JP2011199977A - Dc power unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源回路を制御する直流電源装置であって、特に、力率改善回路の直流電圧可変機能を用いた直流電源装置に関するものである。 The present invention relates to a DC power supply device that controls a power supply circuit, and more particularly to a DC power supply device that uses a DC voltage variable function of a power factor correction circuit.
直流電源装置は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間Δd(0≦d)後からオン期間△t(0≦t)の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段で構成される。前記制御手段が前記遅延期間Δd(0≦d)及び前記オン期間△t(0≦t)を変更することにより、出力直流電圧値が制御される。 The DC power supply device includes a rectifying / smoothing unit that rectifies and smoothes an AC voltage from an AC power source into a DC voltage, a reactor connected between the AC power source and one AC input terminal of the rectifying / smoothing unit, and the AC Switching means for short-circuiting a power supply via the reactor, zero-cross detection means for detecting a zero-cross point of the AC power supply, DC voltage detection means for detecting and outputting an output DC voltage value of the rectifying and smoothing means, and the DC voltage Referring to the output of the detection means, the control means is configured to continuously short-circuit the switching means only during the ON period Δt (0 ≦ t) after the zero-cross point delay period Δd (0 ≦ d). The control means changes the delay period Δd (0 ≦ d) and the ON period Δt (0 ≦ t), thereby controlling the output DC voltage value.
従来、直流電圧を所望の値に制御するためには、制御手段が目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△t(0≦t)を可変させることにより実現される。(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in order to control the DC voltage to a desired value, the control means refers to the difference between the target DC voltage and the output of the DC voltage detecting means and varies the ON period Δt (0 ≦ t). Is done. (For example, refer to Patent Document 1).
図3は特許文献1に記載された従来の直流電源装置を示すものである。図3に示されるとおり、直流電源装置は交流電源1からの交流電圧を整流平滑部2で直流電圧に変換し、平滑コンデンサにより直流電圧のリップル成分は削除される。そして平滑化された直流電圧はインバータ部3に入力され、電動機4は駆動されている。また、交流電源1と一方の交流入力端との間にリアクタ5が接続されており、前記交流電源1を前記リアクタ5を介して短絡する短絡部6と、前記交流電源1のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部7と、前記整流平滑部の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出部8と、前記直流電圧検出部の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間Δd(0≦d)後からオン期間△t(0≦t)の間だけ連続的に前記スイッチング部を短絡させる制御部9が接続されている。制御部9は、直流電圧を所望の値に制御するために目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△t(0≦t)を可変させる。図4は交流電源から直流電源装置に入力される電流とオン期間Δtの関係を示しており、AC200Vにおいて目標直流電圧が255Vの場合、3.0A以上ではオン期間Δtが0より大きくなり、入力電流が大きくなるほどオン期間Δtは大きくなり、直流電源電圧は一定値に保たれる。
FIG. 3 shows a conventional DC power supply device described in
しかしながら、前記従来の構成では、オン期間Δtが0と0より大となる境界付近の入力電流において、直流電源の負荷によっては、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することがある。前記短絡電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期では、リアクタから発生する騒音レベルが異なるため、電源周期ごとの騒音レベルの違いによりリアクタから異音が発生するという課題を有していた。 However, in the conventional configuration, in the input current near the boundary where the ON period Δt is greater than 0 and 0, depending on the load of the DC power supply, the power supply cycle in which the current short-circuiting the switching unit flows to the reactor and the power supply that does not flow Periods may occur alternately. Since the noise level generated from the reactor is different between the power cycle in which the short-circuit current flows in the reactor and the power cycle in which the short-circuit current does not flow, there is a problem that abnormal noise is generated from the reactor due to the difference in the noise level in each power cycle.
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リアクタから異音が発生させることなく直流電圧を所定の値に制御する直流電源装置を供給することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a DC power supply device that controls a DC voltage to a predetermined value without generating abnormal noise from a reactor.
前記従来の課題を解決するために、本発明の直流電源装置は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間Δd(0≦d)後からオン期間△t(0≦t)の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段とを備えた直流電源装置に前記制御手段は、前記直流電圧検出手段の出力が目標直流電圧になるようオン期間△tを制御し、△tの変化量を増加するときと減少するときで変更するものである。 In order to solve the conventional problems, a DC power supply apparatus according to the present invention includes a rectifying / smoothing means for rectifying and smoothing an AC voltage from an AC power supply into a DC voltage, and an AC input of one of the AC power supply and the rectifying / smoothing means. A reactor connected between the terminals, a switching means for short-circuiting the AC power supply via the reactor, a zero-cross detection means for detecting a zero-cross point of the AC power supply, and an output DC voltage value of the rectifying and smoothing means DC voltage detecting means for detecting and outputting, and referring to the output of the DC voltage detecting means, continuously after the delay period Δd (0 ≦ d) of the zero crossing point and during the on period Δt (0 ≦ t). The control means controls the ON period Δt so that the output of the DC voltage detection means becomes the target DC voltage, and the change in Δt is achieved. It is intended to change when you decrease the time to increase.
これにより、オン期間△tが0と0より大となる境界付近の入力電流においても、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避することが可能となる。 As a result, even in the case of an input current near the boundary where the ON period Δt is greater than 0, it is possible to avoid alternately generating a power cycle in which the current short-circuiting the switching unit flows and a power cycle in which the current does not flow. It becomes possible.
本発明の直流電源装置は、スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生しないことにより、リアクタから異音が発生しなくなり、直流電源装置の騒音低減が可能となる。 In the DC power supply device of the present invention, since the power cycle in which the current short-circuited in the switching section does not flow alternately and the power cycle in which the current does not flow does not occur alternately, no abnormal noise is generated from the reactor, and the noise of the DC power supply device can be reduced It becomes.
第1の発明は、交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流し平滑する整流平滑手段と、前記交流電源と前記整流平滑手段の一方の交流入力端との間に接続されたリアクタと、前記交流電源を前記リアクタを介して短絡するスイッチング手段と、前記交流電源のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、前記整流平滑手段の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出手段と、前記直流電圧検出手段の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間△t(0≦d)後からオン期間△t(0≦t)の間だけ連続的に前記スイッチング手段を短絡させる制御手段とを有する直流電源装置において、前記制御手段は、前記直流電圧検出手段の出力が目標直流電圧になるようオン期間△tを制御し、オン期間△tの変化量を増加するときと減少するときで変更することにより、オン期間△tが0と0より大となる境界付近の入力電流においても、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避し、スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生しないことにより、リアクタから異音が発生しなくなり、直流電源装置の騒音低減が可能となる。 The first invention comprises a rectifying / smoothing means for rectifying and smoothing an AC voltage from an AC power supply into a DC voltage, a reactor connected between the AC power supply and one AC input terminal of the rectifying / smoothing means, Switching means for short-circuiting an AC power supply via the reactor, zero-cross detection means for detecting a zero-cross point of the AC power supply, DC voltage detection means for detecting and outputting an output DC voltage value of the rectifying and smoothing means, and the DC DC having a control means for continuously short-circuiting the switching means only during the ON period Δt (0 ≦ t) after the delay period Δt (0 ≦ d) of the zero cross point with reference to the output of the voltage detection means In the power supply apparatus, the control means controls the ON period Δt so that the output of the DC voltage detection means becomes a target DC voltage, and decreases when the amount of change of the ON period Δt is increased. Therefore, even in the case of the input current near the boundary where the ON period Δt is greater than 0, the power cycle in which the current short-circuiting the switching unit flows to the reactor and the power cycle in which the current does not flow alternately occur. By avoiding this, the power cycle in which the current short-circuited in the switching unit does not flow alternately and the power cycle in which the current does not flow are not alternately generated, so that no abnormal noise is generated from the reactor and the noise of the DC power supply device can be reduced.
第2の発明は、特に、第1の発明の直流電源装置で、電源半周期中に複数回スイッチング手段を短絡させる場合に、スイッチング手段をオンする回数ごとにオン期間△tの変化量を変更することにより、複数回のスイッチングを行う直流電源装置の騒音低減が可能となる。 In the second invention, in particular, in the DC power supply device of the first invention, when the switching means is short-circuited a plurality of times during the half cycle of the power supply, the amount of change in the ON period Δt is changed every time the switching means is turned on. By doing so, it is possible to reduce the noise of the DC power supply device that performs switching a plurality of times.
第3の発明は、特に、第1、2の発明の直流電源装置で、電源半周期中に複数回スイッチング手段を短絡させる場合に、スイッチング手段をオンする期間ごとにオン期間△tの変化量を変更することにより、精度よく制御が可能で安定した直流電圧の供給が可能となる。 The third invention is the DC power supply device of the first and second inventions, in particular, when the switching means is short-circuited a plurality of times during a half cycle of the power supply, and the amount of change in the on period Δt for each period when the switching means is turned on By changing the above, it is possible to control with high accuracy and to supply a stable DC voltage.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施形態1におけるブロック図を示すものである。直流電源装置は交流電源1からの交流電圧を整流平滑部2で直流電圧に変換し、平滑コンデンサにより直流電圧のリップル成分は削除される。そして平滑化された直流電圧はインバータ部3に入力され、電動機4は駆動されている。また、交流電源1と一方の交流入力端との間にリアクタ5が接続されており、前記交流電源1を前記リアクタ5を介して短絡する短絡部6と、前記交流電源1のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出部7と、前記整流平滑部の出力直流電圧値を検出し出力する直流電圧検出部8と、前記直流電圧検出部の出力を参照し前記ゼロクロス点の遅延期間△d(0≦d)後からオン期間△t(0≦t)の間だけ連続的に前記スイッチング部を短絡させる制御部9が接続されている。制御部9は、直流電圧を所望の値に制御するために目標直流電圧と前記直流電圧検出手段の出力の差分を参照し前記オン期間△t(0≦t)を可変させるが、前記オン期間△tの変化量を増加するときより減少するほうを小さく設定している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram according to the first embodiment of the present invention. The DC power supply device converts an AC voltage from the
以上のように構成された直流電源装置について、以下その動作、作用を説明する。 The operation and action of the DC power supply device configured as described above will be described below.
図2は交流電源から直流電源装置に入力される電流と1回目のオン期間△tの関係を示しており、AC200Vにおいて目標直流電圧が255Vの場合、オン期間△tが0の状態でAC3.0Aで直流電圧と目標直流電圧が一致する。一旦、直流電源装置に入力される電流がAC3.0A超となりオン期間が△tが0より大となった後にAC3.0Aより小さくなると、直流電圧が目標直流電圧よりも大きくなるが、オン期間△tの減少する変化量を増加量の半分に設定することで、オン期間△tが0より大の状態が少なくとも電源一周期は継続する。従って、減少する変化量をより小さく設定することで、オン期間△tが0より大の状態をより継続することが可能となる。
FIG. 2 shows the relationship between the current input from the AC power source to the DC power supply device and the first ON period Δt. When the target DC voltage is 255 V at AC 200 V, the
このことにより入力電流がAC3.0A付近で安定している場合において、前記スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生することを回避することができる。スイッチング部を短絡した電流がリアクタに流れる電源周期と流れない電源周期が交互に発生しないことにより、リアクタから異音発生が無くなり、直流電源装置の騒音低減が可能となる。 As a result, when the input current is stable in the vicinity of AC 3.0 A, it is possible to avoid alternately generating a power cycle in which the current short-circuiting the switching unit flows to a reactor and a power cycle in which the current does not flow. Since the power supply cycle in which the current that short-circuits the switching unit does not flow in the reactor and the power cycle in which the current does not flow are not alternately generated, no abnormal noise is generated from the reactor, and noise in the DC power supply device can be reduced.
また、複数回スイッチングを行うような電流の場合においても同様で、スイッチング手段を2回オンする場合から1回オンする場合に移行するときに、オン期間△tの変化量を1回オンする場合より2回オンする場合のほうを小さくすることにより、1回オンする電源周期と2回オンする電源周期が交互に発生することを回避でき、リアクタからの異音発生を低減することができ、直流電源装置の騒音低減が可能となる。 Similarly, in the case of a current that is switched multiple times, when the switching means is turned on twice from the case of turning on the switching means twice, the amount of change in the on period Δt is turned on once. By reducing the turn-on time twice, it is possible to avoid the occurrence of alternating power-on cycles that turn on once and power-on cycles that turn on twice, and reduce the generation of abnormal noise from the reactor. The noise of the DC power supply can be reduced.
さらに、オン期間ごとに△tの変化量を設定することで、リアクタからの異音発生を無くすとともに、安定した直流電圧を供給することが可能となる。 Furthermore, by setting the amount of change of Δt for each ON period, it is possible to eliminate generation of abnormal noise from the reactor and supply a stable DC voltage.
以上のように、本発明にかかる直流電源装置は、リアクタ騒音を抑制ながらに直流電圧を供給することがさせることが可能となるので空気調和機やヒートポンプ方式給湯機など夜間動作し静音性が求められる家電製品に適用できる。 As described above, the direct-current power supply device according to the present invention can supply direct-current voltage while suppressing reactor noise, so that it operates at night such as an air conditioner or a heat pump type hot water heater and requires quietness. Applicable to household electrical appliances.
1 交流電源
2 整流平滑部
3 インバータ部
4 電動機
5 リアクタ
6 短絡部
7 ゼロクロス検出部
8 直流電圧検出部
9 制御部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2010062346A JP2011199977A (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Dc power unit |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011199977A true JP2011199977A (en) | 2011-10-06 |
Family
ID=44877497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010062346A Withdrawn JP2011199977A (en) | 2010-03-18 | 2010-03-18 | Dc power unit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2011199977A (en) |
-
2010
- 2010-03-18 JP JP2010062346A patent/JP2011199977A/en not_active Withdrawn
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