JP2811377B2 - 交流電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、任意の電圧及び周波数
の交流電圧を出力できる交流電源装置に関する。各種の
電子機器の動作試験等に於いて、その電源電圧や電源周
波数を変更できる交流電源装置が使用されている。この
ような交流電源装置の特性の向上が要望されている。

【０００２】

【従来の技術】交流電源装置は、正弦波発生器と三角波
発生器とインバータ部とを含み、インバータ部の入力直
流電圧によって出力交流電圧を設定し、正弦波発生器の
出力信号周波数によって出力交流電圧の周波数を設定す
るものである。従って、任意の周波数及び電圧の交流を
出力することができる。

【０００３】図４は従来例の要部ブロック図であり、４
１は正弦波発生器、４２は三角波発生器、４３はインバ
ータ部、４４は制御部、４５，４６は比較器、４７，４
８はアンド回路、４９はスタート回路、５０は直流電源
部、Ｑ１〜Ｑ４はトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ４はダイオー
ド、Ｌはチョークコイル、Ｃはコンデンサである。

【０００４】直流電源部５０は、商用交流電圧を所望の
電圧に変換して整流し、平滑化した直流電圧をインバー
タ部４３に入力するものである。インバータ部４３はブ
リッジ接続のトランジスタＱ１〜Ｑ４とチョークコイル
ＬとコンデンサＣとを含み、制御部４４によりブリッジ
接続の対向辺の一方のトランジスタＱ１，Ｑ２をオンと
すると、対向辺の他方のトランジスタＱ３，Ｑ４はオフ
となり、反対に、対向辺の一方のトランジスタＱ１，Ｑ
２をオフとすると、対向辺の他方のトランジスタＱ３，
Ｑ４をオンとするものである。それによって生じる直流
断続出力を、チョークコイルＬとコンデンサＣとからな
るフィルタにより、交流電圧として出力するものであ
る。

【０００５】又正弦波発生器４１の出力信号の周波数に
比較して、三角波発生器４２の出力信号の周波数は充分
に高く、且つ一定とするものであり、この三角波発生器
４２の出力信号は、第１の比較器４５の＋端子と、第２
の比較器４６の−端子とに加えられ、又正弦波発生器４
１はスタート回路４９からのオン信号によって動作を開
始し、その出力信号は第１の比較器４５の−端子と、第
２の比較器４６の＋端子とに加えられる。従って、第
１，第２の比較器４５，４６の出力信号は交互に
“１”，“０”となり、スタート回路４９からの“１”
のオン信号によって、アンド回路４７，４８を介して制
御部４４に入力される。

【０００６】図５は従来例の動作説明図であり、（ａ）
は正弦波発生器４１の出力信号と三角波発生器４２の出
力信号とを示し、（ｂ）は比較器４６の出力信号、
（ｃ）はスタート回路４９からのオン信号、（ｄ）はト
ランジスタＱ１，Ｑ２の駆動信号、（ｅ）はトランジス
タＱ３，Ｑ４の駆動信号、（ｆ）は出力交流電圧の一例
を示す。

【０００７】三角波発生器４２の出力信号が第１，第２
の比較器４５，４６に加えられており、スタート回路４
９からのオン信号が（ｃ）に示すように“１”となる
と、正弦波発生器４１が起動されて正弦波の出力信号が
第１，第２の比較器４５，４６に加えられ、それらの比
較出力信号に従って制御部４４により、ブリッジ接続の
対向辺の一方のトランジスタＱ１，Ｑ２が（ｄ）に示す
駆動信号によってオン，オフし、又対向辺の他方のトラ
ンジスタＱ３，Ｑ４が（ｅ）に示す駆動信号によってオ
ン，オフする。それによって、（ｆ）に示す正弦波発生
器４１の出力信号と同一周波数の交流電圧が出力され
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする問題点】スタート回路４９か
らのオン信号によって正弦波発生器４１が起動され、イ
ンバータ部４３から交流電圧が出力されるものであり、
三角波発生器４２の出力信号とスタート信号との位相関
係等により、図５の（ｆ）に示すようなパルス状の電圧
がスタート時点で出力される。このような電圧は試験時
に於いて悪影響を及ぼす欠点がある。本発明は、スター
ト時点に生じるパルス状の電圧を完全に抑圧することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の交流電源装置
は、図１を参照して説明すると、オン，オフ信号によっ
て動作を開始又は停止する正弦波発生器１の出力信号
と、継続的に動作する三角波発生器２の出力信号とを比
較して、インバータ部３のブリッジ接続の一方の対向辺
のトランジスタ等のスイッチング素子４−１，４−２を
制御する第１の比較器５−１と、他方の対向辺のトラン
ジスタ等のスイッチング素子４−３，４−４を制御する
第２の比較器５−２とを備え、このインバータ部３から
正弦波発生器１の出力信号の波形に対応した交流電圧を
出力する交流電源装置に於いて、三角波発生器２の出力
信号を正極側と負極側とのレベルが異なる信号に分離し
て一方を前記第１の比較器５−１に、他方の前記第２の
比較器５−２にそれぞれ入力し、オン信号によって正極
側と負極側との信号のレベルを徐々に同一とするように
制御するレベル制御部６を設けたものである。

【００１０】

【作用】レベル制御部６は、三角波発生器２の出力信号
を、正極側と負極側とのレベルが異なる信号に分離し
て、第１，第２の比較器５−１，５−２に入力し、交流
電圧を出力する為のオン信号が加えられると、徐々に正
極側と負極側とのレベルを同一となるように制御するも
のである。従って、オン信号を加えた直後は、第１，第
２の比較器５−１，５−２の出力はローレベルを維持す
るから、インバータ部３から交流電圧は出力されない。
そして、レベル制御部６により正極側と負極側とのレベ
ルが近づくように制御されるから、第１，第２の比較器
５−１，５−２の出力がハイレベルとなる期間が生じる
ことになり、正弦波発生器１がオン信号によって起動さ
れて正弦波の出力信号が第１，第２の比較器５−１，５
−２に入力され、その出力信号と三角波発生器２の出力
信号との差に対応した第１，第２の比較器５−１，５−
２の出力に従ってインバータ部３が制御され、交流電圧
が出力される。

【００１１】

【実施例】図２は本発明の実施例の要部ブロック図であ
り、１１は正弦波発生器、１２は三角波発生器、１３は
図示を省略したインバータ部、１４，１５は第１，第２
の比較器、１６，１７はアンド回路、１８はインバー
タ、１９はバッファゲート、２０はインバータ、２１，
２２はホトカプラ、Ｒ１〜Ｒ６は抵抗、Ｃ１〜Ｃ３はコ
ンデンサである。又図示を省略したスタート回路からの
オン信号ＯＮがアンド回路１６，１７とインバータ１８
とに加えられる。又抵抗Ｒ１〜Ｒ６とコンデンサＣ３と
ホトカプラ２１，２２とインバータ１８，２０とバッフ
ァゲート１９とを含む構成が、図１のレベル制御部６に
相当する。

【００１２】三角波発生器１２の出力信号は、コンデン
サＣ１，Ｃ２を介して分離されて、第１の比較器１４の
−端子に、又第２の比較器１５の＋端子にそれぞれ加え
られる。又直列接続の抵抗Ｒ１〜Ｒ４の両端に電圧＋
Ｖ，−Ｖが印加され、抵抗Ｒ１，Ｒ２の接続点に、第１
の比較器１４の−端子が接続され、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接
続点に、第２の比較器１５の＋端子が接続される。又抵
抗Ｒ２の両端にホトカプラ２１のホトトランジスタが接
続され、抵抗Ｒ３の両端にホトカプラ２２のホトトラン
ジスタが接続されている。

【００１３】オン信号ＯＮが“０”の時、インバータ１
８の出力は“１”となるから、抵抗Ｒ６を介してコンデ
ンサＣ３が充電され、このコンデンサＣ３の端子電圧が
ハイレベルの時は、バッファゲート１９の出力も“１”
となる。従って、ホトカプラ２１，２２のホトダイオー
ドには電流が流れないから、ホトトランジスタはオフ状
態となる。その時、抵抗Ｒ１〜Ｒ４により分圧された電
圧によって、第１の比較器１４の−端子に加えられる三
角波信号は＋Ｖ側に偏倚され、又第２の比較器１５の＋
端子に加えられる三角波信号は−Ｖ側に偏倚される。即
ち、それぞれ分離された三角波信号は正極側と負極側と
の異なるレベルとなる。従って、正弦波発生器１１の出
力信号の有無に拘らず、第１，第２の比較器１４，１５
の出力は“０”となる。

【００１４】オン信号ＯＮが“１”となると、インバー
タ１８の出力は“０”となり、コンデンサＣ３は抵抗Ｒ
６を介して放電し、その端子電圧は放電時定数に従って
低下し、それに従ってバッファゲート１９の出力レベル
も低下する。このバッファゲート１９の出力レベルの低
下に従ってホトカプラ２１，２２のホトダイオードに抵
抗Ｒ５を介して電流が流れ、発光出力が徐々に上昇し、
それに伴ってホトトランジスタに徐々に電流が流れるか
ら、第１の比較器１４の−端子と第２の比較器１５の＋
端子とに加えられる三角波信号の偏倚されたレベルは、
徐々に近づくことになり、ホトトランジスタが完全にオ
ン状態となると、抵抗Ｒ２，Ｒ３は短絡された状態とな
るから、三角波信号は同一のレベルとなる。

【００１５】又バッファゲート１９の出力レベルがイン
バータ２０の閾値レベルより低下すると、インバータ２
０の出力が“１”となって正弦波発生器１１を起動する
ことになる。この正弦波発生器１１の起動のタイミング
と、第１，第２の比較器１４，１５に加える三角波信号
のレベルの制御とを選定することにより、インバータ部
１３からのパルス状の電圧の出力を完全に防止すること
ができる。

【００１６】図３は本発明の実施例の動作説明図であ
り、（ａ）は三角波信号ａ１，ａ２と正弦波信号ｂとを
示し、（ｂ）はオン信号ＯＮ、（ｃ）は第１の比較器１
４の比較出力、（ｄ）は第２の比較器１５の比較出力、
（ｅ）は出力交流電圧の一例を示す。

【００１７】時刻ｔ１までは、オン信号ＯＮは“０”で
あるから、前述のように、ホトカプラ２１，２２のホト
トランジスタはオフであり、従って、三角波発生器１２
の出力信号はコンデンサＣ１，Ｃ２を介して分離され、
抵抗Ｒ１〜Ｒ４による分圧電圧によりレベルが偏倚され
る。即ち、（ａ）に示す三角波信号ａ１は正極側に、三
角波信号ａ２は負極側に偏倚されている。そして、時刻
ｔ１にオン信号ＯＮを“１”とすると、バッファゲート
１９の出力はコンデンサＣ３の放電時定数に従って徐々
に低下し、それに伴ってホトカプラ２１，２２のホトダ
イオードに流れる電流が増加する。従って、ホトトラン
ジスタに流れる電流も増加して、三角波信号ａ１，ａ２
の中心レベルは次第に同一となる方向にシフトする。

【００１８】そして、正極側及び負極側に偏倚された三
角波信号ａ１，ａ２の中心レベルが０レベルに近づくに
従って、正弦波発生器１１の０レベル出力に比較した比
較出力が（ｃ），（ｄ）に示すように出力される。この
場合の比較出力によってインバータ部のブリッジ接続の
対向辺のトランジスタがオン，オフしても、相互に同一
のオン時間となるから、交流成分は零となる。従って、
（ｅ）の時刻ｔ２以前のように、交流電圧は零となる。

【００１９】そして、正極側及び負極側に偏倚された三
角波信号ａ１，ａ２の中心レベルがほぼ近づいた時点の
時刻ｔ２に、インバータ２０の出力が“１”となって正
弦波発生器１１が起動され、正弦波信号ｂが出力される
と、第１，第２の比較器１４，１５は、従来例と同様な
比較動作を開始することになり、それらの比較出力によ
ってインバータ部が制御されるから、（ｆ）に示すよう
に、パルス状の電圧を含まない交流電圧を出力すること
ができる。

【００２０】本発明は、前述の実施例にのみ限定される
ものではなく、例えば、レベル制御部は、他の制御手段
を用いることも可能であり、又正弦波発生器１１の起動
のタイミングは、正極側と負極側との三角信号ａ１，ａ
２の中心レベルが一致した後或いは前とすることも可能
である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、三角波
発生器２の出力信号を正極側と負極側とのレベルが異な
る信号に分離して、その一方を第１の比較器５−１に、
他方の第２の比較器５−２にそれぞれ入力し、オン信号
によって正極側と負極側との信号のレベルを徐々に同一
とするように制御するレベル制御部６を設けたことによ
り、オン信号を加えた直後のパルス状の電圧が出力され
ないことになり、所謂ソフトスタートの機能を実現でき
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】本発明の実施例の要部ブロック図である。

【図３】本発明の実施例の動作説明図である。

【図４】従来例の要部ブロック図である。

【図５】従来例の動作説明図である。

【符号の説明】

１ 正弦波発生器 ２ 三角波発生器 ３ インバータ部 ４−１〜４−４ スイッチング素子 ５−１，５−２ 第１，第２の比較器 ６ レベル制御部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オン，オフ信号によって動作を開始又は
   停止する正弦波発生器（１）の出力信号と、継続的に動
   作する三角波発生器（２）の出力信号とを比較して、イ
   ンバータ部（３）のブリッジ接続の一方の対向辺のスイ
   ッチング素子（４−１，４−２）を制御する第１の比較
   器（５−１）と、他方の対向辺のスイッチング素子（４
   −３，４−４）を制御する第２の比較器（５−２）とを
   備え、該インバータ部（３）から前記正弦波発生器
   （１）の出力信号の波形に対応した交流電圧を出力する
   交流電源装置に於いて、 前記三角波発生器（２）の出力信号を正極側と負極側と
   のレベルが異なる信号に分離して一方を前記第１の比較
   器（５−１）に、他方を前記第２の比較器（５−２）に
   それぞれ入力し、且つ前記オン信号によって前記正極側
   と負極側との信号のレベルを徐々に同一とするように制
   御するレベル制御部（６）を設けたことを特徴とする交
   流電源装置。