JPH09163748A - 整流回路 - Google Patents

整流回路

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JPH09163748A
JPH09163748A JP31657695A JP31657695A JPH09163748A JP H09163748 A JPH09163748 A JP H09163748A JP 31657695 A JP31657695 A JP 31657695A JP 31657695 A JP31657695 A JP 31657695A JP H09163748 A JPH09163748 A JP H09163748A
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JP
Japan
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voltage
output
input
switch element
circuit
Prior art date
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Pending
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JP31657695A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kanegae
毅 鐘ヶ江
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Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】トランスを用いることなく、出力電圧値が入力
電圧値に制限されることのない整流回路を提供する。 【解決手段】入力端子A’,AにダイオードブリッジD
Bが接続され、このダイオードブリッジDBの出力端と
整流回路の出力端子との間にスイッチ素子Sが接続され
る。このスイッチ素子Sは、比較器COMにより制御さ
れる。比較器COMは、ダイオードブリッジDBの出力
電圧を予め定められた電圧値と比較し、当該出力電圧が
当該予め定められた電圧値より低いときスイッチ素子S
を導通させ、それ以外のときスイッチ素子Sを遮断させ
る。出力端子B’,Bに並列にコンデンサCが接続され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧を直流電
圧に変換する整流回路に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電圧を整流して直流電圧に変換する
回路としては、従来、一般に図5または図6に示すよう
な回路が利用されている。
【0003】図5はトランスを用いない型の回路であ
り、入力端子A’,Aに交流入力電圧es(=esinω
t)が入力され、これが直並列接続された4つのダイオ
ードD1〜D4からなるダイオードブリッジDBに印加
される。このダイオードブリッジDBの2出力端子はコ
ンデンサCの両端に接続され、かつ出力端子B’,Bに
接続される。この出力端子から直流出力電圧eoutが、
負荷抵抗Rに対して出力される。
【0004】入力電圧es、出力電圧eout、およびダイ
オードブリッジDBからの出力電流iの典型的な動作波
形を図7に示す。図5において、入力端子A’,Aに入
力交流電圧esが入力される。図7の時刻t0〜t1の
期間、コンデンサCに電荷が充電され、その電圧eout
は |es|<eout である。
【0005】時刻t1〜t2の期間では、 |es|>eout となり、電流iが、A’→D1→C→D4→Aの方向に
流れる。
【0006】時刻t2〜t4の期間では、 |es|<eout である。
【0007】時刻t4〜t5の期間では、 |es|>eout となり、電流iが、A→D2→C→D3→A’の方向に
流れる。以後は、これと同様の繰り返しとなる。
【0008】図5の整流回路の出力電圧eoutは、交流
入力電圧の波高値に等しいほぼEとなる。交流電圧es
の実効値を100Vとすれば、eout≒140Vとな
る。
【0009】図6は、図5の回路の前段にトランスTを
設けて入力電圧esを電圧epに変換した後、図5と同様
の動作を行うものである。トランスTの1次側巻数をn
1、2次側巻数をn2とすれば、トランスの2次側電圧
epは、 ep=(n2/n1)es となる。よって、eout≒(n2/n1)Eとなる。
【0010】交流入力電圧esの実効値を100V、
(n2/n1)=1/5とすれば、eout≒28Vとな
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の整流回路にあっては、次のような問題があっ
た。
【0012】すなわち、図5に示したような、直接、ダ
イオードにより整流を行う回路では、整流後の電圧値
は、交流入力電圧の波高値に制限された。
【0013】また、図6に示したようなトランスを使用
する回路の場合、整流後の電圧値は交流入力電圧の波高
値に制限されないが、トランスの設計に手間および期間
を要するとともに、回路実装面において、トランスの寸
法(幅、長さ、高さ)および重量に左右され、電源小型
化に支障を来す場合があった。
【0014】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたものであり、トランスを用いることなく、
出力電圧値が入力電圧値に制限されることのない整流回
路を提供するものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明による整流回路
は、入力端子に印加された交流電圧をより低圧の直流電
圧に変換して出力端子に出力する整流回路であって、前
記入力端子に接続された少なくとも1つの整流素子と、
該整流素子と前記出力端子との間に直列に接続され、選
択的に導通/遮断されるスイッチ素子と、前記整流素子
の出力電圧を予め定められた電圧値と比較し、当該出力
電圧が当該予め定められた電圧値より低いとき前記スイ
ッチ素子を導通させ、それ以外のとき前記スイッチ素子
を遮断させる比較器と、前記出力端子に並列に接続され
たコンデンサとを備えることを特徴とする。
【0016】前記少なくとも1つの整流素子としては、
好ましくは、ダイオードブリッジを用いる。また、前記
スイッチ素子はトランジスタにより構成することができ
る。
【0017】本発明による整流回路では、比較器におい
てダイオードから出力される交流電圧値が予め定められ
た電圧Eo以下のの期間、スイッチ素子をオンさせ、そ
れ以外の期間はオフさせる。これにより、整流回路の出
力電圧値をほぼその予め定められた電圧Eoに一致させ
ることができる。すなわち、トランスを用いることな
く、出力電圧値が入力電圧値により制限されない整流回
路を提供することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】図1に、本発明による整流回路の
一実施の形態を示す。図5に示した回路要素と同一の要
素には同一の参照符号を付してある。
【0019】図1の回路において図5と異なるのは、ダ
イオードブリッジDBの出力端に、コンデンサCへの経
路を導通/遮断するスイッチ素子Sを設けるとともに、
このスイッチ素子Sをオンオフ制御する比較器COMを
設けたことである。比較器COMは、ダイオードブリッ
ジDBの出力電圧edに応じてスイッチ素子Sを選択的
に導通状態とする制御信号aを出力する。すなわち、制
御信号aは、電圧edが予め定めた電圧Eoより小さい
ときスイッチ素子Sを閉じて導通状態とし、電圧Eoよ
り大きいときスイッチ素子Sを開いて非導通状態とす
る。
【0020】なお、半波整流を行う場合には、整流素子
としてのダイオードは1つで足りる。
【0021】図2に、図1の回路の動作波形を示し、こ
れを参照して図1の回路動作を説明する。
【0022】入力端子A’,Aに入力される交流入力電
圧esは、波高値Eのサイン波、すなわちes=Esin
ωtとする。図2から分かるように、電圧edは、交流
入力電圧esを全波整流した波形となる。
【0023】図2の時刻t0〜t1の期間では、ed<
Eoであるから、スイッチ素子Sは導通状態となり、電
流iは、ed>eoutの条件になったとき流れ、その方向
は、A’→D1→S→C→D4→Aとなる。このとき、
コンデンサCが充電されると共に、負荷抵抗Rに電流が
流れる。
【0024】時刻t1〜t2の期間では、ed>Eoで
あるから、スイッチ素子は非道通状態となる。このと
き、コンデンサCから負荷Rへ電流が放電されるので、
電圧eoutは降下していく。
【0025】時刻t2〜t3の期間では、再び、ed<
Eoとなるから、スイッチ素子Sは導通状態となり、e
d>eoutの条件下で、電流iは、A’→D1→S→C→
D4→Aの方向に流れる。このときコンデンサCが充電
されると共に、負荷抵抗Rに電流が流れる。
【0026】時刻t3〜t4の期間でも、ed<Eoで
あるから、同様に、ed>eoutの条件下で、電流iは、
A→D2→S→C→D3→A’の方向に流れ、コンデン
サCが充電されると共に、負荷抵抗Rに電流が流れる。
【0027】時刻t4〜t5の期間では、ed>Eoで
あるから、スイッチ素子は非道通状態となり、コンデン
サCから負荷Rへ電流が放電されるので、電圧eoutは
降下していく。
【0028】時刻t5〜t6の期間では、再び、ed<
Eoとなるから、ed>eoutの条件下で、電流iは、A
→D2→S→C→D3→A’の方向に流れ、コンデンサ
Cが充電されると共に、負荷抵抗Rに電流が流れる。
【0029】時刻t6〜t7の期間でもed<Eoであ
るから、ed>eoutの条件下で、電流iは、A’→D1
→S→C→D4→Aの方向に流れ、コンデンサCが充電
されると共に、負荷抵抗Rに電流が流れる。
【0030】以後は、以上の1周期の動作を繰り返す。
【0031】図3に、図1のより具体的な回路を示す。
この例では、スイッチ素子SはPNPトランジスタQ1
により構成され、比較器COMは、シャントレギュレー
タU1、抵抗R1〜R6、NPNトランジスタQ2によ
り構成される。
【0032】シャントレギュレータU1は、図3に一部
拡大図示するように、演算増幅器、トランジスタおよび
基準電圧源Vrefからなり、カソードCa、アノードA
n、リファレンスReの3端子を有し、レファレンスR
eの電圧e1が基準電圧Vrefより大の場合にカソード
Ca・アノードAn間が低インピーダンスとなり、電圧
e2(すなわちカソードCaの電位)が低下する。逆
に、電圧e1がVrefより小の場合には電圧e2は高電
圧となる。
【0033】ところで、電圧e1は、電圧edを抵抗R
1,R2で分圧したものであるから、 e1=(R2/(R1+R2))ed となる。
【0034】したがって、 ed<(1+(R1/R2))Vref のとき、e2は高電圧となり、トランジスタQ2はオン
する。これにより、トランジスタQ1もオンとなり、導
通状態となる。逆に、 ed>(1+(R1/R2))Vref のとき、e2は低電圧となり、トランジスタQ2はオフ
する。これにより、トランジスタQ1もオフとなり、非
導通状態となる。
【0035】次に、図4に、比較器COMをさらに別の
構成とした整流回路の構成を示す。
【0036】図4において、比較器COMは、ツェナー
ダイオードZ1、抵抗R2〜R7、NPNトランジスタ
Q2,Q3により構成される。
【0037】ツェナーダイオードZ1のツェナー電圧を
Vzとすれば、ed<Vzのとき、ツェナーダイオード
は導通せず、よってe1=0となる。その結果、トラン
ジスタQ3はオフとなり、トランジスタQ2はオンとな
る。これにより、スイッチ素子SであるトランジスタQ
1が導通状態となる。
【0038】逆に、ed>Vzのとき、ツェナーダイオ
ードは導通し、よってe1=ed−Vzとなる。その結
果、トランジスタQ3はオンとなり、トランジスタQ2
はオフとなる。これにより、トランジスタQ1が非導通
状態となる。
【0039】なお、図4の回路の動作波形は、図2に示
したものと同様である。
【0040】次に、図8により、本発明による整流回路
の応用例を説明する。
【0041】上述した比較器COMの比較電圧Eoを例
えば24Vより大きく設定すれば、入力端子A’,Aに
交流入力電圧の代わりにDC24Vの電圧を入力しても
スイッチ素子Sが導通状態を維持し続ける。すなわち、
入力が交流電圧でも直流電圧でも、整流後電圧として同
じ電圧(24V)を得ることができる。
【0042】また、図8に示すように、非常用電池をス
イッチSW1,SW2を介して出力端子B’,Bに接続
し、スイッチSW1,SW2を通常は開放しておき、入
力電圧断を表わす非常時信号に基づいて閉じることによ
り、非常時に非常用電池から直接出力端子B’,Bに電
圧を供給することができる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、トランスを使用しなく
ても整流後の電圧は、交流入力電圧の波高値に限定され
ることなく、より低い任意の整流電圧を得ることができ
る。また、入力が交流でも直流でも、整流後の直流電圧
はほぼ同じ電圧値を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る整流回路の構
成を示す回路図である。
【図2】図1の回路の動作波形図である。
【図3】図1の回路の具体例を示す回路図である。
【図4】図1の回路の別の具体例を示す回路図である。
【図5】従来の整流回路の回路図である。
【図6】従来の別の整流回路の回路図である。
【図7】図5の整流回路の動作波形図である。
【図8】本発明による整流回路の応用例を示す回路図で
ある。
【符号の説明】
A’,A…入力端子、B’,B…出力端子、C…コンデ
ンサ、COM…比較器、D1〜D4…ダイオードブリッ
ジを構成するダイオード、S…スイッチ素子、Q1〜Q
3…トランジスタ、R…負荷抵抗、R1〜R7…抵抗、
U1…シャントレギュレータ、Z1…ツェナーダイオー
ド。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力端子に印加された交流電圧をより低圧
    の直流電圧に変換して出力端子に出力する整流回路であ
    って、 前記入力端子に接続された少なくとも1つの整流素子
    と、 該整流素子と前記出力端子との間に直列に接続され、選
    択的に導通/遮断されるスイッチ素子と、 前記整流素子の出力電圧を予め定められた電圧値と比較
    し、当該出力電圧が当該予め定められた電圧値より低い
    とき前記スイッチ素子を導通させ、それ以外のとき前記
    スイッチ素子を遮断させる比較器と、 前記出力端子に並列に接続されたコンデンサと、 を備えることを特徴とする整流回路。
  2. 【請求項2】前記少なくとも1つの整流素子として、ダ
    イオードブリッジを用いることを特徴とする請求項1記
    載の整流回路。
  3. 【請求項3】前記スイッチ素子はトランジスタにより構
    成されることを特徴とする請求項1または2記載の整流
    回路。
JP31657695A 1995-12-05 1995-12-05 整流回路 Pending JPH09163748A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11131045A (ja) * 1997-10-28 1999-05-18 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd ラミネート用接着剤
US7336507B2 (en) 2004-03-31 2008-02-26 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Power supply outputting multiple voltages
CN103475195A (zh) * 2013-08-29 2013-12-25 华为技术有限公司 一种同步整流控制电路及同步整流控制方法

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