JPH0795770A - Ac input power supply unit - Google Patents

Ac input power supply unit

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JPH0795770A
JPH0795770A JP6034725A JP3472594A JPH0795770A JP H0795770 A JPH0795770 A JP H0795770A JP 6034725 A JP6034725 A JP 6034725A JP 3472594 A JP3472594 A JP 3472594A JP H0795770 A JPH0795770 A JP H0795770A
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Akira Takeuchi
章 竹内
Kuni Endo
久仁 遠藤
Takashi Yamashita
隆司 山下
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Abstract

PURPOSE:To reduce the size of an AC input power supply unit and increase the power factor of the input of the unit, and then, reduce low-frequency ripples in the output of the unit. CONSTITUTION:By supplying input power from an AC input source 1 to an output from a first inverter section 2 through a two-input transformer 5 and rectifier and smoothing circuit 6 and, during the period when the input power is larger than the output power, using part of the input power for charging a capacitor 3, and then, during the other period, discharging part of the output power to the output from the capacitor 3 through a second inverter section 4, the part of the output power other than the part used for charging the capacitor 3 or discharged from the capacitor 3 is only passed through the first inverter section 2.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高入力力率と低出力リ
プルを実現する交流入力電源装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC input power supply device which realizes a high input power factor and a low output ripple.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は、高入力力率と低出力リプルを実
現する交流入力電源装置の従来の構成例を示すものであ
る。本従来例では、交流入力源1にダイオードよりなる
整流回路9を介して接続されるインダクタ101,スイ
ッチ素子102,ダイオード103,コンデンサ104
および第1の制御回路105より構成される第1の電力
変換回路100において入力電流Iiを正弦波形に近似
させ高周波分を減少することによって入力の高力率化が
行われ、スイッチ素子201,202からなるインバー
タ部203、入力巻線204,出力巻線205を有する
トランス206,ダイオード207,208,インダク
タ209およびコンデンサ210よりなる整流・平滑回
路211、および第2の制御回路212より構成される
第2の電力変換回路200において、出力端子7に発生
する出力電圧の低リプル化が行われる。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of a conventional configuration of an AC input power supply device which realizes a high input power factor and a low output ripple. In this conventional example, an inductor 101, a switch element 102, a diode 103, a capacitor 104, which are connected to the AC input source 1 via a rectifier circuit 9 made of a diode.
In the first power conversion circuit 100 including the first control circuit 105, the input current Ii is approximated to a sine waveform to reduce the high frequency component, thereby increasing the power factor of the input, and the switch elements 201 and 202. A transformer 206 having an input winding 204, an output winding 205, diodes 207 and 208, a rectifying / smoothing circuit 211 including an inductor 209 and a capacitor 210, and a second control circuit 212. In the second power conversion circuit 200, the ripple of the output voltage generated at the output terminal 7 is reduced.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本従来例によると、前
記2つの第1,第2の電力変換回路100,200によ
る縦続接続の構成であり、出力電力はすべて前記2つの
第1,第2の電力変換回路100,200を通過しなけ
ればならないため、装置の小型化や高効率化に制約があ
った。
According to the conventional example, the two first and second power conversion circuits 100 and 200 are connected in cascade, and the output power is all the two first and second power conversion circuits. Since it has to pass through the power conversion circuits 100 and 200 of 1., there are restrictions on miniaturization and high efficiency of the device.

【0004】本発明の目的は、上記の欠点を解決し、小
型で高効率な交流入力電源装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a compact and highly efficient AC input power supply device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明にかかる請求項1
に記載の交流入力電源装置は、交流入力源に接続される
第1のインバータ部と、この第1のインバータ部に接続
されたエネルギー蓄積素子と、このエネルギー蓄積素子
が入力として接続された第2のインバータ部と、前記第
1,第2のインバータ部にそれぞれ接続された2つの入
力巻線と出力巻線を有する2入力トランスと、前記出力
巻線に接続された整流・平滑回路と、この整流・平滑回
路に接続される出力端子と、入力電流および出力電圧を
検出し第1,第2のインバータ部におけるスイッチ素子
を制御する制御回路とにより構成されたことを特徴とす
るものである。
[Means for Solving the Problems] Claim 1 according to the present invention
The AC input power supply device as described in 1 above, a first inverter unit connected to an AC input source, an energy storage element connected to the first inverter unit, and a second inverter unit connected to the energy storage element as an input. An inverter section, a two-input transformer having two input windings and an output winding respectively connected to the first and second inverter sections, and a rectifying / smoothing circuit connected to the output winding, An output terminal connected to the rectifying / smoothing circuit, and a control circuit for detecting an input current and an output voltage and controlling a switch element in the first and second inverter sections are characterized by being characterized.

【0006】また、請求項2に記載の交流入力電源装置
は、交流入力源に接続される第1のインバータ部と、こ
の第1のインバータ部の出力に接続された第1の入力巻
線と、前記第1のインバータ部に接続されたエネルギー
蓄積素子と、このエネルギー蓄積素子が入力として接続
された第2のインバータ部と、この第2のインバータ部
の出力に接続された第2の入力巻線と、前記第1,第2
の入力巻線をそれぞれ第1の巻線部(a),第1の巻線
部(b)および第2の巻線部(c),第2の巻線部
(d)とに分割し、前記第1の巻線部(a)と第2の巻
線部(c)および第1の出力巻線とを有する第1の2入
力トランスと、前記第1の巻線部(b)と第2の巻線部
(d)および第2の出力巻線とを有し、前記第1の入力
巻線による励磁方向に対する第2の入力巻線による励磁
方向が前記第1の2入力トランスとは逆になるように接
続された第2の2入力トランスと、前記2つの出力巻線
に接続された整流・平滑回路と、この整流・平滑回路に
接続された出力端子と、入力電流および出力電圧を検出
し前記第1,第2のインバータ部におけるスイッチ素子
を制御する制御回路とにより構成されたことを特徴とす
るものである。
According to another aspect of the AC input power supply device of the present invention, a first inverter unit connected to the AC input source and a first input winding connected to the output of the first inverter unit are provided. An energy storage element connected to the first inverter section, a second inverter section to which the energy storage element is connected as an input, and a second input winding connected to the output of the second inverter section. Line and the first and second
The input winding of the first winding portion (a), the first winding portion (b) and the second winding portion (c), the second winding portion (d), A first two-input transformer having the first winding portion (a), the second winding portion (c), and a first output winding; the first winding portion (b); A second winding part (d) and a second output winding, and the direction of excitation by the second input winding with respect to the direction of excitation by the first input winding is the first two-input transformer. A second two-input transformer connected in reverse, a rectifying / smoothing circuit connected to the two output windings, an output terminal connected to the rectifying / smoothing circuit, an input current and an output voltage. And a control circuit for detecting the switch and controlling the switch elements in the first and second inverter sections.

【0007】[0007]

【作用】本発明にかかる請求項1に記載の発明おいて
は、入力電力が出力電力よりも大きい期間に入力電力の
一部をエネルギー蓄積素子に充電し、入力電力が出力電
力よりも小さい期間に出力電力の一部をエネルギー蓄積
素子からの放電により補う。これにより、エネルギー蓄
積素子に充放電される一部の電力量以外の出力電力量は
一段の電力変換回路を通過させるだけで供給でき、入力
高力率と出力交流周波数リプル低減を同時に実現でき
る。
According to the first aspect of the present invention, the energy storage element is charged with a part of the input power during the period when the input power is higher than the output power, and the period when the input power is lower than the output power. In addition, a part of the output power is supplemented by the discharge from the energy storage element. Thereby, the output power amount other than a part of the power amount charged and discharged in the energy storage element can be supplied only by passing through the one-stage power conversion circuit, and the input high power factor and the output AC frequency ripple reduction can be realized at the same time.

【0008】また、本発明にかかる請求項2に記載の発
明においては、第1,第2のインバータ入力がそれぞれ
第1,第2の2入力トランスに印加されるので、入力が
一方の2入力トランスに偏らないため、第1,第2の2
入力トランスの出力巻線や、それに接続される整流・平
滑回路に流れる電流の実効値が下がる。
According to the second aspect of the present invention, since the first and second inverter inputs are applied to the first and second two-input transformers, respectively, one input is two inputs. Since it is not biased toward the transformer, the first and second 2
The effective value of the current flowing through the output winding of the input transformer and the rectifying / smoothing circuit connected to it decreases.

【0009】[0009]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0010】図1は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。図1に示すように、本実施例では、交流入力源1に
接続される第1のインバータ部2と、前記第1のインバ
ータ部2に接続されたエネルギー蓄積素子としてのコン
デンサ3と、このコンデンサ3を入力として接続された
第2のインバータ部4と、前記2つの第1,第2のイン
バータ部2,4の出力にそれぞれ接続された2つの入力
巻線と出力巻線を有する2入力トランス5と、前記出力
巻線に接続された整流・平滑回路6と、前記整流・平滑
回路6に接続された出力端子7と、入力電圧Vi ,入力
電流Ii および出力電圧Vo を検出し前記2つの第1,
第2のインバータ部2,4におけるスイッチ素子(図示
省略してあるが、図3で後述する)を制御する制御回路
8とにより構成され、制御回路8により検出された入力
電流Ii が入力電圧Vi と相似な正弦波状になるよう
に、また出力電圧V0 が一定となるようにスイッチ素子
のオン・オフ期間を制御することにより、高入力力率と
低出力リプルを実現するものである。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in this embodiment, a first inverter section 2 connected to an AC input source 1, a capacitor 3 as an energy storage element connected to the first inverter section 2, and this capacitor A second inverter unit 4 connected with 3 as an input, and a two-input transformer having two input windings and output windings respectively connected to the outputs of the two first and second inverter units 2 and 4. 5, a rectifying / smoothing circuit 6 connected to the output winding, an output terminal 7 connected to the rectifying / smoothing circuit 6, an input voltage V i , an input current I i, and an output voltage V o are detected. The first two
A control circuit 8 for controlling switch elements (not shown, but described later in FIG. 3) in the second inverter units 2 and 4, and the input current I i detected by the control circuit 8 is the input voltage. A high input power factor and low output ripple are realized by controlling the on / off period of the switch element so that it has a sine wave shape similar to V i and that the output voltage V 0 is constant. .

【0011】図2に、図1の実施例における入力電力,
出力電力および充放電エネルギーの関係を示す。すなわ
ち、図2(a)は入力電圧Vi の波形を、図2(b)は
入力電力,出力電力および充電モードならびに放電モー
ド等の関係が、さらに図2(c)はエネルギー蓄積素子
であるコンデンサ3を介さずに出力端子7へ出力される
電力を示している。図2に示すように、正弦波状の入力
電力と一定の出力電力の差の電力をコンデンサ3に充電
あるいはコンデンサ3から放電させることにより、入力
電力と出力電力のアンバランスを補償する。ここで、コ
ンデンサ3を介さず前記第1のインバータ部2から2入
力トランス5および整流・平滑回路6のみを通過して出
力へ供給させる電力量は、入力電流波形がほぼ正弦波状
となるように制御した場合、全体の約68%である。
FIG. 2 shows the input power in the embodiment of FIG.
The relationship between output power and charge / discharge energy is shown. That is, FIG. 2A shows the waveform of the input voltage V i , FIG. 2B shows the relationship between the input power, the output power, the charge mode and the discharge mode, and FIG. 2C shows the energy storage element. The electric power output to the output terminal 7 without passing through the capacitor 3 is shown. As shown in FIG. 2, by charging or discharging the capacitor 3 with a power having a difference between a sinusoidal input power and a constant output power, the imbalance between the input power and the output power is compensated. Here, the amount of electric power supplied from the first inverter unit 2 through the two-input transformer 5 and the rectifying / smoothing circuit 6 without passing through the capacitor 3 to be supplied to the output is such that the input current waveform is substantially sinusoidal. When controlled, it is about 68% of the total.

【0012】すなわち、本実施例によると、図9の従来
例における第1の電力変換回路100が出力に供給する
全エネルギーを扱うのに対し、本実施例における出力電
圧V0 の交流周波数リプルを補償するために付加したエ
ネルギー蓄積用のコンデンサ3および第2のインバータ
部4からなる部分が扱うエネルギーは全体の32%程度
にすぎないため、交流入力電源装置の小型・高効率化が
可能となる。
That is, according to the present embodiment, the first power conversion circuit 100 in the conventional example of FIG. 9 handles all the energy supplied to the output, whereas the AC frequency ripple of the output voltage V 0 in the present embodiment is treated. Since the energy handled by the portion including the energy storage capacitor 3 and the second inverter portion 4 added for compensation is only about 32% of the whole, it is possible to make the AC input power supply device compact and highly efficient. .

【0013】図3は前記実施例の第1の具体的な構成を
示す回路図である。図3に示すように、本実施例では、
交流入力源1に接続されるダイオードよりなる整流回路
9と、この整流回路9に接続されたインダクタ21,ス
イッチ素子22,23からなる第1のインバータ部2
と、前記インダクタ21にダイオード10を介して接続
されたエネルギー蓄積用のコンデンサ3と、このコンデ
ンサ3に接続されたインダクタ41,このインダクタ4
1に接続されたスイッチ素子42,43,インダクタ4
1のコアに巻かれた巻線44,この巻線44にダイオー
ド45を介して接続されスイッチ素子42,43の同時
オフ期間にインダクタ41の電圧をコンデンサ3あるい
は後述する出力コンデンサ63の電圧にクランプするた
めの端子46からなる第2のインバータ部4と、前記2
つの第1,第2のインバータ部2,4にそれぞれ接続さ
れた入力巻線51,52と、この入力巻線51,52と
出力巻線53を有する2入力トランス5と、前記出力巻
線53に接続されたダイオード61,62および出力コ
ンデンサ63よりなる整流・平滑回路6と、この整流・
平滑回路6に接続される出力端子7と、入力電圧Vi
入力電流Ii および出力電圧Vo を検出し前記スイッチ
素子22,23,42,43を制御する制御回路8とに
より構成されるものである。上記インダクタ41の端子
46,46には、例えばダイオード45側の端子46を
+側として出力電圧V0 が印加されている。インダクタ
41を流れる電流は、スイッチ素子42または43がオ
ンしている期間に上昇し、スイッチ素子42,43がオ
フしインダクタ41の巻線44の電圧を一定電圧にクラ
ンプしている期間に減少する。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a first concrete configuration of the above embodiment. As shown in FIG. 3, in this embodiment,
A first inverter unit 2 including a rectifier circuit 9 including a diode connected to the AC input source 1, an inductor 21 and switch elements 22 and 23 connected to the rectifier circuit 9.
An energy storage capacitor 3 connected to the inductor 21 via a diode 10, an inductor 41 connected to the capacitor 3, and an inductor 4
Switch elements 42, 43 and inductor 4 connected to 1
The winding 44 wound around the core of 1 and the voltage of the inductor 41 is clamped to the voltage of the capacitor 3 or the output capacitor 63 described later during the simultaneous OFF period of the switch elements 42 and 43 connected to the winding 44 through the diode 45. A second inverter unit 4 including a terminal 46 for
Input windings 51 and 52 respectively connected to the first and second inverter units 2 and 4, a two-input transformer 5 having the input windings 51 and 52 and an output winding 53, and the output winding 53. Rectifying / smoothing circuit 6 including diodes 61 and 62 and an output capacitor 63 connected to
An output terminal 7 connected to the smoothing circuit 6 and an input voltage V i ,
The control circuit 8 detects the input current I i and the output voltage V o and controls the switch elements 22, 23, 42 and 43. The output voltage V 0 is applied to the terminals 46, 46 of the inductor 41 with the terminal 46 on the diode 45 side as the + side, for example. The current flowing through the inductor 41 rises while the switch element 42 or 43 is on, and decreases while the switch element 42, 43 is off and the voltage of the winding 44 of the inductor 41 is clamped to a constant voltage. .

【0014】図4は、図3のスイッチ素子22,23,
42,43のゲート駆動電圧波形VG1〜VG4を示す。図
4(a)に示すように、充電モードにおいては、スイッ
チ素子22,23の同時オン期間にインダクタ21にエ
ネルギーを蓄え、スイッチ素子22,23の同時オフ期
間にエネルギー蓄積用のコンデンサ3に充電し、スイッ
チ素子22,23の片方オン期間に2入力トランス5を
介して電力を出力に供給する。一方、放電モードにおい
ては、スイッチ素子42,43をスイッチ素子22,2
3と同期動作させ、第1,第2のインバータ部2,4の
電力を同時に出力へ供給させる。これにより、正弦波状
の入力電力から一定の出力電力を供給することができ
る。また、スイッチ素子22,23の同時オン期間を制
御することにより入力を高力率にし、充電モードにおけ
るスイッチ素子22,23の同時オフ期間あるいは放電
モードにおけるスイッチ素子42,43のオン期間によ
り出力電力を制御できる。
FIG. 4 shows switching elements 22, 23,
42 and 43 show gate drive voltage waveforms V G1 to V G4 . As shown in FIG. 4A, in the charging mode, energy is stored in the inductor 21 during the simultaneous ON period of the switch elements 22 and 23, and the capacitor 3 for energy storage is charged during the simultaneous OFF period of the switch elements 22 and 23. Then, electric power is supplied to the output through the two-input transformer 5 while one of the switch elements 22 and 23 is on. On the other hand, in the discharge mode, the switch elements 42 and 43 are switched to the switch elements 22 and 2
It operates in synchronism with 3, and the electric powers of the first and second inverter sections 2 and 4 are simultaneously supplied to the output. As a result, a constant output power can be supplied from the sinusoidal input power. Further, by controlling the simultaneous ON period of the switch elements 22 and 23, the input is made to have a high power factor, and the output power is changed by the simultaneous OFF period of the switch elements 22 and 23 in the charging mode or the ON period of the switch elements 42 and 43 in the discharging mode. Can be controlled.

【0015】なお、図3はプッシュプル昇降圧コンバー
タにより構成されているが、前記第1,第2のインバー
タ部2,4あるいは前記整流・平滑回路6をフル・ブリ
ッジ構成としても、本発明を同様に実現できる。
Although FIG. 3 is constituted by a push-pull step-up / down converter, the present invention can be realized even if the first and second inverter units 2 and 4 or the rectifying / smoothing circuit 6 are configured as a full bridge. It can be realized similarly.

【0016】図5に、前記図1の実施例の第2の具体的
な回路構成を示す。図5に示すように、本実施例では、
単相の交流入力源1に接続されるダイオードよりなる整
流回路9と、前記整流回路9に接続されたインダクタ2
1、このインダクタ21に接続されたスイッチ素子2
2,23からなる第1のインバータ部2と、前記インダ
クタ21にダイオード10を介して接続されたエネルギ
ー蓄積用のコンデンサ3と、このコンデンサ3に接続さ
れたスイッチ素子42からなる第2のインバータ部4
と、前記2つの第1,第2のインバータ部2,4の出力
にそれぞれ接続された入力巻線51,52と出力巻線5
3を有する2入力トランス5と、前記出力巻線53に接
続されたダイオード61および出力コンデンサ63から
なる整流・平滑回路6と、この整流・平滑回路6に接続
された出力端子7と、前記スイッチ素子22,23,4
2を制御する制御回路8とにより構成されるものであ
る。
FIG. 5 shows a second specific circuit configuration of the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 5, in this embodiment,
Rectifier circuit 9 composed of a diode connected to single-phase AC input source 1, and inductor 2 connected to the rectifier circuit 9.
1. Switch element 2 connected to this inductor 21
A second inverter unit 2 including a first inverter unit 2 composed of 2, 23, an energy storage capacitor 3 connected to the inductor 21 via a diode 10, and a switch element 42 connected to the capacitor 3. Four
And the input windings 51 and 52 and the output winding 5 which are respectively connected to the outputs of the two first and second inverter units 2 and 4.
A rectifying / smoothing circuit 6 including a two-input transformer 5 having a rectifier 3, a diode 61 connected to the output winding 53 and an output capacitor 63, an output terminal 7 connected to the rectifying / smoothing circuit 6, and the switch. Elements 22, 23, 4
2 and a control circuit 8 for controlling 2.

【0017】図6は、図5のスイッチ素子22,23,
42のゲート駆動電圧波形VG1〜VG3を示す。図6
(a)の充電モードにおいては、スイッチ素子22のオ
ン期間にインダクタ21にエネルギーを蓄え、スイッチ
素子22,23の同時オフ期間にエネルギー蓄積用のコ
ンデンサ3に充電し、スイッチ素子23のオン期間に2
入力トランス5を介して電力を出力へ供給する。また、
2入力トランス5のリセット、つまり2入力トランス5
の励磁電流の急上昇および飽和を抑えるため、入力巻線
に励磁させたときとは逆方向へ電圧を発生させることに
より励磁電流を減少させるには、スイッチ素子23のタ
ーンオフ後にスイッチ素子42のボディーダイオードが
導通し、巻線52からコンデンサ3にエネルギーを放出
することによって行われる。一方、図6(b)の放電モ
ードにおいては、スイッチ素子22がオンの期間にスイ
ッチ素子42をオンさせ2入力トランス5にエネルギー
を蓄え、スイッチ素子23がオンの期間に電力を同時に
出力へ供給させる。ここで、スイッチ素子22のオン期
間を制御することにより入力を高力率にし、充電モード
におけるスイッチ素子22,23の同時オフ期間および
放電モードにおけるスイッチ素子42のオン期間により
出力電力を制御できる。
FIG. 6 shows switching elements 22, 23,
42 shows the gate drive voltage waveforms V G1 to V G3 of 42. Figure 6
In the charging mode of (a), energy is stored in the inductor 21 during the ON period of the switch element 22, the capacitor 3 for energy storage is charged during the simultaneous OFF period of the switch elements 22 and 23, and during the ON period of the switch element 23. Two
Electric power is supplied to the output through the input transformer 5. Also,
Reset of 2-input transformer 5, that is, 2-input transformer 5
In order to suppress the surge and saturation of the exciting current of the switch, the exciting current can be reduced by generating a voltage in the direction opposite to that when the input winding is excited. Are conducted, and energy is released from the winding 52 to the capacitor 3. On the other hand, in the discharge mode of FIG. 6B, the switch element 42 is turned on to store energy in the two-input transformer 5 while the switch element 22 is on, and power is simultaneously supplied to the output while the switch element 23 is on. Let Here, the input power can be set to a high power factor by controlling the ON period of the switch element 22, and the output power can be controlled by the simultaneous OFF period of the switch elements 22 and 23 in the charge mode and the ON period of the switch element 42 in the discharge mode.

【0018】なお、図5の前記第2のインバータ部4を
前記第1のインバータ部2と同様の回路構成としても、
本発明を実現できる。
Even if the second inverter section 4 of FIG. 5 has a circuit configuration similar to that of the first inverter section 2,
The present invention can be realized.

【0019】図7に、請求項2に記載の発明の一実施例
の回路構成図を示す。図7に示すように本実施例では、
単の相交流入力源1に接続されたダイオードよりなる整
流回路9と、前記整流回路9に接続されたインダクタ2
1、このインダクタ21に接続されたスイッチ素子2
2,23,24,25により構成される第1のインバー
タ部2と、前記第1のインバータ部2の出力に接続され
直列接続された第1の巻線部a51,b151と、前記
インダクタ21にダイオード10を介して接続されたエ
ネルギー蓄積用のコンデンサ3と、このコンデンサ3に
接続されたインダクタ41、このインダクタ41に接続
されたスイッチ素子42,43,47,48,インダク
タ41のコアに巻かれた巻線44、この巻線44にダイ
オード45を介して接続されスイッチ素子42と48,
43と47の同時オフ期間にインダクタ41の電圧をコ
ンデンサ3あるいは出力コンデンサ63の電圧にクラン
プする端子46からなる第2のインバータ部4と、この
第2のインバータ部4の出力に接続され直列接続された
第2の巻線部c52,d152と、前記第1の巻線部a
51および第2の巻線部c52および出力巻線53を有
する第1の2入力トランス5と、前記第1の巻線部b1
51および第2の巻線部d152と出力巻線153を有
する第2の2入力トランス15と、前記出力巻線53に
接続されたダイオード61,62,前記出力巻線153
に接続されたダイオード64,65および出力コンデン
サ63からなる整流・平滑回路6と、この整流・平滑回
路6に接続された出力端子7と、前記スイッチ素子2
2,23,24,25,42,43,47,48を制御
する制御回路8とにより構成されるものである。ここで
第2の2入力トランス15は、第1の巻線部a51,b
151による励磁方向に対し、第2の巻線部c52,d
152による励磁方向が第1の2入力トランス5とは逆
になるように接続されている。
FIG. 7 shows a circuit configuration diagram of an embodiment of the invention described in claim 2. In this embodiment, as shown in FIG.
Rectifier circuit 9 consisting of a diode connected to single-phase AC input source 1, and inductor 2 connected to said rectifier circuit 9.
1. Switch element 2 connected to this inductor 21
The first inverter section 2 composed of 2, 23, 24, 25, the first winding section a51, b151 connected in series to the output of the first inverter section 2, and the inductor 21. A capacitor 3 for energy storage connected via a diode 10, an inductor 41 connected to this capacitor 3, switch elements 42, 43, 47, 48 connected to this inductor 41, wound around the core of the inductor 41. Winding 44, switch elements 42 and 48 connected to this winding 44 through a diode 45,
A second inverter unit 4 including a terminal 46 that clamps the voltage of the inductor 41 to the voltage of the capacitor 3 or the output capacitor 63 during the simultaneous off period of 43 and 47, and is connected to the output of the second inverter unit 4 in series connection. Second winding parts c52 and d152, and the first winding part a
51, a second winding portion c52, and a first two-input transformer 5 having an output winding 53; and the first winding portion b1.
51, a second two-input transformer 15 having a second winding part d152 and an output winding 153, diodes 61 and 62 connected to the output winding 53, and the output winding 153.
A rectifying / smoothing circuit 6 including diodes 64 and 65 and an output capacitor 63 connected to the output terminal 7, an output terminal 7 connected to the rectifying / smoothing circuit 6, and the switch element 2
2, 23, 24, 25, 42, 43, 47, 48 and the control circuit 8 for controlling. Here, the second two-input transformer 15 includes the first winding parts a51, b.
With respect to the excitation direction by 151, the second winding parts c52, d
They are connected so that the direction of excitation by 152 is opposite to that of the first two-input transformer 5.

【0020】図8は、図7のスイッチ素子22,23,
24,25,42,43,47,48のゲート駆動電圧
波形VG1〜VG8を示す。図8(a)の充電モードにおい
ては、スイッチ素子22,23,24,25の同時オン
期間にインダクタ21にエネルギーを蓄え、スイッチ素
子24あるいは25のみオン期間にエネルギー蓄積用の
コンデンサ3に充電し、スイッチ素子22と24あるい
は23と25のみオン期間にトランスを介して電力を出
力へ供給する。一方、図8(b)の放電モードにおいて
は、スイッチ素子22,23,24,25が同時オンの
期間にスイッチ素子42と47,あるいは43と48を
交互にオンさせコンデンサ3に充電されている電力を出
力へ供給させる。また、スイッチ素子22,23,2
4,25の同時オン期間を制御することにより入力を高
力率にし、充電モードにおけるスイッチ素子24あるい
は25のみオン期間および放電モードにおけるスイッチ
素子42,43,47,48のオン期間により出力電力
を制御できる。
FIG. 8 shows switching elements 22, 23,
24, 25, 42, 43, 47 and 48 show gate drive voltage waveforms V G1 to V G8 . In the charging mode of FIG. 8A, energy is stored in the inductor 21 during the simultaneous ON periods of the switch elements 22, 23, 24, 25, and only the switch element 24 or 25 is charged in the energy storage capacitor 3 during the ON period. , Only the switch elements 22 and 24 or 23 and 25 supply electric power to the output through the transformer during the ON period. On the other hand, in the discharge mode of FIG. 8B, the switch elements 42, 47, or 43 and 48 are alternately turned on during the period when the switch elements 22, 23, 24, 25 are simultaneously turned on, and the capacitor 3 is charged. Power is supplied to the output. In addition, the switch elements 22, 23, 2
By controlling the simultaneous ON periods of 4 and 25, the input is made to have a high power factor, and the output power is changed by the ON period of only the switching element 24 or 25 in the charging mode and the ON periods of the switching elements 42, 43, 47 and 48 in the discharging mode. You can control.

【0021】なお、図7の第1,第2のインバータ部
2,4を図3のようなプッシュプル昇降圧形により構成
しても、同様に実現できる。
Note that the first and second inverter sections 2 and 4 in FIG. 7 can be realized in the same manner even if they are constructed by a push-pull step-up / step-down type as shown in FIG.

【0022】また、以上の各実施例において、エネルギ
ー蓄積素子としてはコンデンサ3の他インダクタンスや
電池等も考えられる。
In each of the above embodiments, the energy storage element may be an inductance, a battery or the like in addition to the capacitor 3.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる請求
項1に記載の発明によれば、交流入力源に接続される第
1のインバータ部と、この第1のインバータ部に接続さ
れたエネルギー蓄積素子と、このエネルギー蓄積素子が
入力として接続された第2のインバータ部と、前記第
1,第2のインバータ部の出力にそれぞれ接続された2
つの入力巻線と出力巻線を有する2入力トランスと、前
記出力巻線に接続された整流・平滑回路と、この整流・
平滑回路に接続された出力端子と、入力電流および出力
電圧を検出し前記第1,第2のインバータ部におけるス
イッチ素子を制御する制御回路とにより構成されている
ので、交流入力源およびエネルギー蓄積素子にそれぞれ
インバータ部を介して入力巻線を有する2入力トランス
が接続されることにより、一段の電力変換回路で高入力
力率と低出力リプルを実現できるため、小型で高効率な
交流入力電源装置を構成することができる。
As described above, according to the invention described in claim 1 of the present invention, the first inverter unit connected to the AC input source and the energy connected to the first inverter unit. A storage element, a second inverter section to which the energy storage element is connected as an input, and a second inverter section connected to the outputs of the first and second inverter sections, respectively.
A two-input transformer having one input winding and an output winding, a rectifying / smoothing circuit connected to the output winding, and the rectifying / smoothing circuit.
Since it is composed of an output terminal connected to the smoothing circuit and a control circuit for detecting the input current and the output voltage and controlling the switch elements in the first and second inverter sections, an AC input source and an energy storage element are provided. A two-input transformer having an input winding is connected to each of the inverter sections, thereby realizing a high input power factor and low output ripple with a single-stage power conversion circuit, and thus a compact and highly efficient AC input power supply device. Can be configured.

【0024】さらに、請求項2に記載の発明によれば、
交流入力源に接続される第1のインバータ部と、この第
1のインバータ部の出力に接続された第1の入力巻線
と、前記第1のインバータ部に接続されたエネルギー蓄
積素子と、このエネルギー蓄積素子が入力として接続さ
れた第2のインバータ部と、この第2のインバータ部の
出力に接続された第2の入力巻線と、前記第1,第2の
入力巻線をそれぞれ第1の巻線部(a),第1の巻線部
(b)および第2の巻線部(c),第2の巻線部(d)
とに分割し、前記第1の巻線部(a)と第2の巻線部
(c)および第1の出力巻線とを有する第1の2入力ト
ランスと、前記第1の巻線部(b)と第2の巻線部
(d)および第2の出力巻線とを有し、前記第1の入力
巻線による励磁方向に対する第2の入力巻線による励磁
方向が前記第1の2入力トランスとは逆になるように接
続された第2の2入力トランスと、前記2つの出力巻線
に接続された整流・平滑回路と、この整流・平滑回路に
接続された出力端子と、入力電流および出力電圧を検出
し前記第1,第2のインバータ部におけるスイッチ素子
を制御する制御回路とにより構成されたので第1,第2
のインバータ入力がそれぞれ第1,第2の2入力トラン
スに印加されるので、入力が一方の2入力トランスに偏
らないため、第1,第2の2入力トランスの出力巻線
や、それに接続される整流・平滑回路に流れる電流の実
効値を下げることができる。
Further, according to the invention of claim 2,
A first inverter section connected to the AC input source, a first input winding connected to the output of the first inverter section, an energy storage element connected to the first inverter section, A second inverter section to which an energy storage element is connected as an input, a second input winding connected to an output of the second inverter section, and the first and second input windings are respectively connected to a first section. Winding part (a), first winding part (b) and second winding part (c), second winding part (d)
A first two-input transformer having a first winding portion (a), a second winding portion (c), and a first output winding, and the first winding portion. (B) and the second winding section (d) and the second output winding, and the excitation direction of the second input winding with respect to the excitation direction of the first input winding is the first A second two-input transformer connected so as to be opposite to the two-input transformer, a rectifying / smoothing circuit connected to the two output windings, and an output terminal connected to the rectifying / smoothing circuit, Since it is configured by a control circuit that detects an input current and an output voltage and controls the switch element in the first and second inverter units, the first and second
Inverter inputs are applied to the first and second two-input transformers respectively, so that the inputs are not biased to one of the two-input transformers. The effective value of the current flowing through the rectifying / smoothing circuit can be reduced.

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

【図1】本発明における請求項1の一実施例を示す回路
構成図である。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of claim 1 in the present invention.

【図2】本発明における入力電力,出力電力および充放
電エネルギーの関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship among input power, output power and charge / discharge energy in the present invention.

【図3】図1の実施例における第1の具体的な回路構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a first specific circuit configuration in the embodiment of FIG.

【図4】図3の実施例に係わるスイッチ素子のゲート駆
動電圧波形の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a gate drive voltage waveform of a switch element according to the embodiment of FIG.

【図5】図1の実施例における第2の具体的な回路構成
を示す図である。
5 is a diagram showing a second specific circuit configuration in the embodiment of FIG.

【図6】図5の実施例に係るスイッチ素子のゲート駆動
電圧波形の一例を示す図である。
6 is a diagram showing an example of a gate drive voltage waveform of the switch element according to the embodiment of FIG.

【図7】請求項2の一実施例の回路構成を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of claim 2;

【図8】図7の実施例にかかわるスイッチ素子のゲート
駆動電圧波形の一例を示す図である。
8 is a diagram showing an example of a gate drive voltage waveform of the switch element according to the embodiment of FIG.

【図9】従来の高入力力率と低出力リプルを実現する交
流入力電源装置を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram showing an AC input power supply device that realizes a conventional high input power factor and low output ripple.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流入力源 2 第1のインバータ部 3 コンデンサ 4 第2のインバータ部 5 2入力トランス 6 整流・平滑回路 7 出力端子 8 制御回路 9 整流回路 10 ダイオード 15 2入力トランス 21 インダクタ 22 スイッチ素子 23 スイッチ素子 24 スイッチ素子 25 スイッチ素子 41 インダクタ 42 スイッチ素子 43 スイッチ素子 44 巻線 45 ダイオード 46 端子 47 スイッチ素子 48 スイッチ素子 51 第1の巻線部a 52 第2の巻線部c 53 出力巻線 61 ダイオード 62 ダイオード 63 出力コンデンサ 64 ダイオード 65 ダイオード 151 第1の巻線部b 152 第2の巻線部d 153 出力巻線 1 AC Input Source 2 1st Inverter Section 3 Capacitor 4 2nd Inverter Section 5 2 Input Transformer 6 Rectification / Smoothing Circuit 7 Output Terminal 8 Control Circuit 9 Rectifier Circuit 10 Diode 15 15 Input Transformer 21 Inductor 22 Switch Element 23 Switch Element 24 switch element 25 switch element 41 inductor 42 switch element 43 switch element 44 winding 45 diode 46 terminal 47 switch element 48 switch element 51 first winding portion a 52 second winding portion c 53 output winding 61 diode 62 Diode 63 Output capacitor 64 Diode 65 Diode 151 First winding part b 152 Second winding part d 153 Output winding

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流入力源に接続される第1のインバー
タ部と、 この第1のインバータ部に接続されたエネルギー蓄積素
子と、 このエネルギー蓄積素子が入力として接続された第2の
インバータ部と、 前記第1,第2のインバータ部の出力にそれぞれ接続さ
れた2つの入力巻線と出力巻線を有する2入力トランス
と、 前記出力巻線に接続された整流・平滑回路と、 この整流・平滑回路に接続された出力端子と、 入力電流および出力電圧を検出し前記第1,第2のイン
バータ部におけるスイッチ素子を制御する制御回路と、 により構成されたことを特徴とする交流入力電源装置。
1. A first inverter section connected to an AC input source, an energy storage element connected to the first inverter section, and a second inverter section connected to the energy storage element as an input. A two-input transformer having two input windings and an output winding respectively connected to the outputs of the first and second inverters; a rectifying / smoothing circuit connected to the output winding; An AC input power supply device comprising: an output terminal connected to a smoothing circuit; and a control circuit that detects an input current and an output voltage and controls a switch element in the first and second inverter sections. .
【請求項2】 交流入力源に接続される第1のインバー
タ部と、 この第1のインバータ部の出力に接続された第1の入力
巻線と、 前記第1のインバータ部に接続されたエネルギー蓄積素
子と、 このエネルギー蓄積素子が入力として接続された第2の
インバータ部と、 この第2のインバータ部の出力に接続された第2の入力
巻線と、 前記第1,第2の入力巻線をそれぞれ第1の巻線部
(a),第1の巻線部(b)および第2の巻線部
(c),第2の巻線部(d)とに分割し、前記第1の巻
線部(a)と第2の巻線部(c)および第1の出力巻線
とを有する第1の2入力トランスと、 前記第1の巻線部(b)と第2の巻線部(d)および第
2の出力巻線とを有し、前記第1の入力巻線による励磁
方向に対する第2の入力巻線による励磁方向が前記第1
の2入力トランスとは逆になるように接続された第2の
2入力トランスと、 前記2つの出力巻線に接続された整流・平滑回路と、 この整流・平滑回路に接続された出力端子と、 入力電流および出力電圧を検出し前記第1,第2のイン
バータ部におけるスイッチ素子を制御する制御回路と、 により構成されたことを特徴とする交流入力電源装置。
2. A first inverter section connected to an AC input source, a first input winding connected to an output of the first inverter section, and energy connected to the first inverter section. A storage element, a second inverter section to which the energy storage element is connected as an input, a second input winding connected to the output of the second inverter section, and the first and second input windings. The wire is divided into a first winding portion (a), a first winding portion (b), a second winding portion (c), and a second winding portion (d), respectively, A two-input transformer having a winding part (a), a second winding part (c) and a first output winding, and the first winding part (b) and the second winding. A line portion (d) and a second output winding, and the direction of excitation by the second input winding is forward with respect to the direction of excitation by the first input winding. Note 1
A second two-input transformer connected to be opposite to the two-input transformer, a rectifying / smoothing circuit connected to the two output windings, and an output terminal connected to the rectifying / smoothing circuit. An AC input power supply device comprising: a control circuit that detects an input current and an output voltage and controls a switch element in the first and second inverter sections.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1999049560A1 (en) * 1998-03-23 1999-09-30 Fidelix Y.K. Power supply
JP2005051994A (en) * 2003-07-16 2005-02-24 Nippon Soken Inc Two-transformer type dc-dc converter and dc-dc converter
JP2006158115A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Casio Comput Co Ltd Power circuit
RU2637516C2 (en) * 2012-08-22 2017-12-05 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Circuit and rectification method for unbalanced two-phase dc network

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999049560A1 (en) * 1998-03-23 1999-09-30 Fidelix Y.K. Power supply
JP2005051994A (en) * 2003-07-16 2005-02-24 Nippon Soken Inc Two-transformer type dc-dc converter and dc-dc converter
JP2006158115A (en) * 2004-11-30 2006-06-15 Casio Comput Co Ltd Power circuit
RU2637516C2 (en) * 2012-08-22 2017-12-05 Филипс Лайтинг Холдинг Б.В. Circuit and rectification method for unbalanced two-phase dc network

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