JPH09182440A - 電源装置 - Google Patents
電源装置Info
- Publication number
- JPH09182440A JPH09182440A JP7342950A JP34295095A JPH09182440A JP H09182440 A JPH09182440 A JP H09182440A JP 7342950 A JP7342950 A JP 7342950A JP 34295095 A JP34295095 A JP 34295095A JP H09182440 A JPH09182440 A JP H09182440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- switching element
- circuit
- diode
- rectifier circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイオードを用いて整流回路を構成した従来
の装置よりも損失の低減を図った電源装置を提供する。 【解決手段】 本電源装置1Aは、交流電源端子2a,
2bと、この交流電源端子2a,2bに接続された整流
回路3Aと、この整流回路3Aに接続された力率改善回
路5から構成されている。整流回路3Aは、ドレイン電
流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子Q1 乃至
Q4 を用いて構成されている。これにより、ダイオード
を用いて整流回路を構成した従来の装置よりも損失の低
減を図ることができる。
の装置よりも損失の低減を図った電源装置を提供する。 【解決手段】 本電源装置1Aは、交流電源端子2a,
2bと、この交流電源端子2a,2bに接続された整流
回路3Aと、この整流回路3Aに接続された力率改善回
路5から構成されている。整流回路3Aは、ドレイン電
流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子Q1 乃至
Q4 を用いて構成されている。これにより、ダイオード
を用いて整流回路を構成した従来の装置よりも損失の低
減を図ることができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置に関し、
より詳しくは、損失の低減に関する。
より詳しくは、損失の低減に関する。
【0002】
【従来の技術】ブリッジ回路は、スイッチング電源を初
めとしたほとんどの電源装置に組み込まれている。
めとしたほとんどの電源装置に組み込まれている。
【0003】図5はその従来の電源装置の一例を示す回
路図である。
路図である。
【0004】同図に示す従来の電源装置10は、交流電
源端子12a,12bと、この交流電源端子12a,1
2bに接続された整流回路13と、この整流回路13に
接続された力率改善回路(アクティブフィルター)15
と、この力率改善回路15に接続されたDC/DCコン
バータ16とから構成されている。
源端子12a,12bと、この交流電源端子12a,1
2bに接続された整流回路13と、この整流回路13に
接続された力率改善回路(アクティブフィルター)15
と、この力率改善回路15に接続されたDC/DCコン
バータ16とから構成されている。
【0005】この整流回路13は、ダイオードD1 乃至
D4 でブリッジを構成している。
D4 でブリッジを構成している。
【0006】このブリッジ回路の損失は、電流(ダイオ
ード電流)を正弦波だとすると、次の式(1) の通りとな
る。
ード電流)を正弦波だとすると、次の式(1) の通りとな
る。
【0007】 Pd=1.8×le・Vf …(1) 但し、le;電流実効値 Vf;順方向ダイオード電圧
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の電源装置10
は、整流回路13にダイオードD1 乃至D4 を用いたも
のであるから、損失が大きいという問題があった。
は、整流回路13にダイオードD1 乃至D4 を用いたも
のであるから、損失が大きいという問題があった。
【0009】そこで、本発明は、上記に鑑みたものであ
り、ダイオードを用いて整流回路を構成した従来の装置
よりも損失の低減を図った電源装置を提供することを目
的とする。
り、ダイオードを用いて整流回路を構成した従来の装置
よりも損失の低減を図った電源装置を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、交流電源端子と、この交流電源端子に接続
された整流回路と、この整流回路に接続された力率改善
回路とを有する電源装置において、前記整流回路をドレ
イン電流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子を
用いて構成したことを特徴とするものである。
に本発明は、交流電源端子と、この交流電源端子に接続
された整流回路と、この整流回路に接続された力率改善
回路とを有する電源装置において、前記整流回路をドレ
イン電流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子を
用いて構成したことを特徴とするものである。
【0011】整流回路を従来のようにダイオードからな
るブリッジ回路により構成した場合、この回路の損失P
dは、電流(ダイオード電流)を正弦波だとすると、次
式の通りとなる。
るブリッジ回路により構成した場合、この回路の損失P
dは、電流(ダイオード電流)を正弦波だとすると、次
式の通りとなる。
【0012】Pd=1.8×le・Vf 但し、le;電流実効値 Vf;順方向ダイオード電圧
【0013】一方、整流回路を本発明のようにドレイン
電流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子を用い
て構成した場合、この回路の損失は、電流(ドレイン電
流)を正弦波とすると、次式の通りとなる。
電流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子を用い
て構成した場合、この回路の損失は、電流(ドレイン電
流)を正弦波とすると、次式の通りとなる。
【0014】Pm =2×Ron・le2 但し、Ron;スイッチング素子のオン抵抗(Ω) le;電流実効値
【0015】すなわち、スイッチング素子にオン抵抗R
onがRon<0.9×Vf /leとなるものを選択すれ
ば、Pm <Pd となり、従来よりも損失を低減すること
ができる。
onがRon<0.9×Vf /leとなるものを選択すれ
ば、Pm <Pd となり、従来よりも損失を低減すること
ができる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。
を参照して詳細に説明する。
【0017】図1は本発明の実施の第1の形態に係る電
源装置の回路図である。
源装置の回路図である。
【0018】本電源装置1Aは、例えば50Hzの商用
の交流入力電圧Eが印加される一対の交流電源端子2
a,2bと、この交流電源端子2a,2bに接続された
整流回路3Aと、この整流回路3Aを駆動する駆動回路
4Aと、この整流回路3Aに接続された力率改善回路
(アクティブフィルター)5と、この力率改善回路5に
接続されたDC/DCコンバータ6とを有して構成され
ている。
の交流入力電圧Eが印加される一対の交流電源端子2
a,2bと、この交流電源端子2a,2bに接続された
整流回路3Aと、この整流回路3Aを駆動する駆動回路
4Aと、この整流回路3Aに接続された力率改善回路
(アクティブフィルター)5と、この力率改善回路5に
接続されたDC/DCコンバータ6とを有して構成され
ている。
【0019】整流回路3Aは、ドレイン電流に対してオ
ン抵抗の充分小さい、例えばP−MOSFET(MOS
型電界効果トランジスタ)からなる4つのスイッチング
素子Q1 乃至Q4 から構成されている。
ン抵抗の充分小さい、例えばP−MOSFET(MOS
型電界効果トランジスタ)からなる4つのスイッチング
素子Q1 乃至Q4 から構成されている。
【0020】駆動回路4Aは、交流電源を降圧伝達する
トランスT1 を用いてスイッチング素子Q1 乃至Q4 を
駆動するものである。トランスT1 は、1次巻線4a及
び第1乃至第4の2次巻線4b乃至4eを備えている。
このトランスT1 の1次巻線4aには、一対の交流電源
ライン7a,7bが接続されている。第1の2次巻線4
bには、スイッチング素子Q1 を駆動するダイオードD
11,抵抗R1 ,R11を接続している。第2の2次巻線4
cには、スイッチング素子Q2 を駆動するダイオードD
12,抵抗R2 ,R12を接続している。第3の2次巻線4
dには、スイッチング素子Q3 を駆動するダイオードD
13,抵抗R3 ,R13を接続している。第4の2次巻線4
eには、スイッチング素子Q4 を駆動するダイオードD
14,抵抗R4 ,R14を接続している。
トランスT1 を用いてスイッチング素子Q1 乃至Q4 を
駆動するものである。トランスT1 は、1次巻線4a及
び第1乃至第4の2次巻線4b乃至4eを備えている。
このトランスT1 の1次巻線4aには、一対の交流電源
ライン7a,7bが接続されている。第1の2次巻線4
bには、スイッチング素子Q1 を駆動するダイオードD
11,抵抗R1 ,R11を接続している。第2の2次巻線4
cには、スイッチング素子Q2 を駆動するダイオードD
12,抵抗R2 ,R12を接続している。第3の2次巻線4
dには、スイッチング素子Q3 を駆動するダイオードD
13,抵抗R3 ,R13を接続している。第4の2次巻線4
eには、スイッチング素子Q4 を駆動するダイオードD
14,抵抗R4 ,R14を接続している。
【0021】力率改善回路5は、例えば、コンデンサC
1 ,C2 と、チョークコイルL1 と、図示しない制御回
路により制御されるスイッチング素子Q5 と、逆流阻止
用ダイオードD5 とを具備している。
1 ,C2 と、チョークコイルL1 と、図示しない制御回
路により制御されるスイッチング素子Q5 と、逆流阻止
用ダイオードD5 とを具備している。
【0022】次に、本電源装置1Aの動作を図2の波形
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
【0023】一対の交流電源端子2a,2bにAC電圧
Eが印加されると、トランスT1 の2次巻線4b乃至4
eに生ずる電圧により、整流回路3Aの各スイッチング
素子Q1 乃至Q4 がオン/オフ動作する。すなわち、ス
イッチング素子Q1 とスイッチング素子Q4 とが同時に
オンし、スイッチング素子Q2 とスイッチング素子Q3
とが同時にオンし、スイッチング素子Q1 ,Q4 に発生
する電圧VQ1,VQ4及びスイッチング素子Q2 ,Q3 に
発生する電圧VQ2,VQ3は、同図に示すようになる。
Eが印加されると、トランスT1 の2次巻線4b乃至4
eに生ずる電圧により、整流回路3Aの各スイッチング
素子Q1 乃至Q4 がオン/オフ動作する。すなわち、ス
イッチング素子Q1 とスイッチング素子Q4 とが同時に
オンし、スイッチング素子Q2 とスイッチング素子Q3
とが同時にオンし、スイッチング素子Q1 ,Q4 に発生
する電圧VQ1,VQ4及びスイッチング素子Q2 ,Q3 に
発生する電圧VQ2,VQ3は、同図に示すようになる。
【0024】例えば、電圧Eが負のときは、ダイオード
D11及びD14がオンする。ダイオードD11がオンする
と、抵抗R1 を通してスイッチング素子Q1 のゲートに
電圧が加わり、スイッチング素子Q1 がオンする。これ
と同時に、ダイオードD14がオンすると、抵抗R4 を通
してスイッチング素子Q4 のゲートに電圧が加わり、ス
イッチング素子Q4 がオンする。また、これと逆相で
は、ダイオードD12及びD13がオンする。ダイオードD
12がオンすると、抵抗R2 を通してスイッチング素子Q
2 のゲートに電圧が加わり、スイッチング素子Q2 がオ
ンする。これと同時に、ダイオードD13がオンすると、
抵抗R3 を通してスイッチング素子Q3 のゲートに電圧
が加わり、スイッチング素子Q3 がオンする。
D11及びD14がオンする。ダイオードD11がオンする
と、抵抗R1 を通してスイッチング素子Q1 のゲートに
電圧が加わり、スイッチング素子Q1 がオンする。これ
と同時に、ダイオードD14がオンすると、抵抗R4 を通
してスイッチング素子Q4 のゲートに電圧が加わり、ス
イッチング素子Q4 がオンする。また、これと逆相で
は、ダイオードD12及びD13がオンする。ダイオードD
12がオンすると、抵抗R2 を通してスイッチング素子Q
2 のゲートに電圧が加わり、スイッチング素子Q2 がオ
ンする。これと同時に、ダイオードD13がオンすると、
抵抗R3 を通してスイッチング素子Q3 のゲートに電圧
が加わり、スイッチング素子Q3 がオンする。
【0025】このとき、ブリッジを構成するスイッチン
グ素子Q1 乃至Q4 の損失は、電流(ドレイン電流)を
正弦波とすると、次の式(2) の通りとなる。
グ素子Q1 乃至Q4 の損失は、電流(ドレイン電流)を
正弦波とすると、次の式(2) の通りとなる。
【0026】 Pm =2×Ron・le2 …(2) 但し、Ron;P−MOSFETのオン抵抗(Ω) le;電流実効値
【0027】すなわち、前記式(1) と式(2) との比較か
ら明らかなように、P−MOSFETをRon<0.9×
Vf /leとなるものを選択すれば、Pm <Pd とな
り、従来のダイオードD1 乃至D4 より構成された整流
回路13よりも損失を低減することができる。例えば、
le=1A、Vf =1.0Vの場合は、Ron<0.9Ω
のP−MOSFETを選択すれば、損失を小さくするこ
とができる。
ら明らかなように、P−MOSFETをRon<0.9×
Vf /leとなるものを選択すれば、Pm <Pd とな
り、従来のダイオードD1 乃至D4 より構成された整流
回路13よりも損失を低減することができる。例えば、
le=1A、Vf =1.0Vの場合は、Ron<0.9Ω
のP−MOSFETを選択すれば、損失を小さくするこ
とができる。
【0028】このような本装置1Aによれば、スイッチ
ング素子Q1 乃至Q4 にドレイン電流に対してRonの充
分小さいP−MOSFETを用いることにより、損失を
小さくすることができる。これは、駆動回路4Aの損失
(通常0.1W程度)を含んでも充分小さくなる。例え
ば、le=1A、Vf =1.0Vの場合に、Ron=0.
18Ωを選択すれば、Pd =1.8W、Pm =0.36
Wとなり、損失を充分小さくすることができる。
ング素子Q1 乃至Q4 にドレイン電流に対してRonの充
分小さいP−MOSFETを用いることにより、損失を
小さくすることができる。これは、駆動回路4Aの損失
(通常0.1W程度)を含んでも充分小さくなる。例え
ば、le=1A、Vf =1.0Vの場合に、Ron=0.
18Ωを選択すれば、Pd =1.8W、Pm =0.36
Wとなり、損失を充分小さくすることができる。
【0029】図3は本発明の実施の第2の形態に係る電
源装置の回路図である。
源装置の回路図である。
【0030】本電源装置1Bは、例えば50Hzの商用
の交流入力電圧Eが印加される一対の交流電源端子2
a,2bと、この交流電源端子2a,2bに1次巻線8
aが接続されたトランスT2 と、このトランスT2 の第
1及び第2の2次巻線8b,8cに接続された整流回路
3Bと、この整流回路3Bを駆動する駆動回路4Bと、
整流回路3Bに接続された図1と同様の力率改善回路5
と、この力率改善回路5に接続されたDC/DCコンバ
ータ6とを有して構成されている。
の交流入力電圧Eが印加される一対の交流電源端子2
a,2bと、この交流電源端子2a,2bに1次巻線8
aが接続されたトランスT2 と、このトランスT2 の第
1及び第2の2次巻線8b,8cに接続された整流回路
3Bと、この整流回路3Bを駆動する駆動回路4Bと、
整流回路3Bに接続された図1と同様の力率改善回路5
と、この力率改善回路5に接続されたDC/DCコンバ
ータ6とを有して構成されている。
【0031】整流回路3Bは、ドレイン電流に対してオ
ン抵抗の充分小さい、例えばP−MOSFET(MOS
型電界効果トランジスタ)からなる2つのスイッチング
素子Q6 ,Q7 から構成されている。
ン抵抗の充分小さい、例えばP−MOSFET(MOS
型電界効果トランジスタ)からなる2つのスイッチング
素子Q6 ,Q7 から構成されている。
【0032】駆動回路4Bは、交流電源を降圧伝達する
トランスT2 を用いてスイッチング素子Q6 ,Q7 を駆
動するものである。トランスT2 の第3の2次巻線8d
にスイッチング素子Q6 を駆動するダイオードD15,抵
抗R5 ,R15を接続し、トランスT2 の第4の2次巻線
8eにスイッチング素子Q7 を駆動するダイオード
D16,抵抗R6 ,R16を接続している。
トランスT2 を用いてスイッチング素子Q6 ,Q7 を駆
動するものである。トランスT2 の第3の2次巻線8d
にスイッチング素子Q6 を駆動するダイオードD15,抵
抗R5 ,R15を接続し、トランスT2 の第4の2次巻線
8eにスイッチング素子Q7 を駆動するダイオード
D16,抵抗R6 ,R16を接続している。
【0033】次に、本電源装置1Bの動作を図4の波形
図を参照して説明する。
図を参照して説明する。
【0034】一対の交流電源端子2a,2bにAC電圧
Eが印加されると、トランスT2 の2次巻線8b乃至8
eに生ずる電圧により、整流回路3Bの各スイッチング
素子Q6 ,Q7 がオン/オフ動作する。すなわち、スイ
ッチング素子Q6 ,Q7 が交互にオンし、スイッチング
素子Q6 ,Q7 に発生する電圧VQ6,VQ7は、同図に示
すようになる。
Eが印加されると、トランスT2 の2次巻線8b乃至8
eに生ずる電圧により、整流回路3Bの各スイッチング
素子Q6 ,Q7 がオン/オフ動作する。すなわち、スイ
ッチング素子Q6 ,Q7 が交互にオンし、スイッチング
素子Q6 ,Q7 に発生する電圧VQ6,VQ7は、同図に示
すようになる。
【0035】例えば、電圧Eが正のときは、ダイオード
D15がオンし、抵抗R5 を通してスイッチング素子Q6
のゲートに電圧が加わり、スイッチング素子Q6 がオン
する。また、これと逆相では、ダイオードD16がオン
し、抵抗R6 を通してスイッチング素子Q7 のゲートに
電圧が加わり、スイッチング素子Q7 がオンする。
D15がオンし、抵抗R5 を通してスイッチング素子Q6
のゲートに電圧が加わり、スイッチング素子Q6 がオン
する。また、これと逆相では、ダイオードD16がオン
し、抵抗R6 を通してスイッチング素子Q7 のゲートに
電圧が加わり、スイッチング素子Q7 がオンする。
【0036】このような本装置1Bによれば、図1に示
す装置1Aと同様に、スイッチング素子Q6 ,Q7 にオ
ン抵抗の充分小さいP−MOSFETを用いることによ
り、損失の低減を図ることができる。また、トランスT
2 を主トランスと共通にしているため、スイッチング素
子駆動用のトランスを新たに設ける必要がない。
す装置1Aと同様に、スイッチング素子Q6 ,Q7 にオ
ン抵抗の充分小さいP−MOSFETを用いることによ
り、損失の低減を図ることができる。また、トランスT
2 を主トランスと共通にしているため、スイッチング素
子駆動用のトランスを新たに設ける必要がない。
【0037】なお、本発明は、上記の実施の形態に限定
されず、種々な実施の形態が可能である。
されず、種々な実施の形態が可能である。
【0038】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、整
流回路をドレイン電流に対してオン抵抗の小さいスイッ
チング素子を用いて構成しているので、ダイオードを用
いて整流回路を構成した従来の装置よりも損失の低減を
図ることができる。
流回路をドレイン電流に対してオン抵抗の小さいスイッ
チング素子を用いて構成しているので、ダイオードを用
いて整流回路を構成した従来の装置よりも損失の低減を
図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第1の形態に係る電源装置の回
路図
路図
【図2】図1の電源装置の動作を説明するための波形図
【図3】本発明の実施の第2の形態に係る電源装置の回
路図
路図
【図4】図3の電源装置の動作を説明するための波形図
【図5】従来の電源装置の回路図
1A,1B 電源装置 2a,2b 交流電源端子 3,9 整流回路 4,10 駆動回路 5 力率改善回路 Q1 乃至Q4 ,Q6 ,Q7 スイッチング素子
Claims (2)
- 【請求項1】 交流電源端子と、この交流電源端子に接
続された整流回路と、この整流回路に接続された力率改
善回路とを有する電源装置において、前記整流回路をド
レイン電流に対してオン抵抗の小さいスイッチング素子
を用いて構成したことを特徴とする電源装置。 - 【請求項2】 前記スイッチング素子を、前記交流電源
を降圧伝達するトランスを用いた駆動回路によって駆動
することを特徴とする請求項1記載の電源装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7342950A JPH09182440A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7342950A JPH09182440A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09182440A true JPH09182440A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18357775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7342950A Pending JPH09182440A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 電源装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09182440A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000048301A1 (fr) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Ntt Data Corporation | Alimentation |
JP2008539688A (ja) * | 2005-04-27 | 2008-11-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 機械エネルギを電気エネルギに変換する装置 |
EP2237402A1 (en) | 2008-01-31 | 2010-10-06 | Daikin Industries, Ltd. | Power transformer |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342950A patent/JPH09182440A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000048301A1 (fr) * | 1999-02-09 | 2000-08-17 | Ntt Data Corporation | Alimentation |
JP2008539688A (ja) * | 2005-04-27 | 2008-11-13 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 機械エネルギを電気エネルギに変換する装置 |
EP2237402A1 (en) | 2008-01-31 | 2010-10-06 | Daikin Industries, Ltd. | Power transformer |
CN105763091A (zh) * | 2008-01-31 | 2016-07-13 | 大金工业株式会社 | 电功率转换装置 |
CN105763072A (zh) * | 2008-01-31 | 2016-07-13 | 大金工业株式会社 | 电功率转换装置 |
CN105763092A (zh) * | 2008-01-31 | 2016-07-13 | 大金工业株式会社 | 电功率转换装置 |
CN105763093A (zh) * | 2008-01-31 | 2016-07-13 | 大金工业株式会社 | 电功率转换装置 |
CN105871222A (zh) * | 2008-01-31 | 2016-08-17 | 大金工业株式会社 | 电功率转换装置 |
US10148197B2 (en) | 2008-01-31 | 2018-12-04 | Daikin Industries, Ltd. | Power converter having switching elements formed of unipolar devices using a wideband gap semiconductor |
US10931207B2 (en) | 2008-01-31 | 2021-02-23 | Daikin Industries, Ltd. | Power converter having switching elements formed of unipolar devices using a wideband gap semiconductor |
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