JPH09201052A - Dc power supply - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、OA機器等に用
いられる直流電源装置に関し、より詳細には、交流電源
からの入力電流の力率改善回路を備えた直流電源装置に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC power supply device used for OA equipment and the like, and more particularly to a DC power supply device provided with a power factor correction circuit for an input current from an AC power supply.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器から発生する高調波電流
が電力系統へ流出し、その電子機器だけでなくその電源
を共用する他の機器にも悪影響を及ぼすという問題があ
った。これは、大電力電源装置あるいは一部の特殊電源
装置を除くほとんどの直流電源装置が、コンデンサイン
プット方式の整流回路を採用しているため、交流入力電
流は幅の狭いパルス状の波形になり、多くの高調波電流
を含むことに起因している。2. Description of the Related Art In recent years, there has been a problem that a harmonic current generated from an electronic device flows out to a power system and adversely affects not only the electronic device but also other devices sharing the power source. This is because most DC power supplies except large power supplies or some special power supplies employ a capacitor input type rectifier circuit, so the AC input current has a narrow pulse-like waveform, This is due to the inclusion of many harmonic currents.
【0003】この高調波電流を抑え、力率を改善する有
効な手段の一つにアクティブフィルタがある。このアク
ティブフィルタとは、従来のスイッチング電源の入力整
流回路とDC/DCコンバータ間に挿入し、その整流回
路からの入力電流波形が正弦波に近い滑らかな波形にな
るように制御して力率を改善するとともに、入力電流の
高調波成分を低減するための回路として知られている。
このようなアクティブフィルタは、昇圧タイプ、降圧タ
イプ、昇降圧タイプ等、種々のものが提案されている
が、ここでは最も一般的な昇圧タイプを搭載する直流電
源装置を例にとって説明する。An active filter is one of the effective means for suppressing the harmonic current and improving the power factor. This active filter is inserted between the input rectifier circuit and the DC / DC converter of the conventional switching power supply, and the power factor is controlled by controlling the input current waveform from the rectifier circuit to be a smooth waveform close to a sine wave. It is known as a circuit for improving and reducing the harmonic component of the input current.
Various types of active filters such as a boost type, a step-down type, and a step-up / down type have been proposed. Here, a DC power supply device equipped with the most common boost type will be described as an example.
【0004】図6は、この昇圧タイプのアクティブフィ
ルタを搭載した従来の直流電源装置の概略の回路図を示
す。この直流電源装置は、交流電源1から入力される交
流を全波整流するダイオードブリッジで構成された整流
回路2と、力率改善回路としての昇圧チョッパ方式のア
クティブフィルタ3と、そのアクティブフィルタ3の出
力電圧を入力し、出力端子8,9間に所定の直流電圧を
出力する回路を形成するDC/DCコンバータ4とから
構成される。FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a conventional DC power supply device equipped with this step-up type active filter. This DC power supply device includes a rectifier circuit 2 configured by a diode bridge for full-wave rectifying the AC input from an AC power supply 1, a step-up chopper-type active filter 3 as a power factor correction circuit, and an active filter 3 thereof. It is composed of a DC / DC converter 4 which forms a circuit which receives an output voltage and outputs a predetermined DC voltage between output terminals 8 and 9.
【0005】そのDC/DCコンバータ4は、トランス
T1の巻線m−n側において、アクティブフィルタ3の
制御回路5及び自己の制御回路6の駆動電源回路を形成
する。また、出力端子8,9間に電圧検出回路7を設
け、その検出電圧に応じて制御回路6を制御し、出力電
圧が所定の電圧になるようにする。The DC / DC converter 4 forms a drive power supply circuit for the control circuit 5 of the active filter 3 and its own control circuit 6 on the winding mn side of the transformer T1. Further, the voltage detection circuit 7 is provided between the output terminals 8 and 9, and the control circuit 6 is controlled according to the detected voltage so that the output voltage becomes a predetermined voltage.
【0006】この直流電源装置の動作は、交流電源1が
投入されると、整流回路2によって入力電圧が全波整流
されて脈流電圧になる。この脈流電圧が起動抵抗R2と
R3の直列回路に印加され、抵抗分圧された電圧が駆動
電源平滑コンデンサC3で平滑され、その電圧が所定値
以上になるとアクティブフィルタ3の制御回路5とDC
/DCコンバータ4の制御回路6とが動作を開始し、そ
れぞれのFETによるスイッチング素子Q1およびQ2
に対して駆動用のパルスを出力する。In the operation of this DC power supply device, when the AC power supply 1 is turned on, the input voltage is full-wave rectified by the rectification circuit 2 to become a pulsating current voltage. This pulsating voltage is applied to the series circuit of the starting resistors R2 and R3, the resistance-divided voltage is smoothed by the driving power supply smoothing capacitor C3, and when the voltage exceeds a predetermined value, the control circuit 5 of the active filter 3 and DC
The control circuit 6 of the DC / DC converter 4 starts to operate, and the switching elements Q1 and Q2 by the respective FETs are started.
A pulse for driving is output to.
【0007】アクティブフィルタ3は、スイッチング素
子Q1をオン/オフすることにより、整流回路2からの
入力電流波形(抵抗R4の両端d−e間の電圧によって
検出する)が交流電源1からの入力電圧波形(f−d間
の電圧波形)と相似になるように近似し、かつ、ダイオ
ードD5と平滑コンデンサC1とによって整流平滑され
る出力電圧(g−e間の電圧)を安定化する。The active filter 3 turns on / off the switching element Q1 so that the input current waveform from the rectifier circuit 2 (detected by the voltage between both ends d and e of the resistor R4) is the input voltage from the AC power source 1. The output voltage (voltage between g and e) that is approximated to be similar to the waveform (voltage waveform between f and d) and is rectified and smoothed by the diode D5 and the smoothing capacitor C1 is stabilized.
【0008】一方、DC/DCコンバータ4において
は、制御回路6がスイッチング素子Q2をオン/オフす
ることによりトランスT1の一次巻線h−jに流れる電
流を断続し、それによって二次巻線k−p側に交流電圧
が誘起される。その交流電圧が、ダイオードD9,D1
0,インダクタL3,および平滑コンデンサC4によっ
て整流平滑され、直流電圧が端子8,9間に出力され
る。On the other hand, in the DC / DC converter 4, the control circuit 6 turns on / off the switching element Q2 to interrupt the current flowing through the primary winding h-j of the transformer T1, and thereby the secondary winding k. An alternating voltage is induced on the −p side. The AC voltage is applied to the diodes D9 and D1.
0, inductor L3, and smoothing capacitor C4 are rectified and smoothed, and a DC voltage is output between terminals 8 and 9.
【0009】電圧検出回路7が、その出力電圧を検出し
てその電圧が所定の値になるように制御回路6を制御す
る。また、トランスT1の巻線m−n側にも交流電圧が
誘起され、それをダイオードD7,D8,インダクタL
2,および駆動電源平滑コンデンサC3によって整流平
滑し、その電圧が駆動電源となって制御回路6に供給さ
れてDC/DCコンバータ4が連続動作状態になるとと
もに、アクティブフィルタ3の制御回路5にも駆動電源
が供給されて連続動作状態になる。The voltage detection circuit 7 detects the output voltage and controls the control circuit 6 so that the voltage becomes a predetermined value. An AC voltage is also induced on the winding m-n side of the transformer T1, and the AC voltage is induced by the diodes D7 and D8 and the inductor L.
2, and rectifying and smoothing by the driving power supply smoothing capacitor C3, and the voltage thereof is supplied to the control circuit 6 as a driving power supply to bring the DC / DC converter 4 into a continuous operation state, and also to the control circuit 5 of the active filter 3. The drive power is supplied to enter the continuous operation state.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の直流電源装置の回路では、交流電源1が投入さ
れると、DC/DCコンバータ4の出力端子8,9間に
接続された負荷の大きさまたは変動とは無関係に、アク
ティブフィルタ3およびDC/DCコンバータ4が無条
件に連続動作を開始するので、DC/DCコンバータ4
の出力端子8,9間に接続されている負荷が軽く出力電
力が小さい場合には、負荷が重く出力電力が大きい場合
に比べて極端に効率が低下する。However, in the circuit of the conventional DC power supply device described above, when the AC power supply 1 is turned on, the magnitude of the load connected between the output terminals 8 and 9 of the DC / DC converter 4 is increased. Since the active filter 3 and the DC / DC converter 4 unconditionally start continuous operation regardless of fluctuations or fluctuations, the DC / DC converter 4
When the load connected between the output terminals 8 and 9 is light and the output power is small, the efficiency is extremely reduced as compared with the case where the load is heavy and the output power is large.
【0011】その効率低下の原因は、アクティブフィル
タ3およびDC/DCコンバータ4のいずれもが、出力
電力に比例しない損失、具体的に顕著なものは、制御回
路5および6の消費電力、スイッチング素子Q1および
Q2のドライブ電力及びスイッチング損失、電圧検出回
路7の消費電力等があげられるが、これらの電力損失の
入力電力に占める割合が増加するためである。The cause of the decrease in efficiency is a loss in which neither the active filter 3 nor the DC / DC converter 4 is proportional to the output power. Specifically, the remarkable ones are the power consumption of the control circuits 5 and 6 and the switching element. The drive power and switching loss of Q1 and Q2, the power consumption of the voltage detection circuit 7 and the like can be mentioned, because the ratio of these power loss to the input power increases.
【0012】すなわち、図6に示した直流電源装置は、
高調波電流を低減するために昇圧チョッパ方式のアクテ
ィブフィルタ3を搭載しているので、アクティブフィル
タ3を搭載していない直流電源装置と比較すれば、スイ
ッチング回路が追加されているだけ電力損失が増え、そ
の電源装置の効率が低下するという問題があった。換言
すると、交流入力電流の力率改善回路とその負荷である
DC/DCコンバータで構成される直流電源装置は、力
率改善の必要性がない場合あるいは力率改善の必要性が
小さい場合においも、力率改善回路が連続動作してお
り、それによって電力損失が増えて電源装置の効率が低
下するという問題があった。That is, the DC power supply device shown in FIG.
Since the step-up chopper type active filter 3 is installed to reduce the harmonic current, compared to the DC power supply device that does not have the active filter 3, the power loss increases as the switching circuit is added. However, there is a problem that the efficiency of the power supply device is reduced. In other words, the DC power supply device including the AC input current power factor correction circuit and the DC / DC converter that is the load of the AC input current is used when there is no need for power factor improvement or when there is little need for power factor improvement. The power factor correction circuit is continuously operating, which increases power loss and reduces the efficiency of the power supply device.
【0013】この発明は上記の点に鑑みてなされたもの
であり、このような整流回路とDC/DCコンバータの
間にアクティブフィルタのような力率改善回路を備えた
直流電源装置において、入力電流の高調波電流を低減す
る必要性がないか、あるいはその必要性が小さい時に、
その力率改善回路による電力損失を低減することによ
り、効率を向上させることを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and in a DC power supply device having a power factor correction circuit such as an active filter between such a rectifier circuit and a DC / DC converter, an input current When there is no need to reduce the harmonic current of
The purpose is to improve efficiency by reducing the power loss due to the power factor correction circuit.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この発明による直流電源
装置は、その基本構成を示すブロック図である図1に示
すように、交流電源1から入力する交流を整流する整流
回路2と、その整流回路2から出力される脈流を入力
し、その入力電流波形を正弦波に近い波形となるように
制御した後整流平滑するアクティブフイルタ等の力率改
善回路3と、力率改善回路3から出力される直流電圧を
所定の電圧に変換して負荷20に供給するDC/DCコ
ンバータ4とを備えた直流電源装置5において、上記の
目的を達成するために、DC/DCコンバータ4の出力
電流値を検出する電流検出手段14と、その電流検出手
段14によって検出された電流値が予め設定した値より
小さい時には力率改善回路3の力率改善動作を停止させ
る動作停止制御手段15とを設けたものである。As shown in FIG. 1 which is a block diagram showing the basic structure of a direct current power supply device according to the present invention, a rectifier circuit 2 for rectifying alternating current input from an alternating current power source 1 and its rectifier circuit. Output from the power factor improving circuit 3 and the power factor improving circuit 3 such as an active filter for inputting the pulsating current output from the circuit 2 and controlling the input current waveform so that it becomes a waveform close to a sine wave and then rectifying and smoothing. In the DC power supply device 5 including the DC / DC converter 4 for converting the generated DC voltage into a predetermined voltage and supplying the same to the load 20, the output current value of the DC / DC converter 4 is achieved in order to achieve the above object. And a current stop means for stopping the power factor improving operation of the power factor improving circuit 3 when the current value detected by the current detecting means 14 is smaller than a preset value. 5 and in which the provided.
【0015】なお、電流検出手段14は、DC/DCコ
ンバータ4の出力電流に比例する電流として、図1に破
線で示すように整流回路2の出力電流、あるいは交流電
源1からの入力電流の値を検出するようにしてもよい。
この構成によれば、直流電源装置5の出力側または入力
側において、電流検出手段14がDC/DCコンバータ
の出力電流またはそれに比例する電流の値を検出し、動
作停止制御手段15がその検出した電流値を予め設定し
た値と比較し、予め設定した値より小さい時には力率改
善回路3の力率改善動作を停止させて、力率改善回路3
による電力損失を低減する。The current detecting means 14 outputs the value of the output current of the rectifier circuit 2 as shown by the broken line in FIG. 1 or the value of the input current from the AC power source 1 as a current proportional to the output current of the DC / DC converter 4. May be detected.
According to this configuration, on the output side or the input side of the DC power supply device 5, the current detection means 14 detects the output current of the DC / DC converter or the value of the current proportional thereto, and the operation stop control means 15 detects it. The current value is compared with a preset value, and when it is smaller than the preset value, the power factor improving operation of the power factor improving circuit 3 is stopped and the power factor improving circuit 3 is stopped.
Reduce power loss due to.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて具体的に説明する。図2は、この発明
の一実施形態である直流電源装置の構成を示す概略の回
路図であり、図1および図6と同一あるいは対応する部
分には同一の符号を付してある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing the configuration of a DC power supply device according to an embodiment of the present invention, and the same or corresponding portions as those in FIGS. 1 and 6 are designated by the same reference numerals.
【0017】この図2に示す直流電源装置は、図6に示
した従来の直流電源装置と同様に、交流電源1に接続さ
れたダイオードブリッジからなる整流回路2と、その整
流回路2の出力端子に接続され、入力電流波形を正弦波
になるように制御して力率を改善すると共に、入力電流
の高調波成分を低減する力率改善回路である昇圧チョッ
パ方式のアクティブフィルタ3と、直流出力電圧と駆動
電源とをつくるフォワード方式のDC/DCコンバータ
4とから構成される。The DC power supply device shown in FIG. 2 is similar to the conventional DC power supply device shown in FIG. 6, and has a rectifier circuit 2 formed of a diode bridge connected to an AC power supply 1, and an output terminal of the rectifier circuit 2. Is connected to the input current waveform to improve the power factor by controlling the input current waveform to be a sine wave, and the booster chopper active filter 3 which is a power factor correction circuit for reducing the harmonic component of the input current, and the DC output. It is composed of a forward type DC / DC converter 4 for generating a voltage and a driving power source.
【0018】そして、DC/DCコンバータ4における
トランスT1の二次側に、出力電流を検出する電流検出
回路を設け、その電流検出回路10によって検出された
電流値を任意の値と比較する比較回路11と、その比較
結果によってアクティブフィルタ3を作動あるいは停止
させるオン/オフ回路12とを設けている点が、図6に
示した従来の直流電源装置と異なる。そして、この図2
における電流検出回路10が図1における電流検出手段
14に、比較回路11とオン/オフ回路12が図1にお
ける動作停止制御手段15にそれぞれ相当する。A current detection circuit for detecting the output current is provided on the secondary side of the transformer T1 in the DC / DC converter 4, and a comparison circuit for comparing the current value detected by the current detection circuit 10 with an arbitrary value. 11 and an on / off circuit 12 that activates or deactivates the active filter 3 according to the comparison result are different from the conventional DC power supply device shown in FIG. And this Figure 2
The current detection circuit 10 in FIG. 1 corresponds to the current detection means 14 in FIG. 1, and the comparison circuit 11 and the on / off circuit 12 correspond to the operation stop control means 15 in FIG.
【0019】この直流電源装置の回路構成をさらに詳細
に説明すると、交流電源1が整流回路2の入力端子に接
続され、その整流回路2の正側の出力端子aと負側の出
力端子bに、力率改善回路であるアクティブアィルタ3
の入力端子が接続されている。このアクティブフィルタ
3は、整流回路2の正側出力端子aに接続するインダク
タL1とダイオードD5との直列回路と、正負の出力ラ
イン3a,3b間に接続したコンデンサC1と、インダ
クタL1とダイオードD5のアノードとの接続点と負側
の出力ライン3bとの間に接続したFETによるスイッ
チング素子Q1と、そのスイッチング素子Q1のオン・
オフを制御する制御回路5とによって構成されている。Explaining the circuit configuration of this DC power supply device in more detail, the AC power supply 1 is connected to the input terminal of the rectifier circuit 2 and is connected to the positive output terminal a and the negative output terminal b of the rectifier circuit 2. , Active filter 3 which is a power factor correction circuit
The input terminal of is connected. The active filter 3 includes a series circuit of an inductor L1 connected to the positive output terminal a of the rectifier circuit 2 and a diode D5, a capacitor C1 connected between the positive and negative output lines 3a and 3b, an inductor L1 and a diode D5. A switching element Q1 formed by an FET connected between the connection point with the anode and the negative output line 3b, and the switching element Q1 being turned on / off.
The control circuit 5 controls the off state.
【0020】その制御回路5には、整流回路2から入力
する脈流電圧を検出するための端子f−d間の電圧と、
整流回路2からの入力電流値を検出するための抵抗R4
の両端d−e間の電圧と、このアクティブフィルタ3の
出力電圧を検出するためのg−e間の電圧をそれぞれ入
力している。The control circuit 5 has a voltage between terminals f and d for detecting a pulsating voltage input from the rectifier circuit 2,
Resistor R4 for detecting the input current value from the rectifier circuit 2
The voltage between both ends d and e and the voltage between g and e for detecting the output voltage of the active filter 3 are input.
【0021】そして、このアクティブフィルタ3の出力
ライン3a,3bを、DC/DCコンバータ4の入力ラ
イン4a,4bに接続している。その正負の入力ライン
4a,4b間に、トランスT1の第1の一次巻線h−j
とFETによるスイツチング素子Q2とを直列に接続し
ている。その一次巻線のj側にダイオードD6のアノー
ドを接続し、そのカソードに抵抗R1とコンデンサC2
との並列回路の一端を接続し、その他端を一次巻線のh
側(正側の入力ライン4a)に接続して、スナバ回路を
形成している。スイッチング素子Q2は、そのオン・オ
フを制御する制御回路6にゲートが接続されている。The output lines 3a and 3b of the active filter 3 are connected to the input lines 4a and 4b of the DC / DC converter 4. The first primary winding h-j of the transformer T1 is provided between the positive and negative input lines 4a and 4b.
And a switching element Q2 composed of an FET are connected in series. An anode of a diode D6 is connected to the j side of the primary winding, and a resistor R1 and a capacitor C2 are connected to its cathode.
Connect one end of the parallel circuit with and connect the other end to the primary winding h
The snubber circuit is formed by connecting to the side (the positive side input line 4a). The gate of the switching element Q2 is connected to the control circuit 6 that controls the on / off thereof.
【0022】さらに、トランスT1の巻線m−nのm側
にダイオードD7のアノードを接続し、そのカソードに
インダクタL2の一端を接続し、ダイオードD7とイン
ダクタL2との接続点にダイオードD8のカソードを接
続し、そのアノードとコンデンサC3の一端を巻線m−
nのn側(負の入力ライン4b)に接続し、そのコンデ
ンサC3の他端をインダクタL2の他端に接続して整流
平滑回路を形成している。Further, the anode of the diode D7 is connected to the m side of the winding m-n of the transformer T1, the one end of the inductor L2 is connected to the cathode thereof, and the cathode of the diode D8 is connected to the connection point between the diode D7 and the inductor L2. And the anode and one end of the capacitor C3 are wound m-
It is connected to the n side of n (negative input line 4b), and the other end of the capacitor C3 is connected to the other end of the inductor L2 to form a rectifying / smoothing circuit.
【0023】また、整流回路2の出力端子間には起動抵
抗R2とR3の直列回路も接続されており、その抵抗R
2とR3によって分圧された電圧を制御回路5,6内の
駆動回路及びコンデンサC3の両端子間に印加する。A series circuit of starting resistors R2 and R3 is also connected between the output terminals of the rectifying circuit 2, and the resistor R
The voltage divided by 2 and R3 is applied between both terminals of the drive circuit in the control circuits 5 and 6 and the capacitor C3.
【0024】一方、DC/DCコンバータ4内のトラン
スT1の二次側の構成は、図6に示した従来の直流電源
装置と同様に、整流平滑回路を構成するダイオードD
9,D10,インダクタL3,およびコンデンサC4が
接続され、出力端子8,9間に電圧検出回路7を接続
し、その検出電圧を制御回路6に入力させている。そし
て、トランスT1の二次巻線のp側と出力端子9とを結
ぶ負側出力ラインのダイオードD10のアノード接続点
と二次巻線のp側との間に、電流検出回路10を介挿
し、このDC/DCコンバータ4の出力電流の値を検出
する。さらに、この電流検出回路10の出力信号を入力
する比較回路11と、その比較出力を入力して制御回路
6を制御するオン/オフ回路12を設けていることは、
前述のとおりである。On the other hand, the configuration of the secondary side of the transformer T1 in the DC / DC converter 4 is the same as that of the conventional DC power supply device shown in FIG.
9, D10, inductor L3, and capacitor C4 are connected, the voltage detection circuit 7 is connected between the output terminals 8 and 9, and the detection voltage is input to the control circuit 6. Then, the current detection circuit 10 is inserted between the anode connection point of the diode D10 of the negative output line connecting the p-side of the secondary winding of the transformer T1 and the output terminal 9 and the p-side of the secondary winding. , The value of the output current of the DC / DC converter 4 is detected. Further, the provision of the comparison circuit 11 for inputting the output signal of the current detection circuit 10 and the ON / OFF circuit 12 for inputting the comparison output and controlling the control circuit 6,
As described above.
【0025】次に、このように構成した直流電源装置の
動作について説明するが、アクティブフィルタが動作状
態にある時の通常の動作は、図6によって説明した従来
の直流電源装置の場合と同様であるので、その説明は省
略する。電流検出回路10は、常時DC/DCコンバー
タ4の出力電流の値を検出し、その検出値を比較回路1
1によって予め設定した基準値と比較する。そして、検
出値が基準値より小さい場合には、その比較結果によっ
てオン/オフ回路12がその出力信号Voによって、ア
クテイブフイルタ3の制御回路5の動作を停止させ、そ
れによってスイッチング素子Q1をオフのままの非動作
状態にする。Next, the operation of the DC power supply device thus constructed will be described. The normal operation when the active filter is in the operating state is the same as that of the conventional DC power supply device described with reference to FIG. Therefore, the description thereof will be omitted. The current detection circuit 10 constantly detects the value of the output current of the DC / DC converter 4, and compares the detected value with the comparison circuit 1.
1 is compared with a preset reference value. When the detected value is smaller than the reference value, the comparison result causes the on / off circuit 12 to stop the operation of the control circuit 5 of the active filter 3 by the output signal Vo, thereby turning off the switching element Q1. Leave it as is.
【0026】このように、交流電源1からの入力電流の
高調波電流を低減する必要性がないか、その必要性が小
さい時、すなわちDC/DCコンバータ4の出力電流が
小さい時に、アクティブフィルタ3の制御回路5の動作
を停止させる。それによって、アクティブフィルタ3に
おける電力損失を小さくして、直流電源装置の効率を向
上させることができる。As described above, when there is no need to reduce the harmonic current of the input current from the AC power source 1, or when the need is small, that is, when the output current of the DC / DC converter 4 is small, the active filter 3 The operation of the control circuit 5 is stopped. Thereby, the power loss in the active filter 3 can be reduced and the efficiency of the DC power supply device can be improved.
【0027】図3は、電流検出回路10,比較回路1
1,およびオン/オフ回路12の具体的な回路例を示
す。これを簡単に説明すると、図3において、電流検出
回路10では、交流電流を検出するためにカレントトラ
ンスCTを用いている。そして、図2に示したDC/D
Cコンバータ4のトランスT1の二次巻線側のp側とダ
イオードD10のアノード側との間に、カレントトラン
スCTの一次巻線を直列に接続する。FIG. 3 shows a current detection circuit 10 and a comparison circuit 1.
1, a specific circuit example of the on / off circuit 12 will be shown. To briefly explain this, in FIG. 3, the current detection circuit 10 uses a current transformer CT to detect an alternating current. Then, the DC / D shown in FIG.
The primary winding of the current transformer CT is connected in series between the p side of the secondary winding side of the transformer T1 of the C converter 4 and the anode side of the diode D10.
【0028】それによって、このカレントトランスCT
の一次巻線に流れる電流に対して巻数比に逆比例した電
流が二次巻線に流れる。その電流を抵抗R5で電圧に変
換し、この検出電圧Vd、すなわちDC/DCコンバー
タ4の出力電流に比例する値の電圧を、比較回路11の
コンパレータ30の+側入力端子に入力させ、5Vの電
源電圧を抵抗R6,R7によって分圧して所定の基準電
圧Vrをその−側入力端子に比較電圧として入力させ
る。As a result, this current transformer CT
A current that is inversely proportional to the turn ratio with respect to the current flowing through the primary winding flows through the secondary winding. The current is converted into a voltage by the resistor R5, and the detected voltage Vd, that is, a voltage having a value proportional to the output current of the DC / DC converter 4, is input to the + side input terminal of the comparator 30 of the comparison circuit 11, and 5 V The power supply voltage is divided by resistors R6 and R7, and a predetermined reference voltage Vr is input to its-side input terminal as a comparison voltage.
【0029】そして、検出電圧Vdが基準電圧Vrより
大きくなると、コンパレータ30は+側飽和出力電圧
(ハイレベルの出力)をダイオードD12を介してオン
/オフ回路12に出力する。その出力電圧により、オン
/オフ回路12のトランジスタTR1にベース電流が流
れ、そのトランジスタTR1がオンになる。そのため、
抵抗R7の電圧降下によってローレベルの出力信号Vo
がアクティブフィルタ3の制御回路5に出力され、制御
回路5の動作をオンにする。When the detected voltage Vd becomes higher than the reference voltage Vr, the comparator 30 outputs the + side saturated output voltage (high level output) to the on / off circuit 12 via the diode D12. The output voltage causes a base current to flow in the transistor TR1 of the on / off circuit 12, and the transistor TR1 is turned on. for that reason,
Due to the voltage drop of the resistor R7, a low level output signal Vo
Is output to the control circuit 5 of the active filter 3 to turn on the operation of the control circuit 5.
【0030】逆に、検出電圧Vdが基準電圧Vrより小
さくなると、コンパレータ30の出力はローレベル(0
V)となり、オン/オフ回路12のトランジスタTR1
をオフにするので、出力信号Voがハイレベルになり、
アクティブフィルタ3の制御回路5の動作をオフにす
る。オン/オフ回路12のコンデンサC6は、トランジ
スタTR1のオン・オフに多少の遅れ(時定数)を持た
せるために設けている。On the contrary, when the detection voltage Vd becomes lower than the reference voltage Vr, the output of the comparator 30 becomes low level (0
V) and the transistor TR1 of the on / off circuit 12
Is turned off, the output signal Vo becomes high level,
The operation of the control circuit 5 of the active filter 3 is turned off. The capacitor C6 of the on / off circuit 12 is provided to give some delay (time constant) to the on / off of the transistor TR1.
【0031】なお、図3のカレントトランスCTおよび
電流−電圧変換回路に換えて、トランスT1の二次巻線
側のp側とダイオードD10のアノード側との間に電流
検出用の抵抗を直列に接続し、その抵抗の両端子間に発
生する電圧によってDC/DCコンバータ4の出力電流
に比例する電圧値を検出するようにしてもよい。さら
に、このような電流検出回路10を介挿する箇所も、出
力端子8又は9の手前側の負荷への電流供給回路、トラ
ンスT1の一次側、整流回路2の出力側あるいは入力側
など、DC/DCコンバータ4の出力電流に比例する電
流値を検出できる箇所であればどこでもよい。スイッチ
ング素子Q1によるスイッチ電流で代用することもでき
る。In place of the current transformer CT and the current-voltage conversion circuit of FIG. 3, a resistor for current detection is connected in series between the p side of the secondary winding side of the transformer T1 and the anode side of the diode D10. Alternatively, the voltage value that is proportional to the output current of the DC / DC converter 4 may be detected by connecting the two terminals of the resistor. Further, the location where such a current detection circuit 10 is inserted is also a DC such as a current supply circuit to the load on the front side of the output terminal 8 or 9, the primary side of the transformer T1, the output side or the input side of the rectifier circuit 2, Any location may be used as long as it can detect a current value proportional to the output current of the / DC converter 4. It is also possible to substitute the switch current by the switching element Q1.
【0032】次に、この発明による直流電源装置の他の
実施形態を図4に示す。この図において、図2及び図6
と同じ部分には同一の符号を付してあり、それらの説明
は省略する。この実施形態では、DC/DCコンバータ
4は図6に示した従来例と同じであり、電流検出回路等
を設けていない。そして、アクティブフィルタ3におけ
る整流回路2からの入力電流を検出するための抵抗R4
の代わりに、負側の出力ライン3bのd−e間に電流検
出回路10′を介挿し、その検出電流値を制御回路5に
入力させると共に比較回路11′にも入力させ、その比
較回路11′の出力を入力するオン/オフ回路12′の
出力信号Voによって、制御回路5の動作と停止を制御
するようにしている。Next, another embodiment of the DC power supply device according to the present invention is shown in FIG. In this figure, FIG. 2 and FIG.
The same parts as those in are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In this embodiment, the DC / DC converter 4 is the same as the conventional example shown in FIG. 6, and no current detection circuit or the like is provided. Then, the resistor R4 for detecting the input current from the rectifier circuit 2 in the active filter 3
Instead of, the current detection circuit 10 'is inserted between d and e of the negative side output line 3b, and the detected current value is input to the control circuit 5 and also to the comparison circuit 11'. The operation and stop of the control circuit 5 are controlled by the output signal Vo of the ON / OFF circuit 12 'which inputs the output of'.
【0033】図5は、電流検出回路10′,比較回路1
1′,およびオン/オフ回路12′の具体的な回路例を
示す。この例も電流検出回路にカレントトランスを使用
した例である。すなわち、この電流検出回路10′は、
カレントトランスCTの一次巻線を図4のd−e間に直
列に介挿し、そこに流れる電流(脈流)に応じた電流を
二次巻線に発生させる。そして、その電流をダイオード
ブリッジDBを介して抵抗R8で電圧に変換し、DC/
DCコンバータ4の出力電流に比例する検出電圧が出力
される。FIG. 5 shows a current detection circuit 10 'and a comparison circuit 1
1'and a specific circuit example of the on / off circuit 12 'are shown. This example is also an example in which a current transformer is used for the current detection circuit. That is, this current detection circuit 10 '
The primary winding of the current transformer CT is inserted in series between d and e in FIG. 4, and a current corresponding to the current (pulsating current) flowing therethrough is generated in the secondary winding. Then, the current is converted into a voltage by the resistor R8 via the diode bridge DB, and DC /
A detection voltage proportional to the output current of the DC converter 4 is output.
【0034】この検出電圧を制御回路5に入力させると
共に、比較回路11′のダイオードD14のカソードに
印加する。それによって、この検出電圧のピーク値をダ
イオードD14でレベル検出し、所定の電圧以下である
とダイオードD14が導通し、抵抗値が大きい抵抗R9
での電圧降下によりトランジスタTR2のベース電圧が
低下し、ベース電流が流れなくなってこのトランジスタ
TR2がオフになる。This detection voltage is input to the control circuit 5 and applied to the cathode of the diode D14 of the comparison circuit 11 '. As a result, the peak value of this detection voltage is level-detected by the diode D14, and when it is below a predetermined voltage, the diode D14 becomes conductive and the resistance R9 having a large resistance value.
The base voltage of the transistor TR2 lowers due to the voltage drop in the transistor TR2, the base current stops flowing, and the transistor TR2 is turned off.
【0035】それにより、コンデンサC7が充電され、
オン/オフ回路12′のトランジスタTR3にベース電
圧が印加されるので、そのトランジスタTR3がオンに
なり、そのためトランジスタTR4もオンになる。した
がって、制御回路5への出力信号Voがハイレベルにな
り、制御回路5の動作を停止させ、スイッチング素子Q
1をオフのままの非動作状態にする。As a result, the capacitor C7 is charged,
Since the base voltage is applied to the transistor TR3 of the on / off circuit 12 ', the transistor TR3 is turned on, and thus the transistor TR4 is also turned on. Therefore, the output signal Vo to the control circuit 5 becomes high level, the operation of the control circuit 5 is stopped, and the switching element Q
1 is kept in the OFF state and remains inactive.
【0036】逆に、抵抗R8の両端の検出電圧のピーク
値が所定の電圧を超えると、ダイオードD14は導通し
なくなり、トランジスタTR2がオンになり、コンデン
サCの充電電圧が放電されるため、オン/オフ回路1
2′のトランジスタTR3にベース電圧が印加されなく
なり、トランジスタTR3がオフになる。それによって
トランジスタTR4もオフになる。On the contrary, when the peak value of the detection voltage across the resistor R8 exceeds a predetermined voltage, the diode D14 stops conducting, the transistor TR2 is turned on, and the charging voltage of the capacitor C is discharged. / OFF circuit 1
The base voltage is not applied to the 2'transistor TR3, and the transistor TR3 is turned off. This also turns off the transistor TR4.
【0037】したがって、制御回路5への出力信号Vo
がローレベルになり、制御回路5を動作させ、スイッチ
ング素子Q1をオン・オフ制御させる。この回路でもコ
ンデンサC7は、トランジスタTR3,TR4のオン・
オフに多少の遅れ(時定数)を持たせるために設けてい
る。Therefore, the output signal Vo to the control circuit 5 is
Becomes a low level, the control circuit 5 is operated, and the switching element Q1 is turned on / off. Also in this circuit, the capacitor C7 turns on the transistors TR3 and TR4.
It is provided to give some delay (time constant) to off.
【0038】この例によっても、DC/DCコンバータ
4の出力電流が小さく、交流電源1からの入力電流の高
調波電流を低減する必要性がないか、その必要性が小さ
い時には、アクティブフィルタ3の制御回路5の動作を
停止させることができる。それによって、その時のアク
ティブフィルタ3における電力損失を小さくして、直流
電源装置の効率を向上させることができる。Also in this example, when the output current of the DC / DC converter 4 is small and there is no need to reduce the harmonic current of the input current from the AC power source 1, or when the need is small, the active filter 3 is not activated. The operation of the control circuit 5 can be stopped. Thereby, the power loss in the active filter 3 at that time can be reduced and the efficiency of the DC power supply device can be improved.
【0039】なお、図5に示した電流検出回路10′,
比較回路11′,およびオン/オフ回路12′に代え
て、図3に示した電流検出回路10,比較回路11,お
よびオン/オフ回路12を使用してもよい。あるいは、
図2における抵抗R4を電流検出回路10あるいは1
0′に兼用し、その抵抗R4の両端d−e間に発生する
電圧を比較回路11あるいは11′にも入力させるよう
にしてもよい。The current detection circuit 10 'shown in FIG.
The current detection circuit 10, the comparison circuit 11, and the on / off circuit 12 shown in FIG. 3 may be used instead of the comparison circuit 11 'and the on / off circuit 12'. Or,
The resistor R4 in FIG. 2 is connected to the current detection circuit 10 or 1
Alternatively, the voltage generated between both ends d-e of the resistor R4 may be input to the comparison circuit 11 or 11 '.
【0040】また、上述の各実施の形態では、DC/D
Cコンバータをフォワード方式としたが、フライバック
方式,ハーフブリッジ方式,チョッパ方式等の他の方式
のものにも適用することがでる。また、アクティブフィ
ルタ3の制御回路5の動作を停止させる手段としては、
制御回路5に用いる制御用ICのオン/オフ機能を用い
るか、制御用ICの駆動電源を遮断するか、スイッチン
グ素子の駆動信号を遮断するか、いずれの手段によって
も可能である。In each of the above embodiments, DC / D
Although the C converter is the forward type, it can be applied to other types such as a flyback type, a half bridge type, and a chopper type. Further, as means for stopping the operation of the control circuit 5 of the active filter 3,
It is possible to use the ON / OFF function of the control IC used in the control circuit 5, cut off the drive power supply of the control IC, or cut off the drive signal of the switching element by any means.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、アクティブフィルタ3のような力率改善回路を備え
た直流電源装置において、入力電流の高調波電流を低減
する必要性がないか、あるいはその必要性が小さい時
に、その力率改善回路の動作を停止させ、電力損失を低
減して直流電源装置を高効率化することができる。As described above, according to the present invention, there is no need to reduce the harmonic current of the input current in the DC power supply device having the power factor correction circuit such as the active filter 3. Alternatively, when the necessity is small, the operation of the power factor correction circuit can be stopped to reduce power loss and improve the efficiency of the DC power supply device.
【図1】この発明による直流電源装置の基本構成を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a DC power supply device according to the present invention.
【図2】この発明による直流電源装置の一実施形態を示
す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of a DC power supply device according to the present invention.
【図3】図2における電流検出回路10,比較回路1
1,およびオン/オフ回路12の具体的な回路例を示す
図である。FIG. 3 is a current detection circuit 10 and a comparison circuit 1 in FIG.
1 is a diagram showing a specific circuit example of an ON / OFF circuit 12.
【図4】この発明による直流電源装置の他の実施の形態
を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the DC power supply device according to the present invention.
【図5】図4における電流検出回路10′,比較回路1
1′,およびオン/オフ回路12′の具体的な回路例を
示す図である。5 is a current detection circuit 10 'and a comparison circuit 1 in FIG.
It is a figure which shows the specific circuit example of 1 ', and an on / off circuit 12'.
【図6】力率改善回路としてアクティブフィルタを搭載
した従来の直流電源装置の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional DC power supply device equipped with an active filter as a power factor correction circuit.
1:交流電源 2:整流回路 3:力率改善回路,アクティブフィルタ 4:DC/DCコンバータ 5:アクティブフィルタの制御回路 6:DC/DCコンバータの制御回路 7:電圧検出回路 8,9:DC/DCコンバータ4の出力端子 10,10′:電流検出回路 11,11′:比較回路 12,12′:オン/オフ回路 14:電流検出手段 15:動作停止制御手段 20:負荷 1: AC power supply 2: Rectifier circuit 3: Power factor correction circuit, active filter 4: DC / DC converter 5: Active filter control circuit 6: DC / DC converter control circuit 7: Voltage detection circuit 8, 9: DC / Output terminal of DC converter 4, 10 ': current detection circuit 11, 11': comparison circuit 12, 12 ': on / off circuit 14: current detection means 15: operation stop control means 20: load
Claims (2)
流回路と、該整流回路から出力される脈流を入力し、そ
の入力電流波形を正弦波に近い波形となるように制御し
た後整流平滑する力率改善回路と、該力率改善回路から
出力される直流電圧を所定の電圧に変換するDC/DC
コンバータとを備えた直流電源装置において、 前記DC/DCコンバータの出力電流または該電流に比
例する電流の値を検出する電流検出手段と、 該電流検出手段によって検出された電流値が予め設定し
た値より小さい時には前記力率改善回路の力率改善動作
を停止させる動作停止制御手段と、 を備えたことを特徴とする直流電源装置。1. A rectifying circuit for rectifying an alternating current input from an alternating current power source, and a pulsating current output from the rectifying circuit are input, and the input current waveform is controlled so as to be a waveform close to a sine wave, and then rectifying and smoothing. And a DC / DC for converting a DC voltage output from the power factor correction circuit into a predetermined voltage
In a DC power supply device including a converter, current detection means for detecting an output current of the DC / DC converter or a current value proportional to the current, and a current value detected by the current detection means is a preset value. A DC power supply device, comprising: an operation stop control means for stopping the power factor correction operation of the power factor correction circuit when it is smaller.
ータとの間の正負ライン間に接続されたスイッチング素
子を有するアクティブフィルタであり、前記動作停止制
御手段が、前記スイッチング素子をオフのままの非動作
状態にする手段であることを特徴とする直流電源装置。2. The DC power supply device according to claim 1, wherein the power factor correction circuit is an active filter having a switching element connected between positive and negative lines between the rectifier circuit and the DC / DC converter, The direct-current power supply device, wherein the operation stop control means is means for putting the switching element in a non-operating state while being kept off.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8007305A JPH09201052A (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Dc power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8007305A JPH09201052A (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Dc power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201052A true JPH09201052A (en) | 1997-07-31 |
Family
ID=11662310
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8007305A Pending JPH09201052A (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Dc power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09201052A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143392A (en) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | Power factor correction device for variable speed drive unit |
| JPWO2012104980A1 (en) * | 2011-01-31 | 2014-07-03 | 富士通株式会社 | Power supply device and electronic device system |
| US9590512B2 (en) | 2013-11-20 | 2017-03-07 | Fujitsu Limited | Power supply apparatus |
-
1996
- 1996-01-19 JP JP8007305A patent/JPH09201052A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007143392A (en) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Schneider Toshiba Inverter Europe Sas | Power factor correction device for variable speed drive unit |
| JPWO2012104980A1 (en) * | 2011-01-31 | 2014-07-03 | 富士通株式会社 | Power supply device and electronic device system |
| US9590512B2 (en) | 2013-11-20 | 2017-03-07 | Fujitsu Limited | Power supply apparatus |
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