JP2000023452A - Power factor improving circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電源の力率を改善す
る力率改善回路に関する。特にＡＣ１００Ｖ系およびＡ
Ｃ２００Ｖ系に共用できる全世界対応の力率改善回路
（H02M 7/217、H02M7/06 ）に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power factor improving circuit for improving a power factor of a power supply. Especially AC100V system and A
The present invention relates to a worldwide power factor correction circuit (H02M 7/217, H02M7 / 06) that can be shared with the C200V system.
【０００２】[0002]
【従来技術】近年、電源高調波に対して規制が設けられ
るようになり、特に欧州指令ではで義務化に至ってき
た。このため、小電力機器では、ＡＣ入力部にチョーク
コイルを具備し、入力電流の導通角を広げるといった比
較的安価な手段で対策がなされている。2. Description of the Related Art In recent years, regulations have been imposed on power supply harmonics, and these have become mandatory especially under the European Directive. For this reason, in low-power devices, measures are taken by relatively inexpensive means such as providing a choke coil in the AC input section and increasing the conduction angle of the input current.
【０００３】一方、中電力以上、例えば２００Ｗ以上の
機器では、上記の手段での対策は難しくなり、アクティ
ブフィルタと呼ばれる力率改善回路がＡＣ入力段に具備
されている。[0003] On the other hand, in equipment with medium power or more, for example, 200 W or more, it is difficult to take measures by the above means, and a power factor improving circuit called an active filter is provided in the AC input stage.
【０００４】従来の上記力率改善回路の構成は、基本的
にはアップコンバータである。したがって、ＡＣ入力段
より、全波整流するブリッジダイオード以降に、チョー
クコイル、パワーＭＯＳＦＥＴ、整流ダイオード、平滑
コンデンサの組合せによりＤＣ電圧に昇圧すると共に、
ＡＣ入力電圧波形に電流波形の位相を合わせ高力率を得
るようにパワーＭＯＳＦＥＴを制御する力率制御ＩＣを
具備した力率制御部からなっていた。また、この回路で
は、通常チョークコイルの２次側に２次巻線を設け、力
率制御部用電源を具備させている。このため、この種の
チョークコイルは、チョークトランスと呼ばれている。[0004] The configuration of the conventional power factor correction circuit is basically an up-converter. Therefore, after the bridge diode for full-wave rectification from the AC input stage, a DC voltage is boosted by a combination of a choke coil, a power MOSFET, a rectifier diode, and a smoothing capacitor.
A power factor control unit provided with a power factor control IC for controlling a power MOSFET so as to obtain a high power factor by adjusting the phase of the current waveform to the AC input voltage waveform. In this circuit, a secondary winding is usually provided on the secondary side of the choke coil, and a power supply for a power factor control unit is provided. For this reason, this type of choke coil is called a choke transformer.
【０００５】（従来例）従来の要部構成を図５にしたが
って、説明する。(Conventional example) The configuration of a main part of the related art will be described with reference to FIG.
【０００６】すなわち、力率改善回路は、ブリッジダイ
オード５２、チョークトランス５３、整流ダイオード５
４、パワーＭＯＳＦＥＴ５５、平滑コンデンサ５６、力
率制御部５７から基本の構成がなされており、商用電源
５１の入力を直流出力に変換している。起動時には、起
動抵抗５８を介して起動コンデンサＣ１に電荷が蓄積さ
れる。起動コンデンサＣ１が所定の電圧、例えば１７Ｖ
に達すると、起動コンデンサＣ１の蓄積電荷供給および
起動抵抗５８からの電流供給により、力率制御部５７に
具備された力率制御ＩＣは起動を開始する。このとき、
力率制御部５７よりオンオフ信号がパワーＭＯＳＦＥＴ
５５のゲートに供給され、パワーＭＯＳＦＥＴ５５はス
イッチング動作を開始し、負荷側に昇圧電力を供給す
る。起動後、チョークトランス５３の２次側に設けた２
次巻線および整流ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ２
により構成された力率制御部５７の制御用電源が動作を
開始し、力率改善回路は安定した定常動作を行うもので
ある。That is, the power factor improving circuit includes a bridge diode 52, a choke transformer 53, and a rectifier diode 5.
4. The basic configuration is made up of a power MOSFET 55, a smoothing capacitor 56, and a power factor control unit 57, and converts the input of the commercial power supply 51 into a DC output. At the time of starting, electric charges are accumulated in the starting capacitor C1 via the starting resistor 58. When the starting capacitor C1 has a predetermined voltage, for example, 17V
, The power factor control IC provided in the power factor control unit 57 starts to start by the supply of the accumulated charge of the starting capacitor C1 and the current supply from the starting resistor 58. At this time,
On / off signal from power factor control unit 57 is power MOSFET
The power MOSFET 55 is supplied to the gate of the power MOSFET 55 and starts a switching operation to supply boosted power to the load side. After start-up, the 2 provided on the secondary side of the choke transformer 53
Next winding, rectifier diode D1, smoothing capacitor C2
The power supply for control of the power factor control unit 57 constituted by the above operation starts operation, and the power factor improvement circuit performs a stable steady operation.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来例
では、ＡＣ１００Ｖの場合、１０ｍＡ起動電流を得るに
は、起動抵抗として１０ｋΩを実装する。この場合、全
世界対応の電源であるとすれば、ＡＣ２４０Ｖでは２４
ｍＡの起動電流が得られる。However, in the above-mentioned conventional example, in order to obtain a starting current of 10 mA at 100 V AC, 10 kΩ is mounted as a starting resistance. In this case, if the power supply is compatible with the world, 24
A starting current of mA is obtained.
【０００８】しかし、起動抵抗による起動電流は力率改
善回路の定常動作時には、敢えて必要とされないもので
ある。したがって、この電流は無効電力となるものであ
る。例えば、定常動作時の制御用電源を２０ＶＤＣとす
ると、ＡＣ１００Ｖでは０．６４Ｗ、ＡＣ２４０Ｖでは
４．８４Ｗが無効電力になるという課題を有していた。
また、無効電力低減のために、仕向け地別に起動抵抗の
抵抗値を換えて実装することも選択肢としてはありうる
けれども、生産ラインにおける実装の切換えロス、検査
工程（ＡＣ１００Ｖ／ＡＣ２００Ｖ）の切換えロスが発
生し量産性を低下させるという課題を有していた。However, the starting current due to the starting resistor is not required during the steady operation of the power factor correction circuit. Therefore, this current becomes reactive power. For example, if the control power supply at the time of steady operation is 20 VDC, there is a problem that the reactive power is 0.64 W at 100 VAC and 4.84 W at 240 VAC.
In order to reduce the reactive power, it is possible to mount the battery by changing the resistance value of the starting resistor for each destination. However, the switching loss of the mounting in the production line and the switching loss of the inspection process (AC100V / AC200V) are reduced. There is a problem that it occurs and reduces mass productivity.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の力率改善回路は、ブリッジダイオードと、
チョークコイルと、スイッチングトランジスタと、整流
ダイオードと、平滑コンデンサと、力率制御ＩＣを有す
る力率制御部とを具備し、ブリッジダイオードにより全
波整流された出力部に接続された起動抵抗を介して制御
ＩＣの起動電流を供給することにより起動する力率改善
回路において、起動抵抗の抵抗値を力率改善回路の起動
時ないしは起動後、起動電流を低減させる起動電流低減
手段を具備したものである。In order to solve the above problems, a power factor correction circuit according to the present invention comprises a bridge diode,
It includes a choke coil, a switching transistor, a rectifier diode, a smoothing capacitor, and a power factor control unit having a power factor control IC, and is connected to a full-wave rectified output unit by a bridge diode via a starting resistor. A power factor improving circuit which is started by supplying a starting current of the control IC is provided with a starting current reducing means for reducing a starting current at or after the starting of the power factor improving circuit. .
【００１０】本発明によれば、起動時には起動抵抗を介
して全波整流入力より起動コンデンサに電荷を蓄積し、
力率制御ＩＣの起動電圧に達したときに、力率制御ＩＣ
に起動電流を供給する。力率改善回路が起動後、起動抵
抗からの電流供給を低減させる起動電流低減手段を具備
しているので、回路上不要な起動抵抗の不要電力を低減
させることができる。したがって、ＡＣ１００Ｖ系およ
びＡＣ２００Ｖ系共用とした場合に、特にＡＣ２００Ｖ
系での起動抵抗の不要電力が大きくなるという課題を解
決できる力率改善回路を提供することができる。According to the present invention, at the time of starting, electric charge is accumulated in the starting capacitor from the full-wave rectified input via the starting resistor,
When the starting voltage of the power factor control IC is reached, the power factor control IC
Supply the starting current. Since the power factor improving circuit includes the starting current reducing means for reducing the current supply from the starting resistor after the starting, the unnecessary power of the starting resistor which is unnecessary in the circuit can be reduced. Therefore, when the AC100V system and the AC200V system are used in common, especially when the AC200V system is used.
It is possible to provide a power factor improving circuit that can solve the problem that the unnecessary power of the starting resistor in the system increases.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、ブリッジダイオードと、チョークコイルと、スイッ
チングトランジスタと、整流ダイオードと、平滑コンデ
ンサと、力率制御ＩＣを有する力率制御部とを具備し、
ブリッジダイオードにより全波整流された出力部に接続
された起動抵抗を介して制御ＩＣの起動電流を供給する
ことにより起動する力率改善回路において、起動抵抗の
抵抗値を力率改善回路の起動時ないしは起動後、起動電
流を低減させる起動電流低減手段を具備したことを特徴
とするものであり、力率改善回路の起動後不要電力とな
る起動抵抗を流れる起動電流低減手段により低減させ
る、あるいは高電圧ＡＣ入力時に過剰となる起動電流を
起動電流低減手段により低減させるので、起動抵抗かか
る不要電力を低減し、力率改善回路の効率を向上させ、
仕向地ごとの起動抵抗値の変更が不要になるという作用
を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention according to claim 1 of the present invention provides a power factor control unit having a bridge diode, a choke coil, a switching transistor, a rectifier diode, a smoothing capacitor, and a power factor control IC. With
In a power factor correction circuit that is started by supplying a start current of a control IC through a start resistor connected to an output unit that has been full-wave rectified by a bridge diode, the resistance value of the start resistor is changed when the power factor improvement circuit is started. Or a starting current reducing means for reducing the starting current after the starting, wherein the starting factor is reduced by the starting current reducing means flowing through a starting resistor which becomes unnecessary power after the starting of the power factor correction circuit, or Excessive start-up current at the time of input of voltage AC is reduced by the start-up current reducing means, so that unnecessary power applied to the start-up resistance is reduced, and the efficiency of the power factor improvement circuit is improved.
This has the effect that it is not necessary to change the starting resistance value for each destination.
【００１２】さらに、請求項２に記載の発明は、商用電
源入力を全波整流するブリッジダイオードの全波整流出
力側にチョークコイルを接続し、前記チョークコイルの
出力端に整流ダイオードのアノードを直列に、前記チョ
ークコイルの出力端と一次側接地との間にスイッチング
手段を具備し、前記整流ダイオードのカソードと一次側
接地との間に平滑コンデンサを接続し、前記スイッチン
グ手段をオンオフ制御する力率制御ＩＣを有する力率制
御部とを具備し、前記全波整流出力側に接続された起動
抵抗を介して力率制御ＩＣの起動電流を供給し、前記力
率制御ＩＣを駆動させることにより商用電源入力を直流
電圧に昇圧する力率改善回路であって、前記全波整流出
力側より起動抵抗と、通常短絡状態である切換え手段
と、力率制御ＩＣを直列に接続し、前記切換え手段と起
動抵抗との間に所定の電圧以上で短絡状態となる過電圧
検出手段とを具備し、所定の電圧以上で前記切換え手段
をオフさせることにより前記制御ＩＣの起動後、起動抵
抗の消費電力を低減させることを特徴とするもので、全
波整流電圧が所定の電圧以下で切換え手段が短絡状態で
あり、全波整流電圧が所定の電圧以上で開放状態になる
ので、ＡＣ１００Ｖ系およびＡＣ２００Ｖ系でも同等の
起動抵抗の消費電力となり、ＡＣ２００Ｖ系での不要電
力の増加を防止することができ、ＡＣ２００Ｖ系で力率
改善回路の効率を向上させ、仕向地ごとの起動抵抗値の
変更が不要になるという作用を有する。Further, according to the present invention, a choke coil is connected to a full-wave rectification output side of a bridge diode for full-wave rectification of a commercial power supply input, and an anode of the rectification diode is connected in series to an output terminal of the choke coil. A switching means between an output terminal of the choke coil and a primary side ground, a smoothing capacitor connected between a cathode of the rectifier diode and a primary side ground, and a power factor for controlling on / off of the switching means. A power factor control unit having a control IC; supplying a starting current of the power factor control IC via a starting resistor connected to the full-wave rectification output side; A power factor improving circuit for boosting a power supply input to a DC voltage, comprising: a starting resistor from the full-wave rectified output side; switching means which is normally in a short-circuit state; and a power factor control IC. An overvoltage detecting means connected between the switching means and the switching means and being in a short-circuit state when the voltage exceeds a predetermined voltage, and turning off the switching means when the voltage exceeds the predetermined voltage to start the control IC. Thereafter, the power consumption of the starting resistor is reduced, the switching means is in a short-circuit state when the full-wave rectified voltage is equal to or lower than a predetermined voltage, and is opened when the full-wave rectified voltage is equal to or higher than the predetermined voltage. Therefore, the power consumption of the starting resistance is the same in the AC 100 V system and the AC 200 V system, and an increase in unnecessary power in the AC 200 V system can be prevented. The efficiency of the power factor improvement circuit is improved in the AC 200 V system, and the starting for each destination is performed. This has the effect that the resistance value does not need to be changed.
【００１３】さらに、請求項３記載の発明は、請求項２
記載の切換え手段および過電圧検出手段において、切換
え手段としてＰ型トランジスタを設け、過電圧検出手段
として双方向サイリスタ、アバランシェダイオードなど
を前記Ｐ型トランジスタのゲートと起動抵抗の高圧側端
子とに接続し、前記Ｐ型トランジスタのコレクタとゲー
トとの間に、ベース抵抗の抵抗値≫起動抵抗 の抵抗値
なるベース抵抗を具備したことを特徴とするもので、所
定の電圧、例えば２００Ｖの降伏電圧を有する過電圧検
出手段では、起動抵抗の両端電圧が２００Ｖに達すると
短絡状態になり、Ｐ型トランジスタをオフし、起動抵抗
ーベース抵抗の経路で電流が流れるので、起動電流を大
きく低減することができるという作用を有する。Further, the invention according to claim 3 is the invention according to claim 2.
In the switching means and the overvoltage detection means, a P-type transistor is provided as the switching means, and a bidirectional thyristor, an avalanche diode, or the like is connected as an overvoltage detection means to the gate of the P-type transistor and a high-voltage terminal of a starting resistor, An overvoltage detection circuit having a predetermined resistance, for example, a breakdown voltage of 200 V, comprising a base resistance having a resistance value of a base resistance divided by a resistance value of a starting resistance between a collector and a gate of a P-type transistor. In the means, when the voltage across the starting resistor reaches 200 V, a short circuit occurs, the P-type transistor is turned off, and the current flows through the path of the starting resistor and the base resistor, so that the starting current can be greatly reduced. .
【００１４】さらに、請求項４に記載の発明は、商用電
源入力を全波整流するブリッジダイオードの全波整流出
力にチョークコイルを接続し、前記チョークコイルの出
力端に整流ダイオードのアノードを直列に、前記チョー
クコイルの出力端と一次側接地との間にスイッチング手
段を具備し、前記整流ダイオードのカソードと一次側接
地との間に平滑コンデンサを接続し、前記スイッチング
手段をオンオフ制御する力率制御ＩＣを有する力率制御
部とを具備し、前記全波整流部に直列に接続された起動
抵抗を介して力率制御ＩＣの起動電流を供給し、前記力
率制御ＩＣを駆動させることにより商用電源入力を直流
電圧に昇圧する力率改善回路であって、高電圧側より起
動抵抗と、通常短絡状態である切換え手段と、力率制御
ＩＣを直列に接続し、前記切換え手段と起動抵抗との間
に通常時オフの絶縁オンオフ手段とを具備し、前記力率
制御ＩＣの起動後、絶縁オンオフ手段をオンさせること
により前記切換え手段をオフさせ、起動抵抗の消費電力
を低減させたことを特徴とするもので、起動時には切換
え手段が短絡状態であるので従来例と同様に起動し、起
動後絶縁オンオフ手段により、切換え手段を開放状態に
制御するため、起動抵抗を電流が流れるのを防止するの
で、起動抵抗の不要電力を低減し、力率改善回路の効率
を向上させ、仕向地ごとの起動抵抗値の変更が不要にな
るという作用を有する。Further, according to a fourth aspect of the present invention, a choke coil is connected to a full-wave rectified output of a bridge diode for full-wave rectifying a commercial power supply input, and an anode of the rectifier diode is connected in series to an output terminal of the choke coil. Power factor control, comprising switching means between the output terminal of the choke coil and the primary side ground, connecting a smoothing capacitor between the cathode of the rectifier diode and the primary side ground, and controlling on / off of the switching means. A power factor control unit having an IC; supplying a starting current of the power factor control IC via a starting resistor connected in series to the full-wave rectifying unit; A power factor improvement circuit that boosts a power input to a DC voltage, in which a starting resistor, switching means that is normally short-circuited, and a power factor control IC are connected in series from the high voltage side. An insulation on / off means that is normally off between the switching means and the starting resistance, and after starting the power factor control IC, turns on the insulation on / off means to turn off the switching means, thereby reducing the starting resistance. Since the switching means is short-circuited at the time of start-up, the switching means is started in the same manner as in the conventional example. After the start-up, the switching means is controlled to the open state by the insulation on / off means. Since the current is prevented from flowing through the resistor, unnecessary power of the starting resistor is reduced, the efficiency of the power factor improving circuit is improved, and it is not necessary to change the starting resistance value for each destination.
【００１５】さらに、請求項５記載の発明は、請求項２
記載の切換え手段および絶縁オンオフ手段において、切
換え手段としてＰ型トランジスタを設け、絶縁オンオフ
手段としてフォトアイソレータの受光部を前記Ｐ型トラ
ンジスタのエミッタとゲートとの間に設け、コレクタと
ゲートとの間に、ベース抵抗の抵抗値≫起動抵抗の抵抗
値なるベース抵抗を具備し、制御ＩＣの起動後前記フォ
トアイソレータの発光部をオンさせ受光部をオンさせ、
前記Ｐ型トランジスタをオフさせることにより、起動抵
抗の消費電力を低減させたことを特徴とするもので、Ｐ
型トランジスタのコレクターゲート間にベース抵抗を設
けているので通常時はエミッターコレクタ間オンであ
り、従来例同様に起動を行い、力率制御ＩＣの起動後は
フォトアイソレータをオンすることにより、Ｐ型トラン
ジスタがオフされるため、起動抵抗へは電流は流れず、
ベース抵抗への電流経路となるので、起動抵抗の不要電
力を低減し、力率改善回路の効率を向上させ、仕向地ご
との起動抵抗値の変更が不要になるという作用を有す
る。以下、本発明の実施の形態について図面を参照して
説明する。[0015] Further, the invention according to claim 5 is based on claim 2.
In the switching means and the insulation on / off means described above, a P-type transistor is provided as the switching means, and a light receiving portion of a photo isolator is provided between the emitter and the gate of the P-type transistor as the insulation on / off means, and between the collector and the gate. A resistance value of the base resistance divided by a resistance value of the starting resistance, and after the control IC is started, the light emitting unit of the photo isolator is turned on and the light receiving unit is turned on.
By turning off the P-type transistor, the power consumption of the starting resistor is reduced.
Since a base resistor is provided between the collector and gate of the transistor, it is normally turned on between the emitter and collector. Startup is performed in the same manner as in the conventional example. Since the transistor is turned off, no current flows to the starting resistor,
Since the current path serves as a current path to the base resistor, unnecessary power of the starting resistor is reduced, the efficiency of the power factor improving circuit is improved, and it is not necessary to change the starting resistor value for each destination. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１６】（実施の形態１）図１は実施の形態１の要
部構成図である。同図において、商用電源１１は、ブリ
ッジダイオード１２により全波整流され、チョークトラ
ンス１３の１次巻線に接続される。チョークトランス１
３の１次巻線出力は、整流ダイオード１４のアノードと
パワーＭＯＳＦＥＴ１５のドレインに接続される。パワ
ーＭＯＳＦＥＴ１５のソースはホットアースに接続され
る。整流ダイオード１４の出力、すなわちカソードは、
負荷１７に接続されている。平滑コンデンサ１６は、負
荷１７に並列で接続される。以上は、従来例と同一であ
る。(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of Embodiment 1. In the figure, a commercial power supply 11 is full-wave rectified by a bridge diode 12 and connected to a primary winding of a choke transformer 13. Choke transformer 1
3 is connected to the anode of the rectifier diode 14 and the drain of the power MOSFET 15. The source of the power MOSFET 15 is connected to hot earth. The output of the rectifier diode 14, that is, the cathode is
It is connected to a load 17. The smoothing capacitor 16 is connected to the load 17 in parallel. The above is the same as the conventional example.
【００１７】力率制御ＩＣを具備した力率制御部１８
は、全波整流電圧が、例えば２００Ｖ以下では短絡状態
である切換手段１９１、起動抵抗１９２を介した電流
で、所定の起動電圧、例えば１７Ｖまで電荷を蓄積され
た起動コンデンサ１９３より、力率制御ＩＣに起動電流
が供給される。切換え手段１９１のオン・オフの切換え
は電圧検出手段１９４で制御される。A power factor control unit 18 having a power factor control IC
Is a current flowing through the switching means 191 and the starting resistor 192 which are in a short-circuited state when the full-wave rectified voltage is 200 V or less. The power factor control is performed by the starting capacitor 193 in which the electric charge is accumulated up to a predetermined starting voltage, for example, 17 V. A starting current is supplied to the IC. The on / off switching of the switching means 191 is controlled by the voltage detecting means 194.
【００１８】図２に起動抵抗の電流切換えの具体例を示
す。同図において、１９１、１９２、１９３、１９４
は、図１と同一である。すなわち、起動抵抗１９２を、
例えば１０ｋΩする。切換え手段１９１はＰ型トランジ
スタ１９１Ｑで構成され、コレクターゲート間に、例え
ば３３０ｋΩのゲート抵抗１９１Ｒを設けている。さら
に、ゲートと全波整流出力間には、電圧検出手段１９４
として降伏電圧２００Ｖの双方向サイリスタを接続す
る。FIG. 2 shows a specific example of switching the current of the starting resistor. In the figure, 191, 192, 193, 194
Is the same as FIG. That is, the starting resistor 192 is
For example, 10 kΩ. The switching means 191 is constituted by a P-type transistor 191Q, and a gate resistance 191R of, for example, 330 kΩ is provided between the collector and the gate. Further, a voltage detecting means 194 is provided between the gate and the full-wave rectified output.
And a bidirectional thyristor with a breakdown voltage of 200 V is connected.
【００１９】上記構成によれば、起動抵抗１９２の両端
電圧が２００Ｖに達すると、双方向サイリスタ１９４が
ブレークダウンして導通状態になり、Ｐ型トランジスタ
１９１Ｑのゲート電圧が上昇し、Ｐ型トランジスタ１９
１Ｑはオフされ、起動抵抗１９２には電流が流れなくな
る。したがって、不要電力としては３３０ｋΩのゲート
抵抗発熱分となる。例えば、ＡＣ２４０Ｖ入力で、力率
制御部電圧を２０Ｖとすると、従来例では、不要電力
は、 不要電力＝Ｖ２／Ｒ＝（２４０−２０）／１００００＝
４．８４Ｗ である。According to the above configuration, when the voltage across the starting resistor 192 reaches 200 V, the bidirectional thyristor 194 breaks down and becomes conductive, the gate voltage of the P-type transistor 191Q increases, and the P-type transistor 191Q increases.
1Q is turned off, and no current flows through the starting resistor 192. Therefore, the unnecessary power is the heat generated by the gate resistance of 330 kΩ. For example, assuming that the power factor control unit voltage is 20 V at 240 VAC input, in the conventional example, the unnecessary power is as follows: unnecessary power = V2 / R = (240−20) / 10000 =
4.84W.
【００２０】一方、本実施例では、全波整流電圧が２２
０Ｖ以上では、電流が１／３３になるのであり、ＡＣ１
００Ｖ入力の場合に近い不要電力、〜１Ｗ程度となる。On the other hand, in this embodiment, the full-wave rectified voltage is 22
When the voltage is 0 V or more, the current becomes 1/33.
Unnecessary power close to the case of 00V input, about 1 W.
【００２１】以上では、電圧検出手段として双方向サイ
リスタで説明したが、他の同様の機能を有するデバイス
であれば任意で、例えばアバランシェダイオードなども
本発明に含まれるものである。In the above, a bidirectional thyristor has been described as the voltage detecting means. However, any other device having the same function, such as an avalanche diode, is included in the present invention.
【００２２】（実施の形態２）図３は実施の形態２の要
部構成図である。同図において、符号１１、１２、１
３、１４、１５、１６、１７、１８、１９２、１９３は
図１と同一である。以上は実施例１と同様に、従来例と
同一である。起動時において、力率制御ＩＣを具備した
力率制御部１８は、通常時短絡状態である切換手段２
１、例えば１０ｋΩの起動抵抗１９２を介した電流で、
所定の起動電圧、例えば１７Ｖまで電荷を蓄積された起
動コンデンサ１９３より、力率制御ＩＣに起動電流が供
給される。この起動電流により、力率制御ＩＣが起動
し、チョークトランスの２次側巻線に起電力が発生し、
力率制御部の電源が起動する。この電源により、所定の
時間経過後絶縁制御手段２２により、切換手段をオフ
し、起動抵抗１９２への電流を十分小さくさせる。(Embodiment 2) FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of Embodiment 2. In the figure, reference numerals 11, 12, 1
3, 14, 15, 16, 17, 18, 192, 193 are the same as those in FIG. The above is the same as the conventional example as in the first embodiment. At the time of start-up, the power factor control unit 18 having the power factor control IC
1, for example, with a current through a starting resistor 192 of 10 kΩ,
A start-up current is supplied to the power factor control IC from a start-up capacitor 193 in which electric charges are accumulated up to a predetermined start-up voltage, for example, 17V. By this starting current, the power factor control IC is started, and an electromotive force is generated in the secondary winding of the choke transformer,
The power of the power factor control unit is activated. With this power source, the switching means is turned off by the insulation control means 22 after a lapse of a predetermined time, and the current to the starting resistor 192 is sufficiently reduced.
【００２３】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の具体例を示
す。同図において、１９２、１９３、２１、２２は図３
と同一である。同図（ｂ）、（ｃ）は、スイッチ手段２
２２および遅延手段２２３の回路例である。切換え手段
２１は、Ｐ型トランジスタ２１Ｑ、例えば３３０ｋΩの
ベース抵抗２１Ｒｂから構成される。絶縁制御手段２２
は、フォトアイソレータ２２１、スイッチ手段２２２、
遅延手段２２３から構成される。FIGS. 4A, 4B and 4C show specific examples. In the figure, reference numerals 192, 193, 21, 22 denote FIG.
Is the same as FIGS. 4B and 4C show the switch unit 2.
22 is a circuit example of a circuit 22 and a delay unit 223. The switching means 21 includes a P-type transistor 21Q, for example, a base resistor 21Rb of 330 kΩ. Insulation control means 22
Is a photo isolator 221, a switch means 222,
It comprises delay means 223.
【００２４】起動時には、フォトアイソレータ２２１は
オフ状態であるので、Ｐ型トランジスタ２１Ｑはオン状
態であり、起動電流は起動抵抗１９２、Ｐ型トランジス
タ２１Ｑを介して、起動コンデンサ１９３に電荷を蓄積
させる。起動コンデンサ１９３の電圧が力率制御ＩＣの
起動電圧に達すると、起動コンデンサ１９３および起動
抵抗１９２を介した電流が力率制御ＩＣに供給され、力
率制御回路が起動する。At the time of startup, since the photoisolator 221 is off, the P-type transistor 21Q is on, and the starting current causes the starting capacitor 193 to accumulate charge via the starting resistor 192 and the P-type transistor 21Q. When the voltage of the starting capacitor 193 reaches the starting voltage of the power factor control IC, the current via the starting capacitor 193 and the starting resistor 192 is supplied to the power factor control IC, and the power factor control circuit is started.
【００２５】起動後、力率制御部の電源部が立ち上がる
ので、この電源Ｖｃｃにより、遅延手段２２３を動作さ
せ、スイッチ手段２２２をオンし、フォトアイソレータ
２２１をオンさせる。この状態で、Ｐ型トランジスタ２
１Ｑのベース電圧はエミッタ電圧にほぼ等しくなるの
で、Ｐ型トランジスタ２１Ｑはオフされる。また、Ｐ型
トランジスタ２１Ｑのゲート電位は０〜全波整流出力の
ピーク電圧まで変動するので、フォトアイソレータ２２
１を使用している。After the start-up, the power supply of the power factor control section rises. The power supply Vcc activates the delay means 223, turns on the switch means 222, and turns on the photo-isolator 221. In this state, the P-type transistor 2
Since the base voltage of 1Q is substantially equal to the emitter voltage, the P-type transistor 21Q is turned off. Since the gate potential of the P-type transistor 21Q varies from 0 to the peak voltage of the full-wave rectified output,
1 is used.
【００２６】したがって、切換え手段のない従来例の抵
抗値、例えば１０ｋΩから、起動後は３４０ｋΩに抵抗
値が増大する。したがって、例えばＡＣ２４０Ｖの場
合、力率制御部の電源部電圧２０Ｖとすると、不要電力
は４．８Ｗ（従来例）から０．１５Ｗに低減することが
できる。また、ＡＣ１００Ｖの場合では、０．６４Ｗ
（従来例）から０．１５Ｗに低減することができる。Therefore, the resistance value increases from the conventional resistance value without switching means, for example, 10 kΩ, to 340 kΩ after the start. Therefore, for example, in the case of 240 VAC, if the power supply unit voltage of the power factor control unit is 20 V, the unnecessary power can be reduced from 4.8 W (conventional example) to 0.15 W. In the case of AC100V, 0.64W
(Conventional example) can be reduced to 0.15 W.
【００２７】図４（ｂ）、（ｃ）にスイッチ手段２２２
と遅延手段２２３の回路例を示す。同図（ｂ）の構成で
は、スイッチ手段としてＮ型トランジスタ４１、フォト
アイソレータ２２１の、例えば２ｋΩの限流抵抗Ｒｌ、
Ｎ型トランジスタ４１を遅延させてオンさせる時定数用
の例えば３３ｋΩ抵抗Ｒｄ、例えば４７μＦのコンデン
サＣｄ、例えば３．３ｋΩのゲート抵抗Ｒｇ１からなっ
ている。例えば、２０ＶのＶｃｃの起動後、〜１ｓｅｃ
程度で、Ｎ型トランジスタ４１がオンし、フォトアイソ
レータ２２１をオンさせることができる。FIGS. 4B and 4C show the switching means 222.
And a circuit example of the delay means 223. In the configuration shown in FIG. 3B, for example, the N-type transistor 41 and the current limiting resistor Rl of 2 kΩ
It is composed of, for example, a 33 kΩ resistor Rd for a time constant for turning on the N-type transistor 41 with a delay, for example, a 47 μF capacitor Cd, for example, a 3.3 kΩ gate resistor Rg1. For example, after starting Vcc of 20V, it is ~ 1sec
At this point, the N-type transistor 41 is turned on, and the photo isolator 221 can be turned on.
【００２８】同図（ｃ）の構成では、スイッチ手段とし
てＰ型トランジスタ４２、Ｎ型トランジスタ４４、フォ
トアイソレータ２２１の、例えば２ｋΩの限流抵抗Ｒ
ｌ、Ｎ型トランジスタ４１を遅延させてオンさせる時定
数用の例えば３３０ｋΩ抵抗Ｒｄ、例えば４．７μＦの
コンデンサＣｄ、例えば３３ｋΩのゲート抵抗Ｒｇ２、
Ｐ型トランジスタ４２の例えば３３ｋΩのゲート抵抗Ｒ
ｇ２からなっている。In the configuration shown in FIG. 3C, the P-type transistor 42, the N-type transistor 44, and the photo-isolator 221 serve as switching means, for example, a current limiting resistor R of 2 kΩ.
1, for example, a 330 kΩ resistor Rd for a time constant for turning on the N-type transistor 41 with a delay, for example, a 4.7 μF capacitor Cd, for example, a 33 kΩ gate resistor Rg2,
For example, a gate resistance R of 33 kΩ of the P-type transistor 42
g2.
【００２９】動作は、同図（ｂ）と同様に、ＣＲの時定
数分だけＮ型トランジスタ４４のオンを、例えば２０Ｖ
のＶｃｃの起動後、〜１ｓｅｃ程度遅延させる。Ｐ型ト
ランジスタ４３は、Ｎ型トランジスタ４４のオンにより
オンされ、フォトアイソレータ２２１をオンさせること
ができる。The operation is performed by turning on the N-type transistor 44 by the time constant of CR, for example, by 20 V, as in FIG.
Is delayed by about 1 second after the start of Vcc. The P-type transistor 43 is turned on when the N-type transistor 44 is turned on, and the photo-isolator 221 can be turned on.
【００３０】上記説明では、スイッチ手段２２２と遅延
手段２２３をＣＲ時定数とトランジスタとの組み合わせ
であるが、この構成に限定されるものではなく、遅延機
能を有してフォトアイソレータを駆動できるものであれ
ば本発明に含まれる。In the above description, the switch means 222 and the delay means 223 are a combination of a CR time constant and a transistor. However, the present invention is not limited to this configuration, and the switch means 222 and the delay means 223 can drive the photo isolator with a delay function. If present, it is included in the present invention.
【００３１】[0031]
【発明の効果】実施の形態１において、全波整流出力の
高電圧範囲において起動抵抗の導通電流を制限する切換
手段を有しているので、通常の起動が可能であり、不要
電力の大きいＡＣ２００Ｖ系でも、ＡＣ１００Ｖ系と同
等の電力に低減できるという効果を有している。According to the first embodiment, since the switching means for limiting the conduction current of the starting resistor in the high voltage range of the full-wave rectified output is provided, normal starting is possible, and 200 V AC with large unnecessary power is provided. The system also has the effect that the power can be reduced to the same level as the AC 100 V system.
【００３２】また、実施の形態２において、力率制御Ｉ
Ｃの起動後、起動抵抗の導通電流を制限する切換手段を
有しているので、通常の起動が可能であり、力率改善回
路動作時において不要電力を従来に比較し１／４以下に
低減できるという効果を有している。In the second embodiment, the power factor control I
After start-up of C, switching means for limiting the conduction current of the start-up resistor is provided, so that normal start-up is possible, and unnecessary power is reduced to 1/4 or less in the operation of the power factor correction circuit as compared with the conventional case. It has the effect of being able to do it.
【００３３】さらに、不要電力を低減できるので、起動
抵抗を仕向地毎に（ＡＣ１００Ｖ系あるいはＡＣ２００
Ｖ系）差し替える必要がないという効果を有している。Further, since the unnecessary power can be reduced, the starting resistance is changed for each destination (AC100V system or AC200V system).
V-system) has the effect of not requiring replacement.
【図１】本発明の実施の形態１にかかる要部構成を示す
図FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a main part according to a first embodiment of the present invention;
【図２】本発明の実施の形態１にかかる切換え手段およ
び電圧検出手段の要部構成を示す図FIG. 2 is a diagram illustrating a main configuration of a switching unit and a voltage detection unit according to the first embodiment of the present invention;
【図３】本発明の実施の形態２にかかる要部構成を示す
図FIG. 3 is a diagram showing a main part configuration according to a second embodiment of the present invention;
【図４】本発明の実施の形態２にかかる切換え手段およ
び絶縁制御手段の要部構成を示す図FIG. 4 is a diagram showing a main configuration of a switching unit and an insulation control unit according to a second embodiment of the present invention;
【図５】従来例の要部構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a main part of a conventional example.
１１ 商用電源 １２ ブリッジダイオード １３ チョークトランス １４ 整流ダイオード １５ パワーＭＯＳＦＥＴ １６ 平滑コンデンサ １７ 負荷 １８ 力率制御部 １９１ 切換え手段 １９２ 起動抵抗 １９３ 起動コンデンサ １９４ 電圧検出手段 １９１Ｑ Ｐ型トランジスタ １９１Ｒ ベース抵抗 ２１ 切換え手段 ２２ 絶縁制御手段 ２１Ｑ Ｐ型トランジスタ ２１Ｒ ベース抵抗 ２２１ フォトアイソレータ ２２２ スイッチ手段 ２２３ 遅延手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Commercial power supply 12 Bridge diode 13 Choke transformer 14 Rectifier diode 15 Power MOSFET 16 Smoothing capacitor 17 Load 18 Power factor control part 191 Switching means 192 Starting resistance 193 Starting capacitor 194 Voltage detecting means 191Q P-type transistor 191R Base resistance 21 Switching means 22 Insulation Control means 21Q P-type transistor 21R Base resistor 221 Photo isolator 222 Switching means 223 Delay means
Claims (5)
と、スイッチングトランジスタと、整流ダイオードと、
平滑コンデンサと、制御ＩＣを有する力率制御部とを具
備し、ブリッジダイオードにより全波整流された出力部
に接続された起動抵抗を介して制御ＩＣの起動電流を供
給することにより起動する力率改善回路において、起動
抵抗の抵抗値を力率改善回路の起動時ないしは起動後、
起動電流を低減させる力率改善回路手段を有することを
特徴とする力率改善回路。1. A bridge diode, a choke coil, a switching transistor, a rectifier diode,
A power factor which includes a smoothing capacitor and a power factor control unit having a control IC, and is activated by supplying a startup current of the control IC via a startup resistor connected to an output unit which is full-wave rectified by a bridge diode. In the improvement circuit, the resistance value of the starting resistance is changed at the start of the power factor improvement circuit or after the start,
A power factor improving circuit comprising power factor improving circuit means for reducing a starting current.
イオードの全波整流出力側にチョークコイルを接続し、
前記チョークコイルの出力端に整流ダイオードのアノー
ドを直列に、前記チョークコイルの出力端と一次側接地
との間にスイッチング手段を具備し、前記整流ダイオー
ドのカソードと一次側接地との間に平滑コンデンサを接
続し、前記スイッチング手段をオンオフ制御する力率制
御ＩＣを有する力率制御部とを具備し、前記全波整流出
力側に接続された起動抵抗を介して力率制御ＩＣの起動
電流を供給し、前記制御力率ＩＣを駆動させることによ
り商用電源入力を直流電圧に昇圧する力率改善回路であ
って、前記全波整流出力側より起動抵抗と、通常短絡状
態である切換え手段と、力率制御ＩＣを直列に接続し、
前記切換え手段と起動抵抗との間に所定の電圧以上で短
絡状態となる過電圧検出手段とを具備し、所定の電圧以
上で前記切換え手段をオフさせることにより、起動抵抗
の消費電力を低減させたことを特徴とする力率改善回
路。2. A choke coil is connected to a full-wave rectification output side of a bridge diode for full-wave rectification of a commercial power supply input,
An anode of a rectifier diode is connected in series with an output terminal of the choke coil, and switching means is provided between an output terminal of the choke coil and a primary side ground, and a smoothing capacitor is provided between a cathode of the rectifier diode and a primary side ground. And a power factor control unit having a power factor control IC for turning on and off the switching means, and supplying a starting current of the power factor control IC via a starting resistor connected to the full-wave rectification output side. A power factor improving circuit for boosting a commercial power supply input to a DC voltage by driving the control power factor IC, comprising: a starting resistor from the full-wave rectification output side; switching means which is normally in a short-circuit state; Rate control ICs connected in series,
An overvoltage detecting means for short-circuiting at a predetermined voltage or more between the switching means and the starting resistance, and turning off the switching means at a predetermined voltage or more to reduce power consumption of the starting resistance. A power factor improving circuit characterized by the following.
け、過電圧検出手段として双方向サイリスタ、アバラン
シェダイオードなどを前記Ｐ型トランジスタのゲートと
起動抵抗の高圧側端子とに接続し、前記Ｐ型トランジス
タのコレクタとゲートとの間に、ベース抵抗の抵抗値≫
起動抵抗の抵抗値なるベース抵抗を具備したことを特徴
とする請求項２記載の力率改善回路。3. A P-type transistor is provided as switching means, and a bidirectional thyristor, an avalanche diode or the like is connected as an overvoltage detecting means to the gate of the P-type transistor and a high-voltage terminal of a starting resistor, and a collector of the P-type transistor is provided. Between the gate and the gate
3. The power factor improving circuit according to claim 2, further comprising a base resistor having a resistance value of a starting resistor.
イオードの全波整流出力にチョークコイルを接続し、前
記チョークコイルの出力端に整流ダイオードのアノード
を直列に、前記チョークコイルの出力端と一次側接地と
の間にスイッチング手段を具備し、前記整流ダイオード
のカソードと一次側接地との間に平滑コンデンサを接続
し、前記スイッチング手段をオンオフ制御する力率制御
ＩＣを有する力率制御部とを具備し、前記全波整流部に
直列に接続された起動抵抗を介して力率制御ＩＣの起動
電流を供給し、前記力率制御ＩＣを駆動させることによ
り商用電源入力を直流電圧に昇圧する力率改善回路であ
って、高電圧側より起動抵抗と、通常短絡状態である切
換え手段と、力率制御ＩＣを直列に接続し、前記切換え
手段と起動抵抗との間に通常時オフの絶縁オンオフ手段
とを具備し、前記力率制御ＩＣの起動後、絶縁オンオフ
手段をオンさせることにより前記切換え手段をオフさ
せ、起動抵抗の消費電力を低減させたことを特徴とする
力率改善回路。4. A choke coil is connected to a full-wave rectified output of a bridge diode for full-wave rectifying the input of a commercial power supply, an anode of a rectifier diode is connected in series with an output terminal of the choke coil, and a primary terminal is connected to an output terminal of the choke coil. And a power factor control unit having a power factor control IC for controlling on / off of the switching device, comprising a switching means between the side ground and a cathode of the rectifier diode and a primary side ground. A power source for supplying a starting current of the power factor control IC through a starting resistor connected in series to the full-wave rectifying unit, and driving the power factor control IC to boost a commercial power input to a DC voltage. A power factor improving circuit, comprising a series connection of a starting resistor from a high voltage side, switching means normally in a short-circuit state, and a power factor control IC, and connecting the switching means and the starting resistor with each other. An insulation on / off means that is normally off between the power factor control ICs. After the power factor control IC is started, the switching means is turned off by turning on the insulation on / off means to reduce the power consumption of the starting resistance. Power factor improvement circuit.
け、絶縁オンオフ手段としてフォトアイソレータの受光
部を前記Ｐ型トランジスタのエミッタとゲートとの間に
設け、コレクタとゲートとの間に、ベース抵抗の抵抗値
≫起動抵抗の抵抗値なるベース抵抗を具備し、制御ＩＣ
の起動後前記フォトアイソレータの発光部をオンさせ受
光部をオンさせ、前記Ｐ型トランジスタをオフさせるこ
とにより、起動抵抗の消費電力を低減させたことを特徴
とする請求項４記載の力率改善回路。5. A P-type transistor is provided as switching means, and a light receiving portion of a photo isolator is provided between an emitter and a gate of the P-type transistor as insulation ON / OFF means, and a resistance of a base resistor is provided between a collector and a gate. Control IC with a base resistance that is the value of the resistance of the starting resistance
5. The power factor improvement according to claim 4, wherein the power consumption of the starting resistor is reduced by turning on the light emitting unit of the photo isolator, turning on the light receiving unit, and turning off the P-type transistor after the start of the operation. circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10188656A JP2000023452A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Power factor improving circuit |
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|---|---|---|---|
| JP10188656A JP2000023452A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Power factor improving circuit |
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|---|---|
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|---|---|
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- 1998-07-03 JP JP10188656A patent/JP2000023452A/en active Pending
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