JPH04217869A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH04217869A
JPH04217869A JP2404275A JP40427590A JPH04217869A JP H04217869 A JPH04217869 A JP H04217869A JP 2404275 A JP2404275 A JP 2404275A JP 40427590 A JP40427590 A JP 40427590A JP H04217869 A JPH04217869 A JP H04217869A
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JP
Japan
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power factor
output
circuit
power supply
factor correction
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JP2404275A
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English (en)
Inventor
Hisaichi Murayama
寿市 村山
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TDK Lambda Corp
Original Assignee
TDK Lambda Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインバ―タの入力側に力
率改善回路を接続した電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電源装置は直流電圧を入力して安
定した任意の電圧を出力するものであるが、交流電源電
圧を整流ダイオ―ドと平滑コンデンサで整流平滑して直
流電圧に変換した場合、交流電源電圧が完全な正弦波形
であるにもかかわらず、電流は平滑コンデンサの充電さ
れている期間のみ流れてパルス波形となり、入力力率の
低下を生じて高周波ノイズの発生源となる。
【0003】このような入力力率の低下を防止するもの
として図9に示す電源装置が提案されている。この電源
装置は三相交流電源1を整流する三相整流回路2に第1
のスイッチング素子3と、インダクタンス4と、ダイオ
―ド5とにより構成される昇圧チョッパ回路からなる力
率改善回路6を接続し、この力率改善回路6の出力端間
に平滑コンデンサ7を接続するとともに、力率改善回路
6で昇圧されかつ平滑コンデンサ7で平滑された直流入
力電圧Vi を抵抗8と抵抗9で分圧された入力検出電
圧として第1の制御用IC10に供給する。この制御用
IC10はこの入力検出電圧のレベルに応じて入力電圧
Vi が一定になるように形成された駆動信号Dを第1
のスイッチング素子3に供給する。前記直流入力電圧V
i はトランス11と第2のスイッチング素子12から
なるインバ―タ13に供給され、第2のスイッチング素
子12をスイッチングすることによりトランス11の二
次巻線に誘起された電圧を整流平滑回路14により整流
平滑し、出力端子+V,−Vを介して負荷15に直流出
力電圧Vo を供給する。この直流出力電圧Vo は抵
抗16と抵抗17で分圧された出力検出電圧として第2
の制御用IC18に供給され、制御用IC18はこの出
力検出電圧のレベルに応じて出力電圧Vo が一定にな
るように形成された駆動信号を第2のスイッチング素子
12に供給する。
【0004】このように、力率改善回路6をインバ―タ
13の入力側に備えた電源装置においては、力率改善回
路6の第1のスイッチング素子3が駆動信号Dによりオ
ン動作している時にはインダクタンス4に電磁エネルギ
―が蓄積され、第1のスイッチング素子3がオフの時に
は蓄積された電磁エネルギ―と三相整流回路2からの出
力電流とを重量させてダイオ―ド5を通して平滑コンデ
ンサ7を充電することで交流電圧波形に電流波形を近づ
けることにより入力力率を改善するものであり、この場
合、平滑コンデンサ7に流れ込む入力電流Iの波形は図
10に示すように駆動信号Dのオン期間に上昇勾配にな
るとともにオフ期間に下降勾配となる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、1個の力率改善回路6が設けられているだけである
ため特に大電流容量の電源装置においては、力率改善回
路6のインダクタンスL分が小さくなり、これによりリ
プル電流が増大し大容量の平滑コンデンサを必要とする
という問題があった。
【0006】そこで本発明はインバ―タの入力側に発生
するリプル電流を低減させ入力側の平滑コンデンサの容
量を小さくすることができる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】本発明は交流電源電圧を
整流回路により整流するとともに、スイッチング素子を
スイッチングして前記交流電源電圧の電圧波形と電流波
形を近づけるための力率改善回路を介在して平滑コンデ
ンサにより平滑した直流入力電圧をインバ―タに供給す
る電源装置において、前記力率改善回路をn個並列に接
続するとともに、これらの各力率改善回路のスイッチン
グ素子に駆動信号を供給する発振回路は360 °/n
の位相差を有する駆動信号を各スイッチング素子に供給
するものである。
【0008】
【作用】上記構成によって、発振回路から360 °/
nの位相差を有する駆動信号が各スイッチング素子に供
給され、これによりn個の力率改善回路の各スイッチン
グ素子は360 °/nの位相差で順次駆動され、n個
の力率改善回路の出力電流が合成されて平滑コンデンサ
に流れ込む。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。なお、図9と同一部分に同一符号を付し同一
箇所の詳細な説明は省略する。
【0010】図1乃至図4は本発明の第1実施例を示し
、図1に示すようにインダクタンス4とダイオ―ド5と
第1のスイッチング素子3からなり図9と同一の構成を
有する第1の力率改善回路6に対し、インダクタンス4
Aとダイオ―ド5Aと第3のスイッチング素子3Aから
なる第2の力率改善回路6Aが並列に接続されており、
第1,第2の力率改善回路6,6Aの第1,第3のスイ
ッチング素子3,3Aには制御用IC10Aに内蔵する
発振回路19から360°/2の位相差を有する駆動信
号が供給されるようになっている。発振回路19は図2
に示すように図示しない電圧−周波数変換回路を介して
入力検出電圧レベルに応じた一定周期のパルスを出力す
る基準信号発生回路20の出力信号S1 をフリップフ
ロップ21Aのクロック入力端子CK及び各ナンドゲ―
ト22A,22Bの一方の入力端子に供給するとともに
、このフリップフロップ21Aを駆動させるための基準
電圧Vccをフリップフロップ21Aの電源供給端子V
ccに印加しかつ電流制限用抵抗23を介して入力端子
J及び入力端子Kに印加する。そして、基準信号発生回
路20からの出力信号S1 に基づいてフリップフロッ
プ21Aの非反転入力端子Q及び反転入力端子Q´から
それぞれ出力信号S2 ,S3がナンドゲ―ト22A,
22Bの他方の入力端子に供給されることにより、この
各ナンドゲ―ト22A,22Bの出力端子から180 
°の位相差を有する駆動信号D1 ,D2 が出力され
るように構成されている。
【0011】次に上記構成につきその作用を説明する。 電源を投入すると、三相交流電源1からの電源電圧が三
相整流回路2により整流され、この整流された電圧は第
1,第2の力率改善回路6,6Aを介して平滑コンデン
サ7により平滑されてインバ―タ13に供給され、イン
バ―タ13から出力された電圧は整流平滑回路14によ
り整流平滑されて負荷15に供給される。この場合、発
振回路19においては第3図のタイムチャ―トに示すよ
うにフリップフロップ21Aの入力端子J及び入力端子
Kは共にHレベルのため、基準信号発生回路20からの
出力信号がHレベルに立上ってフリップフロップ21A
のクロック入力端子CKに印加されると、その瞬間に出
力端子Qからの出力信号S2 はHレベルになるととも
に、出力端子Qからの出力信号S3 はLレベルとなる
。このフリップフロップ21Aは次に基準信号発生回路
20からの出力信号S1 が再びLレベルからHレベル
に立上るまで、出力端子Q,Q´の状態を保持するとと
もに、この出力信号S1 がHレベルに立上った瞬間に
各出力端子Q,Q´はその状態を反転させるため出力信
号S1 がHレベルに立上るごとに出力信号S2 ,S
3 は互いに反転状態を保ちながらLレベル又はHレベ
ルに切り換って各ナンドゲ―ト22A,22Bに出力さ
れる。そして、図3のように出力信号S1 及び出力信
号S2 が共にHレベルの期間はナンドゲ―ト22Aか
らの駆動信号D1 はLレベルとなり、出力信号S1 
及び出力信号S3 が共にHレベルの期間はナンドゲ―
ト22Bからの駆動信号D2 はLレベルになるため、
駆動信号D1 ,D2 は基準信号発生回路20からの
出力信号S1 に応じて180 °の位相差を有するよ
うに出力されて第1,第2の力率改善回路6,6Aのス
イッチング素子3,3Aに供給される。
【0012】このため、図4の波形図に示すように第1
のスイッチング素子3のオン期間つまり駆動信号D1 
がHレベルの期間は第1の力率改善回路6の出力電流I
1 が上昇勾配になり、第1のスイッチング素子3のオ
フ期間つまり駆動信号D1 がLレベルの期間は出力電
流I1 が下降勾配になる。そして、第2の力率改善回
路6Aの出力電流I2 は駆動信号D2 による第3の
スイッチング素子3Aの動作によって出力電流I1 と
同一形状で出力電流I1 と180 °の位相差を有す
るものになる。従って平滑コンデンサ7に流れ込む入力
電流Iは駆動信号D1 とD2 がHレベルのとき上昇
勾配となり、駆動信号D1 又はD2 がLレベルのと
き下降勾配となって、図10に示す従来のものに比べ恰
も2倍の周波数を有するように作用し、リプル電流が1
/2に低減され、これによって平滑コンデンサ7の容量
も小さくすることができ、特に大電流容量の電源装置に
おいて優れた効果がある。
【0013】図5乃至図8は本発明の第2実施例を示し
、第1実施例と同一部分に同一符号を付し同一箇所の詳
細な説明を省略する。
【0014】図5においては、第1の力率改善回路6に
対し第2,第3,第4の力率改善回路6A,6B,6C
を並列接続するとともに、発振回路19Aを各力率改善
回路6〜6Cの各スイッチング素子3,3A…に対し9
0°の位相差を有する駆動信号D1 ´,D2 ´,D
3 ,D4 を供給するように構成したものであり、発
振回路19Aは図6に示すようにアンドゲ―ト22Cの
出力端子からフリップフロップ21Bのクロック入力端
子CK及び各ナンドゲ―ト22E,22Fの一方の入力
端子に出力信号S4 を供給し、アンドゲ―ト22Dの
出力端子からフリップフロップ21Cのクロック入力端
子CK及び各ナンドゲ―ト22G,22Hの一方の入力
端子に出力信号S5を供給するとともにフリップフロッ
プ21B,21Cの電源供給端子Vccに基準電圧Vc
cを供給し、かつ電流制限用抵抗23A,23Bを介し
て入力端子J及び入力端子Kに基準電圧Vccを供給す
る。そして、前記フリップフロップ21Bの出力端子Q
及び出力端子Q´から、それぞれ各ナンドゲ―ト22E
,22Fの他方の入力端子に出力信号S6 ,S7 を
供給して、この各ナンドゲ―ト22E,22Fの出力端
子から第1,第2の力率改善回路6,6Aのスイッチン
グ素子3,3Aに駆動信号D1´,D2 ´を出力する
とともに、フリップフロップ21Cの出力端子Q及び出
力端子Q´からそれぞれ各ナンドゲ―ト22G,22H
の他方の入力端子に出力信号S8,S9 を供給して、
このナンドゲ―ト22G,22Hの出力端子から各第3
,第4の力率改善回路6B,6Cのスイッチング素子に
駆動信号D3 ,D4 を出力するように構成される。
【0015】発振回路19Aでは図7のタイムチャ―ト
に示すように、基準信号発生回路20からの出力信号S
1 のパルス毎にアンドゲ―ト22C,22Dから18
0 °の位相差を有する出力信号S4 ,S5 が、各
フリップフロップ21B,21Cのクロック入力端子C
Kに供給される。このフリップフロップ21B,21C
は、出力信号S4 ,S5 がLレベルからHレベルに
立上るまで出力端子Q,Q´の状態を保持するとともに
、この出力信号S4 ,S5 がHレベルに立上った瞬
間に出力端子Q,Q´の状態を切り換えて、出力信号S
6 ,S7 及び出力信号S8 ,S9 は互いに反転
状態を保ちながら各ナンドゲ―ト22E,22F及び各
ナンドゲ―ト22G,22Hに出力される。これによっ
て、先ず出力信号S4 ,S6 が共にHレベルとなっ
てナンドゲ―ト22Eからの駆動信号D1 ´がLレベ
ルになり、その後出力信号S5 ,S8 、出力信号S
4 ,S7 、出力信号S5 ,S9 が順次Hレベル
になり、これにより各ナンドゲ―ト22E,22F,2
2G,22Hから駆動信号D1 ´→D3 →D2 ´
→D4 の順に90°の位相差を有して出力され、第1
〜第4の力率改善回路6〜6Cに供給される。
【0016】このため、図8の波形図に示すように平滑
コンデンサ7に流れ込む入力電流Iは図10に示す従来
のものに比べ恰も4倍の周波数を有したもののように作
用し、これによりリプル電流も1/4に低減し、平滑コ
ンデンサ7の容量も小さくすることができる。
【0017】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく本発明の要旨の範囲内において種々の変形実
施が可能である。例えば力率改善回路は昇圧チョッパ回
路を用いたが昇降圧チョッパ回路等を用いることもでき
、またスイッチング素子はFETに代えてトランジスタ
等を用いることもできる。さらに、インバ―タは各種タ
イプのものに適用できる。また三相交流電源に代えて単
相交流電源を用いてもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明は交流電源電圧を整流回路により
整流するとともに、スイッチング素子をスイッチングし
て前記交流電源電圧の電圧波形と電流波形を近づけるた
めの力率改善回路を介在して平滑コンデンサにより平滑
した直流入力電圧をインバ―タに供給する電源装置にお
いて、前記力率改善回路をn個並列に接続するとともに
、これらの各力率改善回路のスイッチング素子に駆動信
号を供給する発振回路は360 °/nの位相差を有す
る駆動信号を各スイッチング素子に供給するようにした
ものであり、インバ―タの入力側に発生するリプル電流
を低減させ入力側の平滑コンデンサの容量を小さくする
ことができる電源装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す電源装置の回路構成
図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す発振回路の回路構成
図である。
【図3】本発明の第1実施例を示す発振回路の動作を示
すタイムチャ―トである。
【図4】本発明の第1実施例を示す駆動信号と電流の波
形図である。
【図5】本発明の第2実施例を示す電源装置の回路構成
図である。
【図6】本発明の第2実施例を示す発振回路の回路構成
図である。
【図7】本発明の第2実施例を示す発振回路の動作を示
すタイムチャ―トである。
【図8】本発明の第2実施例を示す駆動信号と電流の波
形図である。
【図9】従来例を示す電源装置の回路構成図である。
【図10】従来例を示す駆動信号と電流の波形図である
【符号の説明】
1  三相交流電源(交流電源) 2  三相整流回路(整流回路) 3,3A  スイッチング素子 6,6A,6B,6C  力率改善回路7  平滑コン
デンサ 19,19A  発振回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  交流電源電圧を整流回路により整流す
    るとともに、スイッチング素子をスイッチングして前記
    交流電源電圧の電圧波形と電流波形を近づけるための力
    率改善回路を介在して平滑コンデンサにより平滑した直
    流入力電圧をインバ―タに供給する電源装置において、
    前記力率改善回路をn個並列に接続するとともに、これ
    らの各力率改善回路のスイッチング素子に駆動信号を供
    給する発振回路は360 °/nの位相差を有する駆動
    信号を各スイッチング素子に供給するように構成される
    ものであることを特徴とする電源装置。
JP2404275A 1990-12-20 1990-12-20 電源装置 Pending JPH04217869A (ja)

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Effective date: 19991122