JPS61199468A - スイツチング電源方式 - Google Patents

スイツチング電源方式

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Publication number
JPS61199468A
JPS61199468A JP4055385A JP4055385A JPS61199468A JP S61199468 A JPS61199468 A JP S61199468A JP 4055385 A JP4055385 A JP 4055385A JP 4055385 A JP4055385 A JP 4055385A JP S61199468 A JPS61199468 A JP S61199468A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
switching power
capacitor
switching
Prior art date
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Pending
Application number
JP4055385A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroo Tomita
冨田 博夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4055385A priority Critical patent/JPS61199468A/ja
Publication of JPS61199468A publication Critical patent/JPS61199468A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28Conversion 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】
この発明は、直列に接続されている複数コンデンサのそ
れぞれに並列接続されているスイッチング電源を制御す
るスイッチング電源方式に関する。
【従来技術とその問題点】
スイッチングレギュレータのように直流電力を入力して
、これを所望の電圧の直流電力に変換するスイッチング
電源は、その入力側に大きな容量のコンデンサが接続さ
れるのであるが、このコンデンサはその大容量の故にア
ルミ電解コンデンサの使用が一般的であるが、入力直流
電圧が高い場合にはこのアルミ電解コンデンサの定格電
圧の制約から、複数個のコンデンサを直列接続して使用
することが多い。 第6図はスイッチング電源装置の従来例を示す回路図で
あって、直流入力側コンデンサが2直列の場合をあられ
している。すなわちこの第6図において、交流電源1o
からの交流電力は整流器11により直流電力に変換され
たのち、直列接続された2個のコンデンサ21と22を
介してスイッチング電源25に与えられるので、出力端
子1日からは所望電圧の直流電力が出力される。 しかしながらこの第6図における交流電源10の電圧が
AC440ボルトであるとすると、整流器11から出力
される直流電圧ピーク値はこれのル倍ずなわち622ボ
ルトである。スイッチング電源25に使用されている図
示されていない半導体スイッチ素子には電源電圧として
この直流電圧ピーク値が印加されるが、さらにこの電源
電圧にほぼ等しい負荷変圧器のリセット電圧が重畳され
るが、そのうえ半導体スイッチ素子がオフするときの飛
躍電圧も加算して印加されるので電源電圧変動なども考
慮すれば、交流電源10の電圧が440ボルトのとき、
スイッチング電源25内にある半導体スイッチ素子の電
圧定格としては1400ボルト程度のものが必要となる
が、このように高い電圧定格のものは高価であるという
欠点がある。 第7図はコンデンサ分圧形スイッチング電源装置の従来
例を示す回路図であって、交流型a10と整流器11と
で得られる直流電圧をコンデンサ21と22とにより分
圧し、コンデンサ21にはスイッチング電源26が並列
接続され、コンデンサ22にはスイッチング電源27が
並列接続されることにより、それぞれのスイッチング電
源に印加される電圧をコンデンサにより分圧された値に
低減することにより、上述の欠点をカバーするようにし
ている。なお両スイッチング電源26と27の出力側は
並列接続のうえ出力端子18から取出される。 第8図はコンデンサ分圧形スイッチング電源装置の異な
る従来例を示す回路図であって、交流電源10と整流器
11とで得られる直流電圧をコンデンサ21と22とで
分圧するのは第7図の場合と同様であるが、この第8図
においては一方のコンデンサ21には抵抗28が並列接
続され、他方のコンデンサ22にのみスイッチング電源
27が並列接続されており、このスイッチング電源27
で変換された直流電力が出力端子18から取出されるよ
うになっている。 上述の第7図と第8図に示す従来例回路では、スイッチ
ング電源に内蔵されている半導体スイッチ素子に印加さ
れる電圧が半減されることから、これら半導体スイッチ
素子のコストを低下させることができるが、第7図に示
す従来例回路ではスイッチング電源26と27の入力電
流に不平衡を生じること、また第8図に示す別の従来例
回路では抵抗28に流れる電流とスイッチング電源27
に入力すな欠点を有する。
【発明の目的】
この発明は、直列接続された複数のコンデンサにより直
流高電圧を分圧し、このコンデンサにそれぞれスイッチ
ング電源を並列接続するとき、各コンデンサの分担電圧
に不平衡を生ずることがないスイッチング電源方式を提
供することを目的とする。
【発明の要点】
この発明は、直列接続された複数コンデンサにより直流
高電圧を分圧し、この各コンデンサにスイッチング電源
を接続することにより入力直流電圧の大きさを低減する
とともに各スイッチング電源の出力側を並列接続し、各
スイッチング電源が負荷を均等に分担するように内蔵半
導体スイッチ素子の導通時間を決定することにより、コ
ンデンサ側から見た等価抵抗がいずれのコンデンサにお
いても等しくなるようにして各コンデンサの分担電圧を
バランスさせようとするものである。
【発明の実施例】
第1図は本発明の実施例を示す回路図である。 この第1図において交流電源10からの交流電力は整流
器11により直流電力に変換され、直列接続されている
コンデンサ21と22とによりリップル分を除去された
のちインバータ15により可変電圧・可変周波数の交流
電力に変換されて電動機16を可変速駆動する。整流器
11から出力する直流電力を平滑する作用をしているコ
ンデンサ21と22は一方ではこの直流電圧を分圧して
いるので、コンデンサ21にはスイッチング電源として
のスイッチングレギュレータ30が並列接続され、コン
デンサ22には同じくスイッチング電源としてのスイッ
チングレギュレータ40が並列接続されるときの各スイ
ソチンダレギュレータ印加電圧は一般にコンデンサ21
と22が等容量であることから整流器11が出力する直
流電圧の半分の値となる。 スイッチングレギュレータ30では半導体スイ・ノチ累
子としてのトランジスタ31と変圧器32の1次側巻線
とが直列接続され、同様にスイッチングレギュレータ4
0では半導体スイッチ素子としてのトランジスタ41と
変圧器42の1次側巻線とが直列接続されているので、
トランジスタ31と41をオン・オフ動作させることに
より、変圧器32の2次側巻線からは出力ダイオード3
3を介して所望の直流電力をとり出すことができるし、
同様に変圧器42の2次側巻線と出力ダイオード43を
介して直流電力をとり出せるので、この両者を並列接続
することにより出力端子18からは一括して所望の直流
電力が得られる。なお符号34と44はダイオード、符
号35と45は定電圧ダイオードである。このような構
成により、たとえば交流電源10の電圧が440ボルト
の場合でも、電源電圧に重畳される変圧器のりセント電
圧、トランジスタがオフ動作するときの飛躍電圧、さら
に電源電圧変動などを考慮しても、トランジスタ31と
41の定格電圧は700ボルト程度でよいことから、低
コストのトランジスタを半導体スイッチ素子に使用でき
る。 この2個のトランジスタ31と41は制御回路70によ
り一括してオン・オフ制御される。すなわち発振器71
がTなる周期のオン・オフ信号をホトカプラ72を介し
てトランジスタ31のベースに与えるとともにこれと方
の時間差を有し周期が同じくTなるオン・オフ信号が発
振器71からホトカプラ73を介してトランジスタ41
のベースに与えられるようになっている。 第2図は第1図に示す実施例回路における各トランジス
タの動作タイムチャートであって、第2図(イ)はトラ
ンジスタ31の動作を、第2図(ロ)はトランジスタ4
1の動作をあられしている。すなわち両トランジスタ3
1と41のオン・オフ周期はともにTであるが、相互に
方なる時間差でオン・オフ動作をするので、スイッチン
グレギュレータ30と40の入力電流の1サイクル平均
はほぼ等しくなり、コンデンサ21から見た等価抵抗と
コンデンサ22から見た等価抵抗もほぼ同じ値となるの
で、両コンデンサ21と22の分担電圧が不平衡になる
ことはない。 第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図であって、
電源電圧がより高い場合をあられしている。この第3図
において、直流電源12からの直流高電圧は等しい容量
の3個のコンデンサ21.22.23により分圧される
ので、それぞれのコンデンサに並列接続されている3組
のスイッチング電源としてのスイッチングレギュレータ
30.40.50はそれぞれAずつの電圧を分担する。 この第3図における符号31.41.51は半導体スイ
ッチ素子としてのトランジスタであり、符号32.42
.52は変圧器、符号33゜43.53は出力ダイオー
ド、符号34,44.54はダイオード、符号35.4
5.55は定電圧ダイオードであり、符号18は出力端
子であるが、これらの機能と動作は第1図の場合と同じ
であるから、その説明は省略する。 第4図は第3図に示す第2の実施例回路における各トラ
ンジスタの動作タイムチャートであって、第4図(イ)
はトランジスタ31の動作を、第4図(ロ)はトランジ
スタ41の動作を、第4図(ハ)はトランジスしている
ので動作周期がTである3個のトランジスタ31,41
..51は相互にヌの時間差でオン・オフ動作するよう
にして各コンデンサ21.,22.23の分担電圧を平
衡させている。 第5図は本発明の第3の実施例を示す回路図であってス
イッチング電源に内蔵されている変圧器としてセンタタ
ップ付き変圧器を使用した場合をあられしている。この
第5図において、直流電源12の出力電圧は2個の等容
量コンデンサ21と22とにより2分割される。スイッ
チング電源としてのスイッチングレギュレータ60はセ
ンタタップ付き変圧器63と、これの1次側巻線の両端
に半導体スイッチ素子としてのトランジスタ61と62
を備え、この変圧器63の1次側巻線のセンタタップは
コンデンサ21と22の中点と結合されている。また変
圧器63の2次側巻線にはブリッジ接続されたダイオー
ドで構成される出力整流1i64があって、この整流器
64からの直流出力が出力端子18から取出される。こ
の第5図においては、Tなる周期で動作する2個のトラ
ンジスタ61と62を相互に又なる時間差でオン・オフ
させることにより、コンデンサ21と22は電流電圧の
Aずつを分担しつつ所望の直流電力を得ることができる
【発明の効果】
この発明によれば、直列接続されている複数個のたとえ
ばN個のコンデンサを直流高電圧に接続するとともに、
各コンデンサごとに別個のスイッチング電源を接続する
ことにより、スイッチング電源に内蔵されている半導体
スイッチ素子に印加される電圧はコンデンサにより分圧
されるので低い値とすることができるので、この半導体
スイッチ素子は低価格のものが使用できる。さらにTな
る周期でオン・オフ動作しているこれら半導体スイッチ
素子を相互に%なる時間差でオン・オフさせることによ
り、それぞれのコンデンサから見た等価抵抗の値を等し
くすることができるので、これらコンデンサの分担電圧
が不平衡になることを防止する効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図であり、第2図は
第1図に示す実施例回路における各トランジスタの動作
タイムチャート、第3図は本発明の第2の実施例を示す
回路図、第4図は第3図に示す第2の実施例回路におけ
る各トランジスタの動作タイムチャート、第5図は本発
明の第3の実施例を示す回路図である。第6図はスイッ
チング電源装置の従来例を示す回路図であり、第7図は
コンデンサ分圧形スイッチング電源装置の従来例を示す
回路図、第8図はコンデンサ升形スイッチング電源装置
の異なる従来例を示す回路図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)直流電源に対してN個のコンデンサが直列に接続さ
    れ、このコンデンサのそれぞれに別個の半導体スイッチ
    素子と変圧器1次側巻線との直列回路が並列に接続され
    るとともに、前記変圧器の2次側巻線はそれぞれ整流器
    を介してその直流側が相互に並列接続されているスイッ
    チング電源回路において、前記各半導体スイッチ素子の
    オン・オフ周期をNで除算して得られる値を時間差とし
    て各半導体スイッチ素子を順次オン・オフさせることを
    特徴とするスイッチング電源方式。 2)特許請求の範囲第1項記載のスイッチング電源方式
    において、前記変圧器1次側巻線がセンタタップ付き巻
    線の場合にN=2なる時間差で各半導体スイッチ素子を
    オン・オフさせることを特徴とするスイッチング電源方
    式。
JP4055385A 1985-03-01 1985-03-01 スイツチング電源方式 Pending JPS61199468A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4055385A JPS61199468A (ja) 1985-03-01 1985-03-01 スイツチング電源方式

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4055385A JPS61199468A (ja) 1985-03-01 1985-03-01 スイツチング電源方式

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61199468A true JPS61199468A (ja) 1986-09-03

Family

ID=12583638

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JP4055385A Pending JPS61199468A (ja) 1985-03-01 1985-03-01 スイツチング電源方式

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JP (1) JPS61199468A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012170176A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
JP2016021824A (ja) * 2014-07-15 2016-02-04 ダイキン工業株式会社 電源装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012170176A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Fuji Electric Co Ltd 電力変換装置
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