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JPH07250473A - Power factor improving rectifier circuit - Google Patents

Power factor improving rectifier circuit

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Publication number
JPH07250473A
JPH07250473A JP6064358A JP6435894A JPH07250473A JP H07250473 A JPH07250473 A JP H07250473A JP 6064358 A JP6064358 A JP 6064358A JP 6435894 A JP6435894 A JP 6435894A JP H07250473 A JPH07250473 A JP H07250473A
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JP
Japan
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power
power supply
winding
choke coil
input voltage
Prior art date
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Application number
JP6064358A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3326647B2 (en
Inventor
Masayuki Yasumura
昌之 安村
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony 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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP06435894A priority Critical patent/JP3326647B2/en
Publication of JPH07250473A publication Critical patent/JPH07250473A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3326647B2 publication Critical patent/JP3326647B2/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

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  • Rectifiers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a power factor improving rectifier circuit for which reduc tion of a board size, the cost and a power loss and others are realized, on the occasion when the improvement of a power factor by a choke input method is made so properly as to correspond to an AC input voltage of a wide range. CONSTITUTION:Regarding a power choke coil PCC-3 having a construction wherein a winding N1 for which an inductance LN1 corresponding to the improvement of a power factor in the case of an AC power supply input of a 100V system is set and a winding N3 for which suchaninductance LN3 as to be LN3= LN2-LN1 when an inductance corresponding to the improvement of the power factor in the case of the AC power supply input of a 200V system is made LN3, are connected in series, the coil is inserted in a line on the minus side of the AC power supply input in such a manner that the end part of the winding N. is connected onto the power supply input side and the end part of the winding N3 onto the rectifying circuit side. A switch SW1 for switching a rectifyingsmoothing operation is connected in such a manner that it is inserted between between the node of smoothing capacitors C1 and C.2 and a tap output of the windings N1 and N3.

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、例えば電源回路の力率
を改善するために設けられる力率改善整流回路に関する
ものであり、特に100V系の交流電源入力から200
V系までの交流電源入力に対応可能な、いわゆるワイド
レンジ対応の電源回路に適用して好適なものとされる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power factor correction rectifier circuit provided for improving the power factor of a power supply circuit, and particularly to a 200 V AC power supply input to a power supply circuit.
It is suitable for application to a so-called wide range power supply circuit that is compatible with AC power input up to V system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電源回路においては、例えば100V系
のAC電源入力から200V系のAC電源入力に広く対
応できるようにしたいわゆるワールドワイド電源回路が
普及してきており、このようなワールドワイド電源回路
としては、例えば整流平滑回路部の動作をAC電源入力
が100V系の場合と200V系の場合とで切り換え
て、AC電源入力が100V系の場合は倍電圧整流平滑
動作を実行させ、一方AC電源入力が200V系の場
合、通常の整流平滑動作を実行させ、例えば後段の電源
回路部に供給することにより、AC入力電圧の変動に関
わらず、或る所定の直流電圧を得られるようにしている
構成のものが知られている。
2. Description of the Related Art As a power supply circuit, a so-called world-wide power supply circuit is widely used which is widely applicable to, for example, 100 V AC power input to 200 V AC power input. For example, the operation of the rectifying / smoothing circuit section is switched depending on whether the AC power input is 100V system or 200V system, and when the AC power input is 100V system, the voltage doubler rectifying / smoothing operation is executed, while the AC power input Is a 200V system, a normal rectifying / smoothing operation is executed and, for example, by supplying it to a power supply circuit unit in a subsequent stage, a predetermined DC voltage can be obtained regardless of fluctuations in the AC input voltage. Are known.

【0003】また、電源回路に対して整流平滑時の力率
を改善することができる力率改善整流回路を設けること
が行なわれている。そして、このような力率改善整流回
路としては、例えばパワーチョークコイルを交流電源ラ
インに挿入して力率を改善するチョークインプット方式
が知られている。
Further, a power factor correction rectifier circuit capable of improving the power factor at the time of rectifying and smoothing is provided for the power supply circuit. As such a power factor correction rectifier circuit, for example, a choke input system is known in which a power choke coil is inserted in an AC power supply line to improve the power factor.

【0004】図7の回路図は、上記のようなワールドワ
イド電源回路に対してチョークインプット方式の力率改
善整流回路が設けられた電源回路の一例を示すものであ
り、この図において1は交流電源を示し、交流電源1の
両極はラインフィルタトランス2の巻線とそれぞれ接続
されている。また、ラインフィルタトランス2の後段で
正極ラインと負極ライン間に挿入されているCiはアク
ロスコンデンサを示しラインフィルタトランス2と共に
ローパスフィルタを形成している。そして、正極側のラ
インにおいてラインフィルタトランス2と整流ブリッジ
回路3の入力端(ダイオードD1 ,D3 の接続点)の間
に挿入されているPCC−11はパワーチョークコイル
を示し、図のように巻線N11からなる。即ち、この図の
電源回路においては、パワーチョークコイルPCC−1
1の巻線N11の有するインダクタンスLN11 の作用によ
り交流入力に流れる電流の導通角が拡大されることによ
って、力率改善が行われることとなる。また、3はダイ
オードD1 ,D2 ,D3 ,D4 からなる整流ブリッジ回
路であり、ここで全波整流された入力電圧はライン4に
出力されることになる。そして、ライン4に得られた電
圧は平滑コンデンサC1 ,C2 により平滑されて直流電
圧Eiとされ、例えば図示しない後段のスイッチング電
源回路等の定電源回路に対して供給される。
The circuit diagram of FIG. 7 shows an example of a power supply circuit in which a choke input type power factor correction rectifier circuit is provided for the above worldwide power supply circuit. A power supply is shown, and both poles of the AC power supply 1 are respectively connected to the windings of the line filter transformer 2. Further, Ci inserted between the positive electrode line and the negative electrode line in the latter stage of the line filter transformer 2 indicates an across capacitor and forms a low pass filter together with the line filter transformer 2. The PCC-11 inserted between the line filter transformer 2 and the input end of the rectifying bridge circuit 3 (connection point of the diodes D 1 and D 3 ) in the positive line represents a power choke coil, as shown in the figure. It consists of winding N 11 . That is, in the power supply circuit of this figure, the power choke coil PCC-1
The action of the inductance L N11 of the first winding N 11 expands the conduction angle of the current flowing to the AC input, thereby improving the power factor. Reference numeral 3 is a rectifying bridge circuit composed of diodes D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 , and the full-wave rectified input voltage is output to the line 4. Then, the voltage obtained on the line 4 is smoothed by the smoothing capacitors C 1 and C 2 to form a DC voltage Ei, which is supplied to a constant power supply circuit such as a switching power supply circuit at a subsequent stage (not shown).

【0005】また、破線で示すSW1 は倍電圧整流平滑
動作と通常の整流平滑動作を切り換えるためのスイッチ
であり、このスイッチSW1 は例えば図に示すトライア
ックT1 をスイッチ素子として内蔵すると共に、ほかに
このトライアックT1 のためのオン/オフ制御回路等を
内蔵してなるハイブリッドICとされる。この場合、ス
イッチSW1 のトライアックT1 は、図のように平滑コ
ンデンサC1 ,C2 の接続点と整流ブリッジ回路3の負
極側との接続端(ダイオードD2 、D4 の接続点)間に
挿入されるようにして設けられる。また、R1 は抵抗、
3 〜C6 はコンデンサ、D5 はダイオードを示し、そ
れぞれスイッチSW1 の外付部品とされる。そしてこれ
らの外付部品において、コンデンサC3 およびダイオー
ドD5 からなる整流回路により交流入力電圧を整流平滑
化した検出電圧VD が得られる。そして、スイッチSW
1 ではこの検出電圧VD に基づいて、例えば交流電源1
として150V以下が供給されている場合はオンとされ
て導通状態となり、150V以上が供給されている場合
にはオフとされて非導通状態となるように制御される。
即ちこの場合には、交流電源1がいわゆる100V系で
ある場合にはスイッチSW1 はオンとされ、交流電源1
がいわゆる200V系である場合にはオフとされること
になる。なお、他の外付部品である抵抗R1 、コンデン
サC4 〜C6 は、トライアックT1 のオン/オフ時のサ
ージ電流やトライアックT1 のゲート信号のノイズ対策
等のために設けられる保護回路を形成するものとされ
る。
Further, SW 1 indicated by a broken line is a switch for switching between the double voltage rectifying and smoothing operation and the normal rectifying and smoothing operation. The switch SW 1 has, for example, the triac T 1 shown in the drawing as a switch element, and In addition, it is a hybrid IC including an on / off control circuit for the triac T 1 and the like. In this case, the triac T 1 of the switch SW 1 is connected between the connection points of the smoothing capacitors C 1 and C 2 and the negative side of the rectifying bridge circuit 3 (connection points of the diodes D 2 and D 4 ) as shown in the figure. It is provided so as to be inserted into. R 1 is a resistance,
C 3 -C 6 are capacitors, D 5 represents a diode, are each external components of the switch SW 1. Then, in these external parts, the detection voltage V D obtained by rectifying and smoothing the AC input voltage is obtained by the rectifying circuit including the capacitor C 3 and the diode D 5 . And the switch SW
In the case of 1 , for example, the AC power source 1 based on this detection voltage V D
When 150 V or less is supplied, it is turned on to be in a conductive state, and when 150 V or more is supplied, it is turned off to be in a non-conductive state.
That is, in this case, when the AC power supply 1 is a so-called 100V system, the switch SW 1 is turned on, and the AC power supply 1
Is a so-called 200V system, it will be turned off. A resistor R 1 and capacitors C 4 to C 6 , which are other external parts, are protection circuits provided for measures against surge current when the triac T 1 is turned on and off, noise of the gate signal of the triac T 1 , and the like. Is formed.

【0006】そこで図7に示す回路構成において、交流
電源1として100V系の交流電圧が供給されている場
合の動作について説明する。この場合には、上述のよう
にスイッチSW1 がオンとされて導通可能な状態とな
る。そして、交流入力電圧が正の期間の電流は、交流電
源1→ラインフィルタトランスLFTの巻線2a→パワ
ーチョークコイルPCC−11→ダイオードD3 →平滑
コンデンサC1 →スイッチSW1 (トライアックT1
→ラインフィルタトランスLFTの巻線2b→交流電源
1の経路で流れることとなる。一方、交流入力電圧が負
の期間は、電流は交流電源1→ラインフィルタトランス
LFTの巻線2b→スイッチSW1 →平滑コンデンサC
2 →ダイオードD1 →パワーチョークコイルPCC−1
1→ラインフィルタトランスLFTの巻線2a→交流電
源1の経路で流れる。
Therefore, in the circuit configuration shown in FIG. 7, the operation will be described when the AC power supply 1 is supplied with an AC voltage of 100V system. In this case, the switch SW 1 is turned on as described above, and the state becomes conductive. The current during the positive period of the AC input voltage is the AC power supply 1 → the winding 2a of the line filter transformer LFT → the power choke coil PCC-11 → the diode D 3 → the smoothing capacitor C 1 → the switch SW 1 (triac T 1 ).
→ The winding 2b of the line filter transformer LFT → The AC power supply 1 flows through the path. On the other hand, during the period when the AC input voltage is negative, the current is AC power source 1 → winding 2b of line filter transformer LFT → switch SW 1 → smoothing capacitor C
2 → diode D 1 → power choke coil PCC-1
1 → winding 2a of line filter transformer LFT → flows in the path of AC power supply 1.

【0007】つまり、この際には平滑コンデンサC1
2 に対するそれぞれ正期間、負期間の充電により、電
圧Eiとしては交流電源1の入力電圧のほぼ倍の200
V系の電圧が得られる倍電圧整流平滑動作となる。
That is, at this time, the smoothing capacitor C 1 ,
By charging C 2 in the positive period and the negative period, respectively, the voltage Ei is 200 times as much as the input voltage of the AC power supply 1.
The voltage doubler rectifying and smoothing operation is performed to obtain the V system voltage.

【0008】一方、交流電源1として200V系の交流
電圧が供給されている場合には、スイッチSW1 がオフ
とされる。そして、この場合において交流入力電圧が正
の期間の電流は、交流電源1→ラインフィルタトランス
LFTの巻線2a→パワーチョークコイルPCC−11
→ダイオードD3 →平滑コンデンサC1 →平滑コンデン
サC2 →ダイオードD2 →ラインフィルタトランスLF
Tの巻線2b→交流電源1の経路で流れることになる。
また、交流入力電圧が負の期間は、電流は交流電源1→
ラインフィルタトランスLFTの巻線2b→ダイオード
4 →平滑コンデンサC1 →平滑コンデンサC2 →ダイ
オードD1 →パワーチョークコイルPCC−11→ライ
ンフィルタトランスLFTの巻線2a→交流電源1の経
路で流れる。つまり、この場合にはブリッジ整流回路2
による整流及び直列のコンデンサC1 、C2 による通常
の整流平滑動作が実行されて入力電圧に応答した200
V系の直流電圧Eiが得られる。
On the other hand, when the AC voltage of 200 V system is supplied as the AC power source 1, the switch SW 1 is turned off. In this case, the current during the period when the AC input voltage is positive is as follows: AC power supply 1 → winding 2a of line filter transformer LFT → power choke coil PCC-11
→ diode D 3 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 2 → line filter transformer LF
It will flow in the route of the winding 2b of T to the AC power supply 1.
Also, while the AC input voltage is negative, the current is AC power source 1 →
Winding 2b of the line filter transformer LFT → diode D 4 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 1 → power choke coil PCC-11 → winding 2a of the line filter transformer LFT → flow in the path of the AC power supply 1 . That is, in this case, the bridge rectifier circuit 2
And the normal rectifying and smoothing operation by the capacitors C 1 and C 2 in series is performed to respond to the input voltage.
A V-system DC voltage Ei is obtained.

【0009】このようにしてスイッチSW1 が切換わる
ことで、交流電源入力が100V系の場合は倍電圧整流
平滑動作とし、一方、交流電源入力が200V系の場合
には通常の全波整流平滑動作とすることでワイドレンジ
な交流入力電圧に対応する電源回路が構成される。
By switching the switch SW 1 in this manner, the voltage doubler rectifying and smoothing operation is performed when the AC power supply input is 100V system, while the normal full-wave rectifying and smoothing operation is performed when the AC power supply input is 200V system. The operation configures a power supply circuit corresponding to a wide range AC input voltage.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図7に示し
た構成において、例えば負荷電力一定(約200W)と
される条件のもとで、力率を0.6〜0.75程度に改
善しようとした場合、交流電源入力が上昇するにつれて
交流電流の導通角が小さくなることから、実際にはパワ
ーチョークコイルPCC−11の巻線N11のインダクタ
ンスLN11 は、交流電源入力が100V系の場合には例
えば6mH程度必要であり、交流電源入力が200V系
の場合には約30mH程度必要とされる。そして、この
際の巻線N11に流れる電流のピークは交流電源入力が1
00V系の場合には約8Aまでであり、200V系では
インダクタンスLN11 に流れる電流は約3.5Aにな
る。そこで、仮にパワーチョークコイルPCC−11と
してインダクタンスLN11が6mHの巻線N11を用いた
とすると、図8の一点鎖線に示すように交流電源入力が
100V系の場合には0.75程度の力率が保証される
が、交流電源入力が230Vにまで上昇すると力率は
0.5程度にまで下がってしまい目的の数値を下回るこ
とになる。従って、このインダクタンス値LN11 を6m
Hとするのは適当ではない。
By the way, in the configuration shown in FIG. 7, the power factor should be improved to about 0.6 to 0.75 under the condition that the load power is constant (about 200 W), for example. In this case, since the conduction angle of the AC current becomes smaller as the AC power supply input rises, the inductance L N11 of the winding N 11 of the power choke coil PCC-11 is actually the case when the AC power supply input is 100V system. For example, about 6 mH is required, and about 30 mH is required when the AC power supply input is a 200 V system. The peak of the current flowing through the winding N 11 at this time is 1 when the AC power input is 1.
In the case of the 00V system, it is up to about 8A, and in the 200V system, the current flowing through the inductance L N11 is about 3.5A. Therefore, assuming that a winding N 11 having an inductance L N11 of 6 mH is used as the power choke coil PCC-11, a force of about 0.75 is applied when the AC power input is 100 V as shown by the alternate long and short dash line in FIG. The power factor is guaranteed, but when the AC power input rises to 230V, the power factor drops to about 0.5, which is below the target value. Therefore, this inductance value L N11 is 6 m
H is not appropriate.

【0011】また、パワーチョークコイルPCC−11
としてインダクタンスLN11 が30mHの巻線N11を用
いたとすれば、図8の実線に示すように、交流電源入力
が100V時および230V時においても0.75以上
の力率を確保することが可能となる。ところが、パワー
チョークコイルPCC−11のインダクタンスLN11
30mHとし、かつ交流入力電圧100V時の直流電流
に対応するためには、例えば巻線N11として大きな断面
積のウレタン線等を用いて巻装するなどして直流抵抗を
小さく抑える必要があり、この結果パワーチョークコイ
ルPCC−11が大型化して重量も増加してしまう。こ
のように、実際に図7に示した回路構成によりワイドレ
ンジな交流入力電圧に対応して力率改善を図ろうとする
と、1つの大型パワーチョークコイルで交流入力電圧1
00V時の大電流小インダクタンス、及び交流入力電圧
時の小電流大インダクタンスを実現せねばならないた
め、重量アップおよびコストアップになる。
The power choke coil PCC-11
Assuming that a winding N 11 having an inductance L N11 of 30 mH is used as shown in FIG. 8, a power factor of 0.75 or more can be secured even when the AC power input is 100 V and 230 V. Becomes However, in order to set the inductance L N11 of the power choke coil PCC-11 to 30 mH and to cope with the DC current when the AC input voltage is 100 V, for example, the winding N 11 is wound with a urethane wire having a large cross-sectional area. Therefore, it is necessary to suppress the DC resistance to be small, and as a result, the power choke coil PCC-11 becomes large and the weight also increases. As described above, when it is attempted to improve the power factor by actually using the circuit configuration shown in FIG. 7 to cope with a wide range AC input voltage, one large power choke coil can reduce the AC input voltage 1
Since a large current and a small inductance at the time of 00V and a small current and a large inductance at the time of the AC input voltage must be realized, the weight and the cost are increased.

【0012】そこで、例えば図9の回路図に示すように
2個のパワーチョークコイルPCC−1、PCC−2を
使用して、実際にワイドレンジな交流入力電圧に対応し
た力率改善整流回路を構成することが考えられている。
なお、この図において図7と同一部分は同一符号を付し
て説明を省略する。この図において、ブリッジ整流回路
3の負極側の接続点とパワーチョークコイルPCC−1
の端部との間に挿入されているSW1 は、倍電圧整流平
滑動作と通常の整流平滑動作を切り換えるためのスイッ
チであり、先に図7に示したと同様に、コンデンサC3
とダイオードD5 によって整流された交流入力電圧を検
出電圧として、例えば交流入力電圧が150V以下であ
ると検出された場合にトライアックT1 をオンとし、1
50V以上であると検出された場合にはオフとする。ま
た、このスイッチSW1 と平滑コンデンサC1 、C2
接続点の間に挿入されているPCC−1は、交流入力電
圧100V時の力率改善用に設けられるパワーチョーク
コイルを示し、巻線N1 のインダクタンスLN1は例えば
6mHとされる。
Therefore, for example, as shown in the circuit diagram of FIG. 9, two power choke coils PCC-1 and PCC-2 are used to actually form a power factor correction rectifier circuit corresponding to a wide range AC input voltage. It is considered to make up.
In this figure, the same parts as those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this figure, the connection point on the negative side of the bridge rectifier circuit 3 and the power choke coil PCC-1
SW 1 inserted between the end of the capacitor C 3 and the switch is a switch for switching between the voltage doubler rectifying / smoothing operation and the normal rectifying / smoothing operation, and like the capacitor C 3 shown in FIG.
The AC input voltage rectified by the diode D 5 and the diode D 5 is used as a detection voltage. For example, when the AC input voltage is detected to be 150 V or less, the triac T 1 is turned on and 1
When it is detected that the voltage is 50 V or more, it is turned off. Further, PCC-1 inserted between the connection point of the switch SW 1 and the smoothing capacitors C 1 and C 2 indicates a power choke coil provided for improving the power factor when the AC input voltage is 100 V, and the winding The inductance L N1 of N 1 is, for example, 6 mH.

【0013】また、パワーチョークコイルPCC−2の
両端に対して並列に接続されるSW2 はパワーチョーク
コイルPCC−2のバイパスのオン/オフを行うために
設けられるスイッチを示し、スイッチSW1 と同様、ス
イッチ素子としてのトライアックT2 を内蔵したハイブ
リッドICとして構成されている。また、このスイッチ
SW2 においても、外付部品であるダイオードD15及び
コンデンサC13により交流入力電圧を整流平滑化した電
圧を検出電圧として、この検出電圧が例えば150V以
下に対応する場合にはトライアックT2 がオンとなるよ
うにされ、150V以上に対応する場合にはオフとなる
ように制御される。また、抵抗R11、コンデンサC14
16はサージ電流やゲート信号のノイズ対策のための外
付部品とされる。そして、正極ライン側においてライン
フィルタトランス2の巻線2aとブリッジ整流回路3の
正極ライン側の入力端との間に挿入されているPCC−
2は、交流入力電圧が200V系の力率改善に対応する
ためのパワーチョークコイルを示し、このパワーチョー
クコイルPCC−2において巻線N2 のインダクタンス
N2は例えば30mHとされる。
SW 2 connected in parallel to both ends of the power choke coil PCC-2 is a switch provided for turning on / off the bypass of the power choke coil PCC-2, and is represented by a switch SW 1 . Similarly, it is configured as a hybrid IC incorporating a triac T 2 as a switching element. Also in this switch SW 2 , a voltage obtained by rectifying and smoothing an AC input voltage by a diode D 15 and a capacitor C 13 which are external components is used as a detection voltage, and when the detection voltage corresponds to, for example, 150 V or less, a triac is used. T 2 is turned on, and when it corresponds to 150 V or higher, it is turned off. In addition, the resistor R 11 and the capacitor C 14
C 16 is an external component for measures against surge current and gate signal noise. The PCC- inserted between the winding 2a of the line filter transformer 2 and the input end of the bridge rectifier circuit 3 on the positive line side on the positive line side.
Reference numeral 2 denotes a power choke coil for accommodating a power factor improvement of an AC input voltage of 200 V system. In this power choke coil PCC-2, the inductance L N2 of the winding N 2 is set to 30 mH, for example.

【0014】上記図9の構成の力率改善整流回路を備え
た電源回路においては、次のような動作となる。先ず、
交流入力電圧が100V系の場合には、上述のようにス
イッチSW1 及びスイッチSW2 は共にオンとされて導
通状態となる。そしてこの状態において交流入力電圧が
正の期間の電流は、交流電源1→ラインフィルタトラン
スLFTの巻線2a→スイッチSW2 →ダイオードD3
→平滑コンデンサC1 →パワーチョークコイルPCC−
1→スイッチSW1 →ラインフィルタトランスLFTの
巻線2b→交流電源1の経路で流れる。一方、交流入力
電圧が負の期間は、電流は交流電源1→ラインフィルタ
トランスLFTの巻線2b→スイッチSW1 →パワーチ
ョークコイルPCC−1→平滑コンデンサC2 →ダイオ
ードD1 →スイッチSW2 →ラインフィルタトランスL
FTの巻線2a→交流電源1の経路で流れる。つまり、
交流入力電圧が100V系の場合には上記の電流経路に
よって倍電圧整流平滑動作が行われるが、この電流経路
においてはSW2 がオンとなることでパワーチョークコ
イルPCC−2はパスされることになる。一方、パワー
チョークコイルPCC−1においては上述のように交流
電流が流れることとなるが、このパワーチョークコイル
PCC−1の巻線N1 のインダクタンスLN1は例えば6
mHとされているため、交流入力電圧100V系時にお
ける大電流小インダクタンスという条件に適った力率改
善が行われることになる。
The power supply circuit having the power factor correction rectifying circuit having the configuration shown in FIG. 9 operates as follows. First,
When the AC input voltage is 100 V, both the switch SW 1 and the switch SW 2 are turned on and become conductive as described above. In this state, the current during the period when the AC input voltage is positive is as follows: AC power supply 1 → winding 2a of line filter transformer LFT → switch SW 2 → diode D 3
→ Smoothing capacitor C 1 → Power choke coil PCC-
1 → switch SW 1 → winding 2b of line filter transformer LFT → flows in the path of AC power supply 1. On the other hand, while the AC input voltage is negative, the current is AC power supply 1 → winding 2b of the line filter transformer LFT → switch SW 1 → power choke coil PCC-1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 1 → switch SW 2 → Line filter transformer L
The FT winding 2a flows in the path of the AC power supply 1. That is,
Although the voltage doubler rectification smoothing operation by the above current path is performed when the AC input voltage is 100V system, the power choke coil PCC-2 by SW 2 is turned on in the current path is to be passed Become. On the other hand, the AC current flows through the power choke coil PCC-1 as described above, and the inductance L N1 of the winding N 1 of the power choke coil PCC-1 is, for example, 6
Since it is set to mH, power factor improvement suitable for the condition of large current and small inductance when the AC input voltage is 100V is performed.

【0015】次に、交流入力電圧が200V系の場合に
は、スイッチSW1 及びスイッチSW2 は共にオフとさ
れて非導通状態となる。これにより、スイッチSW2
介してパワーチョークコイルPCC−2をパスする経路
は遮断され、また、パワーチョークコイルPCC−1の
経路はSW1 によってオープンになる。従って、この状
態において交流入力電圧が正の期間の電流は、交流電源
1→ラインフィルタトランスLFTの巻線2a→パワー
チョークコイルPCC−2→ダイオードD3 →平滑コン
デンサC1 →平滑コンデンサC2 →ダイオードD2 →ラ
インフィルタトランスLFTの巻線2b→交流電源1の
経路で流れる。また、交流入力電圧が負の期間は、電流
は交流電源1→ラインフィルタトランスLFTの巻線2
b→ダイオードD4 →平滑コンデンサC1 →平滑コンデ
ンサC2 →ダイオードD1 →パワーチョークコイルPC
C−2→ラインフィルタトランスLFTの巻線2a→交
流電源1の経路で流れる。
Next, when the AC input voltage is 200 V, both the switch SW 1 and the switch SW 2 are turned off and become non-conductive. As a result, the path passing through the power choke coil PCC-2 via the switch SW 2 is cut off, and the path of the power choke coil PCC- 1 is opened by SW 1 . Therefore, in this state, the current during the period when the AC input voltage is positive is as follows: AC power supply 1 → winding 2a of line filter transformer LFT → power choke coil PCC-2 → diode D 3 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → It flows in the path of the diode D 2 → the winding 2 b of the line filter transformer LFT → the AC power supply 1. In addition, while the AC input voltage is negative, the current is AC power supply 1 → winding 2 of the line filter transformer LFT.
b → diode D 4 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 1 → power choke coil PC
It flows in the path of C-2 → the winding 2a of the line filter transformer LFT → the AC power supply 1.

【0016】つまり、交流入力電圧が200V系の場合
には、ブリッジ整流回路2による整流及びコンデンサC
1 、C2 による平滑動作が行れて入力電圧に応答した直
流電圧Eiが得られることになるが、この時の電流経路
においてはパワーチョークコイルPCC−2に電流が流
れる。そして、パワーチョークコイルPCC−2の巻線
1 のインダクタンスLN1が例えば30mHとされてい
ることで、交流入力電圧200V系時における力率改善
の条件である小電流大インダクタンスが得られることに
なる。このように、交流入力電圧100V系の場合と2
00V系の場合にそれぞれの条件に適合した2種類のパ
ワーチョークコイルを設けると共に、スイッチSW1
びSW2 の2つのスイッチの切換えによって、交流入力
電圧に応じて整流平滑動作の切換え及びパワーチョーク
コイルの選択切換えを行うようにすれば、ワイドレンジ
の交流入力電圧に対応して力率を改善する整流回路とす
ることができる。
That is, when the AC input voltage is 200 V, the rectification by the bridge rectification circuit 2 and the capacitor C
Although the smoothing operation by 1 and C 2 is performed and the DC voltage Ei responding to the input voltage is obtained, a current flows through the power choke coil PCC-2 in the current path at this time. The inductance L N1 of the winding N 1 of the power choke coil PCC-2 is set to, for example, 30 mH, so that a small current large inductance, which is a condition for improving the power factor when the AC input voltage is 200 V, can be obtained. Become. Thus, in the case of 100V AC input voltage system and 2
In the case of a 00V system, two types of power choke coils that meet the respective conditions are provided, and by switching between the two switches SW 1 and SW 2 , switching of the rectifying and smoothing operation according to the AC input voltage and the power choke coil. If the selection switching is performed, it is possible to obtain a rectifier circuit that improves the power factor in response to a wide range AC input voltage.

【0017】ところが、上記してきたような構成では、
交流入力電圧によってオン/オフ制御される2つのスイ
ッチSW1 及びスイッチSW2 が必要となる。これらの
スイッチは前述のように、ハイブリッドICにより構成
されることから基板における専有面積も相当のものとな
り、また、図のように比較的多数の外付部品も必要とさ
れることと合わせて、部品点数の増加及びこれに伴う基
板サイズの縮小化が非常に困難になり、コスト的にも高
く付くという問題がある。さらに、各スイッチSW1
SW2 において内蔵されるトライアックT1 、T2 にお
いてはオン電圧が1.5V程度存在するために、例えば
スイッチSW1 、SW2 の電力損失は合わせて3W程度
となり、スイッチSW1 、SW2 の発熱も無視できなく
なる。このため、放熱板を設ける必要が生じてくるため
やはり基板サイズ等の大型化が避けられなくなる上、整
流効率も低下することになるという問題がある。
However, in the configuration as described above,
Two switches SW 1 and SW 2 that are on / off controlled by the AC input voltage are required. Since these switches are composed of hybrid ICs as described above, the area occupied by them on the board is considerable, and in addition to the fact that a relatively large number of external parts are required as shown in the figure, There is a problem that it is very difficult to increase the number of parts and the board size is reduced accordingly, and the cost is high. In addition, each switch SW 1 ,
For on-voltage exists about 1.5V in triac T 1, T 2, which is built in the SW 2, for example, the power loss of the switch SW 1, SW 2 becomes approximately 3W combined, the switch SW 1, SW 2 Fever cannot be ignored. For this reason, it becomes necessary to provide a heat dissipation plate, which inevitably leads to an increase in the size of the substrate and the like, and there is a problem in that the rectification efficiency also decreases.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】そこで本発明の力率改善
整流回路は上記した問題を考慮して、ワイドレンジの交
流入力電圧に対応してチョークインプット方式による力
率改善を適正に行うようにするにあたり、基板サイズの
縮小、低コスト、電力損失の低減等が図られた力率改善
整流回路を得ることを目的とする。
In view of the above problems, therefore, the power factor correction rectifier circuit of the present invention appropriately performs power factor correction by the choke input method in response to a wide range AC input voltage. In doing so, it is an object of the present invention to obtain a power factor correction rectifier circuit in which the substrate size is reduced, the cost is reduced, and the power loss is reduced.

【0019】このため、第1の交流リアクタを介して交
流電源入力に接続されているダイオードブリッジ整流回
路と、このダイオードブリッジ整流回路の整流出力によ
って充電されるように直列接続されている第1及び第2
の平滑コンデンサと、交流電源が所定値以上となった場
合にオフとされ、それ以外の場合にはオンとされるスイ
ッチを備え、このスイッチによって交流電源入力の第1
の交流リアクタが接続されている端子と第1及び第2の
平滑コンデンサの接続点との間が、第1のリアクタンス
より小さいインダクタンスの第2の交流リアクタを介し
て接続されるように、力率改善整流回路を構成すること
とした。
Therefore, the diode bridge rectifier circuit connected to the AC power supply input via the first AC reactor and the first and the series connected so as to be charged by the rectified output of the diode bridge rectifier circuit. Second
Smoothing capacitor and a switch that is turned off when the AC power supply exceeds a predetermined value, and is turned on otherwise, by the switch.
Between the terminal to which the AC reactor is connected and the connection point of the first and second smoothing capacitors are connected via the second AC reactor having an inductance smaller than the first reactance. We decided to construct an improved rectification circuit.

【0020】また、中間タップを有する交流リアクタを
介して交流電源入力に接続されているダイオードブリッ
ジ整流回路と、このダイオードブリッジ整流回路の整流
出力によって充電されるように直列接続されている第1
及び第2の平滑コンデンサと、交流電源が所定値以上と
なった場合にオフとされ、それ以外の場合にはオンとさ
れるスイッチを備えて、このスイッチによって交流リア
クタの中間タップと第1及び第2の平滑コンデンサの接
続点が接続されるようにして力率改善整流回路を構成す
ることとした。
A diode bridge rectifier circuit connected to an AC power supply input via an AC reactor having an intermediate tap, and a first series connected so as to be charged by a rectified output of the diode bridge rectifier circuit.
And a second smoothing capacitor, and a switch that is turned off when the AC power source becomes equal to or higher than a predetermined value, and is turned on otherwise, by the switch, the intermediate tap of the AC reactor and the first and second The power factor correction rectifier circuit is configured so that the connection point of the second smoothing capacitor is connected.

【0021】[0021]

【作用】上記構成によれば、通常の整流平滑動作と倍電
圧整流平滑動作とを切換えるスイッチのオン/オフに伴
って、交流入力電圧に応じて力率改善が可能なインダク
タンスのパワーチョークコイルを選択することが可能と
なる。また、パワーチョークコイルを第1の巻線と第2
の巻線を直列接続してなる構造とした上で、交流入力電
圧に応じて力率改善が可能なインダクタンスが選択され
るように構成すれば、回路内に設けるべきパワーチョー
クコイルも1つとすることができる。
According to the above structure, a power choke coil having an inductance capable of improving the power factor according to the AC input voltage is provided with the ON / OFF of the switch for switching between the normal rectifying / smoothing operation and the double voltage rectifying / smoothing operation. It becomes possible to select. The power choke coil is connected to the first winding and the second winding.
If the inductance is configured so that the power factor can be improved according to the AC input voltage, the power choke coil should be one in the circuit. be able to.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図1、図2、図3及び図6を参照して
本発明による力率改善整流回路の実施例について説明す
る。図1は本実施例の力率改善整流回路を備えた電源回
路を示す回路図であり、先に説明した図9と同一部分は
同一符合を付して説明を省略する。なお、本実施例にお
いてもパワーチョークコイルPCC−1は交流入力電圧
が100V系である場合の力率改善に対応するように、
例えば大電流小インダクタンスを有するものとされ、ま
た、パワーチョークコイルPCC−2は交流入力電圧が
200V系である場合の力率改善に対応するように、例
えば小電流大インダクタンスを有するものとされる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a power factor correction rectifier circuit according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 6. FIG. 1 is a circuit diagram showing a power supply circuit including a power factor correction rectifier circuit according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. 9 described above are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the present embodiment as well, the power choke coil PCC-1 corresponds to the power factor improvement when the AC input voltage is 100V system.
For example, the power choke coil PCC-2 has a large current and a small inductance, and the power choke coil PCC-2 has, for example, a small current and a large inductance so as to cope with the power factor improvement when the AC input voltage is 200V. .

【0023】ここで、図6(a)(b)にそれぞれパワ
ーチョークコイルPCC−1とPCC−2の構造の一例
を示す。パワーチョークコイルPCC−1は、図6
(a)に示すように例えば珪素鋼板等によるEE型のコ
ア10(この場合には積層型とされる)に対して図のよ
うに大電流用の太線の巻線N1 を巻回した構造とされ、
また、パワーチョークコイルPCC−2も例えば図6
(b)に示すように珪素鋼板等を積層したEE型のコア
10に対して図のように小電流用の細線の巻線N2 を巻
回した構造とされる。また、本実施例におけるスイッチ
SW1 は、図9にて説明したと同様に倍電圧整流平滑動
作と通常の整流平滑動作を切り換えるものであってハイ
ブリッドICとして構成され、例えば交流入力電圧が1
50V以下の場合にはトライアックT1 の導通がオン、
150V以上の場合にはオフとなるようにされている。
6 (a) and 6 (b) show examples of the structures of the power choke coils PCC-1 and PCC-2, respectively. The power choke coil PCC-1 is shown in FIG.
As shown in (a), an EE type core 10 made of, for example, a silicon steel plate (in this case, a laminated type) is wound with a thick wire N 1 for large current as shown in the figure. And
The power choke coil PCC-2 is also shown in FIG.
As shown in FIG. 6B, a thin wire N 2 for small current is wound around the EE type core 10 in which silicon steel plates are laminated as shown in the figure. Further, the switch SW 1 in the present embodiment switches between the voltage doubler rectifying and smoothing operation and the normal rectifying and smoothing operation in the same manner as described with reference to FIG. 9, and is configured as a hybrid IC.
When the voltage is 50 V or less, the conduction of the triac T 1 is turned on,
When the voltage is 150 V or more, it is turned off.

【0024】そして、本実施例の力率改善整流回路とし
ては、パワーチョークコイルPCC−2が図のように交
流電源のマイナス側のラインにおいてラインフィルタト
ランス2の巻線2bとブリッジ整流回路3の入力端(ダ
イオードD2 とD4 との接続点)との間に対して挿入さ
れる。また、スイッチSW1 は、その一方の端部がパワ
ーチョークコイルPCC−1側と接続され、他端は交流
電源のマイナス側のラインにおいてパワーチョークコイ
ルPCC−2とラインフィルタトランス2の巻線2bと
の接続点に対して接続される。
In the power factor improving rectifier circuit of this embodiment, the power choke coil PCC-2 is connected to the winding 2b of the line filter transformer 2 and the bridge rectifier circuit 3 in the line on the negative side of the AC power source as shown in the figure. It is inserted between the input terminal (connection point between the diodes D 2 and D 4 ). The switch SW 1 has one end connected to the power choke coil PCC-1 side and the other end connected to the power choke coil PCC-2 and the winding 2 b of the line filter transformer 2 in the line on the negative side of the AC power supply. It is connected to the connection point with.

【0025】そこで次に図2の等価回路図及び図3の波
形図を参照して、上記構成による電源回路の動作につい
て説明する。図2(a)は図1に示した電源回路におい
て交流入力電圧が100V系(この場合には150V以
下)の場合の動作を等価的に示しており、図2(b)は
交流入力電圧が200系(150V以上)の場合の動作
を等価的に示している。また、図3(a)は交流入力電
圧VACの波形を示し、図3(b)〜(e)はそれぞれ交
流入力電圧が150V以下の場合の交流入力電流IAC
整流平滑電圧Vi、平滑コンデンサC1 の両端の電圧V
C1、平滑コンデンサC2 の両端の電圧VC2の波形を示
し、また、図3(f)〜(h)は、交流入力電圧が15
0V以上の場合の交流入力電流IAC、整流平滑電圧V
i、平滑コンデンサC1 の両端の電圧VC1、平滑コンデ
ンサC2 の両端の電圧VC2の波形を示している。ただ
し、図3においては負荷が一定である場合の波形につい
て示している。
Therefore, the operation of the power supply circuit having the above configuration will be described with reference to the equivalent circuit diagram of FIG. 2 and the waveform diagram of FIG. 2A equivalently shows the operation of the power supply circuit shown in FIG. 1 when the AC input voltage is 100 V system (150 V or less in this case), and FIG. The operation in the case of 200 system (150 V or more) is equivalently shown. Further, FIG. 3A shows a waveform of the AC input voltage V AC , and FIGS. 3B to 3E respectively show the AC input current I AC when the AC input voltage is 150 V or less.
Rectification smoothing voltage Vi, voltage V across smoothing capacitor C 1
C1 shows the waveform of the voltage V C2 across the smoothing capacitor C 2 , and FIGS. 3 (f) to 3 (h) show that the AC input voltage is 15
AC input current I AC , rectified and smoothed voltage V in the case of 0 V or more
i shows the waveforms of the voltage V C1 across the smoothing capacitor C 1 and the voltage V C2 across the smoothing capacitor C 2 . However, FIG. 3 shows the waveform when the load is constant.

【0026】交流入力電圧が150V以下であるような
100V系の場合には、スイッチSW1 のトライアック
1 は図2(a)に示すようにオンとされて導通可能な
状態となる。そしてこの状態において、交流入力電圧が
正の期間(図3(a)の0〜π、2π〜3πに示す期
間)では電流は図2(a)の実線の矢印に示すように流
れることになる。つまり、交流電源1→ダイオードD3
→平滑コンデンサC1 →パワーチョークコイルPCC−
1→トライアックT1 →交流電源1の経路が形成され
て、平滑コンデンサC1 に対して充電電流が流れること
になる。また、図3(a)のπ〜2πに示す期間のよう
に交流入力電圧が負の場合の電流は、図2(a)の破線
の矢印に示すように、交流電源1→トライアックT1
パパワーチョークコイルPCC−1→平滑コンデンサC
2 →ダイオードD1 →交流電源1の経路となる。つま
り、この場合には平滑コンデンサC2 に対する充電動作
となる。
In the case of a 100 V system in which the AC input voltage is 150 V or less, the triac T 1 of the switch SW 1 is turned on and brought into a conductive state as shown in FIG. 2 (a). Then, in this state, during the period when the AC input voltage is positive (the period indicated by 0 to π and 2π to 3π in FIG. 3A), the current flows as indicated by the solid arrow in FIG. 2A. . In other words, AC power supply 1 → diode D 3
→ Smoothing capacitor C 1 → Power choke coil PCC-
A path of 1 → triac T 1 → AC power supply 1 is formed, and a charging current flows to the smoothing capacitor C 1 . Further, the current when the AC input voltage is negative as in the period shown by π to 2π in FIG. 3A, the AC power supply 1 → triac T 1
Power choke coil PCC-1 → Smoothing capacitor C
2 → diode D 1 → AC power supply 1 path. That is, in this case, the smoothing capacitor C 2 is charged.

【0027】従って、この場合の平滑コンデンサC1
両端の電圧VC1は図3(d)に実線で示すような波形が
得られ、また、平滑コンデンサC2 の両端の電圧VC2
図3(e)に破線で示すような波形が得られることにな
る。このようにして、交流入力電圧が100V系の場合
には倍電圧整流平滑動作が行われて、図3(c)に示す
ような整流平滑電圧Viが得られることになる。またこ
の際、交流経路において電流が例えば約6mHのインダ
クタンスを有するパワーチョークコイルPCC−1を流
れるようにされることで、例えば交流入力電圧IACの導
通角が拡大されて(図3(b)τ期間に示す)力率改善
が行われることになる。
Therefore, the voltage V C1 across the smoothing capacitor C 1 in this case has a waveform as shown by the solid line in FIG. 3D, and the voltage V C2 across the smoothing capacitor C 2 is shown in FIG. The waveform shown by the broken line in (e) is obtained. In this way, when the AC input voltage is 100 V system, the voltage doubler rectifying and smoothing operation is performed, and the rectifying and smoothing voltage Vi as shown in FIG. 3C is obtained. At this time, the current is made to flow through the power choke coil PCC-1 having an inductance of, for example, about 6 mH in the AC path, so that the conduction angle of the AC input voltage I AC is expanded (FIG. 3B). The power factor will be improved (in the period τ).

【0028】なおこの場合、図2(a)に示すようにパ
ワーチョークコイルPCC−2は交流電源1とダイオー
ドD4 間に挿入されている状態となっているが、インダ
クタンスが6mHのパワーチョークコイルPCC−1と
インダクタンスが30mHのパワーチョークコイルPC
C−2の交流インピーダンスを比較した場合、パワーチ
ョークコイルPCC−2のほうがはるかに大きくなり、
また図3(a)(d)(e)から分かるように、交流入
力電圧が負の半サイクル時の前半では、VC1(平滑コン
デンサC1 の両端電圧)>VC2(平滑コンデンサC2
両端電圧)であるため、この期間パワーチョークコイル
PCC−2を介して平滑コンデンサC1に対して充電電
流が流入することはない。即ち、この場合にはパワーチ
ョークコイルPCC−2の回路はオープンと見做すこと
ができる
In this case, the power choke coil PCC-2 is inserted between the AC power source 1 and the diode D 4 as shown in FIG. 2A, but the power choke coil has an inductance of 6 mH. PCC-1 and power choke coil PC with inductance of 30mH
When the AC impedance of C-2 is compared, the power choke coil PCC-2 becomes much larger,
As can be seen from FIGS. 3A, 3D, and 3E, in the first half of the negative half cycle of the AC input voltage, V C1 (voltage across smoothing capacitor C 1 )> V C2 (smoothing capacitor C 2 Since the voltage is at both ends), the charging current does not flow into the smoothing capacitor C 1 via the power choke coil PCC-2 during this period. That is, in this case, the circuit of the power choke coil PCC-2 can be regarded as open.

【0029】次に、交流入力電圧が150V以上である
200V系の場合には、スイッチSW1 のトライアック
1 は図2(b)に示すようにオフとされて導通不可の
状態となる。これにより、平滑コンデンサC1 及びC2
の接続点と交流入力電源のマイナス側のラインとの接続
が遮断され、これに伴ってパワーチョークコイルPCC
−1のスイッチSW1 側の端子がオープンとなる。この
状態において、交流入力電圧VACが図3(a)の0〜
π、2π〜3π期間に示すような正の期間では、電流は
図2(b)の実線の矢印に示すように流れることにな
る。つまり、交流電源1→ダイオードD3 →平滑コンデ
ンサC1 →平滑コンデンサC2 →ダイオードD2 →パワ
ーチョークコイルPCC−2→交流電源1の経路で流
れ、直列接続された平滑コンデンサC1 及びC2 に対す
る充電動作となる。また、交流入力電圧VACが図3
(a)のπ〜2π期間に示すような負の期間では、電流
は図2(b)の破線の矢印に示すように、交流電源1→
パワーチョークコイルPCC−2→ダイオードD4 →平
滑コンデンサC1 →平滑コンデンサC2→ダイオードD1
→交流電源1の経路で流れて、交流入力電圧VACが正
の期間と同様に、直列接続された平滑コンデンサC1
びC2 に対する充電動作となる。従って、この場合の平
滑コンデンサC1 及びC2 それぞれの両端の電圧VC1
C2は、共に図3(h)で示されるようなものとなる。
このようにして、交流入力電圧が200V系の場合には
直列接続された平滑コンデンサC1 及びC2 の作用を伴
う整流平滑動作とされることで、交流入力電圧にほぼ対
応した整流平滑電圧Vi(図3(g))が得られること
となる。またこの際、例えば交流電流が流れるパワーチ
ョークコイルPCC−2インダクタンスが30mH程度
とされていることで、交流入力電流IACの導通角が図3
(f)に示すτ期間にまで拡大されて力率改善がなされ
ることになる。
Next, in the case of a 200 V system in which the AC input voltage is 150 V or more, the triac T 1 of the switch SW 1 is turned off and becomes in a non-conductive state as shown in FIG. 2 (b). As a result, the smoothing capacitors C 1 and C 2
The connection point between the connection point and the line on the negative side of the AC input power supply is cut off, and the power choke coil PCC
The terminal on the switch SW 1 side of -1 becomes open. In this state, the AC input voltage V AC is 0 to 0 in FIG.
During a positive period such as π, 2π to 3π period, the current flows as indicated by the solid arrow in FIG. That is, the AC power supply 1 → diode D 3 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 2 → power choke coil PCC-2 → AC power supply 1 flows through the smoothing capacitors C 1 and C 2 connected in series. It becomes the charging operation for. In addition, the AC input voltage V AC is shown in FIG.
In a negative period such as the period from π to 2π in (a), the current flows from the AC power supply 1 → as indicated by the broken line arrow in FIG.
Power choke coil PCC-2 → diode D 4 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 1
→ The smoothing capacitors C 1 and C 2 connected in series are charged in the same manner as in the period when the AC input voltage V AC is positive, flowing in the path of the AC power supply 1. Therefore, in this case, the voltage V C1 across the smoothing capacitors C 1 and C 2 respectively,
Both V C2 are as shown in FIG. 3 (h).
In this way, when the AC input voltage is the 200 V system, the rectifying and smoothing operation is performed by the action of the smoothing capacitors C 1 and C 2 connected in series, so that the rectifying and smoothing voltage Vi substantially corresponding to the AC input voltage is obtained. (FIG. 3 (g)) is obtained. Further, at this time, for example, the power choke coil PCC-2 inductance through which the alternating current flows is set to about 30 mH, so that the conduction angle of the alternating input current I AC is as shown in FIG.
The power factor is improved by expanding the period to τ shown in (f).

【0030】このように本実施例の力率改善整流回路
は、交流電源入力が100V系の場合は倍電圧整流平滑
動作とし、一方AC電源入力が200V系の場合には通
常の整流平滑動作とするように切換え可能な電源回路に
対して、チョークインプットにより力率改善を図るにあ
たり、この動作切換えのためのスイッチSW1 がオンの
場合にはパワーチョークコイルPCC−1に交流電流が
流れるようにして、オフの場合にははパワーチョークコ
イルPCC−2に交流電流が流れるように構成してい
る。これにより、例えば図9に示したようにパワーチョ
ークコイルPCC−2のバイパス制御を行うためのスイ
ッチSW2 を設けなくても交流入力電圧に応じた力率改
善が実現される。前述のように、スイッチSW1 あるい
はSW2 は、ハイブリッドICにより構成されて、これ
を基板にマウントするには各種外付部品が必要とされる
ほか、その電力損失により発熱も生じる。従って、本実
施例では、このようなハイブリッドICが一組でよくな
ることから、付加すべき部品点数が削減され、また、そ
の発熱量も2組の場合に比べて低減するため放熱板を設
ける必要もなくなる。
As described above, the power factor correction rectifier circuit of this embodiment performs the voltage doubler rectifying and smoothing operation when the AC power supply input is 100V system, and the normal rectifying and smoothing operation when the AC power supply input is 200V system. In order to improve the power factor by the choke input for the switchable power supply circuit as described above, when the switch SW 1 for switching the operation is turned on, the alternating current flows through the power choke coil PCC-1. In the off state, an alternating current flows through the power choke coil PCC-2. As a result, for example, as shown in FIG. 9, the power factor improvement corresponding to the AC input voltage is realized without providing the switch SW 2 for performing the bypass control of the power choke coil PCC-2. As described above, the switch SW 1 or SW 2 is composed of a hybrid IC, and various external parts are required to mount the switch SW 1 or SW 2 on the substrate, and heat is also generated due to the power loss. Therefore, in this embodiment, since one set of such hybrid ICs is sufficient, the number of parts to be added is reduced, and the heat generation amount is also reduced as compared with the case of two sets, so it is necessary to provide a heat dissipation plate. Also disappears.

【0031】次に、図4を参照して本発明の他の実施例
について説明する。なお、図1と同一部分は同一符合を
付して説明を省略する。本実施例においては、図に示す
ようにパワーチョークコイルPCC−3が交流入力電源
のマイナス側のラインに対して挿入されている。このパ
ワーチョークコイルPCC−3は巻線N1 と巻線N3
直列接続してなるものであり、巻線N1の端部が交流電
源1側に接続され、巻線N3 の端部が整流ブリッジ回路
3のダイオードD2 とD4 の接続点に対して接続され
る。そして、上記巻線N1 のインピーダンスをLN1
し、巻線N3 のインピーダンスをLN3とすると、インピ
ーダンスLN1は交流入力電圧100V系の場合の力率改
善に対応するように設定し、一方インピーダンスL
N3は、LN1+LN3とした合成値が交流入力電圧200V
系の場合の力率改善に対応するインダクタンスLN2(図
1の巻線N2 と同様のインダクタンス)となるように設
定される。例えば、先の実施例と同様にLN1=6mH、
N2=30mHとすれば、LN3=LN2−LN1(30−
6)=24mHとなり、LN3は24mH程度に設定する
ことになる。またスイッチSW1 は、一方の端部が平滑
コンデンサC1 とC2 の接続点に対して接続され、他端
は図のようにパワーチョークコイルPCC−3のタップ
出力端子に対して接続される。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, as shown in the figure, the power choke coil PCC-3 is inserted in the negative line of the AC input power source. The power choke coil PCC-3 are those windings N 1 and the winding N 3 becomes connected in series, the ends of the winding N 1 is connected to the AC power source 1 side, end of the winding N 3 Is connected to the connection point of the diodes D 2 and D 4 of the rectifying bridge circuit 3. When the impedance of the winding N 1 is L N1 and the impedance of the winding N 3 is L N3 , the impedance L N1 is set so as to correspond to the power factor improvement in the case of the AC input voltage of 100 V system. Impedance L
N3 is L N1 + L N3 , and the combined value is AC input voltage 200V
The inductance is set to L N2 (the same inductance as the winding N 2 in FIG. 1) corresponding to the power factor improvement in the case of the system. For example, as in the previous embodiment, L N1 = 6 mH,
If L N2 = 30 mH, L N3 = L N2 −L N1 (30−
6) = 24 mH, and L N3 is set to about 24 mH. The switch SW 1 has one end connected to the connection point of the smoothing capacitors C 1 and C 2 and the other end connected to the tap output terminal of the power choke coil PCC-3 as shown in the figure. .

【0032】ここで、図6(c)に上記パワーチョーク
コイルPCC−3の構造の一例を示す。なお、正面部分
は断面により示す。この図においてパワーチョークコイ
ルPCC−3は、例えば珪素鋼板等を積層したEE型の
コア10に対して大きな断面積の巻線N1 及び小さな断
面積の巻線N2 を巻装して構成される。
FIG. 6C shows an example of the structure of the power choke coil PCC-3. The front portion is shown by a cross section. In this figure, a power choke coil PCC-3 is constructed by winding a winding N 1 having a large cross-sectional area and a winding N 2 having a small cross-sectional area around an EE type core 10 in which silicon steel plates and the like are laminated. It

【0033】そこで上記構成による力率改善整流回路を
備えた電源回路において、交流入力電圧が150V以下
の場合には、次の図5(a)の等化回路に示すような動
作となる。 つまり、この場合には交流入力電圧が15
0V以下であるため、スイッチSW1 においてはトライ
アックT1 がオンとされて導通状態が得られる。これに
より、交流入力電圧が正の期間には交流電流は図の実線
に示すように、交流電源1→ダイオードD3 →平滑コン
デンサC1 →スイッチSW1 →巻線N1 →交流電源1の
経路で流れる。また交流入力電圧が負の期間における交
流電流は、図の破線に示すように交流電源1→巻線N1
→スイッチSW1 →平滑コンデンサC2 →ダイオードD
1 →交流電源1の経路で流れることになる。なお、巻線
3 はこの場合オープンとなっておらず、巻線N1 とダ
イオードD4 間に接続された状態となっているが、イン
ダクタンスが6mHの巻線N1 とインダクタンスが30
mHの巻線N3 の交流インピーダンスを比較した場合、
巻線N3 のほうが大きくなるため、交流入力電圧が負の
期間において交流電流が巻線N3 を介して平滑コンデン
サC1 に流入することはない。
Therefore, when the AC input voltage is 150 V or less in the power supply circuit having the power factor correction rectifying circuit having the above-described configuration, the operation is as shown in the following equalizing circuit of FIG. 5 (a). That is, in this case, the AC input voltage is 15
Since it is 0 V or less, in the switch SW 1 , the triac T 1 is turned on and a conductive state is obtained. As a result, during the period when the AC input voltage is positive, the AC current flows through the path of AC power supply 1 → diode D 3 → smoothing capacitor C 1 → switch SW 1 → winding N 1 → AC power supply 1 as shown by the solid line in the figure. Flowing in. Further, the alternating current during the period when the alternating input voltage is negative is as shown by the broken line in the figure, the alternating current power supply 1 → the winding N 1
→ switch SW 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D
1 → It will flow in the route of AC power supply 1. Note that the winding N 3 is not open in this case and is connected between the winding N 1 and the diode D 4 , but the winding N 1 having an inductance of 6 mH and the inductance N 30
When comparing the AC impedance of the winding N 3 of mH,
Since the winding N 3 becomes larger, the AC current does not flow into the smoothing capacitor C 1 through the winding N 3 during the period when the AC input voltage is negative.

【0034】また、交流入力電圧が150V以上の場合
には、次の図5(b)の等化回路に示すような動作とな
る。この場合、スイッチSW1 においてはトライアック
1 がオフとされて、平滑コンデンサC1 ,C2 の接続
点とパワーチョークコイルPCC−3のタップ出力とを
接続している経路は遮断されることになる。この状態で
は、交流入力電圧が正の期間には交流電流は図の実線に
示すように、交流電源1→ダイオードD3 →平滑コンデ
ンサC1 →平滑コンデンサC2 →ダイオードD2 →パワ
ーチョークコイルPCC−3(巻線N3 →巻線N1 )→
交流電源1の経路で流れる。また、交流入力電圧が負の
期間における交流電流は、図の破線に示すように交流電
源1→パワーチョークコイルPCC−3(巻線N1 →巻
線N3 )→ダイオードD4 →平滑コンデンサC1 →平滑
コンデンサC2 →ダイオードD1 →交流電源1の経路で
流れることになる。
When the AC input voltage is 150 V or higher, the operation is as shown in the equalizing circuit of FIG. 5B. In this case, in the switch SW 1 , the triac T 1 is turned off, and the path connecting the connection point of the smoothing capacitors C 1 and C 2 and the tap output of the power choke coil PCC-3 is cut off. Become. In this state, in the period when the AC input voltage is positive, the AC current is, as shown by the solid line in the figure, AC power supply 1 → diode D 3 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 2 → power choke coil PCC. -3 (winding N 3 → winding N 1 ) →
It flows in the path of the AC power supply 1. Further, the alternating current in the period when the alternating input voltage is negative is as shown by the broken line in the figure, alternating current power supply 1 → power choke coil PCC-3 (winding N 1 → winding N 3 ) → diode D 4 → smoothing capacitor C 1 → smoothing capacitor C 2 → diode D 1 → AC power source 1 will flow.

【0035】つまり、交流入力電圧が100V系の場合
には倍電圧整流平滑動作となって入力電源電圧のほぼ2
倍の整流平滑電圧Eiが得られるようにされるが、この
際、パワーチョークコイルPCC−3においてはインダ
クタンスLN1を有する巻線N1 にのみ電流が流れている
ことで、交流入力電圧100V系に対応した力率改善が
行われることになる。また、交流入力電圧が200V系
の場合には直列の平滑コンデンサC1 ,C2 による整流
平滑動作となって入力電源電圧にほぼ対応した整流平滑
電圧Eiが得られると共に、交流電流がパワーチョーク
コイルPCC−3の巻線N1 及び巻線N3 を流れていく
ことになる。前述のように巻線N1 のインダクタンスL
N1と巻線N3 のインダクタンスLN3を合成した場合に、
インダクタンスLN2となる(即ちLN1+LN3=LN2)よ
うにされているため、この場合には交流電流がインダク
タンスLN2のパワーチョークコイルに流れていると同じ
ことになり、交流入力電圧200V系に対応する力率改
善が行われる。なお、図示しないが、この場合の各要部
の動作波形は、負荷、インダクタンスLN1、LN2の設定
値等が先の実施例と同様であるとして、先の実施例にお
いて図3の波形図に示したと同様でよいものとされる
That is, when the AC input voltage is 100 V, the voltage doubler rectifying and smoothing operation is performed and the input power supply voltage is almost 2%.
The rectified and smoothed voltage Ei is doubled. At this time, in the power choke coil PCC-3, the current flows only in the winding N 1 having the inductance L N1. The power factor will be improved according to. Further, when the AC input voltage is 200 V system, the rectifying and smoothing operation is performed by the smoothing capacitors C 1 and C 2 in series, and the rectifying and smoothing voltage Ei substantially corresponding to the input power supply voltage is obtained, and the AC current is the power choke coil. It will flow through winding N 1 and winding N 3 of PCC-3. As described above, the inductance L of the winding N 1
When N1 and the inductance L N3 of the winding N 3 are combined,
Since the inductance is L N2 (that is, L N1 + L N3 = L N2 ), in this case, the AC current is the same as flowing through the power choke coil of the inductance L N2 , and the AC input voltage is 200 V. Power factor correction corresponding to the system is performed. Although not shown, the operation waveforms of the respective main parts in this case are such that the load, the set values of the inductances L N1 and L N2 are the same as those in the previous embodiment, and the waveform diagram of FIG. The same as shown in

【0036】このように、本実施例の力率改善整流回路
においてもワイドレンジの交流入力電圧に対応して適正
な力率改善が可能とされるが、この場合には図4に示し
たように巻線N1 と巻線N3 を直列接続してなる1つの
PWWコイルとして構成した上で上記動作が実現される
ようにしているため、更に部品点数が削減されることと
なる。
As described above, even in the power factor correction rectifier circuit of this embodiment, it is possible to properly improve the power factor corresponding to the wide range AC input voltage. In this case, as shown in FIG. Further, since the above operation is realized after being configured as one PWW coil in which the winding N 1 and the winding N 3 are connected in series, the number of parts is further reduced.

【0037】なお、上記各実施例における回路構成は図
1及び図4に示したものに限定されるものではなく、要
旨の範囲内において各種変更が可能であることはいうま
でもない。
The circuit configurations in the above embodiments are not limited to those shown in FIGS. 1 and 4, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the invention.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上説明したように本発明の力率改善整
流回路は、ワイドレンジの交流入力電圧に対応して通常
の整流平滑動作と倍電圧整流平滑動作の切換が行われる
電源回路に対して、例えば交流入力電圧100V系と2
00V系とで適正な力率改善が行われるようにパワーチ
ョークコイルのインダクタンスを選択するにあたり、整
流平滑動作の切換スイッチのオン/オフに応じて切換わ
るようにされていることから、従来のようにインダクタ
ンス切換のためのスイッチを付加する必要はなくなる。
これにより、ハイブリッドICとして構成されているス
イッチは1つで済むため、外付けの部品も含めて部品点
数が削減され、また、発熱量もスイッチ1つ分を考慮す
ればよくなって、例えば特に放熱板を設ける必要もなく
なるなど、基板サイズの小型化やコストの低減、更には
電力損失を小さくすることが可能となるという効果を有
している。また、交流入力電圧100V系時と200V
系時との力率改善動作を2つの異なるインダクタンスを
有する巻線を直列接続した1組のパワーチョークコイル
で実現したことで、更に部品点数が削減されることにな
って、更に基板サイズの小型化やコストの低減に有利と
なる。
As described above, the power factor correction rectifier circuit of the present invention is applied to a power supply circuit that switches between a normal rectifying / smoothing operation and a double voltage rectifying / smoothing operation in response to a wide range AC input voltage. For example, AC input voltage 100V system and 2
When selecting the inductance of the power choke coil so that the power factor can be properly corrected with the 00V system, the inductance is selected according to the on / off state of the rectifying / smoothing operation changeover switch. It is not necessary to add a switch for switching the inductance to.
As a result, since only one switch is configured as a hybrid IC, the number of parts including external parts can be reduced, and the heat generation amount can be taken into consideration for one switch. It is possible to reduce the size of the substrate, reduce the cost, and reduce the power loss by eliminating the need for providing a heat sink. In addition, AC input voltage 100V system and 200V
By realizing the power factor improvement operation with the system time with one set of power choke coils in which windings having two different inductances are connected in series, the number of parts is further reduced, and the board size is further reduced. It is advantageous for the cost reduction and cost reduction.

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

【図1】本発明の実施例の回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】実施例の交流入力電圧100V系時及び200
V系時の等価回路図である。
FIG. 2 is an AC input voltage of 100 V system and 200 in an embodiment.
It is an equivalent circuit diagram at the time of V system.

【図3】実施例の要部の動作を示す波形図である。FIG. 3 is a waveform diagram showing an operation of a main part of the embodiment.

【図4】本発明の他の実施例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of another embodiment of the present invention.

【図5】他の実施例の交流入力電圧100V系時及び2
00V系時の等価回路図である。
FIG. 5 is a diagram of another embodiment of the AC input voltage 100V system and 2
It is an equivalent circuit diagram at the time of a 00V system.

【図6】パワーチョークコイルを示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a power choke coil.

【図7】従来例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional example.

【図8】パワーチョークコイルのインダクタンスと力率
の関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between an inductance of a power choke coil and a power factor.

【図9】従来例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 ラインフィルタトランス 3 整流ブリッジ回路 SW1 ,SW2 スイッチ T1 トライアック PCC−1、PCC−2、PCC−3 パワーチョーク
コイル N12 ,N3 巻線 C1 ,C2 平滑コンデンサ
1 AC power supply 2 Line filter transformer 3 Rectifying bridge circuit SW 1 , SW 2 switch T 1 TRIAC PCC-1, PCC-2, PCC-3 Power choke coil N 1 N 2 , N 3 winding C 1 , C 2 smoothing capacitor

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の交流リアクタを介して交流電源入
力に接続されているダイオードブリッジ整流回路と、 前記ダイオードブリッジ整流回路の整流出力によって充
電されるように直列接続されている第1及び第2の平滑
コンデンサと、 前記交流電源が所定値以上となった場合にオフとされ、
それ以外の場合にはオンとされるスイッチ手段を備え、 前記スイッチ手段によって交流電源入力の前記第1の交
流リアクタが接続されている端子と前記第1及び第2の
平滑コンデンサの接続点との間が、前記第1のリアクタ
ンスより小さいインダクタンスを有する第2の交流リア
クタを介して接続されるように構成したことを特徴とす
る力率改善整流回路。
1. A diode bridge rectifier circuit connected to an AC power source input via a first AC reactor, and first and first series connected so as to be charged by a rectified output of the diode bridge rectifier circuit. 2 smoothing capacitor, and is turned off when the AC power supply is above a predetermined value,
In other cases, a switch means that is turned on is provided, and the switch means connects the first AC reactor input terminal connected to the first AC reactor and the connection point of the first and second smoothing capacitors. The power factor correction rectifier circuit is characterized in that the two are connected via a second AC reactor having an inductance smaller than the first reactance.
【請求項2】 中間タップを有する交流リアクタを介し
て交流電源入力に接続されているダイオードブリッジ整
流回路と、 前記ダイオードブリッジ整流回路の整流出力によって充
電されるように直列接続されている第1及び第2の平滑
コンデンサと、 前記交流電源が所定値以上となった場合にオフとされ、
それ以外の場合にはオンとされるスイッチ手段を備え、 前記スイッチ手段によって前記交流リアクタの中間タッ
プと前記第1及び第2の平滑コンデンサの接続点が接続
されるように構成したことを特徴とする力率改善整流回
路。
2. A diode bridge rectifier circuit connected to an AC power supply input via an AC reactor having an intermediate tap, and first and serially connected so as to be charged by a rectified output of the diode bridge rectifier circuit. A second smoothing capacitor, and is turned off when the AC power supply has exceeded a predetermined value,
In other cases, switch means that is turned on is provided, and the intermediate tap of the AC reactor and the connection point of the first and second smoothing capacitors are connected by the switch means. Power factor correction rectifier circuit.
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