JPH09308248A

JPH09308248A - 電源装置

Info

Publication number: JPH09308248A
Application number: JP12067996A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Nakamura; 俊朗中村
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1996-05-15
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1997-11-28

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な負荷回路や別のスイッチング素子を付加
することなく、入力の力率や波形を改善できる電源装置
を提供するにある。【解決手段】スイッチング素子Ｓ１がオフとなると、力
率改善回路のリアクトルＬｓの蓄積エネルギが整流回路
Ｒｅｃ１と交流電源Ｖｓの経路でコンデンサＣｓに放出
されコンデンサＣｓを充電する。その後リアクトルＬｓ
の蓄積エネルギがコンデンサＣｓに全て放出した後、コ
ンデンサＣｓの充電電圧が、平滑コンデンサＣ０の充電
電圧より高い場合、コンデンサＣｓの電荷により平滑コ
ンデンサＣ０が充電され、再度スイッチング素子Ｓ１が
オンすると、平滑コンデンサＣ０の電圧をリアクトルＬ
ｓとインピーダンス回路Ｚ１で分圧した電圧がコンデン
サＣｓの電圧より低い間、コンデンサＣｓからインピー
ダンス回路Ｚ１に電流が流れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、負荷へ送る電力を
制御する電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】交流電源Ｖａに図３０のようなダイオー
ドＤａ乃至Ｄｄで構成されたダイオードブリッジからな
る整流回路Ｒｅｃ１と平滑コンデンサＣ０とからなるコ
ンデンサインプット型の整流平滑回路を接続すると、交
流電源Ｖｓの電圧のピーク付近でのみ負荷ＲＬへ電流が
流れるため、低力率で多くの高調波を含み、他の機器へ
の悪影響があった。

【０００３】そのため、力率を改善し、高調波を抑える
手段を備えたものとしては図３１に示すような電源装置
がある。この電源装置は交流電源Ｖｓを整流回路Ｒｅｃ
１で全波整流し、リアクトルＬ０と平滑コンデンサＣ０
とで平滑して直流を得る。そして平滑コンデンサＣ０を
直流電圧源としてインバータ回路ＩＮＶにより直流を交
流に変換し、その交流出力を放電灯のような負荷ＲＬに
供給する。

【０００４】またスイッチング素子Ｓ０を介してリアク
トルＬ０に並列接続したコンデンサＣ１を、スイッチン
グ素子Ｓ０をオフした状態でインバータ回路ＩＮＶの一
部からの帰還電流によって充電し、スイッチング素子Ｓ
０をオンすることによりリアクトルＬ０にコンデンサＣ
１の電圧を印加する。またスイッチンフ素子Ｓ０のオフ
でリアクトルＬ０に蓄積されたエネルギが交流電源Ｖ
ｓ、整流回路Ｒｅｃ１を介して平滑コンデンサＣ０を充
電する。

【０００５】このようにコンデンサＣ１の電圧Ｖｃ₁が
平滑コンデンサＣ０の電圧より低い場合でも、リアクト
ルＬ０の誘導電圧が交流電源Ｖｓの全波整流波形に重畳
されるので、電流が流れる帰還が長くなり、力率、波形
が改善される。図３２は特開平４−８７５６７号公報に
記載された別の従来例装置を示しており、この従来例
は、整流回路Ｒｅｃ１にダイオードＤ０を介して平滑コ
ンデンサＣ０を接続するとともに、この平滑コンデンサ
Ｃ０にリアクトルＬｓを介してスイッチング素子Ｑ１を
並列接続し、更にスイッチング素子Ｑ１にはリアクトル
Ｌ２とを介して蛍光灯のような放電灯からなる負荷ＲＬ
を接続し、またダイオードＤ０とリアクトルＬｓとの直
列回路にコンデンサＣｓを並列に接続した構成となって
いる。コンデンサＣ２は予熱電流通過用コンデンサ、Ｄ
５は回生用ダイオードである。

【０００６】而してこの従来例ではスイッチング素子Ｑ
１のオンで平滑コンデンサＣ₀→リアクトルＬｓ→スイ
ッチング素子Ｑ１で電流が流れ、スイッチング素子Ｑ１
のオフで、リアクトルＬｓの蓄積エネルギが、コンデン
サＣｓ、ダイオードＤ０の閉回路で放出してコンデンサ
Ｃｓに蓄えられる。このときコンデンサＣｓの電圧は矢
印の極性となっている。ここで再びスイッチング素子Ｑ
１がオンで、平滑コンデンサＣ₀→リアクトルＬｓ→ス
イッチング素子Ｑ１で電流が流れ始めるとともに、交流
電源Ｖｓを全波整流した電圧と、コンデンサＣｓの電圧
が重畳されるので整流回路Ｒｅｃ１がオンし、スイッチ
ング素子Ｑ１を介して交流電源Ｖｓに、コンデンサＣｓ
→スイッチング素子Ｑ１→整流回路Ｒｅｃ１→交流電源
Ｖｓの経路で、電流が流れる。このように交流電源Ｖｓ
に電流が流れる期間が長くなるので、力率及び波形が改
善できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで上記の図３１
の従来例では、力率、効率の改善のためにスイッチング
素子Ｓ０が必要となるコスト上昇の原因となるという問
題があった。また上記の図３２の従来例では、スイッチ
ング素子Ｑ１がオンし、コンデンサＣｓに蓄えられた電
荷が整流回路Ｒｅｃ１を介して交流電源Ｖｓに流れると
き、限流要素が無いため、非常に大きな電流が流れるこ
とになり、スイッチング素子Ｑ１の素子耐量の大きなも
のが必要となる。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
で、複雑な負荷回路や別のスイッチング素子を付加する
ことなく、またスイッチング素子に不要な耐量を持たせ
ることなく、入力の力率や波形を改善できる電源装置を
提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、交流電源と、交流電源を整流す
る第１の整流回路と、第１の整流回路の整流出力を平滑
する平滑コンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源と
し、限流要素を含むインピーダンス回路を介して負荷に
直流電圧を送る第２の整流回路と、インピーダンス回路
と第２の整流回路とを介して負荷に与えられる電力量を
スイッチング動作により調整するためのスイッチング素
子とを備えた電源装置において、平滑コンデンサとスイ
ッチング素子の間に、スイッチング素子がオフすると、
インピーダンス回路以後から切り離されるように接続さ
れたリアクトルと、リアクトルの両端に接続され、スイ
ッチング素子のオン時にリアクトルに蓄えられたエネル
ギをスイッチング素子のオフ時に放出するためのコンデ
ンサと、リアクトルとコンデンサの閉回路内で、コンデ
ンサと平滑コンデンサとの間にリアクトルのエネルギを
コンデンサに直接蓄積させる向きに接続されたダイオー
ドとを備え、第１の整流回路の出力端の一方をダイオー
ドとコンデンサの接続点に接続した力率改善回路を有し
たことを特徴とし、力率改善回路により力率及び波形が
改善でき、スイッチング素子を増やす必要が無く、比較
的低コストでこれら力率改善回路を構成することができ
る。請求項２の発明では、交流電源と、交流電源を整流
する第１の整流回路と、第１の整流回路の整流出力を平
滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源
とし該平滑コンデンサとスイッチング素子と第１のリア
クトルによって構成される閉回路とを備えるとともに、
スイッチング素子のオン時に第１のリアクトルにエネル
ギを蓄積し、スイッチング素子のオフ時に第１のリアク
トルの蓄積エネルギを負荷側へ放出させるように負荷と
第１のリアクトルとの閉回路内に挿入された出力手段と
を備え、出力電圧を零から入力電圧以上まで調整可能な
電源装置において、平滑コンデンサとスイッチング素子
と第１のリアクトルで形成される閉回路内に、一端が平
滑コンデンサの一端と接続され、他端がスイッチング素
子の一端に接続されるように第２のリアクトルを挿入す
るとともに、第１、第２のリアクトル及び負荷をスイッ
チング素子のオフ時に回路から切り離されるように接続
し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの接続点と、第
１の整流回路の一方の出力端との間を第１の整流回路か
ら平滑コンデンサへ向けて順方向となるようにダイオー
ドで接続し、第２のリアクトルとスイッチング素子の接
続点と、第１の整流回路の出力端とダイオードの接続点
との間にコンデンサを接続した力率改善回路を有して成
ることを特徴とし、昇降圧型の電源装置において、請求
項１の発明と同様に力率改善回路により力率及び波形が
改善でき、スイッチング素子を増やす必要が無く、比較
的低コストでこれら力率改善回路を構成することができ
る。

【００１０】請求項３の発明では、請求項２の発明にお
いて、出力手段として、負荷へ直流を供給する第２の整
流回路を用いるか若しくは直流を出力する第２の整流回
路と該第２の整流回路から出力される直流を交流に変換
する負荷側に設けたインバータ回路とを用いるか或いは
スイッチング素子のスイッチング周波数に対応する高周
波出力を負荷へ送る直流成分カット用コンデンサを用い
ることを特徴とし、負荷に応じた形態の電力供給が行え
る。

【００１１】請求項４の発明では、請求項２の発明にお
いて、第１のリアクトルとしてトランスを用いたことを
特徴とし、負荷側へ与える電圧をトランスの巻線の巻数
比により調整することが可能となる。請求項５の発明で
は、交流電源と、交流電源を整流する第１の整流回路
と、第１の整流回路の整流出力を平滑する平滑コンデン
サと、平滑コンデンサを直流電圧源とし該平滑コンデン
サとスイッチング素子と第１のリアクトルと負荷によっ
て構成され、スイッチング素子のオン時に第１のリアク
トルにエネルギを蓄積し、スイッチング素子のオフ時に
第１のリアクトルの蓄積エネルギを負荷側へ放出させる
閉回路と、スイッチング素子のオフ時に第１のリアクト
ルの蓄積エネルギを負荷側へ放出させるように負荷と第
１のリアクトルとの閉回路内に挿入された第２の整流回
路とを備え、出力電圧を入力電圧以下の範囲で調整可能
な電源装置において、平滑コンデンサとスイッチング素
子と第１のリアクトルで形成される閉回路内に、一端が
平滑コンデンサの一端と接続され、他端がスイッチング
素子の一端に接続されるように第２のリアクトルを挿入
するとともに、第１、第２のリアクトル及び負荷をスイ
ッチング素子のオフ時に回路から切り離されるように接
続し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの接続点と、
第１の整流回路の一方の出力端との間を第１の整流回路
から平滑コンデンサへ向けて順方向となるようにダイオ
ードで接続し、第２のリアクトルとスイッチング素子の
接続点と、第１の整流回路の出力端とダイオードの接続
点との間にコンデンサを接続した力率改善回路を有して
成ることを特徴とし、降圧型構成の電源装置において、
請求項１の発明と同様に、力率改善回路により力率及び
波形が改善でき、スイッチング素子を増やす必要が無
く、比較的低コストでこれら力率改善回路を構成するこ
とができる。

【００１２】請求項６の発明では、交流電源と、交流電
源を整流する第１の整流回路と、第１の整流回路の整流
出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサを直
流電圧源とし該平滑コンデンサと第１のリアクトルと第
２の整流回路と負荷によって構成された閉回路と、平滑
コンデンサと第１のリアクトルとスイッチング素子とで
構成される閉回路とを備え、スイッチング素子のオン時
に第１のリアクトルにエネルギを蓄積し、スイッチング
素子のオフ時に第１のリアクトルの蓄積エネルギによる
誘導起電圧と平滑コンデンサの電圧とを重畳した電圧を
負荷側に送るようにして出力電圧を入力電圧以上で調整
可能な電源装置において、平滑コンデンサとスイッチン
グ素子と第１のリアクトルで形成される閉回路内に、一
端が平滑コンデンサの一端と接続され、他端がスイッチ
ング素子の一端に接続されるように第２のリアクトルを
挿入するとともに、第１、第２のリアクトル及び負荷を
スイッチング素子のオフ時に回路から切り離されるよう
に接続し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの接続点
と、第１の整流回路の一方の出力端との間を第１の整流
回路から平滑コンデンサへ向けて順方向となるようにダ
イオードで接続し、第２のリアクトルとスイッチング素
子の接続点と、第１の整流回路の出力端とダイオードの
接続点との間にコンデンサを接続した力率改善回路を有
して成ることを特徴とし、昇圧型構成の電源装置におい
て、請求項１の発明と同様に、力率改善回路により力率
及び波形が改善でき、スイッチング素子を増やす必要が
無く、比較的低コストでこれら力率改善回路を構成する
ことができる。

【００１３】請求項７の発明では、請求項１、２、５、
６の発明において、力率改善回路は平滑コンデンサの正
極、負極の端子のうち少なくとも一方に設けられたこと
を特徴とし、力率改善回路の挿入位置を適宜に定められ
る。請求項８の発明では、請求項５、６の発明におい
て、負荷側に第２の整流回路からの直流出力を送るか、
負荷側の設けたインバータ回路により交流に変換するこ
とを特徴とし、負荷側に第２の整流回路からの出力を交
流に変換するインバータ回路を設けて成ることを特徴と
し、請求項２の発明と同様に負荷の形態に応じた電力供
給が行える。

【００１４】請求項９の発明では、請求項２、５、６の
発明において、力率改善回路内のコンデンサと並列に、
第２のリアクトルの蓄積エネルギがコンデンサへ放出さ
れる際に放出方向とは逆向きにダイオードを接続して成
ることを特徴とし、コンデンサの急激な充放電もなく、
回路素子の電流耐量をそれ程上げなくても良い。

【００１５】

【発明の実施の形態】

（実施形態１）図１は本実施形態の基本構成を示してお
り、本実施形態では、交流電源Ｖｓをフィルタ回路Ｆを
介して第１の整流回路Ｒｅｃ１を接続し、この整流回路
Ｒｅｃ１の出力端間に平滑コンデンサＣ０をダイオード
Ｄ０を介して接続し、整流回路Ｒｅｃ１からの整流出力
を平滑コンデンサＣ０で平滑して直流を得ている。この
平滑コンデンサＣ０には更にインダクタンス要素たるリ
アクトルＬｓとスイッチング素子Ｓ１と限流要素を含む
インピーダンス回路Ｚ１と、第２の整流回路Ｒｅｃ２と
を介して負荷電圧の平滑コンデンサＣ１と負荷ＲＬの並
列回路を接続してある。

【００１６】またスイッチング素子Ｓ１には平滑コンデ
ンサＣ０に向かって順方向となるようにダイオードＤ１
を並列接続している。更にまたダイオードＤ０とリアク
トルＬｓとの直列回路に並列にコンデンサＣｓを接続し
てある。上記のコンデンサＣｓ、リアクトルＬｓ及びダ
イオードＤ０により力率改善回路が構成される。

【００１７】ここでスイッチング素子Ｓ１は半導体スイ
ッチング素子により構成し、制御回路（図示せず）によ
り高速にスイッチングされるものとする。而して、今ス
イッチング素子Ｓ１がオンすると、平滑コンデンサＣ０
→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ１の経路を介し
てインピーダンス回路Ｚ１以降の回路或いはその回路の
一部に電流が図２の経路で示すように流れる。

【００１８】次にスイッチング素子Ｓ１がオフとなる
と、リアクトルＬｓの蓄積エネルギがリアクトルＬｓ→
コンデンサＣｓ→ダイオードＤ０の経路（図３の経路
で示す）で放出され、コンデンサＣｓを充電する。そし
てコンデンサＣｓの充電電圧と、交流電源Ｖｓを全波整
流して得られた全波整流電圧を加えたものが、コンデン
サＣ０の充電電圧より高くなれば、リアクトルＬｓの蓄
積エネルギが全てコンデンサＣｓに放出された後、この
コネンサＣｓの電荷が、リアクトルＬｓ、コンデンサＣ
０、フィルタ回路Ｆ、整流回路Ｒｅｃ１、交流電源Ｖ
ｓ、フィルタ回路Ｆ、整流回路Ｒｅｃ１の経路（図４の
経路で示す）で放出され、コンデンサＣ０を充電す
る。

【００１９】再び再度スイッチング素子Ｓ１がオンする
と、平滑コンデンサＣ０の電圧をリアクトルＬｓとイン
ピーダンス回路Ｚ１で分圧した電圧がコンデンサＣｓと
整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧を加えたものより低い
間、交流電源Ｖｓから整流回路Ｒｅｃ１、コンデンサＣ
ｓを介して電流が流れる。以後上述の動作を繰り返すこ
とになる。

【００２０】このようにスイッチング素子Ｓ１をスイッ
チングすることで、強制的に電源に電流を流すことで、
電源に電流の流れる期間を長くして力率等を改善するこ
とができる。尚フィルタ回路Ｆは交流電源Ｖｓの周波数
より高いスイッチング素子Ｓ１のスイッチン周波数成分
を除去するものである。勿論このフィルタ回路Ｆは設け
なくても良い。

【００２１】またスイッチング素子Ｓ１をオンしたと
き、必ず、限流要素を持つインピーダンス回路Ｚ１を介
して電流が負荷ＲＬ側へ流れるので、上記図３２の従来
例のように過大な電流が流れない。図５は本実施形態の
具体例を示しており、インピーダンス回路Ｚ１として第
２のリアクトルＬ１を用い、第２の整流回路Ｒｅｃをダ
イオードＤ２により構成してある。また第１の整流回路
Ｒｅｃ１はダイオードＤａ乃至Ｄｄのダイオードブリジ
ッジにより構成される。

【００２２】而して、図５の具体回路では交流電源Ｖｓ
は整流回路Ｒｅｃ１で全波整流され、ダイオードＤ０を
介して平滑コンデンサＣ０により平滑される。そしてス
イッチング素子Ｓ１が制御回路（図示せず）によりオン
されると、平滑コンデンサＣ０→リアクトルＬｓ→スイ
ッチング素子Ｓ１→リアクトルＬ１の経路で電流が流
れ、リアクトルＬｓ、Ｌ１にエネルギが蓄積される。

【００２３】スイッチング素子Ｓ１がオフされると、リ
アクトルＬ１の蓄積エネルギはコンデンサＣ１と負荷Ｒ
Ｌの並列回路とダイオードＤ２を介して放出されるつま
り負荷ＲＬへ直流電力が供給されることになる。またリ
アクトルＬｓの蓄積エネルギはリアクトルＬｓ→コンデ
ンサＣｓ→ダイオードＤ０の経路で放出され、コンデン
サＣｓを充電する。

【００２４】その後、リアクトルＬｓの蓄積エネルギが
コンデンサＣｓに全て移動した後、コンデンサＣｓの充
電電圧と整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧を加算した電
圧より平滑コンデンサＣ０の電圧が低い間、交流電源Ｖ
ｓ→フィルタ回路Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→コンデンサＣ
ｓ→スイッチング素子Ｓ１→リアクトルＬ１の経路で交
流電源Ｖｓに電流が流れる。

【００２５】再びスイッチング素子Ｓ１がオンすると、
平滑コンデンサＣ０の電圧をリアクトルＬｓ、Ｌ１で分
圧した電圧がコンデンサＣｓの電圧と整流回路Ｒｅｃ１
の全波整流電圧を重畳した電圧より低い間、交流電源Ｖ
ｓ→フィルタ回路Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→コンデンサＣ
ｓ→スイッチング素子Ｓ１→リアクトルＬ１の経路で交
流電源Ｖｓに電流が流れる。そしてその後上述の動作を
繰り返すことになる。

【００２６】ここで負荷ＲＬへの電力調整はスイッチン
グ素子Ｓ１のスイッチング周波数やオンデューティの制
御により調整することができる。図５の具体回路では、
スイッチング素子Ｓ１、リアクトルＬ１、ダイオードＤ
２、コンデンサＣ１、負荷ＲＬによって構成される回路
部分で所謂昇降圧チョッパを構成しているので負荷電圧
を零から入力電圧迄或いは入力電圧以上の範囲で調整で
きる。

【００２７】図６（ａ）はスイッチング素子Ｓ１のスイ
ッチング状態を示し、同図（ｂ）はスイッチング素子Ｓ
１に流れる電流Ｉｓ₁を、また同図（ｃ）はコンデンサ
Ｃｓに流れる電流Ｉｃｓ、同図（ｄ）は整流回路Ｒｅｃ
１の電流Ｉｉｎを示す。また図７（ａ）は交流電源Ｖｓ
の電圧Ｖｖｓを、また同図（ｂ）は整流回路Ｒｅｃ１に
入力される電流Ｉａｃ、同図（ｃ）は交流電源Ｖｓから
フィルタ回路Ｆを通過した後の電流Ｉｖｓを示す。

【００２８】（実施形態２）本実施形態は、図８に示す
ようにダイオードＤ２の挿入位置が図５の場合と異なる
ものである。その他の構成は実施形態１の図５の回路と
同じであるから構成及び動作の説明は省略する。（実施形態３）本実施形態は図９に示すように負荷ＲＬ
をフルブリッジ構成のインバータ回路ＩＮＶと放電灯Ｌ
Ａとで構成し、インバータ回路ＩＮＶはコンデンサＣ１
を直流電圧源として、矩形波インバータ発振回路１から
の駆動信号により半導体スイッチング素子から構成され
るスイッチング素子Ｓａ，Ｓｄと、Ｓｃ，Ｓｂとを交互
にオンオフして放電灯ＬＡに交番する矩形波電圧を印加
するようになっている。ダイオードＤ３ａ乃至Ｄ３ｄは
回生用ダイオードである。

【００２９】スイッチング素子Ｓ１は制御回路２により
ＰＷＭ制御が行われるようになっており、制御回路２
は、ホール素子等で構成されたランプ電流検出素子７か
らのランプ電流量に応じた検出信号と、コンデンサＣ１
の両端電圧、つまりランプ電圧を検出する電圧検出素子
３からの電圧検出量に応じた検出信号に基づいて出力指
令値を演算器４で求め、その求めた出力指令値に対応す
る電圧レベルの信号を演算器４より出力させ、この信号
と三角波高周波発振器５より出力される基準三角波とを
比較器６で比較し、この比較器６から出力される出力指
令値に対応した幅を持つパルス信号によりスイッチング
素子Ｓ１を駆動するようになっている。

【００３０】その他の構成は基本的には図５の回路と同
じであるから説明は省略する。尚ダイオードＤ２の位置
を図８で示す位置に変更しても良い。（実施形態４）本実施形態は、図５に示す回路のリアク
トルＬ１の代わりに図１０に示すようにトランスＴ１を
インダクタンス要素として用いたもので、トランスＴ１
の１次巻線Ｎ１を平滑コンデンサＣ０にリアクトルＬｓ
とスイッチング素子Ｓ１を介して接続し、２次巻線Ｎ２
にダイオードＤ２を介して平滑用のコンデンサＣ１及び
負荷ＲＬを接続してある。

【００３１】而して本実施形態ではスイッチング素子Ｓ
１が制御回路（図示せず）によりオンされると、平滑コ
ンデンサＣ０→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ１
→トランスＴ１の１次巻線Ｎ１で電流が流れるが、２次
巻線Ｎ２側には電流が流れず、トランスＴ１にエネルギ
が蓄積される。そしてスイッチング素子Ｓ１がオフされ
ると、トランスＴ１の蓄積エネルギは２次巻線Ｎ２から
ダイオードＤ２を介してコンデンサＣ１及び負荷ＲＬに
送られる。つまり負荷ＲＬへ直流電力が供給されること
になる。

【００３２】ここでトランスＴ１は所謂フライバックト
ランスを構成する。尚その他の構成及び動作は実施形態
１の図５の回路と基本的に同じであるからここでは説明
は省略する。尚スイッチング素子Ｓ１とダイオードＤ１
の並列回路の挿入位置を図１１に示す位置としても良
い。

【００３３】また図１２に示すようにトランスＴ１とし
て単巻型のトランスを用いても良い。（実施形態５）本実施形態は、図１０の回路を基本とす
るとともに、図１３に示すようにトランスＴ１に３次巻
線Ｎ３を設け、この３次巻線Ｎ３の高圧側を１次巻線Ｎ
１の低圧側に接続し、低圧側をダイオードＤ３を介して
平滑コンデンサＣ0 とリアクトルＬｓとの接続点に接続
してある。

【００３４】而して、本実施形態ではスイッチング素子
Ｓ１のオン時に、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１に電流が
流れると、２次巻線Ｎ２にも電流が流れてダイオードＤ
２及びコンデンサＣ１の整流平滑回路を介して、負荷Ｒ
Ｌに電力が供給される。スイッチング素子Ｓ１のオフ時
には、トランスＴ１の１次巻線Ｎ１、２次巻線Ｎ２共に
電流は流れない。

【００３５】またトランスＴ１の励磁エネルギを回生す
るために設けられた３次巻線Ｎ３により励磁エネルギは
ダイオードＤ３を介して平滑コンデンサＣ０へ回生され
る。尚その他の動作は実施形態４に準ずる。尚図１１に
示すようにスイッチング素子Ｓ１とダイオードＤ１の並
列回路の挿入位置を本実施形態でも変えても良く、また
トランスＴ１として単巻型のトランスを用いても良い。

【００３６】（実施形態６）本実施形態は実施形態１の
図５に示すリアクトルＬｓ、コンデンサＣｓ、ダイオー
ドＤ０で構成される力率改善回路の位置を図１４に示す
ように平滑コンデンサＣ０の負極の端子側に変更したも
のである。而して本実施例における動作は基本的に実施
形態１と同じであるが、スイッチング素子Ｓ１のオン時
に、平滑コンデンサＣ０→スイッチング素子Ｓ１→リア
クトＬ１→リアクトルＬｓの経路で電流が流れ、両リア
クトルＬｓ、Ｌ１にエネルギが蓄積される。

【００３７】そしてスイッチング素子Ｓ１がオフする
と、リアクトルＬ１の蓄積エネルギはリアクトルＬｓ→
コンデンサＣ１と負荷ＲＬの並列回路→ダイオードＤ２
の経路で放出され、リアクトルＬｓの蓄積エネルギはリ
アクトルＬｓ→ダイオードＤ０→コンデンサＣｓの経路
で放出される。その後リアクトルＬｓの蓄積エネルギが
全てコンデンサＣｓに移った後、コンデンサＣｓの充電
電圧と整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧とを加算した値
が平滑コンデンサＣ０の充電電圧よりも高い場合、コン
デンサＣｓ→ダイオードＤｄ（又はＤｂ）→交流電源Ｖ
ｓ→フィルタ回路Ｆ→ダイオードＤａ（又はＤｃ）→平
滑コンデンサＣ０→リアクトルＬｓの経路で、コンデン
サＣｓの電荷が放出される。

【００３８】再び、スイッチング素子Ｓ１がオンする
と、平滑コンデンサＣ０の電圧をリアクトルＬｓ，Ｌ１
で分圧した電圧が、コンデンサＣｓの電圧と整流回路Ｒ
ｅｃ１の全波整流電圧とを加算した値より低い間、交流
電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→スイッ
チング素子Ｓ１→リアクトルＬ１→コンデンサＣｓの経
路で電流が流れる。そして上述の状態を繰り返すことに
なる。

【００３９】以上のように本実施形態は、力率改善回路
の位置変更に伴う動作が実施形態１と相違するが、その
他の動作は実施形態１と同じであるからここでは説明は
省略する。尚図１５に示すように実施形態４と同様にリ
アクトルＬ１の代わりにトランスＴ1 を用いても良い。

【００４０】（実施形態７）本実施形態７は、実施形態
１の図５における負荷ＲＬ側のダイオードＤ２を図１６
に示すようにコンデンサＣ３に置換したものである。こ
のコンデンサＣ３は、直流分を阻止し、負荷ＲＬにスイ
ッチング周波数と同じ高周波電力を供給するものであ
る。

【００４１】その他の動作は実施形態１の図５の回路と
同じであるから、ここでは説明を省略する。（実施形態８）本実施形態８は、実施形態１の図５の構
成において、インダクタＬｓ、コンデンサＣｓ、ダイオ
ードＤ０で構成される力率改善回路のうち、図１７に示
すようにコンデンサＣｓの両端にダイオードＤｓを接続
したものである。

【００４２】本実施形態の動作も実施形態１の図５回路
と略同じであるが、交流電源Ｖｓの電圧が高いところで
はスイッチング素子Ｓ１がオンの時平滑コンデンサＣ０
→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ１→リアクトル
Ｌ１の経路で流れる電流が、交流電源Ｖｓ→フィルタ回
路Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→ダイオードＤｓ→スイッチン
グ素子Ｓ１→リアクトルＬ１の経路で流れる電流より小
さくなり、交流電源Ｖｓの電圧が高く、交流電源Ｖｓの
電流が流れ易いときには、交流電源Ｖｓから直接リアク
トルＬ１に流れる電流の割合が増え、波形改善の対象と
なる交流電源Ｖｓの電圧の低いところでは波形改善動
作、即ち、スイッチング素子Ｓ１がオンの時、コンデン
サＣ０→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ１→リア
クトルＬ１の経路で電流が流れ、スイッチング素子Ｓ１
がオフの時、リアクトルＬｓ→コンデンサＣｓ→ダイオ
ードＤ０の経路でリアクトルＬｓの蓄積エネルギを放出
し、コンデンサＣｓをそのエネルギで充電する。この充
電終了後、コンデンサＣｓの電圧と整流回路Ｒｅｃ１の
全波整流電圧を加算した値が平滑コンデンサＣ０の電圧
よりも高い場合、コンデンサＣｓ→リアクトルＬｓ、平
滑コンデンサＣ０→ダイオードＤｄ（又はＤｂ）→フィ
ルタ回路Ｆ→交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→ダイオー
ドＤａ（又はＤｃ）で電流が流れ、更にスイッチング素
子Ｓ１が再度オンすると、平滑コンデンサＣ０の電圧を
リアクトルＬｓ，Ｌ１で分圧した電圧が、コンデンサＣ
ｓの電圧と整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧とを加算し
た値より低い間、交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→整流
回路Ｒｅｃ１→コンデンサＣｓ→スイッチング素子Ｓ１
→リアクトルＬ１の経路で電流が流れる。この動作によ
って本実施形態でも交流電源Ｖｓに電流を強制的に流す
動作が中心となる。そして以後上述の動作を繰り返すこ
とになる。

【００４３】（実施形態９）本実施形態は、図５の回路
構成における第２のリアクトルＬ１とダイオードＤ２の
位置を図１８に示すように変えて負荷ＲＬ側への出力電
圧を入力電圧以下の範囲で調整できるようにしたもので
ある。而して、本実施形態の回路では交流電源Ｖｓはダ
イオードＤａ乃至Ｄｄからなる整流回路Ｒｅｃ１で全波
整流され、ダイオードＤ０を介して平滑コンデンサＣ０
により平滑される。

【００４４】そしてスイッチング素子Ｓ１が制御回路
（図示せず）によりオンされると、平滑コンデンサＣ０
→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ１→リアクトル
Ｌ１→コンデンサＣ１と負荷ＲＬの並列回路で電流が流
れ、リアクトルＬｓ、Ｌ１にエネルギが蓄積される。ス
イッチング素子Ｓ１がオフされると、リアクトルＬ１の
蓄積エネルギはコンデンサＣ１と負荷ＲＬの並列回路と
ダイオードＤ２を介して放出されるつまり負荷ＲＬへ直
流電力が供給されることになる。

【００４５】またリアクトルＬｓの蓄積エネルギはリア
クトルＬｓ→コンデンサＣｓ→ダイオードＤ０の経路で
放出され、コンデンサＣｓを充電する。その後、リアク
トルＬｓの蓄積エネルギがコンデンサＣｓに全て放出し
た後、コンデンサＣｓの充電電圧と整流回路Ｒｅｃ１の
全波整流電圧を加算した電圧より平滑コンデンサＣ０の
電圧が低い間、コンデンサＣｓ→リアクトルＬｓ→平滑
コンデンサＣ０→ダイオードＤｄ（又はＤｂ）→フィル
タ回路Ｆ→交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→ダイオード
Ｄａ（又はＤｃ）の経路でコンデンサＣｓの電荷が放出
され、平滑コンデンサＣ０を充電する。このとき整流回
路Ｒｅｃ１を構成するダイオードＤａ乃至Ｄｂがオンし
て交流電源Ｖｓに強制的に電流が流れる。

【００４６】再びスイッチング素子Ｓ１がオンすると、
平滑コンデンサＣ０の電圧から負荷電圧を差し引いた電
圧をリアクトルＬｓ、Ｌ１で分圧した電圧がコンデンサ
Ｃｓの電圧と整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧を加算し
た電圧より低い間、交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→整
流回路Ｒｅｃ１→コンデンサＣｓ→スイッチング素子Ｓ
１→リアクトルＬ１→負荷ＲＬとコンデンサＣ１の並列
回路の経路で交流電源Ｖｓに電流が流れ、その後上述の
動作を繰り返すことになる。

【００４７】ここで負荷ＲＬへの電力調整はスイッチン
グ素子Ｓ１のスイッチング周波数やオンデューティの制
御により調整することができる。またスイッチング素子
Ｓ１、リアクトルＬ１、ダイオードＤ２、コンデンサＣ
１、負荷ＲＬによって構成される回路部分で所謂降圧チ
ョッパを構成しているので負荷電圧を零から入力電圧迄
の範囲で調整できる。

【００４８】図１９（ａ）はスイッチング素子Ｓ１のス
イッチング状態を示し、同図（ｂ）はスイッチング素子
Ｓ１に流れる電流Ｉｓ₁を、また同図（ｃ）はコンデン
サＣｓに流れる電流Ｉｃｓ、同図（ｄ）は整流回路Ｒｅ
ｃ１の出力電流Ｉｉｎを示す。また図２０（ａ）は交流
電源Ｖｓの電圧Ｖｖｓを、また同図（ｂ）は整流回路Ｒ
ｅｃ１に入力される電流Ｉａｃ、同図（ｃ）は交流電源
Ｖｓからフィルタ回路Ｆを通過した後の電流Ｉｖｓを示
す。

【００４９】（実施形態１０）本実施形態は図２１に示
すように負荷ＲＬをフルブリッジ構成のインバータ回路
ＩＮＶと放電灯ＬＡとで構成し、インバータ回路ＩＮＶ
はコンデンサＣ１を直流電圧源として、矩形波インバー
タ発振回路１からの駆動信号により半導体スイッチング
素子から構成されるスイッチング素子Ｓａ，Ｓｄと、Ｓ
ｃ，Ｓｂとを交互にオンオフして放電灯ＬＡに交番する
矩形波電圧を印加するようになっている。ダイオードＤ
３ａ乃至Ｄ３ｄは回生用ダイオードである。

【００５０】スイッチング素子Ｓ１は制御回路２により
ＰＷＭ制御が行われるようになっており、制御回路２
は、ホール素子等で構成されるランプ電流検出素子７か
らのランプ電流量に応じた検出信号と、コンデンサＣ１
の両端電圧、つまりランプ電圧を検出する電圧検出素子
３からの電圧検出量に応じた検出信号に基づいて出力指
令値を演算器４で求め、その求めた出力指令値に対応す
る電圧レベルの信号を演算器４より出力させ、この信号
と三角波高周波発振器５より出力される基準三角波とを
比較器６で比較し、この比較器６から出力される出力指
令値に対応した幅を持つパルス信号によりスイッチング
素子Ｓ１を駆動するようになっている。

【００５１】その他の構成は基本的には図１８の具体回
路と同じであるから説明は省略する。（実施形態１１）本実施形態は図１８におけるリアクト
ルンスＬｓ、コンデンサＣｓ、ダイオードＤ０で構成さ
れる力率改善用の回路の位置を平滑コンデンサＣ０の正
極側の端子から負極側に変更したものである。

【００５２】而して本実施例における動作は基本的に実
施形態９と同じであるが、スイッチング素子Ｓ１のオン
時に、平滑コンデンサＣ０→スイッチング素子Ｓ１→リ
アクトＬ１→負荷ＲＬ及びコンデンサＣ１の並列回路→
リアクトルＬｓの経路で電流が流れ、両リアクトルＬ
ｓ、Ｌ１にエネルギが蓄積される。そしてスイッチング
素子Ｓ１がオフすると、リアクトルＬ１の蓄積エネルギ
はダイオードＤ２を通って負荷ＲＬ及びコンデンサＣ１
に送られる。一方リアクトルＬｓの蓄積エネルギは、リ
アクトルＬｓ→ダイオードＤ０→コンデンデサＣｓの経
路で放出され、コンデンサＣｓを充電する。

【００５３】その後、リアクトルＬｓの蓄積エネルギが
コンデンサＣｓに全て放出した後、コンデンサＣｓの充
電電圧と交流電源Ｖｓの電圧とを加算した値が、平滑コ
ンデンサＣ０の充電電圧よりも大きい場合、コンデンサ
Ｃｓ→ダイオードＤｄ（又はＤｂ）→フィルタ回路Ｆ→
交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→ダイオードＤａ（又は
Ｄｃ）→平滑コンデンサＣ０→リアクトルＬｓの経路
で、コンデンサＣｓの電荷が放出され平滑コンデンサＣ
０を充電する。

【００５４】再び、スイッチング素子Ｓ１がオンする
と、平滑コンデンサＣ０の電圧から負荷電圧を差し引い
た電圧をリアクトルＬｓ、Ｌ１で分圧した電圧が、コン
デンサＣｓの電圧と整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧を
加算した電圧より低い間、交流電源Ｖｓ→フィルタ回路
Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→スイッチング素子Ｓ１→リアク
トルＬ１→負荷ＲＬとコンデンサＣ１の並列回路→コン
デンサＣｓの経路で交流電源Ｖｓに電流が流れ、その後
上述の動作を繰り返すことになる。以上のように本実施
形態は、力率改善回路の位置変更に伴う動作が実施形態
９と相違するが、その他の動作は実施形態９と同じであ
るからここでは説明は省略する。

【００５５】（実施形態１２）本実施形態は、実施形態
９の図１８の構成において、インダクタＬｓ、コンデン
サＣｓ、ダイオードＤ０で構成される力率改善回路のう
ち、図２３に示すようにコンデンサＣｓの両端にダイオ
ードＤｓを接続したものである。ダイオードＤｓは図示
するようにスイッチング素子Ｓ１がオフの時において、
リアクトルンスＬｓの蓄積エネルギがコンデンサＣｓに
放出する場合には該ダイオードＤｓを通らないように向
きを設定してある。

【００５６】而して本実施形態の動作も実施形態９の図
１８の回路と略同じであるが、交流電源Ｖｓの電圧が高
いところでは、スイッチング素子Ｓ１のオン状態で平滑
コンデンサＣ０→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ
１→リアクトルＬ１→負荷ＲＬとコンデンサＣ１の並列
回路で流れる電流が、交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→
整流回路Ｒｅｃ→ダイオードＤｓ→スイッチング素子Ｓ
１→リアクトルＬ１→負荷ＲＬとコンデンサＣ１の並列
回路で流れる電流よりも小さくなる。つまり交流電源Ｖ
ｓの電圧が高く、交流電源Ｖｓからの電流が流れ易い時
には、交流電源Ｖｓから直接リアクトルＬ１、負荷ＲＬ
及びコンデンサＣ１へ流れ込む電流の割合が増える。

【００５７】一方交流電源Ｖｓの電圧が低く、電流が流
れ込みにくいような波形改善の対象となるところでは、
実施形態９で示す波形（力率）改善動作によって、交流
電源Ｖｓに電流を強制的に流す動作が中心となる。（実施形態１３）本実施形態は、図２４に示すようにリ
アクトルＬ１を介してスイッチング素子Ｓ１とダイオー
ドＤ１の並列回路と、リアクトルＬｓとの直列回路とを
平滑コンデンサＣ０に並列接続するとともに、整流回路
Ｒｅｃ１の負極側の出力端と、スイッチング素子Ｓ１と
ダイオードＤ１の並列回路とリアクトルＬｓの接続点と
の間に、コンデンサＣｓを接続し、スイッチング素子Ｓ
１とダイオードＤ１の並列回路とリアクトルＬｓとの直
列回路にダイオードＤ２を介して負荷ＲＬとコネンサＣ
１の並列回路を接続し、出力電圧が入力電圧以上の電圧
で調整できるようにしたものである。

【００５８】而して本実施形態では、交流電源Ｖｓはダ
イオードＤａ乃至Ｄｄからなる整流回路Ｒｅｃ１で全波
整流され、ダイオードＤ０を介して平滑コンデンサＣ０
により平滑される。そしてスイッチング素子Ｓ１が制御
回路（図示せず）によりオンされると、平滑コンデンサ
Ｃ０→リアクトルＬ１→スイッチング素子Ｓ１→リアク
トルＬｓで電流が流れてリアクトルＬｓ、Ｌ１にエネル
ギが蓄積される。

【００５９】スイッチング素子Ｓ１がオフされると、リ
アクトルＬ１の蓄積エネルギによって発生した誘導起電
圧と平滑コンデンサＣ０の電圧とが重畳された電圧が、
負荷ＲＬ及びコンデンサＣ１にダイオードＤ２を介して
送られる。つまり負荷ＲＬへ直流電力が供給されること
になる。またリアクトルＬｓの蓄積エネルギはリアクト
ルＬｓ→ダイオードＤ０→コンデンサＣｓの経路で放出
されコンデンサＣｓを充電する。

【００６０】その後、リアクトルＬｓの蓄積エネルギが
コンデンサＣｓに全て移動したとき、コンデンサＣｓの
充電電圧と整流回路Ｒｅｃ１の全波整流電圧との加算値
が、平滑コンデンサＣ０の電圧よりも高い場合、コンデ
ンサＣｓ→ダイオードＤｄ（又はＤｂ）→フィルタ回路
Ｆ→交流電源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→ダイオードＤａ
（又はＤｃ）→平滑コンデンサＣ０→リアクトルＬｓの
経路でコンデンサＣｓの電荷が放出され平滑コンデンサ
Ｃ０を充電する。このとき交流電源Ｖｓ側に強制的に電
流が流れる。

【００６１】再びスイッチング素子Ｓ１がオンすると、
平滑コンデンサＣ０の電圧をリアクトルＬｓ、Ｌ１で分
圧した電圧が、コンデンサＣｓの電圧と整流回路Ｒｅｃ
１の全波整流電圧とを加算した値よりも低い間、交流電
源Ｖｓ→フィルタ回路Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→リアクト
ルＬ１→スイッチング素子Ｓ１→コンデンサＣｓの経路
で交流電源Ｖｓに電流が流れ、上述の状態に戻る。

【００６２】ここで負荷ＲＬへの電力調整はスイッチン
グ素子Ｓ１のスイッチング周波数やオンデューティの制
御により調整することができる。ここでスイッチング素
子Ｓ１、リアクトルＬ１、ダイオードＤ２、コンデンサ
Ｃ１、負荷ＲＬによって構成される回路部分で所謂昇圧
チョッパを構成しているので負荷電圧を入力電圧以上の
電圧で調整できる。

【００６３】尚図２５（ａ）はスイッチング素子Ｓ１の
スイッチング状態を示し、同図（ｂ）はスイッチング素
子Ｓ１に流れる電流Ｉｓ₁を、また同図（ｃ）はコンデ
ンサＣｓに流れる電流Ｉｃｓ、同図（ｄ）は整流回路Ｒ
ｅｃ１の電流Ｉｉｎを示す。また図２６（ａ）は交流電
源Ｖｓの電圧Ｖｖｓを、また同図（ｂ）は整流回路Ｒｅ
ｃ１に入力される電流Ｉａｃ、同図（ｃ）は交流電源Ｖ
ｓからフィルタ回路Ｆ通過後の電流Ｉｖｓを示す。

【００６４】（実施形態１４）本実施形態は図２４にお
けるリアクトルンスＬｓ、コンデンサＣｓ、ダイオード
Ｄ０で構成される力率改善用の回路の位置を図２７に示
すように平滑コンデンサＣ０の負極側から正極側に変更
したものである。また負荷電圧昇圧用のリアクトルＬ１
の接続位置も変更される。本実施形態は、力率改善回路
の位置変更に伴う動作が実施形態１３と相違するが、基
本的な動作原理は実施形態１３の図２４の回路と同じで
あるからここでは説明は省略する。

【００６５】（実施形態１５）本実施形態は、実施形態
１３の図２１における負荷ＲＬ側のダイオードＤ２を図
２８に示すようにコンデンサＣ２に置換したものであ
る。このコンデンサＣ２は、直流分を阻止し、負荷ＲＬ
にスイッチング周波数と同じ高周波電力を供給するもの
である。

【００６６】その他の動作は実施形態１３の図２４の回
路と同じであるから、ここでは説明を省略する。（実施形態１６）本実施形態は、実施形態１３の図２４
の回路構成において、インダクタＬｓ、コンデンサＣ
ｓ、ダイオードＤ０で構成される力率改善回路のうち、
図２９に示すようにコンデンサＣｓの両端にダイオード
Ｄｓを接続したものである。

【００６７】本実施形態の動作も実施形態１３の図２４
の回路と略同じであるが、交流電源Ｖｓの電圧が高いと
ころではスイッチング素子Ｓ１がオンの時平滑コンデン
サＣ０→リアクトルＬｓ→スイッチング素子Ｓ１→リア
クトル素子Ｌ１の経路で流れる電流が、交流電源Ｖｓ→
フィルタ回路Ｆ→整流回路Ｒｅｃ１→リアクトルＬ１→
スイッチング素子Ｓ１→コンデンサＣｓの経路で流れる
電流より小さくなり、交流電源Ｖｓの電圧が高く、交流
電源Ｖｓの電流が流れ易いときには、交流電源Ｖｓから
直接リアクトルＬ１に流れる電流の割合が増え、波形改
善の対象となる交流電源Ｖｓの電圧が低いところでは実
施形態１３と同様な波形改善動作によって交流電源Ｖｓ
に電流を強制的に流す動作が中心となる。

【００６８】

【発明の効果】請求項１の発明は、交流電源と、交流電
源を整流する第１の整流回路と、第１の整流回路の整流
出力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサを直
流電圧源とし、限流要素を含むインピーダンス回路を介
して負荷に直流電圧を送る第２の整流回路と、インピー
ダンス回路と第２の整流回路とを介して負荷に与えられ
る電力量をスイッチング動作により調整するためのスイ
ッチング素子とを備えた電源装置において、平滑コンデ
ンサとスイッチング素子の間に、スイッチング素子がオ
フすると、インピーダンス回路以後から切り離されるよ
うに接続されたリアクトルと、リアクトルの両端に接続
され、スイッチング素子のオン時にリアクトルに蓄えら
れたエネルギをスイッチング素子のオフ時に放出するた
めのコンデンサと、リアクトルとコンデンサの閉回路内
で、コンデンサと平滑コンデンサとの間にリアクトルの
エネルギをコンデンサに直接蓄積させる向きに接続され
たダイオードとを備え、第１の整流回路の出力端の一方
をダイオードとコンデンサの接続点に接続した力率改善
回路を有したことを特徴とし、力率改善回路により力率
及び波形が改善でき、スイッチング素子を増やす必要が
無く、比較的低コストでこれら力率改善回路を構成する
ことができるという効果がある。

【００６９】請求項２の発明は、交流電源と、交流電源
を整流する第１の整流回路と、第１の整流回路の整流出
力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサを直流
電圧源とし該平滑コンデンサとスイッチング素子と第１
のリアクトルによって構成される閉回路とを備えるとと
もに、スイッチング素子のオン時に第１のリアクトルに
エネルギを蓄積し、スイッチング素子のオフ時に第１の
リアクトルの蓄積エネルギを負荷側へ放出させるように
負荷と第１のリアクトルとの閉回路内に挿入された出力
手段とを備え、出力電圧を零から入力電圧以上まで調整
可能な電源装置において、平滑コンデンサとスイッチン
グ素子と第１のリアクトルで形成される閉回路内に、一
端が平滑コンデンサの一端と接続され、他端がスイッチ
ング素子の一端に接続されるように第２のリアクトルを
挿入するとともに、第１、第２のリアクトル及び負荷を
スイッチング素子のオフ時に回路から切り離されるよう
に接続し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの接続点
と、第１の整流回路の一方の出力端との間を第１の整流
回路から平滑コンデンサへ向けて順方向となるようにダ
イオードで接続し、第２のリアクトルとスイッチング素
子の接続点と、第１の整流回路の出力端とダイオードの
接続点との間にコンデンサを接続した力率改善回路を有
して成ることを特徴とし、昇降圧型の電源装置におい
て、請求項１の発明と同様に力率改善回路により力率及
び波形が改善でき、スイッチング素子を増やす必要が無
く、比較的低コストでこれら力率改善回路を構成するこ
とができるという効果がある。

【００７０】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、出力手段として、負荷へ直流を供給する第２の整流
回路を用いるか若しくは直流を出力する第２の整流回路
と該第２の整流回路から出力される直流を交流に変換す
る負荷側に設けたインバータ回路とを用いるか或いはス
イッチング素子のスイッチング周波数に対応する高周波
出力を負荷へ送る直流成分カット用コンデンサを用いる
ことを特徴とし、負荷に応じた形態の電力供給が行える
という効果がある。

【００７１】請求項４の発明は、請求項２の発明におい
て、第１のリアクトルとしてトランスを用いたことを特
徴とし、負荷側へ与える電圧をトランスの巻線の巻数比
により調整することが可能となるという効果がある。請
求項５の発明は、交流電源と、交流電源を整流する第１
の整流回路と、第１の整流回路の整流出力を平滑する平
滑コンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源とし該平
滑コンデンサとスイッチング素子と第１のリアクトルと
負荷によって構成され、スイッチング素子のオン時に第
１のリアクトルにエネルギを蓄積し、スイッチング素子
のオフ時に第１のリアクトルの蓄積エネルギを負荷側へ
放出させる閉回路と、スイッチング素子のオフ時に第１
のリアクトルの蓄積エネルギを負荷側へ放出させるよう
に負荷と第１のリアクトルとの閉回路内に挿入された第
２の整流回路とを備え、出力電圧を入力電圧以下の範囲
で調整可能な電源装置において、平滑コンデンサとスイ
ッチング素子と第１のリアクトルで形成される閉回路内
に、一端が平滑コンデンサの一端と接続され、他端がス
イッチング素子の一端に接続されるように第２のリアク
トルを挿入するとともに、第１、第２のリアクトル及び
負荷をスイッチング素子のオフ時に回路から切り離され
るように接続し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの
接続点と、第１の整流回路の一方の出力端との間を第１
の整流回路から平滑コンデンサへ向けて順方向となるよ
うにダイオードで接続し、第２のリアクトルとスイッチ
ング素子の接続点と、第１の整流回路の出力端とダイオ
ードの接続点との間にコンデンサを接続した力率改善回
路を有して成ることを特徴とし、降圧型構成の電源装置
において、請求項１の発明と同様に、力率改善回路によ
り力率及び波形が改善でき、スイッチング素子を増やす
必要が無く、比較的低コストでこれら力率改善回路を構
成することができるという効果がある。

【００７２】請求項６の発明は、交流電源と、交流電源
を整流する第１の整流回路と、第１の整流回路の整流出
力を平滑する平滑コンデンサと、平滑コンデンサを直流
電圧源とし該平滑コンデンサと第１のリアクトルと第２
の整流回路と負荷によって構成された閉回路と、平滑コ
ンデンサと第１のリアクトルとスイッチング素子とで構
成される閉回路とを備え、スイッチング素子のオン時に
第１のリアクトルにエネルギを蓄積し、スイッチング素
子のオフ時に第１のリアクトルの蓄積エネルギによる誘
導起電圧と平滑コンデンサの電圧とを重畳した電圧を負
荷側に送るようにして出力電圧を入力電圧以上で調整可
能な電源装置において、平滑コンデンサとスイッチング
素子と第１のリアクトルで形成される閉回路内に、一端
が平滑コンデンサの一端と接続され、他端がスイッチン
グ素子の一端に接続されるように第２のリアクトルを挿
入するとともに、第１、第２のリアクトル及び負荷をス
イッチング素子のオフ時に回路から切り離されるように
接続し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの接続点
と、第１の整流回路の一方の出力端との間を第１の整流
回路から平滑コンデンサへ向けて順方向となるようにダ
イオードで接続し、第２のリアクトルとスイッチング素
子の接続点と、第１の整流回路の出力端とダイオードの
接続点との間にコンデンサを接続した力率改善回路を有
して成ることを特徴とし、昇圧型構成の電源装置におい
て、請求項１の発明と同様に、力率改善回路により力率
及び波形が改善でき、スイッチング素子を増やす必要が
無く、比較的低コストでこれら力率改善回路を構成する
ことができるという効果がある。

【００７３】請求項７の発明は、請求項１、２、５、６
の発明において、力率改善回路は平滑コンデンサの正
極、負極の端子のうち少なくとも一方に設けられたこと
を特徴とし、力率改善回路の挿入位置を適宜に定められ
るという効果がある。請求項８の発明は、請求項５、６
の発明において、負荷側に第２の整流回路からの直流を
送るか、この直流を負荷側に設けたインバータ回路によ
り交流に変換することを特徴とし、請求項２の発明と同
様に負荷の形態に応じた電力供給が行えるという効果が
ある。

【００７４】請求項９の発明は、請求項２、５、６の発
明において、力率改善回路内のコンデンサと並列に、第
２のリアクトルの蓄積エネルギがコンデンサへ放出され
る際に放出方向とは逆向きにダイオードを接続して成る
ことを特徴とし、コンデンサの急激な充放電もなく、回
路素子の電流耐量をそれ程上げなくても良いという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の回路構成図である。

【図２】同上の動作説明図である。

【図３】同上の動作説明図である。

【図４】同上の動作説明図である。

【図５】同上の具体的回路図である。

【図６】同上の動作説明用波形図である。

【図７】同上の動作説明用波形図である。

【図８】本発明の実施形態２の具体的回路図である。

【図９】本発明の実施形態３の具体的回路図である。

【図１０】本発明の実施形態４の具体的回路図である。

【図１１】同上の別の回路例を示す具体回路図である。

【図１２】同上の他の回路例を示す具体回路図である。

【図１３】本発明の実施形態５の具体的回路図である。

【図１４】本発明の実施形態６の具体的回路図である。

【図１５】同上の別の回路例を示す具体回路図である。

【図１６】本発明の実施形態７の具体的回路図である。

【図１７】本発明の実施形態８の具体的回路図である。

【図１８】同上の別の回路例を示す具体回路図である。

【図１９】同上の動作説明用波形図である。

【図２０】同上の動作説明用波形図である。

【図２１】本発明の実施形態１０の具体的回路図であ
る。

【図２２】本発明の実施形態１１の具体的回路図であ
る。

【図２３】本発明の実施形態１２の具体的回路図であ
る。

【図２４】本発明の実施形態１３の具体的回路図であ
る。

【図２５】同上の動作説明用波形図である。

【図２６】同上の動作説明用波形図である。

【図２７】本発明の実施形態１４の具体的回路図であ
る。

【図２８】本発明の実施形態１５の具体的回路図であ
る。

【図２９】本発明の実施形態１６の具体的回路図であ
る。

【図３０】従来例の具体的回路図である。

【図３１】別の従来例の回路構成図である。

【図３２】他の従来例の回路構成図である。

【符号の説明】

Ｖｓ交流電源Ｆフィルタ回路Ｒｅｃ１整流回路Ｒｅｃ２整流回路Ｚ１インピーダンス回路ＲＬ負荷Ｃ０平滑コンデンサＣ１コンデンサＣｓコンデンサＳ１スイッチング素子Ｄ０ダイオードＤ１ダイオードＬｓリアクトル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源と、交流電源を整流する第１の整
流回路と、第１の整流回路の整流出力を平滑する平滑コ
ンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源とし、限流要
素を含むインピーダンス回路を介して負荷に直流電圧を
送る第２の整流回路と、インピーダンス回路と第２の整
流回路とを介して負荷に与えられる電力量をスイッチン
グ動作により調整するためのスイッチング素子とを備え
た電源装置において、平滑コンデンサとスイッチング素
子の間に、スイッチング素子がオフすると、インピーダ
ンス回路以後から切り離されるように接続されたリアク
トルと、リアクトルの両端に接続され、スイッチング素
子のオン時にリアクトルに蓄えられたエネルギをスイッ
チング素子のオフ時に放出するためのコンデンサと、リ
アクトルとコンデンサの閉回路内で、コンデンサと平滑
コンデンサとの間にリアクトルのエネルギをコンデンサ
に直接蓄積させる向きに接続されたダイオードとを備
え、第１の整流回路の出力端の一方をダイオードとコン
デンサの接続点に接続した力率改善回路を有して成るこ
とを特徴とする電源装置。
【請求項２】交流電源と、交流電源を整流する第１の整
流回路と、第１の整流回路の整流出力を平滑する平滑コ
ンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源とし該平滑コ
ンデンサとスイッチング素子と第１のリアクトルによっ
て構成される閉回路とを備えるとともに、スイッチング
素子のオン時に第１のリアクトルにエネルギを蓄積し、
スイッチング素子のオフ時に第１のリアクトルの蓄積エ
ネルギを負荷側へ放出させるように負荷と第１のリアク
トルとの閉回路内に挿入された出力手段とを備え、出力
電圧を零から入力電圧以上まで調整可能な電源装置にお
いて、平滑コンデンサとスイッチング素子と第１のリア
クトルで形成される閉回路内に、一端が平滑コンデンサ
の一端と接続され、他端がスイッチング素子の一端に接
続されるように第２のリアクトルを挿入するとともに、
第１、第２のリアクトル及び負荷をスイッチング素子の
オフ時に回路から切り離されるように接続し、平滑コン
デンサと第２のリアクトルの接続点と、第１の整流回路
の一方の出力端との間を第１の整流回路から平滑コンデ
ンサへ向けて順方向となるようにダイオードで接続し、
第２のリアクトルとスイッチング素子の接続点と、第１
の整流回路の出力端とダイオードの接続点との間にコン
デンサを接続した力率改善回路を有して成ることを特徴
とする電源装置。
【請求項３】出力手段として、負荷へ直流を供給する第
２の整流回路を用いるか若しくは直流を出力する第２の
整流回路と該第２の整流回路から出力される直流を交流
に変換する負荷側に設けたインバータ回路とを用いるか
或いはスイッチング素子のスイッチング周波数に対応す
る高周波出力を負荷へ送る直流成分カット用コンデンサ
を用いることを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項４】第１のリアクトルとしてトランスを用いた
ことを特徴とする請求項２記載の電源装置。
【請求項５】交流電源と、交流電源を整流する第１の整
流回路と、第１の整流回路の整流出力を平滑する平滑コ
ンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源とし該平滑コ
ンデンサとスイッチング素子と第１のリアクトルと負荷
によって構成され、スイッチング素子のオン時に第１の
リアクトルにエネルギを蓄積し、スイッチング素子のオ
フ時に第１のリアクトルの蓄積エネルギを負荷側へ放出
させる閉回路と、スイッチング素子のオフ時に第１のリ
アクトルの蓄積エネルギを負荷側へ放出させるように負
荷と第１のリアクトルとの閉回路内に挿入された第２の
整流回路とを備え、出力電圧を入力電圧以下の範囲で調
整可能な電源装置において、平滑コンデンサとスイッチ
ング素子と第１のリアクトルで形成される閉回路内に、
一端が平滑コンデンサの一端と接続され、他端がスイッ
チング素子の一端に接続されるように第２のリアクトル
を挿入するとともに、第１、第２のリアクトル及び負荷
をスイッチング素子のオフ時に回路から切り離されるよ
うに接続し、平滑コンデンサと第２のリアクトルの接続
点と、第１の整流回路の一方の出力端との間を第１の整
流回路から平滑コンデンサへ向けて順方向となるように
ダイオードで接続し、第２のリアクトルとスイッチング
素子の接続点と、第１の整流回路の出力端とダイオード
の接続点との間にコンデンサを接続した力率改善回路を
有して成ることを特徴とする電源装置。
【請求項６】交流電源と、交流電源を整流する第１の整
流回路と、第１の整流回路の整流出力を平滑する平滑コ
ンデンサと、平滑コンデンサを直流電圧源とし該平滑コ
ンデンサと第１のリアクトルと第２の整流回路と負荷に
よって構成された閉回路と、平滑コンデンサと第１のリ
アクトルとスイッチング素子とで構成される閉回路とを
備え、スイッチング素子のオン時に第１のリアクトルに
エネルギを蓄積し、スイッチング素子のオフ時に第１の
リアクトルの蓄積エネルギによる誘導起電圧と平滑コン
デンサの電圧とを重畳した電圧を負荷側に送るようにし
て出力電圧を入力電圧以上で調整可能な電源装置におい
て、平滑コンデンサとスイッチング素子と第１のリアク
トルで形成される閉回路内に、一端が平滑コンデンサの
一端と接続され、他端がスイッチング素子の一端に接続
されるように第２のリアクトルを挿入するとともに、第
１、第２のリアクトル及び負荷をスイッチング素子のオ
フ時に回路から切り離されるように接続し、平滑コンデ
ンサと第２のリアクトルの接続点と、第１の整流回路の
一方の出力端との間を第１の整流回路から平滑コンデン
サへ向けて順方向となるようにダイオードで接続し、第
２のリアクトルとスイッチング素子の接続点と、第１の
整流回路の出力端とダイオードの接続点との間にコンデ
ンサを接続した力率改善回路を有して成ることを特徴と
する電源装置。
【請求項７】力率改善回路は平滑コンデンサの正極、負
極の端子のうち少なくとも一方に設けられたことを特徴
とする請求項１，２，５，６記載の電源装置。
【請求項８】負荷側に第２の整流回路からの直流出力を
送るか、負荷側の設けたインバータ回路により交流に変
換することを特徴とする請求項５、６記載の電源装置。
【請求項９】力率改善回路内のコンデンサと並列に、第
２のリアクトルの蓄積エネルギがコンデンサへ放出され
る際に放出方向とは逆向きにダイオードを接続して成る
ことを特徴とする請求項２，５，６記載の電源装置。