることができる。
側整流平滑回路をチョークインプット型の整流平滑回路
とし、チョークコイル４と直列に入力コンデンサ７を充
電する方向に第２のダイオード１２を接続し、全波整流
回路３から入力コンデンサ７へ、第３のダイオード１３
を接続することにより、第２の一次巻線８２にリセット
巻線の機能を兼用させることができる。
【００２８】なお、第１〜第４の実施例において、第２
の一次巻線８２の巻数は第１の一次巻線８１と同一とし
たが、スイッチング手段６のオンオフ比の設定や入力交
流電流の導通期間に影響するが、異なる巻数としてもよ
いことは言うまでもない。
の一次巻線８２の巻数は第１の一次巻線８１と同一とし
たが、スイッチング手段６のオンオフ比の設定や入力交
流電流の導通期間に影響するが、異なる巻数としてもよ
いことは言うまでもない。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によると、入力交流
電源からの交流電圧を受電し整流電圧を出力する整流回
路と、入力コンデンサと、少なくとも第１および第２の
一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記入力コン
デンサの両端に、前記第１の一次巻線とスイッチング手
段との直列回路を接続し、前記二次巻線には、負荷に出
力直流電圧を供給する二次側整流平滑回路を接続し、前
記整流回路の正負出力端に、前記第２の一次巻線とチョ
ークコイルと前記入力コンデンサとからなる直列回路を
接続し、前記チョークコイルを介して前記入力コンデン
サを充電する方向に第１のダイオードを接続するととも
に、前記出力直流電圧を制御するように前記スイッチン
グ手段のオンオフ比を調整する制御回路を設けたため、
従来のアクティブフィルタを設ける場合に比べ少ない部
品点数で、入力交流電流を正弦波状に整形し、力率向上
と高調波成分の低減ができる優れたスイッチング電源装
置を実現できるものである。
電源からの交流電圧を受電し整流電圧を出力する整流回
路と、入力コンデンサと、少なくとも第１および第２の
一次巻線と二次巻線を有するトランスと、前記入力コン
デンサの両端に、前記第１の一次巻線とスイッチング手
段との直列回路を接続し、前記二次巻線には、負荷に出
力直流電圧を供給する二次側整流平滑回路を接続し、前
記整流回路の正負出力端に、前記第２の一次巻線とチョ
ークコイルと前記入力コンデンサとからなる直列回路を
接続し、前記チョークコイルを介して前記入力コンデン
サを充電する方向に第１のダイオードを接続するととも
に、前記出力直流電圧を制御するように前記スイッチン
グ手段のオンオフ比を調整する制御回路を設けたため、
従来のアクティブフィルタを設ける場合に比べ少ない部
品点数で、入力交流電流を正弦波状に整形し、力率向上
と高調波成分の低減ができる優れたスイッチング電源装
置を実現できるものである。
【図１】本発明のスイッチング電源装置の第１の実施例
の構成図である。
の構成図である。
【図２】第１の実施例の入力波形図である。
【図３】本発明のスイッチング電源装置の第２の実施例
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明のスイッチング電源装置の第３の実施例
の構成図である。
の構成図である。
【図５】本発明のスイッチング電源装置の第４の実施例
の構成図である。
の構成図である。
【図６】従来のスイッチング電源装置の構成図である。
１ 入力交流電源 ２ 入力フィルタ ３ 全波整流回路〔整流回路〕 ４ チョークコイル ５ 第１のダイオード ６ スイッチング手段 ７ 入力コンデンサ ８ トランス ８１ 第１の一次巻線 ８２ 第２の一次巻線 ８３ 二次巻線 ９ 二次側整流平滑回路 １０ 制御回路 １１ 負荷 １２ 第２のダイオード １３ 第３のダイオード ９０ チョークインプット型整流平滑回路〔二次側
整流平滑回路〕
整流平滑回路〕
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 義則 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業株 式会社工場内 (72)発明者 関根 豊 埼玉県飯能市南町10番13号 新電元工業株 式会社工場内
Claims (4)
- 【請求項１】 入力交流電源からの交流電圧を受電し整
流電圧を出力する整流回路と、入力コンデンサと、少な
くとも第１および第２の一次巻線と二次巻線を有するト
ランスと、前記入力コンデンサの両端に、前記第１の一
次巻線とスイッチング手段との直列回路を接続し、前記
二次巻線には、負荷に出力直流電圧を供給する二次側整
流平滑回路を接続し、前記整流回路の正負出力端に、前
記第２の一次巻線とチョークコイルと前記入力コンデン
サとからなる直列回路を接続し、前記チョークコイルを
介して前記入力コンデンサを充電する方向に第１のダイ
オードを接続するとともに、前記出力直流電圧を制御す
るように前記スイッチング手段のオンオフ比を調整する
制御回路を設けたスイッチング電源装置。 - 【請求項２】 チョークコイルと直列に入力コンデンサ
を充電する方向に第２のダイオードを接続した請求項１
記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項３】 整流回路から入力コンデンサへ電流が流
れるように第３のダイオードを接続した請求項１記載の
スイッチング電源装置。 - 【請求項４】 チョークコイルと直列に前記入力コンデ
ンサを充電する方向に第２のダイオードを接続し、前記
整流回路から前記入力コンデンサへ電流が流れるように
第３のダイオードを接続し、二次側整流平滑回路をチョ
ークインプット型である請求項１記載のスイッチング電
源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30959093A JP2918436B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | スイッチング電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30959093A JP2918436B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | スイッチング電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170743A true JPH07170743A (ja) | 1995-07-04 |
| JP2918436B2 JP2918436B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=17994869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30959093A Expired - Fee Related JP2918436B2 (ja) | 1993-12-10 | 1993-12-10 | スイッチング電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2918436B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059823A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Sony Corporation | 電源回路及び電子機器 |
| WO2006125681A1 (de) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH | Schaltnetzteil mit saugdrosselschaltung |
| CN104242698A (zh) * | 2014-10-18 | 2014-12-24 | 许昌学院 | 应用于氦氖激光器的双路输出开关电源 |
-
1993
- 1993-12-10 JP JP30959093A patent/JP2918436B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004059823A1 (ja) * | 2002-12-26 | 2004-07-15 | Sony Corporation | 電源回路及び電子機器 |
| US7254045B2 (en) | 2002-12-26 | 2007-08-07 | Sony Corporation | Power supply circuit and electronic equipment |
| WO2006125681A1 (de) * | 2005-05-27 | 2006-11-30 | SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH | Schaltnetzteil mit saugdrosselschaltung |
| CN104242698A (zh) * | 2014-10-18 | 2014-12-24 | 许昌学院 | 应用于氦氖激光器的双路输出开关电源 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2918436B2 (ja) | 1999-07-12 |
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