JPH0678542A - 力率改善電源装置 - Google Patents
力率改善電源装置Info
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- JPH0678542A JPH0678542A JP4225589A JP22558992A JPH0678542A JP H0678542 A JPH0678542 A JP H0678542A JP 4225589 A JP4225589 A JP 4225589A JP 22558992 A JP22558992 A JP 22558992A JP H0678542 A JPH0678542 A JP H0678542A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 各種電子機器に使用されるスイッチング式直
流安定化電源において突入電流、力率、高調波歪電流に
よる他の電子機器、送電設備への障害が無い交流入力電
流の導通角を広げることができる力率改善電源装置を提
供することを目的とする。 【構成】 交流入力電源１の整流後の平滑用コンデンサ
を所有せず、トランス４を第１のスイッチング素子５に
よるフィードフォワードスイッチング動作と、チョーク
８を第２のスイッチング素子１７によるフライバックス
イッチング動作を交互にさせることにより常時交流入力
電流が流れ導通角が広がり力率を改善できるように構成
したものである。
流安定化電源において突入電流、力率、高調波歪電流に
よる他の電子機器、送電設備への障害が無い交流入力電
流の導通角を広げることができる力率改善電源装置を提
供することを目的とする。 【構成】 交流入力電源１の整流後の平滑用コンデンサ
を所有せず、トランス４を第１のスイッチング素子５に
よるフィードフォワードスイッチング動作と、チョーク
８を第２のスイッチング素子１７によるフライバックス
イッチング動作を交互にさせることにより常時交流入力
電流が流れ導通角が広がり力率を改善できるように構成
したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は交流入力電流の導通角を
広げることができる力率改善電源装置に関するものであ
る。
広げることができる力率改善電源装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の代表的なフィードフォワー
ド型電源装置の回路図を示す。図３において、１は交流
入力電源、２はノイズフィルタ、３は整流回路、４はト
ランス、５はスイッチング素子、６，７，１１，１８は
ダイオード、８はチョーク、９，１２，２０はコンデン
サ、１０は制御回路、１９は抵抗である。
ド型電源装置の回路図を示す。図３において、１は交流
入力電源、２はノイズフィルタ、３は整流回路、４はト
ランス、５はスイッチング素子、６，７，１１，１８は
ダイオード、８はチョーク、９，１２，２０はコンデン
サ、１０は制御回路、１９は抵抗である。
【０００３】以上のように構成されたフィードフォワー
ド型電源装置について、以下その動作について説明す
る。交流入力電源１がノイズフィルタ２を介して整流回
路３、コンデンサ２０により直流電源に変換される。
ド型電源装置について、以下その動作について説明す
る。交流入力電源１がノイズフィルタ２を介して整流回
路３、コンデンサ２０により直流電源に変換される。
【０００４】スイッチング素子５の高周波スイッチング
動作によりトランス４の１次巻線４ａにコンデンサ２０
の両端電圧レベルの矩形波が印加され、トランス４の２
次巻線４ｂに所望の電圧に降圧又は昇圧された矩形波出
力を得、この矩形波出力をダイオード６，７、チョーク
８、コンデンサ９により整流平滑して直流出力が得られ
る。
動作によりトランス４の１次巻線４ａにコンデンサ２０
の両端電圧レベルの矩形波が印加され、トランス４の２
次巻線４ｂに所望の電圧に降圧又は昇圧された矩形波出
力を得、この矩形波出力をダイオード６，７、チョーク
８、コンデンサ９により整流平滑して直流出力が得られ
る。
【０００５】制御回路１０は直流出力を入力しスイッチ
ング素子５を高周波スイッチングさせるための制御信号
を出力し直流出力を安定化させている。
ング素子５を高周波スイッチングさせるための制御信号
を出力し直流出力を安定化させている。
【０００６】トランス４の巻線４ｃとダイオード１８に
よりスイッチング素子５のオン時の励磁エネルギーをス
イッチング素子５のオフ時にコンデンサ２０の直流入力
電源へ帰還させている。ダイオード１１、コンデンサ１
２、抵抗１９はスイッチング素子５のターンオフ時、ス
イッチング素子５の両端にサージ電圧がかからないよう
にするスナバである。
よりスイッチング素子５のオン時の励磁エネルギーをス
イッチング素子５のオフ時にコンデンサ２０の直流入力
電源へ帰還させている。ダイオード１１、コンデンサ１
２、抵抗１９はスイッチング素子５のターンオフ時、ス
イッチング素子５の両端にサージ電圧がかからないよう
にするスナバである。
【０００７】従来の電源装置の交流入力電圧波形を図４
（ａ）、交流入力電流波形を図４（ｂ）に示す。
（ａ）、交流入力電流波形を図４（ｂ）に示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記の従来の構
成ではコンデンサ２０を所有しているため図４（ｂ）に
示すように交流入力電流は全期間流れておらず、図４
（ａ）の交流入力電圧波形のピーク値付近のみコンデン
サ２０への充電電流として流れているので交流入力電流
のピーク値が大きく、入力力率が０．６と小さく、入力
投入時の突入電流が大きく、入力高調波歪電流も大き
く、他の電子機器や送電設備に障害を与えていた。
成ではコンデンサ２０を所有しているため図４（ｂ）に
示すように交流入力電流は全期間流れておらず、図４
（ａ）の交流入力電圧波形のピーク値付近のみコンデン
サ２０への充電電流として流れているので交流入力電流
のピーク値が大きく、入力力率が０．６と小さく、入力
投入時の突入電流が大きく、入力高調波歪電流も大き
く、他の電子機器や送電設備に障害を与えていた。
【０００９】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、交流入力電流の導通角を広げることができる力率改
善電源装置を提供することを目的とする。
で、交流入力電流の導通角を広げることができる力率改
善電源装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の力率改善電源装置は、交流入力電源がノイズ
フィルタを介して接続される整流回路と、前記整流回路
の入力端子間に接続されるコンデンサと抵抗とダイオー
ドの直列回路と、前記整流回路の出力端子間に接続され
るトランスの１次巻線とフィードフォワードスイッチン
グ動作をさせる第１のスイッチング素子の直列回路と、
前記トランスの２次巻線に接続されるダイオードとチョ
ークとコンデンサからなる整流平滑回路と、前記トラン
スの１次巻線に並列に接続されるダイオードとコンデン
サの直列回路と、前記ダイオードとコンデンサの接続点
から一方は前記整流回路の負極端子に接続される前記チ
ョークと磁気結合した巻線とフライバックスイッチング
動作をさせる第２のスイッチング素子の直列回路と、も
う一方は前記コンデンサと抵抗とダイオードの直列回路
のうちコンデンサと抵抗の接続点に接続されるダイオー
ドと、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素
子に接続され交流入力電圧と直流出力電圧を入力しフィ
ードフォワードスイッチング制御信号とフライバックス
イッチング制御信号を交互に発生させ直流出力電圧を安
定化させる制御回路からなる構成となっている。
に本発明の力率改善電源装置は、交流入力電源がノイズ
フィルタを介して接続される整流回路と、前記整流回路
の入力端子間に接続されるコンデンサと抵抗とダイオー
ドの直列回路と、前記整流回路の出力端子間に接続され
るトランスの１次巻線とフィードフォワードスイッチン
グ動作をさせる第１のスイッチング素子の直列回路と、
前記トランスの２次巻線に接続されるダイオードとチョ
ークとコンデンサからなる整流平滑回路と、前記トラン
スの１次巻線に並列に接続されるダイオードとコンデン
サの直列回路と、前記ダイオードとコンデンサの接続点
から一方は前記整流回路の負極端子に接続される前記チ
ョークと磁気結合した巻線とフライバックスイッチング
動作をさせる第２のスイッチング素子の直列回路と、も
う一方は前記コンデンサと抵抗とダイオードの直列回路
のうちコンデンサと抵抗の接続点に接続されるダイオー
ドと、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング素
子に接続され交流入力電圧と直流出力電圧を入力しフィ
ードフォワードスイッチング制御信号とフライバックス
イッチング制御信号を交互に発生させ直流出力電圧を安
定化させる制御回路からなる構成となっている。
【００１１】
【作用】本発明において正弦波の交流入力電圧を整流し
た絶対値正弦波電圧のうち、ある電圧レベルＶ１より高
い電圧期間と低い電圧期間に分け、Ｖ１より高い電圧期
間は第１のスイッチング素子でトランスをフィードフォ
ワードスイッチングで動作させトランス２次巻線出力を
整流平滑し直流出力が得られ、Ｖ１より低い電圧期間は
第２のスイッチング素子で磁気結合させたチョークの１
次巻線をフライバックスイッチングで動作させチョーク
の２次巻線出力を整流し直流出力を得ている。
た絶対値正弦波電圧のうち、ある電圧レベルＶ１より高
い電圧期間と低い電圧期間に分け、Ｖ１より高い電圧期
間は第１のスイッチング素子でトランスをフィードフォ
ワードスイッチングで動作させトランス２次巻線出力を
整流平滑し直流出力が得られ、Ｖ１より低い電圧期間は
第２のスイッチング素子で磁気結合させたチョークの１
次巻線をフライバックスイッチングで動作させチョーク
の２次巻線出力を整流し直流出力を得ている。
【００１２】フィードフォワードスイッチング動作時の
トランス１次巻線に印加する電圧は前記絶対値正弦波電
圧のうちＶ１電圧より高い電圧とし、フライバックスイ
ッチング動作時のチョーク１次巻線に印加する電圧はフ
ィードフォワードスイッチング動作中第１のスイッチン
グ素子のオフ時トランスの１次巻線両端に励磁エネルギ
ーにより発生する電圧をコンデンサに充電させた電圧と
前記絶対値正弦波電圧のうちＶ１電圧より低い電圧との
加算値とする。
トランス１次巻線に印加する電圧は前記絶対値正弦波電
圧のうちＶ１電圧より高い電圧とし、フライバックスイ
ッチング動作時のチョーク１次巻線に印加する電圧はフ
ィードフォワードスイッチング動作中第１のスイッチン
グ素子のオフ時トランスの１次巻線両端に励磁エネルギ
ーにより発生する電圧をコンデンサに充電させた電圧と
前記絶対値正弦波電圧のうちＶ１電圧より低い電圧との
加算値とする。
【００１３】このように動作させることにより常時フィ
ードフォワードスイッチング又はフライバックスイッチ
ングで動作し、両スイッチング動作時トランスの１次巻
線又はチョークの１次巻線に印加する電圧は決して零に
ならず常時交流入力電流が流れ従来電源より導通角が広
くなり力率が０．９と改善でき、又高調波歪電流も小さ
くすることができる。さらに交流入力電源投入時の突入
電流も小さくなり、直流出力電圧の商用周波数リップル
電圧も小さくなり、交流入力電源遮断後の保持時間も確
保できることになる。
ードフォワードスイッチング又はフライバックスイッチ
ングで動作し、両スイッチング動作時トランスの１次巻
線又はチョークの１次巻線に印加する電圧は決して零に
ならず常時交流入力電流が流れ従来電源より導通角が広
くなり力率が０．９と改善でき、又高調波歪電流も小さ
くすることができる。さらに交流入力電源投入時の突入
電流も小さくなり、直流出力電圧の商用周波数リップル
電圧も小さくなり、交流入力電源遮断後の保持時間も確
保できることになる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の一実施例における力率
改善電源装置の回路を示すものである。図１において１
は交流入力電源、２はノイズフィルタ、３は整流回路、
４はトランス、５，１７は第１，第２のスイッチング素
子、６，７，１１，１３，１６はダイオード、８はチョ
ーク、９，１２，１４はコンデンサ、１０は制御回路、
１５は抵抗である。
ながら説明する。図１は本発明の一実施例における力率
改善電源装置の回路を示すものである。図１において１
は交流入力電源、２はノイズフィルタ、３は整流回路、
４はトランス、５，１７は第１，第２のスイッチング素
子、６，７，１１，１３，１６はダイオード、８はチョ
ーク、９，１２，１４はコンデンサ、１０は制御回路、
１５は抵抗である。
【００１５】以上のように構成された力率改善電源装置
の動作を説明する。交流入力電源１が投入されノイズフ
ィルタ２を介し整流回路３で絶対値正弦波電圧に変換さ
れる。制御回路１０は交流入力電圧を入力し、絶対値正
弦波電圧がある電圧レベルＶ１より低い起動時は制御回
路１０から第２のスイッチング素子１７のゲートに信号
を与えチョーク８の１次巻線８ａに矩形波電圧を印加さ
せフライバックスイッチング動作をする。
の動作を説明する。交流入力電源１が投入されノイズフ
ィルタ２を介し整流回路３で絶対値正弦波電圧に変換さ
れる。制御回路１０は交流入力電圧を入力し、絶対値正
弦波電圧がある電圧レベルＶ１より低い起動時は制御回
路１０から第２のスイッチング素子１７のゲートに信号
を与えチョーク８の１次巻線８ａに矩形波電圧を印加さ
せフライバックスイッチング動作をする。
【００１６】１次巻線８ａに印加する電圧は交流入力電
圧がダイオード１６、コンデンサ１４の半波倍電圧整流
されダイオード１３を通ってコンデンサ１２に充電され
る電圧と、交流入力電圧が全波整流された電圧との加算
値となる。チョーク８の２次巻線８ｂに現れた電圧はダ
イオード７、コンデンサ９で整流平滑されて直流出力が
得られる。抵抗１５は交流入力電源１の投入時コンデン
サ１４に充電する突入電流制限用である。
圧がダイオード１６、コンデンサ１４の半波倍電圧整流
されダイオード１３を通ってコンデンサ１２に充電され
る電圧と、交流入力電圧が全波整流された電圧との加算
値となる。チョーク８の２次巻線８ｂに現れた電圧はダ
イオード７、コンデンサ９で整流平滑されて直流出力が
得られる。抵抗１５は交流入力電源１の投入時コンデン
サ１４に充電する突入電流制限用である。
【００１７】前記絶対値正弦波電圧がＶ１電圧を超える
と制御回路１０から第１のスイッチング素子５のゲート
に信号を与えトランス４の１次巻線４ａに矩形波電圧を
印加させフィードフォワードスイッチング動作をする。
１次巻線４ａに印加する電圧はＶ１よりも高い電圧期間
の前記絶対値正弦波電圧となる。
と制御回路１０から第１のスイッチング素子５のゲート
に信号を与えトランス４の１次巻線４ａに矩形波電圧を
印加させフィードフォワードスイッチング動作をする。
１次巻線４ａに印加する電圧はＶ１よりも高い電圧期間
の前記絶対値正弦波電圧となる。
【００１８】トランス４の２次巻線４ｂに現れた電圧は
ダイオード６，７とチョーク８の２次巻線８ｂとコンデ
ンサ９で整流平滑されて直流出力が得られる。フィード
フォワードスイッチング動作中第１のスイッチング素子
５のオフ時トランス４の１次巻線４ａ両端に励磁エネル
ギーにより発生する電圧をダイオード１１を通してコン
デンサ１２に充電させフライバックスイッチング動作時
チョーク８の１次巻線８ａに印加する電圧の一部として
いる。ノイズフィルタ２は交流入力電流の小さい変化分
の高周波成分を除去している。
ダイオード６，７とチョーク８の２次巻線８ｂとコンデ
ンサ９で整流平滑されて直流出力が得られる。フィード
フォワードスイッチング動作中第１のスイッチング素子
５のオフ時トランス４の１次巻線４ａ両端に励磁エネル
ギーにより発生する電圧をダイオード１１を通してコン
デンサ１２に充電させフライバックスイッチング動作時
チョーク８の１次巻線８ａに印加する電圧の一部として
いる。ノイズフィルタ２は交流入力電流の小さい変化分
の高周波成分を除去している。
【００１９】定常時は図２（ａ）に示すように絶対値正
弦波電圧がＶ１より高い期間は第１のスイッチング素子
５によるフィードフォワードスイッチング動作をし、Ｖ
１電圧より低い期間は第２のスイッチング素子１７によ
るフライバックスイッチング動作をするように制御回路
１０から第１，第２のスイッチング素子５，１７に交互
に信号を与え直流出力を安定化させている。
弦波電圧がＶ１より高い期間は第１のスイッチング素子
５によるフィードフォワードスイッチング動作をし、Ｖ
１電圧より低い期間は第２のスイッチング素子１７によ
るフライバックスイッチング動作をするように制御回路
１０から第１，第２のスイッチング素子５，１７に交互
に信号を与え直流出力を安定化させている。
【００２０】図２（ｂ）に定常時の交流入力電流波形を
示している。この制御回路１０は直流出力電圧安定化だ
けの役目であるので交流入力電圧が低い時は交流入力電
流が大きく、交流入力電圧が高い時は交流入力電流が小
さい波形になっているが、図４（ｂ）の従来の電源装置
の交流入力電流波形に比べ導通角が広く力率が大きく改
善されている。
示している。この制御回路１０は直流出力電圧安定化だ
けの役目であるので交流入力電圧が低い時は交流入力電
流が大きく、交流入力電圧が高い時は交流入力電流が小
さい波形になっているが、図４（ｂ）の従来の電源装置
の交流入力電流波形に比べ導通角が広く力率が大きく改
善されている。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明は交流入力電源整流
後の平滑用コンデンサを所有せず、トランスを第１のス
イッチング素子によるフィードフォワードスイッチング
動作と、チョークを第２のスイッチング素子によるフラ
イバックスイッチング動作を交互にさせることにより常
時交流入力電流が流れ導通角が広がり力率を改善するこ
とができる。
後の平滑用コンデンサを所有せず、トランスを第１のス
イッチング素子によるフィードフォワードスイッチング
動作と、チョークを第２のスイッチング素子によるフラ
イバックスイッチング動作を交互にさせることにより常
時交流入力電流が流れ導通角が広がり力率を改善するこ
とができる。
【図１】本発明の一実施例における力率改善電源装置の
回路図
回路図
【図２】（ａ），（ｂ）同実施例における力率改善電源
装置の動作説明のための波形図
装置の動作説明のための波形図
【図３】従来の代表的なフィードフォワード型電源装置
の回路図
の回路図
【図４】（ａ），（ｂ）従来例における電源装置の動作
説明のための波形図
説明のための波形図
１ 交流入力電源 ２ ノイズフィルタ ３ 整流回路 ４ トランス ５ 第１のスイッチング素子 ６，７，１１，１３，１６ ダイオード ８ チョーク ９，１２，１４ コンデンサ １０ 制御回路 １５ 抵抗 １７ 第２のスイッチング素子
Claims (1)
- 【請求項１】交流入力電源がノイズフィルタを介して接
続される整流回路と、この整流回路の入力端子間に接続
されるコンデンサと抵抗とダイオードの直列回路と、前
記整流回路の出力端子間に接続されるトランスの１次巻
線とフィードフォワードスイッチング動作をさせる第１
のスイッチング素子の直列回路と、前記トランスの２次
巻線に接続されるダイオードとチョークとコンデンサか
らなる整流平滑回路と、前記トランスの１次巻線に並列
に接続されるダイオードとコンデンサの直列回路と、前
記ダイオードとコンデンサの接続点から一方は前記整流
回路の負極端子に接続される前記チョークと磁気結合し
た巻線とフライバックスイッチング動作をさせる第２の
スイッチング素子の直列回路と、もう一方は前記コンデ
ンサと抵抗とダイオードの直列回路のうちコンデンサと
抵抗の接続点に接続されるダイオードと、第１のスイッ
チング素子と第２のスイッチング素子に接続され交流入
力電圧と直流出力電圧を入力しフィードフォワードスイ
ッチング制御信号とフライバックスイッチング制御信号
を交互に発生させ直流出力電圧を安定化させる制御回路
からなる力率改善電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4225589A JPH0678542A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 力率改善電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4225589A JPH0678542A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 力率改善電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0678542A true JPH0678542A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16831688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4225589A Pending JPH0678542A (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 力率改善電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0678542A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2925790A1 (fr) * | 2007-12-19 | 2009-06-26 | Sagem Defense Securite | Convertisseur alternatif/continu a isolement galvanique |
-
1992
- 1992-08-25 JP JP4225589A patent/JPH0678542A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2925790A1 (fr) * | 2007-12-19 | 2009-06-26 | Sagem Defense Securite | Convertisseur alternatif/continu a isolement galvanique |
| WO2009101300A3 (fr) * | 2007-12-19 | 2009-11-12 | Sagem Defense Securite | Convertisseur alternatif/continu a isolement galvanique |
| US8456869B2 (en) | 2007-12-19 | 2013-06-04 | Sagem Defense Securite | AC/DC converter having isolating transformer with three secondary windings |
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