JP2012090453A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コンバータ11は、交流電源13を入力とし、交流電源13が正のときに稼動する第1のスイッチング素子S1と交流電源が負のときに稼動する第2のスイッチング素子S2のオン,オフにより直流電圧を出力する。コントローラ12は、コンバータ11への交流入力電圧及び交流入力電流とコンバータからの直流出力電圧とを入力とし、第1のスイッチング素子S1をオンさせるための第1のパルス信号P1のパルス幅と第2のスイッチング素子S2をオンさせるための第2のパルス信号P2のパルス幅とを決定して、第1のパルス信号P1及び第2のパルス信号P2を第1のスイッチング素子S1及び第2のスイッチング素子S2にそれぞれ出力する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本実施形態における電力変換装置100の全体構成図である。電力変換装置100は、交流を直流に変換するためのコンバータ11と、このコンバータ11を制御するためのコントローラ12とを備える。
第1の抵抗分圧回路21は、定格電圧Vccと交流入力電圧Vinとの電位差を抵抗R11と抵抗R12とで分圧する。そして第1の抵抗分圧回路21は、この抵抗分圧により正の電位にバイアスされた交流入力電圧Vin-B0を、前記第1の比較器22の一方の入力端子に印加する。
インバータ23は、第1の比較器22から出力されるフェーズ信号Phの論理否定信号/Phを選択部50に出力する。
生成部30は、出力電圧増幅回路31、第2の抵抗分圧回路32、入力電圧増幅回路33、第1のマルチプレクサ34及び第2のマルチプレクサ35を含む。
第3の抵抗分圧回路41は、定格電圧Vccと交流入力電流Isの検出電圧との電位差を抵抗R17と抵抗R18とで分圧する。そして第3の抵抗分圧回路41は、この抵抗分圧により正の電位にバイアスされた交流入力電流Is-Bを前記第1の電流増幅回路42に印加する。
選択部50は、第1の論理積回路51と第2の論理積回路52とを含む。
例えば、前記実施形態では、第1のスイッチング素子S1及び第2のスイッチング素子S2を機械的スイッチとしたが、第1及び第2のスイッチング素子S1,S2これに限定されるものではない。図12は、第1及び第2のスイッチング素子S1,S2としてN型チャネルのMOS型FET(半導体スイッチ)を用いた例である。
Claims (7)
- 交流電源を入力とし、前記交流電源が正のときに稼動する第1のスイッチング素子と前記交流電源が負のときに稼動する第2のスイッチング素子のオン,オフにより直流電圧を出力するコンバータと、
前記コンバータへの交流入力電圧及び交流入力電流と前記コンバータからの直流出力電圧とを入力とし、前記第1のスイッチング素子をオンさせるための第1のパルス信号のパルス幅と前記第2のスイッチング素子をオンさせるための第2のパルス信号のパルス幅とを決定して、前記第1のパルス信号及び前記第2のパルス信号を前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子にそれぞれ出力するコントローラと、
を具備したことを特徴とする電力変換装置。 - 前記コントローラは、
前記交流入力電圧の正負を判定する判定部と、
基準電圧に対する前記直流出力電圧の差分電圧と前記交流入力電圧とから、前記交流入力電流を正弦波状に制御するための信号を生成する生成部と、
前記交流入力電流の検出信号を前記生成部で生成された信号と比較して前記第1のパルス信号及び前記第2のパルス信号のパルス幅を決定する決定部と、
前記判定部により前記交流入力電圧が正と判定されたときには前記決定部でパルス幅が決定された前記第1のパルス信号を前記コンバータに出力し、前記交流入力電圧が負と判定されたときには前記決定部でパルス幅が決定された前記第2のパルス信号を前記コンバータに出力する選択部と、
を具備したことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記生成部は、定格電圧と前記交流入力電圧との電位差を抵抗分圧する抵抗分圧回路と、前記抵抗分圧回路で分圧された電圧を反転させる反転増幅回路とを備え、前記交流入力電圧が正のときには、前記差分電圧と前記交流入力電圧とから、前記交流入力電流を正弦波状に制御するための第1の信号を生成し、前記交流入力電圧が負のときには、前記差分電圧と前記反転増幅回路により反転された電圧とから、前記交流入力電流を正弦波状に制御するための第2の信号を生成することを特徴とする請求項2記載の電力変換装置。
- 前記決定部は、前記交流入力電流の負の信号を前記第1の信号と比較して前記第1のパルス信号を生成し、前記交流入力電流の正の信号を前記第2の信号と比較して前記第2のパルス信号を生成することを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。
- 前記交流入力電流が電流検出抵抗を流れることで前記電流検出抵抗に発生する電圧として前記交流入力電流を検出し、
前記決定部は、定格電圧と前記電流検出抵抗に発生する電圧との電位差を抵抗分圧する抵抗分圧回路を備え、前記電流検出抵抗に発生する電圧が正のときには、この電流検出抵抗に発生する電圧信号を前記交流入力電流の正の信号とし、前記電流検出抵抗に発生する電圧が負のときには、前記抵抗分圧回路で分圧された電圧信号を前記交流入力電流の負の信号とすることを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。 - 前記コントローラは、
定格電圧と前記交流入力電圧との電位差を抵抗分圧する第1の抵抗分圧回路で分圧された電圧と第1の基準電圧とを比較し、前記分圧電圧が前記基準電圧よりも高いときには前記交流入力電圧が正の信号を出力し、前記分圧電圧が前記基準電圧よりも低いときには前記交流入力電圧が負の信号を出力する判定部と、
第2の基準電圧に対する前記直流出力電圧の差を増幅した電圧信号と、前記交流入力電圧との検出信号とを乗算する第1のマルチプレクサと、
前記第2の基準電圧に対する前記直流出力電圧の差を増幅した電圧信号と、定格電圧と前記交流入力電圧との電位差を第2の抵抗分圧回路で分圧した電圧の反転信号とを乗算する第2のマルチプレクサと、
定格電圧と前記交流入力電流が電流検出抵抗を流れることで前記電流検出抵抗に発生する電圧との電位差を第3の抵抗分圧回路で分圧した電圧信号と、前記第1のマルチプレクサの反転出力信号とを比較して、前記電圧信号が前記反転出力信号と一致するように前記第1のパルス信号のパルス幅を制御するための電流増幅信号を出力する第1の電流増幅回路と、
前記交流入力電流が電流検出抵抗を流れることで前記電流検出抵抗に発生する電圧信号と、前記第2のマルチプレクサの非反転出力信号とを比較して、前記電圧信号が前記非反転出力信号と一致するように前記第2のパルス信号のパルス幅を制御するための電流増幅信号を出力する第2の電流増幅回路と、
前記第1の電流増幅回路から出力される電流増幅信号でパルス幅が制御されるパルス信号を生成する第1のパルス生成回路と、
前記第2の電流増幅回路から出力される電流増幅信号でパルス幅が制御されるパルス信号を生成する第2のパルス生成回路と、
前記第1のパルス生成回路で生成されるパルス信号と前記判定部から出力される前記正の信号との論理積により前記第1のパルス信号を前記コンバータに出力する第1の論理積回路と、
前記第2のパルス生成回路で生成されるパルス信号と前記判定部から出力される前記負の信号との論理積により前記第2のパルス信号を前記コンバータに出力する第2の論理積回路と、
を具備したことを特徴とする請求項1記載の電力変換装置。 - 前記コンバータは、
前記交流電源の両端に、インダクタとキャパシタを直列に介して前記第1のスイッチング素子を接続し、さらに、前記第1のスイッチング素子の両端に、平滑コンデンサを直列に介して前記第2のスイッチング素子を接続することを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1記載の電力変換装置。
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