【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は昇降圧形チョッパ回路を有する直流電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の昇降圧形チョッパ回路を有する直流電源装置は図１の平滑用コンデンサ５０電圧を出力とする直流出力端子８１・８２を備えた回路である。その概略は次の通りである。
交流電源１１電圧を整流する整流電源１０を備え、オンオフ動作を繰り返えすチョッパ用スイッチング素子２０を備え、前記整流電源１０から前記チョッパ用スイッチング素子２０を介して給電を受け電磁エネルギを蓄積するチョッパ用インダクタ３０を備え、逆阻止用ダイオード４０を備え、前記チョッパ用インダクタ３０から前記逆阻止用ダイオード４０を介して電磁エネルギの放出を受け充電する平滑用コンデンサ５０を備え、前記平滑用コンデンサ５０電圧を出力する直流出力端子８１・８２を備える。前記直流出力端子８１・８２に直流負荷１００が接続される。このため、前記平滑用コンデンサ５０放電電流は直接直流負荷１００に供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
整流電源１０は直流成分電流を供給する。その直流成分電流はチョッパ用スイッチング素子２０を介してチョッパ用インダクタ３０へ流れる。このチョッパ用インダクタ３０へ流れる直流成分電流が損失要因となるので好ましくない。また、直流出力端子８１・８２は直流負荷１００を動作させるために高電圧が必要になるため、平滑用コンデンサ５０は高耐圧品を要求される。
本発明の目的は、前記チョッパ用インダクタ３０に流れる直流成分電流を低下させることであり、それによって無駄な損失を緩和することである。また、前記平滑用コンデンサ５０電圧を低下させることにより、低耐圧平滑コンデンサの使用を可能にすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、整流電源１０からチョッパ用スイッチング素子２０を介して給電を受け電磁エネルギを蓄積するチョッパ用インダクタ３０を備え、逆阻止用ダイオード４０を備え、前記チョッパ用インダクタ３０から前記逆阻止用ダイオード４０を介して電磁エネルギの放出を受け充電する平滑用コンデンサ５０を備える。
前記整流電源１０電流はチョッパ用インダクタ３０充電電流と平滑用コンデンサ５０放電電流であり、それらによる直流成分電流が形成される。整流電源１０の直流成分電流に基づく給電電力は負荷電力および回路損失に見合う。それを一定とすると、平滑用コンデンサ５０放電電流による直流成分電流が形成される分だけ、チョッパ用インダクタ３０充電電流による直流成分電流は減少する。ゆえに、損失を低減することができる。
また、直流出力端子９１・９２電圧は整流電源１０電圧と平滑用コンデンサ５０電圧の和になる。このため、整流電源１０電圧分、低耐圧の平滑用コンデンサを使用できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１を利用して本発明の実施形態について説明する。交流電源１１電圧を整流する整流電源１０を備え、オンオフ動作を繰り返えすチョッパ用スイッチング素子２０を備え、前記整流電源１０から前記チョッパ用スイッチング素子２０を介して給電を受け電磁エネルギを蓄積するチョッパ用インダクタ３０を備え、逆阻止用ダイオード４０を備え、前記チョッパ用インダクタ３０から前記逆阻止用ダイオード４０を介して電磁エネルギの放出を受け充電する平滑用コンデンサ５０を備え、前記平滑用コンデンサ５０電圧と前記整流電源１０電圧を加算した電圧を形成する直流出力端子９１・９２を備える。前記直流出力端子９１・９２に直流負荷１００が接続される。直流負荷１００はＪ順直列一対の交互にオンオフするスイッチング素子１１１・１１２を備える。各スイッチング素子１１１・１１２と逆並列に接続するフライホイールダイオード１２１・１２２を備える。前記スイッチング素子１１１・１１２と並列に接続される直列一対のアーム用コンデンサ１４１・１４２を備える。前記各スイッチング素子１１１・１１２の接続中点と前記各アーム用コンデンサ１４１・１４２の接続中点との間に接続される誘導性負荷回路１３０を備える。誘導性負荷回路１３０は蛍光灯点灯回路であり、蛍光ランプ１３１と蛍光ランプ１３１に直列のバラスト用インダクタ１３２と蛍光ランプ１３１に並列の予熱用コンデンサ１３３を備える。また、整流電源１０は整流用ダイオード１２〜１５を含む。チョッパ用スイッチング素子２０には平滑用コンデンサ５０を電源として動作する制御回路２５が接続される。
図２〜図４を用いて、図１装置の動作について説明する。図２：Ｉ１０・図３：１３０・図４：Ｉ１０５０の順に電流が流れ、その後は図２からの繰り返しとなる。図２の電流Ｉ１０はチョッパ用インダクタ３０の充電電流である。図３の電流１３０はチョッパ用インダクタ３０からの電磁エネルギ放出電流であり、これで平滑用コンデンサ５０を充電する。図４の１１０５０は平滑用コンデンサ５０放電電流である。整流電源１０には電流Ｉ１０に基づく直流成分電流が流れまた電流Ｉ１０５０に基づく直流成分電流が流れる。整流電源１０の直流成分電流に基づく給電電力は直流負荷１００電力および損失電力の和に見合う。整流電源１０給電量を一定とすると電流Ｉ１０５０に基づく直流成分電流が形成される分だけ、電流１１０に基づく直流成分電流が減少することとなる。このため、チョッパ用インダクタ３０の損失が軽減する。また、直流出力端子９１・９２電圧は整流電源１０電圧と平滑用コンデンサ５０電圧の和になる。このため、整流電源１０電圧分、低耐圧の平滑用コンデンサを使用できる。ただし、直流出力端子９１・９２間電圧は安定度が悪くなる。このため、直流負荷１００は多少の電圧変動があっても気にかけない負荷である事が望ましい。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、チョッパ用インダクタ３０充電電流による直流成分電流が減少する。このため、チョッパ用インダクタ３０の損失が低減し高効率となる。また、平滑用コンデンサ５０電圧が低減する。このため、平滑用コンデンサ５０を低耐圧とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインバータ装置の回路図である。
【図２】図１の動作説明図である。
【図３】図１の動作説明図である。
【図４】図１の動作説明図である。
【符号の説明】
１０：整流電源
２０：チョッパ用スイッチング素子
３０：チョッパ用インダクタ
４０：逆阻止用ダイオード
５０：平滑コンデンサ
９１・９２：直流出力端子
１００：直流負荷[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a DC power supply having a buck-boost chopper circuit.
[0002]
[Prior art]
A conventional DC power supply device having a step-up / step-down chopper circuit is a circuit having DC output terminals 81 and 82 for outputting the voltage of the smoothing capacitor 50 shown in FIG. The outline is as follows.
A chopper that includes a rectifying power supply 10 that rectifies a voltage of an AC power supply 11 and that includes a chopper switching element 20 that repeats on / off operations, and that receives power from the rectifying power supply 10 via the chopper switching element 20 and stores electromagnetic energy. And a smoothing capacitor 50 for receiving and discharging electromagnetic energy from the chopper inductor 30 via the reverse blocking diode 40, and charging the smoothing capacitor 50. Are provided with DC output terminals 81 and 82 for outputting. A DC load 100 is connected to the DC output terminals 81 and 82. Therefore, the discharge current of the smoothing capacitor 50 is directly supplied to the DC load 100.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The rectified power supply 10 supplies a DC component current. The DC component current flows to the chopper inductor 30 via the chopper switching element 20. The DC component current flowing through the chopper inductor 30 is not preferable because it causes a loss. Since the DC output terminals 81 and 82 require a high voltage to operate the DC load 100, the smoothing capacitor 50 is required to have a high withstand voltage.
An object of the present invention is to reduce a DC component current flowing through the chopper inductor 30, thereby alleviating a useless loss. It is another object of the present invention to reduce the voltage of the smoothing capacitor 50 so that a low-withstand-voltage smoothing capacitor can be used.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a chopper inductor 30 that receives power from the rectified power supply 10 via the chopper switching element 20 and stores electromagnetic energy, includes a reverse blocking diode 40, and includes a reverse blocking diode 40 from the chopper inductor 30. A smoothing capacitor 50 is provided for receiving and charging electromagnetic energy via the diode 40.
The rectified power supply 10 current is a charging current for the chopper inductor 30 and a discharging current for the smoothing capacitor 50, and a DC component current is formed by them. The feed power based on the DC component current of the rectified power supply 10 is commensurate with the load power and the circuit loss. Assuming that this is constant, the DC component current due to the charging current of the chopper inductor 30 is reduced by the amount corresponding to the formation of the DC component current due to the discharging current of the smoothing capacitor 50. Therefore, the loss can be reduced.
The DC output terminals 91 and 92 have the sum of the voltage of the rectified power supply 10 and the voltage of the smoothing capacitor 50. For this reason, a low-withstand-voltage smoothing capacitor for 10 rectified power supplies can be used.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A chopper that includes a rectifying power supply 10 that rectifies a voltage of an AC power supply 11 and that includes a chopper switching element 20 that repeats on / off operations, and that receives power from the rectifying power supply 10 via the chopper switching element 20 and stores electromagnetic energy. And a smoothing capacitor 50 for receiving and discharging electromagnetic energy from the chopper inductor 30 via the reverse blocking diode 40, and charging the smoothing capacitor 50. And DC output terminals 91 and 92 for forming a voltage obtained by adding the rectified power supply 10 voltage. A DC load 100 is connected to the DC output terminals 91 and 92. The DC load 100 includes a pair of switching elements 111 and 112 that are turned on and off alternately in a J-series connection. It has flywheel diodes 121 and 122 connected in anti-parallel with each of the switching elements 111 and 112. A pair of series-connected arm capacitors 141 and 142 are connected in parallel with the switching elements 111 and 112. An inductive load circuit 130 is provided between a connection point between the switching elements 111 and 112 and a connection point between the arm capacitors 141 and 142. The inductive load circuit 130 is a fluorescent lamp lighting circuit, and includes a fluorescent lamp 131, a ballast inductor 132 in series with the fluorescent lamp 131, and a preheating capacitor 133 in parallel with the fluorescent lamp 131. The rectifying power supply 10 includes rectifying diodes 12 to 15. A control circuit 25 that operates using the smoothing capacitor 50 as a power supply is connected to the chopper switching element 20.
The operation of the apparatus in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 2: I10. FIG. 3: 130. FIG. 4: I1050. The current flows in this order, and thereafter, the process is repeated from FIG. The current I10 in FIG. 2 is a charging current for the chopper inductor 30. The current 130 shown in FIG. 3 is the electromagnetic energy emission current from the chopper inductor 30, and charges the smoothing capacitor 50 with this current. Reference numeral 11050 in FIG. 4 denotes a discharging current of the smoothing capacitor 50. A DC component current based on the current I10 flows through the rectified power supply 10, and a DC component current based on the current I1050 flows. The supply power based on the DC component current of the rectified power supply 10 matches the sum of the DC load 100 power and the loss power. When the supply amount of the rectified power supply 10 is constant, the DC component current based on the current 110 decreases by the amount corresponding to the DC component current based on the current I1050. For this reason, the loss of the chopper inductor 30 is reduced. The DC output terminals 91 and 92 are the sum of the voltage of the rectified power supply 10 and the voltage of the smoothing capacitor 50. For this reason, a low-withstand-voltage smoothing capacitor for 10 rectified power supplies can be used. However, the voltage between the DC output terminals 91 and 92 has poor stability. For this reason, it is desirable that the DC load 100 be a load that does not care even if there is some voltage fluctuation.
[0008]
【The invention's effect】
According to the present invention, the DC component current due to the charging current of the chopper inductor 30 is reduced. For this reason, the loss of the chopper inductor 30 is reduced, and high efficiency is achieved. Further, the voltage of the smoothing capacitor 50 is reduced. Therefore, the withstand voltage of the smoothing capacitor 50 can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter device according to the present invention.
FIG. 2 is an operation explanatory diagram of FIG. 1;
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of FIG. 1;
FIG. 4 is an operation explanatory diagram of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
10: Rectifying power supply 20: Chopper switching element 30: Chopper inductor 40: Reverse blocking diode 50: Smoothing capacitors 91 and 92: DC output terminal 100: DC load
