JP4207824B2 - スイッチング電源装置 - Google Patents
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Description
出力電圧Vout≧ 交流入力電圧Vin×√2 (1)
になるように昇圧チョッパ回路を昇圧動作させている。このため、入力される交流電圧Vinが高くなるほど出力電圧を高電圧に昇圧させる必要がある。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るスイッチング電源装置に適応可能な力率改善回路の構成を示す図である。図1を参照して、この力率改善回路の構成について説明する。
基準電圧Vref1-1 >基準電圧Vref1-2 (2)
という大小関係がある。
初めに、比較器29の+入力端子は、臨界検出用巻線3bを介してGNDに接続された状態になっており、同時に、比較器29の−入力端子に基準電圧が入力されている。比較器29では、両入力電圧が比較され、+入力端子の電圧の方が低電位であるので、比較器29からローレベルの信号がRSフリップフロップ30に出力されている。
このとき、スイッチング素子4のオン時間を決定するオン時間決定回路は、定電流回路25からコンデンサ26に定電流の充電電流を供給する。このとき、コンデンサ26の端子電圧は時間に比例して徐々に上昇し、比較器27の+入力端子の電圧が上昇する。
誤差増幅回路の応答特性はスイッチング周波数に比べ十分遅い応答性を有するため、スイッチング素子4のオン時間を決定するオン時間決定回路の、比較器27の−入力端子に接続されている誤差電圧Vgoは比較器27の+入力端子に接続されているコンデンサ26の端子電圧の変化に比べてきわめて遅い。
次に、昇圧用リアクトル3に蓄えられていたエネルギーの放出が終了すると、臨界検出用巻線3bに逆起電圧が発生し、臨界検出用巻線3bの電圧が反転する。この電圧は基準電圧28と比較器29により比較され、タイミングt3において、比較器29からローレベルの信号がRSフリップフロップ30とNOR回路31に出力される。
スイッチング素子4のゲート端子に入力されていた駆動信号がローレベルに切り替わりオフ制御される時点は、比較器27の+入力端子に接続されているコンデンサ26の端子電圧が上昇し、比較器27の−入力端子に接続されている誤差電圧Vgoと比較して、コンデンサ26の端子電圧が誤差電圧Vgoより大きくなった時点であり、この誤差電圧Vgoは出力電圧の状況に応じて、レベル調節される。
定格出力時においては、交流電圧Vinが例えば90Vから250Vまで連続して上昇したときには、図5に示すように、コンダクタンスアンプ23から出力される誤差電圧Vgoは下降カーブを描く特性になる。
本実施の形態によれば、負荷が重くなり出力電圧Vout が低下すると、コンダクタンスアンプ23から出力される誤差電圧Vgoが大きくなる。この誤差電圧Vgoが大きくなり基準電圧Vref2を超えた場合、コンパレータ59からハイレベルの切替信号がFET57に出力されてFET57がオンする。この結果、抵抗56をバイパスするので、コンダクタンスアンプ23に入力される基準電圧Vref1は、基準電圧Vref1-1からVref1-2に切り替わり小さくなる。
図8は、本発明の第2の実施の形態に係るスイッチング電源装置に適応可能な力率改善回路の構成を示す図である。図8を参照して、この力率改善回路の構成について説明する。なお、本実施の形態では、図2に示す第1の実施の形態における基本的構成と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
3 昇圧用リアクトル
4 スイッチング素子
5 出力ダイオード
6 平滑コンデンサ
8 制御回路
40 フイルタ回路
51 誤差電圧比較回路
52 基準電圧切替回路
61 誤差電圧/インピーダンス変換回路
62 基準電圧生成回路
Claims (5)
- 入力される交流電圧を昇圧用リアクトルを介してスイッチング素子によりオンオフ制御して交流電圧よりも高い直流電圧に変換して出力電圧を供給するスイッチング電源装置であって、
前記出力電圧と第1の基準電圧との差からなる誤差電圧を生成する誤差増幅回路と、
定電流が供給されるコンデンサの充電電圧が前記誤差電圧よりも大きくなった場合にオン時間決定値に達したことを示すオン時間決定信号を出力するとともに、前記スイッチング素子をオンするまで該コンデンサの電荷を放電するオン時間決定回路と、
前記昇圧用リアクトルに設けられた臨界検出用巻線に生じた電圧が所定値よりも高い場合及びオン時間決定値に達したときに前記スイッチング素子をオフするように制御して前記出力電圧を安定化する制御回路と、
前記制御回路により生成される誤差電圧を第2の基準電圧と比較して誤差電圧の方が大きいときに切替信号を出力する誤差電圧比較回路と、
前記誤差電圧比較回路からの切替信号に応じて第1の基準電圧よりも低い別の基準電圧に切り替えて前記制御回路に出力する基準電圧切替回路とを備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記誤差電圧比較回路は、
前記第2の基準電圧にヒステリシス特性を有することを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 前記制御回路と前記誤差電圧比較回路との間に、
前記制御回路により生成される誤差電圧を遅延するフィルタを備えたことを特徴とする請求項1記載のスイッチング電源装置。 - 入力される交流電圧を昇圧用リアクトルを介してスイッチング素子によりオンオフ制御して交流電圧よりも高い直流電圧に変換して出力電圧を供給するスイッチング電源装置であって、
前記出力電圧と第1の基準電圧との差からなる誤差電圧を生成する誤差増幅回路と、
定電流が供給されるコンデンサの充電電圧が前記誤差電圧よりも大きくなった場合にオン時間決定値に達したことを示すオン時間決定信号を出力するとともに、前記スイッチング素子をオンするまで該コンデンサの電荷を放電するオン時間決定回路と、
前記昇圧用リアクトルに設けられた臨界検出用巻線に生じた電圧が所定値よりも高い場合及びオン時間決定値に達したときに前記スイッチング素子をオフするように制御して前記出力電圧を安定化する制御回路と、
前記制御回路により生成される誤差電圧に応じて変化する電圧/インピーダンス変換回路と、
前記電圧/インピーダンス変換回路から生成された抵抗値により誤差電圧が大きくなるほど低くなる第1の基準電圧を生成する基準電圧生成回路とを備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記制御回路と前記電圧/インピーダンス変換回路との間に、
前記制御回路により生成される誤差電圧を遅延するフィルタを備えたことを特徴とする請求項4記載のスイッチング電源装置。
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