JP2000037072A - Power converting circuit - 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、交流入力電力を
直流出力電力に変換する電力変換回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion circuit for converting AC input power to DC output power.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、従来の昇圧型ＡＣ／ＤＣコンバ
ータを示す回路ブロック図である。交流信号１を入力す
る整流器２の出力端子（２ａ，２ｂ）間と、直流負荷６
の端子（６ａ，６ｂ）間との間において、昇圧コイル３
と、ダイオード４と、出力コンデンサ５及び電流分路ス
イッチ７により、ＡＣ／ＤＣコンバータを構成してい
る。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit block diagram showing a conventional step-up AC / DC converter. Between the output terminals (2a, 2b) of the rectifier 2 for inputting the AC signal 1 and the DC load 6
Between the terminals (6a, 6b) of the step-up coil 3
, The diode 4, the output capacitor 5 and the current shunt switch 7 constitute an AC / DC converter.
【０００３】整流器２の一方出力端子２ａと直流負荷６
の一方端子６ａとの間に昇圧コイル３とダイオード４が
直列接続されている。整流器２の他方出力端子２ｂと直
流負荷６の他方端子６ｂ間には抵抗８が接続されてい
る。直流負荷６の端子（６ａ，６ｂ）間にはコンデンサ
５が接続されている。[0003] One output terminal 2a of the rectifier 2 and a DC load 6
The boosting coil 3 and the diode 4 are connected in series between the first terminal 6a and the first terminal 6a. A resistor 8 is connected between the other output terminal 2b of the rectifier 2 and the other terminal 6b of the DC load 6. The capacitor 5 is connected between the terminals (6a, 6b) of the DC load 6.
【０００４】昇圧コイル３とダイオード４の接続点と、
直流負荷６の他方端子６ｂと抵抗８の接続点の間に昇圧
コイル３と直列に接続する電流分路スイッチ（ＭＯＳＦ
ＥＴスイッチ）７の導通路が設けられている。[0004] A connection point between the booster coil 3 and the diode 4;
A current shunt switch (MOSF) connected in series with the booster coil 3 between the connection point between the other terminal 6b of the DC load 6 and the resistor 8
(ET switch) 7 is provided.
【０００５】上記ＭＯＳＦＥＴスイッチ７の導通期間を
制御するパルス幅変調器を含む制御機構が設けられてい
る。交流電圧検出回路９は、整流器２の一方出力端子２
ａの信号を入力する。交流電圧検出回路９の出力は乗算
器１１の一方入力に供給される。A control mechanism including a pulse width modulator for controlling the conduction period of the MOSFET switch 7 is provided. The AC voltage detection circuit 9 is connected to one output terminal 2 of the rectifier 2.
The signal of a is input. The output of the AC voltage detection circuit 9 is supplied to one input of a multiplier 11.
【０００６】直流電圧検出回路１４は、ダイオード４と
直流負荷６の一方端子６ａの接続点である直流出力端子
１６の信号を入力する。直流電圧検出回路１４には基準
電圧発生回路１５による基準電圧が供給される。これに
より、直流電圧検出回路１４は、基準電圧と比較して得
られる直流出力に比例した信号出力を得る。この直流電
圧検出回路１４の出力は、乗算器１１の他方入力に供給
される。The DC voltage detection circuit 14 inputs a signal at a DC output terminal 16 which is a connection point between the diode 4 and one terminal 6a of the DC load 6. The DC voltage detection circuit 14 is supplied with a reference voltage from a reference voltage generation circuit 15. Thereby, the DC voltage detection circuit 14 obtains a signal output proportional to the DC output obtained by comparing with the reference voltage. The output of the DC voltage detection circuit 14 is supplied to the other input of the multiplier 11.
【０００７】交流電流検出回路１０は、整流器２の他方
出力端子２ｂの信号を入力する。交流電流検出回路１０
の出力と上記乗算器１１の出力は、比較回路１２のそれ
ぞれの入力となる。比較回路１２の出力はパルス幅変調
器１３に入力される。このパルス幅変調器１３の出力が
ＭＯＳＦＥＴスイッチ７のゲートを制御する。[0007] The AC current detection circuit 10 inputs a signal at the other output terminal 2b of the rectifier 2. AC current detection circuit 10
And the output of the multiplier 11 become the respective inputs of the comparison circuit 12. The output of the comparison circuit 12 is input to the pulse width modulator 13. The output of the pulse width modulator 13 controls the gate of the MOSFET switch 7.
【０００８】パルス幅変調器１３は、ＭＯＳＦＥＴスイ
ッチ７に対して、比較回路１２による交流電流検出回路
１０の出力と乗算器１１の出力との差信号に応じたデュ
ーティパルスを提供する。デューティパルスは、入力交
流電圧及び直流負荷電圧の変動に対して一定周期で連続
的に補償するパルス幅制御信号である。このような構成
により、交流電流波形が交流電圧波形に一致するように
制御される。The pulse width modulator 13 provides the MOSFET switch 7 with a duty pulse corresponding to a difference signal between the output of the alternating current detection circuit 10 and the output of the multiplier 11 by the comparison circuit 12. The duty pulse is a pulse width control signal for continuously compensating for fluctuations in the input AC voltage and the DC load voltage in a constant cycle. With such a configuration, the control is performed so that the AC current waveform matches the AC voltage waveform.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、パルス
幅制御を行う制御信号が、交流電圧検出回路９による入
力電圧と、直流電圧検出回路１４による出力電圧との積
に比例したものとなる（電圧の２乗特性となってい
る）。起動時や無負荷状態では、入力交流電流はほぼ０
なので入力交流電流検出ができないことを考慮すると、
上記構成の場合、出力電圧が出力電圧自身で決まること
になる。この結果、起動時等で、出力電圧が変動し、不
安定状態にあると、不安定状態を持続してしまう問題が
ある。In the above configuration, the control signal for performing the pulse width control is proportional to the product of the input voltage of the AC voltage detection circuit 9 and the output voltage of the DC voltage detection circuit 14 ( Voltage squared characteristic). The input AC current is almost 0 at start-up and in no-load condition.
So, considering that input AC current cannot be detected,
In the case of the above configuration, the output voltage is determined by the output voltage itself. As a result, when the output voltage fluctuates at the time of start-up or the like and is in an unstable state, there is a problem that the unstable state is maintained.
【００１０】この発明は、上記のような事情を考慮して
なされたものであり、その課題は、力率を限りなく１に
近付け、入力電流の高調波歪みを抑圧することはもとよ
り、起動時や無負荷時の条件においても安定した直流電
圧出力が可能な電力変換回路を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to reduce the power factor as close as possible to 1 and to suppress the harmonic distortion of the input current, as well as at the time of startup. Another object of the present invention is to provide a power conversion circuit capable of outputting a stable DC voltage even under no load conditions.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明では、負荷端子
間に接続される直流負荷に印加する、交流入力電力を直
流出力電力に変換する電力変換回路において、交流入力
電力を受ける入力、及び全波整流された交流電圧を発生
する出力を有する整流器と、前記整流器の出力と負荷端
子の一方の間に直列に接続された昇圧コイル及びダイオ
ードと、前記負荷端子の間に接続されたコンデンサと、
前記整流器の出力の間に前記昇圧コイルと直列に接続さ
れるスイッチング回路及び抵抗と、前記昇圧コイルを流
れる電流に相似した第１の信号を発生する電流検出回路
と、前記全波整流された交流電圧に相似した第２の信号
を発生する電圧検出回路と、前記負荷端子に現れる直流
電圧に相似した第３の信号を発生する電圧検出回路と、
前記第１の信号と第３の信号との積に相当する第４の信
号を発生する乗算器と、前記第２の信号と前記第４の信
号との差を表す第５の信号を発生する比較回路と、前記
第５の信号に応じてパルス幅を変化させた第６の信号を
発生するパルス幅変調器とを具備し、前記第６の信号に
よるパルス幅出力の期間に前記スイッチング回路を導通
させ、前記コイルに流れる電流波形を前記全波整流され
た交流電圧の波形と同形になるようにすることを特徴と
する。According to the present invention, in a power conversion circuit for converting AC input power to DC output power applied to a DC load connected between load terminals, an input receiving AC input power, and A rectifier having an output for generating a wave-rectified AC voltage, a booster coil and a diode connected in series between the output of the rectifier and one of the load terminals, and a capacitor connected between the load terminals;
A switching circuit and a resistor connected in series with the boost coil between outputs of the rectifier; a current detection circuit for generating a first signal similar to a current flowing through the boost coil; and the full-wave rectified AC. A voltage detection circuit that generates a second signal similar to a voltage, a voltage detection circuit that generates a third signal similar to a DC voltage appearing at the load terminal,
A multiplier for generating a fourth signal corresponding to a product of the first signal and the third signal; and a fifth signal representing a difference between the second signal and the fourth signal. A comparison circuit; and a pulse width modulator for generating a sixth signal having a pulse width changed in accordance with the fifth signal, wherein the switching circuit operates during a period of the pulse width output by the sixth signal. It is characterized in that it is made conductive so that the waveform of the current flowing through the coil has the same shape as the waveform of the full-wave rectified AC voltage.
【００１２】この発明では、起動時や無負荷状態におい
て、入力交流電流はほぼゼロで入力交流電流検出ができ
なくても、パルス幅制御を行う制御信号は、入力電圧に
比例したものとなる（電圧の１乗特性）。この場合、出
力電圧は入力電圧に依存したものとなり、出力電圧は安
定度がよい。According to the present invention, the control signal for performing the pulse width control is proportional to the input voltage even when the input AC current is substantially zero and the input AC current cannot be detected at the time of start-up or no load. Voltage squared characteristic). In this case, the output voltage depends on the input voltage, and the output voltage has good stability.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】図１は、この発明の電力変換回路
に係る昇圧型ＡＣ／ＤＣコンバータを示す回路ブロック
図である。交流入力１が入力される整流器２の出力端子
（２ａ，２ｂ）間と、直流負荷６の端子（６ａ，６ｂ）
間との間において、昇圧コイル３と、ダイオード４と、
出力コンデンサ５及び電流分路スイッチ７により、ＡＣ
／ＤＣコンバータを構成している。FIG. 1 is a circuit block diagram showing a step-up AC / DC converter according to a power conversion circuit of the present invention. Between the output terminals (2a, 2b) of the rectifier 2 to which the AC input 1 is input and the terminals (6a, 6b) of the DC load 6
Between the step-up coil 3, the diode 4,
The output capacitor 5 and the current shunt switch 7
/ DC converter.
【００１４】整流器２の一方出力端子２ａと直流負荷６
の一方端子６ａとの間に昇圧コイル３とダイオード４が
直列接続されている。整流器２の他方出力端子２ｂと直
流負荷６の他方端子６ｂ間には抵抗８が接続されてい
る。直流負荷６の端子（６ａ，６ｂ）間にはコンデンサ
５が接続されている。One output terminal 2a of rectifier 2 and DC load 6
The boosting coil 3 and the diode 4 are connected in series between the first terminal 6a and the first terminal 6a. A resistor 8 is connected between the other output terminal 2b of the rectifier 2 and the other terminal 6b of the DC load 6. The capacitor 5 is connected between the terminals (6a, 6b) of the DC load 6.
【００１５】昇圧コイル３とダイオード４の接続点と、
直流負荷６の他方端子６ｂと抵抗８の接続点の間に昇圧
コイル３と直列に接続する電流分路スイッチ（ＭＯＳＦ
ＥＴスイッチ）７の導通路が設けられている。A connection point between the step-up coil 3 and the diode 4;
A current shunt switch (MOSF) connected in series with the booster coil 3 between the connection point between the other terminal 6b of the DC load 6 and the resistor 8
(ET switch) 7 is provided.
【００１６】上記ＭＯＳＦＥＴスイッチ７の導通期間を
制御するパルス幅変調器を含む制御機構が設けられてい
る。交流電流検出回路２０は、整流器２の他方出力端子
２ｂの信号を入力する。交流電流検出回路２０の出力は
乗算器２１の一方入力に供給される。A control mechanism including a pulse width modulator for controlling the conduction period of the MOSFET switch 7 is provided. The AC current detection circuit 20 inputs the signal of the other output terminal 2b of the rectifier 2. The output of the AC current detection circuit 20 is supplied to one input of a multiplier 21.
【００１７】直流電圧検出回路１４は、ダイオード４と
直流負荷６の一方端子６ａの接続点である直流出力端子
１６の信号を入力する。直流電圧検出回路１４には基準
電圧発生回路１５による基準電圧が供給される。これに
より、直流電圧検出回路１４は、基準電圧と比較して得
られる直流出力に比例した信号出力を得る。この直流電
圧検出回路１４の出力は、乗算器２１の他方入力に供給
される。The DC voltage detection circuit 14 inputs a signal at a DC output terminal 16 which is a connection point between the diode 4 and one terminal 6a of the DC load 6. The DC voltage detection circuit 14 is supplied with a reference voltage from a reference voltage generation circuit 15. Thereby, the DC voltage detection circuit 14 obtains a signal output proportional to the DC output obtained by comparing with the reference voltage. The output of the DC voltage detection circuit 14 is supplied to the other input of the multiplier 21.
【００１８】交流電圧検出回路１９は、整流器２の一方
出力端子２ａの信号を入力する。交流電圧検出回路１９
の出力と上記乗算器２１の出力は、比較回路２２のそれ
ぞれの入力となる。比較回路２２の出力はパルス幅変調
器２３に入力される。このパルス幅変調器２３の出力が
ＭＯＳＦＥＴスイッチ７のゲートを制御する。The AC voltage detection circuit 19 receives a signal at one output terminal 2a of the rectifier 2. AC voltage detection circuit 19
And the output of the multiplier 21 become the respective inputs of the comparison circuit 22. The output of the comparison circuit 22 is input to the pulse width modulator 23. The output of the pulse width modulator 23 controls the gate of the MOSFET switch 7.
【００１９】パルス幅変調器２３は、ＭＯＳＦＥＴスイ
ッチ７に対して、比較回路２２による交流電圧検出回路
１９の出力と乗算器２１の出力との差信号に応じたデュ
ーティパルスを提供する。デューティパルスは、入力交
流電圧及び直流負荷電圧の変動に対して一定周期で連続
的に補償するパルス幅制御信号である。このような構成
により、交流電流波形が交流電圧波形に一致するように
制御される。The pulse width modulator 23 provides the MOSFET switch 7 with a duty pulse corresponding to a difference signal between the output of the AC voltage detection circuit 19 and the output of the multiplier 21 by the comparison circuit 22. The duty pulse is a pulse width control signal for continuously compensating for fluctuations in the input AC voltage and the DC load voltage in a constant cycle. With such a configuration, the control is performed so that the AC current waveform matches the AC voltage waveform.
【００２０】この発明では、直流電圧検出回路１４によ
り得られる直流出力に比例した信号により、交流電流検
出回路２０で得られる交流電流相似信号を乗算器２１に
より減衰制御する。この減衰制御された交流電流相似信
号と、交流電圧検出回路１９で得られる交流電圧相似信
号とを比較回路２２により比較する。比較回路２２によ
り得られる誤差出力は、パルス幅変調器２３の駆動を制
御する。パルス幅変調器２３は、上記誤差出力に応じた
デューティのパルスを出力する。このパルス出力がＡＣ
／ＤＣコンバータ部のＭＯＳＦＥＴスイッチ７を制御す
る。In the present invention, the signal similar to the AC current obtained by the AC current detection circuit 20 is subjected to attenuation control by the multiplier 21 based on the signal proportional to the DC output obtained by the DC voltage detection circuit 14. The comparison circuit 22 compares the AC current similar signal subjected to the attenuation control with the AC voltage similar signal obtained by the AC voltage detection circuit 19. The error output obtained by the comparison circuit 22 controls the driving of the pulse width modulator 23. The pulse width modulator 23 outputs a pulse having a duty according to the error output. This pulse output is AC
/ Controls the MOSFET switch 7 of the DC converter.
【００２１】電力変換の作用は次のようである。ＭＯＳ
ＦＥＴスイッチ７の導通時に、昇圧コイル３に、入力電
圧に比例したエネルギーを蓄え、スイッチ７が非導通の
ときに昇圧コイル３に蓄えたエネルギーを出力コンデン
サ５に放出する。このエネルギー伝達作用が電力伝達を
行っている。エネルギーを蓄える時と、放出する時に、
同じ大きさの回路電流が流れ、これが入力交流電流とな
る。The operation of the power conversion is as follows. MOS
When the FET switch 7 is turned on, energy proportional to the input voltage is stored in the booster coil 3, and when the switch 7 is turned off, the energy stored in the booster coil 3 is released to the output capacitor 5. This energy transfer action performs power transfer. When storing and releasing energy,
A circuit current of the same magnitude flows, which becomes an input alternating current.
【００２２】すなわち、整流器２の端子２ｂ側に接続さ
れた抵抗８には、上記入力交流電流が流れる。従って、
抵抗８の端子２ｂ側の端部において入力交流電流に比例
した波形が得られ、これを交流電流検出回路２０により
第１の信号として取り出し、乗算器２１により減衰ある
いは増幅して交流電流相似波形を得る。That is, the input AC current flows through the resistor 8 connected to the terminal 2b of the rectifier 2. Therefore,
A waveform proportional to the input AC current is obtained at the end of the resistor 8 on the terminal 2b side. The waveform is taken out as a first signal by an AC current detection circuit 20, and is attenuated or amplified by a multiplier 21 to obtain an AC current similar waveform. obtain.
【００２３】一方、整流器２の出力と昇圧コイル３の間
には全波整流された交流電圧が発生しているので、交流
電圧検出回路１９により、交流電圧相似波形の第２の信
号を得る。On the other hand, since a full-wave rectified AC voltage is generated between the output of the rectifier 2 and the booster coil 3, the AC voltage detection circuit 19 obtains a second signal having a waveform similar to the AC voltage.
【００２４】交流電流検出回路２０で得られた交流電流
相似波形の第１の信号は乗算器２１に入力される。この
乗算器２１を制御するのは、直流電圧検出回路１４の出
力信号（第３の信号）である。乗算器２１の出力（第４
の信号）は比較回路２２の一方入力である。The first signal having a waveform similar to the AC current obtained by the AC current detection circuit 20 is input to a multiplier 21. The multiplier 21 is controlled by an output signal (third signal) of the DC voltage detection circuit 14. The output of the multiplier 21 (fourth
) Is one input of the comparison circuit 22.
【００２５】比較回路２２で、交流電流相似波形の第４
の信号と、交流電圧相似波形の第２の信号を比較して第
５の信号を得る。この第５の信号がパルス幅変調器２３
の電圧信号を制御する。パルス幅変調器２３の電圧信号
（第６の信号）は、一定周波数において変化するデュー
ティパルスとなり、ＭＯＳＦＥＴスイッチ７のオン／オ
フを制御する。In the comparison circuit 22, the fourth waveform having a waveform similar to the AC current is output.
And a second signal having a waveform similar to the AC voltage to obtain a fifth signal. This fifth signal is applied to the pulse width modulator 23.
Control the voltage signal. The voltage signal (sixth signal) of the pulse width modulator 23 becomes a duty pulse that changes at a constant frequency, and controls on / off of the MOSFET switch 7.
【００２６】従って、上記交流電流相似波形の第４信号
と交流電圧相似波形の第２信号が一致するように、ＭＯ
ＳＦＥＴスイッチ７のオン／オフが制御されるので、交
流入力電流は交流入力電圧と相似することになり、力率
が限りなく１に近づくことになる。これにより、高調波
電流を減少させる。同時に、直流出力は基準電圧に比例
した値になるように制御されるので、安定した直流電圧
となる。Therefore, the MO signal is set so that the fourth signal having the similar waveform to the AC current and the second signal having the similar waveform to the AC voltage coincide with each other.
Since the ON / OFF of the SFET switch 7 is controlled, the AC input current becomes similar to the AC input voltage, and the power factor approaches 1 infinitely. This reduces the harmonic current. At the same time, the DC output is controlled so as to have a value proportional to the reference voltage, so that a stable DC voltage is obtained.
【００２７】なお、上記パルス幅変調器２３の電圧信号
（第６の信号）は、力率改善を目的とする平滑用のコン
デンサ５への交流入力のチョッピング制御信号であるの
で、上記一定周波数は、当然、交流入力１の周波数より
大きい。Since the voltage signal (sixth signal) of the pulse width modulator 23 is a chopping control signal for AC input to the smoothing capacitor 5 for the purpose of power factor improvement, the constant frequency is Of course, it is higher than the frequency of the AC input 1.
【００２８】また、このパルス幅変調器２３の電圧信号
（第６の信号）は、外部からの一定の周波数信号に同期
させると好ましい場合がある。例えば、電源波形をモニ
タでディスプレイする場合、その水平走査周波数とこの
パルス幅変調器２３の電圧信号を同期させる。これによ
り、水平走査のブランキング期間にＭＯＳＦＥＴスイッ
チ７におけるスイッチングノイズを挿入することがで
き、スイッチングノイズの影響でディスプレイが乱れる
ことはない。In some cases, it is preferable that the voltage signal (sixth signal) of the pulse width modulator 23 be synchronized with a constant frequency signal from the outside. For example, when a power supply waveform is displayed on a monitor, the horizontal scanning frequency and the voltage signal of the pulse width modulator 23 are synchronized. As a result, switching noise in the MOSFET switch 7 can be inserted during the blanking period of horizontal scanning, and the display is not disturbed by the influence of the switching noise.
【００２９】図２は、この発明の第２の実施形態に係る
構成を示す回路ブロック図であり、図１の変形例を示し
ている。図１の構成に比べて、交流電圧検出回路２０の
入力が、整流器２の入力間に接続している点が異なる。
その他の構成は図１と同様である。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a configuration according to a second embodiment of the present invention, and shows a modification of FIG. 1 in that the input of the AC voltage detection circuit 20 is connected between the inputs of the rectifier 2.
Other configurations are the same as those in FIG.
【００３０】上記構成によっても、図１の構成と全く同
様の動作が実現でき、図１の構成と同様の効果が得られ
る。なお、上記２つの実施形態において乗算器２１は減
衰作用を主に示したが、入力交流電圧が小さい場合、増
幅動作も可能である。With the above configuration, the same operation as that of the configuration of FIG. 1 can be realized, and the same effect as that of the configuration of FIG. 1 can be obtained. In the above two embodiments, the multiplier 21 mainly shows the damping action. However, when the input AC voltage is small, an amplifying operation is also possible.
【００３１】上記各実施形態の構成によれば、直流出力
電圧を検出し、基準電圧と比較して得られる第３の信号
に応じ、入力交流電流を検出した第１の信号を減衰また
は増幅して入力交流電流波形に相似した第４の信号を得
る。この第４の信号と入力交流電圧波形に相似した第２
の信号とを比較し、その誤差出力として第５の信号を得
る。第５の信号で、コンバータ部へのパルス幅制御を行
う第６の信号を生成する。デューティ制御パルスとなっ
た第６の信号により分路スイッチが切り換えられ、入力
交流電流が入力交流電圧に相似するように働き、入力電
力の力率を限りなく１に近づけ、入力高調波電流を削減
する。According to the configuration of each of the above embodiments, the DC output voltage is detected, and the first signal from which the input AC current is detected is attenuated or amplified in accordance with the third signal obtained by comparison with the reference voltage. To obtain a fourth signal similar to the input AC current waveform. A second signal similar to the fourth signal and the input AC voltage waveform
To obtain a fifth signal as an error output. A sixth signal for controlling the pulse width to the converter section is generated by the fifth signal. The shunt switch is switched by the sixth signal that has become the duty control pulse, and the input AC current works so as to be similar to the input AC voltage, thereby bringing the power factor of the input power as close to 1 as possible and reducing the input harmonic current. I do.
【００３２】さらに、この発明では、起動時や無負荷状
態において、入力交流電流はほぼゼロで入力交流電流検
出ができなくても、パルス幅制御を行う制御信号は、入
力電圧に比例したものとなる（電圧の１乗特性）。この
場合、出力電圧は入力電圧に依存したものとなり、出力
電圧は安定度がよい。Further, according to the present invention, at start-up or in a no-load state, even if the input AC current is almost zero and the input AC current cannot be detected, the control signal for performing the pulse width control is proportional to the input voltage. (Square characteristic of voltage). In this case, the output voltage depends on the input voltage, and the output voltage has good stability.
【００３３】すなわち、従来の図５の構成の技術では、
図４に示すように、直流出力Ｖｏは、乗算器１１に入力
される電圧系をｘ，ｚ、比較回路１２への電流系をｙと
すると、Ｖｏ＝Ｋ（ｚ・ａｘ＋ｂｙ）…（１）と表わす
ことができる。That is, in the conventional technique having the configuration shown in FIG.
As shown in FIG. 4, assuming that the voltage system input to the multiplier 11 is x and z and the current system to the comparison circuit 12 is y, Vo = K (z · ax + by) (1) Can be expressed as
【００３４】起動時や無負荷時を考えると、負荷電流は
ゼロであるので、上記（１）式において、電流ｙ＝０と
おくと、 Ｖｏ＝Ｋ・ｚ・ａｘ …（２） となり、出力電圧が入力電圧と出力電圧の積で決まる電
圧の２乗特性となり、不安定な回路となり、起動時など
は、安定するまで動作を待機したり、ダミーの負荷を接
続する等の方策が必要である。Since the load current is zero when starting or during no load, if the current y = 0 in the above equation (1), the following equation is obtained: Vo = K · z · ax (2) The voltage becomes a square characteristic of the voltage determined by the product of the input voltage and the output voltage, and the circuit becomes unstable. At the time of start-up, it is necessary to take measures such as waiting for the operation to stabilize or connecting a dummy load. is there.
【００３５】これに対して、本発明の構成の技術の図１
や図２では、図３に示すように、直流出力Ｖｏは、乗算
器２１に入力される電流系ｙ及び電圧系ｚ、比較回路２
２への電圧系ｘとなるから、 Ｖｏ＝Ｋ（ｚ・ａｙ＋ｂｘ） …（３） と表わすことができる。On the other hand, FIG.
In FIG. 2 and FIG. 2, as shown in FIG. 3, the DC output Vo is based on the current system y and the voltage system z input to the multiplier 21,
Since the voltage system x becomes 2, Vo = K (z · ay + bx) (3)
【００３６】起動時や無負荷時を考えると、負荷電流は
ゼロであるので、上記（３）式において、電流ｙ＝０と
おくと、 Ｖｏ＝Ｋ・ｂｘ …（４） となり、出力電圧が入力電圧のみに依存している（電圧
の１乗特性）。つまり、本発明の回路構成によれば、起
動時や無負荷時の条件において、回路の関数が単純であ
り、安定性に優れている。これにより、起動時や無負荷
時の上記従来の方策も必要ない。Considering the start-up time and no load, the load current is zero. Therefore, in the above equation (3), if the current y = 0, then Vo = K · bx (4), and the output voltage becomes It depends only on the input voltage (square characteristic of voltage). That is, according to the circuit configuration of the present invention, the function of the circuit is simple and the stability is excellent under the conditions at the time of startup and no load. This eliminates the need for the above-described conventional measures at the time of startup and no load.
【００３７】上述のようにこの発明によれば、起動時や
無負荷状態において、入力交流電流はほぼゼロで入力交
流電流検出ができなくても、入力交流電流を入力交流電
圧に一致させるようにするためのパルス幅制御を行う制
御信号は、入力電圧に比例したものとなる。よって、出
力電圧は入力電圧に依存したものとなり、出力電圧は安
定度に優れる。As described above, according to the present invention, the input AC current is made to be equal to the input AC voltage at startup or in a no-load state even if the input AC current is almost zero and the input AC current cannot be detected. The control signal for performing the pulse width control for performing the control is proportional to the input voltage. Therefore, the output voltage depends on the input voltage, and the output voltage is excellent in stability.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上、説明したようにこの発明によれ
ば、起動時や無負荷時の条件においても安定した直流電
圧出力が可能で、かつ、入力電流の高調波歪みを抑圧
し、力率を限りなく１に近付ける電力変換回路を提供す
ることができる。As described above, according to the present invention, a stable DC voltage output is possible even under conditions of start-up and no load, and harmonic distortion of input current is suppressed, and power factor is reduced. Can be provided as close to 1 as possible.
【図１】この発明の第１の実施形態に係る昇圧型ＡＣ／
ＤＣコンバータを示す回路ブロック図。FIG. 1 shows a step-up AC / AC according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit block diagram illustrating a DC converter.
【図２】この発明の第２の実施形態であり、図１の構成
の変形例を示す回路ブロック図。FIG. 2 is a circuit block diagram showing a second embodiment of the present invention, showing a modification of the configuration of FIG. 1;
【図３】この発明の効果の一つを説明するための制御動
作に関するブロック概念図。FIG. 3 is a conceptual block diagram relating to a control operation for explaining one of the effects of the present invention.
【図４】図３に比較して説明するための図５の従来技術
の制御動作に関するブロック概念図。4 is a conceptual block diagram related to the control operation of the related art in FIG. 5 for explaining in comparison with FIG. 3;
【図５】従来の昇圧型ＡＣ／ＤＣコンバータを示す回路
ブロック図。FIG. 5 is a circuit block diagram showing a conventional step-up AC / DC converter.
１…交流入力 ２…整流器 ３…昇圧コイル ４…ダイオード ５…出力コンデンサ ６…直流負荷 ７…電流分路スイッチ（ＭＯＳＦＥＴスイッチ） ８…抵抗 １４…直流電圧検出回路 １５…基準電圧発生回路 １６…直流出力端子 １９…交流電圧検出回路 ２０…交流電流検出回路 ２１…乗算器 ２２…比較回路 ２３…パルス幅変調器 REFERENCE SIGNS LIST 1 AC input 2 rectifier 3 step-up coil 4 diode 5 output capacitor 6 DC load 7 current shunt switch (MOSFET switch) 8 resistor 14 DC voltage detection circuit 15 reference voltage generation circuit 16 DC Output terminal 19: AC voltage detection circuit 20: AC current detection circuit 21: Multiplier 22: Comparison circuit 23: Pulse width modulator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 利光 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内 Ｆターム(参考） 5H006 AA02 CA02 CA07 CB01 CB03 CC02 CC08 DA02 DA04 DC02 DC05 5H730 AA18 BB14 BB57 CC04 DD04 FD01 FD11 FD41 FG05 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Toshimitsu Okada 3-3-9, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Toshiba Abu E Co., Ltd. F-term (reference) 5H006 AA02 CA02 CA07 CB01 CB03 CC02 CC08 DA02 DA04 DC02 DC05 5H730 AA18 BB14 BB57 CC04 DD04 FD01 FD11 FD41 FG05
Claims (3)
する、交流入力電力を直流出力電力に変換する電力変換
回路において、 交流入力電力を受ける入力、及び全波整流された交流電
圧を発生する出力を有する整流器と、 前記整流器の出力と負荷端子の一方の間に直列に接続さ
れた昇圧コイル及びダイオードと、 前記負荷端子の間に接続されたコンデンサと、 前記整流器の出力の間に前記昇圧コイルと直列に接続さ
れるスイッチング回路及び抵抗と、 前記昇圧コイルを流れる電流に相似した第１の信号を発
生する電流検出回路と、 前記全波整流された交流電圧に相似した第２の信号を発
生する電圧検出回路と、 前記負荷端子に現れる直流電圧に相似した第３の信号を
発生する電圧検出回路と、 前記第１の信号と第３の信号との積に相当する第４の信
号を発生する乗算器と、 前記第２の信号と前記第４の信号との差を表す第５の信
号を発生する比較回路と、 前記第５の信号に応じてパルス幅を変化させた第６の信
号を発生するパルス幅変調器とを具備し、 前記第６の信号によるパルス幅出力の期間に前記スイッ
チング回路を導通させ、前記コイルに流れる電流波形を
前記全波整流された交流電圧の波形と同形になるように
することを特徴とする電力変換回路。1. A power conversion circuit applied to a DC load connected between load terminals and converting AC input power to DC output power, wherein an input receiving the AC input power and an AC voltage subjected to full-wave rectification are generated. A rectifier having an output, a booster coil and a diode connected in series between the output of the rectifier and one of the load terminals, a capacitor connected between the load terminals, and the output of the rectifier. A switching circuit and a resistor connected in series with the boosting coil; a current detection circuit for generating a first signal similar to a current flowing through the boosting coil; a second signal similar to the full-wave rectified AC voltage A voltage detection circuit that generates a third signal similar to the DC voltage appearing at the load terminal; and a voltage detection circuit that corresponds to a product of the first signal and the third signal. A multiplier that generates a fourth signal; a comparison circuit that generates a fifth signal representing a difference between the second signal and the fourth signal; and a pulse width that changes according to the fifth signal And a pulse width modulator that generates a sixth signal. The switching circuit is turned on during a pulse width output by the sixth signal, and a current waveform flowing through the coil is subjected to the full-wave rectification. A power conversion circuit characterized by having the same shape as the waveform of an AC voltage.
前記第１の信号の増幅または減衰を行い、第４の信号を
出力することを特徴とする請求項１記載の電力変換回
路。2. The power conversion circuit according to claim 1, wherein the multiplier amplifies or attenuates the first signal according to the third signal, and outputs a fourth signal. .
数が、外部からの一定の周波数信号に同期しており、そ
の周波数は交流入力電力の周波数を越えていることを特
徴とする請求項１記載の電力変換回路。3. The frequency of the sixth signal having a pulse width output is synchronized with a constant frequency signal from the outside, and the frequency exceeds the frequency of the AC input power. 2. The power conversion circuit according to 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10203458A JP2000037072A (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Power converting circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10203458A JP2000037072A (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Power converting circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2000037072A true JP2000037072A (en) | 2000-02-02 |
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ID=16474468
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP10203458A Pending JP2000037072A (en) | 1998-07-17 | 1998-07-17 | Power converting circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000037072A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004095682A1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor improving circuit |
| US7202640B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-04-10 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor improving circuit |
| US7466110B2 (en) | 2004-08-27 | 2008-12-16 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor improving circuit |
| CN115189557A (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-14 | 中广核新能源六安有限公司 | Method and device for suppressing second harmonic current of direct current transmission system |
-
1998
- 1998-07-17 JP JP10203458A patent/JP2000037072A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004095682A1 (en) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor improving circuit |
| US7183753B2 (en) | 2003-04-22 | 2007-02-27 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor correction circuit |
| US7202640B2 (en) | 2003-09-30 | 2007-04-10 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor improving circuit |
| US7466110B2 (en) | 2004-08-27 | 2008-12-16 | Sanken Electric Co., Ltd. | Power factor improving circuit |
| CN115189557A (en) * | 2022-06-30 | 2022-10-14 | 中广核新能源六安有限公司 | Method and device for suppressing second harmonic current of direct current transmission system |
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