JPH08126332A - スイッチング電源装置 - Google Patents
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- JPH08126332A JPH08126332A JP7228404A JP22840495A JPH08126332A JP H08126332 A JPH08126332 A JP H08126332A JP 7228404 A JP7228404 A JP 7228404A JP 22840495 A JP22840495 A JP 22840495A JP H08126332 A JPH08126332 A JP H08126332A
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- secondary winding
- choke coil
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
- H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
- H02M1/4258—Arrangements for improving power factor of AC input using a single converter stage both for correction of AC input power factor and generation of a regulated and galvanically isolated DC output voltage
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
- H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
- H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡単な回路構成で、高力率及び高効率を有
し、高調波電流の発生を抑制し得るスイッチング電源装
置を提供することである。 【解決手段】 交流電源を入力する整流器の出力に一電
極が連結されたインダクタンス素子と、前記インダクタ
ンス素子の他電極と接地電圧間に連結されたスイッチン
グ素子と、前記インダクタンスコイルの前記他電極に一
電極が連結された容量素子と、前記容量素子の他電極に
一次巻線が連結された変圧器とを備える。
し、高調波電流の発生を抑制し得るスイッチング電源装
置を提供することである。 【解決手段】 交流電源を入力する整流器の出力に一電
極が連結されたインダクタンス素子と、前記インダクタ
ンス素子の他電極と接地電圧間に連結されたスイッチン
グ素子と、前記インダクタンスコイルの前記他電極に一
電極が連結された容量素子と、前記容量素子の他電極に
一次巻線が連結された変圧器とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスイッチング電源装
置に関するもので、詳しくは入力された交流電源（以
下、“ＡＣ”と略称する）を直流電源（以下、“ＤＣ”
と略称する）に変換させるスイッチング電源装置に関す
るものである。
置に関するもので、詳しくは入力された交流電源（以
下、“ＡＣ”と略称する）を直流電源（以下、“ＤＣ”
と略称する）に変換させ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】テレビセット又はパーソナルコンピュー
ター等のような電子機器には、基本的に外部から印加さ
れた交流電源を直流電源に変換させるスイッチング電源
装置を備えている。このようなスイッチング電源装置
は、最近、高調波電流の規制と消費電力の低減が要求さ
れている。高調波電流はスイッチング電源装置による電
源線電流波形の歪みに起因して発生する。このような歪
みを防止するためには別の回路と部品が必要である。高
調波電流に関する規制は国際電子技術委員会（ＩＥＣ：
International Electrotechnical Commission)で設定し
た規格（ＩＥＣ１００−３−２）に基づいて各国でも同
内容の規格値を制定しているが、このような規格値を合
わせるためには、一般に別の回路部品が追加されるべき
であり、これにより電子機器の原価が上昇し、さらに追
加回路による損失により変換効率が低められる。又、ス
イッチング電源装置から発生される二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）の排出量を抑制するように各電気製品等に消費電
力の削減を強要している趨勢である。
ター等のような電子機器には、基本的に外部から印加さ
れた交流電源を直流電源に変換させるスイッチング電源
装置を備えている。このようなスイッチング電源装置
は、最近、高調波電流の規制と消費電力の低減が要求さ
れている。高調波電流はスイッチング電源装置による電
源線電流波形の歪みに起因して発生する。このような歪
みを防止するためには別の回路と部品が必要である。高
調波電流に関する規制は国際電子技術委員会（ＩＥＣ：
International Electrotechnical Commission)で設定し
た規格（ＩＥＣ１００−３−２）に基づいて各国でも同
内容の規格値を制定しているが、このような規格値を合
わせるためには、一般に別の回路部品が追加されるべき
であり、これにより電子機器の原価が上昇し、さらに追
加回路による損失により変換効率が低められる。又、ス
イッチング電源装置から発生される二酸化炭素（Ｃ
Ｏ2 ）の排出量を抑制するように各電気製品等に消費電
力の削減を強要している趨勢である。
【０００３】図１は従来に使用されたスイッチング電源
装置の回路を示す。図１は最も一般的なフォワード型ス
イッチング電源の回路で、ＡＣ入力を整流器Ｒ１でＤＣ
に変換しチョークコイルＬ１とキャパシタＣ１でリップ
ル電圧を平滑する。チョークコイルＬ１は力率改善の機
能も有する。キャパシタＣ１は常用電源の瞬間的な遮断
に対応する保持能力も有する。
装置の回路を示す。図１は最も一般的なフォワード型ス
イッチング電源の回路で、ＡＣ入力を整流器Ｒ１でＤＣ
に変換しチョークコイルＬ１とキャパシタＣ１でリップ
ル電圧を平滑する。チョークコイルＬ１は力率改善の機
能も有する。キャパシタＣ１は常用電源の瞬間的な遮断
に対応する保持能力も有する。
【０００４】スイッチング素子Ｍ１がオンとなると、変
圧器Ｔ１に印加された電圧は二次巻線に誘起され整流ダ
イオードＤ６を通じてリップルを含んだＤＣに変換さ
れ、フィルターチョークコイルＬ２とフィルターキャパ
シタＣ２で直流に変換される。フライホイールダイオー
ドＤ７はフィルターチョークコイルＬ２の電流が連続的
に流れるようにする。
圧器Ｔ１に印加された電圧は二次巻線に誘起され整流ダ
イオードＤ６を通じてリップルを含んだＤＣに変換さ
れ、フィルターチョークコイルＬ２とフィルターキャパ
シタＣ２で直流に変換される。フライホイールダイオー
ドＤ７はフィルターチョークコイルＬ２の電流が連続的
に流れるようにする。
【０００５】図２はチョークコイルＬ１、ブーストスイ
ッチングトランジスターＭ２、ブースト整流ダイオード
Ｄ８、キャパシタＣ１で構成されたブースト（昇圧）型
コンバータを挿入したもので、ブーストスイッチングト
ランジスターＭ２を高周波でスイッチングすることによ
り、図１の回路に比べてチョークコイルＬ１を極めて小
さくすることができ、高調波電流規制に充分に対応でき
る。
ッチングトランジスターＭ２、ブースト整流ダイオード
Ｄ８、キャパシタＣ１で構成されたブースト（昇圧）型
コンバータを挿入したもので、ブーストスイッチングト
ランジスターＭ２を高周波でスイッチングすることによ
り、図１の回路に比べてチョークコイルＬ１を極めて小
さくすることができ、高調波電流規制に充分に対応でき
る。
【０００６】図３は電子情報通信学会の新学技報Vol.9
2, No48及びVol.94, No.63 でオリジン電気（株）が発
表したもので、この回路は図２のブーストスイッチング
トランジスターＭ２を省略し、スイッチングトランジス
ターＭ１で併用するようにしたものである。この回路は
スイッチング素子が一つ（スイッチングトランジスター
Ｍ１）であり、スイッチ素子を駆動する制御回路も簡単
であるという利点がある。
2, No48及びVol.94, No.63 でオリジン電気（株）が発
表したもので、この回路は図２のブーストスイッチング
トランジスターＭ２を省略し、スイッチングトランジス
ターＭ１で併用するようにしたものである。この回路は
スイッチング素子が一つ（スイッチングトランジスター
Ｍ１）であり、スイッチ素子を駆動する制御回路も簡単
であるという利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
回路によると、チョークコイルＬ１はリップル電圧が常
用周波数であるため、大きいインダクタンスが必要であ
るという欠点がある。図２の回路によると、ブーストス
イッチングトランジスターＭ２、ブースト整流ダイオー
ドＤ８を追加すべきであるので、効率が低下する欠点が
ある。
回路によると、チョークコイルＬ１はリップル電圧が常
用周波数であるため、大きいインダクタンスが必要であ
るという欠点がある。図２の回路によると、ブーストス
イッチングトランジスターＭ２、ブースト整流ダイオー
ドＤ８を追加すべきであるので、効率が低下する欠点が
ある。
【０００８】又、図３の回路によると、図２の回路と同
様に、ブースト整流ダイオードＤ８を追加すべきである
ので、効率が低下する欠点がある。従って、本発明の目
的は簡単な回路構成で高力率のスイッチング電源装置を
提供することにある。本発明の他の目的は簡単な回路構
成で高調波電流の発生を抑制し得るスイッチング電源装
置を提供することにある。
様に、ブースト整流ダイオードＤ８を追加すべきである
ので、効率が低下する欠点がある。従って、本発明の目
的は簡単な回路構成で高力率のスイッチング電源装置を
提供することにある。本発明の他の目的は簡単な回路構
成で高調波電流の発生を抑制し得るスイッチング電源装
置を提供することにある。
【０００９】本発明のさらに他の目的は簡単な構成で高
効率を有するスイッチング電源装置を提供することにあ
る。
効率を有するスイッチング電源装置を提供することにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような本発明の目的
を達成するために、本発明によるスイッチング電源装置
は、交流電源を入力する整流器の出力に一電極が連結さ
れたインダクタンス素子と、前記インダクタンス素子の
他電極と接地電圧間に連結されたスイッチング素子と、
前記インダクタンスコイルの前記他電極に一電極が連結
された容量素子と、前記容量素子の他電極に一次巻線が
連結された変圧器とを備えることを特徴とする。
を達成するために、本発明によるスイッチング電源装置
は、交流電源を入力する整流器の出力に一電極が連結さ
れたインダクタンス素子と、前記インダクタンス素子の
他電極と接地電圧間に連結されたスイッチング素子と、
前記インダクタンスコイルの前記他電極に一電極が連結
された容量素子と、前記容量素子の他電極に一次巻線が
連結された変圧器とを備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明による望ましい実施
例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図４は本発明
によるスイッチモード電源供給装置の一実施例で、リン
ギングチョーク型である。図４に示すように、ダイオー
ド１，３，５，７で構成された一次整流器１０に交流電
源（ＡＣ）が印加される。整流器１０の出力側に一電極
が連結されたチョークコイル９の他電極はスイッチング
トランジスター１１のドレーンに連結される。スイッチ
ングトランジスター１１はエヌ（ｎ）チャネル型の接合
電界効果トランジスターで、それのソースは接地されて
おり、ゲートは所定間隔を有するパルス信号を出力する
パルス幅変調器（図示せず）に連結されている。チョー
クコイル９はキャパシタ１３を介して変圧器１５の一次
巻線ｎ１の一端に連結される。変圧器１５の一次巻線ｎ
１の他端は接地で連結されている。変圧器１５の二次巻
線ｎ２は整流ダイオード１７のアノードと接地間に連結
される。整流ダイオード１７のカソードと接地間にはフ
ィルターリングキャパシタ１９が連結されている。フィ
ルターリングキャパシタ１９の両端から直流電圧（Ｄ
Ｃ）が検出される。
例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図４は本発明
によるスイッチモード電源供給装置の一実施例で、リン
ギングチョーク型である。図４に示すように、ダイオー
ド１，３，５，７で構成された一次整流器１０に交流電
源（ＡＣ）が印加される。整流器１０の出力側に一電極
が連結されたチョークコイル９の他電極はスイッチング
トランジスター１１のドレーンに連結される。スイッチ
ングトランジスター１１はエヌ（ｎ）チャネル型の接合
電界効果トランジスターで、それのソースは接地されて
おり、ゲートは所定間隔を有するパルス信号を出力する
パルス幅変調器（図示せず）に連結されている。チョー
クコイル９はキャパシタ１３を介して変圧器１５の一次
巻線ｎ１の一端に連結される。変圧器１５の一次巻線ｎ
１の他端は接地で連結されている。変圧器１５の二次巻
線ｎ２は整流ダイオード１７のアノードと接地間に連結
される。整流ダイオード１７のカソードと接地間にはフ
ィルターリングキャパシタ１９が連結されている。フィ
ルターリングキャパシタ１９の両端から直流電圧（Ｄ
Ｃ）が検出される。
【００１２】図４からの可能な変形例を示す図５では、
整流ダイオード１７の代わりにｎチャネル型の接合電界
効果トランジスターでなった整流トランジスター１８を
使用する。整流トランジスター１８のドレーンは変圧器
１５の二次巻線ｎ２の一端に連結され、ソースはフィル
ターリングキャパシタ１９の両極に連結され、ゲートは
変圧器１５の二次巻線ｎ２の他端とともに接地に連結さ
れている。
整流ダイオード１７の代わりにｎチャネル型の接合電界
効果トランジスターでなった整流トランジスター１８を
使用する。整流トランジスター１８のドレーンは変圧器
１５の二次巻線ｎ２の一端に連結され、ソースはフィル
ターリングキャパシタ１９の両極に連結され、ゲートは
変圧器１５の二次巻線ｎ２の他端とともに接地に連結さ
れている。
【００１３】図４において、スイッチングトランジスタ
ー１１を高調波でスイッチングすることにより、チョー
クコイル９は図１及び図２と同インダクタンスで同力率
を有することができる。又、図４のスイッチングトラン
ジスター１１は図１及び図２のスイッチングトランジス
ターＭ１と同一動作を行うことにより、力率改善の動作
とコンバータの動作を行う。図４では整流ダイオード１
７で整流動作が行われ、図５では整流トランジスター１
８で整流動作が行われる。
ー１１を高調波でスイッチングすることにより、チョー
クコイル９は図１及び図２と同インダクタンスで同力率
を有することができる。又、図４のスイッチングトラン
ジスター１１は図１及び図２のスイッチングトランジス
ターＭ１と同一動作を行うことにより、力率改善の動作
とコンバータの動作を行う。図４では整流ダイオード１
７で整流動作が行われ、図５では整流トランジスター１
８で整流動作が行われる。
【００１４】図４及び図５の回路に関連する動作は後述
する図６及び図７の回路と基本的に同一であるので、図
６及び図７に関するものと併合して説明する。図６は本
発明によるスイッチング電源装置の他の実施例で、フォ
ワード型スイッチング電源装置である。図４では、変圧
器２３が一次巻線ｎ１、第１二次巻線ｎ２及び第２二次
巻線ｎ２’で構成される。変圧器２３の一次巻線ｎ１に
該当する回路構成は図４又は図５のものと同じである。
変圧器２３の第１二次巻線ｎ２の一端は第１整流ダイオ
ード２５のアノードに連結され、第１二次巻線の他端は
フライホイールダイオード２７のアノードに連結され
る。第１整流ダイオード２５及びフライホイールダイオ
ード２７のカソードはフィルターリングチョークコイル
２９の一電極に共通接続される。フィルターリングチョ
ークコイル２９の他電極と接地間には第１フィルターリ
ングキャパシタ３１が連結されている。フィルターリン
グキャパシタ３１の両端から第１直流電圧ＤＣ１が検出
される。一方、変圧器２３の第２二次巻線の一端は第２
整流ダイオード３３のアノードに接続され、他端は接地
に連結される。第２整流ダイオード３３のカソードと接
地間には第２フィルターリングキャパシタ３５が連結さ
れる。第２フィルターリングキャパシタ３５の両端から
第２直流電圧ＤＣ２が検出される。
する図６及び図７の回路と基本的に同一であるので、図
６及び図７に関するものと併合して説明する。図６は本
発明によるスイッチング電源装置の他の実施例で、フォ
ワード型スイッチング電源装置である。図４では、変圧
器２３が一次巻線ｎ１、第１二次巻線ｎ２及び第２二次
巻線ｎ２’で構成される。変圧器２３の一次巻線ｎ１に
該当する回路構成は図４又は図５のものと同じである。
変圧器２３の第１二次巻線ｎ２の一端は第１整流ダイオ
ード２５のアノードに連結され、第１二次巻線の他端は
フライホイールダイオード２７のアノードに連結され
る。第１整流ダイオード２５及びフライホイールダイオ
ード２７のカソードはフィルターリングチョークコイル
２９の一電極に共通接続される。フィルターリングチョ
ークコイル２９の他電極と接地間には第１フィルターリ
ングキャパシタ３１が連結されている。フィルターリン
グキャパシタ３１の両端から第１直流電圧ＤＣ１が検出
される。一方、変圧器２３の第２二次巻線の一端は第２
整流ダイオード３３のアノードに接続され、他端は接地
に連結される。第２整流ダイオード３３のカソードと接
地間には第２フィルターリングキャパシタ３５が連結さ
れる。第２フィルターリングキャパシタ３５の両端から
第２直流電圧ＤＣ２が検出される。
【００１５】図６からの可能な変形例を示す図７では、
二次整流用及びフライホイール整流用として、ダイオー
ドの代わりにｎチャネル接合電界効果トランジスターを
使用する。図６の第１整流ダイオード２５の代わりに採
用された第１整流トランジスター２６のドレーンは第１
二次巻線ｎ２の一端に連結され、ソースはフィルタリン
グチョークコイル２９の一電極間に連結され、ゲートは
第１二次巻線ｎ２の他端とともに接地に連結される。図
６のフライホイールダイオード２７の代わりに採用され
たフライホイールトランジスター２８のドレーンは接地
に連結され、ソースは第１整流トランジスター２６のソ
ース及びフィルターリングチョークコイル２９の一電極
に連結され、ゲートは第１二次巻線ｎ２の一端に第１整
流トランジスター２６のドレーンに連結される。又、図
６の第２整流ダイオード３３の代わりに採用された第２
整流トランジスター３４のドレーンは変圧器２３の第２
二次巻線ｎ２’の一端に連結され、ゲートは第２二次巻
線ｎ２’の他端とともに接地に連結され、ソースは第２
フィルターリングキャパシタ３５の両電極に連結され
る。図６の場合と同様に、第１及び第２フィルターリン
グキャパシター３１及び３５の両端からそれぞれ第１及
び第２直流電圧ＤＣ１，ＤＣ２が検出される。図６及び
図７において、変圧器２３の第２二次巻線ｎ２’側に構
成された整流回路は変圧器２３の励磁電流によるフライ
バック電圧をクランプするためのものである。
二次整流用及びフライホイール整流用として、ダイオー
ドの代わりにｎチャネル接合電界効果トランジスターを
使用する。図６の第１整流ダイオード２５の代わりに採
用された第１整流トランジスター２６のドレーンは第１
二次巻線ｎ２の一端に連結され、ソースはフィルタリン
グチョークコイル２９の一電極間に連結され、ゲートは
第１二次巻線ｎ２の他端とともに接地に連結される。図
６のフライホイールダイオード２７の代わりに採用され
たフライホイールトランジスター２８のドレーンは接地
に連結され、ソースは第１整流トランジスター２６のソ
ース及びフィルターリングチョークコイル２９の一電極
に連結され、ゲートは第１二次巻線ｎ２の一端に第１整
流トランジスター２６のドレーンに連結される。又、図
６の第２整流ダイオード３３の代わりに採用された第２
整流トランジスター３４のドレーンは変圧器２３の第２
二次巻線ｎ２’の一端に連結され、ゲートは第２二次巻
線ｎ２’の他端とともに接地に連結され、ソースは第２
フィルターリングキャパシタ３５の両電極に連結され
る。図６の場合と同様に、第１及び第２フィルターリン
グキャパシター３１及び３５の両端からそれぞれ第１及
び第２直流電圧ＤＣ１，ＤＣ２が検出される。図６及び
図７において、変圧器２３の第２二次巻線ｎ２’側に構
成された整流回路は変圧器２３の励磁電流によるフライ
バック電圧をクランプするためのものである。
【００１６】次いで、図８を参照した本発明によるスイ
ッチング電源装置の動作について説明する。前述した図
４〜図７に示した本発明による色々のスイッチング電源
装置はその動作過程及び結果が同一であるので、理解の
便宜上、図７の回路に基づいて動作説明をする。スイッ
チングと１１はエヌ（ｎ）チャネル型の接合電界効果ト
ランジスターで、ゲートがパルス幅変調器（図示せず）
に連結されているので、パルス幅変調器（図示せず）か
ら“ハイ”状態のパルス信号が出力されると、ドレーン
とソース間の電圧差がスレショルド電圧を越えてターン
オンされる。従って、図８に示すように、スイッチング
トランジスター１１のドレーン−ソース間の電圧はパル
ス幅変調器（図示せず）から入力されたパルス信号の波
形に従ってハイレベル（電源電圧レベル）からローレベ
ル（接地電圧レベル）に、ローレベルからハイレベルに
反復するディジタルパルスとして現れる。従って、スイ
ッチングトランジスター１１がターンオンされてドレー
ン−ソース間に電流が流れる期間ｔ１〜ｔ２の間（スイ
ッチングトランジスターのターンオン期間）にはチョー
クコイル９の電流が増加することになる。チョークコイ
ル９を通過した電流は、初期にスイッチングトランジス
ター１１を通じて流れてから、スイッチングトランジス
ター１１のチャネルがピンチオフ状態に進行するにつれ
て、キャパシタ１３を充電させる方向に流れることにな
る。キャパシタ１３を通じた電圧が変圧器２３の一次巻
線ｎ１に印加されることにより、変圧器２３の第１二次
巻線ｎ２及び第２二次巻線ｎ２’には期間ｔ１〜ｔ２の
間、陽電圧が発生する。この陽電圧のレベルは電源電圧
と接地電圧との間に位置し、第１及び第２整流トランジ
スター２６及び３４をターンオンし得る程度のレベルを
有する。即ち、スイッチングトランジスター１１がター
ンオンされる時にチョークコイル９に流れる電流がスイ
ッチングトランジスター１１がターンオフされる時にキ
ャパシタ１３に流れる電流と同一である。
ッチング電源装置の動作について説明する。前述した図
４〜図７に示した本発明による色々のスイッチング電源
装置はその動作過程及び結果が同一であるので、理解の
便宜上、図７の回路に基づいて動作説明をする。スイッ
チングと１１はエヌ（ｎ）チャネル型の接合電界効果ト
ランジスターで、ゲートがパルス幅変調器（図示せず）
に連結されているので、パルス幅変調器（図示せず）か
ら“ハイ”状態のパルス信号が出力されると、ドレーン
とソース間の電圧差がスレショルド電圧を越えてターン
オンされる。従って、図８に示すように、スイッチング
トランジスター１１のドレーン−ソース間の電圧はパル
ス幅変調器（図示せず）から入力されたパルス信号の波
形に従ってハイレベル（電源電圧レベル）からローレベ
ル（接地電圧レベル）に、ローレベルからハイレベルに
反復するディジタルパルスとして現れる。従って、スイ
ッチングトランジスター１１がターンオンされてドレー
ン−ソース間に電流が流れる期間ｔ１〜ｔ２の間（スイ
ッチングトランジスターのターンオン期間）にはチョー
クコイル９の電流が増加することになる。チョークコイ
ル９を通過した電流は、初期にスイッチングトランジス
ター１１を通じて流れてから、スイッチングトランジス
ター１１のチャネルがピンチオフ状態に進行するにつれ
て、キャパシタ１３を充電させる方向に流れることにな
る。キャパシタ１３を通じた電圧が変圧器２３の一次巻
線ｎ１に印加されることにより、変圧器２３の第１二次
巻線ｎ２及び第２二次巻線ｎ２’には期間ｔ１〜ｔ２の
間、陽電圧が発生する。この陽電圧のレベルは電源電圧
と接地電圧との間に位置し、第１及び第２整流トランジ
スター２６及び３４をターンオンし得る程度のレベルを
有する。即ち、スイッチングトランジスター１１がター
ンオンされる時にチョークコイル９に流れる電流がスイ
ッチングトランジスター１１がターンオフされる時にキ
ャパシタ１３に流れる電流と同一である。
【００１７】従って、整流トランジスター２６及び３４
が図８に示したようなゲート電圧によりターンオンされ
るにつれて第１及び第２直流電圧ＤＣ１，ＤＣ２が得ら
れる。この際、フライホイールトランジスター２８は第
１整流トランジスター２６とは相補的に動作する。一
方、スイッチングトランジスター１１がピンチオフ状態
に到達してターンオフされる場合、つまり図８のｔ２〜
ｔ３間の期間にはチョークコイル９の電流が減少する。
この時は変圧器２３の一次巻線ｎ１側には陰電圧が形成
されるので、整流トランジスター２６及び３４のゲート
には“ロー”状態の電圧が印加される。反面、フライホ
イールトランジスター２８のゲートには“ハイ”状態の
電圧が印加されるので、フライホイールトランジスター
２８がターンオンされる。
が図８に示したようなゲート電圧によりターンオンされ
るにつれて第１及び第２直流電圧ＤＣ１，ＤＣ２が得ら
れる。この際、フライホイールトランジスター２８は第
１整流トランジスター２６とは相補的に動作する。一
方、スイッチングトランジスター１１がピンチオフ状態
に到達してターンオフされる場合、つまり図８のｔ２〜
ｔ３間の期間にはチョークコイル９の電流が減少する。
この時は変圧器２３の一次巻線ｎ１側には陰電圧が形成
されるので、整流トランジスター２６及び３４のゲート
には“ロー”状態の電圧が印加される。反面、フライホ
イールトランジスター２８のゲートには“ハイ”状態の
電圧が印加されるので、フライホイールトランジスター
２８がターンオンされる。
【００１８】図８の波形図ではスイッチングトランジス
ター１１がターンオン及びターンオフされるにつれてチ
ョークコイル９の電流が増加及び減少するもので表れる
が、チョークコイル９のインダクタンスを適宜選択する
と、スイッチングトランジスター１１の反復するターン
オン及びターンオフにかかわらず一定したチョークコイ
ル９の電流が得られる。従って、連続的に入力される交
流電流に対して一定に流れるチョークコイル９の電流を
得ることができるので、力率を向上させることが分か
る。
ター１１がターンオン及びターンオフされるにつれてチ
ョークコイル９の電流が増加及び減少するもので表れる
が、チョークコイル９のインダクタンスを適宜選択する
と、スイッチングトランジスター１１の反復するターン
オン及びターンオフにかかわらず一定したチョークコイ
ル９の電流が得られる。従って、連続的に入力される交
流電流に対して一定に流れるチョークコイル９の電流を
得ることができるので、力率を向上させることが分か
る。
【００１９】本発明によると、従来のスイッチング電源
装置である図２の回路のようなブースト整流ダイオード
等が必要でないので電力損失が少なく変換効率もよい。
又、前述したように、本発明では電界効果トランジスタ
ーを二次整流用としてダイオードの代わりに使用できる
ので、さらに効率が高いスイッチング電源装置が実現で
きる。
装置である図２の回路のようなブースト整流ダイオード
等が必要でないので電力損失が少なく変換効率もよい。
又、前述したように、本発明では電界効果トランジスタ
ーを二次整流用としてダイオードの代わりに使用できる
ので、さらに効率が高いスイッチング電源装置が実現で
きる。
【００２０】
【発明の効果】前述したように、本発明は簡単な回路で
力率を改善して高調波電流の規制に対応でき、効率を向
上させることができる。又、回路が簡単であるため、低
いスイッチング電源を供給し得る効果がある。さらに、
既に紹介された実施例の他にも本発明により実施可能な
方式が本発明の分野で通常の知識を有する者により変形
できることを理解しなければならない。
力率を改善して高調波電流の規制に対応でき、効率を向
上させることができる。又、回路が簡単であるため、低
いスイッチング電源を供給し得る効果がある。さらに、
既に紹介された実施例の他にも本発明により実施可能な
方式が本発明の分野で通常の知識を有する者により変形
できることを理解しなければならない。
【図１】従来使用されたスイッチング電源装置の回路図
てある。
てある。
【図２】従来使用されたスイッチング電源装置の回路図
てある。
てある。
【図３】従来使用されたスイッチング電源装置の回路図
てある。
てある。
【図４】本発明によるスイッチング電源装置の一実施例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図５】図４からの可能な変形例を示す回路図である。
【図６】本発明によるスイッチング電源装置の他の実施
例を示す回路図である。
例を示す回路図である。
【図７】図６からの可能な変形例を示す回路図である。
【図８】本発明によるスイッチング電源装置の要部に関
連する電圧及び電流波形図である。
連する電圧及び電流波形図である。
１，３，５，７ ダイオード ９ チョークコイル １０ 一次整流器 １１ スイッチングトランジスター １３ キャパシタ １５ 変圧器 １７ 整流ダイオード １８ 整流トランジスター １９ フィルターリングキャパシタ ２３ 変圧器 ２５ 第１整流ダイオード ２６ 第１整流トランジスター ２７ フライホイールダイオード ２８ フライホイールトランジスター ２９ フィルターリングチョークコイル ３１ 第１フィルターリングキャパシタ ３３ 第２整流ダイオード ３４ 第２整流トランジスター ３５ 第２フィルターリングキャパシタ ｎ１ 一次巻線 ｎ２ 二次巻線 ｎ２’ 第２二次巻線
Claims (10)
- 【請求項１】 スイッチング電源装置において、交流電
源を入力する整流器の出力に一電極が連結されたインダ
クタンス素子と、前記インダクタンス素子の他電極と接
地電圧源間に連結されたスイッチング素子と、前記イン
ダクタンス素子の前記他電極に一電極が連結された容量
素子と、前記容量素子の他電極に一次巻線が連結された
変圧器とを備えることを特徴とするスイッチング電源装
置。 - 【請求項２】 前記インダクタンス素子がチョークコイ
ルであることを特徴とする請求項１記載のスイッチング
電源装置。 - 【請求項３】 前記スイッチング素子が前記インダクタ
ンス素子の前記他電極と前記接地電圧間にチャネルが連
結された電界効果トランジスターであることを特徴とす
る請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項４】 前記容量素子がキャパシタであることを
特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項５】 前記変圧器の二次巻線にアノードが連結
されたダイオードと、前記ダイオードのカソードと接地
電圧間に連結されたキャパシタとをさらに備えることを
特徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項６】 前記変圧器の二次巻線の一端にチャネル
の一端が連結され、他端にゲートが連結された電界効果
トランジスターと、前記電界効果トランジスターのチャ
ネルの他端と接地電圧間に連結されたキャパシタとをさ
らに備えることを特徴とする請求項１記載のスイッチン
グ電源装置。 - 【請求項７】 前記変圧器の二次巻線の一端にアノード
が連結された第１ダイオードと、前記二次巻線の他端に
アノードが連結され、前記第１ダイオードのカソードに
カソードが連結された第２ダイオードと、前記第１及び
第２ダイオードのカソードに一電極が共通連結されたチ
ョークコイルと、前記チョークコイルの他電極と接地電
圧間に連結されたキャパシタとをさらに備えることを特
徴とする請求項１記載のスイッチング電源装置。 - 【請求項８】 前記変圧器が第１及び第２二次巻線を有
し、前記第１二次巻線の一端にアノードが連結された第
１ダイオードと、前記第１二次巻線の他端にアノードが
連結され、前記第１ダイオードのカソードにカソードが
連結された第２ダイオードと、前記第１及び第２ダイオ
ードのカソードに一電極が共通連結されたチョークコイ
ルと、前記チョークコイルの他電極と接地電圧間に連結
された第１キャパシタと、前記第２二次巻線にアノード
が連結された第３ダイオードと、前記第３ダイオードの
カソードと前記接地電圧間に連結された第２キャパシタ
とをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のスイ
ッチング電源装置。 - 【請求項９】 前記変圧器の二次巻線の一端にチャネル
の一端が連結され、前記二次巻線の他端にゲートが連結
された第１トランジスターと、前記二次巻線の一端にゲ
ートが連結され、接地電圧にチャネルの一端が連結さ
れ、前記第１トランジスターの前記チャネルの他端にチ
ャネルの他端が連結された第２トランジスターと、前記
第１及び第２トランジスターの前記チャネルの他端に一
電極が共通連結されたチョークコイルと、前記チョーク
コイルの他電極と前記接地電圧間に連結されたキャパシ
タとをさらに備えることを特徴とする請求項１記載のス
イッチング電源装置。 - 【請求項１０】 前記変圧器が第１及び第２二次巻線を
有し、前記第１二次巻線の一端にチャネルの一端が連結
され、前記二次巻線の他端にゲートが連結された整流ト
ランジスターと、前記第１二次巻線の一端にゲートが連
結され、接地電圧にチャネルの一端が連結され、前記第
１トランジスターの前記チャネルの他端にチャネルの他
端が連結された第２トランジスターと、前記第１及び第
２トランジスターの前記チャネルの他端に一電極が共通
連結されたチョークコイルと、前記チョークコイルの他
電極と前記接地電圧間に連結された第１キャパシタと、
前記第２二次巻線の一端にチャネルの一端が連結され、
前記第２二次巻線の他端にゲートが連結された第２トラ
ンジスターと、前記第３トランジスターのチャネルの他
端と前記接地電圧間に連結された第２キャパシタとをさ
らに備えることを特徴とする請求項１記載のスイッチン
グ電源装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019940025399A KR0132987B1 (ko) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 스위칭 전원장치 |
| KR25399/1994 | 1994-10-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08126332A true JPH08126332A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=19394422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7228404A Pending JPH08126332A (ja) | 1994-10-05 | 1995-09-05 | スイッチング電源装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5701237A (ja) |
| JP (1) | JPH08126332A (ja) |
| KR (1) | KR0132987B1 (ja) |
| CN (1) | CN1054948C (ja) |
| DE (1) | DE19534282A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469072B1 (ko) * | 1996-09-30 | 2005-04-20 | 위아 주식회사 | 공작기계용전원부의고조파억제회로 |
| KR100827433B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2008-05-06 | 주식회사 디엠비테크놀로지 | 용량성 부하소자의 전원 공급 장치 및 방법 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100224084B1 (ko) * | 1996-08-30 | 1999-10-15 | 윤종용 | 음극선관을 갖는 영상표시장치의 수평출력 트랜지스타의 보호용 회로 |
| DE19725689C2 (de) * | 1997-06-18 | 2001-02-22 | Jungheinrich Ag | Schaltnetzteil, insbesondere für Ladegeräte |
| KR100226150B1 (ko) * | 1997-07-11 | 1999-10-15 | 구자홍 | 전력궤환을 이용한 부스트업 역률개선회로 |
| KR100397158B1 (ko) * | 1999-12-28 | 2003-09-06 | 한국전기초자 주식회사 | 음극선관용 유리제품의 중량 측정장치 |
| DE10122534A1 (de) * | 2001-05-09 | 2002-11-21 | Philips Corp Intellectual Pty | Resonanter Konverter |
| DE10217951A1 (de) * | 2002-04-22 | 2003-11-06 | Thomson Brandt Gmbh | Schaltungsanordnung mit Powerfaktorkorrektur, sowie entsprechendes Gerät |
| TWI664790B (zh) * | 2017-12-22 | 2019-07-01 | 財團法人工業技術研究院 | 分散式單級車載充電裝置及其方法 |
| JP2020096497A (ja) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | シャープ株式会社 | ハーフブリッジ回路、電源装置、およびハーフブリッジ回路の駆動方法 |
| TWI819800B (zh) * | 2022-09-19 | 2023-10-21 | 瑞昱半導體股份有限公司 | 改善電源抑制比的電路布局 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4257087A (en) * | 1979-04-02 | 1981-03-17 | California Institute Of Technology | DC-to-DC switching converter with zero input and output current ripple and integrated magnetics circuits |
| US4734839A (en) * | 1987-03-23 | 1988-03-29 | Barthold Fred O | Source volt-ampere/load volt-ampere differential converter |
| US4857822A (en) * | 1987-09-23 | 1989-08-15 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Zero-voltage-switched multi-resonant converters including the buck and forward type |
| US5442534A (en) * | 1993-02-23 | 1995-08-15 | California Institute Of Technology | Isolated multiple output Cuk converter with primary input voltage regulation feedback loop decoupled from secondary load regulation loops |
| US5303138A (en) * | 1993-04-29 | 1994-04-12 | At&T Bell Laboratories | Low loss synchronous rectifier for application to clamped-mode power converters |
-
1994
- 1994-10-05 KR KR1019940025399A patent/KR0132987B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-09-05 JP JP7228404A patent/JPH08126332A/ja active Pending
- 1995-09-14 CN CN95116296A patent/CN1054948C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1995-09-15 DE DE19534282A patent/DE19534282A1/de not_active Ceased
- 1995-09-27 US US08/534,569 patent/US5701237A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469072B1 (ko) * | 1996-09-30 | 2005-04-20 | 위아 주식회사 | 공작기계용전원부의고조파억제회로 |
| KR100827433B1 (ko) * | 2006-12-05 | 2008-05-06 | 주식회사 디엠비테크놀로지 | 용량성 부하소자의 전원 공급 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1122530A (zh) | 1996-05-15 |
| DE19534282A1 (de) | 1996-04-11 |
| KR0132987B1 (ko) | 1998-04-20 |
| US5701237A (en) | 1997-12-23 |
| CN1054948C (zh) | 2000-07-26 |
| KR960016093A (ko) | 1996-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040713 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041207 |