JP2010074922A - Switching power supply - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はスイッチング電源に関し、特に、単相入力および３相入力の双方に用いられるスイッチング電源の構成方法に適用して好適なものである。 The present invention relates to a switching power supply, and is particularly suitable for application to a method for configuring a switching power supply used for both a single-phase input and a three-phase input.
従来のスイッチング電源では、入力条件ごとに別々の回路構成が用いられていた。例えば、単相入力用のスイッチング電源では、単相入力用のフィルタ回路および単相入力から直流電圧を生成する内蔵電源が搭載される。また、３相入力用のスイッチング電源では、３相入力用のフィルタ回路および３相入力から直流電圧を生成する内蔵電源が搭載される。 In the conventional switching power supply, a separate circuit configuration is used for each input condition. For example, a switching power supply for single-phase input includes a filter circuit for single-phase input and a built-in power supply that generates a DC voltage from the single-phase input. In addition, a three-phase input switching power supply includes a three-phase input filter circuit and a built-in power source that generates a DC voltage from the three-phase input.
また、例えば、特許文献１には、多相交流電源の相間入力を整流する整流回路の直流側の電圧が交流電圧基準値以上の場合に、多相交流入力の相間に接続された変換部に含まれるスイッチング素子の駆動信号を定める直流電圧基準値を変化させることで、相間電圧の変動による変換効率の低下を抑制する方法が開示されている。 Further, for example, in Patent Document 1, when the voltage on the DC side of the rectifier circuit that rectifies the interphase input of the multiphase AC power supply is equal to or higher than the AC voltage reference value, a conversion unit connected between the phases of the multiphase AC input is provided. There is disclosed a method for suppressing a decrease in conversion efficiency due to a change in interphase voltage by changing a DC voltage reference value that defines a drive signal for an included switching element.
また、例えば、特許文献２には、電源回路の定電圧化された直流を給電ケーブルを介して負荷に供給する際、電源回路の出力電圧に自動的にケーブルの電圧降下の補正を加える方法が開示されている。 Further, for example, Patent Document 2 discloses a method of automatically correcting a voltage drop of a cable to an output voltage of a power circuit when supplying a constant DC voltage of the power circuit to a load via a power feeding cable. It is disclosed.
しかしながら、従来のスイッチング電源では、入力条件ごとに別々の回路構成が用いられているため、単相入力用と３相入力用の２種類の回路設計を行う必要があるとともに、フィルタ回路や内蔵電源についても２種類ずつ用意する必要がある。このため、スイッチング電源の回路設計に時間がかかったり、内蔵電源、電子部品および回路基板などの管理が煩雑化したり、スイッチング電源のコストアップを招いたりするという問題があった。 However, since the conventional switching power supply uses different circuit configurations for each input condition, it is necessary to design two types of circuits for single-phase input and three-phase input, as well as a filter circuit and a built-in power supply. It is necessary to prepare two types for each. For this reason, there has been a problem that it takes time to design a circuit of the switching power supply, the management of the built-in power supply, electronic components, and the circuit board becomes complicated, and the cost of the switching power supply increases.
そこで、本発明の目的は、回路基板の共通化を図りつつ、単相入力および３相入力の双方に適用することが可能なスイッチング電源を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a switching power supply that can be applied to both a single-phase input and a three-phase input while making a circuit board common.
上述した課題を解決するために、請求項１記載のスイッチング電源によれば、単相交流電圧および３相交流電圧が入力される入力端子と、前記単相交流電圧に含まれる不要な高域成分をそれぞれ減衰させるＮ（Ｎは３以上の整数）個の入力フィルタと、前記入力フィルタをそれぞれ通過した単相交流電圧を直流電圧にそれぞれ変換するＮ個の内蔵電源と、前記入力端子に前記単相交流電圧が入力される場合、前記単相交流電圧を前記入力フィルタに並列に入力し、前記入力端子に前記３相交流電圧が入力される場合、前記３相交流電圧の各相間の電圧を前記入力フィルタに個別に入力する切り替え部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, according to the switching power supply according to claim 1, an input terminal to which a single-phase AC voltage and a three-phase AC voltage are input, and an unnecessary high-frequency component included in the single-phase AC voltage N (N is an integer greater than or equal to 3) input filters, N built-in power sources that convert single-phase AC voltages that have passed through the input filters into DC voltages, respectively, When a phase AC voltage is input, the single-phase AC voltage is input in parallel to the input filter, and when the three-phase AC voltage is input to the input terminal, a voltage between the phases of the three-phase AC voltage is calculated. And a switching unit that individually inputs the input filter.
また、請求項２記載のスイッチング電源によれば、前記Ｎ個の入力フィルタと前記切り替え部は同一のプリント基板上に実装されていることを特徴とする。 The switching power supply according to claim 2 is characterized in that the N input filters and the switching unit are mounted on the same printed circuit board.
また、請求項３記載のスイッチング電源によれば、前記切り替え部は、前記入力端子に入力される電圧が単相であるか３相であるかに応じて実装または未実装とされるジャンパー線であることを特徴とする。
According to the switching power supply of
以上説明したように、本発明によれば、３相交流電圧の各相間の電圧を単相用の入力フィルタと単相用の内蔵電源に個別に入力する切り替え部を設けることにより、３相用の入力フィルタと３相用の内蔵電源を使用することなく、３相交流電圧を直流電圧に変換することが可能となる。このため、単相入力用と３相入力用の２種類の回路設計を行う必要がなくなり、スイッチング電源の回路設計にかかる時間を短縮することが可能となるとともに、単相入力用と３相入力用とで内蔵電源、電子部品および回路基板などの共通化を図ることが可能となることから、部品管理や生産管理の効率化を図ることが可能となるともに、スイッチング電源のコストダウンを実現することができる。 As described above, according to the present invention, by providing the switching unit for individually inputting the voltage between the phases of the three-phase AC voltage to the single-phase input filter and the single-phase built-in power supply, It is possible to convert a three-phase AC voltage into a DC voltage without using the input filter and the built-in power source for three phases. For this reason, it is not necessary to design two types of circuits for single-phase input and three-phase input, and it is possible to reduce the time required for circuit design of the switching power supply, and for single-phase input and three-phase input. The built-in power supply, electronic components, and circuit boards can be shared in common use, making it possible to improve the efficiency of component management and production management, and reduce the cost of switching power supplies. be able to.
以下、本発明の実施形態に係るスイッチング電源について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る単相入力時のスイッチング電源の概略構成を示すブロック図、図２は、本発明の一実施形態に係る単相入力時のスイッチング電源の入力波形および出力波形を示す図、図３は、本発明の一実施形態に係る３相入力時のスイッチング電源の概略構成を示すブロック図、図４は、本発明の一実施形態に係る３相入力時のスイッチング電源の入力波形および出力波形を示す図である。
Hereinafter, a switching power supply according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a switching power supply according to an embodiment of the present invention at the time of single-phase input, and FIG. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a switching power supply during three-phase input according to one embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram during three-phase input according to one embodiment of the present invention. It is a figure which shows the input waveform and output waveform of a switching power supply.
図１および図３において、スイッチング電源には、入力端子Ｔ、３個の入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１、切り替え部Ｓ１〜Ｓ４、３個の内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３、３個の出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２およびダイオードＤ１〜Ｄ３が設けられている。
ここで、入力端子Ｔには、単相交流電圧および３相交流電圧が入力され、Ｌ１／Ｌ端子、Ｌ２／Ｎ端子、Ｌ３／ＮＣ端子、ＦＧ端子が設けられている。そして、Ｌ１／Ｌ端子およびＬ２／Ｎ端子間には単相交流電圧が入力され、Ｌ１／Ｌ端子およびＬ２／Ｎ端子間には３相交流電圧の１相目が入力され、Ｌ２／Ｎ端子およびＬ３／ＮＣ端子間には３相交流電圧の２相目が入力され、Ｌ１／Ｌ端子およびＬ３／ＮＣ端子間には３相交流電圧の３相目が入力される。また、ＦＧ端子はフレームグランドに接続される。
1 and 3, the switching power supply includes an input terminal T, three input filters F11, F21, and F31, switching units S1 to S4, three built-in power supplies G1 to G3, and three output filters F12 and F22. F32 and diodes D1 to D3 are provided.
Here, a single-phase AC voltage and a three-phase AC voltage are input to the input terminal T, and an L1 / L terminal, an L2 / N terminal, an L3 / NC terminal, and an FG terminal are provided. A single-phase AC voltage is input between the L1 / L terminal and the L2 / N terminal, the first phase of the three-phase AC voltage is input between the L1 / L terminal and the L2 / N terminal, and the L2 / N terminal. The second phase of the three-phase AC voltage is input between the L3 / NC terminals, and the third phase of the three-phase AC voltage is input between the L1 / L terminal and the L3 / NC terminal. The FG terminal is connected to the frame ground.
また、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１は、単相交流電圧に含まれる不要な高域成分をそれぞれ減衰させることができ、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１としては、ローパスフィルタを用いることができる。ここで、入力フィルタＦ１１には、コンデンサＣ１１、Ｃ１２およびインダクタＬ１１、Ｌ１２が設けられ、インダクタＬ１１、Ｌ１２の一端はコンデンサＣ１１を介して互いに接続され、インダクタＬ１１、Ｌ１２の他端はコンデンサＣ１２を介して互いに接続されている。また、入力フィルタＦ２１には、コンデンサＣ２１、Ｃ２２およびインダクタＬ２１、Ｌ２２が設けられ、インダクタＬ２１、Ｌ２２の一端はコンデンサＣ２１を介して互いに接続され、インダクタＬ２１、Ｌ２２の他端はコンデンサＣ２２を介して互いに接続されている。また、入力フィルタＦ３１には、コンデンサＣ３１、Ｃ３２およびインダクタＬ３１、Ｌ３２が設けられ、インダクタＬ３１、Ｌ３２の一端はコンデンサＣ３１を介して互いに接続され、インダクタＬ３１、Ｌ３２の他端はコンデンサＣ３２を介して互いに接続されている。 The input filters F11, F21, and F31 can attenuate unnecessary high-frequency components included in the single-phase AC voltage, and low-pass filters can be used as the input filters F11, F21, and F31. Here, capacitors C11 and C12 and inductors L11 and L12 are provided in the input filter F11. One ends of the inductors L11 and L12 are connected to each other via the capacitor C11, and the other ends of the inductors L11 and L12 are connected via the capacitor C12. Are connected to each other. The input filter F21 is provided with capacitors C21 and C22 and inductors L21 and L22. One ends of the inductors L21 and L22 are connected to each other via the capacitor C21, and the other ends of the inductors L21 and L22 are connected via the capacitor C22. Are connected to each other. The input filter F31 is provided with capacitors C31 and C32 and inductors L31 and L32. One ends of the inductors L31 and L32 are connected to each other via the capacitor C31, and the other ends of the inductors L31 and L32 are connected via the capacitor C32. Are connected to each other.
また、内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３は、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１をそれぞれ通過した単相交流電圧を直流電圧にそれぞれ変換することができる。ここで、内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３の入力側には、Ｌ（ライブ）端子、Ｎ（ニュートラル）端子およびＦＧ（フレームグランド）端子がそれぞれ設けられ、内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３の出力側には、正極端子および負極端子がそれぞれ設けられている。なお、各内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３は、交流電圧を整流および平滑化して生成した直流電圧をスイッチング素子に印加し、そのスイッチング素子をＰＷＭ制御にてオン／オフすることで、交流電圧を所望の直流電圧に変換することができる。 The built-in power supplies G1 to G3 can convert single-phase AC voltages that have passed through the input filters F11, F21, and F31, respectively, into DC voltages. Here, an L (live) terminal, an N (neutral) terminal, and an FG (frame ground) terminal are provided on the input side of the internal power supplies G1 to G3, respectively, and a positive terminal is provided on the output side of the internal power supplies G1 to G3. And a negative terminal are provided. Each of the built-in power supplies G1 to G3 applies a DC voltage generated by rectifying and smoothing an AC voltage to the switching element, and turns the switching element on / off by PWM control, thereby changing the AC voltage to a desired DC voltage. Can be converted to voltage.
また、切り替え部Ｓ１〜Ｓ４は、入力端子Ｔに単相交流電圧が入力される場合、単相交流電圧を入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１に並列に入力し、入力端子Ｔに３相交流電圧が入力される場合、３相交流電圧の各相間の電圧を入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１に個別に入力することができる。なお、切り替え部Ｓ１〜Ｓ４としては、入力端子Ｔに入力される電圧が単相であるか３相であるかに応じて実装または未実装とされるジャンパー線を用いるようにしてもよいし、入力端子Ｔに入力される電圧が単相であるか３相であるかに応じてオン／オフするスイッチを用いるようにしてもよい。 When the single-phase AC voltage is input to the input terminal T, the switching units S1 to S4 input the single-phase AC voltage in parallel to the input filters F11, F21, and F31, and the three-phase AC voltage is input to the input terminal T. When input, the voltage between the phases of the three-phase AC voltage can be individually input to the input filters F11, F21, and F31. As the switching units S1 to S4, a jumper wire that is mounted or not mounted may be used depending on whether the voltage input to the input terminal T is single phase or three phase, A switch that is turned on / off depending on whether the voltage input to the input terminal T is single-phase or three-phase may be used.
また、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２は、内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３からそれぞれ出力された直流電圧に含まれる不要な高域成分をそれぞれ減衰させることができ、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２としては、ローパスフィルタを用いることができる。ここで、出力フィルタＦ１２には、コンデンサＣ１３、Ｃ１４およびインダクタＬ１３、Ｌ１４が設けられ、インダクタＬ１３、Ｌ１４の一端はコンデンサＣ１３を介して互いに接続され、インダクタＬ１３、Ｌ１４の他端はコンデンサＣ１４を介して互いに接続されている。また、出力フィルタＦ２２には、コンデンサＣ２３、Ｃ２４およびインダクタＬ２３、Ｌ２４が設けられ、インダクタＬ２３、Ｌ２４の一端はコンデンサＣ２３を介して互いに接続され、インダクタＬ２３、Ｌ２４の他端はコンデンサＣ２４を介して互いに接続されている。また、出力フィルタＦ３２には、コンデンサＣ３３、Ｃ３４およびインダクタＬ３３、Ｌ３４が設けられ、インダクタＬ３３、Ｌ３４の一端はコンデンサＣ３３を介して互いに接続され、インダクタＬ３３、Ｌ３４の他端はコンデンサＣ３４を介して互いに接続されている。 The output filters F12, F22, and F32 can attenuate unnecessary high frequency components included in the DC voltages output from the built-in power sources G1 to G3, respectively. The output filters F12, F22, and F32 are low-pass. A filter can be used. Here, capacitors C13 and C14 and inductors L13 and L14 are provided in the output filter F12. One ends of the inductors L13 and L14 are connected to each other via the capacitor C13, and the other ends of the inductors L13 and L14 are connected to each other via the capacitor C14. Are connected to each other. The output filter F22 includes capacitors C23 and C24 and inductors L23 and L24. One ends of the inductors L23 and L24 are connected to each other through the capacitor C23, and the other ends of the inductors L23 and L24 are connected to each other through the capacitor C24. Are connected to each other. The output filter F32 includes capacitors C33 and C34 and inductors L33 and L34. One ends of the inductors L33 and L34 are connected to each other through the capacitor C33, and the other ends of the inductors L33 and L34 are connected to each other through the capacitor C34. Are connected to each other.
また、ダイオードＤ１〜Ｄ３は、他の内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３からの電流が自分の内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３に逆流するのを防止することができる。 Further, the diodes D1 to D3 can prevent the current from the other built-in power supplies G1 to G3 from flowing back to the built-in power supplies G1 to G3.
そして、入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子は、入力フィルタＦ１１のインダクタＬ１１の一端および入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２１の一端に接続されるとともに、切り替え部Ｓ２を介して入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の一端に接続されている。
また、入力端子ＴのＬ２／Ｎ端子は、入力フィルタＦ１１のインダクタＬ１２の一端および入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３２の一端に接続されるとともに、切り替え部Ｓ１を介して入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の一端に接続されている。
また、入力端子ＴのＬ３／ＮＣ端子は、切り替え部Ｓ３を介して入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の一端に接続されるとともに、切り替え部Ｓ４を介して入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の一端に接続されている。
The L1 / L terminal of the input terminal T is connected to one end of the inductor L11 of the input filter F11 and one end of the inductor L21 of the input filter F21, and to one end of the inductor L31 of the input filter F31 via the switching unit S2. It is connected.
The L2 / N terminal of the input terminal T is connected to one end of the inductor L12 of the input filter F11 and one end of the inductor L32 of the input filter F31, and to one end of the inductor L22 of the input filter F21 through the switching unit S1. It is connected.
The L3 / NC terminal of the input terminal T is connected to one end of the inductor L22 of the input filter F21 through the switching unit S3, and is connected to one end of the inductor L31 of the input filter F31 through the switching unit S4. Yes.
また、内蔵電源Ｇ１のＬ端子は、入力フィルタＦ１１のインダクタＬ１１の他端に接続され、内蔵電源Ｇ１のＮ端子は、入力フィルタＦ１１のインダクタＬ１２の他端に接続されている。
また、内蔵電源Ｇ２のＬ端子は、入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２１の他端に接続され、内蔵電源Ｇ２のＮ端子は、入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の他端に接続されている。
また、内蔵電源Ｇ３のＬ端子は、入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の他端に接続され、内蔵電源Ｇ３のＮ端子は、入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３２の他端に接続されている。
The L terminal of the built-in power supply G1 is connected to the other end of the inductor L11 of the input filter F11, and the N terminal of the built-in power supply G1 is connected to the other end of the inductor L12 of the input filter F11.
The L terminal of the built-in power supply G2 is connected to the other end of the inductor L21 of the input filter F21, and the N terminal of the built-in power supply G2 is connected to the other end of the inductor L22 of the input filter F21.
The L terminal of the built-in power supply G3 is connected to the other end of the inductor L31 of the input filter F31, and the N terminal of the built-in power supply G3 is connected to the other end of the inductor L32 of the input filter F31.
また、内蔵電源Ｇ１の正極端子は、出力フィルタＦ１２のインダクタＬ１３の一端に接続され、内蔵電源Ｇ１の負極端子は、出力フィルタＦ１２のインダクタＬ１４の一端に接続されている。
また、内蔵電源Ｇ２の正極端子は、出力フィルタＦ２２のインダクタＬ２３の一端に接続され、内蔵電源Ｇ２の負極端子は、出力フィルタＦ２２のインダクタＬ２４の一端に接続されている。
また、内蔵電源Ｇ３の正極端子は、出力フィルタＦ３２のインダクタＬ３３の一端に接続され、内蔵電源Ｇ３の負極端子は、出力フィルタＦ３２のインダクタＬ３４の一端に接続されている。
The positive terminal of the built-in power supply G1 is connected to one end of the inductor L13 of the output filter F12, and the negative terminal of the built-in power supply G1 is connected to one end of the inductor L14 of the output filter F12.
The positive terminal of the built-in power supply G2 is connected to one end of the inductor L23 of the output filter F22, and the negative terminal of the built-in power supply G2 is connected to one end of the inductor L24 of the output filter F22.
The positive terminal of the built-in power supply G3 is connected to one end of the inductor L33 of the output filter F32, and the negative terminal of the built-in power supply G3 is connected to one end of the inductor L34 of the output filter F32.
また、出力フィルタＦ１２のインダクタＬ１３の他端、出力フィルタＦ２２のインダクタＬ２３の他端および出力フィルタＦ３２のインダクタＬ３３の他端は、ダイオードＤ１〜Ｄ３をそれぞれ介して互いに共通に接続され、負荷Ｂの正極端子に接続されるとともに、出力フィルタＦ１２のインダクタＬ１４の他端、出力フィルタＦ２２のインダクタＬ２４の他端および出力フィルタＦ３２のインダクタＬ３４の他端は、互いに共通に接続され、負荷Ｂの負極端子に接続されている。
また、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１および切り替え部Ｓ１〜Ｓ４は、同一のプリント基板Ｋに実装されている。
The other end of the inductor L13 of the output filter F12, the other end of the inductor L23 of the output filter F22, and the other end of the inductor L33 of the output filter F32 are connected in common to each other through the diodes D1 to D3, and the load B The other end of the inductor L14 of the output filter F12, the other end of the inductor L24 of the output filter F22, and the other end of the inductor L34 of the output filter F32 are connected in common to each other, and are connected to the positive terminal. It is connected to the.
The input filters F11, F21, F31 and the switching units S1 to S4 are mounted on the same printed circuit board K.
そして、入力端子Ｔに単相交流電圧が入力される場合、図１に示すように、切り替え部Ｓ１を介して入力端子ＴのＬ２／Ｎ端子と入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の一端を接続し、切り替え部Ｓ２を介して入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子と入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の一端を接続し、切り替え部Ｓ３を介して入力端子ＴのＬ３／ＮＣ端子と入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の一端を切断し、切り替え部Ｓ４を介して入力端子ＴのＬ３／ＮＣ端子と入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の一端を切断する。この結果、入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子とＬ２／Ｎ端子とは、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１に並列に接続される。 When a single-phase AC voltage is input to the input terminal T, as shown in FIG. 1, the L2 / N terminal of the input terminal T and one end of the inductor L22 of the input filter F21 are connected via the switching unit S1, The L1 / L terminal of the input terminal T and one end of the inductor L31 of the input filter F31 are connected via the switching unit S2, and the L3 / NC terminal of the input terminal T and one end of the inductor L22 of the input filter F21 are connected via the switching unit S3. And the L3 / NC terminal of the input terminal T and one end of the inductor L31 of the input filter F31 are cut through the switching unit S4. As a result, the L1 / L terminal and the L2 / N terminal of the input terminal T are connected in parallel to the input filters F11, F21, and F31.
そして、図２に示すように、入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子とＬ２／Ｎ端子との間に単相交流電圧Ｅ１が入力されると、その単相交流電圧Ｅ１は入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１に並列に入力され、３系統分の単相交流電圧Ｐ１〜Ｐ３に分散される。そして、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１にて単相交流電圧Ｐ１〜Ｐ３から不要の高域成分がそれぞれ除去された後、単相交流電圧Ｐ１〜Ｐ３が内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３にそれぞれ入力される。そして、内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３において、単相交流電圧Ｐ１〜Ｐ３が所望の直流電圧にそれぞれ変換された後、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２にそれぞれ出力される。そして、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２にて内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３の出力から不要の高域成分がそれぞれ除去された後、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２を通過した電流が合成されて負荷Ｂに出力される。 As shown in FIG. 2, when the single-phase AC voltage E1 is input between the L1 / L terminal and the L2 / N terminal of the input terminal T, the single-phase AC voltage E1 is input to the input filters F11, F21, It is input in parallel to F31 and is distributed to single-phase AC voltages P1 to P3 for three systems. Then, after unnecessary high-frequency components are removed from the single-phase AC voltages P1 to P3 by the input filters F11, F21, and F31, the single-phase AC voltages P1 to P3 are input to the built-in power sources G1 to G3, respectively. In the built-in power supplies G1 to G3, the single-phase AC voltages P1 to P3 are converted into desired DC voltages, respectively, and then output to the output filters F12, F22, and F32. Then, unnecessary high frequency components are removed from the outputs of the built-in power supplies G1 to G3 by the output filters F12, F22, and F32, respectively, and then the currents that have passed through the output filters F12, F22, and F32 are combined and output to the load B. Is done.
一方、入力端子Ｔに３相交流電圧が入力される場合、図３に示すように、切り替え部Ｓ１を介して入力端子ＴのＬ２／Ｎ端子と入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の一端を切断し、切り替え部Ｓ２を介して入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子と入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の一端を切断し、切り替え部Ｓ３を介して入力端子ＴのＬ３／ＮＣ端子と入力フィルタＦ２１のインダクタＬ２２の一端を接続し、切り替え部Ｓ４を介して入力端子ＴのＬ３／ＮＣ端子と入力フィルタＦ３１のインダクタＬ３１の一端を接続する。この結果、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１には、３相交流電圧の各相間の電圧がそれぞれ個別に入力される。 On the other hand, when a three-phase AC voltage is input to the input terminal T, as shown in FIG. 3, the L2 / N terminal of the input terminal T and one end of the inductor L22 of the input filter F21 are disconnected via the switching unit S1, One end of the L1 / L terminal of the input terminal T and the inductor L31 of the input filter F31 are disconnected via the switching unit S2, and one end of the L3 / NC terminal of the input terminal T and the inductor L22 of the input filter F21 are selected via the switching unit S3. And the L3 / NC terminal of the input terminal T and one end of the inductor L31 of the input filter F31 are connected via the switching unit S4. As a result, the voltages between the phases of the three-phase AC voltage are individually input to the input filters F11, F21, and F31.
そして、図４に示すように、入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子とＬ２／Ｎ端子との間に３相交流電圧の第１相目電圧Ｅａが入力されると、その第１相目電圧Ｅａは入力フィルタＦ１１に入力される。そして、入力フィルタＦ１１にて第１相目電圧Ｅａから不要の高域成分が除去された後、第１相目電圧Ｅａが内蔵電源Ｇ１に入力される。そして、内蔵電源Ｇ１において、第１相目電圧Ｅａが所望の直流電圧に変換された後、出力フィルタＦ１２に出力される。 As shown in FIG. 4, when the first phase voltage Ea of the three-phase AC voltage is input between the L1 / L terminal and the L2 / N terminal of the input terminal T, the first phase voltage Ea Is input to the input filter F11. Then, after unnecessary high frequency components are removed from the first phase voltage Ea by the input filter F11, the first phase voltage Ea is input to the built-in power supply G1. Then, in the built-in power supply G1, the first phase voltage Ea is converted into a desired DC voltage and then output to the output filter F12.
また、入力端子ＴのＬ２／Ｎ端子とＬ３／ＮＣ端子との間に３相交流電圧の第２相目電圧Ｅｂが入力されると、その第２相目電圧Ｅｂは入力フィルタＦ２１に入力される。そして、入力フィルタＦ２１にて第２相目電圧Ｅｂから不要の高域成分が除去された後、第２相目電圧Ｅｂが内蔵電源Ｇ２に入力される。そして、内蔵電源Ｇ２において、第２相目電圧Ｅｂが所望の直流電圧に変換された後、出力フィルタＦ２２に出力される。 When the second phase voltage Eb of the three-phase AC voltage is input between the L2 / N terminal and the L3 / NC terminal of the input terminal T, the second phase voltage Eb is input to the input filter F21. The Then, after unnecessary high frequency components are removed from the second phase voltage Eb by the input filter F21, the second phase voltage Eb is input to the built-in power supply G2. Then, in the built-in power supply G2, the second phase voltage Eb is converted into a desired DC voltage and then output to the output filter F22.
また、入力端子ＴのＬ１／Ｌ端子とＬ３／ＮＣ端子との間に３相交流電圧の第３相目電圧Ｅｃが入力されると、その第３相目電圧Ｅｃは入力フィルタＦ３１に入力される。そして、入力フィルタＦ３１にて第３相目電圧Ｅｃから不要の高域成分が除去された後、第３相目電圧Ｅｃが内蔵電源Ｇ３に入力される。そして、内蔵電源Ｇ３において、第３相目電圧Ｅｃが所望の直流電圧に変換された後、出力フィルタＦ３２に出力される。 When the third phase voltage Ec of the three-phase AC voltage is input between the L1 / L terminal and the L3 / NC terminal of the input terminal T, the third phase voltage Ec is input to the input filter F31. The Then, after unnecessary high frequency components are removed from the third phase voltage Ec by the input filter F31, the third phase voltage Ec is input to the built-in power supply G3. Then, in the built-in power supply G3, the third phase voltage Ec is converted into a desired DC voltage and then output to the output filter F32.
そして、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２に内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３の出力がそれぞれ入力されると、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２にて内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３の出力から不要の高域成分がそれぞれ除去された後、出力フィルタＦ１２、Ｆ２２、Ｆ３２を通過した電流が合成されて負荷Ｂに出力される。 When the outputs of the built-in power supplies G1 to G3 are respectively input to the output filters F12, F22, and F32, unnecessary high frequency components are removed from the outputs of the built-in power supplies G1 to G3 by the output filters F12, F22, and F32, respectively. After that, the currents that have passed through the output filters F12, F22, and F32 are combined and output to the load B.
これにより、３相交流電圧の各相間の電圧を単相用の入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１と単相用の内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３に個別に入力することが可能となり、３相用の入力フィルタと３相用の内蔵電源を使用することなく、３相交流電圧を直流電圧に変換することが可能となる。このため、単相入力用と３相入力用の２種類の回路設計を行う必要がなくなり、スイッチング電源の回路設計にかかる時間を短縮することが可能となるとともに、単相入力用と３相入力用とで内蔵電源、電子部品および回路基板などの共通化を図ることが可能となることから、部品管理や生産管理の効率化を図ることが可能となるともに、スイッチング電源のコストダウンを実現することができる。 As a result, the voltage between the phases of the three-phase AC voltage can be individually input to the single-phase input filters F11, F21, F31 and the single-phase built-in power supplies G1 to G3. It is possible to convert a three-phase AC voltage into a DC voltage without using a three-phase built-in power supply. For this reason, it is not necessary to design two types of circuits for single-phase input and three-phase input, and it is possible to reduce the time required for circuit design of the switching power supply, and for single-phase input and three-phase input. The built-in power supply, electronic components, and circuit boards can be shared in common use, making it possible to improve the efficiency of component management and production management, and reduce the cost of switching power supplies. be able to.
なお、上述した実施形態では、入力フィルタＦ１１、Ｆ２１、Ｆ３１および内蔵電源Ｇ１〜Ｇ３を３個ずつ設ける方法について説明したが、入力フィルタおよび内蔵電源はそれぞれ３個以上ならばいくつでもよい。ただし、入力フィルタおよび内蔵電源の個数は、３相入力時の電力バランスの観点からは、それぞれ３の倍数であることが好ましい。 In the above-described embodiment, the method of providing three input filters F11, F21, F31 and three built-in power supplies G1 to G3 has been described. However, any number of input filters and built-in power supplies may be provided as long as there are three or more. However, the number of input filters and built-in power supplies is preferably a multiple of 3 from the viewpoint of power balance at the time of three-phase input.
Ｋ プリント基板
Ｔ 入力端子
Ｆ１１、Ｆ２１、Ｆ３１ 入力フィルタ
Ｆ１２、Ｆ２２、Ｆ３２ 出力フィルタ
Ｓ１〜Ｓ４ 切り替え部
Ｇ１〜Ｇ３ 内蔵電源
Ｂ 負荷
Ｃ１１、Ｃ２１、Ｃ３１、Ｃ１２、Ｃ２２、Ｃ３２、Ｃ１３、Ｃ２３、Ｃ３３、Ｃ１４、Ｃ２４、Ｃ３４ コンデンサ
Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１、Ｌ１２、Ｌ２２、Ｌ３２、Ｌ１３、Ｌ２３、Ｌ３３、Ｌ１４、Ｌ２４、Ｌ３４ インダクタ
Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード
K Printed circuit board T Input terminal F11, F21, F31 Input filter F12, F22, F32 Output filter S1-S4 switching part G1-G3 Built-in power supply B Load C11, C21, C31, C12, C22, C32, C13, C23, C33, C14, C24, C34 Capacitor L11, L21, L31, L12, L22, L32, L13, L23, L33, L14, L24, L34 Inductor D1-D3 Diode
Claims (3)
単相交流電圧に含まれる不要な高域成分をそれぞれ減衰させるＮ（Ｎは３以上の整数）個の入力フィルタと、
前記入力フィルタをそれぞれ通過した単相交流電圧を直流電圧にそれぞれ変換するＮ個の内蔵電源と、
前記入力端子に前記単相交流電圧が入力される場合、前記単相交流電圧を前記入力フィルタに並列に入力し、前記入力端子に前記３相交流電圧が入力される場合、前記３相交流電圧の各相間の電圧を前記入力フィルタに個別に入力する切り替え部とを備えることを特徴とするスイッチング電源。 An input terminal to which a single-phase AC voltage and a three-phase AC voltage are input;
N (N is an integer of 3 or more) input filters for attenuating unnecessary high-frequency components included in the single-phase AC voltage,
N built-in power supplies that convert the single-phase AC voltage that has passed through each of the input filters into DC voltages,
When the single-phase AC voltage is input to the input terminal, the single-phase AC voltage is input in parallel to the input filter, and when the three-phase AC voltage is input to the input terminal, the three-phase AC voltage is input. And a switching unit for individually inputting the voltage between the respective phases to the input filter.
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