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JP2003333852A - Power supply - Google Patents

Power supply

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Publication number
JP2003333852A
JP2003333852A JP2002136664A JP2002136664A JP2003333852A JP 2003333852 A JP2003333852 A JP 2003333852A JP 2002136664 A JP2002136664 A JP 2002136664A JP 2002136664 A JP2002136664 A JP 2002136664A JP 2003333852 A JP2003333852 A JP 2003333852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bidirectional switch
reactor
power supply
rectifier circuit
bridge rectifier
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
Application number
JP2002136664A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Sugimoto
智弘 杉本
Shiro Maeda
志朗 前田
Yukihisa Ninomiya
恭久 二宮
Kazuhiro Harada
員宏 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2002136664A priority Critical patent/JP2003333852A/en
Publication of JP2003333852A publication Critical patent/JP2003333852A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成でリアクタの騒音低減を可能とす
る出力電圧可変の電源装置を提供する。 【解決手段】 交流電源1からの交流を全波整流するブ
リッジ整流回路6と、交流電源と前記ブリッジ整流回路
の交流入力端との間に接続されたリアクタ8と、交流入
力端6aと交流入力端6bとの間に双方向スイッチ9を
介して接続されたコンデンサ10と、コンデンサ7a、
7bと、ゼロクロス検出手段12と、双方向スイッチ駆
動信号生成手段13と、双方向スイッチ駆動手段14を
備えたものである。双方向スイッチ9の半周期に1回の
導通制御によってコンデンサ10をリアクタ8との共振
電流で充放電させ、高力率で滑らかな電流波形を形成す
るとともに、リアクタの騒音を低減しつつ、出力電圧を
制御するものである。
(57) [Problem] To provide a variable output voltage power supply device capable of reducing noise of a reactor with a simple configuration. SOLUTION: A bridge rectifier circuit 6 for full-wave rectifying an AC from an AC power supply 1, a reactor 8 connected between the AC power supply and an AC input terminal of the bridge rectifier circuit, an AC input terminal 6a and an AC input terminal. A capacitor 10 connected to the terminal 6b via a bidirectional switch 9;
7b, a zero-cross detecting means 12, a bidirectional switch driving signal generating means 13, and a bidirectional switch driving means 14. The capacitor 10 is charged / discharged by a resonance current with the reactor 8 by conducting control once every half cycle of the bidirectional switch 9 to form a smooth current waveform with a high power factor, and to reduce output of the reactor while reducing noise of the reactor. It controls the voltage.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、装置、システム等
に電力を供給する電源装置に係り、特に高力率、低高調
波歪を実現できる電源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device for supplying electric power to devices, systems and the like, and more particularly to a power supply device capable of realizing high power factor and low harmonic distortion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、高力率、低高調波歪を実現で
きる電源装置として種々のものが提案されており、例え
ば、特開平10−80139号公報に示すものがある。
以下にその構成と動作を述べる。図4(a)に示した電
源装置は、交流電源1、4個のダイオード2〜5で構成
されたブリッジ整流回路6、前記ブリッジ整流回路の直
流出力端6c、6dに接続されたコンデンサ7a、7b
および15、前記交流電源1と前記ブリッジ整流回路6
の交流入力端6aとの間に接続されたリアクタ8、前記
リアクタ8が接続された前記ブリッジ整流回路6の前記
交流入力端6aと前記ブリッジ整流回路6のもう一方の
交流入力端6bとの間に接続されたブリッジ整流回路1
8、前記ブリッジ整流回路18の直流出力端に接続され
た短絡素子19、前記交流電源1のゼロクロスを検出す
るゼロクロス検出手段12、前記ゼロクロス検出手段1
2の出力に基づき前記短絡素子19の駆動信号を生成す
る駆動信号生成手段16、前記短絡素子駆動信号生成手
段16の信号に基づき前記短絡素子19を駆動する短絡
素子駆動手段17を備えている。11は負荷を示してい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, various types of power supply devices have been proposed which can realize high power factor and low harmonic distortion, for example, there is one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-80139.
The configuration and operation will be described below. The power supply device shown in FIG. 4A includes an AC power source 1, a bridge rectifier circuit 6 including four diodes 2 to 5, a capacitor 7a connected to DC output terminals 6c and 6d of the bridge rectifier circuit, 7b
And 15, the AC power supply 1 and the bridge rectifier circuit 6
Between the AC input end 6a of the bridge 8 and the AC input end 6a of the bridge rectifier circuit 6 to which the reactor 8 is connected and the other AC input end 6b of the bridge rectifier circuit 6. Bridge rectifier circuit 1 connected to
8, a short-circuit element 19 connected to the DC output terminal of the bridge rectification circuit 18, a zero-cross detecting means 12 for detecting a zero-cross of the AC power supply 1, the zero-cross detecting means 1
A drive signal generation means 16 for generating a drive signal for the short-circuit element 19 based on the output of 2 and a short-circuit element drive means 17 for driving the short-circuit element 19 based on the signal from the short-circuit element drive signal generation means 16. Reference numeral 11 indicates a load.

【0003】以上のように構成された電源装置につい
て、以下にその動作について説明する。ゼロクロス検出
手段12により交流電源1の交流電圧が零点を通過した
時点を検出し、この零点後に駆動信号生成手段16によ
り力率改善パルスを発生し、該力率改善パルスにより短
絡素子駆動手段17を介して短絡素子19を駆動し、リ
アクタ8およびブリッジ整流回路18を介して交流電源
1を短絡して、電源力率を改善するとともに、該力率改
善パルスの後に極めて短いパルス幅の騒音低減パルスを
駆動信号生成手段16から発生し、該騒音低減パルスで
短絡素子19を駆動し、リアクタ8およびブリッジ整流
回路18を介して交流電源1を短絡して、リアクタ8の
振動を打ち消し、騒音を防止する。
The operation of the power supply device configured as described above will be described below. The zero-cross detecting means 12 detects the time when the AC voltage of the AC power supply 1 passes through the zero point, and after this zero point, the drive signal generating means 16 generates a power factor improving pulse, and the power factor improving pulse causes the short-circuit element driving means 17 to operate. The AC power source 1 is short-circuited via the reactor 8 and the bridge rectifier circuit 18 by driving the short-circuit element 19 via the reactor 8 and the bridge rectifier circuit 18 to improve the power factor of the power source, and the noise reducing pulse having an extremely short pulse width after the power factor improving pulse. Is generated from the drive signal generation means 16, the short circuit element 19 is driven by the noise reduction pulse, the AC power supply 1 is short-circuited via the reactor 8 and the bridge rectifier circuit 18, and the vibration of the reactor 8 is canceled to prevent noise. To do.

【0004】しかしながら、前記のような従来の電源装
置では、力率改善パルスのオフ以降、短時間で再度所定
の極めて短い騒音低減パルスを入力する必要があり、そ
の結果高速かつ高精度の駆動信号生成手段16、短絡素
子駆動手段17が必要であり、また短絡素子19の応答
性が高速であることが求められる。さらにリアクタのば
らつきにより、騒音低減パルスの入力位置が変化するこ
とから、リアクタのばらつきが少ない高精度が要求され
るといった課題があった。
However, in the conventional power supply device as described above, it is necessary to input a predetermined extremely short noise reduction pulse again in a short time after the power factor correction pulse is turned off, and as a result, a high-speed and high-accuracy drive signal is obtained. The generation unit 16 and the short-circuit element driving unit 17 are required, and the short-circuit element 19 is required to have high responsiveness. Further, since the input position of the noise reduction pulse changes due to the variation of the reactor, there is a problem that high precision with less variation of the reactor is required.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術の問題
点に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、リアクタ
の騒音の低減と高精度も要求されない電源装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a power supply device which does not require reduction of reactor noise and high accuracy. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の電源装置は、前記交流電源と前記ブリッジ整
流回路の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前
記リアクタが接続された前記ブリッジ整流回路の前記交
流入力端と前記ブリッジ整流回路のもう一方の交流入力
端との間に、双方向スイッチを介して接続されたコンデ
ンサを設けたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a power supply device of the present invention comprises a reactor connected between the AC power supply and an AC input terminal of the bridge rectifier circuit, and the reactor connected to the reactor. In addition, a capacitor connected via a bidirectional switch is provided between the AC input end of the bridge rectifier circuit and the other AC input end of the bridge rectifier circuit.

【0007】前記のような電源装置によれば、前記リア
クタと前記コンデンサの直列共振現象になり、前記交流
電源から流入する入力電流が減少方向になったところ
で、双方向スイッチをオフすると双方向スイッチのオフ
後に流れる入力電流とスムーズにつながることから、双
方向スイッチにおけるオフ時の電流の急激な変化によ
り、リアクタが振動を起こすことがなく、リアクタの騒
音を低減することができる。また双方向スイッチのオフ
後に、リアクタのばらつきを考慮し、短時間で再度所定
のパルスを入力し、双方向スイッチをオンする必要がな
いので、リアクタはばらつきの少ない高精度が要求され
ないものにできる。
According to the above power supply device, when the series resonance phenomenon of the reactor and the capacitor occurs and the input current flowing from the AC power supply decreases, the bidirectional switch is turned off. Since the input current that flows after turning off is smoothly connected, the reactor does not vibrate due to a sudden change in current when the bidirectional switch is turned off, and the noise of the reactor can be reduced. In addition, after turning off the bidirectional switch, it is not necessary to input a predetermined pulse again in a short time and turn on the bidirectional switch in consideration of reactor variations, so the reactor can be made highly accurate with little variation. .

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】前記した本発明の目的は、各請求
項に記載した構成を実施の形態とすることにより達成で
きるので、以下には各請求項の構成にその構成による作
用を併記し併せて請求項記載の構成のうち説明を必要と
する特定用語については詳細な説明を加えて、本発明の
実施の形態の説明とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The above-mentioned object of the present invention can be achieved by adopting the constitution described in each claim as an embodiment. Therefore, the constitution of each claim will be described below together with the function of the constitution. At the same time, a detailed description will be added to specific terms that require an explanation among the configurations described in the claims, and the embodiments of the present invention will be described.

【0009】前記課題を解決するための請求項1記載に
係る発明は、交流電源からの交流を整流するブリッジ整
流回路と、前記ブリッジ整流回路の正の直流出力端と前
記ブリッジ整流回路の交流入力端との間に接続されたコ
ンデンサと、前記ブリッジ整流回路の前記交流入力端と
前記ブリッジ整流回路の負の直流出力端との間に接続さ
れたコンデンサとを有する電源装置であって、前記交流
電源と前記ブリッジ整流回路の交流入力端との間に接続
されたリアクタと、前記リアクタが接続された前記ブリ
ッジ整流回路の交流入力端と前記ブリッジ整流回路のも
う一方の交流入力端との間に、双方向スイッチを介して
接続されたコンデンサと、前記交流電源の電圧のゼロ点
を検出するゼロクロス検出手段と、前記ゼロクロス検出
手段の出力に基づき前記双方向スイッチの駆動信号を生
成する双方向スイッチ駆動信号生成手段と、前記双方向
スイッチ駆動信号生成手段の信号に基づき前記双方向ス
イッチを駆動する双方向スイッチ駆動手段を備えたもの
である。
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problems, a bridge rectifier circuit for rectifying AC from an AC power source, a positive DC output terminal of the bridge rectifier circuit, and an AC input of the bridge rectifier circuit. A power supply device having a capacitor connected between the AC input terminal of the bridge rectifier circuit and a negative DC output terminal of the bridge rectifier circuit. A reactor connected between the power source and the AC input end of the bridge rectifier circuit, and between the AC input end of the bridge rectifier circuit to which the reactor is connected and the other AC input end of the bridge rectifier circuit. , A capacitor connected via a bidirectional switch, a zero-cross detection unit for detecting a zero point of the voltage of the AC power supply, and an output based on the output of the zero-cross detection unit. The bidirectional switch driving signal generating means for generating a driving signal of the bidirectional switch, in which a bidirectional switch driving means for driving the bidirectional switch based on a signal of the bidirectional switch driving signal generating means.

【0010】このような構成により、前記双方向スイッ
チを適切な位相および導通幅で導通させて、前記双方向
スイッチが一定期間以上導通している間に、前記リアク
タのインダクタンスと前記コンデンサのキャパシタンス
の直列共振電流がピークを超えるように、前記リアクタ
のインダクタンスLと前記コンデンサのキャパシタンス
Cを選ぶことにより、リアクタの振動による騒音を低減
することが可能となる。また、前記双方向スイッチのオ
フ後に、リアクタのばらつきを考慮した短時間で再度極
めて短いパルスを入力する必要がなくなり、リアクタは
ばらつきの少ない高精度の要求されないものにできる。
With such a configuration, the bidirectional switch is made to conduct with an appropriate phase and conduction width, and while the bidirectional switch is conducting for a certain period or longer, the inductance of the reactor and the capacitance of the capacitor are changed. By selecting the inductance L of the reactor and the capacitance C of the capacitor so that the series resonance current exceeds the peak, noise due to vibration of the reactor can be reduced. Further, after turning off the bidirectional switch, it is not necessary to input an extremely short pulse again in a short time in consideration of variations in the reactor, and the reactor can be made to have little variation and high accuracy.

【0011】また、請求項2記載に係る発明は、前記双
方向スイッチを一定期間以上導通した後に遮断する時点
で、前記双方向スイッチに流れる電流の絶対値が減少方
向に向かうように、前記リアクタのインダクタンスと前
記リアクタに直列に接続されたコンデンサのキャパシタ
ンスを設定したもので、双方向スイッチの遮断後に流れ
る入力電流とリアクタ、コンデンサの流れる電流がスム
ーズにつながるので、急激に変化することなくリアクタ
の振動を抑制できることになる。
According to a second aspect of the present invention, the reactor is arranged so that the absolute value of the current flowing through the bidirectional switch decreases in a decreasing direction when the bidirectional switch is turned on after being turned on for a certain period or more. The inductor and the capacitance of the capacitor connected in series to the reactor are set.Since the input current that flows after the bidirectional switch is cut off and the current that flows in the reactor and the capacitor are smoothly connected, there is no sudden change in the reactor Vibration can be suppressed.

【0012】[0012]

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照して
説明する。従来例と同一構成のものは、同一符号を付し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example will be described with the same reference numerals.

【0013】(実施例1)図1は本発明に係る電源装置
の構成の一実施例を示している。図1に示した電源装置
は、4個のダイオード2〜5で形成されたブリッジ整流
回路6と、交流電源1とを備えている。交流電源1とブ
リッジ整流回路6の交流入力端6aとの間にはリアクタ
8が、ブリッジ整流回路の交流入力端6aと6bとの間
には双方向スイッチ9を介してコンデンサ10が接続さ
れている。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows an embodiment of the configuration of a power supply device according to the present invention. The power supply device shown in FIG. 1 includes a bridge rectifier circuit 6 formed of four diodes 2 to 5 and an AC power supply 1. A reactor 8 is connected between the AC power supply 1 and the AC input terminal 6a of the bridge rectifier circuit 6, and a capacitor 10 is connected between the AC input terminals 6a and 6b of the bridge rectifier circuit via a bidirectional switch 9. There is.

【0014】また、ブリッジ整流回路6の正の直流出力
端6cと、交流入力端6bとの間にはコンデンサ7a
が、交流入力端6bと負の直流出力端6dとの間にはコ
ンデンサ7bが接続されている。
A capacitor 7a is provided between the positive DC output terminal 6c of the bridge rectifying circuit 6 and the AC input terminal 6b.
However, a capacitor 7b is connected between the AC input terminal 6b and the negative DC output terminal 6d.

【0015】さらに、交流電源1の電圧のゼロクロス点
を検出するゼロクロス検出手段12と、前記ゼロクロス
検出手段12の出力に基づき、双方向スイッチ9の駆動
信号を生成する双方向スイッチ駆動信号生成手段13
と、前記双方向スイッチ駆動信号生成手段13の出力に
基づき双方向スイッチ9の駆動を行う双方向スイッチ駆
動手段14を有している。
Further, a zero-cross detection means 12 for detecting a zero-cross point of the voltage of the AC power supply 1, and a bidirectional switch drive signal generation means 13 for generating a drive signal for the bidirectional switch 9 based on the output of the zero-cross detection means 12.
And a bidirectional switch drive means 14 for driving the bidirectional switch 9 based on the output of the bidirectional switch drive signal generation means 13.

【0016】以下、図2(a)〜(d)を用いて、図1
に示した電源装置の動作について説明する。図2
(a)、(b)は、交流入力電圧Viが正の半周期の間
を示し、図2(c)、(d)は、負の半周期の間を示し
ている。また、図3(a)、(b)は図1に示した電源
装置について交流入力電圧Viを100V、リアクタ8
のインダクタンスLをL1mH、コンデンサ10の容量
CをC1μF、コンデンサ7a、7bのそれぞれの容量
をC2μFとした場合の実施例の各波形を示したもので
ある。
Hereinafter, referring to FIGS. 2 (a) to 2 (d), FIG.
The operation of the power supply device shown in FIG. Figure 2
(A) and (b) show during the positive half cycle of the AC input voltage Vi, and FIGS. 2 (c) and 2 (d) show during the negative half cycle. In addition, FIGS. 3A and 3B show an AC input voltage Vi of 100 V and a reactor 8 of the power supply device shown in FIG.
2 shows each waveform of the embodiment in which the inductance L is L1 mH, the capacitance C of the capacitor 10 is C1 μF, and the capacitance of each of the capacitors 7a and 7b is C2 μF.

【0017】図3(a)は、交流入力電圧Vi、リアク
タ8を流れる電流(交流入力電流)IL、直流出力電圧
Vo、および双方向スイッチ9の駆動信号Vgの各波形
を、図3(b)は、交流入力電圧Vi、リアクタ8を流
れる電流(交流入力電流)IL、双方向スイッチ9の駆
動信号Vg、およびコンデンサ10の両端間における電
圧Vcの各波形を示している。
FIG. 3A shows waveforms of the AC input voltage Vi, the current (AC input current) IL flowing through the reactor 8, the DC output voltage Vo, and the drive signal Vg of the bidirectional switch 9, and FIG. ) Indicates respective waveforms of the AC input voltage Vi, the current (AC input current) IL flowing through the reactor 8, the drive signal Vg of the bidirectional switch 9, and the voltage Vc across the capacitor 10.

【0018】以上の構成において、交流入力電圧Viに
おける正の交流半周期のゼロクロス直後では双方向スイ
ッチ9はオフされており、コンデンサ7aの電圧が交流
入力電圧Viより高く、また交流入力電圧Viとコンデ
ンサ7bの電圧を加えた電圧より直流出力電圧Voが高
いため、ダイオード2が逆バイアスされていて入力電流
は流れない。なお、この時コンデンサ10は前周期で充
放電された結果、図2(d)に示す極性で電圧Vc1を
有する。交流入力電圧Viの負から正へのゼロクロス点
から時間Δd後に双方向スイッチ駆動信号生成手段13
は双方向スイッチ9のオン信号を生成し、双方向スイッ
チ駆動手段14により双方向スイッチ9がオンされる
と、図2(a)の矢印に示すように電流が流れる。すな
わち交流電源1から順に、リアクタ8、コンデンサ10
に電流が流れ、コンデンサ10は直ちに放電し、Vc1
と逆極性でVc2まで充電する。双方向スイッチ9のオ
ン時点から時間Δt後に双方向スイッチ駆動信号生成手
段13は双方向スイッチ9のオフ信号を生成し、双方向
スイッチ駆動手段14により双方向スイッチ9がオフさ
れると、コンデンサ10はその時点の電圧Vc2を保持
しながら、電流は図2(b)に示すように交流電源1か
らリアクタ8、ダイオード2、コンデンサ7aの順に流
れる。また、交流電源1からリアクタ8、ダイオード
2、負荷11、コンデンサ7bの順にも電流が流れ、交
流入力電圧Viの低下によりやがてゼロとなる。
In the above structure, the bidirectional switch 9 is turned off immediately after the positive AC half cycle zero crossing in the AC input voltage Vi, the voltage of the capacitor 7a is higher than the AC input voltage Vi, and the AC input voltage Vi is equal to the AC input voltage Vi. Since the DC output voltage Vo is higher than the voltage obtained by adding the voltage of the capacitor 7b, the diode 2 is reverse-biased and the input current does not flow. At this time, the capacitor 10 has the voltage Vc1 with the polarity shown in FIG. 2D as a result of being charged and discharged in the previous cycle. The bidirectional switch drive signal generation means 13 after a time Δd from the zero cross point from the negative to the positive of the AC input voltage Vi.
Generates an ON signal for the bidirectional switch 9, and when the bidirectional switch driving means 14 turns on the bidirectional switch 9, a current flows as shown by the arrow in FIG. That is, the reactor 8 and the capacitor 10 are sequentially arranged from the AC power source 1.
Current flows through the capacitor 10, the capacitor 10 is immediately discharged, and Vc1
It is charged to Vc2 with the opposite polarity. After a time Δt from the time when the bidirectional switch 9 is turned on, the bidirectional switch drive signal generation means 13 generates an off signal for the bidirectional switch 9, and when the bidirectional switch drive means 14 turns off the bidirectional switch 9, the capacitor 10 is turned on. While holding the voltage Vc2 at that time, the current flows in order from the AC power supply 1 to the reactor 8, the diode 2, and the capacitor 7a as shown in FIG. 2 (b). Further, a current also flows from the AC power supply 1 to the reactor 8, the diode 2, the load 11, and the capacitor 7b in this order, and eventually becomes zero due to the decrease of the AC input voltage Vi.

【0019】交流入力電圧Viは負の交流半周期のゼロ
クロス直後では双方向スイッチ9はオフされており、コ
ンデンサ7bの電圧が交流入力電圧Viより高く、また
交流入力電圧Viとコンデンサ7aの電圧を加えた電圧
より直流出力電圧Voが高いため、ダイオード3が逆バ
イアスされて入力電流は流れない。交流入力電圧Viの
正から負へのゼロクロス点からΔd後に双方向スイッチ
駆動信号生成手段13は双方向スイッチ9のオン信号を
生成し、双方向スイッチ駆動手段14により双方向スイ
ッチ9がオンされると、図2(c)の矢印に示すように
電流が流れる。すなわち交流電源1から順に、コンデン
サ10、リアクタ8と電流が流れ、コンデンサ10は放
電した後、Vc2と逆極性で充電する。そして、双方向
スイッチ9のオン時点からΔt後に双方向スイッチ駆動
信号生成手段13は双方向スイッチ9のオフ信号を生成
し、双方向スイッチ駆動手段14により双方向スイッチ
9がオフされると、コンデンサ10は電圧Vc1まで充
電した状態でその電圧を保持し、電流は図2(d)に示
すように交流電源1から、コンデンサ7b、ダイオード
3、リアクタ8の順に流れる。また交流電源1から、コ
ンデンサ7a、負荷11、ダイオード3、リアクタ8の
順にも電流が流れ、交流入力電圧Viの低下によりやが
てゼロとなる。
Immediately after the negative AC half cycle zero crossing, the AC input voltage Vi has the bidirectional switch 9 turned off, the voltage of the capacitor 7b is higher than the AC input voltage Vi, and the voltage of the AC input voltage Vi and the voltage of the capacitor 7a are changed. Since the DC output voltage Vo is higher than the applied voltage, the diode 3 is reverse biased and the input current does not flow. The bidirectional switch drive signal generation means 13 generates an ON signal of the bidirectional switch 9 after Δd from the positive-negative zero cross point of the AC input voltage Vi, and the bidirectional switch drive means 14 turns on the bidirectional switch 9. Then, a current flows as shown by the arrow in FIG. That is, current sequentially flows from the AC power supply 1 to the capacitor 10 and the reactor 8, and the capacitor 10 is discharged and then charged with a polarity opposite to Vc2. Then, after Δt from the time when the bidirectional switch 9 is turned on, the bidirectional switch drive signal generation means 13 generates an off signal for the bidirectional switch 9, and when the bidirectional switch drive means 14 turns off the bidirectional switch 9, the capacitor is turned off. Reference numeral 10 holds the voltage in a state of being charged to the voltage Vc1, and current flows from the AC power supply 1 to the capacitor 7b, the diode 3 and the reactor 8 in this order as shown in FIG. 2 (d). A current also flows from the AC power supply 1 to the capacitor 7a, the load 11, the diode 3, and the reactor 8 in this order, and eventually becomes zero due to a decrease in the AC input voltage Vi.

【0020】以上のように本実施例では、双方向スイッ
チ9をオンさせることにより、従来例より入力電圧のゼ
ロクロスに近いところから入力電流が流れ、高力率化が
実現できる。
As described above, in this embodiment, by turning on the bidirectional switch 9, the input current flows from a position closer to the zero cross of the input voltage than in the conventional example, and a high power factor can be realized.

【0021】また、双方向スイッチ9の導通時間△tを
増加することによりリアクタ8への磁気エネルギー蓄積
量を増加させ、直流出力電圧Voを増加することができ
る。同様に時間△tを減少させることにより出力電圧V
oを減少させることができ、時間△tの増減により直流
出力電圧Voを可変できることになる。本発明の電源装
置は図2(a)、(c)に示した通り、双方向スイッチ
9の導通期間△tに、リアクタ8にエネルギーを蓄積
し、図2の(b)(d)に示した通り、双方向スイッチ
9がオフの期間に、そのエネルギーをコンデンサ7a、
7bに放出する、いわゆる昇圧作用を有している。
Further, by increasing the conduction time Δt of the bidirectional switch 9, the amount of magnetic energy stored in the reactor 8 can be increased and the DC output voltage Vo can be increased. Similarly, by decreasing the time Δt, the output voltage V
It is possible to decrease o, and the DC output voltage Vo can be changed by increasing or decreasing the time Δt. As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (c), the power supply device of the present invention stores energy in the reactor 8 during the conduction period Δt of the bidirectional switch 9, and is shown in FIGS. As described above, while the bidirectional switch 9 is off, the energy is stored in the capacitor 7a,
It has a so-called pressurizing action that is released to 7b.

【0022】また、リアクタ8とコンデンサ9が直列共
振現象により、交流電源1、リアクタ8、コンデンサ1
0の短絡回路に流れる電流が直列共振電流となり、双方
向スイッチ9のオン期間△tでピーク値を超えるように
リアクタ8のインダクタンスLとコンデンサ10のキャ
パシタンスCを選ぶことにより、図3の△t期間に示す
ような電流波形となり、△t後に流れる入力電流とスム
ーズにつながるので、一定期間以上導通し、双方向スイ
ッチ9を遮断する時点での入力電流が図4(b)で示し
ているように急激に変化することなく、リアクタ8の振
動を抑制でき、リアクタの騒音を低減できる。
Also, due to the series resonance phenomenon between the reactor 8 and the capacitor 9, the AC power supply 1, the reactor 8 and the capacitor 1
By selecting the inductance L of the reactor 8 and the capacitance C of the capacitor 10 so that the current flowing in the short circuit of 0 becomes a series resonance current and exceeds the peak value in the ON period Δt of the bidirectional switch 9, Δt in FIG. The current waveform is as shown in the period, and the input current flowing after Δt is smoothly connected. Therefore, the input current at the time when the bidirectional switch 9 is cut off for a certain period of time or more is turned on as shown in FIG. 4B. The vibration of the reactor 8 can be suppressed and the noise of the reactor can be reduced without drastically changing.

【0023】また、双方向スイッチ9の短絡破壊時に、
リアクタ8とコンデンサ10のLC直列共振により電流
の抑制ができ、保護が容易となる。
When the bidirectional switch 9 is short-circuited,
The LC series resonance of the reactor 8 and the capacitor 10 makes it possible to suppress the current and facilitate the protection.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上のように本発明の電源装置によれ
ば、リアクタとリアクタが接続されたブリッジ整流回路
の交流入力端とブリッジ整流回路のもう一方の交流入力
端との間に双方向スイッチを介してコンデンサを接続
し、双方向スイッチを一定期間以上駆動させ、リアクタ
のインダクタンスとコンデンサのキャパシタンスを適切
に選ぶことにより、入力電流の高力率を実現でき、また
双方向スイッチのオフ時における入力電流のつながりが
スムーズになることからリアクタの振動による騒音を抑
制することができる。
As described above, according to the power supply device of the present invention, the bidirectional switch is provided between the reactor and the AC input end of the bridge rectifier circuit to which the reactor is connected and the other AC input end of the bridge rectifier circuit. By connecting a capacitor through the bidirectional switch and driving the bidirectional switch for a certain period or longer, and by appropriately selecting the inductance of the reactor and the capacitance of the capacitor, a high power factor of the input current can be realized, and when the bidirectional switch is off. Since the input current is smoothly connected, noise due to reactor vibration can be suppressed.

【0025】また、比較的低速、低精度の駆動信号生成
手段、短絡素子駆動手段および応答性が低速の双方向ス
イッチの採用が可能となり、かつリアクタのばらつきは
高精度が要求されず、コストの低減を図ることができ
る。
Further, it becomes possible to employ a relatively low speed and low precision drive signal generating means, a short-circuit element driving means and a bidirectional switch having a low responsiveness, and it is not necessary to have a high accuracy in the variation of the reactor, which results in cost reduction. It can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る電源装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例1に係る電源装置の動作説明図FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the power supply device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】(a)本発明の実施例1に係る電源装置の交流
入力電圧Vi、リアクタ電流IL、直流出力電圧Vo、
および双方向スイッチ駆動信号Vgの各波形を示す図 (b)本発明の実施例1に係る電源装置の交流入力電圧
Vi、コンデンサ電流Ic、コンデンサ電圧Vc、およ
び双方向スイッチ駆動信号Vgの各波形を示す図
FIG. 3 (a) AC input voltage Vi, reactor current IL, DC output voltage Vo of the power supply device according to the first embodiment of the present invention,
And (b) each waveform of the bidirectional switch drive signal Vg. Each waveform of the AC input voltage Vi, the capacitor current Ic, the capacitor voltage Vc, and the bidirectional switch drive signal Vg of the power supply device according to the first embodiment of the present invention. Showing

【図4】(a)従来の電源装置の一例に係る電源装置の
構成図 (b)従来の電源装置の交流入力電圧Vi、リアクタ電
流IL、直流出力電圧Vo、および双方向スイッチ駆動
信号Vgの各波形を示す図
FIG. 4A is a configuration diagram of a power supply device according to an example of a conventional power supply device. FIG. 4B is a diagram showing a conventional power supply device including an AC input voltage Vi, a reactor current IL, a DC output voltage Vo, and a bidirectional switch drive signal Vg. Diagram showing each waveform

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 6 ブリッジ整流回路 8 リアクタ 9 双方向スイッチ 10 コンデンサ 12 ゼロクロス検出手段 13 双方向スイッチ駆動信号生成手段 14 双方向スイッチ駆動手段 1 AC power supply 6 Bridge rectifier circuit 8 reactors 9 bidirectional switch 10 capacitors 12 Zero cross detection means 13 Bidirectional switch drive signal generation means 14 Bidirectional switch driving means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 恭久 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原田 員宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5H006 AA02 CA01 CA07 CB01 CC01 CC02 CC08 DB01 DC05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yasuhisa Ninomiya             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. (72) Inventor Toruhiro Harada             1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric             Sangyo Co., Ltd. F-term (reference) 5H006 AA02 CA01 CA07 CB01 CC01                       CC02 CC08 DB01 DC05

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源と、前記交流電源からの交流を
整流するブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の
正の直流出力端と前記ブリッジ整流回路の交流入力端と
の間に接続されたコンデンサと、前記ブリッジ整流回路
の前記交流入力端と前記ブリッジ整流回路の負の直流出
力端との間に接続されたコンデンサとを有する電源装置
であって、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の交流
入力端との間に接続されたリアクタと、前記リアクタが
接続された前記ブリッジ整流回路の交流入力端と前記ブ
リッジ整流回路のもう一方の交流入力端との間に、双方
向スイッチを介して接続されたコンデンサと、前記交流
電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス検出手段と、
前記ゼロクロス検出手段の出力に基づき前記双方向スイ
ッチの駆動信号を生成する双方向スイッチ駆動信号生成
手段と、前記双方向スイッチ駆動信号生成手段の信号に
基づき前記双方向スイッチを駆動する双方向スイッチ駆
動手段を備えたことを特徴とする電源装置。
1. An AC power supply, a bridge rectifier circuit for rectifying AC from the AC power supply, and a capacitor connected between a positive DC output end of the bridge rectifier circuit and an AC input end of the bridge rectifier circuit. And a capacitor connected between the AC input terminal of the bridge rectifier circuit and the negative DC output terminal of the bridge rectifier circuit, the AC power supply and the AC input of the bridge rectifier circuit. And a reactor connected between the other end and an AC input end of the bridge rectifier circuit to which the reactor is connected and the other AC input end of the bridge rectifier circuit, connected via a bidirectional switch. A capacitor, and zero-cross detection means for detecting the zero point of the voltage of the AC power supply,
Bidirectional switch drive signal generation means for generating a drive signal of the bidirectional switch based on the output of the zero-cross detection means, and bidirectional switch drive for driving the bidirectional switch based on the signal of the bidirectional switch drive signal generation means A power supply device comprising means.
【請求項2】 前記双方向スイッチを一定期間以上導通
した後に遮断する時点で、前記双方向スイッチに流れる
電流の絶対値が減少方向に向かう様に、前記リアクタの
インダクタンスと前記リアクタに直列に接続されたコン
デンサのキャパシタンスを設定した請求項1に記載の電
源装置。
2. The inductance of the reactor and the reactor are connected in series so that the absolute value of the current flowing through the bidirectional switch decreases when the bidirectional switch is turned off after conducting for a certain period or more. 2. The power supply device according to claim 1, wherein the capacitance of the generated capacitor is set.
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