JP2012222852A - Ac-dc power conversion device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an AC-DC power conversion device that reduces a power loss in current detection and implements a compact and inexpensive power supply device.SOLUTION: The AC-DC power conversion device includes: a first series circuit in which a first rectifying element, a first self-turnoff switching element, and a current detector are connected in series; a second series circuit in which a second rectifying element and a second self-turnoff switching element are connected in series; a capacitor connected further in parallel with a parallel circuit in which the series circuits are connected in parallel; a first reactor having one end connected to a first junction connecting the rectifying element and the self-turnoff switching element of the first series circuit; and a second reactor having one end connected to a second junction connecting the rectifying element and the self-turnoff switching element of the second series circuit. An AC voltage is applied between the respective other ends of the first and second reactors, and a DC voltage is taken out from both ends of the capacitor.

Description

本発明は交流―直流電力変換装置に係り、特に自己消弧形スイッチング素子を用いて入力力率や入力電流に含まれる高調波含有率を改善しながら交流電圧を直流電圧に変換する交流―直流電力変換装置に好適な電流検出技術に関する。   The present invention relates to an AC-DC power converter, and more particularly to an AC-DC that converts an AC voltage into a DC voltage while improving the harmonic content contained in the input power factor and input current using a self-extinguishing switching element. The present invention relates to a current detection technique suitable for a power converter.

従来、入力力率や入力電流に含まれる高調波含有率を改善しながら交流電圧を直流電圧に変換する交流―直流電力変換装置に適用される電流検出回路が知られている(例えば、特許文献1を参照)。この特許文献1に開示される電流検出回路を図5に示すとともに、その主回路動作を説明する。   Conventionally, a current detection circuit applied to an AC-DC power converter that converts an AC voltage into a DC voltage while improving an input power factor and a harmonic content rate included in an input current is known (for example, Patent Documents). 1). The current detection circuit disclosed in Patent Document 1 is shown in FIG. 5 and the operation of the main circuit will be described.

図5に示す回路において交流電源6の極性が正の場合(図5に示す矢印の先端が正、矢印の付根が負の場合、以下同じ)、スイッチング素子1aをオンにすると交流電源6→リアクトル5a→スイッチング素子1a→シャント抵抗10→シャント抵抗11→スイッチング素子2aのボディダイオード2b→リアクトル5b→交流電源6の経路で電流が増加する。   In the circuit shown in FIG. 5, when the polarity of the AC power source 6 is positive (the tip of the arrow shown in FIG. 5 is positive and the root of the arrow is negative, the same applies hereinafter), when the switching element 1a is turned on, the AC power source 6 → reactor The current increases in the path of 5a → switching element 1a → shunt resistor 10 → shunt resistor 11 → body diode 2b of the switching element 2a → reactor 5b → AC power source 6.

次いでスイッチング素子1aをオフにするとリアクトル5a→ダイオード3→コンデンサ7→シャント抵抗11→スイッチング素子2aのボディダイオード2b→リアクトル5b→交流電源6→リアクトル5aの経路で電流が転流する。するとリアクトル5a,5bが保持するエネルギーはコンデンサ7に移り電流が減少する。   Next, when the switching element 1a is turned off, the current is commutated through the path of the reactor 5a → the diode 3 → the capacitor 7 → the shunt resistor 11 → the body diode 2b of the switching element 2a → the reactor 5b → the AC power source 6 → the reactor 5a. Then, the energy held by reactors 5a and 5b is transferred to capacitor 7 and the current is reduced.

電源電圧が負の場合(図5に示す矢印の先端が負、矢印の付根が正の場合、以下同じ)でも回路の対称性からスイッチング素子2aをオン・オフさせることで同様な動作となる。   Even when the power supply voltage is negative (when the tip of the arrow shown in FIG. 5 is negative and the root of the arrow is positive, the same applies hereinafter), the same operation is performed by turning the switching element 2a on and off due to the symmetry of the circuit.

したがって、スイッチング素子1a,2aを適切な制御信号(ゲート信号)で駆動することで入力電流をひずみの少ない正弦波状に制御しながら、力率および高調波含有率を改善し、コンデンサ両端間に昇圧された直流電圧を発生させることができる。   Therefore, driving the switching elements 1a and 2a with an appropriate control signal (gate signal) improves the power factor and harmonic content while controlling the input current in a sine wave shape with less distortion, and boosts the voltage across the capacitor. The generated DC voltage can be generated.

ところで上述したように交流入力電流を高力率でひずみの少ない波形に制御するためには、制御対象である電流値を検出する必要がある。また、電力変換装置を過電流による破損から防ぐためにも回路に流れる電流値を検出し、過大な電流が流れた場合には装置を停止するなどの保護機能が必要となる。   By the way, as described above, in order to control the AC input current to a waveform with a high power factor and less distortion, it is necessary to detect a current value to be controlled. Further, in order to prevent the power conversion device from being damaged by an overcurrent, a protection function is required such as detecting the value of the current flowing through the circuit and stopping the device when an excessive current flows.

特許文献1にはシャント抵抗10,11に発生するそれぞれの電圧を整流して加算回路で合成し、これを入力電流検出信号とする方法が開示されている。具体的に図5に示した回路では、入力電圧が正の場合はシャント抵抗11に発生する電圧を検出信号とし、入力電圧が負の場合はシャント抵抗10に発生する電圧を検出信号としている。このときシャント抵抗10,11には前述した経路で双方向の電流が流れるため、入力電圧の極性によっては電流検出に使用しないシャント抵抗側にも電力損失が発生する。   Patent Document 1 discloses a method in which respective voltages generated in the shunt resistors 10 and 11 are rectified and synthesized by an adder circuit and used as an input current detection signal. Specifically, in the circuit shown in FIG. 5, when the input voltage is positive, the voltage generated in the shunt resistor 11 is used as a detection signal, and when the input voltage is negative, the voltage generated in the shunt resistor 10 is used as a detection signal. At this time, a bidirectional current flows through the shunt resistors 10 and 11 through the above-described path. Therefore, depending on the polarity of the input voltage, power loss occurs on the shunt resistor side that is not used for current detection.

また図5のようなスイッチング素子を用いた回路は、スイッチング動作に伴いノイズが発生する。これが電流検出信号に重畳すると誤動作等の不具合を生ずることがある。このため、電流検出信号はなるべく高い電圧値にしてノイズとの比率を相対的に小さくすることが望ましい。このためにはシャント抵抗10,11の抵抗値を大きくすればよいが、同時にシャント抵抗10,11で発生する電力損失も大きくなる。このためシャント抵抗10,11の過熱や大形化をもたらし、延いては電力変換装置全体の効率が低下するという問題が発生する。   Further, a circuit using a switching element as shown in FIG. 5 generates noise along with the switching operation. If this is superimposed on the current detection signal, malfunctions such as malfunction may occur. For this reason, it is desirable that the current detection signal has a voltage value as high as possible and the ratio to noise is relatively small. For this purpose, the resistance value of the shunt resistors 10 and 11 may be increased, but at the same time, the power loss generated in the shunt resistors 10 and 11 also increases. For this reason, overheating and enlargement of the shunt resistors 10 and 11 are caused, and as a result, the efficiency of the entire power conversion device is lowered.

もちろんシャント抵抗を用いない他の電流検出手段としては、ホールCT、カレントトランスがある。しかしながらホールCTはシャント抵抗に比べ、一般に高価であり大形化すること、電源供給が必要なことなどの欠点があり、さらには磁性体を用いているため高周波成分を含む電流が流れると過熱するという懸念がある。他方、カレントトランスは、一定周波数以下の電流が検出できないため、適用できる条件が限られるという欠点がある。   Of course, other current detection means that do not use a shunt resistor include a Hall CT and a current transformer. However, the hall CT is generally more expensive than the shunt resistor and has drawbacks such as an increase in size and the need for power supply. Furthermore, since a magnetic material is used, the hall CT overheats when a current containing a high frequency component flows. There is a concern. On the other hand, the current transformer has a drawback that applicable conditions are limited because current below a certain frequency cannot be detected.

そこでこれらの問題を解決する電源回路が知られている(例えば、特許文献2を参照)。この電源回路は、図6に示すように構成されている。この電源回路における主回路動作を略述する。まず、交流電源6の極性が正の場合、スイッチング素子1aをオンすると交流電源6→リアクトル5a→スイッチング素子1a→シャント抵抗10→ダイオード9→リアクトル5b→交流電源6の経路で電流が増加する。次いでスイッチング素子1aをオフにするとリアクトル5a→ダイオード3→コンデンサ7→ダイオード9→リアクトル5b→交流電源6→リアクトル5aの経路に電流は転流し、リアクトル5a,5bに蓄えられたエネルギーがコンデンサ7に移り電流は減少する。   Therefore, a power supply circuit that solves these problems is known (see, for example, Patent Document 2). This power supply circuit is configured as shown in FIG. The main circuit operation in this power supply circuit will be outlined. First, when the polarity of the AC power supply 6 is positive, when the switching element 1a is turned on, the current increases in the path of the AC power supply 6 → reactor 5a → switching element 1a → shunt resistor 10 → diode 9 → reactor 5b → AC power supply 6. Next, when the switching element 1a is turned off, the current is commutated in the path of the reactor 5a → the diode 3 → the capacitor 7 → the diode 9 → the reactor 5b → the AC power supply 6 → the reactor 5a, and the energy stored in the reactors 5a and 5b is transferred to the capacitor The transfer current decreases.

電源電圧が負の場合にも回路の対称性からスイッチング素子2aをオン・オフさせることで同様な動作になる。よって、図5よりもシャント抵抗を1個削減でき、またスイッチング素子オフ時のシャント抵抗における電力損失を抑えることが可能となる。   Even when the power supply voltage is negative, the same operation can be performed by turning on / off the switching element 2a due to the symmetry of the circuit. Therefore, one shunt resistor can be reduced as compared with FIG. 5, and power loss in the shunt resistor when the switching element is off can be suppressed.

特開2003−333855号公報JP 2003-333855 A 特開2006−25579号公報JP 2006-25579 A

しかしながら、前述した特許文献2に開示される電源回路は、例えば入力電圧が正の場合、上述した経路に流れる電流は、ダイオード9(負極性の場合はダイオード8)に全て流れる。このためダイオード8,9における電力損失が大きくなる。すなわち数mΩ〜数10mΩ程度のシャント抵抗における電力損失(抵抗×電流の2乗)よりもダイオード(電流×順電圧降下)における電力損失のほうが大きい。この大きな電力損失に耐えるためにはダイオード8,9の電流容量を大きくする必要があり、それゆれ電力変換装置が高コスト化し、また装置全体の変換効率が低下するという新たな問題が発生する。   However, in the power supply circuit disclosed in Patent Document 2 described above, for example, when the input voltage is positive, all of the current flowing through the above-described path flows through the diode 9 (diode 8 in the case of negative polarity). For this reason, the power loss in the diodes 8 and 9 increases. That is, the power loss in the diode (current × forward voltage drop) is larger than the power loss (resistance × current square) in the shunt resistor of several mΩ to several tens mΩ. In order to withstand this large power loss, it is necessary to increase the current capacity of the diodes 8 and 9, which causes a new problem that the cost of the power conversion device increases and the conversion efficiency of the entire device decreases.

また、一般的にMOSFETなどのスイッチング素子にはボディダイオードが内蔵されている。このため特許文献2(図6)の構成にすると、スイッチング部とダイオードの2回路(図6に図示した破線の箇所)を1つのパッケージとして集積しなければならない。すると前述したようにダイオード部における電力損失が大きくなり、またパッケージ全体の温度も上昇する。このため、スイッチング部の損失も増加してしまうという新たな問題が生ずる。   In general, a switching element such as a MOSFET incorporates a body diode. For this reason, if it is set as the structure of patent document 2 (FIG. 6), it is necessary to integrate two circuits (a part of the broken line shown in FIG. 6) of a switching part and a diode as one package. Then, as described above, the power loss in the diode portion increases, and the temperature of the entire package also increases. For this reason, the new problem that the loss of a switching part also increases arises.

本発明は、このような課題を解決するべくなされたもので電流検出に係る電力損失を低減するとともに、電源装置の小型化、低コスト化を実現する交流―直流電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve such problems, and provides an AC-DC power conversion device that reduces power loss associated with current detection and realizes downsizing and cost reduction of a power supply device. Objective.

上述した目的を達成するべく本発明に係る交流―直流電力変換装置は、第1の整流素子、第1の自己消弧形スイッチング素子および電流検出器を直列に接続した第1の直列回路と、第2の整流素子および第2の自己消弧形スイッチング素を直列に接続した第2の直列回路と、これら直列回路を並列に接続した並列回路にさらに並列に接続したコンデンサと、前記第1の直列回路の整流素子と自己消弧形スイッチング素子とを接続した第1の接続点にその一端が接続される第1のリアクトルと、前記第2の直列回路の整流素子と自己消弧形スイッチング素子とを接続した第2の接続点にその一端が接続される第2のリアクトルと
を具備し、前記第1および第2のリアクトルのそれぞれの他端間に交流電圧を印加する一方、前記コンデンサの両端から直流電圧を取り出すことを特徴としている。また、好ましくは前記電流検出器は抵抗素子であることが望ましい。
In order to achieve the above-described object, an AC-DC power converter according to the present invention includes a first series circuit in which a first rectifier element, a first self-extinguishing switching element, and a current detector are connected in series. A second series circuit in which a second rectifying element and a second self-extinguishing switching element are connected in series; a capacitor further connected in parallel to a parallel circuit in which these series circuits are connected in parallel; A first reactor having one end connected to a first connection point connecting the rectifying element of the series circuit and the self-extinguishing switching element; and the rectifying element and the self-extinguishing switching element of the second series circuit And a second reactor having one end connected to a second connection point connecting the first and second reactors, and applying an AC voltage between the other ends of the first and second reactors, Both ends It is characterized by taking out the al DC voltage. Preferably, the current detector is a resistance element.

したがって、上述した電力変換装置は、1つのシャント抵抗で電源回路に流れる電流を検出することができる。すなわち本発明の交流―直流電力変換装置は、従来2個必要だったシャント抵抗を1個に削減することができるので部品点数を削減でき装置の小形化、低コスト化が図れるだけでなく、シャント抵抗に生ずる電力損失も削減させることが可能になるという優れた効果を奏し得る。   Therefore, the power converter described above can detect the current flowing in the power supply circuit with one shunt resistor. In other words, the AC-DC power converter of the present invention can reduce the shunt resistance, which was conventionally required to two, to one, so that not only can the number of parts be reduced, but the size and cost of the device can be reduced, and the shunt can be reduced. It is possible to achieve an excellent effect that it is possible to reduce power loss generated in the resistor.

本発明の実施例1に係る交流―直流電力変換装置の要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part structure of the alternating current-direct current power converter device which concerns on Example 1 of this invention. 電流検出回路の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a current detection circuit. 図1に示す交流―直流電力変換装置に入力される交流電圧および交流電流の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of the alternating voltage and alternating current input into the alternating current-DC power converter device shown in FIG. 本発明の実施例2に係る交流―直流電力変換装置の要部構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the principal part structure of the alternating current-direct current power converter device which concerns on Example 2 of this invention. 従来の交流―直流電力変換装置の一例を示す回路図。The circuit diagram which shows an example of the conventional AC-DC power converter device. 別の従来の交流―直流電力変換装置の一例を示す回路図。The circuit diagram which shows an example of another conventional AC-DC power converter device.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、図1〜図4は本発明の実施形態の一例を示すものあって、図中、図5と同一の符号を付した部分は同一物を表わし、基本的な構成はこれら図5に示す従来のものと同様である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an example of an embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 5 denote the same components, and the basic configuration is shown in FIG. It is the same as the conventional one.

さて、この実施例1が特徴とするところは、一つの電流検出器だけで回路に流れる電流を検出可能としたことで交流―直流電力変換装置の小型化、高効率化を図った点にある。
このような特徴ある本発明の実施例1に係る交流―直流電力変換装置について詳細に説明する。
The feature of the first embodiment is that the current flowing through the circuit can be detected with only one current detector, thereby reducing the size and increasing the efficiency of the AC-DC power converter. .
The AC-DC power converter according to the first embodiment of the present invention having such characteristics will be described in detail.

図1において1aおよび2aは、それぞれ第1および第2の自己消弧形スイッチング素子のMOSEFTである。また、3および4は、それぞれ第1および第2の整流素子のダイオードである。MOSFET1のドレインにはダイオード3のアノードが接続され、MOSFET1のソースには、電流検出器である抵抗素子(シャント抵抗)10の一端が接続されて第1の直列回路を構成する。   In FIG. 1, 1a and 2a are MOSEFTs of first and second self-extinguishing switching elements, respectively. Reference numerals 3 and 4 denote diodes of the first and second rectifying elements, respectively. The anode of the diode 3 is connected to the drain of the MOSFET 1, and one end of a resistance element (shunt resistor) 10 that is a current detector is connected to the source of the MOSFET 1 to constitute a first series circuit.

またMOSFET2のドレインには、ダイオード4のアノードが接続されて第2の直列回路を構成する。なお、MOSFET1a,2aには、ボディダイオード1b,2bがそれぞれのドレイン―ソース間に接続された構成をとる。   Further, the anode of the diode 4 is connected to the drain of the MOSFET 2 to constitute a second series circuit. The MOSFETs 1a and 2a are configured such that body diodes 1b and 2b are connected between their drains and sources.

そしてこれら第1および第2の直列回路は、並列に接続される。具体的にはダイオード3,4のそれぞれカソードが直流正極性の直流ラインPに接続され、シャント抵抗10の他端とMOSFET2aのソースが直流負極性の直流ラインNに接続される。そして、直流ラインP,N間には直流平滑用のコンデンサ7が接続される。   These first and second series circuits are connected in parallel. More specifically, the cathodes of the diodes 3 and 4 are connected to a direct current positive polarity DC line P, and the other end of the shunt resistor 10 and the source of the MOSFET 2a are connected to a direct current negative polarity direct current line N. A DC smoothing capacitor 7 is connected between the DC lines P and N.

また第1の直列回路のダイオード3とMOSFET1aの接続点および第2の直列回路のダイオード4とMOSFET2aの接続点には、それぞれリアクトル5a,5bの一端が接続される。そしてこれらのリアクトル5a,5bの他端には交流電源6が接続される。   Further, one end of reactors 5a and 5b is connected to a connection point between diode 3 and MOSFET 1a in the first series circuit and a connection point between diode 4 and MOSFET 2a in the second series circuit, respectively. An AC power source 6 is connected to the other ends of these reactors 5a and 5b.

このように構成された本発明の交流―直流電力変換装置は、シャント抵抗10によって検出された電圧値に変換された電流値が後述する電流検出回路(図1には図示せず)に与えられる。そして、この電流検出回路によって検出された電流値が、図示しないゲート制御部に与えられてMOSFET1a,2aがスイッチング制御される。   In the AC-DC power converter of the present invention configured as described above, a current value converted into a voltage value detected by the shunt resistor 10 is applied to a current detection circuit (not shown in FIG. 1) described later. . Then, the current value detected by the current detection circuit is given to a gate control unit (not shown), and the MOSFETs 1a and 2a are subjected to switching control.

図2は電流検出回路の一例を示すブロック図である。この図において20は電圧検出回路、21はサンプルホールド部、22は制御部(ゲート駆動部)である。
前述したシャント抵抗10に流れる双方向の電流は、電圧検出回路20によって検出される。この電圧検出回路20は、例えば一般的な差動増幅回路やシャント抵抗用のアンプICを用いて構成すればよい。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a current detection circuit. In this figure, 20 is a voltage detection circuit, 21 is a sample hold unit, and 22 is a control unit (gate drive unit).
The bidirectional current flowing through the shunt resistor 10 is detected by the voltage detection circuit 20. The voltage detection circuit 20 may be configured using, for example, a general differential amplifier circuit or a shunt resistor amplifier IC.

なお、後段の制御部22をマイコンで構成した場合、マイコンが備えるアナログ入力端子(A/D変換入力)には、負電圧を入力することができない。このためサンプルホールド部21の出力信号にオフセット電圧を重畳して負電圧がマイコンに入力されないようにするか(電圧検出回路20を構成する前記アンプICの外部レファレンス機能を利用してもよい)、あるいは全波整流回路により正極性の電圧に変換する。   In addition, when the control part 22 of a back | latter stage is comprised with a microcomputer, a negative voltage cannot be input into the analog input terminal (A / D conversion input) with which a microcomputer is provided. For this reason, an offset voltage is superimposed on the output signal of the sample hold unit 21 to prevent a negative voltage from being input to the microcomputer (the external reference function of the amplifier IC constituting the voltage detection circuit 20 may be used), Alternatively, it is converted into a positive voltage by a full-wave rectifier circuit.

前述したように入力電圧が正の場合、シャント抵抗に流れる電流はパルス状の波形となるので、MOSFET1aのオン期間に同期してサンプルホールド部21が電圧検出回路20から出力される検出値をサンプル&ホールドする。MOSFET1aのオン・オフタイミングに同期してサンプル&ホールドする技術は公知であるので説明を省略する。また、特にマイコンなどで制御を行う場合A/D変換が必要なことから、サンプル→A/D変換→制御演算→結果出力という動作をもともと行っているため、サンプルタイミングをMOSFET1aのゲート制御信号に同期させれば良い。この場合、マイコン内蔵のA/Dコンバータのサンプル&ホールド機能を利用できることはいうまでもない。   As described above, when the input voltage is positive, the current flowing through the shunt resistor has a pulse-like waveform. Therefore, the sample hold unit 21 samples the detection value output from the voltage detection circuit 20 in synchronization with the ON period of the MOSFET 1a. & Hold. Since the technique of sampling and holding in synchronization with the on / off timing of the MOSFET 1a is known, the description thereof is omitted. In addition, since the A / D conversion is necessary particularly when the control is performed by a microcomputer or the like, the operation of sample → A / D conversion → control calculation → result output is originally performed. Just synchronize. In this case, it goes without saying that the sample and hold function of the A / D converter built in the microcomputer can be used.

次に図3は上述した交流―直流電力変換装置に入力される交流電圧および交流電流の波形の一例を示す図である。MOSFET1aから直流ラインNに流れる電流を正とすると、入力される交流電圧が正の場合、MOSFET1aがオンしているとき、制御部のスイッチングによってMOSFET1aがスイッチングされ、パルス状の電流(正方向)が流れる。   Next, FIG. 3 is a diagram showing an example of waveforms of the AC voltage and AC current input to the AC-DC power converter described above. Assuming that the current flowing from the MOSFET 1a to the DC line N is positive, when the input AC voltage is positive, when the MOSFET 1a is on, the MOSFET 1a is switched by switching of the control unit, and a pulsed current (positive direction) is generated. Flowing.

一方、入力される交流電圧が負の場合は交流電源6に帰還する電流(負方向)が全て流れる。なお、交流入力電圧が負の期間にはMOSFET1aを常時オンとするいわゆる同期整流動作とすることで、その電流はMOSFET1aに流れる。この電流は、ボディダイオード1bとMOSEFT1aの分流になるが、一般的にボディダイオード1bの順電圧降下よりもMOSFET1aのオン抵抗における電圧降下のほうが低い。このため、オン抵抗側にほぼ流れる。   On the other hand, when the input AC voltage is negative, all of the current returning to the AC power source 6 (negative direction) flows. In addition, the current flows through the MOSFET 1a by performing a so-called synchronous rectification operation in which the MOSFET 1a is always turned on during a period in which the AC input voltage is negative. This current is shunted between the body diode 1b and the MOSEFT 1a, but generally the voltage drop at the on-resistance of the MOSFET 1a is lower than the forward voltage drop of the body diode 1b. For this reason, it almost flows to the on-resistance side.

かくして本発明の交流―直流電力変換装置は、特許文献2に記載される電源回路よりもスイッチング素子(MOSFET)における電力損失を低減することができる。
また本発明の交流―直流電力変換装置は、電流検出器と検出回路を上述したように構成することで、シャント抵抗を従来の2個から1個に部品点数を削減することができる。これにより、装置を小形化、低コスト化することが可能となる。
Thus, the AC-DC power converter of the present invention can reduce the power loss in the switching element (MOSFET) as compared with the power supply circuit described in Patent Document 2.
In the AC-DC power converter of the present invention, the number of components can be reduced from the conventional two to one by configuring the current detector and the detection circuit as described above. This makes it possible to reduce the size and cost of the device.

次に本発明の交流―直流電力変換装置に係る実施例2の形態について図4を参照しながら説明する。実施例2が上述した実施例1と異なるところは、電流検出器であるシャント抵抗を第2の直列回路に挿入した点にある。すなわち、MOSFET1aのドレインにはダイオード3のアノードが接続されて第1の直列回路を構成する。またMOSFET2aのドレインには、ダイオード4のアノードが接続されてMOSFET2aのソースには、電流検出器である抵抗素子(シャント抵抗)11の一端が接続されて第2の直列回路を構成する。なお、MOSFET1a,2aには、ボディダイオード1b,2bがそれぞれのドレイン―ソース間に接続された構成をとる。   Next, the form of Example 2 which concerns on the alternating current-DC power converter device of this invention is demonstrated, referring FIG. Example 2 differs from Example 1 described above in that a shunt resistor, which is a current detector, is inserted into the second series circuit. That is, the anode of the diode 3 is connected to the drain of the MOSFET 1a to constitute a first series circuit. Further, the anode of the diode 4 is connected to the drain of the MOSFET 2a, and one end of a resistance element (shunt resistor) 11 that is a current detector is connected to the source of the MOSFET 2a to constitute a second series circuit. The MOSFETs 1a and 2a are configured such that body diodes 1b and 2b are connected between their drains and sources.

このように構成された実施例2の交流―直流電力変換装置にあっても、上述した実施例1の電力変換装置との回路の対称性から、シャント抵抗11には、交流入力電圧が負の場合にはMOSFET2aがオンしているときのパルス状の電流(正方向)が流れ、交流入力電流が正の場合は交流電源6に帰還する電流(負方向)が全て流れる。また、電流検出回路は実施例1と同様でよい。したがって、その説明は省略する。   Even in the AC-DC power converter of the second embodiment configured as described above, the shunt resistor 11 has a negative AC input voltage due to the symmetry of the circuit with the power converter of the first embodiment described above. In this case, a pulsed current (positive direction) when the MOSFET 2a is turned on flows, and when the AC input current is positive, all of the current fed back to the AC power supply 6 (negative direction) flows. The current detection circuit may be the same as that in the first embodiment. Therefore, the description is omitted.

かくして本発明の交流―直流電力変換装置は、シャント抵抗を従来の2個から1個に部品点数を削減することができ、装置を小形化、低コスト化することができるとともに装置の変換効率を高めることができる等の実用上多大なる効果を奏する。   Thus, the AC-DC power converter according to the present invention can reduce the number of parts from two conventional shunt resistors to one, reduce the size and cost of the device, and improve the conversion efficiency of the device. There is a great effect in practical use, such as being able to be enhanced.

1a,2a スイッチング素子
1b,2b ボディダイオード
3,4 ダイオード
5a,5b リアクトル
6 交流電源
7 コンデンサ
10,11 シャント抵抗
1a, 2a Switching element 1b, 2b Body diode 3, 4 Diode 5a, 5b Reactor 6 AC power supply 7 Capacitor 10, 11 Shunt resistor

Claims (3)

第1の整流素子、第1の自己消弧形スイッチング素子および電流検出器を直列に接続した第1の直列回路と、
第2の整流素子および第2の自己消弧形スイッチング素子を直列に接続した第2の直列回路と、
これら直列回路を並列に接続した並列回路にさらに並列に接続したコンデンサと、
前記第1の直列回路の整流素子と自己消弧形スイッチング素子とを接続した第1の接続点にその一端が接続される第1のリアクトルと、
前記第2の直列回路の整流素子と自己消弧形スイッチング素子とを接続した第2の接続点にその一端が接続される第2のリアクトルと
を具備し、
前記第1および第2のリアクトルのそれぞれの他端間に交流電圧を印加する一方、前記コンデンサの両端から直流電圧を取り出すことを特徴とする交流―直流電力変換装置。
A first series circuit in which a first rectifying element, a first self-extinguishing switching element and a current detector are connected in series;
A second series circuit in which a second rectifying element and a second self-extinguishing switching element are connected in series;
A capacitor connected in parallel to a parallel circuit in which these series circuits are connected in parallel;
A first reactor having one end connected to a first connection point connecting the rectifying element of the first series circuit and the self-extinguishing switching element;
A second reactor having one end connected to a second connection point connecting the rectifying element and the self-extinguishing switching element of the second series circuit;
An AC-DC power converter, wherein an AC voltage is applied between the other ends of the first and second reactors, while a DC voltage is taken out from both ends of the capacitor.
第1の整流素子および第1の自己消弧形スイッチング素子を直列に接続した第1の直列回路と、
第2の整流素子、第2の自己消弧形スイッチング素子および電流検出器を直列に接続した第2の直列回路と、
これら直列回路を並列に接続した並列回路にさらに並列に接続したコンデンサと、
前記第1の直列回路の整流素子と自己消弧形スイッチング素子とを接続した第1の接続点にその一端が接続される第1のリアクトルと、
前記第2の直列回路の整流素子と自己消弧形スイッチング素子とを接続した第2の接続点にその一端が接続される第2のリアクトルと
を具備し、
前記第1および第2のリアクトルのそれぞれの他端間に交流電圧を印加する一方、前記コンデンサの両端から直流電圧を取り出すことを特徴とする交流―直流電力変換装置。
A first series circuit in which a first rectifying element and a first self-extinguishing switching element are connected in series;
A second series circuit in which a second rectifier element, a second self-extinguishing switching element, and a current detector are connected in series;
A capacitor connected in parallel to a parallel circuit in which these series circuits are connected in parallel;
A first reactor having one end connected to a first connection point connecting the rectifying element of the first series circuit and the self-extinguishing switching element;
A second reactor having one end connected to a second connection point connecting the rectifying element and the self-extinguishing switching element of the second series circuit;
An AC-DC power converter, wherein an AC voltage is applied between the other ends of the first and second reactors, while a DC voltage is taken out from both ends of the capacitor.
前記電流検出器は抵抗素子であることを特徴とする請求項1または2に記載の交流―直流電力変換装置。
The AC-DC power converter according to claim 1, wherein the current detector is a resistance element.
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