JPH06500226A - 電源駆動位相制御回路 - Google Patents

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】 電源駆動位相制御回路 本発明は、請求の範囲第１項の上位概念による、電源駆動位相制御回路に関する 。

この形式の公知の回路では、電源整流器の出力側にインダクタンスと、スイッチ として作用するトランジスタの直列回路が接続されている。この場合直列回路の 中点はダイオードを介して充電コンデンサと接続されている。充電コンデンサは 位相制御回路を介して安定化された動作電圧を送出する。この種の位相制御回路 の利点は、スイッチング動作により回路内の損失電力が僅かであり、生成される 駆動電圧が位相角の変化により広い限界内で変化し得ることである。前記の公知 の回路は“ステップアップ“回路とも称される。

この種の位相制御による回路は、電源から取り出される電流に高調波を形成し、 この高調波は不所望であり障害として作用し得る。従い、電源から取り出される 電流中の高調波の最大振幅に対して要求が課せられる。最新の要求によれば、高 調波の最大許容振幅は、３００Ｗ以下の電力領域において電源から取り出される 電力に依存する。

本発明の課題は、前記の公知の回路をコストをかけずに改善し、電源から取り出 される電流中の高調波の・振幅を低減することである。

この課題は請求の範囲第１項に記載された本発明により解決される。本発明の有 利な実施例は従属請求項に記載されている。

本発明の回路は、公知の“ステップアップ“回路とスイッチング電源部を有利に かつ回路技術的に藺単に組合わせたものである。その際、スイッチとして作用す るトランジスタは同時に２つの役目を果たす。すなわち一方でこのトランジスタ は公知のステップアップ回路に対するスイッチとして用いる。付加的にこのトラ ンジスタはステップアップ回路と組合わされたスイッチング電源部に対する電子 的電力スイッチとして泪いられる。従い回路全体で作用する２つの機能に対して 、トランジスタの形の同一のスイッチが使用される本発明の実施例を図面に基づ き説明する。

図１は本発明の詳細な回路図、 図２は、図１に発生する電圧の経過を示す線図である。

説明および図面に使用される符号は以下の意味を有する。

Ｃｉ　約５μＦの小容量コンデンサ Ｃｂ　約１５０μＦの大容量電解コンデンサＬａ　約１ｍＨのインダクタンス Ｄｉ　ＢＹＴ１３−６００形のダイオードＤ２　ＢＹＴ１３−６００形のダイオ ードＴＩ　スイッチとして用いるＢＵＶ５６形の電力トランジスタ ｔｄ　ダイオードＤ２の導通時間 ｔｏｎ　で１の導通時間 ｉｍａｉｎｓ　電源から取り出される電流Ｕｍａｉｎｓ　を源電圧 図１において、電源端子１には電源ブリッジ整流器ＢＧが接続されている。出力 側ａにはコンデンサＣｉが接続されている。Ｃ１は５μＦの比較的小さな容量を 有している。このコンデンサは高周波抑圧にのみ用い、５０Ｈｚの電源電圧に対 しては顕著な濾波作用を有しない。出力側ａにはインダクタンスＬａが接続され ている。このインダクタンスの他方の＊ｇはダイオードＤ１を介して充電コンデ ンサｃｂに接続されている。Ｃｂは電解コンデンサであり、約１５０μＦの大容 量を有している。直列回路Ｌａ／Ｄｉの中点すはダイオードＤ２を介してトラン ジスタＴ１のコレクタと接続されている。コレクタはその他に変成器Ｔｒの一層 巻線Ｌｐを介して充電コンデンサｃｂと接続されている。変成器Ｔｒは２つの二 次巻線ＬｓｌとＬｓ２を有している。これらの二次巻線は整流器ＧＬＩおよびＧ Ｌ２を介して２つの駆動直流電圧Ｖ１．Ｖ２を送出する。

トランジスタＴ１は制御回路２により、位相制御で周期的に導通および非導通す るように制御される。制御回路２は線路３を介して電１電圧により同期化される 。スイッチとして作用するトランジスタＴ１は一方で公知のステップアップ回路 に対するスイッチとして作用する。このステップアップ回路は構成素子Ｌａ、Ｔ １、ＤｌおよびＣｂのみを含むこととなる。トランジスタＴＩはその他に、ステ ップアップ回路と組合わされたスイッチング電Ｓ部に対する電子的電力スイッチ として作用する。、このスイッチング電源部はスイッチング電源部変成器Ｔｒを 有している。

トランジスタＴ１の導通時間の間、インダクタンスＬａはエネルギを蓄積する。

このエネルギは入力電圧の２乗に比例する。このエネルギはダイオードＤｉを介 して充電コンデンサＣｂに伝送される。充電コンデンサｃｂは、整流器ＢＧの出 力電圧を平滑化し、端し４に純粋な直流電圧ｖｂが発生するほどの大きな容量を 有している。

電圧ｖｂは電源整流器のピーク電圧よりも大ぎく、トランジスタＴＩの導通時間 に依存する。その際ｖｂｘｖｉ＋　（ｔｏｎ＋ｔｄ）／ｌａが成り立つ。

コンデンサｃｂ、変成ｓＴｒおよびトランジスタＴ１は反転整流のスイッチング 電源部を形成する０通常の静的動作では、トランジスタＴ１の導通時間ｔｏｎは 二次巻線の充電に相応して緩慢に変化する。しかし時間ｔｏｎは周期期間の半分 の間はほとんど一定であり、伝送される電力に依存する。インダクタンスＬａは 十分に小さく選定されなければならない。すなわち、インダクタンスはトランジ スタＴ１の遮断時間中に完全に完全に放電され得るほど小さく選定されなければ ならない。インダクタンスＬａを流れる電流は従い近似的に、線形に時間ｔｏｎ に依存する。すなわち、変成器Ｔｒを介して伝送される電力に依存する。他方で は時間ｔｏｎは、位相角期間の半分の間はほぼ一定である。従い、インダクタン スＬａを流れる電源の平均は近似的に電圧Ｖｉに依存する。

コンデンサＣｉは、このコンデンサが高周波に対してフィルタ作用を有するよう に小さく選定される。それにより、電圧Ｖｉは整流された電源電圧とほぼ等しい 。すなわち図２に示された、いわゆる脈動直流電圧が生じる。従いインダクタン スＬａを流れる電流は実質的に整流器ＢＧから送出される電流と同じであり、は とんど正弦波状である。トランジスタＴＩの動作周波数が確定し、投入接続時間 ｔｏｎが一定であれば、整流器ＢＧから送出された電流は理論的には完全には正 弦波状ではない。電流は高調波を含んでいる。しかしこの高調波の振幅は比較的 小さく、許容公差内にある。

図２は、相応の小さなコンデンサＣ１により実質的に濾波されていないコンデン サＣ１での電圧Ｖｉを示す。すなわち、いわゆる正弦半波の脈動直流電圧を示す 。比較的小さなコンデンサＣＩは高周波電圧を抑圧するためにのみ用いる。この フィルタはインダクタンスＬａと共にローパスフィルタとして作用し、高周波電 圧が電源に達するのを阻止する。その他に小さなコンデンサは、電源から取り出 される電流の高調波の振幅が小さく留まるのに寄与する。さらに小さなコンデン サは、通常電解コンデンサとして使用される約１０ｏＩＬｐの大容量の充電コン デンサよりも安価である。

重要なことは、トランジスタＴ１と変成器Ｔｒとのスイッチング電′ｔＡ部が反 転整流による阻止変換器の原理で動作することである。このことは、トランジス タＴ１が阻止されたときに、整流器ＧＬが導通しエネルギがコンデンサに伝送さ れることを意味する。反転整流は二次巻線ＬＳと接続された整流器ＧＬの特別な 極性により達成される。反転整流に対する巻線の極性は図１に唯１つの巻線にお ける点で示されている。

別の二次電圧ｖ３およびｖ４を形成するために変成器Ｔｒは２つの別の整流Ｉｔ ！ＧＬ３とＧＬ４を有する。

この整流器は別の二次巻線ＬＳ３とＬｓ４から給電される。この回路の利点は、 コンデンサＣｂの電圧を約５０％から１００％の広い限界内で変化させることが できることである。

Ｖｉ Ｆ旧、２ 国際調査報告 フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＴ、ＬＵ、ＮＬ、ＳＥ）、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ 、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＳＮ、ＴＤ、ＴＧ）、Ａ Ｕ、ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＣＡ、　Ｃ３，ＦＩ、　ＨＵ、ＪＰ、　ＫＰ。

ＫＲ，ＬＫ、　ＭＣ，ＭＧ、　ＭＮ、　ＭＷ、　Ｎｏ、　ＰＬ、　ＲＯ，ＳＤ、 ＳＵ、ＵＳ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．電源整流器を有する電源駆動位相制御回路であって、電源整流器の出力側に はインダクタンス（Ｌａ）と周期的に操作されるスイッチ（Ｔ１）からなる直列 回路が接続されており、該直列回路の中点（ｂ）は第１のダイオード（Ｄ１）を 介して充電コンデンサに接続されている制御回路において、 中点（ｂ）とスイッチ（Ｔ１）との間に第２のダイオード（Ｄ２）が接続されて おり、スイッチ（Ｔ１）はスイッチング電源部の変成器（Ｔｒ）の一次巻線（Ｌ ｐ）を介して充電コンデンサ（Ｃｂ）と接続されており、スイッチング電源部は ブロッキング発振器方式に従い反転整流により動作することを特徴とする電源駆 動位相制御回路。
2. ２．第２のダイオード（Ｄ２）は、スイッチを形成するトランジスタ（Ｔ１）の コレクタ／エミッタ区間に接続されており、スイッチング電源部はブロッキング 発振器方式に従い反転整流により動作する請求の範囲第１項記載の回路。
3. ３．電源整流器（ＢＧ）の出力側（ａ）には高周波抑圧のための小さなコンデン サ（Ｃｉ）のみが接続されており、電源電圧の実質的な濾波には作用しない請求 の範囲第１項記載の回路。
4. ４．変成器（Ｔｒ）は複数の二次巻線（Ｌｓ１、Ｌｓ２）と、これに接続された 整流器（ＧＬ１、ＧＬ２）を動作電圧形成のために有している請求の範囲第１項 記載の回路。
5. ５．インダクタンス（Ｌａ）の放電時間は、第１のダイオード（（Ｄ１）の導通 時間中は、変成器（Ｔｒ）の一次巻線（Ｌｐ）のインダクタンスよりも小さい請 求の範囲第４項記載の回路。
6. ６．インダクタンス（Ｌａ）の値は変成器（Ｔｒ）の一次巻線（Ｌｐ）のインダ クタンスよりも小さい請求の範囲第１項記載の回路。