JP2867069B2 - スイッチング電源 - Google Patents
スイッチング電源Info
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- JP2867069B2 JP2867069B2 JP15376090A JP15376090A JP2867069B2 JP 2867069 B2 JP2867069 B2 JP 2867069B2 JP 15376090 A JP15376090 A JP 15376090A JP 15376090 A JP15376090 A JP 15376090A JP 2867069 B2 JP2867069 B2 JP 2867069B2
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は商用交流電源を入力とし、直流電圧を出力す
るスイッチング電源の効率の改善に関するものである。
このようなスイッチング電源の例として従来、第１図に
示すような回路が提案されている。
るスイッチング電源の効率の改善に関するものである。
このようなスイッチング電源の例として従来、第１図に
示すような回路が提案されている。
第１図において、商用交流電源１に接続された全波整
流器２の出力にコンデンサ３を接続し、前記コンデンサ
３の両端にトランス４の１次巻線５とオン・オフ動作を
行うスイッチング素子10を直列に接続し、トランス４の
２次巻線６の両端にダイオード７とコンデンサ８を直列
に接続して、前記コンデンサ８の両端には電気的負荷９
を接続して直流電圧を供給する。
流器２の出力にコンデンサ３を接続し、前記コンデンサ
３の両端にトランス４の１次巻線５とオン・オフ動作を
行うスイッチング素子10を直列に接続し、トランス４の
２次巻線６の両端にダイオード７とコンデンサ８を直列
に接続して、前記コンデンサ８の両端には電気的負荷９
を接続して直流電圧を供給する。
誤差増幅器12はコンデンサ８の両端の直流電圧を一方
の入力とし、予め定められた基準電圧13を他方の入力と
して、それらの差電圧を増幅し、その出力はパルス発生
器11に接続されている。パルス発生器11は、誤差増幅器
12の出力信号を入力とし、直流電圧が基準電圧13より大
きくなった時には、スイッチング素子10のオン時間を短
くし、反対に直流電圧が基準電圧13より小さくなった時
にはスイッチング素子10のオン時間を長くするようなパ
ルスを発生して直流電圧を安定化するように動作する。
の入力とし、予め定められた基準電圧13を他方の入力と
して、それらの差電圧を増幅し、その出力はパルス発生
器11に接続されている。パルス発生器11は、誤差増幅器
12の出力信号を入力とし、直流電圧が基準電圧13より大
きくなった時には、スイッチング素子10のオン時間を短
くし、反対に直流電圧が基準電圧13より小さくなった時
にはスイッチング素子10のオン時間を長くするようなパ
ルスを発生して直流電圧を安定化するように動作する。
駆動回路11は、パルス発生器11の出力を増幅し、スイ
ッチング素子10を駆動する。
ッチング素子10を駆動する。
しかし、上記従来例のようなスイッチング電源におい
ては、等価的に全波整流器を構成するダイオードが２個
直列に接続された回路を入力電流が流れることになるの
で、１次側の整流に伴いダイオード２個分の損失を生じ
る結果、効率が悪い欠点があった。
ては、等価的に全波整流器を構成するダイオードが２個
直列に接続された回路を入力電流が流れることになるの
で、１次側の整流に伴いダイオード２個分の損失を生じ
る結果、効率が悪い欠点があった。
本考案の目的は、かかる欠点を改善するための回路を
提供することにある。
提供することにある。
第１の実施案 第２図は、本発明の第１の実施例を示す。
第２図の回路の構成と動作について、第３図の動作波
形図を用いて説明する。
形図を用いて説明する。
第２図において、第１図で説明したものと同じもの
は、同じ符号を付けている。第２図において、商用交流
電源１にコンデンサ３を接続し、前記コンデンサ３の両
端に、反対の極性になるように直列に接続したダイオー
ド16と17とトランス４の１次巻線５を直列に接続し、ダ
イオード16と17にそれぞれ並列にスイッチング素子18と
19を接続し、トランス４の２次巻線６の両端にダイオー
ド７とコンデンサ８を直列に接続し、トランス４の３次
巻線14の両端にダイオード７とコンデンサ８を直列に接
続し、コンデンサ８の両端には電気的負荷９を接続して
直流電圧を供給する。ここで上記トランス４の巻線は図
２において、それぞれ黒丸を付した側を同一の極性と
し、トランス４の２次巻線６と３次巻線14の巻数は同じ
ものとする。
は、同じ符号を付けている。第２図において、商用交流
電源１にコンデンサ３を接続し、前記コンデンサ３の両
端に、反対の極性になるように直列に接続したダイオー
ド16と17とトランス４の１次巻線５を直列に接続し、ダ
イオード16と17にそれぞれ並列にスイッチング素子18と
19を接続し、トランス４の２次巻線６の両端にダイオー
ド７とコンデンサ８を直列に接続し、トランス４の３次
巻線14の両端にダイオード７とコンデンサ８を直列に接
続し、コンデンサ８の両端には電気的負荷９を接続して
直流電圧を供給する。ここで上記トランス４の巻線は図
２において、それぞれ黒丸を付した側を同一の極性と
し、トランス４の２次巻線６と３次巻線14の巻数は同じ
ものとする。
誤差増幅器12は、前記コンデンサ８の両端の直流電圧
を一方の入力とし、予め定められた基準電圧13を他方の
入力として、それらの差電圧を増幅し、その出力はパル
ス発生器11に接続されている。パルス発生器11は、誤差
増幅器12の出力信号を入力とし、直流電圧が基準電圧13
より大きくなった時には、スイッチング素子18と19のオ
ン時間を短くし、反対に、直流電圧が基準電圧13より小
さくなった時には、スイッチング素子18と19のオン時間
を長くするようなパルスを発生して、直流電圧を安定化
するように動作する。駆動回路20と21は、パルス発生器
11の出力を増幅し、スイッチング素子18と19を駆動す
る。コンデンサ３は、入力電流から上記スイッチングに
よって発生する高周波成分を除去する。
を一方の入力とし、予め定められた基準電圧13を他方の
入力として、それらの差電圧を増幅し、その出力はパル
ス発生器11に接続されている。パルス発生器11は、誤差
増幅器12の出力信号を入力とし、直流電圧が基準電圧13
より大きくなった時には、スイッチング素子18と19のオ
ン時間を短くし、反対に、直流電圧が基準電圧13より小
さくなった時には、スイッチング素子18と19のオン時間
を長くするようなパルスを発生して、直流電圧を安定化
するように動作する。駆動回路20と21は、パルス発生器
11の出力を増幅し、スイッチング素子18と19を駆動す
る。コンデンサ３は、入力電流から上記スイッチングに
よって発生する高周波成分を除去する。
以上の回路構成において、定状状態の動作について、
第３図の動作波形図を用いて説明する。
第３図の動作波形図を用いて説明する。
商用周波数の半サイクルにおいて、商用交流電圧（図
３のＡ）の極性がダイオード17が順方向にバイアスされ
る向きである時（図３のＢ）、ダイオード17の両端の電
圧（図３のＣ）は、順方向の電圧降下分であり、一方、
この時ダイオード16は逆方向にバイアスされて、その両
端の電圧は、スイッチング素子のオン・オフによって発
生するスッチング波形（図３のＤ）となる。
３のＡ）の極性がダイオード17が順方向にバイアスされ
る向きである時（図３のＢ）、ダイオード17の両端の電
圧（図３のＣ）は、順方向の電圧降下分であり、一方、
この時ダイオード16は逆方向にバイアスされて、その両
端の電圧は、スイッチング素子のオン・オフによって発
生するスッチング波形（図３のＤ）となる。
１次回路を流れる電流は、スイッチングに伴い、交流
電源１からトランス４の１次巻線５、スイッチング素子
18、ダイオード17を通り交流電源１に戻る。商用周波数
の次の半サイクルでは、反対に、交流電源１からスイッ
チング素子19、ダイオード16、トランス４の１次巻線５
を通り交流電源１に戻る。
電源１からトランス４の１次巻線５、スイッチング素子
18、ダイオード17を通り交流電源１に戻る。商用周波数
の次の半サイクルでは、反対に、交流電源１からスイッ
チング素子19、ダイオード16、トランス４の１次巻線５
を通り交流電源１に戻る。
この結果、トランス４の１次巻線５の電圧は、図３の
Ｅに示す波形のようになり、トランス４の３次巻線14に
はこれと同じ極性の電圧、トランス４の２次巻線６に
は、反対の極性の電圧を発生する。（図３のＦ）。
Ｅに示す波形のようになり、トランス４の３次巻線14に
はこれと同じ極性の電圧、トランス４の２次巻線６に
は、反対の極性の電圧を発生する。（図３のＦ）。
トランス４の２次巻線６の電圧とトランス４の３次巻
線14の電圧は、それぞれダイオード７とダイオード15で
整流されて、突合わせられ、コンデンサ８により平滑さ
れて直流電圧になり負荷９に供給される。
線14の電圧は、それぞれダイオード７とダイオード15で
整流されて、突合わせられ、コンデンサ８により平滑さ
れて直流電圧になり負荷９に供給される。
以上のように、図２に示す構成例のようなスイッチン
グ電源においては、等価的に１次側の整流に伴う損失を
ダイオード１個分の損失とすることができる結果、従来
例に比べて効率を改善することができる。
グ電源においては、等価的に１次側の整流に伴う損失を
ダイオード１個分の損失とすることができる結果、従来
例に比べて効率を改善することができる。
ここで、スイッチング素子にMOSFETを使用した場合に
は、ダイオード16とダイオード17の代わりに、素子に内
蔵された寄生のダイオードを使用することができるの
で、回路構成をより簡単にできる利点がある。
は、ダイオード16とダイオード17の代わりに、素子に内
蔵された寄生のダイオードを使用することができるの
で、回路構成をより簡単にできる利点がある。
第２の実施例 第４図は、本発明の第２の実施例を示す。
第４図の回路の構成と動作について、第３図の動作波
形図を用いて説明する。第４図において、第２図で説明
したものと同じものは同じ符号を付けている。第４図に
おいて、振り分け回路24は、商用交流電源を検出して、
第３図のＦに示すように、商用交流電源の半サイクル毎
に反転する信号を出力し、その出力は、それぞれ、論理
和回路22、23の一方の端子に接続される。論理和回路2
2、23の他方の端子には、前記パルス発生器11の出力が
接続される。
形図を用いて説明する。第４図において、第２図で説明
したものと同じものは同じ符号を付けている。第４図に
おいて、振り分け回路24は、商用交流電源を検出して、
第３図のＦに示すように、商用交流電源の半サイクル毎
に反転する信号を出力し、その出力は、それぞれ、論理
和回路22、23の一方の端子に接続される。論理和回路2
2、23の他方の端子には、前記パルス発生器11の出力が
接続される。
振り分け回路24の出力は、商用交流電源の半サイクル
毎に、順方向バイアスされるような極性のダイオード側
に並列に接続されたスイッチング素子を商用周波数の半
サイクルの期間オンする。この期間、他方のスイッチン
グ素子は、第１の実施例の場合と同様にパルス発生器11
の出力信号によって、商用周波数より高い周波数でオン
・オフされる。この結果、オンした時の電圧降下がダイ
オード順方向の電圧降下より小さくなるようなスイッチ
ング素子を用いれば、第１の実施例の場合よりも整流に
伴う損失を減らせるので、効率をより改善することがで
きる。
毎に、順方向バイアスされるような極性のダイオード側
に並列に接続されたスイッチング素子を商用周波数の半
サイクルの期間オンする。この期間、他方のスイッチン
グ素子は、第１の実施例の場合と同様にパルス発生器11
の出力信号によって、商用周波数より高い周波数でオン
・オフされる。この結果、オンした時の電圧降下がダイ
オード順方向の電圧降下より小さくなるようなスイッチ
ング素子を用いれば、第１の実施例の場合よりも整流に
伴う損失を減らせるので、効率をより改善することがで
きる。
第３の実施例 第５図は、本発明の第３の実施例を示す。
第５図の回路の構成と動作について説明する。第５図
において第２図で説明したものと同じものは、同じ符号
を付けている。第５図において、パルス発生器26は、誤
差増幅器12の出力を第１の入力とし、入力電流検出回路
25の出力を第２の入力として、直流電圧が基準電圧13よ
り大きくなった時には、スイッチング素子18と19のオン
時間を短くし、直流電圧が基準電圧13より小さくなった
時には、スイッチング素子18と19のオン時間を長くする
ようなパルスを発生して、直流電圧を安定化するように
動作すると共に、入力電流の波形が入力電圧に相似する
ように、スイッチング素子のオン・オフ時間を制御す
る。
において第２図で説明したものと同じものは、同じ符号
を付けている。第５図において、パルス発生器26は、誤
差増幅器12の出力を第１の入力とし、入力電流検出回路
25の出力を第２の入力として、直流電圧が基準電圧13よ
り大きくなった時には、スイッチング素子18と19のオン
時間を短くし、直流電圧が基準電圧13より小さくなった
時には、スイッチング素子18と19のオン時間を長くする
ようなパルスを発生して、直流電圧を安定化するように
動作すると共に、入力電流の波形が入力電圧に相似する
ように、スイッチング素子のオン・オフ時間を制御す
る。
このように動作するスイッチング電源は、力率を高く
できることが知られているので、図５のような回路構成
とすることで、前述のように、１次側の整流に伴う損失
減らすことができる結果、従来の高力率型のスイッチン
グ電源よりも効率を改善することが出来る。
できることが知られているので、図５のような回路構成
とすることで、前述のように、１次側の整流に伴う損失
減らすことができる結果、従来の高力率型のスイッチン
グ電源よりも効率を改善することが出来る。
第１図は、従来のスイッチング電源の基本回路図、第２
図、第４図、第５図は、本発明の実施例を示す回路接続
図、第３図のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは本発明の動
作を説明するための動作波形図。 １……商用交流電源 ２……全波整流器 ３……高周波成分除去用コンデンサ ４……トランス ７、15……整流用ダイオード ８……平滑用コンデンサ ９……電気的負荷 10、18、19……スイッチング素子 11、26……パルス発生器 12……誤差増幅器 13……基準電圧 16、17……ダイオード 20、21……駆動回路 22、23……論理和回路 24……振り分け回路 25……電流検出回路
図、第４図、第５図は、本発明の実施例を示す回路接続
図、第３図のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは本発明の動
作を説明するための動作波形図。 １……商用交流電源 ２……全波整流器 ３……高周波成分除去用コンデンサ ４……トランス ７、15……整流用ダイオード ８……平滑用コンデンサ ９……電気的負荷 10、18、19……スイッチング素子 11、26……パルス発生器 12……誤差増幅器 13……基準電圧 16、17……ダイオード 20、21……駆動回路 22、23……論理和回路 24……振り分け回路 25……電流検出回路
Claims (2)
- 【請求項１】商用交流電源を入力とし、前記商用交流電
源に並列にコンデンサを接続し、前記コンデンサの両端
にトランスの１枚巻線とおよび第１のダイオードと第２
のダイオードを反対の極性になるように直列に接続し、
前記第１のダイオードと並列に第１のスイッチング素
子、前記第２のダイオードと並列に第２のスイッチング
素子をそれぞれ接続し、前記トランスの２次巻線の両端
に第３のダイオードと第２のコンデンサを直列に接続
し、前記トランスの３次巻線の両端に第４のダイオード
と前記第２のコンデンサを直列に接続し、前記第２のコ
ンデンサの両端から直流電圧を出力し負荷に供給するよ
うに構成されたスイッチング電源において、前記第１と
第２のスイッチング素子は、商用周波数より高い周波数
で前記直流電圧が安定化するようにオン・オフ制御され
ることを特徴とするスイッチング電源。 - 【請求項２】前記第１と第２のスイッチング素子は、商
用周波数より高い周波数で前記直流電圧が安定化するよ
うに、オン・オフ制御されると共に商用交流電源の半サ
イクル毎に交互にオンされることを特徴とする特許請求
範囲第１項記載のスイッチング電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15376090A JP2867069B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | スイッチング電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15376090A JP2867069B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | スイッチング電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0446561A JPH0446561A (ja) | 1992-02-17 |
| JP2867069B2 true JP2867069B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=15569535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15376090A Expired - Fee Related JP2867069B2 (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | スイッチング電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867069B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4961258B2 (ja) * | 2007-05-15 | 2012-06-27 | 日立アプライアンス株式会社 | 電力変換装置 |
| JP5700373B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2015-04-15 | ニチコン株式会社 | スイッチング電源装置 |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP15376090A patent/JP2867069B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0446561A (ja) | 1992-02-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |