JPH03198659A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、商用交流電源を入力として低周波リップルの
少ない高周波電圧を出力する電源装置に関するものであ
り、例えば放電灯を高周波点灯させる用途に利用される
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power supply device that receives a commercial AC power source as input and outputs a high-frequency voltage with little low-frequency ripple. It is something that is used.
[従来の技術]
第7図は従来の電源装置(米国特許第4,564゜89
7号参照)の概略構成を示している。この電源回路は、
交流電源1を全波整流する整流回路3と、整流回路3か
ら出力される脈流電圧を平滑する平滑回路4と、平滑回
路4の出力にて駆動され低周波リップルの少ない高周波
電圧を出力するインバータ回路5とで構成されており、
放電灯のような負荷6を駆動するものである。[Prior Art] Figure 7 shows a conventional power supply device (U.S. Pat. No. 4,564°89).
(see No. 7). This power supply circuit is
A rectifier circuit 3 that full-wave rectifies the AC power source 1, a smoothing circuit 4 that smoothes the pulsating voltage output from the rectifier circuit 3, and is driven by the output of the smoothing circuit 4 to output a high-frequency voltage with little low-frequency ripple. It is composed of an inverter circuit 5,
It drives a load 6 such as a discharge lamp.
第8図は上記電源装置の更に具体的な構成を示している
。同図に示すように、平滑回路4は、平滑用のコンデン
サ41と、インダクタンス素子42と、インバータ回路
5のスイッチング素子5゜とで構成されている。そして
、整流回路3の出力をインダクタンス素子42を介して
インバータ回路5のスイッチング素子50に印加し、ス
イッチング素子50のオン時にインダクタンス素子42
に電磁エネルギーを蓄積し、この電磁エネルギーをスイ
ッチング素子50のオフ時に平滑用のコンデンサ41に
放出して、コンデンサ41を充電するものである。これ
により、コンデンサ41の両端には平滑な直流電圧が得
られ、この平滑な直流電圧をインバータ回路5の入力電
圧とすることにより、低周波リップルの少ない高周波電
圧が得られるものである。また、交流電源1がら入力電
流が流れている期間が長くなるので、入力力率が改善さ
れるものである。FIG. 8 shows a more specific configuration of the power supply device. As shown in the figure, the smoothing circuit 4 includes a smoothing capacitor 41, an inductance element 42, and a switching element 5 of the inverter circuit 5. Then, the output of the rectifier circuit 3 is applied to the switching element 50 of the inverter circuit 5 via the inductance element 42, and when the switching element 50 is turned on, the inductance element 42
This electromagnetic energy is stored in the smoothing capacitor 41 when the switching element 50 is turned off, and the capacitor 41 is charged. As a result, a smooth DC voltage is obtained across the capacitor 41, and by using this smooth DC voltage as the input voltage of the inverter circuit 5, a high frequency voltage with less low frequency ripple can be obtained. Furthermore, since the period during which input current is flowing from the AC power supply 1 becomes longer, the input power factor is improved.
[発明が解決しようとする課題]
上述の従来例にあっては、インダクタンス素子42の残
留エネルギーによる急峻な跳ね返り電圧と、インバータ
回路5のスイッチング素子50のスイッチング電圧とが
、整流回路3に印加されることになり、整流回路3を構
成するダイオードに非常に高耐圧の素子が必要となり、
装置コストが高くなるという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional example described above, the steep rebound voltage due to the residual energy of the inductance element 42 and the switching voltage of the switching element 50 of the inverter circuit 5 are applied to the rectifier circuit 3. Therefore, the diodes constituting the rectifier circuit 3 require elements with extremely high withstand voltage.
There was a problem that the equipment cost increased.
第9図(イ)〜(ニ)は上記従来例の高周波的な動作を
示しており、同図(イ)はスイッチング素子50の両端
電圧■。E、同図(ロ)はインダクタンス素子42に流
れる電流IDC5同図(ハ)はインダクタンス素子42
の両端電圧■シ、同図(ニ)は整流回路3に印加される
電圧VDC(−VCE VL)である。9(a) to 9(d) show the high-frequency operation of the above-mentioned conventional example, and FIG. 9(a) shows the voltage across the switching element 50. E, the figure (b) shows the current IDC5 flowing through the inductance element 42; the figure (c) shows the inductance element 42
The voltage across both terminals (1) and (d) in the figure is the voltage VDC (-VCE VL) applied to the rectifier circuit 3.
また、この電圧VDCの低周波的な変化を第9図(ホ)
に示ず。この第9図(ポ)から明らかなように、整流回
路3には、インダクタンス素子42の両端電圧■Lと、
スイッチング素子50の両端電圧VCHの合成電圧VD
Cが印加され、この電圧VOCが交流電源電圧の波高値
よりも相当高くなるので、整流回路3のダイオードとし
て高耐圧の素子を使用する必要が生じるものである。Also, the low frequency changes in this voltage VDC are shown in Figure 9 (E).
Not shown. As is clear from FIG. 9 (Po), the rectifier circuit 3 has a voltage L across the inductance element 42,
Combined voltage VD of the voltage VCH across the switching element 50
C is applied, and this voltage VOC becomes considerably higher than the peak value of the AC power supply voltage. Therefore, it is necessary to use a high-voltage element as the diode of the rectifier circuit 3.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、交流電源を整流し、チョッパー
型の平滑回路により平滑し、インバータ回路で高周波電
圧に変換して負荷に供給するようにした電源装置におい
て、整流回路のダイオードの耐圧を低減することにある
。The present invention was made in view of these points, and its purpose is to rectify AC power, smooth it using a chopper-type smoothing circuit, convert it to high-frequency voltage using an inverter circuit, and supply it to a load. The object of the present invention is to reduce the withstand voltage of diodes in a rectifier circuit in a power supply device configured to do so.
[課題を解決するための手段]
本発明にあっては、上記の課題を解決するために、第1
図に示すように、交流電源1を全波整流する整流回路3
と、整流回路3から出力される電圧を平滑な直流電圧に
変換する平滑回路4と、平滑回路4から出力される平滑
な直流電圧を高周波電圧に変換するインバータ回路5と
から成る電源装置において、上記平滑回路4は、平滑用
のコンデンサ41と、電磁エネルギー蓄積用のインダク
タンス素子42と、インバータ回1@ 5のスイッチン
グ素子50とを含み、上記整流回路3の出力を上記スイ
ッチング素子50に印加し、上記スイッチング素子50
のオン時に上記インダクタンス素子42に電磁エネルギ
ーを蓄積し、上記スイッチング素子50のオフ時に上記
電磁エネルギーを上記平滑用のコンデンサ41に放出す
るチョッパー回路よりなり、上記インダクタンス素子4
2は、交流電源1と整流回路3の間に挿入したことを特
徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In the present invention, in order to solve the above problems, the first
As shown in the figure, a rectifier circuit 3 that performs full-wave rectification of an AC power supply 1
In a power supply device comprising a smoothing circuit 4 that converts the voltage output from the rectifier circuit 3 into a smooth DC voltage, and an inverter circuit 5 that converts the smooth DC voltage output from the smoothing circuit 4 into a high frequency voltage, The smoothing circuit 4 includes a smoothing capacitor 41, an inductance element 42 for storing electromagnetic energy, and a switching element 50 of inverter circuit 1@5, and applies the output of the rectifying circuit 3 to the switching element 50. , the switching element 50
The chopper circuit stores electromagnetic energy in the inductance element 42 when the switching element 50 is turned on, and releases the electromagnetic energy to the smoothing capacitor 41 when the switching element 50 is turned off.
2 is characterized in that it is inserted between the AC power source 1 and the rectifier circuit 3.
[作用]
このように、本発明にあっては、チョッパー型の平滑回
路4における電磁エネルギー蓄積用のインダクタンス素
子42を交流電源1と整流回路3の間に挿入したので、
整流回路3には、インバータ回路5におけるスイッチン
グ素子50のスイッチング電圧しか印加されない。した
がって、整流回路3のダイオードの耐圧を低減すること
ができる。[Function] As described above, in the present invention, since the inductance element 42 for electromagnetic energy storage in the chopper type smoothing circuit 4 is inserted between the AC power supply 1 and the rectifier circuit 3,
Only the switching voltage of the switching element 50 in the inverter circuit 5 is applied to the rectifier circuit 3 . Therefore, the withstand voltage of the diode of the rectifier circuit 3 can be reduced.
[実施例1] 第2図は本発明の第1実施例の回路図である。[Example 1] FIG. 2 is a circuit diagram of a first embodiment of the present invention.
インバータ回路5は、スイッチング素子たる2個のトラ
ンジスタ50.51と、トランジスタ5051に逆並列
接続されたダイオード50a、51gと、2個のコンデ
ンサ52.53と、トランジスタ50.51のベースに
ドライブ電圧を印加する帰還巻線54c+、54c2を
具備した出カドランス54と、抵抗55〜58とを有し
ており、トランジスタ50.51の直列回路と、コンデ
ンサ52゜53の、直列回路とを入力端59.60に並
列接続すると共に、両面列回路の中点間に出力トランス
54の1次巻線54aを接続して構成されている。The inverter circuit 5 includes two transistors 50.51 as switching elements, diodes 50a and 51g connected in antiparallel to the transistor 5051, two capacitors 52.53, and a drive voltage applied to the base of the transistor 50.51. It has an output transformer 54 with feedback windings 54c+, 54c2 for applying voltage, and resistors 55-58, and connects a series circuit of transistors 50, 51 and a series circuit of capacitors 52, 53 to input terminal 59. 60 in parallel, and the primary winding 54a of the output transformer 54 is connected between the midpoints of the double-sided column circuit.
次に、平滑回路4は、インダクタンス素子42と、イン
バータ回路5のトランジスタ50と、ダイオード51a
及び平滑用のコンデンサ41とで構成され、交流電源1
の電圧をインダクタンス素子42、整流回路3を介して
一方のトランジスタ50に印加すると共に、平滑用のコ
ンデンサ41をインバータ回路5の入力端59.60に
接続してあり、平滑回路4のスイッチング手段を、イン
バータ回路5のトランジスタ50、出カドランス54の
帰還巻線54c+を流用して構成すると共に、平滑用の
コンデンサ41を充電するための逆流阻止手段をもダイ
オード51aを流用して構成している。なお、上記実施
例にあっては、出カドランス54に1〜ランジスタ50
,51を制御するための帰還巻線54c1,54c2を
巻装して自動型としているが、無安定マルチバイブレー
タなどによってトランジスタ50.51を交互にオン、
オンさぜる他励型としても良いことは言うまでもない。Next, the smoothing circuit 4 includes an inductance element 42, a transistor 50 of the inverter circuit 5, and a diode 51a.
and a smoothing capacitor 41, and the AC power supply 1
is applied to one transistor 50 via the inductance element 42 and the rectifier circuit 3, and the smoothing capacitor 41 is connected to the input terminal 59, 60 of the inverter circuit 5, and the switching means of the smoothing circuit 4 is , the transistor 50 of the inverter circuit 5, and the feedback winding 54c+ of the output transformer 54 are reused, and the reverse current blocking means for charging the smoothing capacitor 41 is also constructed using the diode 51a. In the above embodiment, the output transformer 54 has 1 to 50 transistors.
, 51 to control the transistors 54c1 and 54c2 to form an automatic type, but the transistors 50 and 51 are alternately turned on and
Needless to say, it is also good as a separately excited type.
第3図は本実施例の高周波的な動作を示す動作波形図で
あり、同図(a)はトランジスタ50のコレクタ・エミ
ッタ間電圧■。0、同図(b)はトランジスタ51のコ
レクタ電流Ie2とダイオード51aの電流ID2、同
図(c)はトランジスタ50のコレクタ電流IC+とダ
イオード50aの電流より1、同図(d)は整流回路3
に印加される電圧Vl)cの波形をそれぞれ示している
。FIG. 3 is an operation waveform diagram showing the high frequency operation of this embodiment, and FIG. 3(a) shows the collector-emitter voltage ■ of the transistor 50. 0, the figure (b) shows the collector current Ie2 of the transistor 51 and the current ID2 of the diode 51a, the figure (c) shows 1 from the collector current IC+ of the transistor 50 and the current of the diode 50a, and the figure (d) shows the rectifier circuit 3.
The waveforms of the voltages Vl)c applied to are shown respectively.
第4図は本実施例の低周波的な動作を示す動作波形図で
あり、同図(a)は交流電源1の電源電圧VAC1同図
(b)は整流回路3の出力電圧VDC1同図(c)は交
流電源1からの入力電流IAC2同図(d)は平滑用の
コンデンサ41の両端電圧■。、同図(e)はインバー
タ回路5から出力される高周波電圧■RFをそれぞれ示
している。FIG. 4 is an operation waveform diagram showing the low frequency operation of this embodiment, in which (a) shows the power supply voltage VAC of the AC power supply 1; FIG. 4 (b) shows the output voltage VDC of the rectifier circuit 3; c) is the input current IAC2 from the AC power supply 1, and (d) is the voltage across the smoothing capacitor 41. , and (e) of the same figure show the high frequency voltage RF output from the inverter circuit 5, respectively.
以下、本実施例の動作について説明する。今、交流電源
1がフィルター回路2、インダクタンス素子42を介し
て整流回路3に入力されると、全波整流された直流電圧
が出力され、この直流電圧にて平滑用のコンデンサ41
がダイオード51aを介して充電される。平滑用のコン
デンサ41が適当に充電され、平滑用のコンデンサ41
から起動用の抵抗55.56を通してI・ランジスタ5
0゜51にベース電流が供給されると、トランジスタ5
0.51のいずれか一方がオンし、他方がオフする。次
に、コンデンサ52.5B、出カドランス54の1次巻
線54a及び2次巻線54b、負荷6にて形成される振
動回路によって出カドランス54の帰還巻線54c+、
54e2にトランジスタ50.51のオン、オフを反転
させる電圧が誘起され、トランジスタ50.51は交互
にオン、オフを繰り返す。The operation of this embodiment will be explained below. Now, when the AC power supply 1 is input to the rectifier circuit 3 via the filter circuit 2 and the inductance element 42, a full-wave rectified DC voltage is output, and this DC voltage is used as the smoothing capacitor 41.
is charged via the diode 51a. The smoothing capacitor 41 is appropriately charged, and the smoothing capacitor 41
I transistor 5 through the starting resistor 55 and 56.
When the base current is supplied to 0°51, the transistor 5
0.51 is turned on and the other is turned off. Next, a feedback winding 54c+ of the output transformer 54 is generated by a vibration circuit formed by the capacitor 52.5B, the primary winding 54a and the secondary winding 54b of the output transformer 54, and the load 6.
A voltage is induced in 54e2 that inverts the on/off state of transistor 50.51, and transistor 50.51 alternately repeats on/off.
第3図における期間t+、L3はトランジスタ51がオ
ンし、トランジスタ50がオフしている期間を示し、期
間t2はトランジスタ50がオンし、トランジスタ51
がオフしている期間を示している6前記振動回路に振動
電流が流れ、出カドランス54の1次巻線54aに電流
1rH1が流れると、この電流In1はトランジスタ5
0,51、ダイオード50a、51.aに分流して流れ
、負荷6には、Inx(n+/ n2)の電流が流れる
。ただし、(n1/n2)は1次巻線54aと2次巻線
541)の巻線比である。A period t+, L3 in FIG. 3 indicates a period in which the transistor 51 is on and the transistor 50 is off, and a period t2 is a period in which the transistor 50 is on and the transistor 51 is off.
When an oscillating current flows through the oscillating circuit 6 and a current 1rH1 flows through the primary winding 54a of the output transformer 54, this current In1 flows through the transistor 5.
0, 51, diode 50a, 51. a, and a current of Inx (n+/n2) flows through the load 6. However, (n1/n2) is the winding ratio between the primary winding 54a and the secondary winding 541).
なお、第3図では、振動回路の固有振動周波数よりもト
ランジスタ50.5]、のスイッチング周波数を高く設
定した場合の動作波形を示しており、電流Inlは遅れ
位相となっている。Note that FIG. 3 shows operating waveforms when the switching frequency of the transistor 50.5 is set higher than the natural oscillation frequency of the oscillation circuit, and the current Inl has a delayed phase.
ところで、トランジスタ50がオンする期間t2におい
ては、トランジスタ50に電流In、の分流電流I c
(’と、インダクタンス素子42から整流回路3を通し
て流れる電流■Dcとの合成電流Icが流れる。この時
、インダクタンス素子42には電流IDCが流れること
による電磁エネルギーが蓄積される。次に、期間t2に
おいて、トランジスタ50がオフすると、1〜ランジス
タ50のオン時にインダクタンス素子42に蓄積されて
いた電磁エネルギーが整流回路3、ダイオード51.a
を介して平滑用のコンデンサ41に放出され、平滑用の
コンデンサ4jは上記電磁エネルギーにより充電される
。この場合、ダイオード51aに流れる電流ID2は、
電流fn+の分流電流ID2“と整流回路3の出力電流
IDCとの合成電流となる。By the way, during the period t2 in which the transistor 50 is turned on, a shunt current Ic of the current In flows through the transistor 50.
A composite current Ic of the current IDC and the current Dc flowing from the inductance element 42 through the rectifier circuit 3 flows.At this time, electromagnetic energy due to the current IDC flowing through the inductance element 42 is accumulated.Next, during period t2 When the transistor 50 is turned off, the electromagnetic energy accumulated in the inductance element 42 when the transistors 1 to 50 are turned on is transferred to the rectifier circuit 3 and the diode 51.a.
The electromagnetic energy is discharged to the smoothing capacitor 41 through the electromagnetic energy, and the smoothing capacitor 4j is charged by the electromagnetic energy. In this case, the current ID2 flowing through the diode 51a is
The current is a composite current of the shunt current ID2'' of the current fn+ and the output current IDC of the rectifier circuit 3.
以上のように、実施例1にあっては、インバータ回路5
のトランジスタ50と、ダイオード51aと、インダク
タンス素子42により、平滑回路4としてチョッパー回
路が構成されており、整流回路3にスイッチング素子の
電圧が印加されないので、高耐圧のダイオードを必要と
しない。また、インバータ回路5のスイッチング手段を
流用して入力力率を改善するためのチョッパー回路を構
成しているので、平滑回路4の回路構成が簡単になると
共に安価な電源装置を実現できる。As described above, in the first embodiment, the inverter circuit 5
The transistor 50, the diode 51a, and the inductance element 42 constitute a chopper circuit as the smoothing circuit 4, and since the voltage of the switching element is not applied to the rectifier circuit 3, a high voltage diode is not required. Further, since the switching means of the inverter circuit 5 is used to configure a chopper circuit for improving the input power factor, the circuit configuration of the smoothing circuit 4 is simplified and an inexpensive power supply device can be realized.
[実施例2]
第5図は本発明の第2実施例を示しており、整流回路3
の直流出力端子とトランジスタ50のコレクタ端子の間
にダイオード43を挿入したものである。このダイオー
ド43により整流回路3に印加されるスイッチング素子
からの高周波電圧をカットできるので、整流回路3は、
より低耐圧のダイオードで構成して良い。なお、他の構
成及び動作については、実施例1と同一であるので、説
明を省略する。[Embodiment 2] FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which the rectifier circuit 3
A diode 43 is inserted between the DC output terminal of the transistor 50 and the collector terminal of the transistor 50. Since this diode 43 can cut off the high frequency voltage from the switching element applied to the rectifier circuit 3, the rectifier circuit 3 can
It may be configured with a diode with lower breakdown voltage. Note that the other configurations and operations are the same as in the first embodiment, so their explanations will be omitted.
[実施例3] 第6図は本発明の第3実施例の回路図である。[Example 3] FIG. 6 is a circuit diagram of a third embodiment of the present invention.
以下、その回路構成について説明する。交流電源Vsに
インダクタンス素子り、とコンデンサC3よりなるフィ
ルター回路2を接続し、このフィルター回路2とインダ
クタンス素子L2を介してダイオードD1〜D、よりな
る全波整流器の交流入力端に接続する。この全波整流器
の直流出力端には、トランジスタQ1を接続する。さら
に、ダイオードD、の両端にダイオードD5とコンデン
サC2の直列回路を並列的に接続し、ダイオードD2の
両端にダイオードD6とコンデンサC2の直列回路を並
列的にそれぞれ接続し、昇圧型のチョッパー回路を構成
している。The circuit configuration will be explained below. A filter circuit 2 consisting of an inductance element and a capacitor C3 is connected to an AC power source Vs, and connected to an AC input terminal of a full-wave rectifier consisting of diodes D1 to D via this filter circuit 2 and an inductance element L2. A transistor Q1 is connected to the DC output terminal of this full-wave rectifier. Furthermore, a series circuit of a diode D5 and a capacitor C2 is connected in parallel to both ends of the diode D, and a series circuit of a diode D6 and a capacitor C2 is connected in parallel to both ends of the diode D2 to form a step-up chopper circuit. It consists of
一方、ダイオードD ’s 、 D 6とコンデンサC
2の接続点とトランジスタQ、のコレクタとの間にイン
ダクタンス素子L3、コンデンサC5の共振回路を接続
し、さらに、インダクタンス素子L4、放電灯1a、そ
の並列コンデンサC1から成る共振回路をコンデンサC
3に並列に接続して6石式のインバータ回路を構成して
いる。このように、トランジスタQ、はチョッパー回路
及びインバータ回路の両方の構成要素となっており、ス
イッチング素子が兼用されることにより、制御回路が1
つで済むので、構成が簡単になる。On the other hand, diode D's, D6 and capacitor C
A resonant circuit consisting of an inductance element L3 and a capacitor C5 is connected between the connection point of 2 and the collector of the transistor Q, and a resonant circuit consisting of the inductance element L4, the discharge lamp 1a, and the parallel capacitor C1 is connected to the capacitor C.
3 in parallel to form a 6-stone inverter circuit. In this way, the transistor Q is a component of both the chopper circuit and the inverter circuit, and by being used as a switching element, the control circuit becomes one.
This simplifies the configuration.
以下、本実施例の動作について説明する。交流電源Vs
の電圧Vinが正の半サイクルでは、トランジスタQ1
がオンすると、ダイオードD2D3がオンして、インダ
クタンス素子L2に電源電圧Vinが印加される。イン
ダクタンス素子L2に流れる電流は、そのときの電源電
圧Vinの大きさに比例した傾きで増加して行く。トラ
ンジスタQ1がオフすると、インダクタンス素子L2に
は誘導起電力が発生し、ダイオードD s 、 D 2
がオンして電源電圧Vinと重畳された電圧によりコン
デンサC2を充電する。これにより、昇圧型のチョッパ
ー動作が行われる。電源電圧Vinが正の半サイクルで
は、上記の過程を高周波的に繰り返す。The operation of this embodiment will be explained below. AC power supply Vs
In the half cycle in which the voltage Vin of is positive, the transistor Q1
When turned on, diode D2D3 is turned on and power supply voltage Vin is applied to inductance element L2. The current flowing through the inductance element L2 increases at a slope proportional to the magnitude of the power supply voltage Vin at that time. When the transistor Q1 is turned off, an induced electromotive force is generated in the inductance element L2, and the diodes D s and D 2
turns on and charges the capacitor C2 with a voltage superimposed on the power supply voltage Vin. As a result, a boost type chopper operation is performed. In the half cycle in which the power supply voltage Vin is positive, the above process is repeated at high frequency.
次に、交流電源Vsの電源電圧Vinが負の半サイクル
では、トランジスタQ1がオンすると、ダイオードD
+ 、 D 4がオンして、インダクタンス素子L2に
電源電圧Vinが印加される。このとき、インダクタン
ス素子L2に印加される電圧の向きは、上記とは逆向き
である。したがって、上記とは逆向きに電源電圧Vin
の大きさに比例した傾きでインダクタンス素子L2の電
流が増加して行く。Next, in the negative half cycle of the power supply voltage Vin of the AC power supply Vs, when the transistor Q1 is turned on, the diode D
+, D4 is turned on, and the power supply voltage Vin is applied to the inductance element L2. At this time, the direction of the voltage applied to the inductance element L2 is opposite to the above. Therefore, in the opposite direction to the above, the power supply voltage Vin
The current in the inductance element L2 increases with a slope proportional to the magnitude of .
トランジスタQ1がオフすると、インダクタンス素子L
2には誘導起電力が発生し、ダイオードD6゜D、がオ
ンして、電源電圧Vinと重畳された電圧によりコンデ
ンサC2を充電する。これも昇圧型のチョッパー動作で
ある。電源電圧Vinが負の半サイクルでは、上記の過
程を繰り返す。When transistor Q1 turns off, inductance element L
2, an induced electromotive force is generated, the diode D6D is turned on, and the capacitor C2 is charged with a voltage superimposed on the power supply voltage Vin. This is also a boost type chopper operation. In the half cycle in which the power supply voltage Vin is negative, the above process is repeated.
一方、インバータ回路は電源電圧Vinの極性には関係
なく、トランジスタQ、がオンすると、平滑用のコンデ
ンサC2がらインダクタンス素子L3゜L、に電流が流
れると共に、コンデンサc3がコンデンサC2と同じ電
圧に充電された状態となる。On the other hand, in the inverter circuit, regardless of the polarity of the power supply voltage Vin, when the transistor Q is turned on, current flows from the smoothing capacitor C2 to the inductance element L3゜L, and the capacitor C3 is charged to the same voltage as the capacitor C2. The state will be as follows.
そして、トランジスタQ1がオフすると、インダクタン
ス素子L 3. L <に同じ方向に電流が流れ続けよ
うとすることにより、コンデンサc3には矢印aに示す
方向に電流が流れて、コンデンサC3の電荷を放電し、
その後、コンデンサC3を逆極性に充電する。コンデン
サC3が逆極性に充電されると、今度はコンデンサC3
の蓄積電荷がインダクタンス素子L 3 、 L 4に
放電され、矢印すに示す方向に電流が流れて、コンデン
サC3が放電される。Then, when the transistor Q1 turns off, the inductance element L3. As the current continues to flow in the same direction in L<, current flows in the direction shown by the arrow a in the capacitor c3, discharging the charge in the capacitor C3,
Thereafter, capacitor C3 is charged to the opposite polarity. When capacitor C3 is charged to the opposite polarity, capacitor C3
The accumulated charge is discharged into the inductance elements L 3 and L 4, current flows in the direction shown by the arrow, and the capacitor C3 is discharged.
コンデンサC8の電荷が放電し尽くされても、インダク
タンス素子L 3 、 L 4が同じ方向に電流を流し
続けようとするので、コンデンサC3は更に逆極性に充
電され、遂にはコンデンサC2の電圧にまで充電される
。コンデンサC3の電圧がコンデンサC2の電圧まで達
すると、トランジスタQ、に並列接続されたダイオード
D1〜D、のうち、いずれかの直列回路がオンして、イ
ンダクタンス素子り、、L4からの電流はコンデンサC
2に帰還される。Even when the charge in capacitor C8 is completely discharged, inductance elements L3 and L4 try to continue flowing current in the same direction, so capacitor C3 is further charged to the opposite polarity, and finally reaches the voltage of capacitor C2. It will be charged. When the voltage of capacitor C3 reaches the voltage of capacitor C2, one of the series circuits of diodes D1 to D connected in parallel to transistor Q is turned on, and the current from inductance element L4 flows to the capacitor. C
2 will be returned.
電源電圧Vinが正のときには、ダイオードD、、D:
lがオンし、電源電圧Vinが負のときには、ダイオー
ドD 2 、 D 4がオンして、上記の帰還電流を流
す。When the power supply voltage Vin is positive, the diodes D, , D:
When l is turned on and the power supply voltage Vin is negative, diodes D 2 and D 4 are turned on and the above feedback current flows.
したがって、本来ならば、トランジスタQ1に並列の電
流帰還用のダイオードが必要となるが、この回路構成で
は、ダイオードD、〜D4がその役目を兼ねるので、そ
れを省略できる。Therefore, originally, a diode for current feedback in parallel with the transistor Q1 would be required, but in this circuit configuration, the diodes D, -D4 serve the same purpose, so it can be omitted.
本実施例にあっては、入力側にチョッパー回路を設けた
ので、入力電流の高調波成分が少なく、入力力率の高い
インバータ回路を実現できる。しかも、チョッパー回路
とインバータ回路とでスイッチング素子を兼用している
ので、回路構成が簡単になる。さらに、一方式のインバ
ータ回路のスイッチング素子に並列に接続するべき電流
帰還用のダイオードが省略できる。In this embodiment, since the chopper circuit is provided on the input side, it is possible to realize an inverter circuit with few harmonic components of the input current and a high input power factor. Moreover, since the chopper circuit and the inverter circuit share the same switching element, the circuit configuration becomes simple. Furthermore, the current feedback diode that should be connected in parallel to the switching element of the one-sided inverter circuit can be omitted.
[発明の効果]
本発明にあっては、上述のように、インバータ回路のス
イッチング素子を流用してチョッパー回路よりなる平滑
回路をインバータ回路と交流電源の間に構成する電源装
置において、チョッパー回路の電磁エネルギー蓄積用の
インダクタンス素子を交流電源と整流回路の間に配置し
て、インダクタンス素子に流れる逆電流を整流回路によ
り阻止するようにしたので、チョッパー回路に逆電流阻
止用のダイオードを別個に設ける必要がなくなると共に
、整流回路を構成するダイオードとして高耐圧の素子を
用いる必要がなくなるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a power supply device in which a smoothing circuit consisting of a chopper circuit is configured between an inverter circuit and an AC power source by utilizing switching elements of an inverter circuit. An inductance element for electromagnetic energy storage is placed between the AC power supply and the rectifier circuit, and the rectifier circuit blocks the reverse current flowing through the inductance element, so a diode for reverse current blocking is separately provided in the chopper circuit. There is an effect that there is no need to use a high-voltage element as a diode constituting the rectifier circuit.
第1図は本発明の基本構成を示すブロック回路図、第2
図は本発明の第1実施例の回路図、第3図及び第4図は
同上の動作波形図、第5図は本発明の第2実施例の回路
図、第6図は本発明の第3実施例の回路図、第7図は従
来例の概略構成を示すブロック図、第8図は同上の具体
構成を示すブロック図、第9図は同上の動作波形図であ
る。
1は交流電源、3は整流回路、4は平滑回路、5はイン
バータ回路、41は平滑用のコンデンサ、42はインダ
クタンス素子、50はスイッチング素子である。Figure 1 is a block circuit diagram showing the basic configuration of the present invention, Figure 2 is a block circuit diagram showing the basic configuration of the present invention.
The figure is a circuit diagram of the first embodiment of the present invention, FIGS. 3 and 4 are operational waveform diagrams of the same as above, FIG. 5 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram of the second embodiment of the present invention. 7 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional example, FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration of the same, and FIG. 9 is an operation waveform diagram of the same. 1 is an AC power supply, 3 is a rectifier circuit, 4 is a smoothing circuit, 5 is an inverter circuit, 41 is a smoothing capacitor, 42 is an inductance element, and 50 is a switching element.
Claims (1)
ら出力される電圧を平滑な直流電圧に変換する平滑回路
と、平滑回路から出力される平滑な直流電圧を高周波電
圧に変換するインバータ回路とから成る電源装置におい
て、上記平滑回路は、平滑用のコンデンサと、電磁エネ
ルギー蓄積用のインダクタンス素子と、インバータ回路
のスイッチング素子とを含み、上記整流回路の出力を上
記スイッチング素子に印加し、上記スイッチング素子の
オン時に上記インダクタンス素子に電磁エネルギーを蓄
積し、上記スイッチング素子のオフ時に上記電磁エネル
ギーを上記平滑用のコンデンサに放出するチョッパー回
路よりなり、上記インダクタンス素子は、交流電源と整
流回路の間に配置したことを特徴とする電源装置。(1) A rectifier circuit that full-wave rectifies an AC power source, a smoothing circuit that converts the voltage output from the rectifier circuit into a smooth DC voltage, and an inverter that converts the smooth DC voltage output from the smoothing circuit into a high-frequency voltage. The smoothing circuit includes a smoothing capacitor, an inductance element for storing electromagnetic energy, and a switching element of an inverter circuit, and the output of the rectifier circuit is applied to the switching element, It consists of a chopper circuit that stores electromagnetic energy in the inductance element when the switching element is turned on, and releases the electromagnetic energy to the smoothing capacitor when the switching element is turned off. A power supply device characterized in that it is arranged between.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1335335A JPH03198659A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1335335A JPH03198659A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Power supply device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03198659A true JPH03198659A (en) | 1991-08-29 |
Family
ID=18287363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1335335A Pending JPH03198659A (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Power supply device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03198659A (en) |
-
1989
- 1989-12-25 JP JP1335335A patent/JPH03198659A/en active Pending
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