JPH0823675A

JPH0823675A - 直流電源回路

Info

Publication number: JPH0823675A
Application number: JP15494994A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hara; 隆裕原
Original assignee: Ikeda Electric Co Ltd
Current assignee: Panasonic Life Solutions Ikeda Electric Co Ltd
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】高効率で入力電流の休止区間をなくすことが
できると共に入力電流の高周波成分を少なくできるよう
にする。【構成】全波整流回路１６の出力端子間に、第一スイ
ッチ２２と順方向のダイオード２５と第一チョーク２３
との直列回路を介して前記負荷１７が接続され、第一ス
イッチ２２と順方向のダイオード２５との接続点と、全
波整流回路１６の出力端子の負極側との間に、逆方向の
ダイオード２４が接続され、第一チョーク２３と平滑コ
ンデンサ１８との接続点と、全波整流回路２の出力端子
の負極側との間に、逆方向のダイオード２７と第二スイ
ッチ２６との直列回路が接続され、逆方向のダイオード
２４と順方向のダイオード２５との接続点と、第二スイ
ッチ２６とダイオード２７との接続点との間に、第二チ
ョーク２８が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高力率で高調波成分が
少ない直流電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の直流電源回路を示し、１は
商用の交流電源、２は全波整流回路、３は負荷、４は平
滑コンデンサである。この場合、交流電源１から図６
（イ）に示すような電源電圧が供給されると、その電源
電圧が全波整流回路２によって全波整流され、全波整流
回路２の全波整流電圧を平滑コンデンサ４が平滑して、
負荷に図６（イ）に示すような出力電圧が供給される。
しかし、この場合、負荷３への入力電流は図６（ロ）に
示すように休止区間があり、低力率で高周波成分が多く
なる。また、直流出力電圧が電源電圧のピーク値と略同
一となり、出力電圧を自由に制御できないという問題が
ある。

【０００３】そこで、他の従来の直流電源回路として、
図７に示すように全波整流回路２の出力端子間に、コン
デンサ６を接続すると共に、第一スイッチ７とチョーク
８との直列回路を介して負荷３を接続し、第一スイッチ
７とチョーク８との接続点と、全波整流回路２の出力端
子の負極側との間に、逆方向のダイオード９を接続する
ようにしたものがある。

【０００４】この場合、図示省略のチョッパ回路により
第一スイッチ７をオンオフすることによって、負荷３へ
の出力電圧を制御できる。第一スイッチ７のオン時に電
流Ｉ ₁、第一スイッチ７のオフ時に電流Ｉ₂が流れ、第
一スイッチ７のオン期間を制御することにより出力電圧
が変化する。この場合、交流電源１から図８（イ）に示
すような電源電圧が供給されると、負荷３に図８（イ）
に示すような出力電圧が供給され、負荷３への入力電流
は図８（ロ）に示すようになり、入力電流を高力率（約
８５％）にすることは可能なる。しかし、入力電流に休
止区間があるため高周波成分が多くなるという問題があ
る。

【０００５】そこで、さらに前記入力電流の休止区間を
なくすように改良した従来の直流電源回路として、図９
に示すようにチョーク８と平滑コンデンサ４との接続点
と、全波整流回路２の出力端子の負極側との間に、第二
スイッチ１０を接続すると共に、チョーク８と負荷３と
の間にダイオード１１を設け、第一スイッチ７と第二ス
イッチ１０とを同時にオンオフして、チョーク８に蓄え
るエネルギーを利用し電源電圧が低いときでも入力電流
が流せるようにしたものがある。

【０００６】この場合、交流電源１から図１０（イ）に
示すような電源電圧が供給されると、負荷３に図１０
（イ）に示すような出力電圧が供給され、図１０（ロ）
に示すような電流Ｉ₃が流れ、負荷３への入力電流は図
１０（ハ）に示すようになり、第二スイッチ１０がある
ため、電源電圧が出力電圧より低くても電流Ｉ₃が流
れ、オフ時に電流Ｉ₄を流すことが可能になる。

【０００７】しかし、図９の従来の直流電源回路の場
合、ダイオード１１及び第二スイッチ１０での電力損が
生じる為、前記図７に示す従来の直流電源回路よりも効
率が悪くなるという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、高効率で入力電流の休止区間をなくすことがで
きると共に入力電流の高周波成分を少なくできるように
したものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
る本発明の第一の技術手段は、交流電源１５を全波整流
する全波整流回路１６を備え、全波整流回路１６の出力
端子間に、コンデンサ２１が接続されると共に、負荷１
７が接続され、負荷１７に平滑コンデンサ１８が並列接
続された直流電源回路において、全波整流回路１６の出
力端子間に、第一スイッチ２２と順方向のダイオード２
５と第一チョーク２３との直列回路を介して前記負荷１
７が接続され、第一スイッチ２２と順方向のダイオード
２５との接続点と、全波整流回路１６の出力端子の負極
側との間に、逆方向のダイオード２４が接続され、第一
チョーク２３と平滑コンデンサ１８との接続点と、全波
整流回路２の出力端子の負極側との間に、逆方向のダイ
オード２７と第二スイッチ２６との直列回路が接続さ
れ、逆方向のダイオード２４と順方向のダイオード２５
との接続点と、第二スイッチ２６とダイオード２７との
接続点との間に、第二チョーク２８が接続されている点
にある。

【００１０】第二の技術手段は、交流電源１５を全波整
流する全波整流回路１６を備え、全波整流回路１６の出
力端子間に、コンデンサ２１が接続されると共に、負荷
１７が接続され、負荷１７に平滑コンデンサ１８が並列
接続された直流電源回路において、全波整流回路１６の
出力端子間に、第一スイッチ２２と順方向のダイオード
２５と第一チョーク２３との直列回路を介して前記負荷
１７が接続され、第一スイッチ２２と順方向のダイオー
ド２５との接続点と、全波整流回路１６の出力端子の負
極側との間に、逆方向のダイオード２４が接続され、第
一チョーク２３と平滑コンデンサ１８との接続点と、全
波整流回路２の出力端子の負極側との間に、逆方向のダ
イオード２７と第二スイッチ２６との直列回路が接続さ
れ、逆方向のダイオード２４と順方向のダイオード２５
との接続点と、第二スイッチ２６とダイオード２７との
接続点との間に、第二チョーク２８が接続され、全波整
流回路１６の出力端子の負極側に、第一検出抵抗３１が
直列に接続され、前記逆方向のダイオード２４に第二検
出抵抗３２が直列に接続され、第一検出抵抗３１及び第
二検出抵抗３２に流れる電流を検出して、前記第一スイ
ッチ２２と第二スイッチ２６とを同時にオンオフ制御す
るスイッチ制御回路３３が設けられている点にある。

【００１１】第三の技術手段は、交流電源１５を全波整
流する全波整流回路１６を備え、全波整流回路１６の出
力端子間に、コンデンサ２１が接続されると共に、負荷
１７が接続され、負荷１７に平滑コンデンサ１８が並列
接続された直流電源回路において、全波整流回路１６の
出力端子間に、第一スイッチ２２と順方向のダイオード
２５と第一チョーク２３との直列回路を介して前記負荷
１７が接続され、第一スイッチ２２と順方向のダイオー
ド２５との接続点と、全波整流回路１６の出力端子の負
極側との間に、逆方向のダイオード２４が接続され、第
一チョーク２３と平滑コンデンサ１８との接続点と、全
波整流回路２の出力端子の負極側との間に、逆方向のダ
イオード２７と第二スイッチ２６との直列回路が接続さ
れ、逆方向のダイオード２４と順方向のダイオード２５
との接続点と、第二スイッチ２６とダイオード２７との
接続点との間に、第二チョーク２８が接続され、全波整
流回路１６の出力端子の負極側に、第一検出抵抗３１が
直列に接続され、前記逆方向のダイオード２４に第二検
出抵抗３２が直列に接続され、第一検出抵抗３１及び第
二検出抵抗３２に流れる電流を検出して、前記第一スイ
ッチ２２と第二スイッチ２３とを同時にオンオフ制御す
るスイッチ制御回路３３が設けられ、該スイッチ制御回
路３３は、第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６をオ
ンさせた後、第一検出抵抗３１の電圧が設定値以上にな
ると、第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６をオフさ
せ、その後第二検出抵抗３２の電圧が０になった時点で
再び第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６をオンさせ
る点にある。

【００１２】

【作用】図１または図３に示すように、第一スイッチ２
２及び第二スイッチ２６のオン時に電流Ｉ₁と電流Ｉ₃
とが流れ、第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６のオ
フ時に電流Ｉ₂と電流Ｉ₄とが流れて、平滑コンデンサ
１８を充電する。従って、入力電流に休止区間をなくし
て高周波成分を少なくすることができる。また、ダイオ
ード２７及び第二スイッチ２６等での電力損も少なくな
る。。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１において、１５は商用の交流電源、１６は全
波整流回路、１７は負荷、１８は平滑コンデンサであ
る。全波整流回路１６の出力端子間に、コンデンサ２１
が接続されると共に、第一スイッチ２２と順方向のダイ
オード２５と第一チョーク２３との直列回路を介して負
荷１７が接続されている。第一スイッチ２２と順方向の
ダイオード２５との接続点と、全波整流回路１６の出力
端子の負極側との間に、逆方向のダイオード２４が接続
されている。

【００１４】第一チョーク２３と平滑コンデンサ１８と
の接続点と、全波整流回路２の出力端子の負極側との間
に、逆方向のダイオード２７と第二スイッチ２６との直
列回路が接続されている。逆方向のダイオード２４と順
方向のダイオード２５との接続点と、第二スイッチ２６
とダイオード２７との接続点との間に、第二チョーク２
８が接続されている。そして、図示省略のチョッパ回路
により第一スイッチ２２と第二スイッチ２６とを同時に
オンオフさせるように構成されている。

【００１５】上記実施例の構成によれば、図１に示すよ
うに入力電圧が出力電圧よりも高いとき第一スイッチ２
２がオンすると、電流Ｉ₁が流れ、第一スイッチ２２が
オフのとき電流Ｉ₂が流れる。入力電圧と出力電圧の大
小関係に拘りなく、第一スイッチ２２及び第二スイッチ
２６が共にオンのとき電流Ｉ₃とが流れ、オフのとき電
流Ｉ₄が流れる。

【００１６】例えば、図２に示すように入力電圧が出力
電圧より低い場合、電流Ｉ₃，Ｉ₄により負荷１７へ電
力を供給する。入力電圧が出力電圧よりやや高い場合、
電流Ｉ₃，Ｉ₄，Ｉ₁，Ｉ₂により負荷１７へ電力を供
給する。入力電圧が出力電圧より高い場合、電流Ｉ₁，
Ｉ₂により負荷１７へ電力を供給する。従って、入力電
流に休止区間をなくして高周波成分を少なくすることが
できる。また、ダイオード２７及び第二スイッチ２６で
の電力損も少なくなり、効率もよくなる。

【００１７】図３は他の実施例を示し、全波整流回路１
６の出力端子の負極側に、第一検出抵抗３１が直列に接
続され、ダイオード２４に第二検出抵抗３２が直列に接
続され、第一検出抵抗３１及び第二検出抵抗３２に流れ
る電流を検出して、前記第一スイッチ２２と第二スイッ
チ２６とを同時にオンオフ制御するスイッチ制御回路３
３が設けられている。

【００１８】第一検出抵抗３１により電流Ｉ₁と電流Ｉ
₃との合成値を検出し、第二検出抵抗３２により電流Ｉ
₂と電流Ｉ₄との合成値を検出している。スイッチ制御
回路３３は、第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６を
オンさせた後、第一検出抵抗３１の電圧が設定値以上に
なると、第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６をオフ
させ、その後第二検出抵抗３２の電圧が０になった時点
で再び第一スイッチ２２及び第二スイッチ２６をオンさ
せる。そして、前記設定値を変化させることにより入力
電流を正弦波にできる。即ち、交流電源１から図４
（イ）に示すような電源電圧が供給され、設定値を図４
（ロ）示すように設定すると、電流Ｉ₁と電流Ｉ₃との
合成値は図４（ハ）に示すような波形になる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、高効率で入力電流の休
止区間をなくすことができ、しかも入力電流の高周波成
分を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】動作説明用の波形図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す回路図である。

【図４】動作説明用の波形図である。

【図５】従来例を示す回路図である。

【図６】動作説明用の波形図である。

【図７】他の従来例を示す回路図である。

【図８】動作説明用の波形図である。

【図９】他の従来例を示す回路図である。

【図１０】動作説明用の波形図である。

【符号の説明】

１５交流電源１６全波整流回路１７負荷１８平滑コンデンサ２１コンデンサ２２第一スイッチ２３第一チョーク２４ダイオード２６第二スイッチ２７ダイオード３１第一検出抵抗３２第二検出抵抗３３スイッチ制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源（１５）を全波整流する全波整
流回路（１６）を備え、全波整流回路（１６）の出力端
子間に、コンデンサ（２１）が接続されると共に、負荷
（１７）が接続され、負荷（１７）に平滑コンデンサ
（１８）が並列接続された直流電源回路において、全波整流回路（１６）の出力端子間に、第一スイッチ
（２２）と順方向のダイオード（２５）と第一チョーク
（２３）との直列回路を介して前記負荷（１７）が接続
され、第一スイッチ（２２）と順方向のダイオード（２
５）との接続点と、全波整流回路（１６）の出力端子の
負極側との間に、逆方向のダイオード（２４）が接続さ
れ、第一チョーク（２３）と平滑コンデンサ（１８）と
の接続点と、全波整流回路（２）の出力端子の負極側と
の間に、逆方向のダイオード（２７）と第二スイッチ
（２６）との直列回路が接続され、逆方向のダイオード
（２４）と順方向のダイオード（２５）との接続点と、
第二スイッチ（２６）とダイオード（２７）との接続点
との間に、第二チョーク（２８）が接続されていること
を特徴とする直流電源回路。
【請求項２】交流電源（１５）を全波整流する全波整
流回路（１６）を備え、全波整流回路（１６）の出力端
子間に、コンデンサ（２１）が接続されると共に、負荷
（１７）が接続され、負荷（１７）に平滑コンデンサ
（１８）が並列接続された直流電源回路において、全波整流回路（１６）の出力端子間に、第一スイッチ
（２２）と順方向のダイオード（２５）と第一チョーク
（２３）との直列回路を介して前記負荷（１７）が接続
され、第一スイッチ（２２）と順方向のダイオード（２
５）との接続点と、全波整流回路（１６）の出力端子の
負極側との間に、逆方向のダイオード（２４）が接続さ
れ、第一チョーク（２３）と平滑コンデンサ（１８）と
の接続点と、全波整流回路（２）の出力端子の負極側と
の間に、逆方向のダイオード（２７）と第二スイッチ
（２６）との直列回路が接続され、逆方向のダイオード
（２４）と順方向のダイオード（２５）との接続点と、
第二スイッチ（２６）とダイオード（２７）との接続点
との間に、第二チョーク（２８）が接続され、全波整流
回路（１６）の出力端子の負極側に、第一検出抵抗（３
１）が直列に接続され、前記逆方向のダイオード（２
４）に第二検出抵抗（３２）が直列に接続され、第一検
出抵抗（３１）及び第二検出抵抗（３２）に流れる電流
を検出して、前記第一スイッチ（２２）と第二スイッチ
（２６）とを同時にオンオフ制御するスイッチ制御回路
（３３）が設けられていることを特徴とする直流電源回
路。
【請求項３】交流電源（１５）を全波整流する全波整
流回路（１６）を備え、全波整流回路（１６）の出力端
子間に、コンデンサ（２１）が接続されると共に、負荷
（１７）が接続され、負荷（１７）に平滑コンデンサ
（１８）が並列接続された直流電源回路において、全波整流回路（１６）の出力端子間に、第一スイッチ
（２２）と順方向のダイオード（２５）と第一チョーク
（２３）との直列回路を介して前記負荷（１７）が接続
され、第一スイッチ（２２）と順方向のダイオード（２
５）との接続点と、全波整流回路（１６）の出力端子の
負極側との間に、逆方向のダイオード（２４）が接続さ
れ、第一チョーク（２３）と平滑コンデンサ（１８）と
の接続点と、全波整流回路（２）の出力端子の負極側と
の間に、逆方向のダイオード（２７）と第二スイッチ
（２６）との直列回路が接続され、逆方向のダイオード
（２４）と順方向のダイオード（２５）との接続点と、
第二スイッチ（２６）とダイオード（２７）との接続点
との間に、第二チョーク（２８）が接続され、全波整流
回路（１６）の出力端子の負極側に、第一検出抵抗（３
１）が直列に接続され、前記逆方向のダイオード（２
４）に第二検出抵抗（３２）が直列に接続され、第一検
出抵抗（３１）及び第二検出抵抗（３２）に流れる電流
を検出して、前記第一スイッチ（２２）と第二スイッチ
（２６）とを同時にオンオフ制御するスイッチ制御回路
（３３）が設けられ、該スイッチ制御回路（３３）によ
り、第一スイッチ（２２）及び第二スイッチ（２６）を
オンさせた後、第一検出抵抗（３１）の電圧が設定値以
上になると、第一スイッチ（２２）及び第二スイッチ
（２６）をオフさせ、その後第二検出抵抗（３２）の電
圧が０になった時点で再び第一スイッチ（２２）及び第
二スイッチ（２６）をオンさせることを特徴とする直流
電源回路。