JP2001136741A - Switching power supply circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子機器に電
源として備えられるスイッチング電源回路として、特に
力率を改善するための構成を備えたスイッチング電源回
路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a switching power supply circuit provided as a power supply for various electronic devices, and more particularly to a switching power supply circuit having a configuration for improving a power factor.
【0002】[0002]
【従来の技術】先に本出願人は、一次側に共振形コンバ
ータを備えた電源回路を各種提案している。また、電流
共振形コンバータに対して力率改善を図るための力率改
善回路を備えて構成した電源回路も各種提案している。2. Description of the Related Art The applicant has previously proposed various power supply circuits having a resonance type converter on the primary side. In addition, various types of power supply circuits including a power factor improvement circuit for improving a power factor of a current resonance type converter have been proposed.
【0003】図10は、先に本出願人により出願された
発明に基づいて構成されるスイッチング電源回路の一例
を示す回路図である。この電源回路は自励式による電流
共振形のスイッチングコンバータに対して力率改善のた
めの力率改善回路が設けられた構成とされている。FIG. 10 is a circuit diagram showing an example of a switching power supply circuit constructed based on the invention previously filed by the present applicant. This power supply circuit has a configuration in which a power factor improvement circuit for improving a power factor is provided for a self-excited current resonance type switching converter.
【0004】この図に示す電源回路においては、商用交
流電源ACを全波整流するブリッジ整流回路Diが備え
られている。この場合、ブリッジ整流回路Diにより整
流された整流出力は、力率改善回路20を介して平滑コ
ンデンサCiに充電され、平滑コンデンサCiの両端に
は、交流入力電圧VACの1倍のレベルに対応する整流平
滑電圧Eiが得られることになる。また、この整流平滑
回路(Di,Ci)に対しては、その整流電流経路に対
して突入電流制限抵抗Riが挿入されており、例えば電
源投入時に平滑コンデンサに流入する突入電流を抑制す
るようにしている。スイッチPSは電源投入スイッチで
ある。The power supply circuit shown in FIG. 1 includes a bridge rectifier circuit Di for full-wave rectification of a commercial AC power supply AC. In this case, the rectified output rectified by the bridge rectification circuit Di is charged to the smoothing capacitor Ci via the power factor correction circuit 20, and both ends of the smoothing capacitor Ci correspond to the level of one time of the AC input voltage VAC. The rectified smoothed voltage Ei is obtained. Also, in the rectifying / smoothing circuit (Di, Ci), an inrush current limiting resistor Ri is inserted in the rectification current path so as to suppress an inrush current flowing into the smoothing capacitor when the power is turned on, for example. ing. The switch PS is a power-on switch.
【0005】この図に示す力率改善回路20において
は、ブリッジ整流回路Diの正極出力端子と平滑コンデ
ンサCiの正極端子間に対して、フィルタチョークコイ
ルLN−高速リカバリ型ダイオードD1 −チョークコイ
ルLS が直列接続されて挿入される。フィルタコンデン
サCN は高速リカバリ型ダイオードD1 のアノード側と
平滑コンデンサCiの正極端子間に対して挿入されるこ
とで、フィルタチョークコイルLN と共にノーマルモー
ドのローパスフィルタを形成している。In the power factor correction circuit 20 shown in FIG. 1, a filter choke coil LN, a high-speed recovery type diode D1 and a choke coil LS are provided between a positive output terminal of a bridge rectifier circuit Di and a positive terminal of a smoothing capacitor Ci. They are connected in series and inserted. The filter capacitor CN is inserted between the anode side of the high-speed recovery diode D1 and the positive terminal of the smoothing capacitor Ci to form a normal mode low-pass filter together with the filter choke coil LN.
【0006】また、力率改善回路20に対しては、高速
リカバリ型ダイオードD1 のカソードとチョークコイル
LSの接続点に対して、後述する一次側の直列共振回路
の端部が接続されて、この直列共振回路に得られるスイ
ッチング出力が帰還されるようにしている。なお、力率
改善回路20による力率改善動作については後述する。In the power factor correction circuit 20, an end of a primary side series resonance circuit, which will be described later, is connected to a connection point between the cathode of the high-speed recovery type diode D1 and the choke coil LS. The switching output obtained in the series resonance circuit is fed back. The power factor improving operation by the power factor improving circuit 20 will be described later.
【0007】この電源回路には、平滑コンデンサCiの
両端電圧である整流平滑電圧Eiを動作電源とする自励
式の電流共振形コンバータが備えられる。この電流共振
形コンバータにおいては、図のように2つのバイポーラ
トランジスタによるスイッチング素子Q1 、Q2 をハー
フブリッジ結合したうえで、平滑コンデンサCiの正極
側の接続点とアース間に対して挿入するようにして接続
されている。これらスイッチング素子Q1 、Q2 の各コ
レクタ−ベース間には、それぞれ起動抵抗RS1、RS2が
挿入されている。また、スイッチング素子Q1 、Q2 の
各ベースに対して接続される抵抗RB1、RB2は、スイッ
チング素子Q1 、Q2 のベース電流(ドライブ電流)を
設定する。また、スイッチング素子Q1 、Q2 の各ベー
ス−エミッタ間にはそれぞれクランプダイオードDD1,
DD2が挿入される。クランプダイオードDD1,DD2は、
それぞれスイッチング素子Q1,Q2がオフとされる期間
に、ベース−エミッタを介して流れるクランプ電流の電
流経路を形成する。そして、共振用コンデンサCB1,C
B2は次に説明するドライブトランスPRTの駆動巻線N
B1、NB2と共に、自励発振用の直列共振回路(自励発振
駆動回路)を形成しており、スイッチング素子Q1 、Q
2 のスイッチング周波数を決定する。This power supply circuit includes a self-excited current resonance type converter using a rectified smoothed voltage Ei, which is a voltage across a smoothing capacitor Ci, as an operating power supply. In this current resonance type converter, as shown in the figure, switching elements Q1 and Q2 of two bipolar transistors are half-bridge-coupled and then inserted between the connection point on the positive side of the smoothing capacitor Ci and ground. It is connected. Starting resistors RS1 and RS2 are inserted between the collectors and the bases of the switching elements Q1 and Q2, respectively. The resistors RB1 and RB2 connected to the bases of the switching elements Q1 and Q2 set the base current (drive current) of the switching elements Q1 and Q2. Further, clamp diodes DD1 and Q2 are connected between the base and the emitter of the switching elements Q1 and Q2, respectively.
DD2 is inserted. The clamp diodes DD1 and DD2 are
A current path for a clamp current flowing through the base-emitter is formed during a period in which the switching elements Q1 and Q2 are turned off. And the resonance capacitors CB1, C
B2 is a drive winding N of a drive transformer PRT described below.
A series resonance circuit (self-excited oscillation drive circuit) for self-excited oscillation is formed together with B1 and NB2, and the switching elements Q1, Q2
Determine the switching frequency of 2.
【0008】ドライブトランスPRT (Power Regulati
ng Transformer)はスイッチング素子Q1 、Q2 を駆動
すると共に、スイッチング周波数を可変制御することに
より定電圧制御を行うために設けられるもので、この図
の場合には駆動巻線NB1、NB2及び共振電流検出巻線N
D が巻回され、更にこれらの各巻線に対して制御巻線N
C が直交する方向に巻回された直交型の可飽和リアクト
ルとされている。このドライブトランスPRTの駆動巻
線NB1の一端は、抵抗RB1−共振用コンデンサCB1の直
列接続を介してスイッチング素子Q1 のベースに接続さ
れ、他端はスイッチング素子Q1 のエミッタに接続され
る。また、駆動巻線NB2の一端はアースに接地されると
共に、他端は抵抗RB2−共振用コンデンサCB2の直列接
続を介してスイッチング素子Q2 のベースと接続されて
いる。駆動巻線NB1と駆動巻線NB2は互いに逆極性の電
圧が発生するように巻装されている。[0008] Drive transformer PRT (Power Regulati
ng Transformer) is provided to drive the switching elements Q1 and Q2 and to perform constant voltage control by variably controlling the switching frequency. In this case, the drive windings NB1 and NB2 and the resonance current detection are performed. Winding N
D is wound, and a control winding N is provided for each of these windings.
C is an orthogonal saturable reactor wound in the orthogonal direction. One end of the drive winding NB1 of the drive transformer PRT is connected to the base of the switching element Q1 via a series connection of the resistor RB1 and the resonance capacitor CB1, and the other end is connected to the emitter of the switching element Q1. One end of the drive winding NB2 is grounded, and the other end is connected to the base of the switching element Q2 via a series connection of a resistor RB2 and a resonance capacitor CB2. The drive winding NB1 and the drive winding NB2 are wound so that voltages of opposite polarities are generated.
【0009】絶縁コンバータトランスPIT (Power Is
olation Transformer)は、スイッチング素子Q1 、Q2
のスイッチング出力を二次側に伝送する。この絶縁コン
バータトランスPITの一次巻線N1 の一端は、共振電
流検出巻線ND を介してスイッチング素子Q1 のエミッ
タとスイッチング素子Q2 のコレクタの接点(スイッチ
ング出力点)に接続されることで、スイッチング出力が
得られるようにされる。Insulated converter transformer PIT (Power Is
olation Transformer) is the switching element Q1, Q2
Is transmitted to the secondary side. One end of the primary winding N1 of the insulation converter transformer PIT is connected to the contact point (switching output point) between the emitter of the switching element Q1 and the collector of the switching element Q2 via the resonance current detection winding ND, thereby providing a switching output. Is obtained.
【0010】また、一次巻線N1 の他端は、直列共振コ
ンデンサC1 を介するようにして、力率改善回路20内
の高速リカバリ型ダイオードD1 のカソードとチョーク
コイルLS の接続点に対して接続されている。The other end of the primary winding N1 is connected to a connection point between the cathode of the high-speed recovery type diode D1 and the choke coil LS in the power factor correction circuit 20 via the series resonance capacitor C1. ing.
【0011】この場合、上記直列共振コンデンサC1 及
び一次巻線N1 は直列に接続されているが、この直列共
振コンデンサC1 のキャパシタンス及び一次巻線N1
(直列共振巻線)を含む絶縁コンバータトランスPIT
の漏洩インダクタンス(リーケージインダクタンス)成
分により、スイッチングコンバータの動作を電流共振形
とするための一次側直列共振回路を形成している。In this case, the series resonance capacitor C1 and the primary winding N1 are connected in series, but the capacitance of the series resonance capacitor C1 and the primary winding N1 are connected.
Converter transformer PIT including (series resonance winding)
The primary side series resonance circuit for making the operation of the switching converter a current resonance type is formed by the leakage inductance (leakage inductance) component.
【0012】また、この図における絶縁コンバータトラ
ンスPITの二次側では、二次巻線N2に対してセンタ
ータップを設けた上で、整流ダイオードDO1,DO2,D
O3,DO4及び平滑コンデンサCO1,CO2を図のように接
続することで、[整流ダイオードDO1,DO2,平滑コン
デンサCO1]の組と、[整流ダイオードDO3,DO4,平
滑コンデンサCO2]の組とによる、2組の全波整流回路
が設けられる。[整流ダイオードDO1,DO2,平滑コン
デンサCO1]から成る全波整流回路は直流出力電圧EO1
を生成し、[整流ダイオードDO3,DO4,平滑コンデン
サCO2]から成る全波整流回路は直流出力電圧EO2を生
成する。なお、この場合には、直流出力電圧EO1及び直
流出力電圧EO2は制御回路1に対しても分岐して入力さ
れる。制御回路1においては、直流出力電圧EO1を検出
電圧として利用し、直流出力電圧EO2を制御回路1の動
作電源として利用する。On the secondary side of the insulated converter transformer PIT shown in FIG. 1, a center tap is provided for the secondary winding N2, and the rectifier diodes DO1, DO2, D
By connecting O3, DO4 and smoothing capacitors CO1, CO2 as shown in the figure, a set of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] and a set of [rectifier diodes DO3, DO4, smoothing capacitor CO2] are obtained. Two sets of full wave rectifier circuits are provided. The full-wave rectifier circuit composed of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] has a DC output voltage EO1.
And a full-wave rectifier circuit composed of [rectifier diodes DO3, DO4, smoothing capacitor CO2] generates a DC output voltage EO2. In this case, the DC output voltage EO1 and the DC output voltage EO2 are also branched and input to the control circuit 1. In the control circuit 1, the DC output voltage EO1 is used as a detection voltage, and the DC output voltage EO2 is used as an operation power supply of the control circuit 1.
【0013】制御回路1は、例えば二次側の直流電圧出
力EO1のレベルに応じてそのレベルが可変される直流電
流を、制御電流としてドライブトランスPRTの制御巻
線NC に供給することにより後述するようにして定電圧
制御を行う。The control circuit 1 supplies a DC current whose level varies in accordance with the level of the DC voltage output EO1 on the secondary side to the control winding NC of the drive transformer PRT as a control current, as will be described later. The constant voltage control is performed as described above.
【0014】上記構成による電源回路のスイッチング動
作としては、先ずスイッチPSにより商用交流電源が投
入されると、例えば起動抵抗RS1、RS2を介してスイッ
チング素子Q1 、Q2 のベースに起動電流が供給される
ことになるが、例えばスイッチング素子Q1 が先にオン
となったとすれば、スイッチング素子Q2 はオフとなる
ように制御される。そしてスイッチング素子Q1 の出力
として、共振電流検出巻線ND →一次巻線N1 →直列共
振コンデンサC1 に共振電流が流れるが、この共振電流
が0となる近傍でスイッチング素子Q2 がオン、スイッ
チング素子Q1がオフとなるように制御される。そし
て、スイッチング素子Q2 を介して先とは逆方向の共振
電流が流れる。以降、スイッチング素子Q1 、Q2 が交
互にオンとなる自励式のスイッチング動作が開始され
る。このように、平滑コンデンサCiの端子電圧を動作
電源としてスイッチング素子Q1 、Q2 が交互に開閉を
繰り返すことによって、絶縁コンバータトランスPIT
の一次巻線N1 に共振電流波形に近いドライブ電流を供
給し、二次巻線N2に交番出力を得る。In the switching operation of the power supply circuit having the above configuration, when a commercial AC power supply is first turned on by the switch PS, a starting current is supplied to the bases of the switching elements Q1 and Q2 via the starting resistors RS1 and RS2, for example. That is, for example, if the switching element Q1 is turned on first, the switching element Q2 is controlled to be turned off. As an output of the switching element Q1, a resonance current flows through the resonance current detection winding ND → the primary winding N1 → the series resonance capacitor C1, and when the resonance current becomes zero, the switching element Q2 is turned on and the switching element Q1 is turned on. It is controlled to be off. Then, a resonance current flows in the opposite direction through the switching element Q2. Thereafter, a self-excited switching operation in which the switching elements Q1 and Q2 are turned on alternately is started. As described above, the switching elements Q1 and Q2 are alternately opened and closed by using the terminal voltage of the smoothing capacitor Ci as the operating power supply.
A drive current close to the resonance current waveform is supplied to the primary winding N1, and an alternating output is obtained to the secondary winding N2.
【0015】また、ドライブトランスPRTによる定電
圧制御は次のようにして行われる。例えば、交流入力電
圧レベルや負荷変動等に伴って二次側出力電圧EO1 が
上昇するように変動したとすると、前述のように制御巻
線NC に流れる制御電流のレベルも二次側出力電圧EO1
の上昇に応じて高くなるように制御される。この制御
電流によりドライブトランスPRTに発生する磁束の影
響で、ドライブトランスPRTにおいては飽和状態に近
付く傾向となって、駆動巻線NB1,NB2のインダクタン
スを低下させるように作用するが、これにより自励発振
回路の条件が変化してスイッチング周波数は高くなるよ
うに制御される。この電源回路では、直列共振コンデン
サC1 及び一次巻線N1 の直列共振回路の共振周波数よ
りも高い周波数領域でスイッチング周波数を設定してい
る(アッパーサイド制御)が、上記のようにしてスイッ
チング周波数が高くなると、直列共振回路の共振周波数
に対してスイッチング周波数が離れていくことになる。
これにより、スイッチング出力に対する直列共振回路の
共振インピーダンスは高くなる。The constant voltage control by the drive transformer PRT is performed as follows. For example, assuming that the secondary output voltage EO1 fluctuates so as to increase with the AC input voltage level or load fluctuation, the level of the control current flowing through the control winding NC as described above is also changed to the secondary output voltage EO1.
Is controlled so as to increase in accordance with the rise of. Under the influence of the magnetic flux generated in the drive transformer PRT by this control current, the drive transformer PRT tends to approach a saturation state, and acts to reduce the inductance of the drive windings NB1 and NB2. The switching frequency is controlled so as to increase by changing the condition of the oscillation circuit. In this power supply circuit, the switching frequency is set in a frequency region higher than the resonance frequency of the series resonance circuit of the series resonance capacitor C1 and the primary winding N1 (upper side control). Then, the switching frequency is separated from the resonance frequency of the series resonance circuit.
Thereby, the resonance impedance of the series resonance circuit with respect to the switching output increases.
【0016】このようにして共振インピーダンスが高く
なることで、一次側直列共振回路の一次巻線N1 に供給
されるドライブ電流が抑制される結果、二次側出力電圧
が抑制されることになって、定電圧制御が図られること
になる。なお、以降は上記のような方法による定電圧制
御方式を「スイッチング周波数制御方式」ということに
する。By increasing the resonance impedance in this way, the drive current supplied to the primary winding N1 of the primary series resonance circuit is suppressed, and as a result, the secondary output voltage is suppressed. , Constant voltage control is achieved. Hereinafter, the constant voltage control method using the above method will be referred to as “switching frequency control method”.
【0017】また、力率改善回路20による力率改善動
作は次のようになる。この図に示す力率改善回路20の
構成では、直列共振回路(N1,C1)に供給されたスイ
ッチング出力をチョークコイルLS 自体が有するとされ
る誘導性リアクタンスを介していわゆる磁気結合形で整
流電流経路に帰還するようにされる。The power factor improving operation by the power factor improving circuit 20 is as follows. In the configuration of the power factor correction circuit 20 shown in this figure, the switching output supplied to the series resonance circuit (N1, C1) is converted into a rectified current by a so-called magnetic coupling type through an inductive reactance assumed to be included in the choke coil LS itself. Return to the path.
【0018】上記のようにして帰還されたスイッチング
出力により、整流電流経路にはスイッチング周期の交番
電圧が重畳されることになるが、このスイッチング周期
の交番電圧の重畳分によって、高速リカバリ型ダイオー
ドD1 では整流電流をスイッチング周期で断続する動作
が得られることになり、この断続作用により見掛け上の
フィルタチョークコイルLN,チョークコイルLS のイ
ンダクタンスも上昇することになる。これにより、整流
出力電圧レベルが平滑コンデンサCiの両端電圧よりも
低いとされる期間にも平滑コンデンサCiへの充電電流
が流れるようにされる。この結果、交流入力電流の平均
的な波形が交流入力電圧の波形に近付くようにされて交
流入力電流の導通角が拡大される結果、力率改善が図ら
れることになる。The switching output fed back as described above causes the alternating voltage of the switching cycle to be superimposed on the rectified current path. The superimposed voltage of the switching cycle causes the high speed recovery type diode D1 to be superimposed. In this case, an operation of interrupting the rectified current in the switching cycle is obtained, and the apparent inductance of the filter choke coil LN and choke coil LS also increases due to the intermittent action. This allows the charging current to flow to the smoothing capacitor Ci even during a period in which the rectified output voltage level is lower than the voltage across the smoothing capacitor Ci. As a result, the average waveform of the AC input current is made closer to the waveform of the AC input voltage, and the conduction angle of the AC input current is increased. As a result, the power factor is improved.
【0019】図11は、先に本出願人により提案された
発明に基づいて構成することのできるスイッチング電源
回路の他の構成例を示す回路図である。この電源回路も
2本のスイッチング素子がハーフブリッジ結合された電
流共振形コンバータが備えられるが、その駆動方式につ
いては他励式とされている。また、この場合にも力率改
善を図るための力率改善回路が備えられた構成とされて
いる。なお、図10と同一部分については同一符号を付
して説明を省略する。FIG. 11 is a circuit diagram showing another example of the configuration of a switching power supply circuit that can be configured based on the invention previously proposed by the present applicant. This power supply circuit is also provided with a current resonance type converter in which two switching elements are half-bridge-coupled, and the drive system is separately excited. Also in this case, a power factor improving circuit for improving the power factor is provided. Note that the same parts as those in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
【0020】この図に示す一次側の電流共振形コンバー
タとしては、例えばMOS−FETとされる2石のスイ
ッチング素子Q11、Q12が備えられている。ここでは、
スイッチング素子Q11のドレインを整流平滑電圧Eiの
ラインと接続し、スイッチング素子Q11のソースとスイ
ッチング素子Q12のドレインを接続し、スイッチング
素子Q12のソースを一次側アースに接続することで、他
励式に対応したハーフブリッジ結合を得ている。これら
スイッチング素子Q11、Q12は、発振ドライブ回路2に
よって交互にオン/オフ動作が繰り返されるようにスイ
ッチング駆動されて、整流平滑電圧Eiを断続してスイ
ッチング出力とする。また、この場合には、各スイッチ
ング素子Q11、Q12のドレイン−ソース間に対して、図
に示す方向によって接続されるクランプダイオードDD
1、DD2が設けられる。The primary-side current resonance type converter shown in FIG. 1 includes two switching elements Q11 and Q12, for example, MOS-FETs. here,
By connecting the drain of the switching element Q11 to the line of the rectified and smoothed voltage Ei, connecting the source of the switching element Q11 and the drain of the switching element Q12, and connecting the source of the switching element Q12 to the primary side ground, it is compatible with the separately excited type. A half-bridge connection is obtained. These switching elements Q11 and Q12 are switching-driven by the oscillation drive circuit 2 so that on / off operations are alternately repeated, and intermittently output the rectified smoothed voltage Ei as a switching output. In this case, a clamp diode DD connected between the drain and source of each of the switching elements Q11 and Q12 in the direction shown in FIG.
1, DD2 are provided.
【0021】また、この場合には、スイッチング素子Q
11、Q12のソース−ドレインの接続点(スイッチング出
力点)に対して、絶縁コンバータトランスPITの一次
巻線N1 の一端を接続することで、一次巻線N1 に対し
てスイッチング出力を供給するようにされる。一次巻線
N1 の他端は、直列共振コンデンサC1を介して、次に
述べる力率改善回路21のフィルタチョークコイルLN
と高速リカバリ型ダイオードD1 のアノードとの接続点
に対して接続される。In this case, the switching element Q
11. By connecting one end of the primary winding N1 of the isolated converter transformer PIT to the source-drain connection point (switching output point) of Q12, the switching output is supplied to the primary winding N1. Is done. The other end of the primary winding N1 is connected via a series resonance capacitor C1 to a filter choke coil LN of a power factor improving circuit 21 described below.
And the anode of the high speed recovery type diode D1.
【0022】この場合にも、直列共振コンデンサC1 の
キャパシタンス及び一次巻線N1 を含む絶縁コンバータ
トランスPITの漏洩インダクタンス成分により、スイ
ッチング電源回路を電流共振形とするための直列共振回
路を形成している。Also in this case, a series resonance circuit for making the switching power supply circuit a current resonance type is formed by the capacitance of the series resonance capacitor C1 and the leakage inductance component of the insulating converter transformer PIT including the primary winding N1. .
【0023】この場合の制御回路1は、例えば直流出力
電圧EO1 の変動に対応したレベルの制御信号を発振ド
ライブ回路2に出力する。発振ドライブ回路2では制御
回路1から供給された制御信号に基づいて、発振ドライ
ブ回路2からスイッチング素子Q11,Q12の各ゲートに
供給するスイッチング駆動信号の周波数を変化させて、
スイッチング周波数を可変するようにしている。そし
て、この図に示す電源回路においても、図10に示した
電源回路と同様に、スイッチング周波数は直列共振周波
数よりも高い領域として設定されている。そして、例え
ば直流出力電圧EO1 が上昇すると、そのレベルに応じ
て、制御回路1はスイッチング周波数を高くするように
発振ドライブ回路2に対する制御を行う。これにより、
図10にて説明したのと同様にして定電圧制御が行われ
る。起動回路3は、電源投入直後に整流平滑ラインに得
られる電圧あるいは電流を検出して、発振ドライブ回路
2を起動させるために設けられるもので、絶縁コンバー
タトランスPITに追加的に巻装した巻線を整流して得
られる低レベルの直流電圧を動作電源として入力してい
る。In this case, the control circuit 1 outputs a control signal having a level corresponding to the fluctuation of the DC output voltage EO1 to the oscillation drive circuit 2, for example. The oscillation drive circuit 2 changes the frequency of the switching drive signal supplied from the oscillation drive circuit 2 to each gate of the switching elements Q11 and Q12 based on the control signal supplied from the control circuit 1,
The switching frequency is made variable. Also, in the power supply circuit shown in this figure, similarly to the power supply circuit shown in FIG. 10, the switching frequency is set as a region higher than the series resonance frequency. When the DC output voltage EO1 rises, for example, the control circuit 1 controls the oscillation drive circuit 2 to increase the switching frequency according to the level. This allows
Constant voltage control is performed in the same manner as described with reference to FIG. The starting circuit 3 is provided for detecting the voltage or current obtained on the rectifying / smoothing line immediately after the power is turned on, and for starting the oscillation drive circuit 2. Is input as an operation power supply.
【0024】この図に示す力率改善回路21では、ブリ
ッジ整流回路Diの正極出力端子と平滑コンデンサCi
の正極端子間に対して、フィルタチョークコイルLN −
高速リカバリ型ダイオードD1 が直列接続されて挿入さ
れる。ここで、フィルタコンデンサCN はフィルタチョ
ークコイルLN −高速リカバリ型ダイオードD1 の直列
接続回路に対して並列に設けられる。そして、このよう
な接続形態によっても、フィルタコンデンサCN はフィ
ルタチョークコイルLN と共にノーマルモードのローパ
スフィルタを形成している。また、共振コンデンサC3
は、高速リカバリ型ダイオードD1 に対して並列に設け
られる。ここでは詳しい説明は省略するが、例えば共振
コンデンサC3 は例えばフィルタチョークコイルLN 等
と共に並列共振回路を形成するようにされ、その共振周
波数は後述する直列共振回路の共振周波数とほぼ同等と
なるように設定される。これにより、負荷が軽くなった
ときの整流平滑電圧Eiの上昇を抑制する作用を有する
ものである。この力率改善回路21に対しては、先にも
述べたようにして、フィルタチョークコイルLN と高速
リカバリ型ダイオードD1 のアノードとの接続点に対し
て直列共振回路(N1,C1)の端部が接続される。In the power factor correction circuit 21 shown in this figure, the positive output terminal of the bridge rectification circuit Di and the smoothing capacitor Ci
Of the filter choke coil LN−
A fast recovery diode D1 is inserted in series. Here, the filter capacitor CN is provided in parallel with the series connection circuit of the filter choke coil LN and the high-speed recovery type diode D1. Also in this connection form, the filter capacitor CN forms a normal mode low-pass filter together with the filter choke coil LN. The resonance capacitor C3
Are provided in parallel with the high-speed recovery type diode D1. Although a detailed description is omitted here, for example, the resonance capacitor C3 forms a parallel resonance circuit together with, for example, the filter choke coil LN and the like, so that its resonance frequency is substantially equal to the resonance frequency of the series resonance circuit described later. Is set. This has the effect of suppressing an increase in the rectified smoothed voltage Ei when the load is reduced. As described above, the power factor improving circuit 21 is connected to the end of the series resonance circuit (N1, C1) with respect to the connection point between the filter choke coil LN and the anode of the fast recovery type diode D1. Is connected.
【0025】このような接続形態では、一次巻線N1 に
得られるスイッチング出力は、直列共振コンデンサC1
の静電容量結合を介して、スイッチング出力を整流電流
経路に帰還されることになる。この場合には、フィルタ
チョークコイルLN と高速リカバリ型ダイオードD1の
アノードとの接続点に対して、一次巻線N1に得られた
共振電流が流れるように帰還されて、スイッチング出力
が印加されることになる。In such a connection form, the switching output obtained on the primary winding N1 is connected to the series resonance capacitor C1.
The switching output is fed back to the rectified current path through the capacitive coupling of the switch. In this case, the switching output is applied to the connection point between the filter choke coil LN and the anode of the fast recovery diode D1 so that the resonance current obtained in the primary winding N1 flows. become.
【0026】上記のようにしてスイッチング出力が帰還
されることで、整流電流経路にはスイッチング周期の交
番電圧が重畳されることになるが、このスイッチング周
期の交番電圧の重畳分によって、高速リカバリ型ダイオ
ードD1 では整流電流をスイッチング周期で断続する動
作が得られることになり、この断続作用により見掛け上
のフィルタチョークコイルLN のインダクタンスも上昇
することになる。また、共振コンデンサC3にはスイッ
チング周期の電流が流れることでその両端に電圧が発生
するが、整流平滑電圧Eiのレベルは、この共振コンデ
ンサC3の両端電圧だけ引き下げられることになる。こ
れにより、整流出力電圧レベルが平滑コンデンサCiの
両端電圧よりも低いとされる期間にも平滑コンデンサC
iへの充電電流が流れるようにされる。この結果、交流
入力電流の平均的な波形が交流入力電圧の波形に近付く
ようにされて交流入力電流の導通角が拡大され、やはり
力率改善が図られることになる。As the switching output is fed back as described above, the alternating voltage of the switching cycle is superimposed on the rectified current path. In the diode D1, an operation of interrupting the rectified current in the switching cycle is obtained, and the apparent inductance of the filter choke coil LN also increases due to the interrupting action. Further, a voltage is generated at both ends of the resonance capacitor C3 when a current of a switching period flows through the resonance capacitor C3. However, the level of the rectified smoothed voltage Ei is reduced by the voltage across the resonance capacitor C3. Accordingly, even during the period when the rectified output voltage level is lower than the voltage across the smoothing capacitor Ci, the smoothing capacitor C
The charging current to i flows. As a result, the average waveform of the AC input current is made closer to the waveform of the AC input voltage, the conduction angle of the AC input current is expanded, and the power factor is also improved.
【0027】このように、上記図10及び図11に示し
た電源回路では力率改善回路(20,21)を備えるこ
とで、力率改善を図ることが出来るが、これらの図に示
した力率改善回路は、少ない部品点数によって形成され
ているため、高効率、低ノイズ、小型軽量、低コストに
より、力率改善を図ることができるというメリットを有
している。As described above, in the power supply circuits shown in FIGS. 10 and 11, the power factor can be improved by providing the power factor improvement circuits (20, 21). Since the power factor improving circuit is formed with a small number of components, it has the advantage that the power factor can be improved with high efficiency, low noise, small size, light weight, and low cost.
【0028】[0028]
【発明が解決しようとする課題】ここで、図12に、上
記図10及び図11に示した電源回路についての、スイ
ッチPSが交流入力電圧VACのピーク時にオンした場合
の、交流入力電流IACの時間変化を示している。交流入
力電圧VACのピーク時にスイッチPSがオンされると、
ブリッジ整流回路Di、フィルタチョークコイルLN 、
高速リカバリ型ダイオードD1、チョークコイルLS を
介して、100A以上の過大な突入充電電流が平滑コン
デンサCiに流れ、ブリッジ整流回路Di、高速リカバ
リ型ダイオードD1、平滑コンデンサCiの最大許容電
流をオーバーし、破壊に至ることがある。このため、図
10及び図11に示したように、交流ラインに大容量の
低抵抗とされる突入電流制限抵抗Riが挿入され、図1
2に示すように突入充電電流が50A以下になるように
制限している。Here, FIG. 12 shows the relationship between the AC input current IAC and the power supply circuit shown in FIGS. 10 and 11 when the switch PS is turned on at the peak of the AC input voltage VAC. The time change is shown. When the switch PS is turned on at the peak of the AC input voltage VAC,
Bridge rectifier circuit Di, filter choke coil LN,
An excessive rush charging current of 100 A or more flows to the smoothing capacitor Ci through the fast recovery type diode D1 and the choke coil LS, and exceeds the maximum allowable current of the bridge rectifier circuit Di, the high speed recovery type diode D1, and the smoothing capacitor Ci. May lead to destruction. For this reason, as shown in FIGS. 10 and 11, a large-capacity and low-resistance inrush current limiting resistor Ri is inserted into the AC line, and FIG.
As shown in FIG. 2, the inrush charging current is limited to 50 A or less.
【0029】ところが、負荷電力が200W以上の重負
荷の場合は、電力損失が増加し、効率が低下する。AC
100V系では、突入電流制限抵抗Riを、1Ω/30
Wの大型のセメント抵抗などによって図12に示すよう
に時点t=0において交流入力電流IAC=50Aで、時
点t=60(msec)において交流入力電流IAC=5
Aの定格状態となるが、電力損失によって電力変換効率
が低下することになる。However, when the load power is a heavy load of 200 W or more, the power loss increases and the efficiency decreases. AC
In the 100V system, the inrush current limiting resistor Ri is set to 1Ω / 30
As shown in FIG. 12, the AC input current IAC = 50 A at time t = 0 and the AC input current IAC = 5 at time t = 60 (msec) due to the large cement resistance of W, etc.
Although the state becomes the rated state of A, the power conversion efficiency decreases due to the power loss.
【0030】また、その対策として、スイッチPSのオ
ン後の1秒経過時に電磁パワーリレー、或いはサイリス
タ、トライアック等の半導体スイッチによって、突入電
流制限抵抗Riを短絡し、電力損失を低減する方式もあ
る。ところがこの場合は、電磁パワーリレー或いは半導
体スイッチ、及びその周辺回路素子を設けるによって、
構成部品点数やコスト面の点で難点がある。As a countermeasure, there is also a method in which the rush current limiting resistor Ri is short-circuited by an electromagnetic power relay or a semiconductor switch such as a thyristor or a triac one second after the switch PS is turned on, thereby reducing power loss. . However, in this case, by providing an electromagnetic power relay or a semiconductor switch and its peripheral circuit elements,
There are difficulties in terms of the number of components and cost.
【0031】また、図13には、交流入力電圧VACと力
率PFとの関係が示されている。ここでは、最大負荷電
力Pomax=120W時と、最小負荷電力Pomin=40
W時の各条件での下での特性が示されている。この図に
示されるように、力率PFは、交流入力電圧VACが上昇
するのに応じて、力率PFは比例的に低下していくこと
が分かる。また、最小負荷電力Pomin=40W時の条
件での力率PFとしては、最大負荷電力Pomax=12
0Wよりも低い力率となっている。つまり、交流入力電
圧VACや負荷電力Poの変動によって、力率PFが低下
する。これは、交流入力電圧VACや負荷条件が指定され
ている家電機器、例えばカラーテレビジョン受像機など
では問題ないが、交流入力電圧VACや負荷条件の変動が
ありうる事務機器や情報機器では、これらの電源回路が
採用できないことを意味する。FIG. 13 shows the relationship between the AC input voltage VAC and the power factor PF. Here, the maximum load power Pomax = 120 W and the minimum load power Pomin = 40
The characteristics under each condition at the time of W are shown. As shown in this figure, it can be seen that the power factor PF decreases proportionally as the AC input voltage VAC increases. As the power factor PF under the condition of the minimum load power Pomin = 40 W, the maximum load power Pomax = 12
The power factor is lower than 0W. That is, the power factor PF decreases due to fluctuations in the AC input voltage VAC and the load power Po. This is not a problem in home electric appliances in which the AC input voltage VAC and load conditions are specified, such as a color television receiver, but in office equipment and information equipment in which the AC input voltage VAC and load conditions may fluctuate. Means that the power supply circuit cannot be used.
【0032】上記図13に示した特性は、動作波形とし
ては図14のようにして示される。ここで、図14
(a)(b)には、交流入力電圧VAC=100Vで最大
負荷電力Pomax=120W時の交流入力電圧VAC、交
流入力電流IACが示され、図14(c)(d)には、交
流入力電圧VAC=100Vで最小負荷電力Pomin=4
0W時の交流入力電圧VAC、交流入力電流IACが示され
ている。交流入力電圧VACの半周期が10msであると
して、最大負荷電力Pomax=120W時には、交流入
力電流IACの導通期間τは実際には5ms程度とされ
て、力率としてはPF=0.85となる。これに対し
て、最小負荷電力Pomin=40W時には、交流入力電
流IACの導通期間τは2.5ms程度にまで短くなり、
力率としてはPF=0.65程度にまで低下する。この
最小負荷電力Pomin=40W時に得られる力率PFの
値では、実用上要求される力率としての値を満足しない
場合がある。The characteristics shown in FIG. 13 are shown as operating waveforms as shown in FIG. Here, FIG.
FIGS. 14A and 14B show the AC input voltage VAC and the AC input current IAC when the AC input voltage VAC = 100 V and the maximum load power Pomax = 120 W. FIGS. Minimum load power Pomin = 4 at voltage VAC = 100V
The AC input voltage VAC and the AC input current IAC at 0 W are shown. Assuming that the half cycle of the AC input voltage VAC is 10 ms, when the maximum load power Pomax is 120 W, the conduction period τ of the AC input current IAC is actually about 5 ms, and the power factor is PF = 0.85. . On the other hand, when the minimum load power Pomin = 40 W, the conduction period τ of the AC input current IAC is reduced to about 2.5 ms,
The power factor drops to about PF = 0.65. The value of the power factor PF obtained when the minimum load power Pomin = 40 W may not satisfy the value as the power factor required for practical use.
【0033】[0033]
【課題を解決するための手段】そこで本発明は上記した
課題を考慮して、スイッチング電源回路として次のよう
に構成する。つまり、商用交流電源を入力して整流する
整流ダイオードと平滑コンデンサにより整流平滑電圧を
生成する整流平滑手段と、疎結合とされる所要の結合係
数が得られるようにギャップが形成され一次側出力を二
次側に伝送するために設けられる絶縁コンバータトラン
スと、上記整流平滑電圧をスイッチング素子により断続
して上記絶縁コンバータトランスの一次巻線に出力する
ようにされたスイッチング手段と、少なくとも上記絶縁
コンバータトランスの一次巻線を含む漏洩インダクタン
ス成分と並列共振コンデンサのキャパシタンスとによっ
て形成されて上記スイッチング手段の動作を電圧共振形
とする一次側並列共振回路と、上記一次巻線に得られる
スイッチング出力を磁気結合又は静電容量結合により整
流電流経路に帰還しこの帰還されたスイッチング出力に
基づいて整流電流を断続することよって力率改善を図る
ようにされた力率改善手段と、上記力率改善手段の前段
に配され、電源投入時において上記平滑コンデンサへの
突入電流を制限することができるようにトランジスタを
用いて形成されたソフトスイッチ手段と、上記絶縁コン
バータトランスの二次巻線の漏洩インダクタンス成分と
二次側共振コンデンサのキャパシタンスとによって二次
側において形成される二次側共振回路と、上記二次側共
振回路を含んで形成され上記絶縁コンバータトランスの
二次巻線に得られる交番電圧を入力して整流動作を行っ
て二次側直流出力電圧を生成するように構成された直流
出力電圧生成手段と、上記二次側直流出力電圧のレベル
に応じて上記スイッチング手段のスイッチング周波数を
可変制御することで二次側直流出力電圧に対する定電圧
制御を行うように構成された定電圧制御手段とを備える
ようにする。In view of the above-mentioned problems, the present invention is configured as a switching power supply circuit as follows. In other words, a rectifying diode for inputting and rectifying commercial AC power and a rectifying / smoothing means for generating a rectified / smoothed voltage by a smoothing capacitor, and a gap are formed so as to obtain a required coupling coefficient that is loosely coupled, and a primary-side output is formed. An insulating converter transformer provided for transmission to a secondary side, switching means for intermittently outputting the rectified smoothed voltage by a switching element and outputting the rectified smoothed voltage to a primary winding of the insulating converter transformer, and at least the insulating converter transformer A primary-side parallel resonance circuit formed by a leakage inductance component including the primary winding and the capacitance of the parallel resonance capacitor and making the operation of the switching means a voltage resonance type; and magnetically coupling a switching output obtained in the primary winding. Or, it returns to the rectification current path by capacitive coupling and this feedback Power factor improving means for improving the power factor by intermittently commutating a rectified current based on the switching output, and a rush current to the smoothing capacitor which is arranged at a stage preceding the power factor improving means and which is turned on when the power is turned on. Is formed on the secondary side by a soft switch means formed by using a transistor so as to limit the leakage inductance component of the secondary winding of the insulated converter transformer and the capacitance of the secondary side resonance capacitor. A secondary-side resonance circuit and an alternating voltage formed including the secondary-side resonance circuit and obtained in a secondary winding of the insulated converter transformer are input and rectified to generate a secondary-side DC output voltage. DC output voltage generating means configured as described above, and a switching circuit of the switching means according to the level of the secondary DC output voltage. So as to comprise a constant voltage control means arranged to by variably controlling the number performs constant voltage control for the secondary side DC output voltage.
【0034】また、上記ソフトスイッチ手段は、上記整
流ダイオードの正極側に接続されたNPNトランジスタ
と、上記NPNトランジスタのコレクタ−ベース間に配
された抵抗と、上記NPNトランジスタのベースとアー
スの間に配されたコンデンサとを有して形成されるよう
にする。或いは上記ソフトスイッチ手段は、上記整流ダ
イオードの負極側に接続されたPNPトランジスタと、
上記PNPトランジスタのコレクタ−ベース間に配され
た抵抗と、上記PNPトランジスタのベースとアースの
間に配されたコンデンサとを有して形成されるようにす
る。The soft switch means includes an NPN transistor connected to the positive electrode of the rectifier diode, a resistor arranged between the collector and base of the NPN transistor, and a resistor connected between the base of the NPN transistor and ground. And a capacitor arranged. Alternatively, the soft switch means includes a PNP transistor connected to a negative electrode side of the rectifier diode,
It is formed to have a resistor disposed between the collector and the base of the PNP transistor and a capacitor disposed between the base and the ground of the PNP transistor.
【0035】上記構成によれば、トランジスタを用いた
ソフトスイッチ手段により、電源投入時の突入電流を制
限することができ、これによって交流入力ラインに大容
量低抵抗の電流制限抵抗を設けることや、電流制限抵抗
を短絡する回路を電磁リレー或いはサイリスタ・トライ
アック等により形成して効率改善をはかるといったこと
は不要となる。According to the above configuration, the inrush current at the time of turning on the power can be limited by the soft switch means using the transistor, whereby a large-capacity low-resistance current limiting resistor can be provided on the AC input line. It is not necessary to improve the efficiency by forming a circuit for short-circuiting the current limiting resistor by using an electromagnetic relay, a thyristor, or a triac.
【0036】[0036]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1の実施の形
態としてのスイッチング電源回路の構成を示す回路図で
ある。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
【0037】この図に示す電源回路においては、商用交
流電源(交流入力電圧VAC)を入力して直流入力電圧を
得るための整流平滑回路として、ブリッジ整流回路Di
及び平滑コンデンサCiからなる全波整流回路が備えら
れ、交流入力電圧VACの1倍のレベルに対応する整流平
滑電圧Eiを生成するようにされる。スイッチPSは電
源投入スイッチである。なお、この整流平滑回路に対し
ては、その交流入力ラインに対して図10、図11に示
したような突入電流制限抵抗(Ri)は挿入されない。
そして電源投入時に平滑コンデンサCiに流入する突入
電流を抑制するためには、ブリッジ整流回路Diの正極
側と力率改善回路10の間にソフトスイッチ回路13が
設けられている。詳しくは後述する。In the power supply circuit shown in this figure, a bridge rectification circuit Di is used as a rectification smoothing circuit for receiving a commercial AC power supply (AC input voltage VAC) and obtaining a DC input voltage.
And a full-wave rectifier circuit composed of a smoothing capacitor Ci, and generates a rectified smoothed voltage Ei corresponding to a level that is one time the AC input voltage VAC. The switch PS is a power-on switch. In this rectifying and smoothing circuit, the inrush current limiting resistor (Ri) as shown in FIGS. 10 and 11 is not inserted into the AC input line.
To suppress the inrush current flowing into the smoothing capacitor Ci when the power is turned on, a soft switch circuit 13 is provided between the positive electrode of the bridge rectifier circuit Di and the power factor correction circuit 10. Details will be described later.
【0038】この図に示す電源回路の一次側には、電圧
共振形のスイッチングコンバータ(電圧共振型コンバー
タ)が設けられる。そして、この電圧共振型コンバータ
に対して力率改善回路10が備えられるものである。力
率改善回路10の構成については後述し、先ず電圧共振
形コンバータの構成について説明する。ここでの電圧共
振形コンバータは、1石のスイッチング素子Q1 を備え
た自励式の構成を採っている。この場合、スイッチング
素子Q1には、高耐圧のバイポーラトランジスタ(BJ
T;接合型トランジスタ)が採用されている。A voltage resonance type switching converter (voltage resonance type converter) is provided on the primary side of the power supply circuit shown in FIG. A power factor improving circuit 10 is provided for this voltage resonance type converter. The configuration of the power factor improving circuit 10 will be described later, and first, the configuration of the voltage resonance type converter will be described. Here, the voltage resonance type converter employs a self-excited configuration including one switching element Q1. In this case, the switching element Q1 includes a high withstand voltage bipolar transistor (BJ).
T: junction type transistor).
【0039】スイッチング素子Q1 のベースは、起動抵
抗RS を介して平滑コンデンサCi(整流平滑電圧E
i)の正極側に接続されて、起動時のベース電流が整流
平滑ラインから得られるようにしている。また、スイッ
チング素子Q1 のベースと一次側アース間には駆動巻線
NB,共振コンデンサCB ,ベース電流制限抵抗RB の
直列接続回路よりなる自励発振駆動用の共振回路(自励
発振駆動回路)が接続される。また、スイッチング素子
Q1 のベースと平滑コンデンサCiの負極(1次側アー
ス)間に挿入されるクランプダイオードDD により、ス
イッチング素子Q1 のオフ時に流れるクランプ電流の経
路を形成するようにされている。スイッチング素子Q1
のコレクタは、一次巻線N1−検出巻線NDの直列接続を
介して平滑コンデンサCiの正極端子と接続される。エ
ミッタは一次側アースに接地される。The base of the switching element Q1 is connected to a smoothing capacitor Ci (rectified smoothing voltage E) via a starting resistor RS.
It is connected to the positive electrode side of i) so that the base current at the time of starting can be obtained from the rectification smoothing line. Between the base of the switching element Q1 and the primary side ground, a resonance circuit (self-excited oscillation drive circuit) for driving self-oscillation composed of a series connection circuit of a drive winding NB, a resonance capacitor CB, and a base current limiting resistor RB. Connected. The clamp diode DD inserted between the base of the switching element Q1 and the negative electrode (primary ground) of the smoothing capacitor Ci forms a path for a clamp current flowing when the switching element Q1 is off. Switching element Q1
Is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci through a series connection of the primary winding N1 and the detection winding ND. The emitter is grounded to the primary side ground.
【0040】また、上記スイッチング素子Q1 のコレク
タ−エミッタ間に対しては、直列接続されたコンデンサ
Cr1、Cr2が、並列共振コンデンサとして接続され
ている。この並列共振コンデンサCr(Cr1、Cr
2)は、自身のキャパシタンスと、後述する絶縁コンバ
ータトランスPITの一次巻線N1側のリーケージイン
ダクタンスL1とにより電圧共振形コンバータの一次側
並列共振回路を形成する。そして、ここでは詳しい説明
を省略するが、スイッチング素子Q1 のオフ時には、こ
の並列共振回路の作用によって共振コンデンサCr(C
r1、Cr2)の両端電圧は、実際には正弦波状のパル
ス波形となって電圧共振形の動作が得られるようになっ
ている。Further, between the collector and the emitter of the switching element Q1, capacitors Cr1 and Cr2 connected in series are connected as parallel resonance capacitors. This parallel resonance capacitor Cr (Cr1, Cr
2) forms a primary parallel resonance circuit of a voltage resonance type converter by its own capacitance and a leakage inductance L1 on a primary winding N1 side of an insulating converter transformer PIT described later. Although the detailed description is omitted here, when the switching element Q1 is turned off, the resonance capacitor Cr (C
The voltage between both ends of r1, Cr2) is actually a sinusoidal pulse waveform so that a voltage resonance type operation can be obtained.
【0041】この図に示す直交型制御トランスPRT
は、検出巻線ND,駆動巻線NB,及び制御巻線NCが巻
装された可飽和リアクトルである。この直交型トランス
PRTは、スイッチング素子Q1を駆動すると共に、定
電圧制御のために設けられる。この直交型制御トランス
PRTの構造としては、図示は省略するが、4本の磁脚
を有する2つのダブルコの字型コアの互いの磁脚の端部
を接合するようにして立体型コアを形成する。そして、
この立体型コアの所定の2本の磁脚に対して、同じ巻回
方向に検出巻線ND,駆動巻線NBを巻装し、更に制御巻
線NCを、上記検出巻線ND,駆動巻線NBに対して直交
する方向に巻装して構成される。The orthogonal control transformer PRT shown in FIG.
Is a saturable reactor on which a detection winding ND, a drive winding NB, and a control winding NC are wound. The orthogonal transformer PRT drives the switching element Q1 and is provided for constant voltage control. As the structure of the orthogonal control transformer PRT, although not shown, a three-dimensional core is formed by joining the ends of the two magnetic legs of two double U-shaped cores having four magnetic legs. I do. And
The detection winding ND and the drive winding NB are wound around the predetermined two magnetic legs of the three-dimensional core in the same winding direction, and the control winding NC is further connected to the detection winding ND and the drive winding ND. It is configured by being wound in a direction orthogonal to the line NB.
【0042】この場合、直交型制御トランスPRT(周
波数可変手段)の検出巻線NDは、後述する、絶縁コン
バータトランスPITの一次巻線N1と直列に接続され
ていることで、スイッチング素子Q1のスイッチング出
力は、一次巻線N1を介して検出巻線NDに伝達される。
直交型制御トランスPRTにおいては、検出巻線NDに
得られたスイッチング出力がトランス結合を介して駆動
巻線NBに励起されることで、駆動巻線NBにはドライブ
電圧としての交番電圧が発生する。このドライブ電圧
は、自励発振駆動回路を形成する直列共振回路(NB,
CB)からベース電流制限抵抗RBを介して、ドライブ電
流としてスイッチング素子Q1のベースに出力される。
これにより、スイッチング素子Q1は、直列共振回路
(NB,CB)の共振周波数により決定されるスイッチン
グ周波数でスイッチング動作を行うことになる。In this case, the detection winding ND of the orthogonal control transformer PRT (frequency variable means) is connected in series with the primary winding N1 of the insulation converter transformer PIT, which will be described later, so that the switching of the switching element Q1 is performed. The output is transmitted to the detection winding ND via the primary winding N1.
In the orthogonal control transformer PRT, the switching output obtained on the detection winding ND is excited by the drive winding NB via the transformer coupling, so that an alternating voltage as a drive voltage is generated on the drive winding NB. . This drive voltage is applied to a series resonance circuit (NB,
CB) is output to the base of the switching element Q1 as a drive current via the base current limiting resistor RB.
As a result, the switching element Q1 performs a switching operation at a switching frequency determined by the resonance frequency of the series resonance circuit (NB, CB).
【0043】本実施の形態の絶縁コンバータトランスP
ITは、図2に示すように、例えばフェライト材による
E型コアCR1、CR2を互いの磁脚が対向するように
組み合わせたEE型コアが備えられ、このEE型コアの
中央磁脚に対して、分割ボビンBを利用して一次巻線N
1と二次巻線N2をそれぞれ分割した状態で巻装してい
る。そして、中央磁脚に対しては図のようにギャップG
を形成するようにしている。これによって、所要の結合
係数による疎結合が得られるようにしている。ギャップ
Gは、E型コアCR1,CR2の中央磁脚を、2本の外
磁脚よりも短く形成することで形成することが出来る。
また、結合係数kとしては、例えばk≒0.85という
疎結合の状態を得るようにしており、その分、飽和状態
が得られにくいようにしている。Insulated converter transformer P of the present embodiment
As shown in FIG. 2, the IT is provided with an EE-type core in which E-type cores CR1 and CR2 made of, for example, a ferrite material are combined so that their magnetic legs face each other. , The primary winding N using the divided bobbin B
1 and the secondary winding N2 are wound separately. As shown in the figure, the gap G
Is formed. As a result, loose coupling with a required coupling coefficient can be obtained. The gap G can be formed by forming the central magnetic legs of the E-shaped cores CR1 and CR2 shorter than the two outer magnetic legs.
The coupling coefficient k is set to a loosely coupled state of, for example, k ≒ 0.85, so that a saturated state is hardly obtained.
【0044】上記絶縁コンバ−タトランスPITの一次
巻線N1の一端は、スイッチング素子Q1 のコレクタと
接続され、他端側は検出巻線NDの直列接続を介して平
滑コンデンサCiの正極(整流平滑電圧Ei)と接続さ
れている。One end of the primary winding N1 of the insulating converter transformer PIT is connected to the collector of the switching element Q1, and the other end is connected to the positive electrode (rectified smoothing voltage) of the smoothing capacitor Ci through a series connection of the detecting winding ND. Ei).
【0045】絶縁コンバ−タトランスPITの二次側で
は、一次巻線N1 により誘起された交番電圧が二次巻線
N2に発生する。この場合、二次巻線N2に対しては、二
次側並列共振コンデンサC2 が並列に接続されること
で、二次巻線N2のリーケージインダクタンスL2と二次
側並列共振コンデンサC2のキャパシタンスとによって
並列共振回路が形成される。この並列共振回路により、
二次巻線N2に励起される交番電圧は共振電圧となる。
つまり二次側において電圧共振動作が得られる。On the secondary side of the insulating converter transformer PIT, an alternating voltage induced by the primary winding N1 is generated in the secondary winding N2. In this case, the secondary parallel resonance capacitor C2 is connected in parallel to the secondary winding N2, so that the leakage inductance L2 of the secondary winding N2 and the capacitance of the secondary parallel resonance capacitor C2 are determined. A parallel resonance circuit is formed. With this parallel resonance circuit,
The alternating voltage excited by the secondary winding N2 becomes a resonance voltage.
That is, a voltage resonance operation is obtained on the secondary side.
【0046】即ち、この電源回路では、一次側にはスイ
ッチング動作を電圧共振形とするための並列共振回路が
備えられ、二次側にも、電圧共振動作を得るための並列
共振回路が備えられる。なお、本明細書では、このよう
に一次側及び二次側に対して共振回路が備えられて動作
する構成のスイッチングコンバータについては、「複合
共振形スイッチングコンバータ」ともいうことにする。That is, in this power supply circuit, the primary side is provided with a parallel resonance circuit for performing a voltage resonance type switching operation, and the secondary side is provided with a parallel resonance circuit for obtaining a voltage resonance operation. . In the present specification, such a switching converter configured to operate with a resonance circuit provided on the primary side and the secondary side is also referred to as a “composite resonance type switching converter”.
【0047】この場合、上記ようにして形成される二次
側の並列共振回路に対しては、二次巻線N2に対してタ
ップを設けた上で、整流ダイオードDO1,DO2,DO3,
DO4及び平滑コンデンサCO1,CO2を図のように接続す
ることで、[整流ダイオードDO1,DO2,平滑コンデン
サCO1]の組と、[整流ダイオードDO3,DO4,平滑コ
ンデンサCO2]の組とによる、2組の全波整流回路が設
けられる。[整流ダイオードDO1,DO2,平滑コンデン
サCO1]から成る全波整流回路は直流出力電圧EO1を生
成し、[整流ダイオードDO3,DO4,平滑コンデンサC
O2]から成る全波整流回路は直流出力電圧EO2を生成す
る。なお、この場合には、直流出力電圧EO1及び直流出
力電圧EO2は制御回路1に対しても分岐して入力され
る。制御回路1においては、直流出力電圧EO1を検出電
圧として利用し、直流出力電圧EO2を制御回路1の動作
電源として利用する。In this case, for the secondary side parallel resonance circuit formed as described above, a tap is provided for the secondary winding N2, and then the rectifier diodes DO1, DO2, DO3,
By connecting DO4 and the smoothing capacitors CO1 and CO2 as shown in the figure, two sets of a set of [rectifying diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] and a set of [rectifying diodes DO3, DO4, smoothing capacitor CO2] are provided. Is provided. A full-wave rectifier circuit composed of [rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] generates a DC output voltage EO1, and generates a [rectifier diode DO3, DO4, smoothing capacitor CO1].
O2] generates a DC output voltage EO2. In this case, the DC output voltage EO1 and the DC output voltage EO2 are also branched and input to the control circuit 1. In the control circuit 1, the DC output voltage EO1 is used as a detection voltage, and the DC output voltage EO2 is used as an operation power supply of the control circuit 1.
【0048】制御回路1は、例えば二次側の直流電圧出
力EO1のレベルに応じてそのレベルが可変される直流電
流を、制御電流としてドライブトランスPRTの制御巻
線NC に供給することにより、後述のように定電圧制御
を行う。The control circuit 1 supplies, as a control current, a DC current whose level varies in accordance with the level of the DC voltage output EO1 on the secondary side to the control winding NC of the drive transformer PRT, as will be described later. The constant voltage control is performed as follows.
【0049】ところで、絶縁コンバータトランスPIT
においては、一次巻線N1 、二次巻線N2 の極性(巻方
向)と整流ダイオードDO (DO1、DO2、DO3、DO4)
の接続との関係によって、一次巻線N1 のインダクタン
スL1と二次巻線N2 のインダクタンスL2 との相互イ
ンダクタンスMについて、+Mとなる場合と−Mとなる
場合とがある。例えば、図3(a)に示す接続形態を採
る場合に相互インダクタンスは+M(加極性:フォワー
ド方式)となり、図3(b)に示す接続形態を採る場合
に相互インダクタンスは−M(減極性:フライバック方
式)となる。これを、図1に示す電源回路の二次側の動
作に対応させてみると、例えば二次巻線N2 に得られる
交番電圧が正極性のときに整流ダイオードDO1(DO3)
に整流電流が流れる動作は、+Mの動作モード(フォワ
ード方式)とみることができ、逆に、二次巻線N2 に得
られる交番電圧が負極性のときに整流ダイオードDO2
(DO4)に整流電流が流れる動作は、−Mの動作モード
(フライバック方式)であるとみることができる。即
ち、この電源回路では、二次巻線に得られる交番電圧が
正/負となるごとに、相互インダクタンスが+M/−M
のモードで動作することになる。By the way, the insulation converter transformer PIT
, The polarity (winding direction) of the primary winding N1 and the secondary winding N2 and the rectifier diode DO (DO1, DO2, DO3, DO4)
, The mutual inductance M between the inductance L1 of the primary winding N1 and the inductance L2 of the secondary winding N2 may be + M or -M. For example, when the connection configuration shown in FIG. 3A is adopted, the mutual inductance is + M (additive polarity: forward method), and when the connection configuration shown in FIG. 3B is employed, the mutual inductance is −M (depolarization: Flyback method). If this is made to correspond to the operation of the secondary side of the power supply circuit shown in FIG. 1, for example, when the alternating voltage obtained in the secondary winding N2 has a positive polarity, the rectifier diode DO1 (DO3)
Can be regarded as an operation mode of + M (forward system). Conversely, when the alternating voltage obtained in the secondary winding N2 has a negative polarity, the rectifier diode DO2
The operation in which the rectified current flows through (DO4) can be regarded as the -M operation mode (flyback method). That is, in this power supply circuit, each time the alternating voltage obtained in the secondary winding becomes positive / negative, the mutual inductance becomes + M / -M
Mode.
【0050】制御回路1では、二次側直流出力電圧レベ
ル(EO1)の変化に応じて、制御巻線NCに流す制御電
流(直流電流)レベルを可変することで、直交型制御ト
ランスPRTに巻装された駆動巻線NBのインダクタン
スLBを可変制御する。これにより、駆動巻線NBのイン
ダクタンスLBを含んで形成されるスイッチング素子Q1
のための自励発振駆動回路内の直列共振回路の共振条件
が変化する。これは、スイッチング素子Q1のスイッチ
ング周波数を可変する動作となるが、この動作によって
二次側直流出力電圧を安定化する作用を有する。The control circuit 1 varies the level of the control current (DC current) flowing through the control winding NC according to the change in the secondary-side DC output voltage level (EO1), thereby winding the control current to the orthogonal control transformer PRT. The inductance LB of the mounted drive winding NB is variably controlled. Thereby, the switching element Q1 formed including the inductance LB of the drive winding NB is formed.
The resonance condition of the series resonance circuit in the self-excited oscillation driving circuit for the above changes. This is an operation of varying the switching frequency of the switching element Q1, and this operation has an effect of stabilizing the secondary DC output voltage.
【0051】そしてこの図に示す回路においては、スイ
ッチング周波数を可変するのにあたり、スイッチング素
子Q1がオフとなる期間は一定としたうえで、オンとな
る期間を可変制御するようにしている。つまり、この電
源回路では、定電圧制御動作として、スイッチング周波
数を可変制御するように動作することで、スイッチング
出力に対する共振インピーダンス制御を行い、これと同
時に、スイッチング周期におけるスイッチング素子の導
通角制御(PWM制御)も行っているものと見ることが
出来る。そして、この複合的な制御動作を1組の制御回
路系によって実現している。ここで、スイッチング周波
数制御としては、例えば軽負荷の傾向になるなどして二
次側出力電圧が上昇したときに、スイッチング周波数を
高くすることで、二次側出力を抑制するように制御が行
われるものとされる。In the circuit shown in this figure, when the switching frequency is varied, the period during which the switching element Q1 is off is fixed, and the period during which the switching element Q1 is on is variably controlled. In other words, in this power supply circuit, as a constant voltage control operation, an operation is performed to variably control the switching frequency, thereby performing resonance impedance control on the switching output, and at the same time, controlling the conduction angle of the switching element in the switching cycle (PWM). Control). This complex control operation is realized by a set of control circuit systems. Here, as the switching frequency control, when the secondary output voltage increases due to, for example, a tendency toward light load, the control is performed so as to suppress the secondary output by increasing the switching frequency. It is supposed to be done.
【0052】続いて、力率改善回路10の構成について
説明する。この図に示す力率改善回路10においては、
ブリッジ整流回路Diの正極出力端子に対して、ソフト
スイッチ回路13を介して、高速リカバリ型ダイオード
D1 −チョークコイルLSが直列に接続される。チョー
クコイルLSの端部は平滑コンデンサCiの正極端子に
接続される。フィルタコンデンサCN は高速リカバリ型
ダイオードD1 のアノード側と平滑コンデンサCiの正
極端子間に対して挿入されることで、ノーマルモードの
ローパスフィルタを形成している。Next, the configuration of the power factor improving circuit 10 will be described. In the power factor correction circuit 10 shown in FIG.
A high-speed recovery diode D1 and a choke coil LS are connected in series to a positive output terminal of the bridge rectifier circuit Di via a soft switch circuit 13. The end of the choke coil LS is connected to the positive terminal of the smoothing capacitor Ci. The filter capacitor CN is inserted between the anode side of the high-speed recovery diode D1 and the positive terminal of the smoothing capacitor Ci to form a normal mode low-pass filter.
【0053】また、力率改善回路10に対しては、高速
リカバリ型ダイオードD1 のカソードとチョークコイル
LSの接続点に対して、上述した並列共振コンデンサを
構成する直列接続されたコンデンサCr1、Cr2の接
続点が接続されて、一次側並列共振回路に得られるスイ
ッチング出力(電圧共振パルス電圧)が帰還されるよう
にしている。In the power factor correction circuit 10, the connection of the series connected capacitors Cr1 and Cr2 constituting the parallel resonance capacitor to the connection point between the cathode of the high speed recovery type diode D1 and the choke coil LS is performed. The connection point is connected so that the switching output (voltage resonance pulse voltage) obtained in the primary side parallel resonance circuit is fed back.
【0054】このような力率改善回路10による力率改
善動作は、基本的には次のようになる。この図に示す力
率改善回路10の構成では、一次側並列共振回路に供給
されたスイッチング出力をチョークコイルLS 自体が有
するとされる誘導性リアクタンス(磁気結合)を介して
整流電流経路に帰還するようにされる。The power factor improving operation by the power factor improving circuit 10 is basically as follows. In the configuration of the power factor correction circuit 10 shown in this figure, the switching output supplied to the primary parallel resonance circuit is fed back to the rectified current path via an inductive reactance (magnetic coupling) assumed to be included in the choke coil LS itself. To be.
【0055】上記のようにして帰還されたスイッチング
出力により、整流電流経路にはスイッチング周期の交番
電圧が重畳されることになるが、このスイッチング周期
の交番電圧の重畳分によって、高速リカバリ型ダイオー
ドD1 では整流電流をスイッチング周期で断続する動作
が得られることになり、この断続作用により見掛け上の
チョークコイルLS のインダクタンスも上昇することに
なる。これにより、整流出力電圧レベルが平滑コンデン
サCiの両端電圧よりも低いとされる期間にも平滑コン
デンサCiへの充電電流が流れるようにされる。この結
果、交流入力電流の平均的な波形が交流入力電圧の波形
に近付くようにされて交流入力電流の導通角が拡大され
る結果、力率改善が図られることになる。The alternating voltage of the switching cycle is superimposed on the rectified current path by the switching output fed back as described above. The superimposed voltage of the switching cycle causes the high speed recovery type diode D1 to be superimposed. In this case, an operation of interrupting the rectified current in the switching cycle is obtained, and the apparent inductance of the choke coil LS also increases due to the interrupting action. This allows the charging current to flow to the smoothing capacitor Ci even during a period in which the rectified output voltage level is lower than the voltage across the smoothing capacitor Ci. As a result, the average waveform of the AC input current is made closer to the waveform of the AC input voltage, and the conduction angle of the AC input current is increased. As a result, the power factor is improved.
【0056】ここで本例では、上述したように一次側の
電圧共振形コンバータの一次側並列共振回路を形成する
並列共振コンデンサCrは、コンデンサCr1、Cr2
の直列接続により形成されており、コンデンサCr1、
Cr2の接続点が力率改善回路10の高速リカバリ型ダ
イオードD1のカソードに接続されている。従って、共
振コンデンサCr(Cr1、Cr2)の両端電圧として
あらわれる、電圧共振パルス電圧が、コンデンサCr
1、Cr2の静電容量比によって分圧され、高速リカバ
リ型ダイオードD1とチョークコイルLSの接続点に帰還
される電圧帰還方式としての回路系が形成されている。Here, in this example, as described above, the parallel resonance capacitors Cr forming the primary side parallel resonance circuit of the primary side voltage resonance type converter are capacitors Cr1 and Cr2.
Are connected in series, and the capacitors Cr1,
The connection point of Cr2 is connected to the cathode of the high-speed recovery type diode D1 of the power factor correction circuit 10. Therefore, the voltage resonance pulse voltage, which appears as the voltage across the resonance capacitor Cr (Cr1, Cr2),
1, a circuit system is formed as a voltage feedback system in which the voltage is divided by the capacitance ratio of Cr2 and fed back to the connection point between the high-speed recovery type diode D1 and the choke coil LS.
【0057】コンデンサCr1、Cr2の静電容量は、
Cr1<Cr2とされており、特にコンデンサCr2の
静電容量を増加させると力率PFは向上することにな
る。即ち、交流入力電圧VACが高い期間では、スイッチ
ング周波数fsは高く制御され、また交流入力電圧VAC
が低い期間では、スイッチング周波数fsは低く制御さ
れるため、交流入力電圧VACのピーク値近辺では、電圧
共振パルス電圧は力率改善回路10に帰還されず、交流
電源ACからの交流入力電流IACは、ブリッジ整流回路
Di→ソフトスイッチ回路13→高速リカバリ型ダイオ
ードD1→チョークコイルLSを介して平滑コンデンサC
iに充電される。そして交流入力電圧VACが低くなるに
伴って、電圧共振パルス電圧の力率改善回路10への帰
還量が増加する。The capacitance of the capacitors Cr1 and Cr2 is
It is assumed that Cr1 <Cr2. In particular, when the capacitance of the capacitor Cr2 is increased, the power factor PF is improved. That is, during the period when the AC input voltage VAC is high, the switching frequency fs is controlled to be high, and the AC input voltage VAC
Is low, the switching frequency fs is controlled to be low. Therefore, near the peak value of the AC input voltage VAC, the voltage resonance pulse voltage is not fed back to the power factor correction circuit 10, and the AC input current IAC from the AC power supply AC is Rectifier circuit Di → soft switch circuit 13 → high-speed recovery type diode D1 → smoothing capacitor C via choke coil LS
i is charged. Then, as the AC input voltage VAC decreases, the feedback amount of the voltage resonance pulse voltage to the power factor improvement circuit 10 increases.
【0058】このことから、交流入力電圧VAC、交流入
力電流IAC、コンデンサCr1、Cr2による分圧電圧
V2、チョークコイルLSを流れる電流ILSの各動作波形
は図4(a)(b)(e)(f)に示すようになる。例
えばここでは商用電源の周波数は50Hzとされ、交流
入力電圧VACは図4(a)に示すように、半周期が10
msとなる正弦波状の波形が得られている。そして、ブ
リッジ整流回路Diに流れる整流電流として、交流入力
電流IACが図4(b)に示すようにして流れると、高速
リカバリ型ダイオードD1ではこれを断続するようにス
イッチングすることで、チョークコイルLS自体には図
4(f)のように、スイッチング電流ID1と帰還電流I
2が合成されたスイッチング周期の交番電流ILSが流れ
る。なおこのとき、コンデンサCr2とチョークコイル
LSの直列共振により、チョークコイルLSを流れる電流
ILSと電圧帰還されている帰還電流I2の動作波形は正
弦波状となる。From this, the operation waveforms of the AC input voltage VAC, the AC input current IAC, the divided voltage V2 by the capacitors Cr1 and Cr2, and the current ILS flowing through the choke coil LS are shown in FIGS. 4 (a), 4 (b) and 4 (e). As shown in FIG. For example, here, the frequency of the commercial power supply is 50 Hz, and the AC input voltage VAC has a half cycle of 10 as shown in FIG.
A sinusoidal waveform of ms is obtained. When an AC input current IAC flows as shown in FIG. 4B as a rectified current flowing through the bridge rectifier circuit Di, the high-speed recovery diode D1 switches so as to intermittently switch the choke coil LS. As shown in FIG. 4F, the switching current ID1 and the feedback current I
The alternating current ILS of the switching cycle in which the two are combined flows. At this time, due to the series resonance of the capacitor Cr2 and the choke coil LS, the operation waveforms of the current ILS flowing through the choke coil LS and the feedback current I2 being voltage-feedback become sinusoidal.
【0059】ソフトスイッチ回路13は、NPN型のト
ランジスタQ3、抵抗R1、小容量の電解コンデンサC
10、ダイオードD3により構成される。そしてブリッジ
整流回路Diの正極側にトランジスタQ3のコレクタが
接続され、力率改善回路10にトランジスタQ3のエミ
ッタが接続される。また抵抗R1はトランジスタQ3の
コレクタ−ベース間に配され、コンデンサC10はトラン
ジスタQ3のベース−1次側アース間に配される。トラ
ンジスタQ3のエミッタ−ベース間には、ベース・エミ
ッタ電圧VBEの逆電圧防止用としてダイオードD3が接
続される。The soft switch circuit 13 includes an NPN transistor Q3, a resistor R1, and a small-capacity electrolytic capacitor C.
10. It is composed of a diode D3. The collector of the transistor Q3 is connected to the positive electrode of the bridge rectifier circuit Di, and the emitter of the transistor Q3 is connected to the power factor correction circuit 10. The resistor R1 is arranged between the collector and the base of the transistor Q3, and the capacitor C10 is arranged between the base and the primary side ground of the transistor Q3. A diode D3 is connected between the emitter and the base of the transistor Q3 to prevent a reverse voltage of the base-emitter voltage VBE.
【0060】定常状態においては、トランジスタQ3は
オン状態であり、交流入力電圧VACの正と負の期間
は、コレクタ電流Icは連続して流れ続け、コレクタ・
エミッタ電圧VCEは飽和電圧状態となっている。抵抗
R1の抵抗値は、Ic<hFE・(ベース電流IB)とな
るように選定される。そしてトランジスタQ3がオンと
なる定常状態では、トランジスタQ3のコレクタ・エミ
ッタ電圧VCE、コレクタ電流Icは図4(c)(d)の
ようになる。In the steady state, transistor Q3 is on, and collector current Ic continues to flow during the positive and negative periods of AC input voltage VAC, and the collector current
The emitter voltage VCE is in a saturation voltage state. The resistance value of the resistor R1 is selected so that Ic <hFE.multidot. (Base current IB). In a steady state where the transistor Q3 is turned on, the collector-emitter voltage VCE and the collector current Ic of the transistor Q3 are as shown in FIGS.
【0061】図5は、スイッチPSが、交流入力電圧V
ACのピーク時にオンされた場合の、交流入力電流IACの
変化の様子を示している。抵抗R1の抵抗値は、トラン
ジスタQ3のASO領域が、コレクタ電流Ic<16A
であれば、コレクタ電流Ic=15Aとなるように定め
る。そしてコンデンサC10は、抵抗R1とコンデンサC
10の時定数により、スイッチPSオン後の、交流入力電
流IACの立ち上がりを遅くする作用を有する。従ってこ
のソフトスタート回路13によるソフトスタート機能が
働き、図5のように、スイッチPSが交流入力電圧VAC
のピーク時にオンとされても、交流入力電流IACが、過
大な突入充電電流として平滑コンデンサCiに流れるこ
とはなく、従って本例のように交流入力ラインに電流制
限抵抗が設けられなくとも、交流入力電流IACが、ブリ
ッジ整流回路Di、高速リカバリ型ダイオードD1、平
滑コンデンサCiの最大許容電流をオーバーすることは
ない。FIG. 5 shows that the switch PS operates when the AC input voltage V
The state of the change of the AC input current IAC when it is turned on at the peak of AC is shown. The resistance value of the resistor R1 is such that the ASO region of the transistor Q3 has a collector current Ic <16A.
, The collector current Ic is determined to be 15A. The capacitor C10 is composed of the resistor R1 and the capacitor C
The time constant of 10 has an effect of delaying the rise of the AC input current IAC after the switch PS is turned on. Therefore, the soft start function by the soft start circuit 13 works, and as shown in FIG.
, The AC input current IAC does not flow to the smoothing capacitor Ci as an excessive rush charging current. Therefore, even if a current limiting resistor is not provided in the AC input line as in the present embodiment, the AC input current IAC does not flow. The input current IAC does not exceed the maximum allowable current of the bridge rectifier circuit Di, the fast recovery type diode D1, and the smoothing capacitor Ci.
【0062】つまり、図10及び図11に示したよう
な、交流ラインに挿入されていた大容量低抵抗の突入電
流制限抵抗Riが不要となることから、突入電流制限抵
抗Riによる電力損失はなくなり、電力変換効率が向上
するものとなる。またそれによって当然ながら、スイッ
チPSのオン後の1秒経過時に電磁パワーリレー、或い
はサイリスタ、トライアック等の半導体スイッチによっ
て、突入電流制限抵抗Riを短絡し、電力損失を低減す
る回路部も不要となる。That is, since the large-capacity, low-resistance rush current limiting resistor Ri inserted into the AC line as shown in FIGS. 10 and 11 becomes unnecessary, the power loss due to the rush current limiting resistor Ri is eliminated. Thus, the power conversion efficiency is improved. In addition, naturally, a circuit portion for reducing the power loss by short-circuiting the rush current limiting resistor Ri by an electromagnetic power relay or a semiconductor switch such as a thyristor or a triac when one second elapses after the switch PS is turned on becomes unnecessary. .
【0063】またこのような図1のスイッチング電源回
路において実験した結果、力率については、負荷電力P
oとして0W〜140W程度の範囲において、負荷電力
Poの低下に伴って力率(PF)は上昇する。特にPo
=60W以下の範囲では、力率PF=0.8程度という
高い値が得られた。また、負荷電力Po=140Wで一
定とした条件の下での、交流入力電圧VACの変動と力率
との関係をみると、力率PFとしては、交流入力電圧V
AC=80V〜140Vの範囲において、力率(PF)は
ほぼ一定に維持されることがわかった。As a result of an experiment conducted on such a switching power supply circuit as shown in FIG.
In the range of 0 W to 140 W as o, the power factor (PF) increases as the load power Po decreases. Especially Po
= 60 W or less, a high value of power factor PF = 0.8 or so was obtained. When the relationship between the fluctuation of the AC input voltage VAC and the power factor under the condition that the load power Po is constant at 140 W is considered, the power factor PF is expressed as the AC input voltage V
It was found that the power factor (PF) was maintained almost constant in the range of AC = 80 V to 140 V.
【0064】このように、本実施の形態の電源回路で
は、交流入力電圧の変動に対しては力率はほぼ一定にな
り、また負荷電力の低下に伴って力率は上昇するという
特性が得られる。このために、交流入力電圧や負荷条件
が指定されるテレビジョン受像機などに限定されず、例
えば負荷条件が変動する事務機器やパーソナルコンピュ
ータなどに対して本実施の形態の電源回路を搭載するこ
とが実用上充分に可能となるものである。As described above, the power supply circuit according to the present embodiment has such characteristics that the power factor becomes almost constant with respect to the fluctuation of the AC input voltage, and the power factor rises as the load power decreases. Can be For this reason, the power supply circuit according to the present embodiment is not limited to a television receiver in which an AC input voltage or a load condition is specified, but is mounted on, for example, office equipment or a personal computer in which the load condition varies. Is practically sufficient.
【0065】また二次側直流出力電圧レベルEO1の50
Hzリップル電圧成分も、力率改善回路10を備えない
場合の2倍程度の増加にとどまっており、例えばカラー
テレビジョン等に用いる電源回路としては実用上問題の
ない範囲となっている。また力率改善回路10の動作と
しては、正弦波状の滑らかな波形が得られているために
低ノイズである。また、チョークコイルLSの実際とし
ては、例えばそのインダクタンス値も小さいために小型
軽量な素子を選択することができるので、回路の小型軽
量化及び低コスト化も図ることができる。The secondary side DC output voltage level EO1 of 50
The Hz ripple voltage component is also increased only about twice as much as that when the power factor correction circuit 10 is not provided, and is in a range where there is no practical problem as a power supply circuit used for a color television or the like. The operation of the power factor correction circuit 10 is low noise because a smooth sinusoidal waveform is obtained. Further, in practice, the choke coil LS has a small inductance value, so that a small and light element can be selected, so that the circuit can be reduced in size and weight and cost can be reduced.
【0066】続いて図6により本発明の第2の実施の形
態を説明する。この図6は、本発明の第2の実施の形態
としての電源回路の構成を示す回路図である。なお、こ
の図において図1と同一部分には同一符号を付して説明
を省略する。また、この図に示される絶縁コンバータト
ランスPITとしては、先に図2に示したものと同様の
構造を有しているものとされる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit according to a second embodiment of the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. The insulating converter transformer PIT shown in this figure has the same structure as that shown in FIG.
【0067】この図において、一次側に備えられる電圧
共振形コンバータは他励式の構成を採っており、例えば
1石のMOS−FETによるスイッチング素子Q21が備
えられる。スイッチング素子Q21のドレインは、一次巻
線N1を介して平滑コンデンサCiの正極と接続され、
ソースは一次側アースに接続される。また、この場合
も、並列共振コンデンサCrは、コンデンサCr1、C
r2の直列接続により形成されるものとなっているが、
コンデンサCr1の一端はスイッチング素子Q21のドレ
インに接続され、他端は力率改善回路10における高速
リカバリ型ダイオードD1とチョークコイルLSの接続点
に接続されている。さらに、コンデンサCr2は高速リ
カバリ型ダイオードD1と並列に接続されている。ま
た、スイッチング素子Q21のドレイン−ソース間に対し
ては、クランプダイオードDDが並列に接続されてい
る。In this figure, the voltage resonance type converter provided on the primary side has a separately-excited configuration, and is provided with, for example, a single MOS-FET switching element Q21. The drain of the switching element Q21 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci via the primary winding N1,
The source is connected to the primary ground. Also in this case, the parallel resonance capacitor Cr is also composed of the capacitors Cr1 and C
Although it is formed by the series connection of r2,
One end of the capacitor Cr1 is connected to the drain of the switching element Q21, and the other end is connected to a connection point between the high-speed recovery type diode D1 and the choke coil LS in the power factor correction circuit 10. Further, the capacitor Cr2 is connected in parallel with the fast recovery diode D1. A clamp diode DD is connected in parallel between the drain and source of the switching element Q21.
【0068】上記スイッチング素子Q21は、発振・ドラ
イブ回路2によって、先に図1にて説明したスイッチン
グ動作が得られるようにスイッチング駆動される。つま
り、制御回路1では二次側直流出力電圧E01の変動に応
じて変動したレベルの電流又は電圧を発振・ドライブ回
路2に対して供給する。発振・ドライブ回路2では、二
次側直流出力電圧E01の安定化が図られるように、制御
回路1からの出力レベルに応じて、その周期が可変され
たスイッチング駆動信号(電圧)をスイッチング素子Q
21のゲートに対して出力する。これによってスイッチン
グ素子Q21のスイッチング周波数が可変されるのである
が、この際においては、図1にても述べたように、スイ
ッチング素子Q21がオフとなる期間は一定として、オン
となる期間が可変されるべくして生成したスイッチング
駆動信号を出力するようにされる。The switching element Q21 is driven by the oscillation / drive circuit 2 so that the switching operation described above with reference to FIG. 1 is obtained. That is, the control circuit 1 supplies a current or voltage of a level fluctuated according to the fluctuation of the secondary DC output voltage E01 to the oscillation / drive circuit 2. In the oscillation / drive circuit 2, a switching drive signal (voltage) whose cycle is varied in accordance with the output level from the control circuit 1 is switched by the switching element Q so as to stabilize the secondary side DC output voltage E01.
Output to 21 gates. Thereby, the switching frequency of the switching element Q21 is varied. In this case, as described in FIG. 1, the period during which the switching element Q21 is off is constant, and the period during which the switching element Q21 is on is varied. The switching drive signal generated as much as possible is output.
【0069】この場合、起動回路3に対しては、平滑コ
ンデンサCiに得られる整流平滑電圧Eiが動作電源と
して供給されており、また、絶縁コンバータトランスP
ITに追加的に巻装された巻線N4に得られ、ダイオー
ドD2、コンデンサC3によって整流平滑された起動時
の電圧によって、起動回路3は、発振・ドライブ回路2
を起動させるための動作を実行するようにされている。In this case, the rectified and smoothed voltage Ei obtained from the smoothing capacitor Ci is supplied to the starting circuit 3 as an operating power source.
Starting voltage obtained at winding N4 additionally wound on IT and rectified and smoothed by diode D2 and capacitor C3 causes start-up circuit 3 to generate oscillation / drive circuit 2
An operation for activating is executed.
【0070】また、この図に示す力率改善回路10は、
上記したコンデンサCr2が高速リカバリ型ダイオード
D1と並列に接続されていること以外は、上記図1の力
率改善回路10と同様である。この場合も、一次側並列
共振回路に供給されたスイッチング出力をチョークコイ
ルLS 自体が有するとされる誘導性リアクタンス(磁気
結合)を介して整流電流経路に帰還するようにされる。The power factor improving circuit 10 shown in FIG.
It is the same as the power factor correction circuit 10 of FIG. 1 except that the capacitor Cr2 is connected in parallel with the fast recovery diode D1. Also in this case, the switching output supplied to the primary-side parallel resonance circuit is fed back to the rectified current path via the inductive reactance (magnetic coupling) assumed to be included in the choke coil LS itself.
【0071】このような構成によっても、上記図1の例
と同じく、一次側の電圧共振形コンバータの一次側並列
共振回路を形成する並列共振コンデンサCrは、コンデ
ンサCr1、Cr2の直列接続により形成されており、
コンデンサCr1、Cr2の接続点が力率改善回路10
の高速リカバリ型ダイオードD1のカソードに接続され
ている。従って、共振コンデンサCr(Cr1、Cr
2)の両端電圧としてあらわれる、電圧共振パルス電圧
が、コンデンサCr1、Cr2の静電容量比によって分
圧され、高速リカバリ型ダイオードD1とチョークコイ
ルLSの接続点に帰還される電圧帰還方式としての回路
系が形成されている。コンデンサCr1、Cr2の静電
容量は、Cr1<Cr2とされている。これにより、図
1で説明した例と同様に、交流入力電圧、負荷の変動に
対しても高力率を維持でき、交流入力電圧や負荷条件が
指定されるテレビジョン受像機などに限定されず、例え
ば負荷条件が変動する事務機器やパーソナルコンピュー
タなどの事務機器に対して実用上充分なものとなる。With such a configuration, as in the example of FIG. 1, the parallel resonance capacitor Cr forming the primary side parallel resonance circuit of the primary side voltage resonance type converter is formed by connecting capacitors Cr1 and Cr2 in series. And
The connection point of the capacitors Cr1 and Cr2 is the power factor correction circuit 10.
Of the high speed recovery type diode D1. Therefore, the resonance capacitors Cr (Cr1, Cr
The voltage resonance pulse voltage, which appears as the voltage between the two ends, is divided by the capacitance ratio of the capacitors Cr1 and Cr2, and is fed back to the connection point between the high-speed recovery type diode D1 and the choke coil LS. A system has formed. The capacitances of the capacitors Cr1 and Cr2 are set to Cr1 <Cr2. As a result, similarly to the example described with reference to FIG. 1, a high power factor can be maintained with respect to fluctuations in the AC input voltage and load, and the present invention is not limited to a television receiver in which the AC input voltage and load conditions are specified. For example, it becomes practically sufficient for office equipment such as office equipment and personal computers in which the load condition varies.
【0072】そしてこの例の場合は、ソフトスイッチ回
路13Aは、PNP型のトランジスタQ4、抵抗R1、
小容量の電解コンデンサC10、ダイオードD3により構
成される。そしてブリッジ整流回路Diの負極側にトラ
ンジスタQ4のコレクタが接続される。抵抗R1はトラ
ンジスタQ4のコレクタ−ベース間に配され、コンデン
サC10はトランジスタQ4のベース−1次側アース間に
配される。またトランジスタQ4のエミッタ−ベース間
には、ベース・エミッタ電圧VBEの逆電圧防止用として
ダイオードD3が接続される。In this example, the soft switch circuit 13A includes a PNP transistor Q4, a resistor R1,
It is composed of a small-capacity electrolytic capacitor C10 and a diode D3. The collector of the transistor Q4 is connected to the negative side of the bridge rectifier circuit Di. The resistor R1 is disposed between the collector and the base of the transistor Q4, and the capacitor C10 is disposed between the base and the primary side ground of the transistor Q4. A diode D3 is connected between the emitter and the base of the transistor Q4 to prevent a reverse voltage of the base-emitter voltage VBE.
【0073】すなわちこのソフトスイッチ回路13A
は、PNP型のトランジスタを用いた構成とされ、ブリ
ッジ整流回路Diの負極側に挿入されるものとなる。動
作としては図1のソフトスイッチ回路13と同様とな
り、このソフトスイッチ回路13Aによって、スイッチ
PSオン後の、交流入力電流IACの立ち上がりが遅くさ
れ、従ってスイッチPSが交流入力電圧VACのピーク時
にオンとされても、交流入力電流IACが、過大な突入充
電電流として平滑コンデンサCiに流れることはない。
このため交流入力ラインに電流制限抵抗を設けることは
不要となる。That is, the soft switch circuit 13A
Has a configuration using a PNP transistor, and is inserted on the negative electrode side of the bridge rectifier circuit Di. The operation is the same as that of the soft switch circuit 13 of FIG. 1, and the rise of the AC input current IAC after the switch PS is turned on is delayed by the soft switch circuit 13A, so that the switch PS is turned on at the peak of the AC input voltage VAC. Even if it is, the AC input current IAC does not flow to the smoothing capacitor Ci as an excessive inrush charging current.
Therefore, it is not necessary to provide a current limiting resistor in the AC input line.
【0074】ところで、この図6に示す電源回路の二次
側においては、二次巻線N2の一端は二次側アースに接
続され、他端は直列共振コンデンサCs1の直列接続を
介して整流ダイオードDO1のアノードと整流ダイオード
DO2のカソードの接続点に対して接続される。整流ダイ
オードDO1のカソードは平滑コンデンサCO1の正極と接
続され、整流ダイオードDO2のアノードは二次側アース
に対して接続される。平滑コンデンサCO1の負極側は二
次側アースに対して接続される。On the secondary side of the power supply circuit shown in FIG. 6, one end of the secondary winding N2 is connected to the secondary side ground, and the other end is connected to the rectifier diode via the series connection of the series resonance capacitor Cs1. It is connected to the connection point between the anode of DO1 and the cathode of rectifier diode DO2. The cathode of the rectifier diode DO1 is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor CO1, and the anode of the rectifier diode DO2 is connected to the secondary side ground. The negative side of the smoothing capacitor CO1 is connected to the secondary side ground.
【0075】このような接続形態では結果的に、[直列
共振コンデンサCs,整流ダイオードDO1,DO2、平滑
コンデンサCO1]の組から成る倍電圧半波整流回路が設
けられることになる。ここで、直列共振コンデンサCs
は、自身のキャパシタンスと二次巻線N2の漏洩インダ
クタンス成分とによって、整流ダイオードDO1,DO2の
オン/オフ動作に対応する直列共振回路を形成する。即
ち、本実施の形態の電源回路は、一次側にはスイッチン
グ動作を電圧共振形とするための並列共振回路が備えら
れ、二次側には、倍電圧半波整流動作を得るための直列
共振回路が備えられた複合共振形スイッチングコンバー
タの構成を採る。As a result, in such a connection form, a voltage doubler half-wave rectifier circuit comprising a set of [series resonance capacitor Cs, rectifier diodes DO1, DO2, smoothing capacitor CO1] is provided. Here, the series resonance capacitor Cs
Forms a series resonance circuit corresponding to the on / off operation of the rectifier diodes DO1 and DO2 by its own capacitance and the leakage inductance component of the secondary winding N2. That is, the power supply circuit of the present embodiment is provided with a parallel resonance circuit on the primary side for performing a voltage resonance type switching operation, and a series resonance circuit for obtaining a voltage doubled half-wave rectification operation on the secondary side. A complex resonance type switching converter provided with a circuit is employed.
【0076】ここで、上記[直列共振コンデンサCs,
整流ダイオードDO1,DO2、平滑コンデンサCO1]の組
による倍電圧半波整流動作としては次のようになる。一
次側のスイッチング動作により一次巻線N1にスイッチ
ング出力が得られると、このスイッチング出力は二次巻
線N2に励起される。倍電圧整流回路は、この二次巻線
N2に得られた交番電圧を入力して整流動作を行う。こ
の場合まず、整流ダイオードDO1がオフとなり、整流ダ
イオードDO2がオンとなる期間においては、一次巻線N
1と二次巻線N2との極性(相互インダクタンスM)が−
Mとなる減極性モードで動作して、二次巻線N2の漏洩
インダクタンスと直列共振コンデンサCsによる直列共
振作用によって、整流ダイオードDO2により整流した整
流電流を直列共振コンデンサCsに対して充電する動作
が得られる。Here, the above [series resonance capacitors Cs,
The double voltage half-wave rectification operation by the combination of the rectifier diodes DO1, DO2 and the smoothing capacitor CO1] is as follows. When a switching output is obtained on the primary winding N1 by the switching operation on the primary side, this switching output is excited by the secondary winding N2. The voltage doubler rectifier circuit performs a rectifying operation by inputting the obtained alternating voltage to the secondary winding N2. In this case, first, during the period when the rectifier diode DO1 is turned off and the rectifier diode DO2 is turned on, the primary winding N
The polarity (mutual inductance M) between 1 and the secondary winding N2 is-
M operates in the depolarization mode, and the operation of charging the rectified current rectified by the rectifier diode D02 to the series resonance capacitor Cs by the leakage inductance of the secondary winding N2 and the series resonance action of the series resonance capacitor Cs. can get.
【0077】そして、整流ダイオードDO2がオフとな
り、整流ダイオードDO1がオンとなって整流動作を行う
期間においては、一次巻線N1と二次巻線N2との極性
(相互インダクタンスM)が+Mとなる加極性モードと
なり、二次巻線N2に誘起された電圧に直列共振コンデ
ンサCsの電位が加わるという直列共振が生じる状態で
平滑コンデンサCO1に対して充電が行われる動作とな
る。上記のように絶縁コンバータトランスPITが加極
性モード(+M;フォワード動作)と減極性モード(−
M;フライバック動作)を交互に繰り返すことで、平滑
コンデンサCO1においては、二次巻線N2の誘起電圧の
ほぼ2倍に対応する直流出力電圧EO1(整流平滑電圧)
が得られる。このように倍電圧半波整流を行うことで二
次側直流出力電圧Eo1を得るようにしている。During the period when the rectifier diode DO2 is turned off and the rectifier diode DO1 is turned on to perform the rectification operation, the polarity (mutual inductance M) of the primary winding N1 and the secondary winding N2 is + M. The operation is in the additive polarity mode, in which the smoothing capacitor C01 is charged in a state where series resonance occurs in which the potential of the series resonance capacitor Cs is added to the voltage induced in the secondary winding N2. As described above, the insulated converter transformer PIT operates in the positive polarity mode (+ M; forward operation) and the depolarization mode (-M).
M; flyback operation), the DC output voltage EO1 (rectified smoothed voltage) corresponding to almost twice the induced voltage of the secondary winding N2 in the smoothing capacitor CO1.
Is obtained. By performing the double voltage half-wave rectification in this way, the secondary side DC output voltage Eo1 is obtained.
【0078】なお本例では、二次巻線N2とは独立して
二次巻線N2Aを巻装し、この二次巻線N2Aに対してはセ
ンタータップをアースに接地したうえで、整流ダイオー
ドDO3,DO4及び平滑コンデンサCO2からなる全波整流
回路が接続されることで、直流出力電圧EO2を生成する
ようにしている。In this embodiment, a secondary winding N2A is wound independently of the secondary winding N2, a center tap is grounded to the secondary winding N2A, and a rectifier diode A DC output voltage EO2 is generated by connecting a full-wave rectifier circuit composed of DO3, DO4 and a smoothing capacitor CO2.
【0079】図7は本発明の第3の実施の形態としての
電源回路の構成を示す回路図である。これは上記図1の
電源回路の変形例となる。図1と同一部分については同
一符号を付し説明を省略する。図1の例では、自励発振
型スイッチング周波数制御方式複合共振形コンバータと
電圧帰還方式磁気結合型力率改善回路を組み合わせたも
のに、ソフトスイッチ回路13を設けたものであった
が、この図7は、自励発振型スイッチング周波数制御方
式複合共振形コンバータと電圧帰還方式静電結合型力率
改善回路を組み合わせたものにソフトスイッチ回路13
を設けた例である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit according to a third embodiment of the present invention. This is a modification of the power supply circuit of FIG. The same parts as those in FIG. In the example of FIG. 1, the soft switch circuit 13 is provided in a combination of the self-oscillation type switching frequency control type composite resonance type converter and the voltage feedback type magnetic coupling type power factor correction circuit. 7 is a combination of a self-oscillation type switching frequency control type composite resonance type converter and a voltage feedback type electrostatic coupling type power factor correction circuit, and a soft switch circuit 13.
This is an example in which is provided.
【0080】この場合、スイッチング素子Q1 のコレク
タに対しては、並列共振コンデンサCrが接続されてい
る。この並列共振コンデンサCrは、自身のキャパシタ
ンスと、絶縁コンバータトランスPITの一次巻線N1
側のリーケージインダクタンスL1とにより電圧共振形
コンバータの一次側並列共振回路を形成する。そして、
スイッチング素子Q1 のオフ時には、この並列共振回路
の作用によって共振コンデンサCrの両端電圧は、実際
には正弦波状のパルス波形となって電圧共振形の動作が
得られるようになっている。絶縁コンバ−タトランスP
ITの一次巻線N1の一端は、スイッチング素子Q1のコ
レクタと接続され、他端側は検出巻線NDの直列接続を
介して平滑コンデンサCiの正極(整流平滑電圧Ei)
と接続されている。In this case, a parallel resonance capacitor Cr is connected to the collector of the switching element Q1. This parallel resonance capacitor Cr is connected to its own capacitance and the primary winding N1 of the insulation converter transformer PIT.
The primary side parallel resonance circuit of the voltage resonance type converter is formed by the leakage inductance L1 on the side. And
When the switching element Q1 is turned off, the operation of the parallel resonance circuit causes the voltage across the resonance capacitor Cr to be a sinusoidal pulse waveform, and a voltage resonance type operation is obtained. Insulating converter transformer P
One end of the IT primary winding N1 is connected to the collector of the switching element Q1, and the other end is connected to the positive electrode of the smoothing capacitor Ci (rectified smoothing voltage Ei) via a series connection of the detection winding ND.
Is connected to
【0081】力率改善回路11においては、ブリッジ整
流回路Diの正極出力端子からソフトスイッチ回路13
を介して、チョークコイルLs−高速リカバリ型ダイオ
ードD1が直列接続されて挿入される。フィルタコンデ
ンサCNはチョークコイルLs−高速リカバリ型ダイオ
ードD1の直列接続回路に対して並列に設けられること
で、チョークコイルLsと共にノーマルモードのローパ
スフィルタを形成している。In the power factor correction circuit 11, the soft switch circuit 13 is connected to the positive output terminal of the bridge rectifier circuit Di.
, A choke coil Ls and a high-speed recovery type diode D1 are connected in series and inserted. The filter capacitor CN is provided in parallel with the series connection circuit of the choke coil Ls and the high-speed recovery type diode D1, thereby forming a normal mode low-pass filter together with the choke coil Ls.
【0082】また、並列共振コンデンサC10は、高速リ
カバリ型ダイオードD1に対して並列に設けられる。こ
こでは詳しい説明は省略するが、例えば 並列共振コン
デンサC10は例えばチョークコイルLs等と共に並列共
振回路を形成するようにされる。これにより、負荷が軽
くなったときの整流平滑電圧Eiの上昇を抑制する作用
を有するものである。また、力率改善回路11に対して
は、チョークコイルLsと、高速リカバリ型ダイオード
D1のアノードと、並列共振コンデンサC10との接続点
に対して、上述した並列共振コンデンサCrが接続され
て、一次側並列共振回路に得られるスイッチング出力
(電圧共振パルス電圧)が帰還されるようにしている。The parallel resonance capacitor C10 is provided in parallel with the high-speed recovery type diode D1. Although detailed description is omitted here, for example, the parallel resonance capacitor C10 forms a parallel resonance circuit together with, for example, the choke coil Ls. This has the effect of suppressing an increase in the rectified smoothed voltage Ei when the load is reduced. Further, for the power factor improving circuit 11, the above-described parallel resonance capacitor Cr is connected to a connection point of the choke coil Ls, the anode of the high-speed recovery type diode D1, and the parallel resonance capacitor C10. The switching output (voltage resonance pulse voltage) obtained in the side parallel resonance circuit is fed back.
【0083】このような力率改善回路11による力率改
善動作は、基本的には次のようになる。この図に示す力
率改善回路11の構成では、一次側並列共振回路に得ら
れるスイッチング出力を並列共振コンデンサCrの静電
容量結合を介して、整流電流経路に帰還している。The power factor improving operation by the power factor improving circuit 11 is basically as follows. In the configuration of the power factor correction circuit 11 shown in this figure, the switching output obtained in the primary side parallel resonance circuit is fed back to the rectification current path via the capacitive coupling of the parallel resonance capacitor Cr.
【0084】このようにして帰還されたスイッチング出
力により、整流電流経路にはスイッチング周期の交番電
圧が重畳されることになるが、このスイッチング周期の
交番電圧の重畳分によって、高速リカバリ型ダイオード
D1では整流電流をスイッチング周期で断続する動作が
得られることになり、この断続作用により見掛け上のチ
ョークコイルLsのインダクタンスも上昇することにな
る。また、並列共振コンデンサC10にはスイッチング周
期の電流が流れることでその両端に電圧が発生するが、
整流平滑電圧Eiのレベルは、この並列共振コンデンサ
C10の両端電圧だけ引き下げられることになる。これに
より、整流出力電圧レベルが平滑コンデンサCiの両端
電圧よりも低いとされる期間にも平滑コンデンサCiへ
の充電電流が流れるようにされる。この結果、交流入力
電流の平均的な波形が交流入力電圧の波形に近付くよう
にされて交流入力電流の導通角が拡大される結果、力率
改善が図られることになる。The switching output fed back in this way causes the alternating voltage of the switching cycle to be superimposed on the rectified current path. An operation of interrupting the rectified current at the switching cycle is obtained, and the apparent inductance of the choke coil Ls also increases due to the interrupting action. Further, a voltage is generated at both ends of the parallel resonance capacitor C10 when a current of a switching period flows through the capacitor.
The level of the rectified smoothed voltage Ei is reduced by the voltage across the parallel resonance capacitor C10. This allows the charging current to flow to the smoothing capacitor Ci even during a period in which the rectified output voltage level is lower than the voltage across the smoothing capacitor Ci. As a result, the average waveform of the AC input current is made closer to the waveform of the AC input voltage, and the conduction angle of the AC input current is increased. As a result, the power factor is improved.
【0085】そして上述したように一次側の電圧共振形
コンバータの一次側並列共振回路を形成する並列共振コ
ンデンサCrは、力率改善回路11の高速リカバリ型ダ
イオードD1のカソードに接続されている。これは、並
列共振コンデンサCrと並列共振コンデンサC10が直列
接続された状態となり、つまり並列共振コンデンサCr
の両端電圧としてあらわれる、電圧共振パルス電圧が、
並列共振コンデンサCrと並列共振コンデンサC10の静
電容量比によって分圧される。そして高速リカバリ型ダ
イオードD1と並列接続されている並列共振コンデンサ
C10を介して、平滑コンデンサCiに電圧帰還される電
圧帰還方式としての回路系が形成されている。As described above, the parallel resonance capacitor Cr forming the primary side parallel resonance circuit of the primary side voltage resonance type converter is connected to the cathode of the high speed recovery type diode D 1 of the power factor correction circuit 11. This is a state in which the parallel resonance capacitor Cr and the parallel resonance capacitor C10 are connected in series.
The voltage resonance pulse voltage, which appears as the voltage across
The voltage is divided by the capacitance ratio of the parallel resonance capacitor Cr and the parallel resonance capacitor C10. Then, a circuit system is formed as a voltage feedback system in which a voltage is fed back to the smoothing capacitor Ci via a parallel resonance capacitor C10 connected in parallel with the high-speed recovery type diode D1.
【0086】並列共振コンデンサCr、C10の静電容量
は、Cr<C10とされており、特にコンデンサC10の静
電容量を増加させると力率PFは向上することになる。
即ち、交流入力電圧VACが高い期間では、スイッチング
周波数fsは高く制御され、また交流入力電圧VACが低
い期間では、スイッチング周波数fsは低く制御される
ため、交流入力電圧VACのピーク値近辺では、電圧共振
パルス電圧は力率改善回路10に帰還されず、交流電源
ACからの交流入力電流IACは、ブリッジ整流回路Di
→ソフトスイッチ回路13→チョークコイルLs→高速
リカバリ型ダイオードD1を介して平滑コンデンサCi
に充電される。そして交流入力電圧VACが低くなるに伴
って、電圧共振パルス電圧の力率改善回路11への帰還
量が増加する。The capacitance of the parallel resonance capacitors Cr and C10 is Cr <C10. In particular, when the capacitance of the capacitor C10 is increased, the power factor PF is improved.
That is, the switching frequency fs is controlled to be high during the period when the AC input voltage VAC is high, and the switching frequency fs is controlled to be low during the period when the AC input voltage VAC is low. The resonance pulse voltage is not fed back to the power factor correction circuit 10, and the AC input current IAC from the AC power supply AC is supplied to the bridge rectifier circuit Di.
→ Soft switch circuit 13 → Choke coil Ls → Smoothing capacitor Ci via high speed recovery type diode D1
Is charged. Then, as the AC input voltage VAC decreases, the amount of feedback of the voltage resonance pulse voltage to the power factor improvement circuit 11 increases.
【0087】本例のスイッチング電源回路について、最
大負荷電力POmax=140W、最小負荷電力POmin=
0Wの範囲で、さらに交流入力電圧VAC=80V〜14
0Vの変動に対してスイッチング周波数fs=100K
Hz〜200KHzの制御範囲という条件下で実験し
た。その結果、交流入力電圧VAC=100Vの状態で
は、図8(a)に示すように、負荷電力PO=140W
〜20Wという負荷変動に対して、力率PFはほぼ0.
82となり、一定に維持されているものとなった。また
図8(b)に示すように、交流入力電圧VAC=80V〜
140Vの範囲に変動に対して、負荷電力PO=140
W〜20Wの各条件下で、ほぼ同様の力率(PF=0.
82程度)が得られた。For the switching power supply circuit of this example, the maximum load power POmax = 140 W and the minimum load power POmin =
0 W, AC input voltage VAC = 80V-14
Switching frequency fs = 100K for 0V fluctuation
The experiment was performed under the control range of Hz to 200 KHz. As a result, in the state of the AC input voltage VAC = 100 V, as shown in FIG.
The power factor PF is approximately 0.
82, which was kept constant. Further, as shown in FIG. 8B, the AC input voltage VAC = 80V-
The load power PO = 140 with respect to the fluctuation in the range of 140 V
Under each condition of W to 20 W, almost the same power factor (PF = 0.
82).
【0088】このように、本実施の形態の電源回路で
は、交流入力電圧、負荷の変動に対しても高力率を維持
できる。このために、交流入力電圧や負荷条件が指定さ
れるテレビジョン受像機などに限定されず、例えば負荷
条件が変動する事務機器やパーソナルコンピュータなど
の事務機器に対して本実施の形態の電源回路を搭載する
ことが実用上充分に可能となるものである。As described above, in the power supply circuit of the present embodiment, a high power factor can be maintained even when the AC input voltage and the load fluctuate. For this reason, the power supply circuit according to the present embodiment is not limited to a television receiver or the like in which the AC input voltage or the load condition is specified, and is applied to office equipment such as an office equipment or a personal computer in which the load condition varies. It is practically possible to mount it.
【0089】また、この図7の電源回路の場合も、図1
と同様にソフトスイッチ回路13が設けられている。従
って図10及び図11に示したような、交流ラインに挿
入されていた大容量低抵抗の突入電流制限抵抗Riが不
要となることから、突入電流制限抵抗Riによる電力損
失はなくなり、電力変換効率が向上するものとなる。ま
たそれによって、スイッチPSのオン後の1秒経過時に
電磁パワーリレー、或いはサイリスタ、トライアック等
の半導体スイッチによって、突入電流制限抵抗Riを短
絡し、電力損失を低減する回路部も不要となる。Also, in the case of the power supply circuit of FIG.
Similarly, a soft switch circuit 13 is provided. Accordingly, since the large-capacity low-resistance inrush current limiting resistor Ri inserted into the AC line as shown in FIGS. 10 and 11 is not required, the power loss due to the inrush current limiting resistor Ri is eliminated, and the power conversion efficiency is reduced. Is improved. This also eliminates the need for a circuit section that short-circuits the inrush current limiting resistor Ri by using an electromagnetic power relay or a semiconductor switch such as a thyristor or a triac when one second elapses after the switch PS is turned on, thereby reducing power loss.
【0090】図9は本発明の第4の実施の形態としての
電源回路の構成を示す回路図である。これは上記図6の
電源回路の変形例となる。図6と同一部分については同
一符号を付し説明を省略する。図6の例では、他励発振
型スイッチング周波数制御方式複合共振形コンバータと
電圧帰還方式磁気結合型力率改善回路を組み合わせたも
のに、ソフトスイッチ回路13を設けたものであった
が、この図9は、他励発振型スイッチング周波数制御方
式複合共振形コンバータと電圧帰還方式静電結合型力率
改善回路を組み合わせたものにソフトスイッチ回路13
Aを設けた例である。図1、図6、図7と同一部分につ
いては同一符号を付し説明を省略する。FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit according to a fourth embodiment of the present invention. This is a modification of the power supply circuit of FIG. The same parts as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the example of FIG. 6, the soft switching circuit 13 is provided in a combination of the separately excited oscillation type switching frequency control type composite resonance type converter and the voltage feedback type magnetic coupling type power factor correction circuit. Reference numeral 9 denotes a combination of a separately excited oscillation type switching frequency control type composite resonance type converter and a voltage feedback type electrostatic coupling type power factor correction circuit, and a soft switch circuit 13.
This is an example in which A is provided. 1, 6, and 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
【0091】この図9の場合、並列共振コンデンサCr
は、スイッチング素子Q21のドレインに接続され、他端
は力率改善回路10における高速リカバリ型ダイオード
D1と、チョークコイルLSと、並列共振コンデンサC10
との接続点に接続されている。また、スイッチング素子
Q21のドレイン−ソース間に対しては、クランプダイオ
ードDDが並列に接続されている。また、この図に示す
力率改善回路11は、上記図7の力率改善回路11と同
様である。In the case of FIG. 9, the parallel resonance capacitor Cr
Is connected to the drain of the switching element Q21, and the other end is connected to the high-speed recovery type diode D1, the choke coil LS, and the parallel resonance capacitor C10 in the power factor correction circuit 10.
Is connected to the connection point. A clamp diode DD is connected in parallel between the drain and source of the switching element Q21. The power factor improving circuit 11 shown in this figure is the same as the power factor improving circuit 11 shown in FIG.
【0092】このような構成によっても、上記図7の例
と同じく、一次側の電圧共振形コンバータの一次側並列
共振回路を形成する並列共振コンデンサCrは、力率改
善回路10の高速リカバリ型ダイオードD1のアノード
に接続されている。従って並列共振コンデンサCrと並
列共振コンデンサC10が直列接続された状態となり、並
列共振コンデンサCrの両端電圧としてあらわれる、電
圧共振パルス電圧が、並列共振コンデンサCrと並列共
振コンデンサC10の静電容量比によって分圧される。そ
して高速リカバリ型ダイオードD1と並列接続されてい
る並列共振コンデンサC10を介して、平滑コンデンサC
iに電圧帰還される電圧帰還方式としての回路系が形成
されている。並列共振コンデンサCr、C10の静電容量
は、Cr<C10とされている。With such a configuration, the parallel resonance capacitor Cr forming the primary side parallel resonance circuit of the primary side voltage resonance type converter is the same as the example of FIG. It is connected to the anode of D1. Therefore, the parallel resonance capacitor Cr and the parallel resonance capacitor C10 are connected in series, and the voltage resonance pulse voltage, which appears as the voltage across the parallel resonance capacitor Cr, is divided by the capacitance ratio between the parallel resonance capacitor Cr and the parallel resonance capacitor C10. Pressed. The smoothing capacitor C10 is connected via a parallel resonance capacitor C10 connected in parallel with the high-speed recovery type diode D1.
A circuit system as a voltage feedback system in which voltage is fed back to i is formed. The capacitance of the parallel resonance capacitors Cr and C10 is set to Cr <C10.
【0093】これにより、図7で説明した例と同様に、
交流入力電圧、負荷の変動に対しても高力率を維持で
き、交流入力電圧や負荷条件が指定されるテレビジョン
受像機などに限定されず、例えば負荷条件が変動する事
務機器やパーソナルコンピュータなどの事務機器に対し
て実用上充分なものとなる。Thus, similar to the example described with reference to FIG.
High power factor can be maintained even with fluctuations in AC input voltage and load, and is not limited to television receivers and the like in which AC input voltage and load conditions are specified, such as office equipment and personal computers in which load conditions fluctuate It will be practically sufficient for office equipment.
【0094】また、この図9の電源回路の場合も、図6
と同様にソフトスイッチ回路13Aが設けられている。
従って交流ラインに挿入されていた大容量低抵抗の突入
電流制限抵抗Riが不要となることから、突入電流制限
抵抗Riによる電力損失はなくなり、電力変換効率が向
上するものとなる。またそれによって、スイッチPSの
オン後の1秒経過時に電磁パワーリレー、或いはサイリ
スタ、トライアック等の半導体スイッチによって、突入
電流制限抵抗Riを短絡し、電力損失を低減する回路部
も不要となる。In the case of the power supply circuit of FIG.
Similarly, a soft switch circuit 13A is provided.
Therefore, since the large-capacity, low-resistance inrush current limiting resistor Ri inserted into the AC line is not required, power loss due to the inrush current limiting resistor Ri is eliminated, and power conversion efficiency is improved. This also eliminates the need for a circuit section that short-circuits the inrush current limiting resistor Ri by using an electromagnetic power relay or a semiconductor switch such as a thyristor or a triac when one second elapses after the switch PS is turned on, thereby reducing power loss.
【0095】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、変形例はさらに多様に考えられる。本出願人は、複
合共振形スイッチングコンバータとして、二次側直列共
振回路を利用した4倍電圧整流回路を備えた構成も既に
提案しているが、このような構成も本実施の形態の変形
例として成立し得る。つまり、本実施の形態としては二
次側の共振回路及び整流回路の構成として特に限定され
るものではない。また、このような二次側の倍電圧整流
回路、4倍電圧整流回路は、先に図1に示したような、
一次側に自励式の電圧共振形コンバータを備えた回路に
対しても採用することができる。Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications are possible. The present applicant has already proposed a configuration provided with a quadruple voltage rectifier circuit using a secondary-side series resonance circuit as a complex resonance type switching converter, but such a configuration is also a modification of the present embodiment. It can be established as That is, the present embodiment is not particularly limited as the configuration of the secondary-side resonance circuit and the rectifier circuit. Further, such a secondary side voltage doubler rectifier circuit and a quadruple voltage doubler rectifier circuit, as shown in FIG.
The present invention can also be applied to a circuit having a self-excited voltage resonance type converter on the primary side.
【0096】また、上記各実施の形態にあっては、一次
側の電圧共振形コンバータとして、1石のスイッチング
素子を備えたいわゆるシングルエンド方式の構成が採ら
れているが、2石のスイッチング素子を交互にスイッチ
ングさせるいわゆるプッシュプル方式にも本発明が適用
できるものである。In each of the above-described embodiments, the so-called single-ended configuration having one switching element is employed as the primary-side voltage resonance converter. The present invention can also be applied to a so-called push-pull method in which switching is alternately performed.
【0097】[0097]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、力率改善
回路を備えた複合共振形コンバータとしての電源回路に
おいて、交流入力電圧の変動に対しては力率はほぼ一定
になり、また負荷電力の低下に伴って力率は上昇すると
いう特性が得られ、このために負荷条件が変動する事務
機器やパーソナルコンピュータなどに対して、実用上十
分に採用できる電源回路を提供できるという効果があ
る。そしてさらにソフトスタート手段によって、交流入
力ラインにおいて突入電流制限抵抗を挿入する必要がな
くなることで、大型の高温発熱部品が不要となり、突入
電流制限抵抗による電力損失の解消によって電力変換効
率が向上する。なお、低耐圧、低飽和電圧のNPN型又
はPNP型のトランジスタによるソフトスタート手段は
低損失であり、放熱板は不要である。従って突入電流制
限抵抗を短絡するために電磁パワーリレーを設ける場合
の駆動電力0.5Wとほぼ同等のコレクタ損失となり、
本発明のソフトスタート手段による電力損失は実用上問
題とならない程度である。また、突入電流制限抵抗に伴
った電磁パワーリレーを設ける必要がないことから、電
磁パワーリレーがオープンで故障した場合などの2次不
良対策も不要となる。また突入電流制限抵抗、及びそれ
に伴った電磁パワーリレーや半導体スイッチによる抵抗
短絡回路系を設けることと比較して、回路構成は非常に
簡易となり、構成部品点数やコストの面で大幅に有利な
ものとなる。As described above, according to the present invention, in a power supply circuit as a complex resonance type converter provided with a power factor improving circuit, the power factor becomes substantially constant with respect to the fluctuation of the AC input voltage, and the load is reduced. The characteristic that the power factor rises with the decrease in power is obtained, and therefore, there is an effect that a power supply circuit that can be practically used sufficiently for office equipment and personal computers in which the load conditions fluctuate can be provided. . The soft start means eliminates the need to insert an inrush current limiting resistor in the AC input line, thereby eliminating the need for a large high-temperature heat-generating component, and improving power conversion efficiency by eliminating power loss due to the inrush current limiting resistor. Note that the soft start means using an NPN-type or PNP-type transistor having a low withstand voltage and a low saturation voltage has a low loss and does not require a heat sink. Therefore, when the electromagnetic power relay is provided for short-circuiting the inrush current limiting resistor, the collector loss becomes almost equal to the driving power of 0.5 W,
The power loss due to the soft start means of the present invention is of a level that does not pose a problem in practical use. Further, since there is no need to provide an electromagnetic power relay associated with the inrush current limiting resistor, it is not necessary to take measures against secondary defects such as when the electromagnetic power relay is open and fails. Also, compared with the provision of a rush current limiting resistor and the associated resistance short circuit system using electromagnetic power relays and semiconductor switches, the circuit configuration is very simple, and it is significantly advantageous in terms of the number of components and cost. Becomes
【図1】本発明の第1の実施の形態としてのスイッチン
グ電源回路の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a switching power supply circuit according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本実施の形態の電源回路に採用される絶縁コン
バータトランスの構造を示す側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a structure of an insulating converter transformer employed in the power supply circuit of the present embodiment.
【図3】相互インダクタンスが+M/−Mの場合の各動
作を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing each operation when the mutual inductance is + M / -M.
【図4】本実施の形態のスイッチング電源回路の動作を
示す波形図である。FIG. 4 is a waveform chart showing an operation of the switching power supply circuit of the present embodiment.
【図5】本実施の形態のスイッチング電源回路について
電源投入時の入力交流電流の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an input AC current when power is turned on for the switching power supply circuit of the present embodiment.
【図6】第2の実施の形態のスイッチング電源回路の構
成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply circuit according to a second embodiment.
【図7】第3の実施の形態のスイッチング電源回路の構
成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply circuit according to a third embodiment.
【図8】第3の実施の形態のスイッチング電源回路の負
荷電力と力率の関係、及び交流入力電圧と力率との関係
を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram illustrating a relationship between a load power and a power factor and a relationship between an AC input voltage and a power factor of the switching power supply circuit according to the third embodiment.
【図9】第4の実施の形態のスイッチング電源回路の構
成を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration of a switching power supply circuit according to a fourth embodiment.
【図10】先行技術としての電源回路の構成を示す回路
図である。FIG. 10 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit as a prior art.
【図11】先行技術としての電源回路の構成を示す回路
図である。FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration of a power supply circuit as a prior art.
【図12】先行技術の電源回路の電源投入時の入力交流
電流の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of an input alternating current at the time of power-on of a power supply circuit of the related art.
【図13】先行技術の電源回路の交流入力電圧と力率と
の関係を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an AC input voltage and a power factor of a power supply circuit according to the related art.
【図14】先行技術の電源回路の負荷電力に応じた商用
交流電源の入力に対する動作を示す波形図である。FIG. 14 is a waveform diagram showing an operation for input of a commercial AC power supply according to load power of a power supply circuit of the prior art.
1 制御回路、10,11 力率改善回路、13,13
A ソフトスタート回路、Di ブリッジ整流回路、C
i 平滑コンデンサ、LS チョークコイル、D1 高速
リカバリ型ダイオード、C3 共振コンデンサ、C2 二
次側並列共振コンデンサ、Cs1 二次側直列共振コン
デンサ、PRT 直交型制御トランス、PIT 絶縁コ
ンバータトランス、Q1,Q21 スイッチング素子1 control circuit, 10, 11 power factor improvement circuit, 13, 13
A Soft start circuit, Di bridge rectifier circuit, C
i Smoothing capacitor, LS choke coil, D1 high speed recovery type diode, C3 resonance capacitor, C2 secondary parallel resonance capacitor, Cs1 secondary series resonance capacitor, PRT orthogonal control transformer, PIT isolation converter transformer, Q1, Q21 switching element
Claims (3)
イオードと平滑コンデンサにより整流平滑電圧を生成す
る整流平滑手段と、 疎結合とされる所要の結合係数が得られるようにギャッ
プが形成され、一次側出力を二次側に伝送するために設
けられる絶縁コンバータトランスと、 上記平滑電圧をスイッチング素子により断続して上記絶
縁コンバータトランスの一次巻線に出力するようにされ
たスイッチング手段と、 少なくとも、上記絶縁コンバータトランスの一次巻線を
含む漏洩インダクタンス成分と並列共振コンデンサのキ
ャパシタンスとによって形成されて、上記スイッチング
手段の動作を電圧共振形とする一次側並列共振回路と、 上記一次巻線に得られるスイッチング出力を磁気結合又
は静電結合により整流電流経路に帰還し、この帰還され
たスイッチング出力に基づいて整流電流を断続すること
よって力率改善を図るようにされた力率改善手段と、 上記力率改善手段の前段に配され、電源投入時において
上記平滑コンデンサへの突入電流を制限することができ
るように、トランジスタを用いて形成されたソフトスイ
ッチ手段と、 上記絶縁コンバータトランスの二次巻線の漏洩インダク
タンス成分と、二次側共振コンデンサのキャパシタンス
とによって二次側において形成される二次側共振回路
と、 上記二次側共振回路を含んで形成され、上記絶縁コンバ
ータトランスの二次巻線に得られる交番電圧を入力し
て、整流動作を行って二次側直流出力電圧を生成するよ
うに構成された直流出力電圧生成手段と、 上記二次側直流出力電圧のレベルに応じて上記スイッチ
ング手段のスイッチング周波数を可変制御することで、
二次側直流出力電圧に対する定電圧制御を行うように構
成された定電圧制御手段と、 を備えていることを特徴とするスイッチング電源回路。A rectifying diode for inputting a commercial AC power and rectifying the rectifying diode and a rectifying and smoothing means for generating a rectified and smoothed voltage by a smoothing capacitor; and a gap formed so as to obtain a required coupling coefficient which is loosely coupled. An insulating converter transformer provided for transmitting a primary side output to a secondary side, and switching means adapted to intermittently output the smoothed voltage by a switching element to output to a primary winding of the insulating converter transformer, A primary-side parallel resonance circuit formed by a leakage inductance component including a primary winding of the insulating converter transformer and a capacitance of a parallel resonance capacitor, and making the operation of the switching means a voltage resonance type; The switching output is fed back to the rectified current path by magnetic coupling or electrostatic coupling. Power factor improving means adapted to improve the power factor by intermittently commutating the rectified current based on the returned switching output; and a power factor improving means arranged in front of the power factor improving means. A soft switch means formed by using a transistor, a leakage inductance component of a secondary winding of the insulating converter transformer, and a capacitance of a secondary resonance capacitor so that an inrush current can be limited. The secondary side resonance circuit formed in and the secondary side resonance circuit which is formed including the secondary side resonance circuit, inputs the alternating voltage obtained in the secondary winding of the insulating converter transformer, performs rectification operation, and performs the rectification operation. DC output voltage generating means configured to generate a DC output voltage; and the switching means according to the level of the secondary DC output voltage. The switching frequency is variably controlling,
And a constant voltage control means configured to perform constant voltage control on the secondary side DC output voltage.
ジスタと、 上記NPNトランジスタのコレクタ−ベース間に配され
た抵抗と、 上記NPNトランジスタのベースとアースの間に配され
たコンデンサと、 を有して形成されることを特徴とする請求項1に記載の
スイッチング電源回路。2. The soft switch means includes: an NPN transistor connected to a positive electrode of the rectifier diode; a resistor arranged between a collector and a base of the NPN transistor; The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the switching power supply circuit is formed having:
ジスタと、 上記PNPトランジスタのコレクタ−ベース間に配され
た抵抗と、 上記PNPトランジスタのベースとアースの間に配され
たコンデンサと、 を有して形成されることを特徴とする請求項1に記載の
スイッチング電源回路。3. The soft switch means includes: a PNP transistor connected to a negative electrode of the rectifier diode; a resistor arranged between a collector and a base of the PNP transistor; The switching power supply circuit according to claim 1, wherein the switching power supply circuit is formed having:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31805199A JP2001136741A (en) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Switching power supply circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31805199A JP2001136741A (en) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Switching power supply circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001136741A true JP2001136741A (en) | 2001-05-18 |
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ID=18094942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31805199A Withdrawn JP2001136741A (en) | 1999-11-09 | 1999-11-09 | Switching power supply circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001136741A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020421A (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Sony Corp | Switching power circuit |
| CN112828425A (en) * | 2021-02-04 | 2021-05-25 | 浙江肯得机电股份有限公司 | A low heat input multifunctional inverter welding machine |
-
1999
- 1999-11-09 JP JP31805199A patent/JP2001136741A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006020421A (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Sony Corp | Switching power circuit |
| CN112828425A (en) * | 2021-02-04 | 2021-05-25 | 浙江肯得机电股份有限公司 | A low heat input multifunctional inverter welding machine |
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