JPWO2006051621A1 - スイッチング電源装置 - Google Patents
スイッチング電源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2006051621A1 JPWO2006051621A1 JP2006544771A JP2006544771A JPWO2006051621A1 JP WO2006051621 A1 JPWO2006051621 A1 JP WO2006051621A1 JP 2006544771 A JP2006544771 A JP 2006544771A JP 2006544771 A JP2006544771 A JP 2006544771A JP WO2006051621 A1 JPWO2006051621 A1 JP WO2006051621A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- rectifying
- power supply
- circuit
- voltage
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
- H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
- H02M1/4258—Arrangements for improving power factor of AC input using a single converter stage both for correction of AC input power factor and generation of a regulated and galvanically isolated DC output voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/36—Means for starting or stopping converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
- H02M1/007—Plural converter units in cascade
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
商用電源(E)に接続されて1次側非平滑直流電圧vaを出力する1次側整流回路(Da)と、1次巻線(N1)および2次巻線(N2)を有するトランス(T1)と、1次側整流回路(Da)の出力に1次巻線(N1)とともに直列に接続されて1次側非平滑直流電圧vaをスイッチングするスイッチング素子(Q1)と、2次巻線(N2)に接続されて2次側非平滑直流電圧vbを出力する2次側整流回路(ダイオードD1)と、該2次側整流回路の出力に接続されるインバータ回路(Inv)とを備え、その出力が放電灯(Lamp)に供給される。
Description
本発明は、スイッチング電源装置、特に力率改善を目的としたスイッチング電源装置に関する。
一般的な直流出力のスイッチング電源装置や交流出力のスイッチング電源装置(インバータ)における入力電圧としては、商用交流電源電圧を整流用ダイオードで整流し、平滑用の大容量のコンデンサで平滑して得られたリップルの小さな直流電圧を利用することが普通である。この方式をコンデンサインプット方式と呼ぶ。コンデンサインプット方式においては、平滑用の大容量のコンデンサを備えているために、商用交流電源側で瞬間停電が起きた場合にも、短時間であれば出力電圧が低下するのを防止できるというメリットもある。
ところが、一般的なコンデンサインプット方式の整流・平滑回路においては、交流電圧のピーク時の前後においてのみ整流用ダイオードに電流が流れるために商用交流電源側からみて力率が低く、また商用交流電源側に高調波電流が発生するという問題もある。
この問題の対策として、特許文献1に開示されているように、整流した後の商用交流電圧を平滑せずにそのままトランスの1次巻線に印加してスイッチングし、トランスの2次巻線に得られた交流電圧を整流、平滑する回路が知られている。この回路方式により、入力電流波形をほぼ正弦波状とすることで力率の改善と高調波電流成分の抑制を行っている。この場合、商用交流電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサが存在しないために、小型化、低価格化に寄与する。なお、これを、平滑用のコンデンサがないという意味でCレスコンバータと呼ぶ。
特開平10−150769号公報
特許文献1に開示されたようなCレスコンバータでは商用交流電源電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサは不要となる。しかしながら、トランスの2次巻線に得られた交流電圧を整流した後には平滑用のコンデンサは必須である。しかも、商用交流電圧を整流した後の平滑用のコンデンサを備えていないために、トランスの2次側に現れる交流電圧を整流して得られた電圧は、1次側に平滑用のコンデンサを備える場合に比べて変動が非常に大きく、それを平滑するためにより大きな容量の平滑用のコンデンサが必要になる。平滑用の大容量のコンデンサは容量が大きいほど大型化し高価格になる。したがって、力率改善や高調波の低減は図ることができるが、小型化、低価格化が十分には達成できなくなる可能性がある。
本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、力率改善や高調波の低減を図り、しかも十分な小型化、低価格化を図ることができ、さらに効率の高いスイッチング電源装置を提供する。
上記目的を達成するために、本発明のスイッチング電源装置においては、商用電源に接続されて1次側非平滑直流電圧を出力する1次側整流回路と、1次巻線および2次巻線を有するトランスと、前記1次側整流回路の出力に前記トランスの1次巻線とともに直列に接続されて前記1次側非平滑直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、前記トランスの2次巻線に接続されて2次側非平滑直流電圧を出力する2次側整流回路と、該2次側整流回路の出力に接続されるとともに、その出力が放電灯に供給されるインバータ回路とを備えることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記2次巻線に接続された第1の整流平滑回路をさらに備え、該第1の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする。さらに、前記2次側整流回路の出力と前記第1の整流平滑回路の出力との間に、該第1の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする。さらに加えて、前記第1の整流平滑回路の出力に接続されたDC−DCコンバータ回路を備えることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記トランスに設けられた別巻線と該別巻線に接続された第2の整流平滑回路をさらに備え、該第2の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする。さらに、前記第2の整流平滑回路は前記2次側整流回路とグランドを共通にしており、前記2次側整流回路の出力と前記第2の整流平滑回路の出力との間に、該第2の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする。さらに加えて、前記第2の整流平滑回路の出力に接続されたDC−DCコンバータ回路を備えることを特徴とする。
また、本発明のスイッチング電源装置においては、前記スイッチング素子の両端に接続された第3の整流平滑回路をさらに備え、該第3の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする。さらに、前記第3の整流平滑回路の出力に接続された絶縁型DC−DCコンバータ回路を備えることを特徴とする。
本発明のスイッチング電源装置においては、商用交流電源電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサを不要とし、トランスの2次巻線に現れた交流電圧を整流した後の平滑用の大容量のコンデンサも不要とするため、力率改善と高調波電流の抑制に加えて、大幅な小型化と低価格化を図ることができる。その場合、インバータの交流出力電圧は多少変動するが、変動の周期が短いために、この出力によって駆動される放電灯の明るさが変動して見えるようなことはない。
また、2次巻線に別途第1の整流平滑回路を設けたり、トランスに設けた別巻線に第2の整流平滑回路を設けたりすることによって、基本的には放電灯点灯用のインバータ回路でありながらも、別途安定した直流電圧を出力することもできる。しかも、2次側整流回路の出力と第1や第2の整流平滑回路の出力との間に、第1や第2の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けることによって、瞬間停電などによって一時的に2次巻線や別巻線からの電力供給が止まった場合にインバータ回路の入力側から一時的に電力の供給を受けて、直流出力の電圧低下を遅らせることができる。さらに、この直流電圧出力を入力として安定化した直流電圧を出力するDC−DCコンバータ回路をさらに備えることによって、直流出力電圧の電圧値の安定化に加えて、瞬間停電の際の電圧低下をさらに遅らせることができる。
また、1次側のスイッチング素子の両端に第3の整流平滑回路を設けることによって、効率よく直流電圧出力の出力電力の増加を図ることができる。この場合も、第3の整流平滑回路の出力に絶縁型のDC−DCコンバータ回路を備えることによって、上記の2次側にDC−DCコンバータ回路を設ける場合と同様の効果を得ることができる。
なお、上述の整流平滑回路の名称に付けた第1、第2、第3という数字は順番を表すものではなく、相互の区別を目的としたものである。したがって、第1の整流平滑回路を備えずに第2や第3の整流平滑回路を備えるという構成も十分にあり得る。
10、20、30、40、50、60、70…スイッチング電源装置
E…商用交流電源
Da…全波整流回路(1次側整流回路)
T1…トランス
N1…1次巻線
N2…2次巻線
Q1…スイッチング素子
D1…整流用のダイオード(2次側整流回路)
Cn…ノイズ低減用のコンデンサ
Inv…インバータ回路
Lamp…放電灯
D2…整流用のダイオード(第1、第2もしくは第3の整流平滑回路用)
C2…平滑用のコンデンサ(第1、第2もしくは第3の整流平滑回路用)
Vdc…直流電圧の出力端子
D3…瞬間停電時電荷移動用のダイオード
DDc、DDc2…DC−DCコンバータ
E…商用交流電源
Da…全波整流回路(1次側整流回路)
T1…トランス
N1…1次巻線
N2…2次巻線
Q1…スイッチング素子
D1…整流用のダイオード(2次側整流回路)
Cn…ノイズ低減用のコンデンサ
Inv…インバータ回路
Lamp…放電灯
D2…整流用のダイオード(第1、第2もしくは第3の整流平滑回路用)
C2…平滑用のコンデンサ(第1、第2もしくは第3の整流平滑回路用)
Vdc…直流電圧の出力端子
D3…瞬間停電時電荷移動用のダイオード
DDc、DDc2…DC−DCコンバータ
図1に、本発明のスイッチング電源装置の一実施例の回路図を示す。図1において、本発明のスイッチング電源装置10は、全波整流回路Da、1次巻線N1と2次巻線N2を有するトランスT1、スイッチング素子Q1、ダイオードD1、インバータ回路Invを備える。
全波整流回路Daの入力側は商用交流電源Eに接続されている。全波整流回路Daの出力側にはトランスT1の1次巻線N1とスイッチング素子Q1が直列に接続されている。全波整流回路Daの出力側には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていない。全波整流回路Daが本発明における1次側整流回路である。
トランスT1の2次巻線N2の一端はダイオードD1のアノードに接続され、他端は2次側のグランドに接続されている。ダイオードD1のカソードはインバータ回路Invの入力端子に接続されている。インバータ回路Invの出力端子は放電灯Lampの一端に接続されている。放電灯Lampは例えば液晶テレビのバックライト用の光源として用いられる冷陰極管等である。ダイオードD1の整流出力には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていない。ダイオードD1が本発明における2次側整流回路である。
なお、2次側整流回路の出力には平滑用の大容量のコンデンサは設けられないが、スイッチングにともなって発生するノイズの低減用のコンデンサCnは設けられていても構わない。直流電圧で動作する機器に入力する直流電圧の平滑度は、一般的にリップル(直流電圧に含まれる変動分の山と谷の差を直流電圧の平均値で割り、100をかけたもの)が10%以下であることが望ましいとされている。特に低電圧の機器の場合は1%以下にする必要がある。よって本発明においては、余裕をみてリップルが15%以下になるような容量のコンデンサを備える場合を平滑コンデンサを備えるものとみなし、リップルがそれより大きい場合は平滑用のコンデンサを備えているとはみなさない。
さて、このように構成されたスイッチング電源装置10において、商用交流電源は例えば100V、50Hzの交流電圧を発生し、それが全波整流回路Daに入力される。全波整流回路Daの出力側には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていないため、全波整流回路Daからなる1次側整流回路の出力電圧は全波整流電圧、すなわち脈流電圧になる。この脈流電圧を本発明では1次側非平滑直流電圧と呼び、vaで表す。
1次側非平滑直流電圧vaはトランスT1の1次巻線N1とスイッチング素子Q1との直列回路に印加される。スイッチング素子Q1は図示を省略した制御回路によって、例えば100kHzのスイッチング周波数でスイッチングされる。この例の場合はフライバック型となっているため、スイッチング素子Q1がオンの時には1次巻線N1に電流が流れて1次巻線N1が励磁され、スイッチング素子Q1がオフの時にその励磁のエネルギーによって2次巻線N2から電流が流れ出す。なお、スイッチング電源装置10ではフライバック型としたが、もちろんフォワード型であっても構わない。
図2に、1次側非平滑直流電圧vaと1次巻線N1に流れる電流iaの波形を示す。なお、ここでは分かりやすいようにスイッチング素子Q1のスイッチング周波数を商用交流電源の周波数の10倍にしているが、実際には上述のようにかなり高い周波数でスイッチングされる。
図2より分かるように、電流iaは1次側非平滑直流電圧vaの値が大きい時には大きな電流値に、1次側非平滑直流電圧vaの値が小さい時には小さな電流値になるように制御することにより、平均的には商用交流電源電圧の周期の全体にわたって電流が流れる。これによって力率改善と高調波電流の抑制を図ることができる。
トランスT1の2次巻線N2から流れ出す電流は2次側整流回路であるダイオードD1によって整流される。ダイオードD1の整流出力には平滑用の大容量のコンデンサは設けられていないため、ダイオードD1からなる2次側整流回路の出力電圧は脈流電圧になる。この脈流電圧を本発明では2次側非平滑直流電圧と呼び、vbで表す。2次側非平滑直流電圧vbの最大振幅はトランスT1の昇圧比で決まる値である。この2次側非平滑直流電圧vbはインバータ回路Invの入力端子に印加される。
図3に、この2次側非平滑直流電圧vbの波形を実線で示す。図3より分かるように、2次側整流回路の出力にも大容量の平滑用のコンデンサは設けられていないため、2次側非平滑直流電圧vbは脈流電圧になっている。なお、2次側整流回路の出力にノイズ低減用のコンデンサを設けた場合には、それによって多少は波形が鈍り、例えば図3に破線で示す2次側非平滑直流電圧vb’のようになる。この場合も、平滑用のコンデンサを備える場合に比べれば相変わらずリップルは大きいものの、2次側非平滑直流電圧がゼロになる期間をなくすことができる。
ここで、図4にインバータ回路Invの一例の回路図を示す。図4において、インバータInvは、1次巻線Naと2次巻線Nbを有するトランスT2、2つのスイッチ素子SWaとSWb、2つのコンデンサCaとCb、1つの共振用のコンデンサCcを備える。
インバータInvにおいて、直列に接続されたスイッチ素子SWaとSWbの一端が入力端子Vinに接続され、他端がグランドに接続されている。また、直列に接続されたコンデンサCaとCbの一端が入力端子Vinに接続され、他端がグランドに接続されている。すなわち、スイッチ素子SWaとSWbからなる直列回路とコンデンサCaとCbからなる直列回路が並列に接続され、それが入力端子Vinとグランドとの間に接続されている。
トランスT2の1次巻線Naの一端は2つのスイッチ素子SWaとSWbの接続点に接続され、他端は2つのコンデンサCaとCbの接続点に接続されている。トランスT2の2次巻線Nbの一端および他端はそれぞれ放電灯に接続される端子となる。コンデンサCcは2次巻線Nbに並列に接続されている。
このように構成されたインバータ回路Invにおいては、図3に示した2次側非平滑直流電圧vbが直列に接続されたスイッチ素子SWaとSWbの両端に印加される。スイッチ素子SWaとSWbは、図示を省略した制御回路によって、例えば50kHz程度のスイッチング周波数で交互にオン、オフを繰り返す。これによってトランスT2の1次巻線Naには交流電圧が印加される。そして、トランスT2の2次巻線Nbからは昇圧された1〜1.5kV程度の交流電圧が発生し、放電灯Lampに印加される。なお、スイッチ素子SWaとSWbスイッチングの周波数はスイッチング素子Q1と同じであったり同期していたりしても構わないし、異なる周波数であっても構わない。
放電灯Lampに印加される交流電圧の振幅はインバータ回路Invの入力端子に印加される電圧に応じて変化する。本発明の場合は、2次側非平滑直流電圧は脈流電圧であるため、それに応じて放電灯Lampに印加される交流電圧の振幅も変化し、放電灯の明るさも変化する。ただ、放電灯Lampに印加される交流電圧の振幅が変化する速さはインバータInvのスイッチング周波数および商用交流電源の周波数の2倍(全波整流しているため)に対応しているため、人間の目には変化が見えず、一定の明るさで点灯しているように見える。したがって、放電灯の点灯用としては、インバータInvの出力する交流電圧の振幅が時間的に変化することは欠点にはならない。
なお、2次側非平滑直流電圧が図3にvbで示すような波形の場合は、インバータInvの入力電圧がゼロになる可能性があり、インバータInvの動作にとってあまり好ましくない場合もあり、この点において、2次側整流回路の出力に例えばノイズ低減用のコンデンサCnが設けられていれば、2次側非平滑直流電圧は図3にvb’で示すような、リップルは10%以上であるために平滑されているとはいえないものの完全にはゼロにならない波形になり、より好ましいものにできる。
なお、スイッチング電源装置10においては、トランスTの1次側にも2次側にも大容量のコンデンサを備えていないため、商用交流電源の瞬間停電があった場合には、そのままインバータInvの出力電圧、ひいては放電灯Lampの輝度にも影響を与える。しかしながら、実際の瞬間停電の時間は非常に短時間であるため、人間の目にはほとんど変化が見えず、一定の明るさで点灯しているように見える。したがって、放電灯の点灯用としては、インバータInvの出力する交流電圧が商用交流電源の瞬間停電によって瞬間的に低下することは大きな欠点にはならない。
このように、スイッチング電源装置10においては、1次側整流回路Daの出力側にも2次側整流回路(ダイオードD1)の出力にも平滑用の大容量のコンデンサを必要としない。そのため、力率改善と放電灯点灯機能を十分に備えながら、同時に小型化と低価格化を図ることができる。
なお、スイッチング電源装置10においては、2次側整流回路の出力に例えばノイズ低減用のコンデンサが設けられても構わないとしたが、ノイズ低減用のコンデンサについては1次側整流回路の出力のみに設けられていても構わないし、両方に設けられていても構わない。また、ノイズ低減用に限らず、平滑動作にならない範囲の容量のコンデンサが1次側整流回路や2次側整流回路の出力に設けられていても構わないものである。
図5に、本発明のスイッチング電源装置の別の実施例の回路図を示す。図5において、図1と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。
図5に示したスイッチング電源装置20においては、トランスT1の2次巻線N2に中間タップを設け、その中間タップと2次巻線N2の他端との間に整流用のダイオードD2と平滑用のコンデンサC2からなる整流平滑回路(第1の整流平滑回路)を接続し、出力端子Vdcから直流電圧出力を取り出すようにしている。
このように構成されたスイッチング電源装置20においては、放電灯Lampの点灯に加えて、放電灯点灯のために用意したインバータInvの入力電圧を作るために用意した交流出力を利用して直流電圧出力を取り出すことができる。通常、例えば液晶テレビのような、バックライトとして放電灯を利用するような用途においては、その他の各種回路を駆動するための直流電源を必要とする。そして、このような場合の直流電源としてはそれほど大きな電力供給能力は必要としないことも多い。本発明のスイッチング電源装置20においては、このような放電灯点灯用の交流電圧の他に直流電源を必要とする用途に対して、別途直流電源を用意する必要がなくなるという優れた効果を発揮する。
なお、図5に示したスイッチング電源装置20においては、2次巻線N2に設けた中間タップに第1の整流平滑回路を接続していたが、中間タップの存在は必須ではない。中間タップを設けずに2次巻線N2の一端、すなわちダイオードD1のアノードが接続されている端部に直接整流用のダイオードD2と平滑用のコンデンサC2からなる第1の整流平滑回路を接続するようにしても構わないもので、同様の作用効果を奏するものである。
図6に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図6において、図5と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。
図6に示したスイッチング電源装置30においては、ダイオードD1のカソードとダイオードD2のカソードの間、すなわち2次側整流回路の出力と第1の整流平滑回路の出力との間に、前者から後者の方に電流を供給可能なように配置された電荷移動用のダイオードD3が設けられている。
通常、放電灯用の交流出力と制御回路などのための直流出力を備えた電源においては、放電灯の制御が不安定にならないように、放電灯が点灯している時には制御回路の動作を維持する必要がある。放電灯用の交流出力と制御回路用の直流出力を1つのトランスから得ている場合には、停電時には両方が同時に停止することになり、都合が悪い。上記のようにダイオードD3を設けることによって、停電時に交流出力側の電荷を直流出力側に供給して、交流出力より後に直流出力が停止するようにできる。
図7に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図7において、図6と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。
図7に示したスイッチング電源装置40においては、整流用のダイオードD2と平滑用のコンデンサC2からなる第1の整流平滑回路の先にDC−DCコンバータ回路DDcが設けられ、その出力が出力端子Vdcに接続されている。ここでのDC−DCコンバータ回路DDcは一般的な非絶縁型あるいは絶縁型のDC−DCコンバータ回路である。
一般に、DC−DCコンバータ回路は、入力電圧が所定値以下になるまで出力電圧は低下しない。所定値以下に低下した時にはそれに応じて出力電圧が低下するが、コンバータの電圧安定化機能により、出力電圧は入力電圧より遅れて低下をはじめる。すなわち、若干のタイムラグがある。そのため、スイッチング電源装置40において商用交流電圧の瞬間停電があった場合に、直流出力電圧の低下を防止あるいはさらに抑制し、たとえ放電灯用の交流出力が瞬間的に停止しても制御回路用の直流出力が停止しないようにすることができる。
また、DC−DCコンバータ回路DDcによって直流出力電圧の電圧値の安定化を図ることができる。
なお、図7のスイッチング電源装置40においては、図6のスイッチング電源装置30の整流平滑回路の先にDC−DCコンバータ回路DDcが設けて構成したが、ダイオードD3は必須ではなく、図5のスイッチング電源装置20の整流平滑回路の先にDC−DCコンバータ回路DDcを設けて構成しても構わないもので、同様の作用効果を奏するものである。
図5〜図7に示したスイッチング電源装置20、30、40においては、2次側整流回路を接続する2次巻線N2に別途整流平滑回路を接続していたが、図8に示すスイッチング電源装置のように、トランスT1に別巻線を設け、この別巻線に清流平滑回路を接続して直流出力を取り出すようにしても構わない。図8に示すスイッチング電源装置50においては、トランスT1に別巻線N3を設け、この別巻線N3に整流用のダイオードD2と平滑用のコンデンサC2からなる整流平滑回路(第2の整流平滑回路)を接続した点のみが図7に示したスイッチング電源装置40との相違点である。
このようにトランスに設けた別巻線に整流平滑回路を接続して直流出力を取り出すように構成しても、2次巻線に整流平滑回路を接続して直流出力を取り出す構成と同様の作用効果を奏することができる。
また、説明は省略したが、別巻線から直流出力を取り出す構成においても、DC−DCコンバータ回路を備えていない構成や、電荷移動用のダイオードD3を備えていない構成ももちろん可能である。さらには、2次巻線から直流出力を取り出す整流平滑回路(第1の整流平滑回路)と別巻線から直流出力を取り出す整流平滑回路(第2の整流平滑回路)の両方を備える構成も可能である。
図9に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図9において、図1と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。
図9に示したスイッチング電源装置60においては、スイッチング素子Q1の両端の間に整流用のダイオードD2と平滑用のコンデンサC2からなる整流平滑回路(第3の整流平滑回路)を接続し、出力端子Vdc’から直流電圧出力を取り出すようにしている。なお、この場合はトランスT1の1次側に整流平滑回路を接続しているため、商用電源と同じく一次扱いの直流電圧出力になる。
このように構成されたスイッチング電源装置60においても、図5に示したスイッチング電源装置20と同様に、放電灯点灯用の交流電圧の他に直流電源を必要とする用途に対して、ここから別途直流電源を用意することが可能となる。しかも、スイッチング電源装置60の場合はトランスT1の1次側から非絶縁型コンバータ出力として直流電圧出力を得ているため、スイッチング電源装置20に比べて効率よく大きな電力を取り出すことができ、放電灯点灯用の交流電圧の他に比較的大きな電力の直流電源を必要とする用途に対しても適用可能となる。
図10に、本発明のスイッチング電源装置のさらに別の実施例の回路図を示す。図10において、図9と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、説明を省略する。
図10に示したスイッチング電源装置70においては、整流用のダイオードD2と平滑用のコンデンサC2からなる第2の整流平滑回路の先にDC−DCコンバータ回路DDc2が設けられ、その出力が出力端子Vdc’に接続されている。ここでのDC−DCコンバータ回路DDc2は一般的なトランスを用いる絶縁型のDC−DCコンバータ回路である。絶縁型とする理由は、通常の直流電圧出力は商用交流電源とは絶縁を取る必要があるにもかかわらず、スイッチング電源装置70においては第2の整流平滑回路はトランスT1の1次側から電圧を取り出す構成であるために1次側との絶縁が取れていないためである。また、それ以外に多出力構成で展開しやすいというメリットもある。
このように構成されたスイッチング電源装置70においても、図7に示したスイッチング電源装置40と同様に、商用交流電圧の瞬間停電があった場合に、直流出力電圧の低下を防止あるいはさらに抑制することができる。
なお、スイッチング電源装置60と70においてはトランスT1の1次側にのみ整流平滑回路(第3の整流平滑回路)を接続して直流電圧出力を得ているが、図5〜図8に示したスイッチング電源装置20、30、40、50のようなトランスT1の2次側や別巻線から第1や第2の整流平滑回路を介して別の直流電圧出力を得る構成を兼ねていても構わないものである。
Claims (9)
- 商用電源に接続されて1次側非平滑直流電圧を出力する1次側整流回路と、
1次巻線および2次巻線を有するトランスと、
前記1次側整流回路の出力に前記トランスの1次巻線とともに直列に接続されて前記1次側非平滑直流電圧をスイッチングするスイッチング素子と、
前記トランスの2次巻線に接続されて2次側非平滑直流電圧を出力する2次側整流回路と、
該2次側整流回路の出力に接続されるとともに、その出力が放電灯に供給されるインバータ回路と、
を備えることを特徴とするスイッチング電源装置。 - 前記2次巻線に接続された第1の整流平滑回路をさらに備え、該第1の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする、請求項1に記載のスイッチング電源装置。
- 前記2次側整流回路の出力と前記第1の整流平滑回路の出力との間に、該第1の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする、請求項2に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第1の整流平滑回路の出力に接続されたDC−DCコンバータ回路を備えることを特徴とする、請求項2または3に記載のスイッチング電源装置。
- 前記トランスに設けられた別巻線と該別巻線に接続された第2の整流平滑回路をさらに備え、該第2の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする、請求項1ないし4のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
- 前記第2の整流平滑回路は前記2次側整流回路とグランドを共通にしており、前記2次側整流回路の出力と前記第2の整流平滑回路の出力との間に、該第2の整流平滑回路の出力の方に電流を供給可能なダイオードを設けたことを特徴とする、請求項5に記載のスイッチング電源装置。
- 前記第2の整流平滑回路の出力に接続されたDC−DCコンバータ回路を備えることを特徴とする、請求項5または6に記載のスイッチング電源装置。
- 前記スイッチング素子の両端に接続された第3の整流平滑回路をさらに備え、該第3の整流平滑回路から直流出力を取り出すことを特徴とする、請求項1ないし7のいずれかに記載のスイッチング電源装置。
- 前記第3の整流平滑回路の出力に接続された絶縁型DC−DCコンバータ回路を備えることを特徴とする、請求項8に記載のスイッチング電源装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004329014 | 2004-11-12 | ||
JP2004329014 | 2004-11-12 | ||
PCT/JP2005/000904 WO2006051621A1 (ja) | 2004-11-12 | 2005-01-25 | スイッチング電源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2006051621A1 true JPWO2006051621A1 (ja) | 2008-05-29 |
Family
ID=36336307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006544771A Pending JPWO2006051621A1 (ja) | 2004-11-12 | 2005-01-25 | スイッチング電源装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20070091647A1 (ja) |
JP (1) | JPWO2006051621A1 (ja) |
KR (1) | KR100681688B1 (ja) |
CN (1) | CN1879286A (ja) |
WO (1) | WO2006051621A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4079178B2 (ja) * | 2006-04-19 | 2008-04-23 | ダイキン工業株式会社 | 電力変換器及びその制御方法並びに空気調和機 |
JP4899709B2 (ja) * | 2006-08-09 | 2012-03-21 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置および電子装置 |
JP4995030B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2012-08-08 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 開閉制御装置、突入電流制限回路、及び電池付き突入電流制限回路 |
CN201038013Y (zh) * | 2007-04-17 | 2008-03-19 | 唯冠科技(深圳)有限公司 | 电源装置、显示装置 |
US8212661B2 (en) * | 2008-05-22 | 2012-07-03 | Gary Stephen Shuster | Alert signal control using receiver velocity |
WO2009153675A2 (en) * | 2008-06-20 | 2009-12-23 | Nxp B.V. | Power supply comprising multiple outputs |
CN107408893B (zh) * | 2015-06-09 | 2020-05-19 | 谷歌有限责任公司 | 包括反激式控制器和降压转换器的电源 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59186297A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-23 | ティーディーケイ株式会社 | スイツチング電源 |
US4581690A (en) * | 1984-03-15 | 1986-04-08 | Zenith Corporation | Switched-mode power supply with output post-regulator |
JPS63114655A (ja) * | 1986-03-04 | 1988-05-19 | Canon Inc | 花弁型活字ホイ−ル |
JPH07118917B2 (ja) * | 1986-11-28 | 1995-12-18 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置用の電源装置 |
EP0261894B1 (en) * | 1986-09-20 | 1996-04-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Power source apparatus |
JP2906056B2 (ja) * | 1988-05-13 | 1999-06-14 | 日立照明株式会社 | 放電灯点灯回路 |
JP2809569B2 (ja) * | 1993-01-06 | 1998-10-08 | 株式会社日立製作所 | 多出力dc−dcコンバータ |
FR2707051B1 (ja) * | 1993-06-10 | 1996-03-08 | Matsushita Electric Works Ltd | |
JP3429417B2 (ja) * | 1996-11-15 | 2003-07-22 | 新電元工業株式会社 | フォワ−ド型dc−dcコンバ−タ |
JP2000358369A (ja) * | 1999-06-14 | 2000-12-26 | Nichicon Corp | スイッチング電源装置 |
EP1178710B1 (en) * | 2000-02-14 | 2008-09-10 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Electric discharge lamp starter and lighting system |
JP4312401B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2009-08-12 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP2003133095A (ja) * | 2001-10-30 | 2003-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 放電灯点灯装置 |
JP3096519U (ja) * | 2003-03-18 | 2003-09-26 | 船井電機株式会社 | ビデオプリンタおよび液晶表示装置 |
JP2004303431A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-10-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | バックライト装置 |
-
2005
- 2005-01-25 CN CNA200580000059XA patent/CN1879286A/zh active Pending
- 2005-01-25 JP JP2006544771A patent/JPWO2006051621A1/ja active Pending
- 2005-01-25 US US10/543,957 patent/US20070091647A1/en not_active Abandoned
- 2005-01-25 KR KR1020057016689A patent/KR100681688B1/ko active IP Right Grant
- 2005-01-25 WO PCT/JP2005/000904 patent/WO2006051621A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060086841A (ko) | 2006-08-01 |
WO2006051621A1 (ja) | 2006-05-18 |
CN1879286A (zh) | 2006-12-13 |
KR100681688B1 (ko) | 2007-02-09 |
US20070091647A1 (en) | 2007-04-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7242595B2 (en) | Switching power supply circuit | |
US9030049B2 (en) | Alternating current (AC) to direct current (DC) converter device | |
RU2480888C2 (ru) | Схема управления коэффициентом мощности и сетевой источник электропитания | |
JP2014079144A (ja) | 電源装置 | |
JPWO2006051621A1 (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP4806455B2 (ja) | スイッチング電源およびスイッチング方法 | |
JP2010124567A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2008288135A (ja) | アーク発生負荷用電源装置 | |
JP2011239539A (ja) | スイッチング電源装置及びその制御方法 | |
JP4764980B2 (ja) | 直流−直流変換装置 | |
JP4930522B2 (ja) | 電源回路、および情報処理装置 | |
KR100814462B1 (ko) | 하나의 트랜스포머를 이용한 pdp용 smps 회로 | |
JP2016052207A (ja) | 高効率力率改善回路およびスイッチング電源装置 | |
JP5076997B2 (ja) | 絶縁型dc−dcコンバータ | |
JP3874291B2 (ja) | 電源装置 | |
JPH09205780A (ja) | 電流帰還型プッシュプル・コンバータ回路 | |
EP2750274A1 (en) | DC link voltage chopping method and apparatus | |
JP2003164149A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2006333555A (ja) | スイッチング電源装置、及びオーディオアンプシステム | |
JPH06284713A (ja) | スイッチング電源回路 | |
JP2021058064A (ja) | 整流電圧平滑回路、交流直流変換回路及び電力変換回路 | |
JP2009159670A (ja) | インバーター装置 | |
JP2021044912A (ja) | 電源回路 | |
JP3301147B2 (ja) | 電源装置 | |
JP2002291248A (ja) | フライバック型スイッチング電源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081028 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081224 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090310 |