JP2003284341A - 交流電圧調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流から交流の変換において、元々の電源電
圧以上に実効電圧を上昇させる交流電圧調整装置を得
る。 【解決手段】 交流電源１の一端に第１および第２のコ
ンデンサ４，６の一端を接続し、コンデンサ４の他端と
交流電源１の他端の間にコンデンサ４側をカソード側と
して第１のダイオード３を接続し、コンデンサ６の他端
と交流電源１の他端の間にコンデンサ６側をアノード側
として第２のダイオード５を挿入し、コンデンサ４とダ
イオード３の接続点と負荷２の一端の間に負荷２に向か
う極性ではスイッチとして働き、逆極性では常時導通特
性をもつ第１の逆導通スイッチ手段７を接続し、コンデ
ンサ６とダイオード５の接続点と負荷２の一端の間に負
荷に向かう極性では常時導通特性を持ち、逆極性ではス
イッチとして働く第２の逆導通スイッチ手段８を接続
し、負荷２の他端を交流電源１の他端に接続した構成と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、交流電圧の実効
電圧値の調整が可能な交流電圧調整装置に関し、特に電
源電圧よりも高い実効電圧を得る昇圧回路装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】通常交流電圧の実効電圧値の調整は、発
熱機器の発熱量制御や誘導電動機の１次電圧制御による
可変速制御に広く適用されている。そこでは、一般的に
「位相制御」や「チョッパ制御」が用いられる。これら
の制御は、基本的に元々の電源電圧からその一部分を切
り出して負荷に供給する制御形式であり、０から電源電
圧の間での実効電圧の調整が可能である。また、交流か
ら直流に変換する整流回路としては、一般的に「倍電圧
整流」という手法が広く知られており、元々の電源電圧
のピーク値の倍数の直流電圧値を得ることができる。

【０００３】そこで、簡単に「位相制御」と「倍電圧整
流」に関して従来の回路構成と、動作原理について、図
１７、図１８および図１９を用いて説明する。まず「位
相制御」は、図１７に示すとおり、交流スイッチとして
サイリスタやトライアックのような転流ターンＯＦＦ形
の半導体スイッチＴｈ１１、Ｔｈ１２を商用電源１側と
負荷２側の間に設け、図１８に示すように、半導体スイ
ッチＴｈ１１、Ｔｈ１２をＯＮさせるタイミング位相角
αを制御する制御方式である。負荷２に印加される電圧
Ｖｏｕｔの実効値は位相角αの増加に伴って連続的に減
少する。つまり０から電源電圧Ｖｉｎの間での実効電圧
の調整が可能である。ターンＯＦＦのタイミングは、負
荷２によって異なるため位相角αは、負荷２に応じ設定
する必要がある。なお、図１８において、ＩＬは負荷２
に流れる電流を表している。

【０００４】次に「倍電圧整流」は、図１９に示すとお
り、ダイオード２個（Ｄ１１，Ｄ１２）と電解コンデン
サ２個（Ｃ１１，Ｃ１２）でその回路が構成される。電
源電圧Ｖｉｎが正方向時には電解コンデンサＣ１１はダ
イオードＤ１１経由で電源電圧のピーク値まで充電され
る。電源電圧Ｖｉｎが逆方向時には電解コンデンサＣ１
２はダイオードＤ１２経由で電源電圧のピーク値まで充
電される。つまり出力電圧は電源電圧のピーク電圧の２
倍となる。

【０００５】従来の交流電圧調整装置は、このように構
成されており、交流から交流の変換では０から電源電圧
の間での実効電圧の調整が可能であった。また、交流か
ら直流の変換では元々の電源電圧の２倍の値への電圧値
の昇圧が可能であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の交流
電圧調整装置は、上記のように構成していたので、交流
から直流の変換では手法が確立されているが、交流から
交流の変換において、元々の電源電圧以上に実効電圧を
上昇させることができないという問題点があった。

【０００７】この発明は、以上のような問題点を解決す
るためになされたものであり、交流から交流の変換にお
いて、元々の電源電圧以上に実効電圧を上昇させること
ができる交流電圧調整装置を提供することを目的とする
ものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係る交流電圧
調整装置は、交流電源と負荷とを電気的に接続する回路
において、上記交流電源の一端に第１および第２のコン
デンサの一端を接続し、上記第１のコンデンサの他端と
上記交流電源の他端の間に上記第１のコンデンサ側をカ
ソード側として第１のダイオードを接続し、上記第２の
コンデンサの他端と上記交流電源の他端の間に上記第２
のコンデンサ側をアノード側として第２のダイオードを
挿入し、上記第１のコンデンサと上記第１のダイオード
の接続点と上記負荷の一端の間に負荷に向かう極性では
スイッチとして働き、逆極性では常時導通特性をもつ第
１の逆導通スイッチ手段を接続し、上記第２のコンデン
サと上記第２のダイオードの接続点と上記負荷の一端の
間に負荷に向かう極性では常時導通特性を持ち、逆極性
ではスイッチとして働く第２の逆導通スイッチ手段を接
続し、上記負荷の他端を上記交流電源の他端に接続した
ものである。

【０００９】また、この発明に係る交流電圧調整装置
は、上記第１のダイオードに直列に接続された第１のス
イッチ手段と、上記第２のダイオードに直列に接続され
た第２のスイッチ手段とを備えたものである。

【００１０】また、この発明に係る交流電圧調整装置
は、上記負荷に並列に接続された第１の交流スイッチ手
段を備えたものである。

【００１１】また、この発明に係る交流電圧調整装置
は、上記交流電源の一端と上記負荷の一端の間に接続さ
れた第２の交流スイッチ手段を備えたものである。

【００１２】また、この発明に係る交流電圧調整装置
は、上記負荷に並列に接続された第１の交流スイッチ手
段と、上記交流電源の一端と上記負荷の一端の間に接続
された第２の交流スイッチ手段とを備えたものである。

【００１３】また、この発明に係る交流電圧調整装置
は、交流電源と負荷とを電気的に接続する回路におい
て、上記交流電源の一端に第１および第２のコンデンサ
の一端を接続し、上記第１のコンデンサの他端と上記交
流電源の他端の間に上記第１のコンデンサ側をカソード
側として第１のダイオードを接続し、上記第２のコンデ
ンサの他端と上記交流電源の他端の間に上記第２のコン
デンサ側をアノード側として第２のダイオードを挿入
し、上記第１のコンデンサと上記第１のダイオードの接
続点と上記負荷の一端の間に負荷に向かう極性の第１の
片導通スイッチ手段を接続し、上記第２のコンデンサと
上記第２のダイオードの接続点と上記負荷の一端の間に
負荷に向かう極性とは逆極性の第２の片導通スイッチ手
段を接続し、かつ上記交流電源の一端と上記負荷の一端
の間に互いに逆方向に第３および第４の片導通スイッチ
手段を設け、上記負荷の他端を上記交流電源の他端に接
続したものである。

【００１４】また、この発明に係る交流電圧調整装置
は、請求項１〜６のいずれかに記載の交流電圧調整装置
を、多相交流電源の複数の相間に対して少なくとも１個
設けたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図に基づいて説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１による
交流電圧調整装置を示す構成図である。図１において、
１は交流電源（商用電源）、２は負荷、３は第１のダイ
オード、４は第１のコンデンサ、５は第２のダイオー
ド、６は第２のコンデンサ、７は例えばトランジスタＴ
ｒ１とこれに並列接続されたフライホイールダイオード
Ｄ１からなる第１の逆導通スイッチ手段、８は例えばト
ランジスタＴｒ２とこれに並列接続されたフライホイー
ルダイオードＤ２からなる第２の逆導通スイッチ手段で
ある。

【００１６】ここで、交流電源１の一端に第１のコンデ
ンサ４および第２のコンデンサ６の一端を接続し、第１
のコンデンサ４の他端と交流電源１の他端の間に第１の
コンデンサ４側をカソード側として第１のダイオード３
を接続する。また、第２のコンデンサ６の他端と交流電
源１の他端の間に第２のコンデンサ６側をアノード側と
して第２のダイオード５を挿入し、第１のコンデンサ４
と第１のダイオード３の接続点と負荷２の一端の間に負
荷２に向かう極性ではトランジスタＴｒ１がＯＮしてス
イッチとして働き、逆極性ではトランジスタＴｒ１がＯ
ＦＦして常時導通特性をもつ第１の逆導通スイッチ手段
７を接続する。さらに、第２のコンデンサ６と第２のダ
イオード５の接続点と負荷２の第１の逆導通スイッチ手
段７を接続した一端の間に負荷２に向かう極性ではトラ
ンジスタＴｒ２がＯＦＦして常時導通特性を持ち、逆極
性ではトランジスタＴｒ２がＯＮしてスイッチとして働
く第２の逆導通スイッチ手段８を接続する。そして、負
荷２の他端は第１および第２のダイオード３，５が接続
されている交流電源２の他端に接続する。

【００１７】次に、動作について、図２を参照して説明
する。ここで、交流電源１の電圧（電源電圧）をＶｉ
ｎ、負荷２に印加される電圧（出力電圧）をＶｏｕｔと
すると、図２に示すように、Ｖｉｎが正方向の時には第
２のコンデンサ６が第２のダイオード５経由で電源電圧
のピーク値まで充電され、Ｖｉｎが逆方向の時には第１
のコンデンサ４が第１のダイオード３経由で電源電圧の
ピーク値まで充電される。

【００１８】そして、Ｖｉｎが正方向の時に第１の逆導
通スイッチ手段７を、Ｖｉｎが逆方向のときに第２の逆
導通スイッチ手段８を導通状態とする。つまり、Ｖｉｎ
の極性に応じてそれぞれトランジスタＴｒ１およびＴｒ
２をＯＮすることで、負荷２には負荷電圧Ｖｏｕｔとし
て、図２に示すように、電源電圧のピーク値に電源電圧
波形が重畳した形の電圧、つまり、コンデンサ４および
６の端子電圧Ｖｄｃ１，Ｖｄｃ２にそれぞれ電源電圧Ｖ
ｉｎが実質的に重畳された電圧Ｖｏｕｔが印加される。
なお、第１のコンデンサ４および第２のコンデンサ６の
容量は、電源の半波期間負荷に給電してもほとんど放電
により電圧低下しない程度の大きな容量のものを選定す
る必要がある。

【００１９】このようにして本実施の形態では、負荷に
対しては、交流電源として元々の電源電圧に対してピー
クで２倍、実効値としては２．３５倍を印加することが
できる。このことにより、負荷が電熱器のような抵抗負
荷であればＰ＝Ｖ＊Ｖ／Ｒ（Ｐは抵抗負荷の電力、Ｖは
抵抗負荷への印加電圧、Ｒは抵抗負荷の抵抗値）で約
５．５倍の仕事量を得ることができ、負荷が例えば誘導
電動機であれば、１次電圧上昇により、状況により異な
るが回転速度および発生トルクを定格値以上に増大させ
ることができる。

【００２０】実施の形態２．図３は、この発明の実施の
形態２による交流電圧調整装置を示す構成図である。な
お、図３において、図１と同一または相当する部分には
同一符号を付して説明する。図３において、９は第１の
ダイオード３に直列に接続された例えばトランジスタＴ
ｒ３からなる第１のスイッチ手段、１０は第２のダイオ
ード５に直列に接続された例えばトランジスタＴｒ４か
らなる第２のスイッチ手段である。その他の構成は、図
１と同様であるので、その説明を省略する。

【００２１】次に、動作について、図４を参照して説明
する。ここで、図１に対する相違点としては、第１のコ
ンデンサ４および第２のコンデンサ６の充電電圧が、第
１のスイッチ手段９および第２のスイッチ手段１０の消
弧タイミングにより異なることである。第１のスイッチ
手段９および第２のスイッチ手段１０の点弧タイミング
は、図４に示すように、各コンデンサの充電が可能とな
る電源電圧極性の０Ｖ時点（Ｔｒ３およびＴｒ４のＯＮ
時点）であり、消弧タイミングは、電源電圧が０から電
源電圧のピーク値の間のコンデンサに充電させたい電圧
値に至った時点（Ｔｒ３およびＴｒ４のＯＦＦ時点）で
ある。

【００２２】なお、この場合も第１のコンデンサ４およ
び第２のコンデンサ６の容量は電源の半波期間負荷に給
電してもほとんど放電により電圧低下しない程度の大き
な容量のものを選定する必要があるが、充電電圧値を調
整する目的もあるため、必要な時定数で放電・電圧降下
が進むように設定しておく必要がある。放電を促進する
ために別途放電手段を設ける、ということも可能であ
る。

【００２３】このようにして本実施の形態では、負荷に
対しては、交流電源として元々の電源電圧値から、電源
電圧値のピークで２倍、実効値としては２．３５倍まで
の任意の値のものを印加することができる。また、本実
施の形態では、第１および第２のスイッチ手段を用いる
ことで、元々の電源電圧値が電源電圧Ｖｉｎ以上のとこ
ろでは、出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを任意の値に設定で
きる。

【００２４】このことにより、負荷が電熱器のような抵
抗負荷であればＰ＝Ｖ＊Ｖ／Ｒで１倍から約５．５倍ま
での任意の仕事量を得ることができ、負荷が例えば誘導
電動機であれば、１次電圧上昇値の調整により、状況に
より異なるが回転速度および発生トルクを定格値以上に
連続的に制御しつつ増大させることができる。

【００２５】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３による交流電圧調整装置を示す構成図である。な
お、図５において、図１と同一または相当する部分には
同一符号を付して説明する。図５において、１１は負荷
２に並列に接続された第１の交流スイッチ手段であっ
て、例えばブリッジ接続されたダイオードＤ３〜Ｄ６
と、ダイオードＤ３、Ｄ４の接続点とダイオードＤ５、
Ｄ６の接続点の間に接続されたトランジスタＴｒ５から
なる。その他の構成は、図１と同様であるので、その説
明を省略する。

【００２６】次に、動作について、図６を参照して説明
する。ここで、図１に対する相違点としては、第１およ
び第２の逆導通スイッチ手段７，８と第１の交流スイッ
チ手段１１のＯＮ／ＯＦＦを交互に実施することであ
る。ここで、ＯＮ／ＯＦＦ周期およびＯＮ／ＯＦＦの期
間については任意に設定する。

【００２７】このようにして本実施の形態では、負荷に
対しては、第１の交流スイッチ手段１１がＯＮしている
期間は０Ｖが、第１および第２の逆導通スイッチ手段
７，８がＯＮしている期間は交流電源１の電圧＋第１お
よび第２のコンデンサ４，６の充電電圧の電圧値が印加
され、実効値としてはそれらを１周期で積分した値（最
大で電源電圧の２．３５倍まで）とすることができる。
また、本実施の形態では、第１の交流スイッチ手段を用
いることで、元々の電源電圧値が電源電圧Ｖｉｎ以上の
ところは勿論それ以下のところでも、出力電圧Ｖｏｕｔ
のレベルを任意の値に設定できる。

【００２８】このことにより、負荷が電熱器のような抵
抗負荷であればＰ＝Ｖ＊Ｖ／Ｒで０から約５．５倍まで
の任意の仕事量を得ることができ、負荷が例えば誘導電
動機であれば、１次電圧の調整により、状況により異な
るが回転速度および発生トルクを０から定格値以上に増
大した値まで連続的に制御することができる。

【００２９】実施の形態４．図７は、この発明の実施の
形態４による交流電圧調整装置を示す構成図である。な
お、図７において、図１と同一または相当する部分には
同一符号を付して説明する。図７において、１２は交流
電源１の第１および第２のコンデンサ４，６が接続され
た側と負荷２の第１および第２の逆導通スイッチ手段
７，８が接続された側の間に設けられた第２の交流スイ
ッチ手段であって、例えばブリッジ接続されたダイオー
ドＤ７〜Ｄ１０と、ダイオードＤ７、Ｄ１０の接続点と
ダイオードＤ８、Ｄ９の接続点の間に接続されたトラン
ジスタＴｒ６からなる。その他の構成は、図１と同様で
あるので、その説明を省略する。

【００３０】次に、動作について、図８を参照して説明
する。ここで、図１に対する相違点としては、第１およ
び第２の逆導通スイッチ手段７，８と第２の交流スイッ
チ手段１２のＯＮ／ＯＦＦを交互に実施することであ
り、従って、その他の動作についてはその説明を省略す
る。ここで、ＯＮ／ＯＦＦ周期およびＯＮ／ＯＦＦの期
間については任意に設定する。

【００３１】このようにして本実施の形態では、負荷に
対しては、第２の交流スイッチ手段１２がＯＮしている
期間は交流電源１の電圧値が、第１および第２の逆導通
スイッチ手段７，８がＯＮしている期間は交流電源１の
電圧＋第１および第２のコンデンサ４，６の充電電圧の
電圧値が印加され、実効値としてはそれらを１周期で積
分した値（最大で電源電圧の２．３５倍まで）とするこ
とができる。また、本実施の形態では、第２の交流スイ
ッチ手段を用いることで、元々の電源電圧値が電源電圧
Ｖｉｎ以上のところでは、出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを
任意の値に設定できる。このことにより、負荷が電熱器
のような抵抗負荷であればＰ＝Ｖ＊Ｖ／Ｒで１倍から約
５．５倍までの任意の仕事量を得ることができ、負荷が
例えば誘導電動機であれば、１次電圧の調整により、状
況により異なるが回転速度および発生トルクを定格値以
上に連続的に制御しつつ増大することができる。また、
定格値以上の領域では、本実施の形態の電圧波形の方が
上記実施の形態３の電圧波形よりも電圧の変動が小さ
く、ノイズも低く抑えられる。

【００３２】実施の形態５．図９は、この発明の実施の
形態５による交流電圧調整装置を示す構成図である。な
お、図９において、図１、図５および図７と同一または
相当する部分には同一符号を付して説明する。本実施の
形態では、上記実施の形態３と同様に、第１の交流スイ
ッチ手段１１を負荷２に並列に接続し、上記実施の形態
４と同様に、第２の交流スイッチ手段１２を交流電源１
の第１および第２のコンデンサ４，６が接続された側と
負荷２の第１および第２の逆導通スイッチ手段７，８が
接続された側の間に設ける。その他の構成は、図１、図
５および図７と同様であるので、その説明を省略する。

【００３３】次に、動作について、図１０を参照して説
明する。ここで、図１に対する相違点としては、電源電
圧以上の昇圧に関しては上記実施の形態４と同様であ
り、電源電圧以下の降圧の場合に第１および第２の交流
スイッチ手段１１，１２のＯＮ／ＯＦＦを交互に実施す
ることである。ここで、ＯＮ／ＯＦＦ周期およびＯＮ／
ＯＦＦの期間については任意に設定する。

【００３４】このようにして本実施の形態では、降圧に
対しては、第１の交流スイッチ手段１１がＯＮしている
期間は０Ｖが、第２の交流スイッチ手段１２がＯＮして
いる期間は交流電源１の電圧値が、印加され、実効値と
してはそれらを１周期で積分した値（最大で電源電圧の
２．３５倍まで）とすることができる。また、本実施の
形態では、第１および第２の交流スイッチ手段を用いる
ことで、元々の電源電圧値が電源電圧Ｖｉｎ以上のとこ
ろは勿論それ以下のところでも、出力電圧Ｖｏｕｔのレ
ベルを任意の値に設定できる。

【００３５】このことにより、負荷が電熱器のような抵
抗負荷であればＰ＝Ｖ＊Ｖ／Ｒで０から約５．５倍まで
の任意の仕事量を得ることができ、負荷が例えば誘導電
動機であれば、１次電圧の調整により、状況により異な
るが回転速度および発生トルクを０から定格値以上に増
大した値まで連続的に制御することができる。

【００３６】実施の形態６．図１１は、この発明の実施
の形態６による交流電圧調整装置を示す構成図である。
なお、図１１において、図１と同一または相当する部分
には同一符号を付して説明する。本実施の形態では、上
記実施の形態１で用いられた第１の逆導通スイッチ手段
７の代わりに、第１の片導通スイッチ手段１３および第
２の片導通スイッチ手段を実質的に用い、第２の逆導通
スイッチ手段８の代わりに、第３の片導通スイッチ手段
１５および第４の片導通スイッチ手段１６を実質的に用
いる。

【００３７】ここで、第１のコンデンサ４と第１のダイ
オード３の接続点と負荷２の一端の間に負荷に向かう極
性の第１の片導通スイッチ手段１３を接続し、第２のコ
ンデンサ６と第２のダイオード５の接続点と負荷２の第
１の片導通スイッチ手段１３を接続した一端の間に負荷
に向かう極性とは逆極性の第２の片導通スイッチ手段１
４を接続し、交流電源１の第１および第２のコンデンサ
３，５が接続された側と負荷２の第１および第２の片導
通スイッチ手段１３，１４が接続された側の間に互いに
逆方向に第３および第４の片導通スイッチ手段１５，１
６を接続する。その他の構成は、図１と同様であるの
で、その説明を省略する。ここで、第１〜第４の片導通
スイッチ手段１３〜１６は、例えばサイリスタＴｈ１〜
Ｔｈ４で構成され、一旦導通した場合、駆動信号がＯＦ
Ｆかつ通電電流が０になるまで導通を継続する。

【００３８】次に、動作について、図１２を参照して説
明する。ここで、交流電源１の電圧をＶｉｎ、負荷に印
加される電圧をＶｏｕｔとすると、図１２に示すよう
に、Ｖｉｎが正方向の時には第２のコンデンサ６が第２
のダイオード５経由で電源電圧のピーク値まで充電さ
れ、Ｖｉｎが逆方向の時には第１のコンデンサ４が第１
のダイオード３経由で電源電圧のピーク値まで充電され
る。

【００３９】そして、Ｖｉｎが正方向の期間中第３の片
導通スイッチ手段１５を導通状態に保ちつつ、Ｖｉｎが
正方向で電圧値がピーク値となる近傍で第１の片導通ス
イッチ手段１３を導通させ、Ｖｉｎが逆方向の期間中第
４の片導通スイッチ手段１６を導通状態に保ちつつ、Ｖ
ｉｎが逆方向で電圧値がピーク値となる近傍で第２の片
導通スイッチ手段１４を導通状態とさせることで、負荷
２にはＶｏｕｔとして、図１２に示すように、電源電圧
波形に第１および第２のコンデンサ４，６の充電電荷の
放電分が重畳した形の電圧が印加される。なお、第１の
コンデンサ４および第２のコンデンサ６の容量は第１お
よび第２の片導通スイッチ手段１３，１４を安全に消弧
するため、電源の半波期間中に放電し終える容量のもの
を選定する必要がある。

【００４０】このようにして本実施の形態では、負荷に
対しては、交流電源として元々の電源電圧に対してピー
クで約２倍、実効値としては印加電圧の積分値でコンデ
ンサ容量に応じた元々の値以上の高い値のものを印加す
ることができる。また、本実施の形態では、第１〜第４
の片導通スイッチ手段を用いることで、簡単な構成で、
元々の電源電圧値が電源電圧Ｖｉｎ以上のところは勿論
それ以下のところでも、出力電圧Ｖｏｕｔのレベルを任
意の値に設定でき、コスト的にも安価となる。

【００４１】このことにより、負荷が電熱器のような抵
抗負荷であればＰ＝Ｖ＊Ｖ／Ｒで元々以上の仕事量を得
ることができ、負荷が例えば誘導電動機であれば、１次
電圧上昇により、状況により異なるが回転速度および発
生トルクを定格値以上に増大させることができる。

【００４２】なお、負荷２への印加電圧を電源電圧以下
とする場合には、第３および第４の片導通スイッチ手段
１５，１６を用いて通常の位相制御を実施することがで
きる。また、上記実施の形態では、電圧調整動作は電源
半波毎に毎回実施するように記載したが、その実施を間
引くことができることは言うまでもない。このように間
引いた場合には毎回実施する場合に比して実効電圧が低
下した効果が得られ、コンデンサ容量が１種類でも、間
引きパターンの選定により種々の実効電圧が得られる。

【００４３】実施の形態７．図１３〜図１６は、この発
明の実施の形態７による交流電圧調整装置を示す構成図
である。なお、図１３〜１６において、上記実施の形態
１〜６と対応する部分には同一符号を付して説明する。
各図において、ハッチングを施した箱部分はこれまでに
説明した上記実施の形態１〜６の交流電圧調整装置が個
々に配置される。

【００４４】図１３では、３相電源１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに
対して、接地相を中心に１つの相間に交流電圧調整装置
２０を配置する。図１４では、３相電源１Ｕ、１Ｖ、１
Ｗに対して、接地相を中心に２つの相間に交流電圧調整
装置２０を配置する。図１５では、３相電源１Ｕ、１
Ｖ、１Ｗに対して、各相間に対象な形で３つの交流電圧
調整装置２０を配置する。図１６では、３相中性点接地
の３相電源１Ｕ、１Ｖ、１Ｗに対して、中性点を中心に
各相と中性点の間に３つの交流電圧調整装置２０を配置
する。

【００４５】このようにして本実施の形態では、上記実
施の形態１〜６で説明した交流電圧調整装置が３相電源
に対しても適用できる。特に、図１４の場合は、出力レ
ベルの幅が広くなり、負荷が例えば誘導電動機であれ
ば、その回転速度および発生トルクを増大でき、また、
図１５、図１６の場合は、さらに出力レベルの幅が広く
なり、負荷が例えば誘導電動機であれば、その回転速度
および発生トルクを増大できる。

【００４６】また、上記実施の形態では多相の例として
３相の場合を取り上げたが、３相以外の多相の場合でも
同様に適用でき、同様の効果を奏することは言うまでも
ない。また、上記全ての実施の形態において、コンデン
サの充電時の突入防止や各スイッチ手段のＯＮ／ＯＦＦ
時の歪電流対策および高周波ノイズに対する対策につい
て言及していないが、随時交流電源部および負荷部に交
流リアクトルやノイズフィルタを挿入したり、各スイッ
チ手段部にスナバ回路を付加したりすると効果が得られ
ることは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、交流電源と負荷とを電気的に接続する回路におい
て、上記交流電源の一端に第１および第２のコンデンサ
の一端を接続し、上記第１のコンデンサの他端と上記交
流電源の他端の間に上記第１のコンデンサ側をカソード
側として第１のダイオードを接続し、上記第２のコンデ
ンサの他端と上記交流電源の他端の間に上記第２のコン
デンサ側をアノード側として第２のダイオードを挿入
し、上記第１のコンデンサと上記第１のダイオードの接
続点と上記負荷の一端の間に負荷に向かう極性ではスイ
ッチとして働き、逆極性では常時導通特性をもつ第１の
逆導通スイッチ手段を接続し、上記第２のコンデンサと
上記第２のダイオードの接続点と上記負荷の一端の間に
負荷に向かう極性では常時導通特性を持ち、逆極性では
スイッチとして働く第２の逆導通スイッチ手段を接続
し、上記負荷の他端を上記交流電源の他端に接続したの
で、交流から交流の変換において、元々の電源電圧以上
に実効電圧を上昇させることができるという効果があ
る。

【００４８】また、この発明によれば、上記第１のダイ
オードに直列に接続された第３のスイッチ手段と、上記
第２のダイオードに直列に接続された第４のスイッチ手
段とを備えたので、交流から交流の変換において、元々
の電源電圧以上に実効電圧を上昇させることができると
共に、元々の電源電圧値が電源電圧以上のところでは、
出力電圧のレベルを任意の値に設定できるという効果が
ある。

【００４９】また、この発明によれば、上記負荷に並列
に接続された第１の交流スイッチ手段を備えたので、交
流から交流の変換において、元々の電源電圧以上に実効
電圧を上昇させることができると共に、元々の電源電圧
値が電源電圧以上のところは勿論それ以下のところで
も、出力電のレベルを任意の値に設定できるという効果
がある。

【００５０】また、この発明によれば、上記交流電源の
一端と上記負荷の一端の間に接続された第２の交流スイ
ッチ手段を備えたので、交流から交流の変換において、
元々の電源電圧以上に実効電圧を上昇させることができ
ると共に、元々の電源電圧値が電源電圧以上のところで
は、出力電圧のレベルを任意の値に設定できるという効
果がある。

【００５１】また、この発明によれば、上記負荷に並列
に接続された第１の交流スイッチ手段と、上記交流電源
の一端と上記負荷の一端の間に接続された第２の交流ス
イッチ手段とを備えたので、交流から交流の変換におい
て、元々の電源電圧以上に実効電圧を上昇させることが
できると共に、元々の電源電圧値が電源電圧以上のとこ
ろは勿論それ以下のところでも、出力電のレベルを任意
の値に設定できるという効果がある。

【００５２】また、この発明によれば、交流電源と負荷
とを電気的に接続する回路において、上記交流電源の一
端に第１および第２のコンデンサの一端を接続し、上記
第１のコンデンサの他端と上記交流電源の他端の間に上
記第１のコンデンサ側をカソード側として第１のダイオ
ードを接続し、上記第２のコンデンサの他端と上記交流
電源の他端の間に上記第２のコンデンサ側をアノード側
として第２のダイオードを挿入し、上記第１のコンデン
サと上記第１のダイオードの接続点と上記負荷の一端の
間に負荷に向かう極性の第１の片導通スイッチ手段を接
続し、上記第２のコンデンサと上記第２のダイオードの
接続点と上記負荷の一端の間に負荷に向かう極性とは逆
極性の第２の片導通スイッチ手段を接続し、かつ上記交
流電源の一端と上記負荷の一端の間に互いに逆方向に第
３および第４の片導通スイッチ手段を設け、上記負荷の
他端を上記交流電源の他端に接続したので、交流から交
流の変換において、元々の電源電圧以上に実効電圧を上
昇させることができると共に、簡単な構成で、元々の電
源電圧値が電源電圧以上のところは勿論それ以下のとこ
ろでも、出力電圧のレベルを任意の値に設定でき、コス
ト的にも安価となるという効果がある。

【００５３】また、この発明によれば、請求項１〜６の
いずれかに記載の交流電圧調整装置を、多相交流電源の
複数の相間に対して少なくとも１個設けたので、交流か
ら交流の変換において、元々の電源電圧以上に実効電圧
を上昇させることができると共に、出力レベルの幅が広
くなり、負荷が例えば誘導電動機であればその回転速度
および発生トルクを増大できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による交流電圧調整
装置を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による交流電圧調整
の各部動作波形を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態２による交流電圧調整
装置を示す構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による交流電圧調整
の各部動作波形を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態３による交流電圧調整
装置を示す構成図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による交流電圧調整
の各部動作波形を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態４による交流電圧調整
装置を示す構成図である。

【図８】 この発明の実施の形態４による交流電圧調整
の各部動作波形を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態５による交流電圧調整
装置を示す構成図である。

【図１０】 この発明の実施の形態５による交流電圧調
整の各部動作波形を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６による交流電圧調
整装置を示す構成図である。

【図１２】 この発明の実施の形態６による交流電圧調
整の各部動作波形を示す図である。

【図１３】 この発明の実施の形態７による交流電圧調
整装置の一例を示す概念説明図である。

【図１４】 この発明の実施の形態７による交流電圧調
整装置の他の例を示す概念説明図である。

【図１５】 この発明の実施の形態７による交流電圧調
整装置の他の例を示す概念説明図である。

【図１６】 この発明の実施の形態７による交流電圧調
整装置の他の例を示す概念説明図である。

【図１７】 従来の位相制御に用いられる回路例を示す
構成図である。

【図１８】 従来の位相制御に関する動作原理を説明す
るための図である。

【図１９】 従来の倍電圧整流に用いられる回路例を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ 交流電源、 １Ｕ，１Ｖ，１Ｗ ３相電源、 ２
負荷、 ３ 第１のダイオード、 ４ 第１のコンデン
サ、 ５ 第２のダイオード、 ６ 第２のコンデン
サ、 ７ 第１の逆導通スイッチ手段、 ８ 第２の逆
導通スイッチ手段、 ９ 第１のスイッチ手段、 １０
第２のスイッチ手段、 １１ 第１の交流スイッチ手
段、 １２ 第２の交流スイッチ手段、 １３ 第１の
片導通スイッチ手段、 １４ 第２の片導通スイッチ手
段、 １５ 第３の片導通スイッチ手段、 １６ 第４
の片導通スイッチ手段、 ２０ 交流電圧調整装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H420 BB04 BB12 CC04 CC09 EA11 EA20 EB02 EB04 EB15 EB38 5H750 AA10 BA08 CC02 CC06 CC14 DD13 DD17 DD26

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源と負荷とを電気的に接続する回
   路において、 上記交流電源の一端に第１および第２のコンデンサの一
   端を接続し、上記第１のコンデンサの他端と上記交流電
   源の他端の間に上記第１のコンデンサ側をカソード側と
   して第１のダイオードを接続し、上記第２のコンデンサ
   の他端と上記交流電源の他端の間に上記第２のコンデン
   サ側をアノード側として第２のダイオードを挿入し、上
   記第１のコンデンサと上記第１のダイオードの接続点と
   上記負荷の一端の間に負荷に向かう極性ではスイッチと
   して働き、逆極性では常時導通特性をもつ第１の逆導通
   スイッチ手段を接続し、上記第２のコンデンサと上記第
   ２のダイオードの接続点と上記負荷の一端の間に負荷に
   向かう極性では常時導通特性を持ち、逆極性ではスイッ
   チとして働く第２の逆導通スイッチ手段を接続し、上記
   負荷の他端を上記交流電源の他端に接続したことを特徴
   とする交流電圧調整装置。
2. 【請求項２】 上記第１のダイオードに直列に接続され
   た第１のスイッチ手段と、上記第２のダイオードに直列
   に接続された第２のスイッチ手段とを備えたことを特徴
   とする請求項１に記載の交流電圧調整装置。
3. 【請求項３】 上記負荷に並列に接続された第１の交流
   スイッチ手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載
   の交流電圧調整装置。
4. 【請求項４】 上記交流電源の一端と上記負荷の一端の
   間に接続された第２の交流スイッチ手段を備えたことを
   特徴とする請求項１に記載の交流電圧調整装置。
5. 【請求項５】 上記負荷に並列に接続された第１の交流
   スイッチ手段と、上記交流電源の一端と上記負荷の一端
   の間に接続された第２の交流スイッチ手段とを備えたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の交流電圧調整装置。
6. 【請求項６】 交流電源と負荷とを電気的に接続する回
   路において、 上記交流電源の一端に第１および第２のコンデンサの一
   端を接続し、上記第１のコンデンサの他端と上記交流電
   源の他端の間に上記第１のコンデンサ側をカソード側と
   して第１のダイオードを接続し、上記第２のコンデンサ
   の他端と上記交流電源の他端の間に上記第２のコンデン
   サ側をアノード側として第２のダイオードを挿入し、上
   記第１のコンデンサと上記第１のダイオードの接続点と
   上記負荷の一端の間に負荷に向かう極性の第１の片導通
   スイッチ手段を接続し、上記第２のコンデンサと上記第
   ２のダイオードの接続点と上記負荷の一端の間に負荷に
   向かう極性とは逆極性の第２の片導通スイッチ手段を接
   続し、かつ上記交流電源の一端と上記負荷の一端の間に
   互いに逆方向に第３および第４の片導通スイッチ手段を
   設け、上記負荷の他端を上記交流電源の他端に接続した
   ことを特徴とする交流電圧調整装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の交流電
   圧調整装置を、多相交流電源の複数の相間に対して少な
   くとも１個設けたことを特徴とする交流電圧調整装置。