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JPH05344732A - Switching regulator type power supply - Google Patents

Switching regulator type power supply

Info

Publication number
JPH05344732A
JPH05344732A JP15352792A JP15352792A JPH05344732A JP H05344732 A JPH05344732 A JP H05344732A JP 15352792 A JP15352792 A JP 15352792A JP 15352792 A JP15352792 A JP 15352792A JP H05344732 A JPH05344732 A JP H05344732A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching regulator
power supply
input voltage
circuit
output
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
JP15352792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Sakurai
仁 桜井
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.)
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
Original Assignee
Shimizu Construction Co Ltd
Shimizu Corp
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 Shimizu Construction Co Ltd, Shimizu Corp filed Critical Shimizu Construction Co Ltd
Priority to JP15352792A priority Critical patent/JPH05344732A/en
Publication of JPH05344732A publication Critical patent/JPH05344732A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 低入力電圧で出力コンデンサの充電を可能に
し出力コンデンサの充電電流を平準化することによって
波高率を低下させ、かつ装置の大型化を防ぐことができ
るスイッチングレギュレータ型電源装置を提供する。 【構成】 整流回路に接続される交流電源より所定の出
力電圧を得るメインスイッチングレギュレータA、整流
回路に接続される交流電源のピーク電圧よりも低入力電
圧で動作して所定の出力電圧を得る低入力電圧動作スイ
ッチングレギュレータB、C、メインスイッチングレギ
ュレータと低入力電圧動作スイッチングレギュレータの
出力側に接続される整流素子9、及び該整流素子9を介
して共通接続される出力コンデンサ10を備え、交流電
源の入力電圧が低い位相で低入力電圧動作スイッチング
レギュレータB、Cから出力コンデンサ10を充電す
る。
(57) [Summary] (Modified) [Purpose] It is possible to charge the output capacitor at a low input voltage and level the charging current of the output capacitor to reduce the crest factor and prevent the device from becoming large. Provided is a switching regulator type power supply device that can be used. A main switching regulator A that obtains a predetermined output voltage from an AC power supply connected to a rectifier circuit, and a low voltage that operates at an input voltage lower than the peak voltage of an AC power supply connected to a rectifier circuit to obtain a predetermined output voltage. An AC power supply includes input voltage operation switching regulators B and C, a main switching regulator and a rectifying element 9 connected to the output side of the low input voltage operation switching regulator, and an output capacitor 10 commonly connected via the rectifying element 9. The output capacitor 10 is charged from the low input voltage operation switching regulators B and C in a phase in which the input voltage is low.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、整流回路の出力側にト
ランスの1次巻線とスイッチング素子とを直列に接続し
トランスの2次巻線に整流平滑回路を接続して、該整流
平滑回路の出力電圧を検出してスイッチング素子を制御
するスイッチングレギュレータを備え、安定化した直流
出力を整流平滑回路から負荷に供給するように構成した
スイッチングレギュレータ型電源装置に関する。
The present invention relates to a rectifying / smoothing circuit in which a primary winding of a transformer and a switching element are connected in series on the output side of a rectifying circuit and a rectifying / smoothing circuit is connected to a secondary winding of the transformer. The present invention relates to a switching regulator type power supply device that includes a switching regulator that detects a circuit output voltage and controls a switching element, and that supplies a stabilized DC output to a load from a rectifying and smoothing circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は従来の整流平滑方式の直流電源装
置の構成例を示す図、図4は従来のスイッチングレギュ
レータ型の直流電源装置の構成例を示す図、図5は交流
入力と負荷電圧の波形、入力電流波形を示す図である。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a conventional rectifying and smoothing type DC power supply device, FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a conventional switching regulator type DC power supply device, and FIG. 5 is an AC input and a load. It is a figure which shows the waveform of a voltage, and an input current waveform.

【0003】整流平滑方式の直流電源装置では、図3に
示すように入力トランス21の二次側に整流器22から
なる整流回路と平滑コンデンサ23を接続して、これら
の整流平滑回路で入力トランス21の二次側交流出力を
整流平滑し、平滑コンデンサ23の端子間に得られる図
5(イ)の負荷電圧VL に示すような平滑化された直流
電圧を負荷24に供給している。
In the rectifying and smoothing type DC power supply device, as shown in FIG. 3, a rectifying circuit composed of a rectifier 22 and a smoothing capacitor 23 are connected to the secondary side of the input transformer 21, and the input transformer 21 is connected by these rectifying and smoothing circuits. The secondary side AC output of (1) is rectified and smoothed, and the smoothed DC voltage as shown by the load voltage V L of FIG. 5A obtained between the terminals of the smoothing capacitor 23 is supplied to the load 24.

【0004】これに対して、スイッチングレギュレータ
型の直流電源装置では、図5に示すようにトランスT1
の1次巻線をスイッチング用のトランジスタ33と直列
にして整流回路31と入力コンデンサ32の出力側に接
続し、その2次巻線に整流平滑回路34を接続してい
る。そして、整流平滑回路34の出力コンデンサ35に
得られる電圧を分圧回路39で検出し誤差増幅器36で
基準電圧40と比較して、その出力に応じて制御回路3
7で制御トランジスタ38、パルストランスT2を介し
てトランジスタ33を制御することによって、安定化し
た直流出力を負荷に供給するように構成している。
[0004] In contrast, in the switching regulator type DC power supply, transformer T 1, as shown in FIG. 5
The primary winding is connected in series with the switching transistor 33 and connected to the output side of the rectifying circuit 31 and the input capacitor 32, and the rectifying / smoothing circuit 34 is connected to the secondary winding. Then, the voltage obtained in the output capacitor 35 of the rectifying / smoothing circuit 34 is detected by the voltage dividing circuit 39, compared with the reference voltage 40 by the error amplifier 36, and the control circuit 3 is output according to the output.
By controlling the transistor 33 via the control transistor 38 and the pulse transformer T 2 at 7, the stabilized DC output is supplied to the load.

【0005】上記のように交流入力から直流出力を得る
直流電源装置では、整流回路を必要とし、しかもその後
に平滑のためにコンデンサを接続して、そのコンデンサ
で平滑された直流出力を負荷に供給するように構成して
いる。これをコンデンサ入力型整流平滑方式と呼んでい
る。
As described above, the DC power supply device that obtains a DC output from an AC input requires a rectifier circuit, and after that, a capacitor is connected for smoothing and the DC output smoothed by the capacitor is supplied to the load. It is configured to do. This is called the capacitor input type rectifying and smoothing method.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
出力を平滑するためのコンデンサを有する直流電源装置
では、そのコンデンサを充電するために交流入力のピー
ク近傍で大きな突入電流が流れるという問題がある。図
6は入力電流の波高率を説明するための図、図7はコン
デンサ入力型整流平滑方式の電源設備全体に及ぼす影響
を説明するための図である。
However, in the DC power supply device having the capacitor for smoothing the output as described above, there is a problem that a large inrush current flows near the peak of the AC input in order to charge the capacitor. is there. FIG. 6 is a diagram for explaining the crest factor of the input current, and FIG. 7 is a diagram for explaining the influence on the entire power supply equipment of the capacitor input type rectifying and smoothing system.

【0007】すなわち、図3に示す平滑コンデンサ23
や図4に示す入力コンデンサ32では、図5(イ)に示
すように交流電圧の半波毎に繰り返して整流回路を通し
て交流電源からの充電と負荷への放電を行う。したがっ
て、平滑コンデンサ23や入力コンデンサ32の充電時
には、図5(ロ)に示すような入力電流が交流電源から
流れ込むことになる。しかもこの入力電流は、瞬間的に
大きな値(突入電流)となり、波高率(クレストファク
ター)が大きくなる。
That is, the smoothing capacitor 23 shown in FIG.
In the input capacitor 32 shown in FIG. 4 and FIG. 5, the charging from the AC power source and the discharging to the load are repeatedly performed for each half wave of the AC voltage through the rectifying circuit as shown in FIG. Therefore, when the smoothing capacitor 23 and the input capacitor 32 are charged, an input current as shown in FIG. 5B flows from the AC power supply. Moreover, this input current instantaneously becomes a large value (rush current), and the crest factor (crest factor) becomes large.

【0008】この波高率は、波高のピーク値÷実効値で
表され、図6に示すように電流をi(t)、周期をT、
ピーク値をipeakとすると、 により計算される。波高率の値は、直流の場合が1、正
弦波の場合が1.414であるのに対し、上記コンデン
サ入力型整流平滑方式になると2.3〜3.5にもな
る。
This crest factor is expressed by the peak value of the crest divided by the effective value. As shown in FIG. 6, the current is i (t), the cycle is T,
If the peak value is i peak , Calculated by The value of the crest factor is 1 in the case of direct current and 1.414 in the case of sine wave, while it becomes 2.3 to 3.5 in the above-mentioned capacitor input type rectifying and smoothing method.

【0009】上記のようにコンデンサ入力型整流平滑方
式の電源回路において、波高率が増大するということ
は、直流電源に電力を供給する交流配電側から瞬間的に
大きな電流が直流電源側に流れることである。そのた
め、図7に示すように直流電源装置の入力トランス21
や受電系統に設置された給電トランス25の磁気回路の
飽和による加熱と損失が増大したり、また、突入電流に
よる力を受けて給電するケーブル26が振動したり唸っ
たりするなどの問題が生じる。
In the power supply circuit of the capacitor input type rectifying and smoothing system as described above, the increase of the crest factor means that a large current momentarily flows to the DC power supply side from the AC power distribution side which supplies power to the DC power supply. Is. Therefore, as shown in FIG. 7, the input transformer 21 of the DC power supply device
In addition, there are problems that heating and loss increase due to saturation of the magnetic circuit of the power supply transformer 25 installed in the power receiving system, and that the power supply cable 26 vibrates or growls due to the force of the inrush current.

【0010】そこで、上記のような状態を回避するため
には、供給する実効電力の割に、給電トランス25やケ
ーブル26を、より大きな容量にする等の必要がある。
そのために、設備が必要以上に大容量化、大型化し、設
備費も高くなってしまう。
Therefore, in order to avoid the above-mentioned state, it is necessary to make the power supply transformer 25 and the cable 26 have a larger capacity for the supplied effective power.
As a result, the equipment becomes larger in capacity and larger than necessary, and the equipment cost also increases.

【0011】本発明は、上記の課題を解決するものであ
って、低入力電圧でも出力コンデンサの充電を可能にし
出力コンデンサに突入する電流を平準化することによっ
て波高率を低下させ、かつ装置の大型化を防ぐことがで
きるスイッチングレギュレータ型電源装置を提供するこ
とを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and makes it possible to charge the output capacitor even at a low input voltage and level the current flowing into the output capacitor, thereby reducing the crest factor and reducing the device's crest factor. An object of the present invention is to provide a switching regulator type power supply device capable of preventing an increase in size.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、整
流回路の出力側にトランスの1次巻線とスイッチング素
子とを直列に接続しトランスの2次巻線に整流平滑回路
を接続して、該整流平滑回路の出力電圧を検出してスイ
ッチング素子を制御するスイッチングレギュレータを備
え、安定化した直流出力を整流平滑回路から負荷に供給
するように構成したスイッチングレギュレータ型電源装
置において、整流回路に接続される交流電源より所定の
出力電圧を得るメインスイッチングレギュレータ、整流
回路に接続される交流電源のピーク電圧よりも低入力電
圧で動作して所定の出力電圧を得る低入力電圧動作スイ
ッチングレギュレータ、メインスイッチングレギュレー
タと低入力電圧動作スイッチングレギュレータの出力側
に接続される整流素子、及び該整流素子を介して共通接
続される出力コンデンサを備え、交流電源の入力電圧が
低い位相で低入力電圧動作スイッチングレギュレータか
ら出力コンデンサを充電するように構成したことを特徴
とするものである。
To this end, according to the present invention, a primary winding of a transformer and a switching element are connected in series on the output side of a rectification circuit, and a rectification smoothing circuit is connected to the secondary winding of the transformer. A switching regulator type power supply device that is provided with a switching regulator that detects an output voltage of the rectifying and smoothing circuit and controls a switching element, and that supplies a stabilized DC output to the load from the rectifying and smoothing circuit. Main switching regulator that obtains a specified output voltage from the connected AC power supply, low input voltage operation switching regulator that operates with an input voltage that is lower than the peak voltage of the AC power supply connected to the rectifier circuit, and main Rectifier connected to output side of switching regulator and low input voltage operation switching regulator And an output capacitor commonly connected via the rectifying element, the output capacitor is configured to be charged from the low input voltage operation switching regulator in a phase where the input voltage of the AC power supply is low. is there.

【0013】さらには、動作電圧の異なる複数の低入力
電圧動作スイッチングレギュレータを備え、或いは低入
力電圧動作スイッチングレギュレータの入力側に直列に
スイッチング回路を接続すると共に交流電源の入力電圧
を検出しスイッチング回路を制御する入力制御回路を設
け、該入力制御回路により交流電源の入力電圧が低い位
相でスイッチング回路をオンにして低入力電圧動作スイ
ッチングレギュレータから出力コンデンサを充電するよ
うに構成したことを特徴とするものである。
Furthermore, a plurality of low input voltage operation switching regulators having different operation voltages are provided, or a switching circuit is connected in series to the input side of the low input voltage operation switching regulator, and the input voltage of the AC power supply is detected to switch the switching circuit. And an input control circuit for controlling the output voltage is provided, and the input control circuit is configured to turn on the switching circuit at a phase where the input voltage of the AC power supply is low to charge the output capacitor from the low input voltage operation switching regulator. It is a thing.

【0014】[0014]

【作用】本発明のスイッチングレギュレータ型電源装置
では、整流回路に接続される交流電源より所定の出力電
圧を得るメインスイッチングレギュレータ、整流回路に
接続される交流電源のピーク電圧よりも低入力電圧で動
作して所定の出力電圧を得る低入力電圧動作スイッチン
グレギュレータ、メインスイッチングレギュレータと低
入力電圧動作スイッチングレギュレータの出力側に接続
される整流素子、及び該整流素子を介して共通接続され
る出力コンデンサを備えるので、交流電源が低電圧位相
でも低入力電圧動作スイッチングレギュレータから出力
コンデンサを充電することができる。従って、整流素子
を介してメインスイッチングレギュレータと低入力電圧
動作スイッチングレギュレータとを出力コンデンサに並
列に接続し、入力制御回路により交流電源の入力電圧が
低い位相でスイッチング回路をオンにして低入力電圧動
作スイッチングレギュレータから出力コンデンサを充電
することによって、出力コンデンサに突入する電流を平
準化することができ、波高率を低下させることができ
る。
In the switching regulator type power supply device of the present invention, the main switching regulator that obtains a predetermined output voltage from the AC power supply connected to the rectifier circuit and the input voltage lower than the peak voltage of the AC power supply connected to the rectifier circuit operate. And a rectifying element connected to the output side of the main switching regulator and the low input voltage operating switching regulator, and an output capacitor commonly connected via the rectifying element. Therefore, the output capacitor can be charged from the low input voltage operation switching regulator even when the AC power supply is in the low voltage phase. Therefore, the main switching regulator and the low input voltage operation switching regulator are connected in parallel to the output capacitor via the rectifying element, and the input control circuit turns on the switching circuit in the phase where the input voltage of the AC power supply is low to operate the low input voltage. By charging the output capacitor from the switching regulator, the current flowing into the output capacitor can be leveled and the crest factor can be reduced.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図1は本発明のスイッチングレギュレータ型電
源装置の1実施例を示す図、図2は本発明のスイッチン
グレギュレータ型電源装置の動作を説明するための図で
ある。図中、1は整流回路、2はメイントランジスタ、
3は整流平滑回路、4は電圧検出回路、5は基準電源、
6は誤差増幅器、7は制御回路、8は制御トランジス
タ、9はダイオード、10は出力コンデンサ、11と1
2はスイッチング回路、13は入力制御回路、T1 はト
ランス、T2 はパルストランス、Aはメインスイッチン
グレギュレータ、BとCは低入力電圧動作スイッチング
レギュレータを示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a switching regulator type power supply device of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the switching regulator type power supply device of the present invention. In the figure, 1 is a rectifier circuit, 2 is a main transistor,
3 is a rectifying / smoothing circuit, 4 is a voltage detection circuit, 5 is a reference power supply,
6 is an error amplifier, 7 is a control circuit, 8 is a control transistor, 9 is a diode, 10 is an output capacitor, 11 and 1
2 is a switching circuit, 13 is an input control circuit, T 1 is a transformer, T 2 is a pulse transformer, A is a main switching regulator, and B and C are low input voltage operation switching regulators.

【0016】図1において、低入力電圧動作スイッチン
グレギュレータBは、Cより高い中入力電圧で動作し、
メインスイッチングレギュレータAは、さらにそれより
高い交流入力のピークに近い高入力電圧で動作する同じ
構成のスイッチングレギュレータであり、トランスT1
の巻線比と制御回路の設定で異なる入力動作電圧にした
ものである。すなわち、交流入力が低入力電圧の位相で
は、低入力電圧動作スイッチングレギュレータCから所
定の出力電圧が得られるだけで、低入力電圧動作スイッ
チングレギュレータB、メインスイッチングレギュレー
タAから所定の出力電圧は得られない。中入力電圧の位
相になると、低入力電圧動作スイッチングレギュレータ
Bでも所定の出力電圧が得られ、交流入力のピークに近
い高電圧入力になってはじめてメインスイッチングレギ
ュレータAでも所定の出力電圧が得られるようになる。
低入力電圧動作スイッチングレギュレータBとCは、ス
イッチング回路11、12を介して交流電源に接続さ
れ、入力電圧が低い位相においてスイッチング回路12
がオンに、さらにそれより高めまでの位相においてスイ
ッチング回路12がオンになる。入力制御回路13は、
交流入力の電圧検出を行い、その検出結果によりスイッ
チング回路11、12をオン/オフ制御するものであ
る。
In FIG. 1, the low input voltage operation switching regulator B operates at a medium input voltage higher than C,
Main switching regulator A is a switching regulator having the same structure further work close high input voltage to a peak higher than the AC input, the transformer T 1
The input operating voltage varies depending on the winding ratio and the setting of the control circuit. That is, in a phase where the AC input is a low input voltage, only a predetermined output voltage is obtained from the low input voltage operation switching regulator C, and a predetermined output voltage is obtained from the low input voltage operation switching regulator B and the main switching regulator A. Absent. When the phase of the medium input voltage is reached, the predetermined output voltage is obtained even in the low input voltage operation switching regulator B, and the predetermined output voltage is also obtained in the main switching regulator A only after the high voltage input close to the peak of the AC input. become.
The low input voltage operation switching regulators B and C are connected to an AC power source through the switching circuits 11 and 12, and the switching circuit 12 is connected in a phase where the input voltage is low.
Is turned on, and the switching circuit 12 is turned on at a higher phase. The input control circuit 13 is
The voltage of the AC input is detected, and the switching circuits 11 and 12 are turned on / off based on the detection result.

【0017】各スイッチングレギュレータでは、交流入
力を整流回路1に供給し、整流回路1の出力側にトラン
スT1 の1次巻線とスイッチング用のメイントランジス
タ2を直列に接続しその2次巻線に整流平滑回路3、ダ
イオード9を介して出力コンデンサ10を接続してい
る。そして、整流平滑回路3の出力側には、抵抗分圧回
路からなる電圧検出回路4を接続し、メイントランジス
タ2の制御系は、パルストランスT2 、制御トランジス
タ8、制御回路7、誤差増幅器6、基準電源5等により
構成している。誤差増幅器6は、電圧検出回路4の検出
電圧と基準電源5の基準電圧とを比較して増幅するもの
であり、制御回路7は、誤差増幅器6で比較増幅した整
流平滑回路3の出力側の検出電圧と基準電圧との誤差信
号に応じて制御トランジスタ8をオン/オフ制御するも
のである。この制御トランジスタ8のオン/オフにした
がって、パルストランスT2 を介してメイントランジス
タ2が制御される。
In each switching regulator, an AC input is supplied to the rectifier circuit 1, the primary winding of the transformer T 1 and the switching main transistor 2 are connected in series on the output side of the rectifier circuit 1, and the secondary winding thereof is connected. An output capacitor 10 is connected via a rectifying / smoothing circuit 3 and a diode 9. Then, the output side of the rectifying / smoothing circuit 3 is connected to a voltage detection circuit 4 composed of a resistance voltage dividing circuit, and the control system of the main transistor 2 includes a pulse transformer T 2 , a control transistor 8, a control circuit 7, and an error amplifier 6. , The reference power source 5 and the like. The error amplifier 6 compares and amplifies the detection voltage of the voltage detection circuit 4 and the reference voltage of the reference power supply 5, and the control circuit 7 controls the output side of the rectifying / smoothing circuit 3 that is comparatively amplified by the error amplifier 6. The control transistor 8 is turned on / off according to an error signal between the detected voltage and the reference voltage. The main transistor 2 is controlled via the pulse transformer T 2 according to the on / off state of the control transistor 8.

【0018】上記のように本発明のスイッチングレギュ
レータ型電源装置では、スイッチングレギュレータの入
力側に接続した整流回路1の出力側に入力コンデンサを
接続せず、また、整流平滑回路3のコンデンサも小容量
のものを用いる。そして、入力制御回路13により、ス
イッチング回路12は、交流入力の低電圧位相でオンに
して低電圧位相時にのみ低入力電圧動作スイッチングレ
ギュレータCから出力コンデンサ10を充電し、スイッ
チング回路11は、それより高めの中入力電圧位相まで
オンにして入力電圧が上がってくると低入力電圧動作ス
イッチングレギュレータBから出力コンデンサ10を充
電する。さらに交流入力がピーク近傍になると、スイッ
チング回路11、12はオフになり、高入力電圧動作す
るメインスイッチングレギュレータAから出力コンデン
サ10を充電する。したがって、メインスイッチングレ
ギュレータAから出力コンデンサ10を充電する交流入
力のピーク近傍では、低入力電圧動作スイッチングレギ
ュレータC、Bにより予め充電された分、出力コンデン
サ10を充電する際の突入電流を抑えることができる。
As described above, in the switching regulator type power supply device of the present invention, an input capacitor is not connected to the output side of the rectifying circuit 1 connected to the input side of the switching regulator, and the capacitor of the rectifying / smoothing circuit 3 has a small capacity. Use the one. Then, by the input control circuit 13, the switching circuit 12 is turned on at the low voltage phase of the AC input to charge the output capacitor 10 from the low input voltage operation switching regulator C only at the low voltage phase, and the switching circuit 11 is The output capacitor 10 is charged from the low input voltage operation switching regulator B when the input voltage rises by turning on to a higher middle input voltage phase. When the AC input further approaches the peak, the switching circuits 11 and 12 are turned off, and the output capacitor 10 is charged from the main switching regulator A that operates at a high input voltage. Therefore, in the vicinity of the peak of the AC input that charges the output capacitor 10 from the main switching regulator A, the inrush current at the time of charging the output capacitor 10 can be suppressed by the amount that is previously charged by the low input voltage operation switching regulators C and B. it can.

【0019】上記スイッチングレギュレータ型電源装置
における動作概要を説明すると、図2に示すようにな
る。すなわち、図2(イ)に示すような電圧波形vi
交流入力に対して、入力制御回路5では、電圧VC 、V
B を検出する。そして、(ロ)に示すように、スイッチ
ング回路11を交流入力が電圧VC より低い位相でオン
にしてそれより高くなるとオフにし、スイッチング回路
12を電圧VB より低い位相でオンにしてそれより高く
なるとオフにする。したがって、出力コンデンサ10の
充電電流は、始め低入力電圧動作スイッチングレギュレ
ータCから流れ込み、T1 になるとスイッチング回路1
1がオフになるので、低入力電圧動作スイッチングレギ
ュレータBから流れ込む。さらにT2 でスイッチング回
路12がオフになるので、メインスイッチングレギュレ
ータAから流れ込む。
An outline of the operation of the switching regulator type power supply device will be described with reference to FIG. That is, with respect to the AC input having the voltage waveform v i as shown in FIG. 2A, the input control circuit 5 outputs the voltages V C and V
Detect B. Then, as shown in (b), the switching circuit 11 is turned on at a phase where the AC input is lower than the voltage V C and turned off when the AC input becomes higher than that, and the switching circuit 12 is turned on at a phase lower than the voltage V B. Turn off when it gets higher. Therefore, the charging current of the output capacitor 10 initially flows from the low input voltage operation switching regulator C, and when it reaches T 1 , the switching circuit 1
Since 1 is turned off, it flows from the low input voltage operation switching regulator B. Further, since the switching circuit 12 is turned off at T 2 , the current flows from the main switching regulator A.

【0020】そのため、入力電流は、図2(ハ)点線に
示すようなメインスイッチングレギュレータAのみの場
合に流れる波形に対して、実線で示すような平準化され
た入力電流波形とすることができる。
Therefore, the input current can be a leveled input current waveform as shown by the solid line in contrast to the waveform flowing in the case of only the main switching regulator A as shown by the dotted line in FIG. ..

【0021】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記
の実施例では、各低入力電圧動作スイッチングレギュレ
ータB、Cにスイッチング回路11、12を接続して入
力制御回路13で入力電圧を検出してオン/オフ制御す
るように構成したが、これらの回路を省いて各スイッチ
ングレギュレータの基準電圧の設定で自動的に切り換え
るようにしてもよい。すなわち、基準電源5をスイッチ
ングレギュレータCよりB、BよりAがやや高めになる
ように設定しておき、入力電圧が例えば図2(イ)に示
すVC 以上になるとスイッチングレギュレータBから基
準電源5で設定された出力電圧が得られ、入力電圧がV
B 以上になるとスイッチングレギュレータAから基準電
源5に設定された出力電圧が得られるようにしておく
と、入力電圧に応じてダイオード9で充電回路の自動切
り換えを行うことができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the switching circuits 11 and 12 are connected to the low input voltage operation switching regulators B and C, respectively, and the input control circuit 13 detects the input voltage to perform on / off control. The circuit may be omitted and the switching may be automatically performed by setting the reference voltage of each switching regulator. That is, the reference power source 5 is set so that B is higher than the switching regulator C and A is higher than B, and when the input voltage becomes, for example, V C or more shown in FIG. The output voltage set by is obtained and the input voltage is V
If the output voltage set in the reference power source 5 is obtained from the switching regulator A when the voltage exceeds B , the charging circuit can be automatically switched by the diode 9 according to the input voltage.

【0022】また、基準電源を設けて出力電圧と比較し
出力電圧を制御するようにしたが、このような電圧制御
系を省き一定の制御モードで交流入力を直流出力に変換
するスイッチングレギュレータで構成してもよいし、メ
インスイッチッグレギュレータだけに電圧制御系を設け
るようにしてもよい。
Further, the reference power source is provided to control the output voltage by comparing it with the output voltage. However, such a voltage control system is omitted and the switching regulator is configured to convert an AC input into a DC output in a constant control mode. Alternatively, the voltage control system may be provided only in the main switch regulator.

【0023】さらには、交流入力を直流出力に変換する
スイッチングレギュレータについて説明したが、交流ー
直流ー交流、直流ー交流ー直流、その他交流から整流平
滑して直流出力を得るコンデンサ入力型整流平滑方式を
採用した全ての電源装置にも適用できることはいうまで
もない。さらには、異なる動作電圧で同じ構成のスイッ
チングレギュレータを並列に接続して電圧位相に応じて
切り換えるようにしたが、別の電源系統からスイッチン
グ回路を介して出力コンデンサに並列接続し、交流入力
のピーク両側の立ち上がり、立ち下がり近傍の低電圧位
相で出力コンデンサに充電電流を供給するように構成し
てもよい。この場合には、スイッチング回路をオンにす
る位相を予め設定しておいてもよいし、出力コンデンサ
の電圧に応じて制御するように構成してもよい。
Further, the switching regulator for converting an AC input into a DC output has been described. However, a capacitor input type rectifying and smoothing system for obtaining a DC output by rectifying and smoothing from AC-DC-AC, DC-AC-DC, and other AC. It goes without saying that the present invention can be applied to all power supply devices adopting. In addition, switching regulators of the same configuration with different operating voltages were connected in parallel to switch according to the voltage phase.However, from another power system, the switching capacitors were connected in parallel to the output capacitor, and the AC input peak The charging current may be supplied to the output capacitor at low voltage phases near the rising and falling edges on both sides. In this case, the phase at which the switching circuit is turned on may be set in advance, or the phase may be controlled according to the voltage of the output capacitor.

【0024】[0024]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、順次低入力電圧から動作するスイッチングレ
ギュレータを並列接続し、交流入力の電圧位相に応じて
低入力電圧時から出力コンデンサを充電するので、入力
電流の波高率を低減することができる。そのため、電源
系統の給電トランス等の電流容量を低減することがで
き、これらの発熱の低減と効率の向上を図ることができ
る。また、給電ケーブルの振動や唸りを低減でき、電源
装置の小形、軽量化を図ることができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, switching regulators that sequentially operate from a low input voltage are connected in parallel, and an output capacitor is connected from a low input voltage according to the voltage phase of an AC input. Since charging is performed, the crest factor of the input current can be reduced. Therefore, the current capacity of the power supply transformer of the power supply system can be reduced, and heat generation and efficiency can be reduced. In addition, vibration and roar of the power supply cable can be reduced, and the power supply device can be made compact and lightweight.

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

【図1】 本発明のスイッチングレギュレータ型電源装
置の1実施例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing one embodiment of a switching regulator type power supply device of the present invention.

【図2】 本発明のスイッチングレギュレータ型電源装
置の動作を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the switching regulator type power supply device of the present invention.

【図3】 従来の整流平滑方式の直流電源装置の構成を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional rectifying and smoothing type DC power supply device.

【図4】 従来のスイッチングレギュレータ型の直流電
源装置の構成例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a conventional switching regulator type DC power supply device.

【図5】 交流入力と負荷電圧の波形、入力電流波形を
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing waveforms of an AC input, a load voltage, and an input current waveform.

【図6】 入力電流の波高率を説明するための図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining a crest factor of an input current.

【図7】 コンデンサ入力型整流平滑方式の電源設備全
体に及ぼす影響を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the influence of the capacitor input type rectifying and smoothing system on the entire power supply equipment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…整流回路、2…メイントランジスタ、3…整流平滑
回路、4…電圧検出回路、5…基準電源、6…誤差増幅
器、7…制御回路、8…制御トランジスタ、9…ダイオ
ード、10…出力コンデンサ、11と12…スイッチン
グ回路、13…入力制御回路、T1 …トランス、T2
パルストランス、A…メインスイッチングレギュレー
タ、BとC…低入力電圧動作スイッチングレギュレータ
1 ... Rectifier circuit, 2 ... Main transistor, 3 ... Rectifier smoothing circuit, 4 ... Voltage detection circuit, 5 ... Reference power supply, 6 ... Error amplifier, 7 ... Control circuit, 8 ... Control transistor, 9 ... Diode, 10 ... Output capacitor , 11 and 12 ... Switching circuit, 13 ... Input control circuit, T 1 ... Transformer, T 2 ...
Pulse transformer, A ... Main switching regulator, B and C ... Low input voltage operation switching regulator

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 整流回路の出力側にトランスの1次巻線
とスイッチング素子とを直列に接続しトランスの2次巻
線に整流平滑回路を接続して、該整流平滑回路の出力電
圧を検出してスイッチング素子を制御するスイッチング
レギュレータを備え、安定化した直流出力を整流平滑回
路から負荷に供給するように構成したスイッチングレギ
ュレータ型電源装置において、整流回路に接続される交
流電源より所定の出力電圧を得るメインスイッチングレ
ギュレータ、整流回路に接続される交流電源のピーク電
圧よりも低入力電圧で動作して所定の出力電圧を得る低
入力電圧動作スイッチングレギュレータ、メインスイッ
チングレギュレータと低入力電圧動作スイッチングレギ
ュレータの出力側に接続される整流素子、及び該整流素
子を介して共通接続される出力コンデンサを備え、交流
電源の入力電圧が低い位相で低入力電圧動作スイッチン
グレギュレータから出力コンデンサを充電するように構
成したことを特徴とするスイッチングレギュレータ型電
源装置。
1. A primary winding of a transformer and a switching element are connected in series on the output side of the rectifying circuit, and a rectifying and smoothing circuit is connected to the secondary winding of the transformer to detect the output voltage of the rectifying and smoothing circuit. A switching regulator type power supply device that is configured to supply a stabilized DC output from a rectifying / smoothing circuit to a load by using a switching regulator that controls a switching element by a predetermined output voltage from an AC power supply connected to the rectifying circuit. Of the main switching regulator, the main switching regulator and the low input voltage operating switching regulator, which operates at an input voltage lower than the peak voltage of the AC power supply connected to the rectifier circuit to obtain a predetermined output voltage. Rectifying element connected to the output side, and common connection via the rectifying element A switching regulator type power supply device characterized in that the output capacitor is configured to be charged from a low input voltage operation switching regulator at a phase where the input voltage of the AC power supply is low.
【請求項2】 動作電圧の異なる複数の低入力電圧動作
スイッチングレギュレータを備えたことを特徴とする請
求項1記載のスイッチングレギュレータ型電源装置。
2. The switching regulator type power supply device according to claim 1, further comprising a plurality of low input voltage operation switching regulators having different operation voltages.
【請求項3】 低入力電圧動作スイッチングレギュレー
タの入力側に直列にスイッチング回路を設けると共に交
流電源の入力電圧を検出しスイッチング回路を制御する
入力制御回路を設け、該入力制御回路により交流電源の
入力電圧が低い位相でスイッチング回路をオンにして低
入力電圧動作スイッチングレギュレータから出力コンデ
ンサを充電するように構成したことを特徴とする請求項
1記載のスイッチングレギュレータ型電源装置。
3. A switching circuit is provided in series on the input side of a low input voltage operation switching regulator, and an input control circuit for detecting the input voltage of the AC power supply and controlling the switching circuit is provided. The input control circuit inputs the AC power supply. 2. The switching regulator type power supply device according to claim 1, wherein the switching circuit is turned on in a low voltage phase to charge the output capacitor from the low input voltage operation switching regulator.
【請求項4】 整流回路の出力側にトランスの1次巻線
とスイッチング素子とを直列に接続しトランスの2次巻
線に整流平滑回路を接続して整流平滑回路から負荷に直
流出力を供給するように構成したスイッチングレギュレ
ータ型電源装置において、交流電源より所定の直流出力
を得るメインスイッチングレギュレータ、該メインスイ
ッチングレギュレータと同じ入力電圧に対しより高い出
力電圧を得る低入力電圧動作スイッチングレギュレー
タ、メインスイッチングレギュレータと低入力電圧動作
スイッチングレギュレータの出力側に接続される整流素
子、該整流素子を介して共通接続される出力コンデン
サ、低入力電圧動作スイッチングレギュレータの入力側
に直列に接続されるスイッチング回路、及び交流電源の
入力電圧を検出しスイッチング回路を制御する入力制御
回路を備え、該入力制御回路により交流電源の入力電圧
が低い位相でスイッチング回路をオンにして低入力電圧
動作スイッチングレギュレータから出力コンデンサを充
電するように構成したことを特徴とするスイッチングレ
ギュレータ型電源装置。
4. A primary winding of a transformer and a switching element are connected in series on the output side of the rectifying circuit, and a rectifying / smoothing circuit is connected to the secondary winding of the transformer to supply a DC output to the load from the rectifying / smoothing circuit. In the switching regulator type power supply device configured as described above, a main switching regulator that obtains a predetermined DC output from an AC power supply, a low input voltage operation switching regulator that obtains a higher output voltage for the same input voltage as the main switching regulator, and a main switching A rectifier element connected to the output side of the regulator and the low input voltage operation switching regulator, an output capacitor commonly connected via the rectifier element, a switching circuit connected in series to the input side of the low input voltage operation switching regulator, and Detects the input voltage of the AC power supply and switches And an input control circuit for controlling the switching circuit, wherein the input control circuit is configured to turn on the switching circuit in a phase where the input voltage of the AC power supply is low to charge the output capacitor from the low input voltage operation switching regulator. Switching regulator type power supply device.
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