JP2695152B2 - 整流電源装置 - Google Patents
整流電源装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電力を整流し
て、直流電力を供給する整流電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】整流器を用いて交流電源を直流電源に変
換する整流電源装置の従来の構成を図４に示す。図４に
おいて、交流電源1 は、リアクトル2 及びブリッジ構成
の整流素子３〜６を介して整流され、負荷8 に直流電力
を供給する。７は平滑用コンデンサである。この場合、
第５図に示すように、交流電圧ｖに対する整流電流波形
ｉｄは、リアクトル２があるときは実線のようになり、
リアクトル２がないときは点線のようになって、リアク
トル2 による力率改善が行われる。また、第６図に示す
ように電源電流ｉには基本波ｉ1 、第３次高調波ｉ3 、
第５次高調波ｉ5が含まれる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の整流電源装置においては、リアクトルによってある
程度力率は改善されるが、大きな高調波を含むため、電
圧歪みを生じ、電源系統に悪影響を与えるという問題点
がある。 【０００４】そこで、本発明は、この問題点を鑑み、力
率が改善されると共に、高調波含有率の少ない整流電源
装置を供給することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、交流電圧を整流し直流電圧
を出力する整流手段と、前記整流手段の交流入力側に直
列接続されたリアクトルと、前記整流手段から出力され
る直流電圧をダイオードを介して得るコンデンサと、前
記整流手段の直流出力側を直接短絡するスイッチ素子
と、電圧基準と前記コンデンサで平滑された直流電圧と
の偏差値に応じて電圧制御信号を出力する電圧制御手段
と、前記交流電圧に同期した正弦波状の同期信号と前記
電圧制御信号との積を演算し電流基準信号を出力する電
流基準演算手段と、前記電流基準信号と前記整流手段の
交流側電流とを比較して前記スイッチ素子をオン・オフ
制御する駆動信号を出力する比較手段とを備え、交流入
力電流を正弦波状に制御しながら直流出力電圧を所望の
値に制御することを特徴とする。 【０００６】請求項２記載の発明は、交流電源と、この
交流電源からの交流電力をフィルタリングするフィルタ
手段と、このフィルタ手段の出力側に直列接続されたリ
アクトルと、このリアクトルからの交流電圧を整流し直
流電圧を出力する整流手段と、この整流手段から出力さ
れる直流電圧がダイオードを介して印加され平滑された
直流電圧を得るコンデンサと、前記整流手段の直流出力
側を直接短絡するスイッチ素子と、電圧基準と前記コン
デンサで平滑された直流出力電圧との偏差値に応じて電
圧制御信号を出力する電圧制御手段と、前記フィルタ手
段から出力される交流電圧に同期した正弦波状の同期信
号と前記電圧制御信号との積を演算し電流基準信号を出
力する電流基準演算手段と、前記リアクトルを介して得
られる電流を検出する電流検出手段と、前記電流基準信
号と前記電流検出手段からの検出電流とを比較して前記
スイッチ素子をオン・オフ制御する駆動信号を出力する
比較手段とを備え、交流入力電流を正弦波形状に制御し
ながら直流出力電圧を所望の値に制御することを特徴と
する。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に示
す。第１図においては従来の第４図に対して、リアクト
ル９、コンデンサ１０、パワートランジスタ１１、およ
びダイオード１２が追加されている。 【０００８】さらに、電圧設定器１４で設定された電圧
基準Ｅ0 は直流負荷電圧Ｅと比較され、その差△Ｅが電
圧制御増幅器１５で増幅され、掛算器１６で交流電圧信
号ｖ1 と掛算されて電源位相と同期した誤差信号△ｖに
変換される。 【０００９】誤差信号△ｖは、比較器１７で電流検出器
１３で検出された負荷交流電流信号ｉ1 と比較され、△
ｖ＞ｉ1 のときは、比較器１７の論理出力が“１”とな
ってパワートランジスタ１１のベースドライブ回路１８
を介してパワートランジスタ１１をオンとし、△ｖ＜ｉ
1 のときは、比較器１７の論理出力が“０”となってパ
ワートランジスタ１１をオフにする。 【００１０】パワートランジスタ１１がオンになると負
荷側が短絡されて電流ｉ1 が増加する。パワートランジ
スタ１１がオフになると電流ｉ1 は負荷側すなわち、ダ
イオード１２、コンデンサ７及び負荷８に流れ込んで減
少し、△ｖ＞ｉ1 となってパワートランジスタ１１を再
びオンとし、これによってパワートランジスタ１１のオ
ン、オフが比較器１７で形成される電流制御の遅れ要素
で決まる数kHz のスイッチング周波数で繰り返される。 【００１１】従って、電流ｉ1 は、第２図に示すよう
に、上記スイッチング周波数で脈動してほぼ電源電圧ｖ
と同期し、これによって力率がほぼ１に保たれると共に
第３次、第５次などの高調波がほとんどなくなる。 【００１２】また、リアクトル９とコンデンサ１０が追
加されているので、リアクトル２のみを用いた場合の整
流器の重なり角による電源電圧の落ち込みがなくなり、
同期信号としてあたえる電圧信号ｖ1 の波形歪みが除去
できる。また、第３図に示すように、単相整流回路を３
組組み合わせると、３相交流を電源とした力率ほぼ１の
整流電源装置を構成することができる。 【００１３】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、交流
電源から所望の直流電圧を安定して得られるとともに、
交流電源からの入力電流を正弦波とすることができ、高
次高調波、特に第３次及び第５次高調波を抑制し、高力
率の運転を行うことができる。
て、直流電力を供給する整流電源装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】整流器を用いて交流電源を直流電源に変
換する整流電源装置の従来の構成を図４に示す。図４に
おいて、交流電源1 は、リアクトル2 及びブリッジ構成
の整流素子３〜６を介して整流され、負荷8 に直流電力
を供給する。７は平滑用コンデンサである。この場合、
第５図に示すように、交流電圧ｖに対する整流電流波形
ｉｄは、リアクトル２があるときは実線のようになり、
リアクトル２がないときは点線のようになって、リアク
トル2 による力率改善が行われる。また、第６図に示す
ように電源電流ｉには基本波ｉ1 、第３次高調波ｉ3 、
第５次高調波ｉ5が含まれる。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の整流電源装置においては、リアクトルによってある
程度力率は改善されるが、大きな高調波を含むため、電
圧歪みを生じ、電源系統に悪影響を与えるという問題点
がある。 【０００４】そこで、本発明は、この問題点を鑑み、力
率が改善されると共に、高調波含有率の少ない整流電源
装置を供給することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、交流電圧を整流し直流電圧
を出力する整流手段と、前記整流手段の交流入力側に直
列接続されたリアクトルと、前記整流手段から出力され
る直流電圧をダイオードを介して得るコンデンサと、前
記整流手段の直流出力側を直接短絡するスイッチ素子
と、電圧基準と前記コンデンサで平滑された直流電圧と
の偏差値に応じて電圧制御信号を出力する電圧制御手段
と、前記交流電圧に同期した正弦波状の同期信号と前記
電圧制御信号との積を演算し電流基準信号を出力する電
流基準演算手段と、前記電流基準信号と前記整流手段の
交流側電流とを比較して前記スイッチ素子をオン・オフ
制御する駆動信号を出力する比較手段とを備え、交流入
力電流を正弦波状に制御しながら直流出力電圧を所望の
値に制御することを特徴とする。 【０００６】請求項２記載の発明は、交流電源と、この
交流電源からの交流電力をフィルタリングするフィルタ
手段と、このフィルタ手段の出力側に直列接続されたリ
アクトルと、このリアクトルからの交流電圧を整流し直
流電圧を出力する整流手段と、この整流手段から出力さ
れる直流電圧がダイオードを介して印加され平滑された
直流電圧を得るコンデンサと、前記整流手段の直流出力
側を直接短絡するスイッチ素子と、電圧基準と前記コン
デンサで平滑された直流出力電圧との偏差値に応じて電
圧制御信号を出力する電圧制御手段と、前記フィルタ手
段から出力される交流電圧に同期した正弦波状の同期信
号と前記電圧制御信号との積を演算し電流基準信号を出
力する電流基準演算手段と、前記リアクトルを介して得
られる電流を検出する電流検出手段と、前記電流基準信
号と前記電流検出手段からの検出電流とを比較して前記
スイッチ素子をオン・オフ制御する駆動信号を出力する
比較手段とを備え、交流入力電流を正弦波形状に制御し
ながら直流出力電圧を所望の値に制御することを特徴と
する。 【０００７】 【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に示
す。第１図においては従来の第４図に対して、リアクト
ル９、コンデンサ１０、パワートランジスタ１１、およ
びダイオード１２が追加されている。 【０００８】さらに、電圧設定器１４で設定された電圧
基準Ｅ0 は直流負荷電圧Ｅと比較され、その差△Ｅが電
圧制御増幅器１５で増幅され、掛算器１６で交流電圧信
号ｖ1 と掛算されて電源位相と同期した誤差信号△ｖに
変換される。 【０００９】誤差信号△ｖは、比較器１７で電流検出器
１３で検出された負荷交流電流信号ｉ1 と比較され、△
ｖ＞ｉ1 のときは、比較器１７の論理出力が“１”とな
ってパワートランジスタ１１のベースドライブ回路１８
を介してパワートランジスタ１１をオンとし、△ｖ＜ｉ
1 のときは、比較器１７の論理出力が“０”となってパ
ワートランジスタ１１をオフにする。 【００１０】パワートランジスタ１１がオンになると負
荷側が短絡されて電流ｉ1 が増加する。パワートランジ
スタ１１がオフになると電流ｉ1 は負荷側すなわち、ダ
イオード１２、コンデンサ７及び負荷８に流れ込んで減
少し、△ｖ＞ｉ1 となってパワートランジスタ１１を再
びオンとし、これによってパワートランジスタ１１のオ
ン、オフが比較器１７で形成される電流制御の遅れ要素
で決まる数kHz のスイッチング周波数で繰り返される。 【００１１】従って、電流ｉ1 は、第２図に示すよう
に、上記スイッチング周波数で脈動してほぼ電源電圧ｖ
と同期し、これによって力率がほぼ１に保たれると共に
第３次、第５次などの高調波がほとんどなくなる。 【００１２】また、リアクトル９とコンデンサ１０が追
加されているので、リアクトル２のみを用いた場合の整
流器の重なり角による電源電圧の落ち込みがなくなり、
同期信号としてあたえる電圧信号ｖ1 の波形歪みが除去
できる。また、第３図に示すように、単相整流回路を３
組組み合わせると、３相交流を電源とした力率ほぼ１の
整流電源装置を構成することができる。 【００１３】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、交流
電源から所望の直流電圧を安定して得られるとともに、
交流電源からの入力電流を正弦波とすることができ、高
次高調波、特に第３次及び第５次高調波を抑制し、高力
率の運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施例における整流電源装置
の構成図。 【図２】本発明に係る第１実施例における整流電源装置
の電圧及び電流の波形図。 【図３】本発明に係る第２実施例における整流電源装置
の構成図。 【図４】従来の整流電源装置の構成図。 【図５】従来の整流電源装置の電圧及び電流の波形図。 【図６】従来の整流電源装置の電流の波形図 【符号の説明】 １ 交流電源 ２、 ９ リアクトル ３〜６ 整流素子 ７、 １０ コンデンサ ８ 負荷 １１ パワートランジスタ １２ ダイオード １３ 電流検出器 １４ 電圧設定器 １５ 電圧制御増幅器 １６ 掛算器 １７ 比較器 １８ ベースドライブ回路
の構成図。 【図２】本発明に係る第１実施例における整流電源装置
の電圧及び電流の波形図。 【図３】本発明に係る第２実施例における整流電源装置
の構成図。 【図４】従来の整流電源装置の構成図。 【図５】従来の整流電源装置の電圧及び電流の波形図。 【図６】従来の整流電源装置の電流の波形図 【符号の説明】 １ 交流電源 ２、 ９ リアクトル ３〜６ 整流素子 ７、 １０ コンデンサ ８ 負荷 １１ パワートランジスタ １２ ダイオード １３ 電流検出器 １４ 電圧設定器 １５ 電圧制御増幅器 １６ 掛算器 １７ 比較器 １８ ベースドライブ回路
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭50−65822（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−150972（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−166765（ＪＰ，Ａ)
特開 昭57−3579（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−101148（ＪＰ，Ａ)
欧州特許出願公開59053（ＥＰ，Ａ)
米国特許3909698（ＵＳ，Ａ)
米国特許4677366（ＵＳ，Ａ)
米国特許4347474（ＵＳ，Ａ)
西独国特許出願公開2652275（ＤＥ,
Ａ)
西独国特許出願公告2801391（ＤＥ,
Ｂ)
独国特許発明3017885（ＤＥ，Ｃ２)
「３ｋＷ−ＳＷＩＴＴＨ−ＭＯＤＥ
ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ ＰＲＯＶＩ
ＤＩＮＧ ＳＩＮＵＳＯＩＤＡＬ ＭＡ
ＩＮＳ ＣＵＲＲＥＮＴ ＡＮＤ ＬＡ
ＲＧＥ ＲＡＮＧＥ ＯＦ ＤＣ−ＯＵ
ＴＰＵＴ」Ｈ．Ｋｎｏｌｌ，ＰＲＯＣＥ
ＥＤＩＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ２ＮＤ Ａ
ＮＮＵＡＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡ
Ｌ ＰＯＷＥＲＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ’
80 ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ ｐ．２．６
−１〜ｐ．２．６−17
「ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＢＯＯＳＴ
ＣＨＯＰＰＥＲ ＣＨＡＲＧＥＲ Ｄ
ＥＳＩＧＮ」Ｗ．Ｅ．Ｒｉｐｐｅｌ，Ｐ
ＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ｏｆ ＰＯＷＥ
ｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔ
ｈｅ Ｌｉｎｅ」Ｍ．Ｈｅｒｆｕｒｔ
ｈ，ＰＣＩ’81 ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧ
Ｓ ｐ．ｐ．111−114
「ＡＮ ＡＣ ＴＯ ＤＣ ＣＯＮＶ
ＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＨＩＧＨ ＱＵＡ
ＬＩＴＹ ＩＮＰＵＴ ＷＡＶＥ ＦＯ
ＲＭＳ」Ｍ．Ｊ．Ｋｏｃｈｅｒ，Ｒ.
Ｌ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ，ＩＥＥＥ
1982 ＰＯＷＥＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮ
ＩＣＳ ＳＰＥＣＩＡＬＩＳＴＳ ＣＯ
ＮＦＥＲＥＮＣＥ，ｐ．ｐ．63−75
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．交流電圧を整流し直流電圧を出力する整流手段と、 前記整流手段の交流入力側に直列接続されたリアクトル
と、 前記整流手段から出力される直流電圧をダイオードを介
して得るコンデンサと、 前記整流手段の直流出力側を直接短絡するスイッチ素子
と、 電圧基準と前記コンデンサで平滑された直流電圧との偏
差値に応じて電圧制御信号を出力する電圧制御手段と、 前記交流電圧に同期した正弦波状の同期信号と前記電圧
制御信号との積を演算し電流基準信号を出力する電流基
準演算手段と、 前記電流基準信号と前記整流手段の交流側電流とを比較
して前記スイッチ素子をオン・オフ制御する駆動信号を
出力する比較手段とを備え、交流入力電流を正弦波状に
制御しながら直流出力電圧を所望の値に制御することを
特徴とする整流電源装置。 ２．交流電源と、 この交流電源からの交流電力をフィルタリングするフィ
ルタ手段と、 このフィルタ手段の出力側に直列接続されたリアクトル
と、 このリアクトルからの交流電圧を整流し直流電圧を出力
する整流手段と、 この整流手段から出力される直流電圧がダイオードを介
して印加され平滑された直流電圧を得るコンデンサと、 前記整流手段の直流出力側を直接短絡するスイッチ素子
と、 電圧基準と前記コンデンサで平滑された直流出力電圧と
の偏差値に応じて電圧制御信号を出力する電圧制御手段
と、 前記フィルタ手段から出力される交流電圧に同期した正
弦波状の同期信号と前記電圧制御信号との積を演算し電
流基準信号を出力する電流基準演算手段と、 前記リアクトルを介して得られる電流を検出する電流検
出手段と、 前記電流基準信号と前記電流検出手段からの検出電流と
を比較して前記スイッチ素子をオン・オフ制御する駆動
信号を出力する比較手段とを備え、交流入力電流を正弦
波形状に制御しながら直流出力電圧を所望の値に制御す
ることを特徴とする整流電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22609296A JP2695152B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 整流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22609296A JP2695152B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 整流電源装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58072052A Division JPH0789743B2 (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 整流電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0923656A JPH0923656A (ja) | 1997-01-21 |
| JP2695152B2 true JP2695152B2 (ja) | 1997-12-24 |
Family
ID=16839706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22609296A Expired - Lifetime JP2695152B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | 整流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2695152B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4157619B2 (ja) * | 1997-09-24 | 2008-10-01 | 東芝キヤリア株式会社 | 空気調和機 |
| US6320772B1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Converter circuit having control means with capability to short-circuit converter output |
| US6611442B2 (en) | 2001-03-30 | 2003-08-26 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Controlled rectifier equipment with sinusoidal waveform supply current |
| ATE467943T1 (de) | 2007-08-07 | 2010-05-15 | Baake Michael | Vorrichtung zur bereitstellung von wechselspannung |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP22609296A patent/JP2695152B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 「３ｋＷ−ＳＷＩＴＴＨ−ＭＯＤＥ ＰＯＷＥＲ ＳＵＰＰＬＹ ＰＲＯＶＩＤＩＮＧ ＳＩＮＵＳＯＩＤＡＬ ＭＡＩＮＳ ＣＵＲＲＥＮＴ ＡＮＤ ＬＡＲＧＥ ＲＡＮＧＥ ＯＦ ＤＣ−ＯＵＴＰＵＴ」Ｈ．Ｋｎｏｌｌ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＧＳ ＯＦ ＴＨＥ ２ＮＤ ＡＮＮＵＡＬ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＰＯＷＥＲＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ’８０ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ ｐ．２．６−１〜ｐ．２．６−１７ |
| 「ＡＮ ＡＣ ＴＯ ＤＣ ＣＯＮＶＥＴＥＲ ＷＩＴＨ ＨＩＧＨ ＱＵＡＬＩＴＹ ＩＮＰＵＴ ＷＡＶＥ ＦＯＲＭＳ」Ｍ．Ｊ．Ｋｏｃｈｅｒ，Ｒ．Ｌ．Ｓｔｅｉｇｅｒｗａｌｄ，ＩＥＥＥ １９８２ ＰＯＷＥＲ ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＳＰＥＣＩＡＬＩＳＴＳ ＣＯＮＦＥＲＥＮＣＥ，ｐ．ｐ．６３−７５ |
| 「ＯＰＴＩＭＩＺＩＮＧ ＢＯＯＳＴ ＣＨＯＰＰＥＲ ＣＨＡＲＧＥＲ ＤＥＳＩＧＮ」Ｗ．Ｅ．Ｒｉｐｐｅｌ，ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ｏｆ ＰＯＷＥ ｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｌｉｎｅ」Ｍ．Ｈｅｒｆｕｒｔｈ，ＰＣＩ’８１ ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ｐ．ｐ．１１１−１１４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0923656A (ja) | 1997-01-21 |
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