JP2005065435A - 電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 整流回路6の入力端と昇圧用コンデンサ同士の接続端の間に接続された双方向スイッチ10と、双方向スイッチ10の開閉を制御する制御手段13と、交流電源1のゼロクロスを検出して制御手段13に検出信号を入力するゼロクロス検出回路12とで構成され、制御手段13は、ゼロクロス検出信号に基づいてゼロクロス検出信号からΔdn経過後に閉動作を、ΔdnからさらにΔtn経過後に開動作を電源電圧の半周期の中でn回行なうことによって、高力率で滑らかな電流波形を生成して高調波電流を抑制するとともに、高効率を実現するものである。
【選択図】 図1
Description
図1は本発明の実施の形態1における電源装置の構成を示すブロック図であり、交流電源1と、交流電圧を整流して直流電圧を生成する、2〜5の4個の整流素子からなる整流回路6と、交流電源1に直列に接続されたリアクタ7と、整流回路6の出力端子間に互いに直列接続され、また負荷に供給する直流電圧を平滑する昇圧用コンデンサa8および昇圧コンデンサb9と、整流回路6の入力端と2個の昇圧用コンデンサ同士の接続端の間に接続された双方向スイッチ10と、双方向スイッチ10の開閉を制御する制御手段13と、交流電源のゼロクロスを検出して双方向スイッチ検出手段に検出信号を入力するゼロクロス検出回路12で構成される。
図7は本発明の実施の形態2における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置は直流電圧Voの値を検出する直流電圧検出手段14を備え、検出した直流電圧は双方向スイッチ制御手段13に伝達される。また双方向スイッチ制御手段13の内部には、直流電圧Voの目標値を記憶する記憶手段aを有している。双方向スイッチ制御手段13は、直流電圧Voが目標値に近づくようにΔdn、Δtnおよびnを調整する。これにより負荷変動が発生した場合でも安定した直流電圧が得られ、例えばモ−タ負荷の場合は、モ−タの回転数を安定させることができる。その際の交流電圧Vi、交流電流VL、直流電圧Voおよび直流電圧目標値の波形を図8に示す。
図9は本発明の実施の形態3における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置は負荷を検出する負荷検出手段16を備え、検出した負荷は双方向スイッチ制御手段13に伝達される。また双方向スイッチ制御手段13の内部には検出した負荷に基づいた最適なΔdn、Δtn、nを記憶する記憶手段bを有している。双方向スイッチ制御手段13は検出した負荷に応じて記憶手段bからΔdn、Δtn、nを選択して双方向スイッチ10の開閉動作を行なう。これによって小負荷時から大負荷時まで、常に最適な力率および効率の向上が実現できる。
図10は本発明の実施の形態4における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置は直流電圧を検出する直流電圧検出手段14と、負荷を検出する負荷検出手段16を備え、検出された直流電圧および負荷は双方向スイッチ制御手段13に伝達される。また双方向スイッチ制御手段13は内部に直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aと負荷に基づいた最適なΔdn、nを記憶する記憶手段cを備える。双方向スイッチ制御手段13は負荷に応じてΔdn、nを選択し、また直流電圧Voが目標電圧に近づくようにΔtnを調整する。これによって、Δdnおよびnは検出した負荷により固定されるため、直流電圧Voを調整する制御が簡略化される。なお、上記記憶手段cではΔdnおよびnを記憶したが、Δdn、Δtn、nのうちの2要素もしくは1要素を記憶する記憶手段を用いても同様の効果を得ることができる。
図11は本発明の実施の形態5における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置の負荷はインバ−タ18を含めたモ−タ負荷であり、電源装置はモ−タ17の回転数を検出する回転数検出手段19を備え、検出したモ−タ回転数は双方向スイッチ制御手段13に伝達される。また双方向スイッチ制御手段13は内部にモ−タ回転数に基づいた最適なΔdn、Δtn、nを記憶する記憶手段dを有し、モ−タ回転数に応じてΔdn、Δtn、nを選択して双方向スイッチのオンオフ動作を行う。これにより、モ−タの回転数変動に関わらず、安定して力率および効率の向上を図ることができる。
図12は本発明の実施の形態6における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置の負荷はインバ−タ18を含めたモ−タ負荷であり、電源装置はモ−タ17の回転数を検出する回転数検出手段19と直流電圧Voを検出する直流電圧検出手段14を備え、検出したモ−タ回転数と直流電圧はそれぞれ双方向スイッチ制御手段13に伝達される。また双方向スイッチ制御手段13は内部に、直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aと、モ−タ回転数に基づいた最適なΔdn、nを記憶する記憶手段eを有し、モ−タ回転数に応じてΔdn、nを選択し、また直流電圧Voが目標電圧に近づくようにΔtnを調整する。これによって、Δdnおよびnは検出した負荷により固定されるため、直流電圧Voを調整する制御が簡略化される。なお、上記記憶手段eではΔdnおよびnを記憶したが、Δdn、Δtn、nのうちの2要素もしくは1要素を記憶する記憶手段を用いても同様の効果を得ることができる。
図13は本発明の実施の形態7における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置の負荷はインバ−タ18を含めたモ−タ負荷であり、電源装置はモ−タ17の速度を制御するモ−タ速度制御手段20を備え、また前記モ−タ速度制御手段20から双方向スイッチ制御手段13にはモ−タの指令速度が伝達される。また双方向スイッチ制御手段13は内部にモ−タの指令速度に応じて最適なΔdn、Δtn、nを記憶する記憶手段fを有する。双方向スイッチ制御手段13はモ−タの指令速度に応じてΔdn、Δtn、nを選択し双方向スイッチ10のオンオフ動作を行なう。これによって、モ−タの指令速度に関わらず、安定した力率および効率の向上が可能となる。
図14は本発明の実施の形態8における電源装置の構成を示すブロック図であり、電源装置の負荷はインバ−タ18を含めたモ−タ負荷であり、電源装置はモ−タ17の速度を制御するモ−タ速度制御手段20と、直流電圧を検出する直流電圧検出手段14を備え、前記モ−タ速度制御手段20から双方向スイッチ制御手段13にはモ−タの指令速度が伝達される。また双方向スイッチ制御手段13は内部に、直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aと、モ−タの指令速度に基づいた最適なΔdn、nを記憶する記憶手段gを有し、モ−タ回転数に応じてΔdn、nを選択し、また直流電圧Voが目標電圧に近づ近づくようにΔtnを調整する。これによって、Δdnおよびnはモ−タ指令速度により固定されるため、直流電圧Voを調整する制御が簡略化される。なお、上記記憶手段gではΔdnおよびnを記憶したが、Δdn、Δtn、nのうちの2要素もしくは1要素を記憶する記憶手段を用いても同様の効果を得ることができる。
6 ブリッジ整流回路
7 リアクタ
8 昇圧コンデンサa
9 昇圧コンデンサb
10 双方向スイッチ
11 負荷
12 ゼロクロス検出回路
13 双方向スイッチ制御手段
14 直流電圧検出手段
15 記憶手段
16 負荷検出手段
17 モ−タ
18 インバ−タ
19 モ−タ回転数検出手段
20 モ−タ速度制御手段
Claims (8)
- 交流電源からの電圧を整流して直流電圧を生成する整流回路と、前記交流電源に直列に接続されたリアクタと、前記整流回路の出力端子間に互いに直列接続され、また負荷に供給する直流電圧を平滑する2個の昇圧用コンデンサと、前記整流回路の入力端と前記昇圧用コンデンサ同士の接続端の間に接続された双方向スイッチと、前記双方向スイッチの開閉を制御する制御手段と、交流電源のゼロクロスを検出して双方向スイッチ検出手段に検出信号を入力するゼロクロス検出回路とで構成され、双方向スイッチ制御手段は、ゼロクロス検出信号に基づいてゼロクロス検出信号からΔdn(Δdn>0)経過後に閉動作を、ΔdnからさらにΔtn経過後に開動作を電源電圧の半周期の中でn回(n≧2)行ない、また電源半周期内の最後の開動作は次回のゼロクロス信号入力前に終了していることを特徴とする電源装置。
- 双方向スイッチ制御手段は整流回路の出力端子間の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と前記直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aを備え、検出した直流電圧が当該目標電圧に整合するようにn、Δdn、Δtnをそれぞれ調整して双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 双方向スイッチ制御手段は電源装置の負荷を検出する負荷検出手段と、負荷に応じたn、Δdn、Δtnを記憶する記憶手段bを備え、前記記憶手段bからn、Δdn、Δtnをそれぞれ選択して双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 双方向スイッチ制御手段は整流回路の出力端子間の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、負荷を検出する負荷検出手段と、前記直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aと、負荷に応じたn、Δdn、Δtnの3要素中の1要素もしくは2要素を記憶する記憶手段cを備え、前記記憶手段cから負荷に応じてn、Δdn、Δtnの3要素中の1要素もしくは2要素を選択し、残る要素を調整して直流電圧を目標直流電圧に整合させるように双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 負荷はインバ−タ回路を有したモ−タ負荷で、双方向スイッチ制御手段はインバ−タ周波数を検出する周波数検出手段と、検出した周波数に応じたn、Δdn、Δtnを記憶する記憶手段dを備え、前記記憶手段dからn、Δdn、Δtnをそれぞれ選択して双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 双方向スイッチ制御手段は整流回路の出力端子間の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aと、前記直流電圧に応じたn、Δdn、Δtnの3要素中の1要素もしくは2要素を記憶する記憶手段eを備え、n、Δdn、Δtnの3要素中の1要素もしくは2要素を記憶手段eから選択し、残る要素を調整して直流電圧を目標直流電圧に整合させるように双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 負荷はインバ−タ回路を有したモ−タ負荷で、双方向スイッチ制御手段はインバ−タの指令周波数に応じたn、Δdn、Δtnを記憶する記憶手段fを備え、前記記憶手段fからn、Δdn、Δtnをそれぞれ選択して双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項1記載の電源装置。
- 双方向スイッチ制御手段は整流回路の出力端子間の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記直流電圧の目標値を記憶する記憶手段aと、前記直流電圧に応じたn、Δdn、Δtnの3要素中の1要素もしくは2要素を記憶する記憶手段gを備え、n、Δdn、Δtnの3要素中の1要素もしくは2要素を記憶手段gから選択し、残る要素を調整して直流電圧を目標直流電圧に整合させるように双方向スイッチの開閉動作を行なうことを特徴とする請求項7記載の電源装置。
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