(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の各相端子に一端がそれぞれ接続され、他端が共通接続点で共通に接続されている複数のコンデンサと、
複数のダイオードをブリッジ接続してなり、交流入力端子と直流出力端子とを有する入力整流部と、
前記交流電源の各相端子と前記コンデンサとの接続点と、前記入力整流部の前記各交流入力端子との間に接続されているインダクタと、
前記入力整流部の前記直流端子間に接続され、且つ相互の接続点が前記複数のコンデンサの前記共通接続点に接続された互いに直列のスイッチング素子とこれらスイッチング素子のそれぞれに逆極性に並列接続されている逆並列ダイオードとからなる直列接続回路とを備えた高力率の電源装置において、
前記入力整流部の前記直流出力端子間に、互いに直列接続されているスイッチング素子とこれらスイッチング素子のそれぞれに逆極性で並列接続されている逆並列ダイオードとからなる別の直列接続回路を備えて、前記直列接続回路と前記別の直列接続回路とによってブリッジインバータ回路を構成し、
前記直列接続回路における前記スイッチング素子同士の相互接続点と前記別の直列接続回路における前記スイッチング素子同士の相互接続点との間に変圧器の１次巻線を接続すると共に、該変圧器の２次巻線に出力整流部を接続し、
前記直列接続回路と前記別の直列接続回路とにおける前記スイッチング素子に並列にコンデンサを接続し、これらコンデンサと前記インダクタのインダクタンスと前記ブリッジインバータ回路の出力側のインダクタンスとを利用して、前記ブリッジインバータ回路の前記スイッチング素子を前記交流電源の周波数よりも高い周波数で交互にゼロ電圧スイッチングさせることを特徴とする低歪み整流電源装置。
【請求項２】
前記変圧器の入力端子にコンデンサを直列接続して偏磁防止し、さらに循環電流を低減することを特徴とする請求項１に記載の低歪み整流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、正弦波整流回路に関するものであり、特に入力端子と出力端子との間が絶縁された回路を有する低歪み整流電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
整流回路において、平滑回路にコンデンサを含む回路は容易に低リプルを実現できるため、従来より多く使用されてきている。しかし、入力電流波形は歪み波形で、高調波を多く含み、また力率が低いという問題点がある。この問題点を解決するため、種々の回路が提案されている。
【０００３】
低ひずみ整流回路方式は、原理的に力率１まで制御可能な回路方式、力率１までは制御できないが構成の簡単な回路方式の２つの方向で検討されている。後者の方式として２スイッチで構成した３相力率改善回路が提案され電流波形改善の帰還制御なしで良い結果が得られることが報告されている。
【０００４】
その一例として、特開平７−３０３３７６号公報において、以下の回路が提案されている。すなわち、入力端子が交流電源に接続され、入力電流を正弦波状にする正弦波整流回路において、前記交流電源の各相端子に一端がそれぞれ接続され、他端を共通に接続した複数のコンデンサと、これらのコンデンサ及び前記交流電源の接続点と正弦波整流回路の出力端子間に、それぞれ接続されたダイオード及びリアクトルの直列接続回路と、前記出力端子の他端と前記ダイオード及びリアクトルの直列接続点間に、それぞれ接続されたダイオードと、前記出力端子間に接続され、且つ相互の接続点が前記複数のコンデンサの共通接続点に接続された２個のスイッチング素子の直列接続回路と、前記スイッチング素子にそれぞれ並列に接続される逆並列ダイオードと、これらのスイッチング素子を、前記交流電源の周波数よりも高い周波数で交互にオン・オフ制御する制御手段とを有することを特徴とする正弦波整流回路が提案されている。この回路は、パルス幅制御なしで入力交流電圧のピーク以上の整流電圧で波形改善ができる。また、スイッチング素子に流れる電流のピーク値は大きいが６スイッチ方式に比較し数が１／３なのでスイッチの利用率は高い。などの特徴がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この正弦波整流回路の特徴を備えた上で、さらに入力端子と出力端子との間の絶縁を保つ回路を得ることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、この第１の発明は、交流電源の各相端子に一端がそれぞれ接続され、他端が共通接続点で共通に接続されている複数のコンデンサと、複数のダイオードをブリッジ接続してなり、交流入力端子と直流出力端子とを有する入力整流部と、前記交流電源の各相端子と前記コンデンサとの接続点と、前記入力整流部の前記各交流入力端子との間に接続されているインダクタと、前記入力整流部の前記直流端子間に接続され、且つ相互の接続点が前記複数のコンデンサの前記共通接続点に接続された互いに直列のスイッチング素子とこれらスイッチング素子のそれぞれに逆極性に並列接続されている逆並列ダイオードとからなる直列接続回路とを備えた高力率の電源装置において、前記入力整流部の前記直流出力端子間に、互いに直列接続されているスイッチング素子とこれらスイッチング素子のそれぞれに逆極性で並列接続されている逆並列ダイオードとからなる別の直列接続回路を備えて、前記直列接続回路と前記別の直列接続回路とによってブリッジインバータ回路を構成し、前記直列接続回路における前記スイッチング素子同士の相互接続点と前記別の直列接続回路における前記スイッチング素子同士の相互接続点との間に変圧器の１次巻線を接続すると共に、該変圧器の２次巻線に出力整流部を接続し、前記直列接続回路と前記別の直列接続回路とにおける前記スイッチング素子に並列にコンデンサを接続し、これらコンデンサと前記インダクタのインダクタンスと前記ブリッジインバータ回路の出力側のインダクタンスとを利用して、前記ブリッジインバータ回路の前記スイッチング素子を前記交流電源の周波数よりも高い周波数で交互にゼロ電圧スイッチングさせる低歪み整流電源装置を提供する。
【０００７】
また、この第２の発明は、前記変圧器の入力端子にコンデンサを直列接続して偏磁防止し、さらに循環電流を低減する前記第１の発明に記載の低歪み整流電源装置を提供する。
【０００９】
【実施例】
図１は本発明にかかる低歪み整流電源装置の一実施例である。まず、概要を説明すると、入力端子１１，１２，１３が３相交流電源（図示せず）に接続され、ここから入力整流部４と変換部５と変成部６と出力整流部７とが順次接続され、出力端子８１，８２  に所定の直流出力を得る。変換部５と変成部６には共通のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４  を備えており、入力交流電源の周波数よりも高い周波数で交互にオン・オフ制御する制御手段（図示せず）により駆動される。
【００１０】
つぎに、詳細に回路構成を説明する。入力端子１１，１２，１３にはそれぞれインダクタ３１，３２，３３が接続されて、入力整流部４の各相の入力端子に接続される。この入力整流部４はダイオード４１，４２，４３，４４，４５，４６  がブリッジ接続されて構成される。この入力整流部４の両出力端子には、互いに直列接続されたスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  が接続される。また、入力端子１１，１２，１３にはそれぞれコンデンサ２１，２２，２３が接続されて、各一端は共通接続されて、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  の共通接続点Ｃに接続される。このスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  は、図示しない制御回路により入力交流より十分高い周波数で交互にオンオフ駆動されて、その両端の点Ａ，Ｂ間には整流出力が発生する。そして、この点Ａ，Ｂ間には、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  のオンオフ駆動周波数に対応した平滑用のコンデンサ４７が接続される。
【００１１】
スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  の両端にはそれぞれ、ダイオードＤ１，Ｄ２  およびコンデンサＣＺ１，ＣＺ２  が並列接続されている。ダイオードＤ１，Ｄ２  はスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  の逆方向の電流を流せるようにするためであり、コンデンサＣＺ１，ＣＺ２  は、ゼロ電圧スイッチング（以下ＺＶＳと略する）動作を与えるためのものである。
【００１２】
スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  の両端に第２のスイッチング素子の直列接続回路であるスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  が接続される。これらスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  の両端にもそれぞれ同様にダイオードＤ３，Ｄ４  とコンデンサＣＺ３，ＣＺ４  が並列接続される。４個のスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４  で、ブリッジインバータを形成し、Ｃ点とＤ点との間に高周波スイッチング波形が発生する。この高周波スイッチング出力をコンデンサＣｉを介して変圧器Ｔ１の一次巻線Ｎ１に送られる。
【００１３】
変圧器Ｔ１の２次側には、ダイオード７１，７２  とチョークコイル７３とコンデンサ７４とからなる出力整流部７により整流されて、出力端子８１，８２  に所定の直流出力を発生する。
【００１４】
回路の動作について説明する。インダクタ３１，３２，３３のインダクタ群３に流れる電流については、いわゆる昇圧チョッパ回路の動作におけるエネルギー蓄積用として、電流は不連続モードで使用しスイッチＳＷ１，ＳＷ２  でコンデンサ２１，２２，２３を介して入力電流を制御してコンデンサ４７に３相交流の整流電圧を得る。
【００１５】
スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  とともにＺＶＳのブリッジコンバータを構成し、変圧器Ｔ１を介して絶縁し、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  とスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  間のオンオフ駆動のタイミングの位相差で３相交流の整流電圧（端子Ａ，Ｂ間の電圧）と出力電圧（端子８１，８２間の電圧）の比率を制御できる。３相交流の整流電圧を所定の値に保つため、出力電力に対応した周波数制御が必要となる。
【００１６】
変圧器Ｔ１の電圧はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  のターンオフでゼロとなり、出力整流部７のチョークコイル７３のエネルギーにより容易にスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  は軽負荷までＺＶＳターンオンができる。さらに、通常のＺＶＳブリッジ回路ではスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  側のＺＶＳターンオンは変圧器Ｔ１のリーケイジ・インダクタンスを含む回路の直列インダクタンスのエネルギーで行うため、軽負荷時までＺＶＳの領域に保つのは困難であるが、本発明においては、昇圧チョークの電流がＺＶＳターンオンに効果的に作用し、軽負荷まで、すべてのスイッチング素子のＺＶＳが可能となる。
【００１７】
【動作説明】
入力端子１１、１２、１３は入力三相交流の各相に接続されている。各入力端子に接続されているコンデンサ２１、２２、２３の相互接続点は、入力三相交流の疑似疑似中性点Ｎ  となり、スイッチング素子ＳＷ１  、スイッチング素子ＳＷ２  との接続点Ｃ  と接続されている。  入力端子１１、１２、１３と入力電源の中性点（図示されていない）との間には、それぞれＶｓｉｎ（  ωｔ）、Ｖｓｉｎ（  ωｔ−２  π／３）  、Ｖｓｉｎ（  ωｔ−４  π／３）  の電圧が印加される。回路図上、変成部６の漏れインダクタンスを含む配線のインダクタンスをＬ１として表記した。このＬ１を説明上は漏れインダクタンスと呼ぶこととする。商用三相交流の上記位相において変換周期のある１  周期ｔ０＜ｔ＜ｔ８  に注目し動作説明をする。商用三相交流の周波数に比べ変換周波数が十分に高いとき、変換周期の１  周期中では商用三相交流の各相電圧はほとんど変化しないと仮定する。回路動作は商用三相交流の周期定常状態に達しているものとする。
【００１８】
図２は、位相がωｔ  ＝１７π／３６  のときの電圧電流等の関係を示す波形図であって、負荷が定格負荷状態のときを示す。
【００１９】
図３は、位相がωｔ  ＝１７π／３６  のときの電圧電流等の関係を示す波形図であって、負荷が軽い負荷状態のときを示す。以下の説明にはこれら、図２、図３を参照する。
【００２０】
【区間Ａ  ｔ  ＜  ｔ０】
スイッチング素子ＳＷ２  とスイッチング素子ＳＷ３  がオン、スイッチング素子ＳＷ１  とスイッチング素子ＳＷ４  がオフ状態である。  コンデンサ４７、スイッチング素子ＳＷ３  、巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、スイッチング素子ＳＷ２を介して電流が流れ、変成部６を介して出力整流部へエネルギーを伝達している。上記電流の大きさは、出力電流によって決まる。疑似中性点Ｎ  、接続点Ｃ  、スイッチング素子ＳＷ２  、ダイオード４５、４６、インダクタ３  ２  、３３、入力端子１２、１３を介して電流が流れインダクタ３２、３３のそれぞれにエネルギーを蓄積する。
【００２１】
【区間Ｂ  ｔ０≦ｔ  ＜  ｔ１】
時刻ｔ０でスイッチング素子ＳＷ３  をオフする。スイッチング素子ＳＷ３  に流れていた電流が、コンデンサＣＺ３  へ転流するためスイッチング素子ＳＷ３  は、ＺＶＳターンオフする。チョークコイル７３のエネルギーによってコンデンサ４７、コンデンサＣＺ３  、巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、スイッチング素子ＳＷ２  を介する電流と、巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、スイッチング素子ＳＷ２  、コンデンサＣＺ４  を介する電流とが流れ、巻線Ｎ１の電圧がゼロになるまでコンデンサＣＺ３  を充電、コンデンサＣＺ４  を放電し、その後漏れインダクタンスＬ１のエネルギーでコンデンサ４７の電圧と等しくなるまでコンデンサＣＺ３を充電、電圧がゼロになるまでコンデンサＣＺ４を放電し、ダイオードＤ４が導通、巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、スイッチング素子ＳＷ２  、ダイオードＤ４を介して漏れインダクタンスＬ１に起因する循環電流が流れる。コンデンサＣｉの電圧によって漏れインダクタンスＬ１のエネルギーが減少し、循環電流が減少する。ダイオードＤ４、スイッチング素子ＳＷ４  、コンデンサＣＺ４  で構成されるアームの電流が正になる前にスイッチング素子ＳＷ４  をターンオンさせ、ＺＶＳ電圧ターンオンさせる。
【００２２】
【区間Ｃ  ｔ１≦ｔ  ＜  ｔ２】
時刻ｔ１でスイッチング素子ＳＷ２  をオフする。スイッチング素子ＳＷ２  に流れていた電流が、コンデンサＣＺ２  へ転流するためスイッチング素子ＳＷ２  は、ＺＶＳ  ターンオフする。巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、コンデンサＣＺ２  、ダイオードＤ４を介する電流と前記インダクタ３２、３３の電流とがコンデンサＣＺ２をその電圧がコンデンサ４７の電圧と等しくなるまで充電し、さらに、巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、コンデンサＣＺ１  、コンデンサ４７、ダイオードＤ４を介して流れる電流と疑似中性点Ｎ  、接続点Ｃ  、コンデンサＣＺ１  、コンデンサ４７、ダイオード４５、４６、インダクタ３２、３３、入力端子１２、１３を介して流れるインダクタ３２、３３のエネルギー放出電流とでコンデンサＣＺ１  を電圧ゼロまで放電し、ダイオードＤ１が導通する。コンデンサＣＺ１  の電圧が疑似中性点Ｎ  と入力端子１１との間の電圧よりも下がった時点でダイオード４１が導通し、入力端子１１、インダクタ３１、ダイオード４１、ダイオードＤ１、接続点Ｃ  、疑似中性点Ｎ  を介する電流が流れ始めインダクタ３１へエネルギーの蓄積を始める。インダクタ３２、３３に蓄積したエネルギーが疑似中性点Ｎ  、接続点Ｃ  、ダイオードＤ１、コンデンサ４７、ダイオード４５、４６、インダクタ３２、３３、入力端子１２、１３を介する電流としてコンデンサ４７へ放出される。
【００２３】
【区間Ｄ  ｔ２≦ｔ  ＜  ｔ３】
ダイオードＤ４、スイッチング素子ＳＷ４  、コンデンサＣＺ４  で構成されるアームの電流が時刻ｔ２で正に転ずる。インダクタ３２、３３のエネルギー放出電流でダイオードＤ１が導通しているため、コンデンサ４７、ダイオードＤ１、コンデンサＣｉ、巻線Ｎ１、スイッチング素子ＳＷ４  を通る電流が変成部６  を介して出力整流部へエネルギー伝達を始める。ダイオードＤ１の電流がゼロになる前、即ち上記スイッチング素子ＳＷ４  の電流とインダクタ３１の電流の和が、インダクタ３２、３３のエネルギー放出電流の和よりも小さいうちにスイッチング素子ＳＷ１  をターンオンさせ、ＺＶＳターンオンさせる。
【００２４】
【区間Ｅ  ｔ３≦ｔ  ＜  ｔ４】
ダイオードＤ１、スイッチング素子ＳＷ１  、コンデンサＣＺ１  で構成されるアームの電流が時刻ｔ３で正に転ずる。
【００２５】
【区間Ｆ  ｔ４≦ｔ  ＜  ｔ５】
時刻ｔ４でスイッチング素子ＳＷ４  をオフする。スイッチング素子ＳＷ４に流れていた電流が、コンデンサＣＺ４へ転流するためスイッチ
ング素子ＳＷ４  は、ＺＶＳ  ターンオフするチョークコイル７３のエネルギーによってコンデンサ４７、スイッチング素子ＳＷ１  、コンデンサＣｉ、巻線Ｎ１、コンデンサＣＺ４  を介する電流と、巻線Ｎ１、コンデンサＣＺ３  、スイッチング素子ＳＷ１  、コンデンサＣｉを介する電流とが流れ、巻線Ｎ１の電圧がゼロになるまでコンデンサＣＺ４  を充電、コンデンサＣＺ３  を放電し、その後漏れインダクタンスＬ１のエネルギーでコンデンサ４７の電圧と等しくなるまでコンデンサＣＺ４  を充電、電圧がゼロになるまでコンデンサＣＺ３  を放電し、ダイオードＤ３が導通、巻線Ｎ１、ダイオードＤ３、スイッチング素子ＳＷ１  、コンデンサＣｉを介して漏れインダクタンスＬ１に起因する循環電流が流れる。コンデンサＣｉの電圧によって漏れインダクタンスＬ１のエネルギーが減少し、循環電流が減少する。ダイオードＤ３、スイッチング素子ＳＷ３  、コンデンサＣＺ３  で構成されるアームの電流が正になる前にスイッチング素子ＳＷ３  をターンオンさせ、ＺＶＳ  ターンオンさせる。
【００２６】
【区間Ｇ  ｔ５≦ｔ  ＜  ｔ６】
時刻ｔ５でスイッチング素子ＳＷ１  をオフする。スイッチング素子ＳＷ１  に流れていた電流が、コンデンサＣＺ１  へ転流するためスイッチング素子ＳＷ１  は、ＺＶＳ  ターンオフする。巻線Ｎ１、ダイオードＤ３、コンデンサＣＺ１  、コンデンサＣｉを介する電流と前記インダクタ３１の電流とがコンデンサＣＺ１  をその電圧がコンデンサ４７の電圧と等しくなるまで充電し、さらに、巻線Ｎ１、ダイオードＤ３、コンデンサ４７、ダイオードＤ２、コンデンサＣｉを介して流れる電流と入力端子１１、インダクタ３１、ダイオード４１、コンデンサ４７、コンデンサＣＺ２  、接続点Ｃ  、疑似中性点Ｎ  を介して流れるインダクタ３１のエネルギー放出電流とでコンデンサＣＺ２  を電圧ゼロまで放電し、ダイオードＤ２が導通する。コンデンサＣＺ２  の電圧が疑似中性点Ｎ  と入力端子１２との間の電圧よりも下がった時点でダイオード４５が導通し、疑似中性点Ｎ  と入力端子１３との間の電圧よりも下がった時点でダイオード４６が導通する。疑似中性点Ｎ  、接続点Ｃ  、ダイオードＤ２、ダイオード４５、４６、インダクタ３２、３３、入力端子１２、１３を介する電流が流れインダクタ３２、３３へのエネルギーの蓄積を始める。インダクタ３１に蓄積したエネルギーが入力端子１１、インダクタ３１、ダイオード４１、コンデンサ４７、ダイオードＤ２、接続点Ｃ  、疑似中性点Ｎ  を介する電流としてコンデンサ４７へ放出される。
【００２７】
【区間Ｈ  ｔ６≦ｔ  ＜  ｔ７】
ダイオードＤ３、スイッチング素子ＳＷ３  、コンデンサＣＺ３  で構成されるアームの電流が時刻ｔ６で正に転ずる。インダクタ３１のエネルギー放出電流でダイオードＤ２が導通しているので、コンデンサ４７、スイッチング素子ＳＷ３  、巻線Ｎ１、コンデンサＣｉ、ダイオードＤ２を通る電流が変成部６を介して出力整流部へエネルギー伝達を始める。ダイオードＤ２の電流がゼロになる前、即ち上記スイッチング素子ＳＷ３  の電流とインダクタ３２、３３の電流との和が、インダクタ３１のエネルギー放出電流よりも小さいうちにスイッチング素子ＳＷ２  をターンオンさせＺＶＳ  ターンオンさせる。
【００２８】
【区間Ｉ  ｔ７≦ｔ  ＜  ｔ８】
ダイオードＤ２、スイッチング素子ＳＷ２  、コンデンサＣＺ２  で構成されるアームの電流が時刻ｔ７で正に転ずる。以上の動作を繰り返し電力を伝達する巻線Ｎ１に流れる電流は、チョークコイル７３に流れる電流で決定されているが、インダクタ３１、３２、３３に流れる電流は、入力電圧、各インダクタのインダクタンスとスイッチング素子ＳＷ１  、ＳＷ２  のオン時間、オンオフ比に関連し、チョークコイル７３に流れる電流とは無関係である。このため、入力電力を出力電力と等しくするために、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ２のオンオフ比を固定し、
変換周波数を可変する。出力電力を制御するためには、スイッチング素子ＳＷ１  、ＳＷ２  のオンオフタイミングと、巻線Ｎ１を介して相対するスイッチング素子ＳＷ４  、ＳＷ３  のオンオフタイミングとをずらし出力整流部への電力供給調整をする。
【００２９】
【シミュレーション】
解析時間とデータ量を低減するため、スイッチング周波数は商用周波数より十分高く商用周波数は高周波スイッチングに対して直流と近似できると仮定してシミュレーションを行った。
【００３０】
直流電源はシミュレーション時のある位相に対応する入力交流を表し、それぞれの直流電圧を３相の正弦波の式で与えた。位相をパラメータとして各直流電圧に対して高周波スイッチングの周期定常状態をもとめ、位相を変え交流入力の一周期を検討した。
【００３１】
図４は、位相が８０度、定格負荷時の各部波形を示す。変圧器Ｔ１の１次巻線Ｎ１の電流ｉＮ１  はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４  がターンオフ後、低減している。変圧器Ｔ１の１次巻線Ｎ１に直列接続されている循環電流低減用及び偏磁防止用のコンデンサＣｉの電圧による効果である。
【００３２】
図５は、シミュレーション時にパラメータとした位相をＸ  軸として交流入力電流変換した場合の波形を示す。このときの３相整流電圧は交流電圧ピーク値の１．２５倍である。
【００３３】
図６は、その定挌負荷時（２０ｋＨｚ）のスペクトル解析を示す。昇圧チョークの不連続モードを利用し電流波形を低歪みに改善する方式は、整流電圧が高いほど波形が改善されるが、この図４の結果は、この方式が１．２５程度でも良い波形が得られることを示している。
【００３４】
図７は、定挌負荷時（２０ｋＨｚ  ）のときの各スイッチング素子の電圧電流波形である。
【００３５】
図８は、１／４  負荷時（８０ｋＨｚ  ）のときの各スイッチング素子の電圧電流波形を示す。スイッチング素子ＳＷ１  の電流ｉｓｗ１、スイッチング素子ＳＷ２  の電流ｉｓｗ２の波形から、昇圧チョッパ動作用のインダクタ群３の電流がスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  のＺＶＳターンオンに効果的に作用し、軽負荷までスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２  のＺＶＳターンオンが実現できることを示している。
【００３６】
図９は、出力電流とスイッチング周波数の関係を示す。出力電流基本特性は周波数に反比例する。下記の表１にスペクトル解析から計算した出力電流と入力電流のひずみ率を示す。
【表１】
0003574726.tif 000002
【００３７】
【発明の効果】
本発明は以上述べたような特徴を有しており、４スイッチ構成の絶縁出力低歪み整流電源装置を提案し、帰還制御なしで入力電流ひずみを小さくでき、すべてのスイッチング素子が広負荷範囲にわたり、ゼロ電圧スイッチングができるものであり、高力率、高効率で経済的な整流電源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る低歪み整流電源装置の一実施例を示す。
【図２】本発明に係る低歪み整流電源装置の電圧電流等の関係を示す波形であって、負荷が定格負荷状態のときを示す。
【図３】本発明に係る低歪み整流電源装置の電圧電流等の関係を示す波形であって、負荷が軽い負荷状態のときを示す。
【図４】本発明に係る低歪み整流電源装置のシミュレーションによる各部の電流波形を示す。
【図５】本発明に係る低歪み整流電源装置のシミュレーションによる商用交流入力電流波形を示す。
【図６】本発明に係る低歪み整流電源装置のシミュレーションによる入力電流のスペクトラムを示す。
【図７】本発明に係る低歪み整流電源装置の定格負荷時のシミュレーションによるスイッチの電圧電流波形を示す。
【図８】本発明に係る低歪み整流電源装置の１／４負荷時のシミュレーションによるスイッチの電圧電流波形を示す。
【図９】本発明に係る低歪み整流電源装置のシミュレーションによる出力電流とスイッチング周波数との関係を示す。
【符号の説明】
２…コンデンサ群    ３…インダクタ群    ４…入力整流部
５…変換部          ６…変成部          ７…出力整流部
１１，１２，１３…入力端子    ２１，２２，２３…コンデンサ  ３１，３２，３３…インダクタ
４１，４２，４３，４４，４５，４６  …ダイオード    ４７…コンデンサ
７１，７２  …ダイオード  ７３…チョークコイル  ７４…コンデンサ  ８１，８２  …出力端子Ｃｉ…コンデンサ    ＣＺ１，ＣＺ２，ＣＺ３，ＣＺ４  …コンデンサ    Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４  …ダイオードＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４  …スイッチング素子    Ｔ１…変圧器
【図１】
0003574726.tif 000003
【図２】
0003574726.tif 000004
【図３】
0003574726.tif 000005
【図４】
0003574726.tif 000006
【図５】
0003574726.tif 000007
【図６】
0003574726.tif 000008
【図７】
0003574726.tif 000009
【図８】
0003574726.tif 000010
【図９】
0003574726.tif 000011