JPH11191954A - スイッチングレギュレータ電源装置 - Google Patents

スイッチングレギュレータ電源装置

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JPH11191954A
JPH11191954A JP35672897A JP35672897A JPH11191954A JP H11191954 A JPH11191954 A JP H11191954A JP 35672897 A JP35672897 A JP 35672897A JP 35672897 A JP35672897 A JP 35672897A JP H11191954 A JPH11191954 A JP H11191954A
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JP
Japan
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power
power supply
chopper circuit
output
boost chopper
Prior art date
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Pending
Application number
JP35672897A
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English (en)
Inventor
Masaharu Maesaka
昌春 前坂
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Cosel Co Ltd
Original Assignee
Cosel Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】入力電圧の低下に伴う電力損失の増加を引き起
こすことなく突入電流を低減できる。 【解決手段】昇圧チョッパ回路100の出力整流素子6
と平滑用コンデンサ8との間に、電源投入時に平滑用コ
ンデンサに流れる突入電流を抑制するパワーサーミスタ
7を直列に挿入接続する。昇圧チョッパ回路100の出
力電圧は一定に制御されているため、電力が一定ならば
出力電流の平均値は入力電圧に関わらず一定に抑えら
れ、低入力電圧時にパワーサーミスタの損失は増大しな
い。またパワーサーミスタの損失を低減できたことで、
より大きな抵抗値のパワーサーミスタが使用できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、昇圧チョッパ回路を用
いたスイッチングレギュレータ電源装置に関する。
【0002】
【従来技術】従来、昇圧チョッパ回路を用いたスイッチ
ングレギュレータ電源装置としては、例えば図3に示す
ものがある。図3において、交流電源又は直流電源から
の入力電圧1はスイッチ2を介して入力整流素子として
のダイオードブリッジ3で整流され、昇圧チョッパ回路
100に印加される。昇圧チョッパ回路10は、チョー
クコイル4、インバータのスイッチング素子して動作す
るMOSFET5、及び出力整流素子としてのダイオー
ド6で構成される。
【0003】昇圧チョッパ回路100の出力は平滑用コ
ンデンサ8で平滑された後、負荷9に供給される。パル
ス駆動制御回路10は、負荷9に供給する出力電圧を一
定電圧に保つようにMOSFET5をオン、オフ制御す
る。昇圧チョッパ回路100は、MOSFET5の導通
時にダイオードブリッジ3の整流の整流出力となる入力
電源からチョークコイル4に電流を流して磁気的にエネ
ルギを蓄積し、MOSFET5の非導通時に入力電源及
びチョークコイル4に蓄積したエネルギをダイオード6
を通して平滑用コンデンサ8に移行させており、MOS
FET5のオン、オフ制御によりチョークコイル4に蓄
積するエネルギを変えることで、負荷に供給する出力電
圧を一定電圧に制御する。
【0004】またスイッチ2をオンした電源投入時にあ
っては、平滑用コンデンサ8に突入電流が流れることか
ら、この突入電流を抑制するため、昇圧チョッパ回路1
00の入力段、即ちダイオードブリッジ3とチョークコ
イル4との間にパワーサーミスタ7を挿入接続してい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の昇圧チョッパ回路の入力段にパワーサーミス
タ7を設けたスイッチングレギュレータ電源装置にあっ
ては、昇圧チョッパ回路100は定電力負荷とみなせる
ので、入力電圧が低い場合はそれに反比例して入力電流
が増加してしまう。このため、パワーサーミスタ7での
電力損失が増加してしまい、これを抑えるためには、パ
ワーサーミスタの抵抗値を上げることができず、突入電
流が大きくなるという問題点があった。
【0006】本発明は、このような従来の問題点を解決
するため、入力電圧の低下に伴う電力損失の増加を引き
起こすことなく突入電流を低減できる昇圧チョッパ回路
を用いたスイッチングレギュレータ電源装置を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この目的を達成するた
め本発明は次のように構成する。まず本発明は、スイッ
チング素子の導通時に入力整流素子の整流出力となる入
力電源からチョークコイルに電流を流してエネルギを蓄
積し、スイッチング素子の非導通時に入力電源及びチョ
ークコイルに蓄積したエネルギを出力整流素子を通して
負荷側に設けた平滑用コンデンサに移行させる昇圧チョ
ッパ回路を備え、昇圧チョッパ回路のスイッチング素子
のオン、オフ制御により負荷に供給する出力電圧を一定
電圧に制御するスイッチングレギュレータ電源装置を対
象とする。
【0008】このようなスイッチングレギュレータ電源
装置につき本発明は、昇圧チョッパ回路の出力整流素子
と平滑用コンデンサとの間に、電源投入時に平滑用コン
デンサに流れる突入電流を抑制するパワーサーミスタを
直列に挿入接続したことを特徴とする。このため本発明
にあっては、昇圧チョッパ回路が稼働してからは、昇圧
チョッパ回路の出力電圧は一定に制御されているため、
電力が一定ならば出力電流の平均値は入力電圧に関わら
ず一定に抑えられ、低入力電圧時にパワーサーミスタの
損失が増大するという不具合をなくせる。またパワーサ
ーミスタの損失を低減できたことにより、より大きな抵
抗値のパワーサーミスタが使用可能となり、突入電流が
より低減できる。
【0009】また、昇圧チョッパ回路の出力整流素子と
突入電流促抑制子との間に、昇圧チョッパ回路の出力に
含まれる高周波成分をバイパスさせるコンデンサを接続
したことを特徴とする。このように昇圧チョッパ回路の
出力整流素子とパワーサーミスタとの間にインバータの
スイッチング周期に対応した高周波電流をバイパスさせ
るバイパスコンデンサを接続したことで、平滑用コンデ
ンサに流れる高周波成分の電流が低減して、平滑用に使
用する電解コンデンサのリップル電流定格に対して余裕
がとれる。
【0010】またインバータがオンからオフに移行する
際にインバータ電流のピーク電流の高周波成分がバイパ
スコンデンサでバイパスされ、このピーク電流がパワー
サーミスタにながれて発生するインバータの電圧上昇を
抑制する所謂DCRスナバのように動作する。更に、イ
ンバータオフ時にチョークから供給されるエネルギがバ
イパスコンデンサに蓄えられ、パワーサーミスタの抵抗
値を大きくしても、負荷電流が急増した時の屁迂闊用コ
ンデンサでの出力電圧の低下を低減できる。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明のスイッチングレギ
ュレータ電源装置の一実施形態を示した回路図である。
図1において、交流電源又は直流電源からの入力電圧1
は、電源オン,オフ用のスイッチ2を介して入力整流素
子として動作するダイオードブリッジ3に入力され、ダ
イオードブリッジ3の出力が昇圧チョッパ回路100の
入力電源となる。
【0012】昇圧チョッパ回路100は、チョークコイ
ル4、インバータのスイッチング素子として動作するM
OSFET5、出力整流素子としてのダイオード6で構
成される。この昇圧チョッパ回路100の出力段には平
滑用コンデンサ8が設けられ、平滑用コンデンサ8で平
滑した出力電圧を負荷9に供給している。昇圧チョッパ
回路100のMOSFET5は、パルス駆動制御回路1
0によりオン,オフ制御される。パルス駆動制御回路1
0は、平滑用コンデンサ8から負荷9に供給する出力電
圧を入力し、この出力電圧を一定電圧に定電圧制御する
ようにMOSFET5のオン,オフ制御を行っている。
【0013】このような昇圧チョッパ回路100を備え
た本発明のスイッチングレギュレータ電源装置にあって
は、昇圧チョッパ回路100の出力段の整流出力素子で
あるダイオード6と負荷9側の平滑用コンデンサ8との
間にパワーサーミスタ7を直列に挿入接続している。パ
ワーサーミスタ7としては、抵抗以外にパワーサーミス
タを使用してもよい。
【0014】次に図1の実施形態の動作を説明する。ス
イッチ2により入力電圧1をダイオードブリッジ3に印
加する電源投入時にあっては、昇圧チョッパ回路100
の出力段に設けている平滑用コンデンサ8に電荷がない
ことから、チョークコイル4、ダイオード6を介して平
滑用コンデンサ8に充電用の突入電流が流れようとす
る。しかし、この経路にはパワーサーミスタ7が挿入接
続されているため、平滑用コンデンサ8を充電するため
に流れる電源投入時の突入電流はパワーサーミスタ7の
抵抗値によって抑制される。
【0015】スイッチ2のオンによる電源投入で平滑用
コンデンサ8の充電が完了すると、パルス駆動制御回路
10によるMOSFET5のオン,オフ制御で昇圧チョ
ッパ回路100が稼動し、昇圧チョッパ回路100の出
力電圧、即ち平滑用コンデンサ8から負荷9に対する出
力電圧は一定電圧に制御されている。ここで負荷9にお
ける消費電力が一定ならば、昇圧チョッパ回路100に
よる出力電圧の一定値への制御で、出力電流の平均値は
昇圧チョッパ回路100に対する入力電圧に関わらず一
定となる。このため昇圧チョッパ回路100に対する入
力電圧が低下しても、パワーサーミスタ7に流れる出力
電流の平均値は一定となり、その結果、パワーサーミス
タ7の損失は一定となり、低入力電圧時にパワーサーミ
スタで損失が増大する図4の従来の不具合を解消するこ
とができる。
【0016】またパワーサーミスタ7の損失を低減でき
たことにより、より大きな抵抗値をもつパワーサーミス
タ7を使用することが可能となり、その結果、電源投入
時の突入電流そのものも十分に低減することができる。
図2は本発明のスイッチングレギュレータ電源装置の他
の実施形態であり、この実施形態にあっては、昇圧チョ
ッパ回路の出力とパワーサーミスタとの間にインバータ
のスイッチング周期に対応した高周波電流をバイパスさ
せるバイパス用のコンデンサを接続したことを特徴とす
る。
【0017】図2において、昇圧チョッパ回路100の
出力整流素子であるダイオード6と平滑用コンデンサ8
との間にはパワーサーミスタ7が直列に挿入接続されて
おり、更にダイオード6とパワーサーミスタ7との間に
バイパスコンデンサ12を接続している。バイパスコン
デンサ12は、昇圧チョッパ回路100のインバータと
して動作するMOSFET5のスイッチング周期に対応
した平滑用コンデンサ8に流れる高周波成分の電流をバ
イパスするように容量が決められている。
【0018】このように、昇圧チョッパ回路100とパ
ワーサーミスタ7との間に高周波電流をバイパスさせる
バイパスコンデンサ12を接続したことで、次の利点が
得られる。 (1)電解コンデンサを用いた平滑用コンデンサ8に流
れる高周波成分の電流が低減できるため、平滑用コンデ
ンサ8のリップル電流定格に対し十分な余裕をとること
ができる。
【0019】(2)インバータとして動作するMOSF
ET5がオンからオフに移行する際に、インバータ電流
に髭状のピーク値を生ずるが、このピーク値の高周波成
分ががバイパスコンデンサ12を通って流れることで抑
圧され、その結果、パワーサーミスタ7に発生するピー
ク電流に依存した電圧が抑制され、インバータ電圧上昇
を抑え、結果としてDCRスナバのような抑圧動作を得
ることができる。
【0020】(3)インバータとして動作するMOSF
ET5のオフ時にチョークコイル4から供給されるエネ
ルギがバイパスコンデンサ12にも蓄えられるため、パ
ワーサーミスタ7に抵抗値の大きいものを使用していて
も、負荷電流が急増した時の平滑用コンデンサ8のエネ
ルギ放出による出力電圧の低下がバイパスコンデンサ1
2に蓄えられたエネルギによりバックアップされ、出力
電圧の低下を少なくすることができる。
【0021】尚、上記の実施形態にあっては、昇圧チョ
ッパ回路100のインバータ用のスイッチング素子とし
てMOSFET5を使用しているが、これ以外にバイポ
ーラトランジスタやIGBT(Insulated Gate Bipolar
Trabsistor)等の他のスイッチング素子を用いてもよい
ことはもちろんである。
【0022】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、パワーサーミスタで生ずる損失が昇圧チョッパ回路
に対する入力電圧の如何に拘らず常に一定の損失とな
り、昇圧チョッパ回路に対する入力電圧低下時の損失増
加という問題を解消することができる。
【0023】またパワーサーミスタが入力電圧の低下時
に損失を増加するという問題が解消できたため、パワー
サーミスタの抵抗値を大きくすることができ、その結
果、突入電流そのものを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示した回路図
【図2】高周波成分をバイバスするコンデンサを設けた
本発明の他の実施形態の回路図
【図3】従来装置の回路図
【符号の説明】
1:入力電圧 2:スイッチ 3:ダイオードブリッジ(入力整流素子) 4:チョークコイル 5:MOSFET(インバータのスイッチング素子) 6:ダイオード(出力整流素子) 7:パワーサーミスタ 8:平滑用コンデンサ(電解コンデンサ) 9:負荷 10:パルス駆動制御回路 12:バイパスコンデンサ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スイッチング素子の導通時に入力整流素子
    の整流により得られた入力電源からチョークコイルに電
    流を流してエネルギを蓄積し、スイッチング素子の非導
    通時に前記入力電源及び前記チョークコイルに蓄積した
    エネルギを、出力整流素子を通して負荷側に設けた平滑
    用コンデンサに移行させる昇圧チョッパ回路を備え、前
    記スイッチング素子のオン、オフ制御により負荷に供給
    する出力電圧を一定電圧に制御するスイッチングレギュ
    レータ電源装置に於いて、 前記昇圧チョッパ回路の出力整流素子と平滑用コンデン
    サとの間に、電源投入時に前記平滑用コンデンサにに流
    れる突入電流を抑制するパワーサーミスタを直列に挿入
    接続したことを特徴とするスイッチングレギュレータ電
    源装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のスイッチングレギュレータ
    電源装置に於いて、前記出力整流素子とパワーサーミス
    タとの間に、前記昇圧チョッパ回路の出力に含まれる高
    周波成分をバイバスさせるバイパスコンデンサを接続し
    たことを特徴とするスイッチングレギュレータ電源装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6721893B1 (en) * 2000-06-12 2004-04-13 Advanced Micro Devices, Inc. System for suspending operation of a switching regulator circuit in a power supply if the temperature of the switching regulator is too high
CN106465517A (zh) * 2014-08-20 2017-02-22 俞尚佑 Led驱动装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040302

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02