JPH07312862A - スイッチングレギュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チョークコイルとコンデンサより成る平滑用
フィルタ回路を用いて例えばＡＣ１００Ｖ入力とＡＣ２
００Ｖ入力に対応する。 【構成】 切り換えスイッチＳＷ１がショートに設定さ
れた状態で交流信号の正と負の半サイクル時にトランジ
スタＱ１がオンになると、磁気的に結合しているチョー
クコイルＬ１１、Ｌ２１にエネルギが蓄積される。同時
にコンデンサＣ２１、Ｃ２２に充電されていた電圧が放
電され、トランジスタＱ１を介して流れて高周波トラン
スＴの１次巻線Ｌ１にエネルギが蓄積される。正と負の
半サイクル時にトランジスタＱ１がオフになると、チョ
ークコイルＬ１１、Ｌ１２から電流がコンデンサＣ２
１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ１１、Ｌ１２のエ
ネルギがそれぞれコンデンサＣ２１、Ｃ２２に移る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チョークコイルとコン
デンサより成るフィルタ回路により整流電圧を平滑化す
るスイッチングレギュレータに関し、例えばＡＣ１００
Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ入力に対応可能なスイッチングレ
ギュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電源回路では、整流電圧を大容量
の電解コンデンサにより直接に平滑化する所謂コンデン
サ入力型の代わりに、チョークコイルとコンデンサより
成るフィルタ回路により整流電圧を平滑化する回路が知
られている。従来、この種のスイッチングレギュレータ
として単一の交流電圧に対応したものでは、例えば特開
平２−２１３５８号公報に示すように第１及び第２のス
イッチング素子を共用したものや、９２’スイッチング
電源シンポジウム資料（平成２年２月２４日〜）Ｓ７−
３−１〜Ｓ７−３−１１「ディザー整流回路によるスイ
ッチング電源の入力電流波形改善」に示すように非線形
回路の制御信号に高周波ディザー信号を重畳する方法な
どが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばＡＣ
１００Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ入力に対応するためには、
ＡＣ１００Ｖ入力時には倍電圧整流し、ＡＣ２００Ｖ入
力時には全波整流する方法が考えられる。しかしなが
ら、チョークコイルとコンデンサより成る平滑用フィル
タ回路を用いてＡＣ１００Ｖ入力、ＡＣ２００Ｖ入力に
それぞれ対応するように構成された各スイッチングレギ
ュレータでは、使用される回路素子のパラメータが全く
異なるので、ＡＣ１００Ｖ入力時には倍電圧整流し、Ａ
Ｃ２００Ｖ入力時には全波整流するように切り換えても
ＡＣ１００Ｖ入力時とＡＣ２００Ｖ入力時に対応するこ
とができないという問題点がある。

【０００４】本発明は上記従来の問題点に鑑み、チョー
クコイルとコンデンサより成る平滑用フィルタ回路を用
いて例えばＡＣ１００Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ入力に対応
することができるスイッチングレギュレータを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、半波整流された直流電圧を第１のチョーク
コイル及び第１のコンデンサにより平滑化する第１のフ
ィルタと、半波整流された直流電圧を前記第１のチョー
クコイルに対してお互いに磁気的に結合された第２のチ
ョークコイル及び第２のコンデンサにより平滑化する第
２のフィルタと、倍電圧整流時に交流電圧の正側、負側
がそれぞれ半波整流された各直流電圧を取り出して交流
電圧の正側の期間において第１のフィルタに印加すると
共に交流電圧の負側の期間において第２のフィルタに印
加し、全波整流時に交流電圧が全波整流された直流電圧
を取り出して第１及び第２のフィルタに印加する切り換
え手段とを有することを特徴とする。

【０００６】本発明はまた、第１、第２のチョークコイ
ルに対してそれぞれ可飽和チョークコイルが直列に接続
されていることを特徴とする。本発明はまた、可飽和チ
ョークコイルのコアがそれぞれ前記第１、第２のチョー
クコイルのコアに対して一体で形成されていることを特
徴とする。本発明はまた、更に、倍電圧整流時に交流電
圧の正側の期間において第１のフィルタを通過する電圧
をスイッチングすると共に交流電圧の負側の期間におい
て第２のフィルタを通過する電圧をスイッチングし、全
波整流時に前記第１及び第２のフィルタを通過する電圧
をスイッチングするスイッチング素子と、第１及び第２
のフィルタにより平滑化された電圧を更に平滑化する平
滑化回路と、平滑化回路により平滑化された電圧が所定
の直流電圧になるように前記スイッチング素子のオン、
オフを制御するチョッパ制御回路とを有することを特徴
とする。

【０００７】

【作用】本発明では、第１、第２のフィルタの各第１、
第２のチョークコイルがお互いに磁気的に結合されてい
るので、交流電圧の正側と負側の期間において半波整流
された各直流電圧が第１、第２のフィルタの両方により
平滑化されて倍電圧整流され、したがって、例えばＡＣ
１００Ｖ入力に対応することができる。また、全波整流
時には交流電圧が全波整流された直流電圧が第１及び第
２のフィルタを通過して平滑化されるので、例えばＡＣ
２００Ｖ入力に対応することができる。したがって、チ
ョークコイルとコンデンサより成る平滑用フィルタ回路
を用いて例えばＡＣ１００Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ入力に
対応することができる。

【０００８】本発明ではまた、第１、第２のチョークコ
イルにそれぞれ可飽和チョークコイルが直列に接続され
ているので、第１、第２のチョークコイルに印加される
電圧の時期が可飽和チョークコイルにより遅くなる。し
たがって、軽負荷時にスイッチングパルス幅が狭くなっ
た場合に第１、第２のコンデンサの充電電圧が最初に低
下することによって後段の平滑回路が安定して動作する
ことができ、また、第１、第２のコンデンサとして耐圧
を下げて小さなものを用いることができる。

【０００９】本発明ではまた、可飽和チョークコイルの
コアがそれぞれ前記第１、第２のチョークコイルのコア
に対して一体で形成されているので小型化することがで
きる。本発明ではまた、第１、第２のフィルタにより平
滑された電圧とこの電圧を更に平滑化する後段の回路の
制御を１つのスイッチング素子により制御するので、小
型の回路で例えばＡＣ１００Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ入力
に対応することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は本発明に係るスイッチングレギュレータの
一実施例を示す回路図である。図１において、切り換え
スイッチＳＷ１はＡＣ１００Ｖ入力時（倍電圧整流時）
にはショート状態に設定され、他方、ＡＣ２００Ｖ入力
時（全波整流時）にはオープン状態に設定される。ＡＣ
１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖの商用交流電源１にはダイオ
ードブリッジ２が接続され、ダイオードブリッジ２では
全波整流された直流信号が出力側２１から第１の電力
変換部３に出力されて入力側２２に戻る。

【００１１】また、ダイオードブリッジ２により整流さ
れない交流信号は、正側の半サイクルの区間では出力
側２１から第１の電力変換部３に出力され、切り換えス
イッチＳＷ１、接続点２３を介して交流電源１側に戻
る。他方、負側の半サイクルの区間では交流電源１か
ら接続点２３、切り換えスイッチＳＷ１を介して第１の
電力変換部３に、入力側２２に戻る。したがって、ダイ
オードブリッジ２と切り換えスイッチＳＷ１は交流信号
を正側の区間と負側の区間において半波整流するよ
うに構成されている。

【００１２】第１の電力変換部３はダイオードＤ１１、
Ｄ１２と、スイッチング素子であるＭＯＳトランジスタ
Ｑ１と、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２と、可飽和チョ
ークコイルＬ２１、Ｌ２２と、平滑コンデンサＣ２１、
Ｃ２２と、フライホイールダイオードＤ２１、Ｄ２２
と、抵抗Ｒ１、Ｒ２と、コンデンサＣ３１、Ｃ３２によ
り構成されている。

【００１３】チョークコイルＬ１１及び平滑コンデンサ
Ｃ２１とチョークコイルＬ１２及び平滑コンデンサＣ２
２はそれぞれ、トランジスタＱ１のオン、オフにより交
流電圧の正側、負側の区間、における各半波整流電
圧をチョップして平滑化する正フィルタ（Ｌ１１、Ｃ２
１）、負フィルタ（Ｌ１２、Ｃ２２）を構成し、また、
チョークコイルＬ１１、Ｌ１２はお互いに磁気的に結合
している。なお、この第１の電力変換部３における下２
桁の参照番号では、トランジスタＱ１より上に示されて
いる正用の回路部品の参照記号の末尾には「１」が、ま
た、トランジスタＱ１より下に示されている負用の回路
部品の参照記号の末尾には「２」が付されている。

【００１４】第１の電力変換部３の後段には第２の電力
変換部４が接続され、この第２の電力変換部４は上記ト
ランジスタＱ１及びコンデンサＣ２１、Ｃ２２と、ダイ
オードＤ３と、高周波トランスＴ（図の１次巻線Ｌ１及
び２次巻線Ｌ２）と、整流ダイオードＤ４と平滑コンデ
ンサＣ４により構成されている。したがって、トランジ
スタＱ１とコンデンサＣ２１、Ｃ２２は第１及び第２の
電力変換部３、４において共用されている。平滑コンデ
ンサＣ４の両端には負荷ＲＬが接続され、また、ダイオ
ードＤ４と平滑コンデンサＣ４の接続点からチョッパ制
御部５により直流電圧が検出され、この直流電圧が所定
値になるようにトランジスタＱ１がパルス幅制御（ＰＷ
Ｍ）される。

【００１５】上記構成を詳細に説明する。ダイオードブ
リッジ２の出力側２１及び入力側２２はそれぞれ、ノイ
ズ吸収用のコンデンサＣ１１、Ｃ２１（平滑コンデンサ
ではない）の各一端と、可飽和チョークコイルＬ２１、
Ｌ２２の各一端と、ダイオードＤ２１のカソード及びダ
イオードＤ２２のアノードと、抵抗Ｒ１、Ｒ２の各一端
に接続されている。これに対し、接続点２３は、切り換
えスイッチＳＷ１を介してコンデンサＣ１１、Ｃ２１の
各他端と、ダイオードＤ１１のアノードと、ダイオード
Ｄ１２のカソードに接続されている。

【００１６】可飽和チョークコイルＬ２１、Ｌ２２の各
他端はそれぞれチョークコイルＬ１１、Ｌ１２の各一端
に接続され、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２の各他端の
間にはトランジスタＱ１が接続されている。チョークコ
イルＬ１１、Ｌ１２の各他端はまた、それぞれダイオー
ドＤ１１のカソード及びダイオードＤ１２のアノード
と、平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２の各一端に接続され
ている。平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２の各他端はそれ
ぞれダイオードＤ２１のアノードとダイオードＤ２２の
カソードに接続され、ダイオードＤ２１、Ｄ２２の各両
端にはそれぞれ、抵抗Ｒ１、Ｒ２及びコンデンサＣ３
１、Ｃ３２より成る直列回路が接続されている。

【００１７】平滑コンデンサＣ２１の他端はまたダイオ
ードＤ３のカソードに接続され、ダイオードＤ３のアノ
ードと平滑コンデンサＣ２２の他端の間には高周波トラ
ンスＴの１次巻線Ｌ１が接続されている。高周波トラン
スＴの２次巻線Ｌ２の両端には整流ダイオードＤ４を介
して平滑コンデンサＣ４が並列に接続されている。次
に、上記実施例の動作を説明する。先ず、図２を参照し
てＡＣ１００Ｖ入力時（切り換えスイッチＳＷ１がショ
ート状態）の動作を説明する。正の半サイクル時にお
いてトランジスタＱ１がオンになると、図２（ａ）に示
すように商用電源１からの電流ｉ１がダイオードブリッ
ジ２の出力側２１から可飽和チョークコイルＬ２１→チ
ョークコイルＬ１１→トランジスタＱ１→ダイオードＤ
２１→切り換えスイッチＳＷ１→接続点側２３に流れ
る。

【００１８】この場合、図３（ｃ）に示すような立ち上
がりの電流ｉ１が流れ、電圧Ｖin１が可飽和チョークコ
イルＬ２１とチョークコイルＬ１１に印加されるので、
チョークコイルＬ１１にエネルギが蓄積されると共に、
チョークコイルＬ１１と磁気的に結合しているチョーク
コイルＬ２１にもエネルギが蓄積される。また、同時に
平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に充電されていた電圧が
放電され、図３（ｆ）に示すような立ち上がりの放電電
流ｉ３がトランジスタＱ１を介して流れて高周波トラン
スＴの１次巻線Ｌ１にエネルギが蓄積される。更に、第
２の電力変換部４の整流ダイオードＤ４がオフになり、
また、平滑コンデンサＤ４の充電電圧が放電されて負荷
ＲＬに供給される。

【００１９】次いで、正の半サイクル時においてトラ
ンジスタＱ１がオフになると、図２（ｂ）に示すように
チョークコイルＬ１１、Ｌ１２からそれぞれ図３（ｄ）
（ｅ）に示すような立ち下がりの電流ｉ２、ｉ２’が平
滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ
１１、Ｌ１２のエネルギがそれぞれ平滑コンデンサＣ２
１、Ｃ２２に移る。また、同時に高周波トランスＴの１
次巻線Ｌ１に蓄積されていたエネルギにより２次巻線Ｌ
２から図３（ｇ）に示すような立ち下がりの電流ｉ４が
整流ダイオードＤ４を介して流れて平滑コンデンサＣ４
が充電され、更に、平滑コンデンサＤ４の充電電圧が負
荷ＲＬに供給される。

【００２０】次いで、負のサイクル時においてトラン
ジスタＱ１がオンになると、図２（ｃ）に示すように商
用電源１からの電流ｉ１が接続点２３→切り換えスイッ
チＳＷ１→ダイオードＤ１１→トランジスタＱ１→チョ
ークコイルＬ１２→可飽和チョークコイルＬ２２→ダイ
オードブリッジ２の入力側２２に流れ、同様に、磁気的
に結合しているチョークコイルＬ１１、Ｌ１２にエネル
ギが蓄積される。また、同時に平滑コンデンサＣ２１、
Ｃ２２に充電されていた電圧が放電され、放電電流ｉ３
がトランジスタＱ１を介して流れて高周波トランスＴの
１次巻線Ｌ１にエネルギが蓄積される。更に、第２の電
力変換部４の整流ダイオードＤ４がオフになり、また、
平滑コンデンサＤ４の充電電圧が放電されて負荷ＲＬに
供給される。

【００２１】次いで、負のサイクル時においてトラン
ジスタＱ１がオフになると、正の半サイクル時の場合
と同様に、図２（ｂ）に示すようにチョークコイルＬ１
１、Ｌ２１からそれぞれ図３（ｄ）（ｅ）に示すような
立ち下がりの電流ｉ２、ｉ２’が平滑コンデンサＣ２
１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ１１、Ｌ１２のエ
ネルギがそれぞれ平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に移
る。また、同時に高周波トランスＴの１次巻線Ｌ１に蓄
積されていたエネルギにより２次巻線Ｌ２から図３
（ｇ）に示すような立ち下がりの電流ｉ４が整流ダイオ
ードＤ４を介して流れて平滑コンデンサＣ４に充電さ
れ、更に、平滑コンデンサＤ４の充電電圧が負荷ＲＬに
供給される。

【００２２】この場合、負荷ＲＬに供給される出力電圧
は一定になるようにチョッパ制御部５により検出され、
図３（ｂ）に示すようにトランジスタＱ１がオンになる
パルス幅Ｔonが制御される。すなわち、入力電圧Ｖin1
、Ｖin2 が増加した場合には、チョークコイルＬ１
１、Ｌ１２に流れる電流ｉ１が増加するのに伴って平滑
コンデンサＣ２１、Ｃ２２の各充電電圧Ｖc1、Ｖc2が増
加する。その結果、電流ｉ３が増加して負荷ＲＬに供給
される出力電圧が増加し、チョッパ制御部５はこの増加
分に応じてパルス幅Ｔonを狭くすることにより出力電圧
を安定化する制御を行う。

【００２３】これに対し、入力電圧Ｖin1 、Ｖin2 が減
少した場合には、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２に流れ
る電流ｉ１が減少するのに伴って平滑コンデンサＣ２
１、Ｃ２２の各充電電圧Ｖc1、Ｖc2が減少する。その結
果、電流ｉ３が減少して出力電圧が減少し、チョッパ制
御部５はこの減少分に応じてパルス幅Ｔonを広くするこ
とにより出力電圧を安定化する制御を行う。

【００２４】次に、ＡＣ２００Ｖ入力時（切り換えスイ
ッチＳＷ１がオープン）の動作を説明する。トランジス
タＱ１がオンになると、図４に示すように全波整流信号
がダイオードブリッジ２の出力側２１から可飽和チョ
ークコイルＬ２１→チョークコイルＬ１１→トランジス
タＱ１→チョークコイルＬ１２→可飽和チョークコイル
Ｌ２２→ダイオードブリッジ２の入力側２２に流れる。

【００２５】したがって、チョークコイルＬ１１、Ｌ２
１にエネルギが蓄積され、また、同時に平滑コンデンサ
Ｃ２１、Ｃ２２に充電されていた電圧が放電され、図３
（ｆ）に示すような立ち上がりの放電電流ｉ３がトラン
ジスタＱ１を介して流れて高周波トランスＴの１次巻線
Ｌ１にエネルギが蓄積される。更に、第２の電力変換部
４の整流ダイオードＤ４がオフになり、また、平滑コン
デンサＤ４の充電電圧が放電されて負荷ＲＬに供給され
る。

【００２６】次いで、トランジスタＱ１がオフになると
ＡＣ１００Ｖ入力時と同様に、図２（ｂ）に示すように
チョークコイルＬ１１、Ｌ１２からそれぞれ図３（ｄ）
（ｅ）に示すような立ち下がりの電流ｉ２、ｉ２’が平
滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ
１１、Ｌ１２のエネルギがそれぞれ平滑コンデンサＣ２
１、Ｃ２２に移る。また、同時に高周波トランスＴの１
次巻線Ｌ１に蓄積されていたエネルギにより２次巻線Ｌ
２から図３（ｇ）に示すような立ち下がりの電流ｉ４が
平滑コンデンサＣ４に流れて平滑コンデンサＣ４が充電
され、更に、平滑コンデンサＤ４の充電電圧が負荷ＲＬ
に供給される。また、このＡＣ２００Ｖ入力時の場合に
もＡＣ１００Ｖ入力時と同様に、負荷ＲＬに供給される
電流が一定になるようにチョッパ制御部５により検出さ
れ、トランジスタＱ１がオンになるパルス幅Ｔonが制御
される。

【００２７】したがって、上記実施例によれば、チョー
クコイルＬ１１、Ｌ１２が磁気的に結合しているので、
交流信号の正側の区間と負側の区間においてチョー
クコイルＬ１１、Ｌ１２に共にエネルギを蓄積して倍電
圧整流することができ、したがって、チョークコイルＬ
１１、Ｌ１２と平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２より成る
正と負用の平滑用フィルタ回路を用いてＡＣ１００Ｖ入
力とＡＣ２００Ｖ入力に対応することができる。

【００２８】ここで、軽負荷時にトランジスタＱ１がオ
ンになるパルス幅Ｔonが狭くなると、トランスＴに印加
されるパルス幅とチョークコイルＬ１１、Ｌ１２に印加
されるパルスの微少な差によって第２の電力変換部４の
動作が停止し、その結果、１次平滑コンデンサＣ２１、
Ｃ２２の充電電圧が上昇してしまう。そこで、可飽和チ
ョークコイルＬ２１、Ｌ２２を設け、チョークコイルＬ
１１、Ｌ１２に印加される電圧をある時間遅らせること
により、トランスＴに印加されるパルス幅とチョークコ
イルＬ１１、Ｌ１２に印加されるパルス幅に差を発生さ
せて、軽負荷時に１次平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２の
充電電圧を下げるようにして第２の電力変換部４を安定
して動作させることができ、また、コンデンサＣ２１、
Ｃ２２の耐圧を下げることができる。

【００２９】なお、図１に示す例では、可飽和チョーク
コイルＬ２１、Ｌ２２とチョークコイルＬ１１、Ｌ１２
を別個に設けたが、図５（ｂ）に示すようにチョークコ
イルＬ１１、Ｌ１２のコア６内に一部可飽和チョークコ
イルＬ２１、Ｌ２２のコア７を組み込み、１つのコアを
一体化するようにしてもよい。次に、図６を参照して第
２の実施例を説明する。図６では図１に示す回路構成に
対して、高周波トランスＴ’が正用の１次巻線Ｌ３１及
び負用の１次巻線Ｌ３２と２次巻線Ｌ２により構成さ
れ、また、第２の電力変換部４にはダイオードＤ５とチ
ョークコイルＬ３が追加されている。勿論、チョークコ
イルＬ１１、Ｌ１２は同様にお互いに磁気的に結合して
いる。

【００３０】このような構成において、ＡＣ１００Ｖ入
力時（スイッチＳＷ１がオン）の場合には、正の半サイ
クル時においてトランジスタＱ１がオンになると、ダ
イオードブリッジ２の出力側２１からの電流がチョーク
コイルＬ１１→可飽和チョークコイルＬ２１→ダイオー
ドＤ２１→トランジスタＱ１→ダイオードＤ１２→スイ
ッチＳＷ１→接続点側２３に流れ、また、コンデンサＣ
２１→１次巻線Ｌ３１→トランジスタＱ１及びコンデン
サＣ２２→トランジスタＱ１→１次巻線Ｌ３２にも電流
が流れる。

【００３１】この場合、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２
にエネルギが蓄積されると共に、平滑コンデンサＣ２
１、Ｃ２２に充電されていた電圧が放電されて高周波ト
ランスＴ’の１次巻線Ｌ３１、Ｌ３２に電圧が加わり、
これにより２次巻線Ｌ２に電流が流れてこの電圧が第２
の電力変換部４により平滑される。次いで、正の半サイ
クル時においてトランジスタＱ１がオフになると、チ
ョークコイルＬ１１、Ｌ１２から電流がダイオードＤ５
１、Ｄ１２、Ｄ１１、Ｄ５２を介してコンデンサＣ２
１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ１１、Ｌ１２のエ
ネルギがコンデンサＣ２１、Ｃ２２に移る。

【００３２】次いで、負の半サイクル時においてトラ
ンジスタＱ１がオンになると、商用電源１からの電流が
接続点２３→切り換えスイッチＳＷ１→ダイオードＤ１
１→トランジスタＱ１→ダイオードＤ２２→可飽和チョ
ークコイルＬ２２→チョークコイルＬ１２→ダイオード
ブリッジ２の入力側２２に流れ、同様に、磁気的に結合
しているチョークコイルＬ１１、Ｌ１２にエネルギが蓄
積される。この場合も正の半サイクルと同様な動作によ
り２次巻線Ｌ２に電流が流れてこの電圧が第２の電力変
換部４により平滑される。

【００３３】次いで、負のサイクル時にトランジスタ
Ｑ１がオフになると、正の半サイクル時と同様に、チ
ョークコイルＬ１１、Ｌ１２からの電流がダイオードＤ
５１、Ｄ１２、Ｄ１１、Ｄ５２を介してコンデンサＣ２
１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ１１、Ｌ１２のエ
ネルギがコンデンサＣ２１、Ｃ２２に移る。ＡＣ２００
Ｖ入力時（スイッチＳＷ１がオフ）には、トランジスタ
Ｑ１がオンになると、全波整流信号がダイオードブリ
ッジ２の出力側２１からチョークコイルＬ１１→可飽和
チョークコイルＬ２１→ダイオードＤ２１→トランジス
タＱ１→ダイオードＤ２２→可飽和チョークコイルＬ２
２→チョークコイルＬ１２→ダイオードブリッジ２の入
力側２２に流れ、また、コンデンサＣ２１、Ｃ２２がト
ランジスタＱ１を通して１次巻線Ｌ３１、Ｌ３２で放電
される。次いで、トランジスタＱ１がオフになるとチョ
ークコイルＬ１１、Ｌ１２のエネルギがダイオードＤ５
１、Ｄ５２を通り、コンデンサＣ２１、Ｃ２２を充電す
る。

【００３４】図７に示す第３の実施例では可飽和チョー
クコイルが用いられていない。ＡＣ１００Ｖ入力時（ス
イッチＳＷ１がオン）の場合には、正の半サイクル時
においてトランジスタＱ１がオンになると、ダイオード
ブリッジ２の出力側２１からの電流がチョークコイルＬ
１１→１次巻線Ｌ３１→トランジスタＱ１→ダイオード
Ｄ８２→ダイオードＤ６２→スイッチＳＷ１→接続点側
２３に流れる。

【００３５】この場合、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２
にエネルギが蓄積されると共にコンデンサＣ２１、Ｃ２
２の電圧が高周波トランスＴ’の１次巻線Ｌ３１、Ｌ３
２に印加されて２次巻線Ｌ２に電流が流れる。次いで、
トランジスタＱ１がオフになると、チョークコイルＬ１
１、Ｌ１２からの電流が平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２
に流れてチョークコイルＬ１１、Ｌ１２のエネルギが平
滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に移る。

【００３６】次いで、負の半サイクル時においてトラ
ンジスタＱ１がオンになると、商用電源１からの電流ｉ
１が接続点２３→切り換えスイッチＳＷ１→ダイオード
Ｄ６１→ダイオードＤ８１→トランジスタＱ１→１次巻
線Ｌ３２→チョークコイルＬ１２→ダイオードブリッジ
２の入力側２２に流れ、同様に、磁気的に結合している
チョークコイルＬ１１、Ｌ１２にエネルギが蓄積され
る。この場合、高周波トランスＴ’の１次巻線Ｌ３１、
Ｌ３２にトランジスタＱ１を通してコンデンサＣ２１、
Ｃ２２の電圧が印加されることにより２次巻線Ｌ２に電
流が流れる。

【００３７】次いで、負のサイクル時にトランジスタ
Ｑ１がオフになると、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２か
らの電流が平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に流れてチョ
ークコイルＬ１１、Ｌ１２のエネルギがコンデンサＣ２
１、Ｃ２２に移る。ＡＣ２００Ｖ入力時（スイッチＳＷ
１がオフ）には、トランジスタＱ１がオンになると、全
波整流信号がダイオードブリッジ２の出力側２１から
チョークコイルＬ１１→１次巻線Ｌ３１→トランジスタ
Ｑ１→１次巻線Ｌ３２→チョークコイルＬ１２→ダイオ
ードブリッジ２の入力側２２に流れる。この場合、同様
に、磁気的に結合しているチョークコイルＬ１１、Ｌ１
２にエネルギが蓄積され、また、コンデンサＣ２１、Ｃ
２２が１次巻線Ｌ３１、Ｌ３２を通り放電され、次い
で、トランジスタＱ１がオフになるとコンデンサＣ２
１、Ｃ２２が充電される。

【００３８】図８に示す第４の実施例では可飽和チョー
クコイルが用いられず、また、高周波トランスＴは１次
巻線Ｌ１と２次巻線Ｌ２を有する。ＡＣ１００Ｖ入力時
（スイッチＳＷ１がオン）の場合には、正の半サイクル
時においてトランジスタＱ１がオンになると、ダイオ
ードブリッジ２の出力側２１からの電流がチョークコイ
ルＬ１１→１次巻線Ｌ１→トランジスタＱ１→チョーク
コイルＬ１２→ダイオードＤ７２→ダイオードＤ６２→
スイッチＳＷ１→接続点側２３に流れる。この場合、チ
ョークコイルＬ１１、Ｌ１２にエネルギが蓄積されると
共に、コンデンサＣ２１、Ｃ２２の電圧が高周波トラン
スＴ’の１次巻線Ｌ１に加わり、放電する。これによっ
て２次巻線Ｌ２に電流が流れる。

【００３９】次いで、トランジスタＱ１がオフになる
と、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２からの電流が平滑コ
ンデンサＣ２１、Ｃ２２に流れてチョークコイルＬ１
１、Ｌ１２のエネルギが平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２
に移る。次いで、負の半サイクル時においてトランジ
スタＱ１がオンになると、商用電源１からの電流が接続
点２３→切り換えスイッチＳＷ１→ダイオードＤ６１→
ダイオードＤ７１→チョークコイルＬ１２→１次巻線Ｌ
１→トランジスタＱ１→チョークコイルＬ１２→ダイオ
ードブリッジ２の入力側２２に流れ、同様に、磁気的に
結合しているチョークコイルＬ１１、Ｌ１２にエネルギ
が蓄積される。この場合、正の半サイクルと同様な動作
でコンデンサＣ２１、Ｃ２２が放電し、２次巻線Ｌ２に
電流が流れる。

【００４０】次いで、負のサイクル時にトランジスタ
Ｑ１がオフになると、チョークコイルＬ１１、Ｌ１２か
らの電流が平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２に流れてチョ
ークコイルＬ１１、Ｌ１２のエネルギが平滑コンデンサ
Ｃ２１、Ｃ２２に移る。ＡＣ２００Ｖ入力時（スイッチ
ＳＷ１がオフ）には、トランジスタＱ１がオンになる
と、全波整流信号がダイオードブリッジ２の出力側２
１から電流がチョークコイルＬ１１→１次巻線Ｌ１→ト
ランジスタＱ１→チョークコイルＬ１２→→ダイオード
ブリッジ２の入力側２２に流れ、磁気的に結合している
チョークコイルＬ１１、Ｌ１２と１次巻線Ｌ１にエネル
ギが蓄積される。この場合、ＡＣ１００Ｖ入力時と同じ
動作で平滑コンデンサＣ２１、Ｃ２２が１次巻線Ｌ１を
通し放電し、２次巻線Ｌ２に電流が流れる。次いで、ト
ランジスタＱ１がオフになるとコンデンサＣ２１、Ｃ２
２が１次巻線Ｌ１、Ｌ２により充電される。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、第１、第
２のフィルタの各第１、第２のチョークコイルがお互い
に磁気的に結合されているので、交流電圧の正側と負側
の期間において半波整流された各直流電圧が第１、第２
のフィルタの両方により平滑化され、したがって、例え
ばＡＣ１００Ｖ入力に対応することができる。また、全
波整流時には交流電圧が全波整流された直流電圧が第１
及び第２のフィルタを通過して平滑化されるので、例え
ばＡＣ２００Ｖ入力に対応することができる。したがっ
て、チョークコイルとコンデンサより成る平滑用フィル
タ回路を用いて例えばＡＣ１００Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ
入力に対応することができる。

【００４２】本発明はまた、第１、第２のチョークコイ
ルにそれぞれ可飽和チョークコイルが直列に接続されて
いるので、第１、第２のチョークコイルに印加される電
圧の時期が可飽和チョークコイルにより遅くなり、した
がって、軽負荷時にスイッチングパルス幅が狭くなった
場合に第１、第２のコンデンサの充電電圧が最初に低下
することによって後段の平滑回路が安定して動作するこ
とができ、また、第１、第２のコンデンサとして耐圧を
下げて小さなものを用いることができる。

【００４３】本発明はまた、可飽和チョークコイルのコ
アがそれぞれ前記第１、第２のチョークコイルのコアに
対して一体で形成されているので小型化することができ
る。本発明はまた、第１、第２のフィルタにより平滑さ
れた電圧とこの電圧を更に平滑化する後段の回路の制御
を１つのスイッチング素子により制御するので、小型の
回路で例えばＡＣ１００Ｖ入力とＡＣ２００Ｖ入力に対
応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るスイッチングレギュレータの一実
施例を示す回路図

【図２】図１のスイッチングレギュレータにおいて倍電
圧整流時の動作を示す説明図

【図３】図２の倍電圧整流時の主要電流を示すタイミン
グチャート

【図４】図１のスイッチングレギュレータにおいて全波
整流時の動作を示す説明図

【図５】図１のチョークコイルと可飽和チョークコイル
を示す構成図

【図６】第２の実施例のスイッチングレギュレータを示
す回路図

【図７】第３の実施例のスイッチングレギュレータを示
す回路図

【図８】第４の実施例のスイッチングレギュレータを示
す回路図

【符号の説明】

１：交流電源 ２：ダイオードブリッジ ３：第１の電力変換部 ４：第２の電力変換部 ５：チョッパ制御部 ６，７：コア ２１：出力側 ２２：入力側 ２３：接続点 ＳＷ１：切り換えスイッチ Ｑ１：トランジスタ Ｌ１１，Ｌ１２，Ｌ３：チョークコイル Ｌ２１，Ｌ２２：可飽和チョークコイル Ｔ，Ｔ’：トランス Ｌ１，Ｌ３１，Ｌ３２：１次巻線 Ｌ２：２次巻線 Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ
４：コンデンサ Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，
Ｄ５１，Ｄ５２，Ｄ６１，Ｄ６２，Ｄ７１，Ｄ７２：ダ
イオード Ｒ１，Ｒ２：抵抗 ＲＬ：負荷

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】半波整流された直流電圧を第１のチョーク
   コイル及び第１のコンデンサにより平滑化する第１のフ
   ィルタと、 半波整流された直流電圧を前記第１のチョークコイルに
   対してお互いに磁気的に結合された第２のチョークコイ
   ル及び第２のコンデンサにより平滑化する第２のフィル
   タと、 倍電圧整流時に交流電圧の正側、負側がそれぞれ半波整
   流された各直流電圧を取り出して交流電圧の正側の期間
   において前記第１のフィルタに印加すると共に交流電圧
   の負側の期間において前記第２のフィルタに印加し、全
   波整流時に交流電圧が全波整流された直流電圧を取り出
   して前記第１及び第２のフィルタに印加する切り換え手
   段とを有するスイッチングレギュレータ。
2. 【請求項２】請求項１記載のスイッチングレギュレータ
   において、前記第１、第２のチョークコイルに対してそ
   れぞれ可飽和チョークコイルが直列に接続されているこ
   とを特徴とするスイッチングレギュレータ。
3. 【請求項３】請求項２記載のスイッチングレギュレータ
   において、前記可飽和チョークコイルのコアがそれぞれ
   前記第１、第２のチョークコイルのコアに対して一体で
   形成されていることを特徴とするスイッチングレギュレ
   ータ。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のスイッ
   チングレギュレータにおいて、更に、 倍電圧整流時に交流電圧の正側の期間において前記第１
   のフィルタを通過する電圧をスイッチングすると共に交
   流電圧の負側の期間において前記第２のフィルタを通過
   する電圧をスイッチングし、全波整流時に前記第１及び
   第２のフィルタを通過する電圧をスイッチングする１つ
   のスイッチング素子と、 前記第１及び第２のフィルタにより平滑化された電圧を
   更に平滑化する平滑化回路と、 前記平滑化回路により平滑化された電圧が所定の直流電
   圧になるように前記スイッチング素子のオン、オフを制
   御するチョッパ制御回路とを有することを特徴とするス
   イッチングレギュレータ。