(57)【要約】【課題】太陽電池などの比較的低電圧の直流電源を入力接続したような場合にも、バイパス用ＳＣＲのゲート・カソードに安定した電圧を給電できるようにする。【解決手段】力率改善用の昇圧チョーク３、突入電流防止用の抵抗Ｒ２とバイパス用ＳＣＲ３を有し、昇圧チョーク３に第２の巻線Ｌ２を作ることでバイパス用ＳＣＲ３のドライブを可能とする直流安定化電源であって、昇圧チョーク３の第２の巻線Ｌ２による整流電圧がフォワード側とフライバック側の両方から受電できるように充電用コンデンサＣ１と整流用ダイオードＤ１が接続され、その後にＳＣＲ３のゲート・カソードに接続されている。【選択図】　　　　　図１
2004112963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力率改善用の昇圧チョーク３、突入電流防止用の抵抗Ｒ２とバイパス用ＳＣＲ３を有し、前記昇圧チョーク３に第２の巻線Ｌ２を作ることでバイパス用ＳＣＲ３のドライブを可能とする直流安定化電源であって、
前記昇圧チョーク３の第２の巻線Ｌ２による整流電圧がフォワード側とフライバック側の両方から受電できるように充電用コンデンサＣ１と整流用ダイオードＤ１が接続され、その後にＳＣＲ３のゲート・カソードに接続されていることを特徴とするスイッチング電源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、突入電流防止回路を備えた力率改善用のスイッチング電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のスイッチング電源の突入電流防止回路としては、例えば、図３に示すものがある。
【０００３】
図３において、スイッチング電源は、直流電源１、全波整流回路２、バイパス用ＳＣＲ３、突入電流防止用抵抗Ｒ２、力率改善用の昇圧チョーク４、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたインバータ素子（スイッチ素子）５、制御回路６、整流ダイオードＤ３、電流検出抵抗Ｒ３を備えている。
【０００４】
昇圧チョッパ回路は、入力側に設けた昇圧チョーク４，インバータ素子５、整流ダイオードＤ３で構成される。昇圧チョッパー回路のインバータ素子５は制御回路６によりＰＷＮ制御されている。制御回路６に対しては出力電圧とグランド側のラインに挿入した微小な電流検出用抵抗Ｒ３による電流検出信号が入力し、インバータ素子５をＰＷＭ制御することにより、交流入力の際には交流電圧波形と交流電流波形の位相を同相にスイッチング制御して力率を１に近づけている。
【０００５】
また図３の従来回路では、力率改善用の昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２からフライバック電圧をダイオードＤ２で整流してバイパス用ＳＣＲ３のゲート・カソードに電圧を供給し、ＳＣＲ３をオンして突入電流防止用の抵抗Ｒ２をバイパスさせる。
【０００６】
このような力率改善用のスイッチング電源にあっては、比較的低い入力電圧から動作して昇圧チョッパとして機能することから、例えば太陽電池のような比較的低電圧の直流電圧源の出力を安定化させるために使用される場合がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来回路では、入力電圧Ｖ１が直流電圧で力率改善回路の出力電圧Ｖ２に近い場合、昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２のフライバック電圧が低くなり、バイパス用ＳＣＲ３がオンできる十分な電圧が供給できなくなってしまうため、突入電流防止用の抵抗Ｒ２に電流が流れ続け、抵抗体が切れるという問題点があった。
【０００８】
ここで、スイッチング電源の入力電圧をＶ１、力率改善回路の出力電圧をＶ２、力率改善用の昇圧チョーク４の第１の巻線Ｌ１の巻線数をＮ１、同チョーク４の第２の巻線Ｌ２の巻き線数をＮ２とすると、ＳＣＲのゲート・カソード電圧ＶＧＫは次式となる。
【０００９】
ＶＧＫ＝（Ｖ２−Ｖ１）×（Ｎ２／Ｎ１）
このためバイパス用ＳＣＲ３のゲート・カソード電圧ＶＧＫは、入力電圧Ｖ１が直流電圧で力率改善回路出力電圧Ｖ２に近いと低くなる関係にあり、バイパス用ＳＣＲ３がオンできる十分な電圧が供給できなくなり、突入電流防止用の抵抗Ｒ２に電流が流れ続け、抵抗体が切れるという問題を起こしている。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点を解決するため、太陽電池などの低い直流電圧源からの電圧入力であっても、バイパス用ＳＣＲのゲート・カソードに安定した電圧を給電できるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため本発明のスイッチング電源装置は、昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２からフライバック側だけでなく、フォワード側からも電圧を受電し、その電圧を合算してバイパス用ＳＣＲ３のゲート・カソード間に電圧を給電するようにしたものである。
【００１２】
この場合、スイッチング電源の入力電圧をＶ１、力率改善回路の出力電圧をＶ２、昇圧チョーク４の第１の巻線Ｌ１の巻線数をＮ１、同チョーク４の第２の巻線Ｌ２の巻線数をＮ２とすると、ＳＣＲ３のゲート・カソード電圧ＶＧＫは次式となる。
【００１３】
ＶＧＫ＝Ｖ２×（Ｎ２／Ｎ１）
このためスイッチング電源の入力電圧Ｖ１の低下の影響を受けず、安定したゲート・カソード電圧ＶＧＫをバイパス用ＳＣＲ３に供給できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態を示す回路図である。まず、構成を説明すると、この実施形態の回路は、太陽電池などの直流電源１、全波整流回路２、バイパス用ＳＣＲ３、突入電流防止用抵抗Ｒ２、力率改善用の昇圧チョーク４、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いたインバータ素子（スイッチ素子）５、制御回路６、整流ダイオードＤ３、電流検出抵抗Ｒ３を備えている。
【００１５】
昇圧チョッパ回路は、入力側に設けた昇圧チョーク４，インバータ素子５、整流ダイオードＤ３で構成される。昇圧チョッパー回路のインバータ素子５は制御回路６によりＰＷＮ制御されている。制御回路６に対しては出力電圧とグランド側のラインに挿入した微小な電流検出用抵抗Ｒ３による電流検出信号が入力し、インバータ素子５をＰＷＭ制御されることにより、交流入力の際の交流電圧波形と交流電流波形の位相を同相にスイッチング制御して力率を１に近づけている。
【００１６】
昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２に、制限抵抗Ｒ１と充電用コンデンサＣ１と整流用ダイオードＤ１を接続する。ダイオードＤ１のカソードには別の整流ダイオードＤ２が接続され、ダイオードＤ１のアノードがバイパス用ＳＣＲ３のカソードＫに接続され、ダイオードＤ２のカソードがバイパス用ＳＣＲ２のゲートＧに接続されている。
【００１７】
次に、図１の実施形態の動作を説明する。力率改善回路のインバータ素子５がオンのとき整流ダイオードＤ１がオンして制限抵抗Ｒ１を通じて充電用コンデンサＣ１に充電される。次にインバータ素子５がオフのとき、昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２に発生する電圧が反転し、発生電圧に先に充電用コンデンサＣｌに充電された電圧が加算されて整流ダイオードＤ２を通してバイパス用ＳＣＲ２に給電される。
【００１８】
ここでスイッチング電源の入力電圧をＶ１、力率改善回路の出力電圧をＶ２、力率改善用の昇圧チョーク４の第１の巻線Ｌ１の巻線数をＮ１，同チョーク４の第２の巻線Ｌ２の巻き線数をＮ２とすると、バイパス用ＳＣＲ３のゲート・カソード電圧ＶＧＫは次式となる。
【００１９】
ＶＧＫ＝Ｖ２×（Ｎ２／Ｎ１）
このため太陽電池などの比較的低電圧の直流電源１を入力接続したような場合にも、スイッチング電源の入力電圧Ｖ１の低下の影響を受けず、安定したゲート・カソード電圧ＶＧＫをバイパス用ＳＣＲ３に供給できる。
【００２０】
図２に本発明の他の実施形態を示す。この実施形態にあっては、昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２の極性を逆にしており、この場合にも図１と基本的に同じである。
【００２１】
その動作は、力率改善回路のインバータ素子５がオフのとき整流ダイオードＤ１がオンして制限抵抗Ｒ１を通じて充電用コンデンサＣ１に充電される。次にインバータ素子５がオンのとき、昇圧チョーク４の第２の巻線Ｌ２に発生する電圧が反転し、発生電圧に先に充電用コンデンサＣｌに充電された電圧が加算されて整流ダイオードＤ２を通してバイパス用ＳＣＲ２に給電される。
【００２２】
なお、本発明は上記の実施例に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、以下に列挙する効果が得られる。
【００２４】
太陽電池などの比較的低電圧の直流電源を入力接続することで力率改善回路の出力電圧に近い直流電圧が入力する場合にも、バイパス用ＳＣＲのゲート・カソードに安定した電圧を給電できるメリットが得られる。
【００２５】
昇圧チョークの第２の巻線の極性に関係なく構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示した回路図
【図２】本発明の他の実施形態を示した回路図
【図３】従来回路を示した回路図
【符号の説明】
１：直流電源
２：全波整流回路
３：バイパス用ＳＣＲ
４：昇圧チョーク
５：インバータ素子
６：制御回路
【図１】
2004112963.tif 000003
【図２】
2004112963.tif 000004
【図３】
2004112963.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年7月11日(2003.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004112963.tif 000006
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004112963.tif 000007
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004112963.tif 000008