JPS58207870A - 倍電圧整流チヨツパ回路 - Google Patents

倍電圧整流チヨツパ回路

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JPS58207870A
JPS58207870A JP9019282A JP9019282A JPS58207870A JP S58207870 A JPS58207870 A JP S58207870A JP 9019282 A JP9019282 A JP 9019282A JP 9019282 A JP9019282 A JP 9019282A JP S58207870 A JPS58207870 A JP S58207870A
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JP
Japan
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voltage
circuit
inductance
diode
capacitor
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Application number
JP9019282A
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English (en)
Inventor
Toshiaki Goto
利昭 後藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/06Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode
    • H02M7/10Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes without control electrode or semiconductor devices without control electrode arranged for operation in series, e.g. for multiplication of voltage

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  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、倍電圧整流回路に関し、特に、全沢倍1、圧
整流回路とリンキングチ三ンバを時分割で切替えるよう
にした倍を圧整流チョッパ回路VC関するものてりる。
従来、倍電圧整流回路としては第1図に示すような回路
が実用化されているが、コノテン′!F4.5は交流電
源1のそれぞれ←)、←)のブイクルにそれぞれダイオ
ード2.3により半波(流さnて光電されるために、コ
ンデンt4.5のリンプル奄流電圧が大キく、コンデン
サ4.5を小形化することが出来ない欠点があった。
第2図は従来の別の昇圧形チヨツパを示す(のてあす、
11は交流%源 12〜15はブリッジ?、瓜の整流乏
°イオード、16は牛4体2インチ、17 L’:L、
 f’イオード、18はコンデンサ、19を;1°ン憂
?炎二パ、;、1ある。
鵬2図において、生得2体スイッチ16が゛′オン′す
ると、交流t6ζ11が(±のプーイリスクにおいては
、ダ−1yr  !’12、インダクタン′ス19、半
導体スイッチ16、タイオード15の回1路で−流が流
れ、インダクター・ス19の1トに時間とともに次の式
(1)で上マキ−L   −、−−−−−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−、(’、ン昇
して行く。上式において、Lにインダクタンス19の1
直、υは交流覧嫁11がダイオード1215により整流
された電圧1区、’Ic時間である。
ここで、インダクタンス19の整流が工のときに半導体
スイッチ16が5オフ”すると、インダクタンス19に
蓄稿妬れたエイ・ルギ1AL I  はダイオード13
〜12.15〜14、インダクタンス19、ダイオード
17、コンデンv18の回路で、消費され、コンデンサ
18の光t、を流に変換される。
交流1嫁11が(ハ)のブイクルにおいてに、前記のダ
イオード12.15のかわりにダイオード13.1.4
が動作する以外は全く同様である。
このように、半導体スイッチ16の6オン°゛、1オフ
”によりコンデンサ18は児寛され、負荷電力=供給t
カとなってバランスするまで、電圧か上昇するいわゆる
昇圧形チョッパとして11作し7、t=荷電、力と供給
を刀によっては倍(圧な−かL回路と市1便力動きをす
る。
ここで、牛4%スインテ16の°°オン”、1オフ”の
周期をT1半導体スイッチ16の6オン″期間をτとす
ると、半導体スイッチ16が゛オフ”した瞬時のインダ
クタンス19の整流411次の式(2)に示すi = 
”;! t 、−−−−−−−−−、、−−−−−−−
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−+21如
くなる。ここで、Lを一定、τを一定とすると、インダ
クタンス19の電流〈はEに比例する。従って、コンデ
ンサ18のリップル電流は、交流11’、11の全波整
流波形状の電流が流れるから、第1図の回路よりリップ
ル電流が改善される。良に、リンプル電流を減らすため
には、交流を源11の全波整流を圧の谷間の低い電圧期
間において、τ、/’j’i大キク、同上のピークの電
圧に近い点においてはT2今を小さくすることにより解
決される。即ち、イン、 F ダクタンス19の電流iが””7τ=一定となるように
半導体スイッチ16の”オン″、′オフ”を制σすれば
よい。
しかしながら、父流寛碗11の全波整流電圧はθカ、ら
ピーク1直まて変わるために、τ、/1゛の可変幅は0
〜ビーク1匣の幅即ち極めて大幅に制御しなければなら
ない。
今、1/T = 20KHz とし、又流電源11の整
流電圧のピーク値を141■とし、谷間の電圧5■にお
1.7μ8となる、 このように、整流電圧のピークにおいては半導体スイッ
チの1オン”時間τは極めて小さく、半・導体スイッチ
16のスイッチング損失が大きくなシ、効率が悪くなる
欠点があった。
本発明は従来の孜術に内在する上記欠点を解消する為に
なされたものてわり、従って本発明の目的は、%に2個
の半導体スイッチによりt源を圧に応じて交互にあるい
は同時に1オン”、”オフ”させ、全波倍電圧整流と昇
圧形チヨツパの動作を切替、整流整流を平滑して、リッ
プル電流tEEを極めて小さくするようにし、従って2
1L;のコンデンサを極めて小形に形成できると共に、
効率のよい新規な倍℃圧篭綜を提供することにある。
本発明の上記目的は、交流を源に接続されたブリッジ整
流回路の←)、(ハ)側端子もしくはいづれか一方の端
子にインダクタンスを接続し1.該インダクタンスをツ
して前記ブリッジ整流回路の←L H側端子に並列に2
領置列に接続された第1及び第2の半導体スイッチを接
続し、更に前記インダクタンスを通して@配(ト)、H
側端子に並列に第1のダイオードと箭1及び第2のコン
デンサ又はパンテリの直列回路と第2のダイオードとの
直列回路を接続し、前記半導体スイッチのm列回路の中
点と、前記コンデンサ又はパンテリの直列回路の中点と
を接続して成る倍電圧整流回路と、前記交流を源の電圧
が←)、(ハ)の毎サイクルにおいて基本の電圧もしく
は前記第1及び第2のコンデンサ又はバッテリの充電電
圧より低い期間においては前記第1及び襖2の半導体ス
イッチを同時に1オン”、6オフ゛させ、前配交流′を
源の電圧が前記基準電圧もしくは前記光%電圧より高い
期間においては前記第1及び第2の半導体スイッチを交
互に6オン゛、゛オフ′させるドライブ回路とを有する
ことを特徴とした倍電圧整流チョツノく回路、によって
達成される。
次に本発明をその艮好な一実施例について図面′(il
−参照しながら具体的に説明しよう。
第3図は本発明の一実施例を示す回路本成図である。図
に2いて、参照番号11は交流電源、12〜1式ブリッ
ジ構成された整流ダイオード、16.20は半導体スイ
ッチ、17.21は整流ダイオード、18、Zはコンチ
ンf、19はインダクタンスをそれぞれ示す。23は、
交流電源11のタイオード12〜15による全波整流電
圧が内蔵された基準電圧、もしくはコンデンサ18.2
2の電圧と比較して低い場合には端子24.25にそれ
ぞれ71″ご1″の出力を出し、高い場合には端子24
.25にはそれぞれ1″、07の出力を出すようにした
ドライブ回路であり、端子Uは半導体スイッチ16ヲ”
オン″、”オフ”するように接続され、端子25は半導
体スイッチ17を°°万)′、“オフ′するように接続
されていZ、。
今、第4(2)のように、交流電源11の全汲恢流°魁
圧波形Aが基準電圧もしくはコンデンサ18.22の電
圧Bよシ低い期間においては、第3図のドライブ回路2
3の出゛力端子24.25の出力波形はそれぞれC,D
のようになる。このと@第3図の回路で功1作を説明す
ると、交流電源11の千)のサイクルにおいては、交流
電源11、ダイオード12、インダクタンス19、半導
体スイッチ16.17、ダイオード15の回路で電流が
流れ、次に半導体スイッチ16.17が1オフ”するま
での間、インダクタンス19に%LJ2のエネルギが蓄
積される。ここでLはインダクタンス19のLS Iは
半導体スイッチ16 、17が6オフ”する瞬間のイン
ダクタンスの電流である。
半導体スイッチ16.17が6オフ”すると、インダク
タンス19に蓄積された1ALIのエネルギはダイオー
ド13〜12.15〜14、インダクタンス19、ダイ
オード17、コンデ/す18、コンデンサ22、ダイオ
ード21の閉回路で消費され、コンテンツ18.22の
充t′a流に変快さねる。
交流(源11の電圧が(ハ)のサイクルにおいては、又
流電源11、ダイオード14、インダクタンス19、半
導体スイッチ16.17、タイオード130回路で電流
が流1シ、半導体スイッチ16.17の6オフ”により
前記と同様の動作をする。
、このようV’cs電it圧が基準電圧もしくはコンデ
ンサ18.22の光′亀菟圧より低い電圧においても牛
導坏スイッチの7オン”、1オフ”によるインダクタン
スの電圧変換動作昇圧形チョツノくの動作が行われ、コ
ンデンサ18.22には充電がなされる。
次に、第4図において、交流を諒11の電圧Aが基準電
圧もしくはコンデ/す18.22の′電圧Bよシ濁い期
間においては、交流電源11の(イ)のサイクルに2い
ては、今生導体スイッチ16が1オン”、17が”オフ
1とすると、交流’4源11% ダイオード12、イン
ダクタンス19、半導体スイッチ16、コンデンサ22
、ダイオード21、ダイオード15の回6でコンデンサ
22が充電され、次に半導体71インチ16が1オフ″
シた直間インダクタンス19に蓄積さtbていた肩LI
”のエネルギはダイオード〕3〜12.15〜14、イ
ンダクタンス19、ダイオード17、コンデンサ18.
22、ダイオード21の回路で消費され、コンデンサ1
8.22の光%%mとして変換される。
また、交流電源11の電圧がHのサイクルにおいても、
ダイ万一ド13.14が前記ダイオード12.15にか
わって動作する以ISは全く同僚である。
このように、半導体スイッチの”オン″ごオフ”によシ
コンデンサ18.22は、交流を源L1の電圧の波高1
区近くまで充電され、その和(d波高値の2倍即ち倍電
圧整流となる。
本発明はり、上の如く弗酸され、作用するものてめシ、
本発明によれは、以下に示す特長、効果が発生する。
■、交流電源11の電圧が基準電圧もしくはコンデンサ
18.22の電圧より低い電圧においてもコン゛テンサ
18.22の充電が行われる外圧形テヨンノくとして動
作する。
αハ基邂電圧を全波整流電圧の波高値に対して低くとに
!、例えは、70%にとるか、あ1.るいは全負荷時の
コンデンサ18.22の電圧が電圧降下にょ9必ず全波
V流電圧のピーク値よシ低下し、実験的には70〜8(
’1%となるために、ml;己した従来の第2図のτ/
Tの可変幅がその分小さくてすみ、半導体スイッチ16
.17のスイッチング損失による効率の低下か少ない。
(5)、従来の第1図の回路では不可能な全@整流を行
っているために、リップル電流が小さく、コンデンサ1
8.22を極め°C小さくすることが出来る。
尚、交流t !11への輻射ノイズを低減するためと、
交流電源の高周波インピーダンスを低減するために、ブ
リッジ整流構成のダイオード12〜15の(ホ)(ハ)
側に並列にコンデンサを挿入すると実用的である。  
          、、、、。
また、半導体スイッチとしては、トランジスタFET、
 GTO,SCR,SIT等が使用出来る。
更にまた、コンデンサ18.20の代シにバッテリを利
用することが出来る。
以上本発明をその良好な一実施例について説明したが、
それは単なる例示的なものであり、ここで説明された実
施例によってのみ本願発明が限定されるものてないこと
は勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の倍電圧整流電源回路の構成図、第2図は
従来の昇圧形チョッパ回路の構成図、第3図は本発明に
よる倍電圧整流チョッパ回路の一実施例を示す回路構成
図、第4図は第3図の回路の全波整流波形とドライブ回
路の出力波形を示す図である。 1.11.、、交流電源、2.3.12〜15.17.
21.、。 ダイオード、4.50.18.22.、、コンデンサ、
16.20、 、、半導体スイッチ、19.、、インダ
クタンス、23.、。 ドライブ回路、24.25.、、ドライブ回路の出力端
子、Aol、第3図の交西電源11のダイオード12〜
15による全波整流電圧波形、B、、、  ドライブ回
路23の内蔵   ゛された基準電圧もしくはコンデン
サ18、四の電圧波形 C,D、、、ドライブ回路23
の出力端子24.25の出力t8E波形 代 理 人   弁理士 熊 谷雄太部第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流電源に接続されたブリッジ整流回路の(ト)、H(
    Il+端子もしくはいづれか一方の端子にインダクタン
    スを接続し、該インダクタンスを通して前記ブリッジ整
    流回路の(イ)、(ハ)側端子に並列に2領置列に接続
    きれた第1及び第2の半導体スイッチを接続し、更に前
    記インダクタンスを通して前記(イ)、(ハ)側端子に
    並列に第1のダイオードと第1及び第2のコンデンサ又
    はバッテリの直列回路と第2のダイオードとの直列回路
    を接続し、前記半導体スイッチの直列回路の中点と、前
    記コンデンサ又はバッテリの直列回路の中点とを接続し
    て成る倍電圧整流回路と、約記交流電源の電圧が(ト)
    、(ハ)の毎サイクルにおいて基単の電圧もしくは前記
    第1及び第2のコンデンサ又はバッテリの冗%電圧よシ
    低い期間においては前記第1及び第2の半導体スイッチ
    を同時に1オン”、′オフ”させ、前記交流を源の電圧
    カニ前記基単電圧もしくは前ヒ光t、覧圧より高い期間
    においては前記第1及び第2の半導体スイッチを交互に
    ′オン2、”オフ”させるドライブ回路と含有すること
    を特徴とした倍(圧整流チョッパ回路、
JP9019282A 1982-05-26 1982-05-26 倍電圧整流チヨツパ回路 Pending JPS58207870A (ja)

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