JP3027718B2 - アクティブフィルタ - Google Patents
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- Y02E40/20—Active power filtering [APF]
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- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源装置の力率を
改善するためのアクティブフィルタにおいて、その制御
回路に駆動電力を供給するための回路を保護する技術に
関する。
改善するためのアクティブフィルタにおいて、その制御
回路に駆動電力を供給するための回路を保護する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電源ラインから電力供給を受ける電
源装置において、その入力力率を改善するための施策の
一つに、主コンバータ部の入力側にアクティブフィルタ
を接続するという手段がある。このアクティブフィルタ
は、一般にチョッパ型コンバータとして知られる回路構
成を有し、そのスイッチング素子のオン・オフ動作を適
切に制御することで入力電圧と入力電流（平均値）を比
例させ、力率をほぼ１．０まで向上させようとするもの
である。電源装置にアクティブフィルタを設けると、電
源装置内にはアクティブフィルタ用と主コンバータ用の
独立した２つの制御回路が必要になり、当然、各制御回
路に駆動電力の供給を行わなければならない。一般には
各制御回路への駆動電力の供給は、その電圧値の安定化
と損失の低減のために、起動時と通常運転時ではそれぞ
れ別の手段で行われる。
源装置において、その入力力率を改善するための施策の
一つに、主コンバータ部の入力側にアクティブフィルタ
を接続するという手段がある。このアクティブフィルタ
は、一般にチョッパ型コンバータとして知られる回路構
成を有し、そのスイッチング素子のオン・オフ動作を適
切に制御することで入力電圧と入力電流（平均値）を比
例させ、力率をほぼ１．０まで向上させようとするもの
である。電源装置にアクティブフィルタを設けると、電
源装置内にはアクティブフィルタ用と主コンバータ用の
独立した２つの制御回路が必要になり、当然、各制御回
路に駆動電力の供給を行わなければならない。一般には
各制御回路への駆動電力の供給は、その電圧値の安定化
と損失の低減のために、起動時と通常運転時ではそれぞ
れ別の手段で行われる。
【０００３】図２にはアクティブフィルタを備えた従来
の電源装置の回路の一例を示した。図２において、１
ａ、１ｂは、例えばダイオードブリッジ整流器を介して
交流電源ラインに接続される入力端子であり、２ａ、２
ｂは外部の負荷に接続される出力端子である。入力端子
１ａにはチョークコイルＬ１の一端が接続され、チョー
クコイルＬ１の他端にはダイオードＤ１のアノードとＮ
−ＭＯＳ ＦＥＴによるスイッチングトランジスタＱ１
のドレインが接続されている。スイッチングトランジス
タＱ１のソースは入力端子１ｂに接続され、ダイオード
Ｄ１のカソードは平滑コンデンサＣ１を介して入力端子
１ｂに接続されている。スイッチングトランジスタＱ１
のゲートにはＡＦ制御回路３のパルス出力端子（ＰＯ）
が接続され、このチョークコイルＬ１、スイッチングト
ランジスタＱ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ１
及びＡＦ制御回路３によりアクティブフィルタＡＦの主
要回路が構成されている。
の電源装置の回路の一例を示した。図２において、１
ａ、１ｂは、例えばダイオードブリッジ整流器を介して
交流電源ラインに接続される入力端子であり、２ａ、２
ｂは外部の負荷に接続される出力端子である。入力端子
１ａにはチョークコイルＬ１の一端が接続され、チョー
クコイルＬ１の他端にはダイオードＤ１のアノードとＮ
−ＭＯＳ ＦＥＴによるスイッチングトランジスタＱ１
のドレインが接続されている。スイッチングトランジス
タＱ１のソースは入力端子１ｂに接続され、ダイオード
Ｄ１のカソードは平滑コンデンサＣ１を介して入力端子
１ｂに接続されている。スイッチングトランジスタＱ１
のゲートにはＡＦ制御回路３のパルス出力端子（ＰＯ）
が接続され、このチョークコイルＬ１、スイッチングト
ランジスタＱ１、ダイオードＤ１、平滑コンデンサＣ１
及びＡＦ制御回路３によりアクティブフィルタＡＦの主
要回路が構成されている。
【０００４】そしてダイオードＤ１のカソードにはトラ
ンスＴの１次巻線Ｎ１の一端が接続され、１次巻線Ｎ１
の他端にはＮ−ＭＯＳ ＦＥＴによるスイッチングトラ
ンジスタＱ３のドレインが接続されている。スイッチン
グトランジスタＱ３のソースは入力端子１ｂに接続さ
れ、ゲートはＣＯＮ制御回路４のパルス出力端子（Ｐ
Ｏ）に接続されている。トランスＴの２次巻線Ｎ２は、
その一端がダイオードＤ３のアノードに接続され、他端
が出力端子２ｂに接続されている。ダイオードＤ３のカ
ソードはダイオードＤ４のカソード及びチョークコイル
Ｌ２の一端に接続され、チョークコイルＬ２の他端は出
力端子２ａと平滑コンデンサＣ３の一端に接続されてい
る。ダイオードＤ４のアノードと平滑コンデンサＣ３の
他端は出力端子２ｂに接続されており、このトランス
Ｔ、スイッチングトランジスタＱ３、ダイオードＤ３、
Ｄ４、チョークコイルＬ２、平滑コンデンサＣ３及びＣ
ＯＮ制御回路４により、電源装置の主コンバータ部であ
るＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの主要部が構成されてい
る。
ンスＴの１次巻線Ｎ１の一端が接続され、１次巻線Ｎ１
の他端にはＮ−ＭＯＳ ＦＥＴによるスイッチングトラ
ンジスタＱ３のドレインが接続されている。スイッチン
グトランジスタＱ３のソースは入力端子１ｂに接続さ
れ、ゲートはＣＯＮ制御回路４のパルス出力端子（Ｐ
Ｏ）に接続されている。トランスＴの２次巻線Ｎ２は、
その一端がダイオードＤ３のアノードに接続され、他端
が出力端子２ｂに接続されている。ダイオードＤ３のカ
ソードはダイオードＤ４のカソード及びチョークコイル
Ｌ２の一端に接続され、チョークコイルＬ２の他端は出
力端子２ａと平滑コンデンサＣ３の一端に接続されてい
る。ダイオードＤ４のアノードと平滑コンデンサＣ３の
他端は出力端子２ｂに接続されており、このトランス
Ｔ、スイッチングトランジスタＱ３、ダイオードＤ３、
Ｄ４、チョークコイルＬ２、平滑コンデンサＣ３及びＣ
ＯＮ制御回路４により、電源装置の主コンバータ部であ
るＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの主要部が構成されてい
る。
【０００５】ここで、トランスＴには３次巻線Ｎ３が設
けられており、この３次巻線Ｎ３の一端はダイオードＤ
６のアノードに接続され、他端は入力端子１ｂに接続さ
れている。ダイオードＤ６のカソードはＣＯＮ制御回路
４の電源供給端子（ＶCC）に接続され、ダイオードＤ６
のカソードと３次巻線Ｎ３の他端との間に定電圧ダイオ
ードＺ３とコンデンサＣ４が並列に接続されている。Ｃ
ＯＮ制御回路４の電源供給端子（ＶCC）には、さらに抵
抗Ｒ３の一端が接続され、抵抗Ｒ３の他端は１次巻線Ｎ
１の一端（ダイオードＤ１側）に接続されている。この
ダイオードＤ６、定電圧ダイオードＺ３、コンデンサＣ
４は、ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの運転時にＣＯＮ制
御回路４に駆動電力を供給する補助電源回路９を構成
し、一方抵抗Ｒ３は、ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの起
動時にＣＯＮ制御回路４に駆動電力を供給する起動回路
８を構成する。
けられており、この３次巻線Ｎ３の一端はダイオードＤ
６のアノードに接続され、他端は入力端子１ｂに接続さ
れている。ダイオードＤ６のカソードはＣＯＮ制御回路
４の電源供給端子（ＶCC）に接続され、ダイオードＤ６
のカソードと３次巻線Ｎ３の他端との間に定電圧ダイオ
ードＺ３とコンデンサＣ４が並列に接続されている。Ｃ
ＯＮ制御回路４の電源供給端子（ＶCC）には、さらに抵
抗Ｒ３の一端が接続され、抵抗Ｒ３の他端は１次巻線Ｎ
１の一端（ダイオードＤ１側）に接続されている。この
ダイオードＤ６、定電圧ダイオードＺ３、コンデンサＣ
４は、ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの運転時にＣＯＮ制
御回路４に駆動電力を供給する補助電源回路９を構成
し、一方抵抗Ｒ３は、ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの起
動時にＣＯＮ制御回路４に駆動電力を供給する起動回路
８を構成する。
【０００６】また３次巻線Ｎ３の一端にはダイオードＤ
５のアノードが接続され、ダイオードＤ５のカソードは
ＡＦ制御回路３の電源供給端子（ＶCC）に接続され、ダ
イオードＤ５のカソードと３次巻線Ｎ３の他端との間に
定電圧ダイオードＺ１とコンデンサＣ２が並列に接続さ
れている。ＡＦ制御回路３の電源供給端子（ＶCC）に
は、さらにダイオードＤ２のカソードが接続され、ダイ
オードＤ２のアノードはＮＰＮ型のトランジスタＱ２の
エミッタに接続されている。トランジスタＱ２のコレク
タは抵抗Ｒ１を介してダイオードＤ１のカソードに接続
され、そのベースは定電圧ダイオードＺ２を介して入力
端子１ｂに接続され、そのコレクタ、ベース間には抵抗
Ｒ２が接続されている。このダイオードＤ５、定電圧ダ
イオードＺ１、コンデンサＣ２はＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮの運転時にＡＦ制御回路３へ駆動電力を供給する
補助電源回路７を構成し、抵抗Ｒ１、Ｒ２、トランジス
タＱ２、ダイオードＤ２及び定電圧ダイオードＺ２はア
クティブフィルタＡＦの起動時にＡＦ制御回路３に駆動
電力を供給する起動回路６を構成する。
５のアノードが接続され、ダイオードＤ５のカソードは
ＡＦ制御回路３の電源供給端子（ＶCC）に接続され、ダ
イオードＤ５のカソードと３次巻線Ｎ３の他端との間に
定電圧ダイオードＺ１とコンデンサＣ２が並列に接続さ
れている。ＡＦ制御回路３の電源供給端子（ＶCC）に
は、さらにダイオードＤ２のカソードが接続され、ダイ
オードＤ２のアノードはＮＰＮ型のトランジスタＱ２の
エミッタに接続されている。トランジスタＱ２のコレク
タは抵抗Ｒ１を介してダイオードＤ１のカソードに接続
され、そのベースは定電圧ダイオードＺ２を介して入力
端子１ｂに接続され、そのコレクタ、ベース間には抵抗
Ｒ２が接続されている。このダイオードＤ５、定電圧ダ
イオードＺ１、コンデンサＣ２はＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮの運転時にＡＦ制御回路３へ駆動電力を供給する
補助電源回路７を構成し、抵抗Ｒ１、Ｒ２、トランジス
タＱ２、ダイオードＤ２及び定電圧ダイオードＺ２はア
クティブフィルタＡＦの起動時にＡＦ制御回路３に駆動
電力を供給する起動回路６を構成する。
【０００７】このような構成となっている図２の回路で
は、各制御回路への駆動電力の供給は以下のようにして
行われる。先ず、入力端子１ａ、１ｂ間に電圧が印加さ
れるとチョークコイルＬ１、ダイオードＤ１を介して平
滑コンデンサＣ１が充電され、その端子間電圧が上昇す
る。すると、起動回路６によるＡＦ制御回路３への駆動
電力の供給が始まり、ＡＦ制御回路３はスイッチングト
ランジスタＱ１に対して駆動信号を出力し、アクティブ
フィルタＡＦに動作を開始させる。アクティブフィルタ
ＡＦの動作によって平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が
さらに上昇すると、起動回路８によるＣＯＮ制御回路４
への駆動電力の供給が始まり、ＣＯＮ制御回路４はスイ
ッチングトランジスタＱ３に対して駆動信号を出力し、
ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮに動作を開始させる。
は、各制御回路への駆動電力の供給は以下のようにして
行われる。先ず、入力端子１ａ、１ｂ間に電圧が印加さ
れるとチョークコイルＬ１、ダイオードＤ１を介して平
滑コンデンサＣ１が充電され、その端子間電圧が上昇す
る。すると、起動回路６によるＡＦ制御回路３への駆動
電力の供給が始まり、ＡＦ制御回路３はスイッチングト
ランジスタＱ１に対して駆動信号を出力し、アクティブ
フィルタＡＦに動作を開始させる。アクティブフィルタ
ＡＦの動作によって平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が
さらに上昇すると、起動回路８によるＣＯＮ制御回路４
への駆動電力の供給が始まり、ＣＯＮ制御回路４はスイ
ッチングトランジスタＱ３に対して駆動信号を出力し、
ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮに動作を開始させる。
【０００８】なおここで、アクティブフィルタ側の起動
回路６のトランジスタＱ２は、アクティブフィルタＡＦ
の動作によって平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が上昇
してもＡＦ制御回路３の電源供給端子（ＶCC）に印加さ
れる電圧が過大な値とならないよう、その印加電圧を一
定に制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮが動作を開
始すると３次巻線Ｎ３に電圧が発生し、アクティブフィ
ルタ側の補助電源回路７及びＤＣ−ＤＣコンバータ側の
補助電源回路９にその電圧が印加される。その結果、補
助電源回路７及び補助電源回路９は、それぞれ起動回路
６、起動回路８に代わってＡＦ制御回路３あるいはＣＯ
Ｎ制御回路４に駆動電力を供給するようになる。以後、
ＡＦ制御回路３及びＣＯＮ制御回路４は、補助電源回路
７、補助電源回路９より供給される駆動電力にてアクテ
ィブフィルタＡＦとＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの運転
を継続する。
回路６のトランジスタＱ２は、アクティブフィルタＡＦ
の動作によって平滑コンデンサＣ１の端子間電圧が上昇
してもＡＦ制御回路３の電源供給端子（ＶCC）に印加さ
れる電圧が過大な値とならないよう、その印加電圧を一
定に制御する。ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮが動作を開
始すると３次巻線Ｎ３に電圧が発生し、アクティブフィ
ルタ側の補助電源回路７及びＤＣ−ＤＣコンバータ側の
補助電源回路９にその電圧が印加される。その結果、補
助電源回路７及び補助電源回路９は、それぞれ起動回路
６、起動回路８に代わってＡＦ制御回路３あるいはＣＯ
Ｎ制御回路４に駆動電力を供給するようになる。以後、
ＡＦ制御回路３及びＣＯＮ制御回路４は、補助電源回路
７、補助電源回路９より供給される駆動電力にてアクテ
ィブフィルタＡＦとＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの運転
を継続する。
【０００９】図２に示す回路では、ＤＣ−ＤＣコンバー
タＣＯＮを構成するトランスＴの３次巻線Ｎ３に電圧を
発生させ、その電圧を補助電源回路７に印加することに
より補助電源回路７からＡＦ制御回路３への駆動電力の
供給を行わせている。これに対して従来のアクティブフ
ィルタの中には、図２中のチョークコイルＬ１に補助巻
線を設け、その補助巻線に発生する電圧を補助電源回路
７に印加するというものもある。しかしこの場合、チョ
ークコイルＬ１の補助巻線から引き出すことのできるエ
ネルギー量は、負荷の大きさ（すなわちチョークコイル
Ｌ１に流れる電流）と入力電圧の値によって大きく変化
し、軽負荷時には補助電源回路７からＡＦ制御回路３へ
充分な駆動電力の供給が行えなくなる恐れがある。
タＣＯＮを構成するトランスＴの３次巻線Ｎ３に電圧を
発生させ、その電圧を補助電源回路７に印加することに
より補助電源回路７からＡＦ制御回路３への駆動電力の
供給を行わせている。これに対して従来のアクティブフ
ィルタの中には、図２中のチョークコイルＬ１に補助巻
線を設け、その補助巻線に発生する電圧を補助電源回路
７に印加するというものもある。しかしこの場合、チョ
ークコイルＬ１の補助巻線から引き出すことのできるエ
ネルギー量は、負荷の大きさ（すなわちチョークコイル
Ｌ１に流れる電流）と入力電圧の値によって大きく変化
し、軽負荷時には補助電源回路７からＡＦ制御回路３へ
充分な駆動電力の供給が行えなくなる恐れがある。
【００１０】一方、図２に示す回路では、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータＣＯＮに供給される電圧はアクティブフィルタ
ＡＦによって安定化されているため、３次巻線Ｎ３から
引き出すことのできるエネルギー量が極端に変化するこ
とがなく、補助電源回路７からＡＦ制御回路３へ充分な
駆動電力の供給が行えなくなることはほとんどない。従
って、チョークコイルＬ１に補助巻線を設ける構造のア
クティブフィルタでは最小負荷電流が規定される欠点が
あったが、図２の回路では最小負荷電流を規定せずに済
み、図２の回路は実用性の高い回路となっていた。
ンバータＣＯＮに供給される電圧はアクティブフィルタ
ＡＦによって安定化されているため、３次巻線Ｎ３から
引き出すことのできるエネルギー量が極端に変化するこ
とがなく、補助電源回路７からＡＦ制御回路３へ充分な
駆動電力の供給が行えなくなることはほとんどない。従
って、チョークコイルＬ１に補助巻線を設ける構造のア
クティブフィルタでは最小負荷電流が規定される欠点が
あったが、図２の回路では最小負荷電流を規定せずに済
み、図２の回路は実用性の高い回路となっていた。
【００１１】また電源装置には安全対策のために様々な
保護機能が付加されるが、図２の回路においては、その
一例として過電圧保護のための以下の構成を有してい
る。すなわち、出力端子２ａ、２ｂ間に抵抗Ｒ４、フォ
トカプラ５の発光素子５−１、定電圧ダイオードＺ４を
直列に接続し、ダイオードＤ６のカソードとＣＯＮ制御
回路４の電圧検出端子（ＯＶＰ）との間にフォトカプラ
５の受光素子５−２と抵抗Ｒ５を直列に接続し、さらに
電圧検出端子（ＯＶＰ）と入力端子１ｂとの間にコンデ
ンサＣ５を接続している。例えば、図２に示す回路で負
荷に異常が発生し、出力電圧が過電圧状態となって定電
圧ダイオードＺ４によって決まる所定の値を越えた時、
フォトカプラ５の発光素子５−１に電流が流れ、過電圧
保護のための制御信号が発生する。この制御信号はフォ
トカプラ５の発光素子５−１と受光素子５−２の間で光
伝送された後、受光素子５−２で電圧の形に変換され、
ＣＯＮ制御回路４の電圧検出端子（ＯＶＰ）へ入力され
る。ＣＯＮ制御回路４は制御信号を受信するとスイッチ
ングトランジスタＱ３をオフ状態に保ち、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータＣＯＮの動作を停止させ、過電圧に対する保護
を行う。
保護機能が付加されるが、図２の回路においては、その
一例として過電圧保護のための以下の構成を有してい
る。すなわち、出力端子２ａ、２ｂ間に抵抗Ｒ４、フォ
トカプラ５の発光素子５−１、定電圧ダイオードＺ４を
直列に接続し、ダイオードＤ６のカソードとＣＯＮ制御
回路４の電圧検出端子（ＯＶＰ）との間にフォトカプラ
５の受光素子５−２と抵抗Ｒ５を直列に接続し、さらに
電圧検出端子（ＯＶＰ）と入力端子１ｂとの間にコンデ
ンサＣ５を接続している。例えば、図２に示す回路で負
荷に異常が発生し、出力電圧が過電圧状態となって定電
圧ダイオードＺ４によって決まる所定の値を越えた時、
フォトカプラ５の発光素子５−１に電流が流れ、過電圧
保護のための制御信号が発生する。この制御信号はフォ
トカプラ５の発光素子５−１と受光素子５−２の間で光
伝送された後、受光素子５−２で電圧の形に変換され、
ＣＯＮ制御回路４の電圧検出端子（ＯＶＰ）へ入力され
る。ＣＯＮ制御回路４は制御信号を受信するとスイッチ
ングトランジスタＱ３をオフ状態に保ち、ＤＣ−ＤＣコ
ンバータＣＯＮの動作を停止させ、過電圧に対する保護
を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図２のアクティブフィ
ルタＡＦでは、運転時におけるＡＦ制御回路３への駆動
電力の供給を補助電源回路７により行っており、補助電
源回路７は３次巻線Ｎ３に発生する電圧より駆動電力の
供給に必要なエネルギーを得ている。前述したような過
電圧保護によりＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの動作が停
止すると、補助電源回路７からＡＦ制御回路３への駆動
電力の供給は停止するが、代わって起動回路６がＡＦ制
御回路３へ駆動電力を供給するようになる。しかし、起
動回路６は、電源装置の始動時におけるごく短い時間の
間だけ動作するものであり、一般に長時間の動作に耐え
られるように設計されていない。そのため、過電圧保護
等により緊急にＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮが動作を停
止した後にも起動回路６がＡＦ制御回路３に駆動電力を
供給するという状態が長時間続けば起動回路６が破損す
る恐れがあった。そこで本発明は、主コンバータ部が停
止してもアクティブフィルタの起動回路が破損しないよ
うに保護できるようにすることを目的とした。
ルタＡＦでは、運転時におけるＡＦ制御回路３への駆動
電力の供給を補助電源回路７により行っており、補助電
源回路７は３次巻線Ｎ３に発生する電圧より駆動電力の
供給に必要なエネルギーを得ている。前述したような過
電圧保護によりＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの動作が停
止すると、補助電源回路７からＡＦ制御回路３への駆動
電力の供給は停止するが、代わって起動回路６がＡＦ制
御回路３へ駆動電力を供給するようになる。しかし、起
動回路６は、電源装置の始動時におけるごく短い時間の
間だけ動作するものであり、一般に長時間の動作に耐え
られるように設計されていない。そのため、過電圧保護
等により緊急にＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮが動作を停
止した後にも起動回路６がＡＦ制御回路３に駆動電力を
供給するという状態が長時間続けば起動回路６が破損す
る恐れがあった。そこで本発明は、主コンバータ部が停
止してもアクティブフィルタの起動回路が破損しないよ
うに保護できるようにすることを目的とした。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷へ電力を
供給する電源装置の主コンバータ部の入力側に接続され
て該電源装置の入力力率の改善を行う、チョッパ型コン
バータによるアクティブフィルタにおいて、アクティブ
フィルタのスイッチング素子に駆動信号を供給する制御
回路、主コンバータ部に設けられたトランスの巻線と制
御回路の電源供給端子との間に設けられ、運転時におい
て制御回路へ駆動電力を供給する補助電源回路、アクテ
ィブフィルタの入力側あるいは出力側と制御回路の電源
供給端子との間に設けられ、動作開始時において制御回
路へ駆動電力を供給する起動回路、主コンバータ部の動
作を停止させる制御信号を受信した時、起動回路から制
御回路への駆動電力の供給を停止させる保護スイッチ回
路、を具備することを特徴とする。
供給する電源装置の主コンバータ部の入力側に接続され
て該電源装置の入力力率の改善を行う、チョッパ型コン
バータによるアクティブフィルタにおいて、アクティブ
フィルタのスイッチング素子に駆動信号を供給する制御
回路、主コンバータ部に設けられたトランスの巻線と制
御回路の電源供給端子との間に設けられ、運転時におい
て制御回路へ駆動電力を供給する補助電源回路、アクテ
ィブフィルタの入力側あるいは出力側と制御回路の電源
供給端子との間に設けられ、動作開始時において制御回
路へ駆動電力を供給する起動回路、主コンバータ部の動
作を停止させる制御信号を受信した時、起動回路から制
御回路への駆動電力の供給を停止させる保護スイッチ回
路、を具備することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】アクティブフィルタの整流用のダ
イオードのカソードと制御回路の電源供給端子との間
に、抵抗、そのベースに定電圧ダイオードが接続された
トランジスタ及びダイオードの直列回路からなる起動回
路を接続する。この起動回路のトランジスタのベースに
保護スイッチ回路を接続する。ここで具体的な保護スイ
ッチ回路の構成は、前記定電圧ダイオードに対して並列
にサイリスタを接続し、サイリスタのゲートをＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの動作を緊急に停止させるための制御信号
が入力されるＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路の電圧検
出端子に接続したものとする。
イオードのカソードと制御回路の電源供給端子との間
に、抵抗、そのベースに定電圧ダイオードが接続された
トランジスタ及びダイオードの直列回路からなる起動回
路を接続する。この起動回路のトランジスタのベースに
保護スイッチ回路を接続する。ここで具体的な保護スイ
ッチ回路の構成は、前記定電圧ダイオードに対して並列
にサイリスタを接続し、サイリスタのゲートをＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータの動作を緊急に停止させるための制御信号
が入力されるＤＣ−ＤＣコンバータの制御回路の電圧検
出端子に接続したものとする。
【００１５】
【実施例】電源装置の主コンバータ部が保護機能等によ
り緊急に動作を停止しても起動回路が破損しない、本発
明によるアクティブフィルタを備える電源装置の回路を
図１に示した。図１に示す回路では、アクティブフィル
タＡＦに保護スイッチ回路１０を追加して設けた点が図
２の回路と相違しており、その他の回路構成は図１と図
２において同一となっている。保護スイッチ回路１０は
サイリスタＳＳ、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ６及びダイオ
ードＤ７より成り、以下のような接続構成としている。
起動回路６のトランジスタＱ２のベースと入力端子１ｂ
の間にサイリスタＳＳを接続し、サイリスタＳＳのゲー
トとカソードの間に抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６を並列に
接続する。サイリスタＳＳのゲートはダイオードＤ７を
介してＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの駆動あるいは停止
の制御するＣＯＮ制御回路４の電圧検出端子（ＯＶＰ）
に接続する。
り緊急に動作を停止しても起動回路が破損しない、本発
明によるアクティブフィルタを備える電源装置の回路を
図１に示した。図１に示す回路では、アクティブフィル
タＡＦに保護スイッチ回路１０を追加して設けた点が図
２の回路と相違しており、その他の回路構成は図１と図
２において同一となっている。保護スイッチ回路１０は
サイリスタＳＳ、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ６及びダイオ
ードＤ７より成り、以下のような接続構成としている。
起動回路６のトランジスタＱ２のベースと入力端子１ｂ
の間にサイリスタＳＳを接続し、サイリスタＳＳのゲー
トとカソードの間に抵抗Ｒ６とコンデンサＣ６を並列に
接続する。サイリスタＳＳのゲートはダイオードＤ７を
介してＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮの駆動あるいは停止
の制御するＣＯＮ制御回路４の電圧検出端子（ＯＶＰ）
に接続する。
【００１６】このような構成となっている図１の回路で
は、各制御回路への駆動電力の供給と遮断は以下のよう
にして行われるようになる。先ず、入力端子１ａ、１ｂ
間に電圧が印加されると平滑コンデンサＣ１が充電さ
れ、その端子間電圧が上昇する。ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮに動作を停止させる制御信号が発生していなけれ
ばサイリスタＳＳはオフ状態であるので、トランジスタ
Ｑ２は動作が可能な状態となっている。そこで、起動回
路６によるＡＦ制御回路３への駆動電力の供給が始ま
り、ＡＦ制御回路３はスイッチングトランジスタＱ１に
対して駆動信号を出力し、アクティブフィルタＡＦに動
作を開始させる。
は、各制御回路への駆動電力の供給と遮断は以下のよう
にして行われるようになる。先ず、入力端子１ａ、１ｂ
間に電圧が印加されると平滑コンデンサＣ１が充電さ
れ、その端子間電圧が上昇する。ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮに動作を停止させる制御信号が発生していなけれ
ばサイリスタＳＳはオフ状態であるので、トランジスタ
Ｑ２は動作が可能な状態となっている。そこで、起動回
路６によるＡＦ制御回路３への駆動電力の供給が始ま
り、ＡＦ制御回路３はスイッチングトランジスタＱ１に
対して駆動信号を出力し、アクティブフィルタＡＦに動
作を開始させる。
【００１７】アクティブフィルタＡＦの動作によって平
滑コンデンサＣ１の端子間電圧がさらに上昇すると、起
動回路８によるＣＯＮ制御回路４への駆動電力の供給が
始まり、ＣＯＮ制御回路４はスイッチングトランジスタ
Ｑ３に対して駆動信号を出力し、ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮに動作を開始させる。ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯ
Ｎが動作を開始すると、補助電源回路７及び補助電源回
路９に３次巻線Ｎ３に発生した電圧が印加され、補助電
源回路７及び補助電源回路９は、それぞれ起動回路６、
起動回路８に代わってＡＦ制御回路３あるいはＣＯＮ制
御回路４に駆動電力を供給するようになる。
滑コンデンサＣ１の端子間電圧がさらに上昇すると、起
動回路８によるＣＯＮ制御回路４への駆動電力の供給が
始まり、ＣＯＮ制御回路４はスイッチングトランジスタ
Ｑ３に対して駆動信号を出力し、ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮに動作を開始させる。ＤＣ−ＤＣコンバータＣＯ
Ｎが動作を開始すると、補助電源回路７及び補助電源回
路９に３次巻線Ｎ３に発生した電圧が印加され、補助電
源回路７及び補助電源回路９は、それぞれ起動回路６、
起動回路８に代わってＡＦ制御回路３あるいはＣＯＮ制
御回路４に駆動電力を供給するようになる。
【００１８】次に負荷の異常等により出力電圧が過電圧
状態となると、定電圧ダイオードＺ４により過電圧保護
のための制御信号が発生する。ＣＯＮ制御回路４はフォ
トカプラ５を介して制御信号を受信するとスイッチング
トランジスタＱ３をオフ状態に保ち、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータＣＯＮの動作を停止させ、過電圧に対する保護を行
う。これと同時に保護スイッチ回路１０も過電圧保護の
ための制御信号を受信し、サイリスタＳＳはオン状態と
なる。サイリスタＳＳがオン状態となると起動回路６の
トランジスタＱ２はベース電位が低下して順方向バイア
スが受けられなくなり、オフ状態を維持するようにな
る。その結果、起動回路６は動作不能な状態となり、起
動回路６からＡＦ制御回路３への駆動電力の供給は行わ
れない。
状態となると、定電圧ダイオードＺ４により過電圧保護
のための制御信号が発生する。ＣＯＮ制御回路４はフォ
トカプラ５を介して制御信号を受信するとスイッチング
トランジスタＱ３をオフ状態に保ち、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータＣＯＮの動作を停止させ、過電圧に対する保護を行
う。これと同時に保護スイッチ回路１０も過電圧保護の
ための制御信号を受信し、サイリスタＳＳはオン状態と
なる。サイリスタＳＳがオン状態となると起動回路６の
トランジスタＱ２はベース電位が低下して順方向バイア
スが受けられなくなり、オフ状態を維持するようにな
る。その結果、起動回路６は動作不能な状態となり、起
動回路６からＡＦ制御回路３への駆動電力の供給は行わ
れない。
【００１９】この時、制御信号によって起動回路６が不
動作状態となっているのに加え、ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮの動作の停止によって補助電源回路７に３次巻線
Ｎ３からの電圧の印加が無いために、ＡＦ制御回路３に
は駆動電力の供給がなく、アクティブフィルタＡＦは動
作を停止することになる。このようにＤＣ−ＤＣコンバ
ータＣＯＮが緊急に停止した場合、アクティブフィルタ
ＡＦの起動回路１０も動作不能状態となるため、従来の
ように起動回路６からＡＦ制御回路３へ駆動電力の供給
が行われ、それが長時間に及ぶことがなくなる。従っ
て、主コンバータ部の動作停止に対してアクティブフィ
ルタの起動回路は保護され、安全性の高い電源装置が得
られるようになる。
動作状態となっているのに加え、ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＣＯＮの動作の停止によって補助電源回路７に３次巻線
Ｎ３からの電圧の印加が無いために、ＡＦ制御回路３に
は駆動電力の供給がなく、アクティブフィルタＡＦは動
作を停止することになる。このようにＤＣ−ＤＣコンバ
ータＣＯＮが緊急に停止した場合、アクティブフィルタ
ＡＦの起動回路１０も動作不能状態となるため、従来の
ように起動回路６からＡＦ制御回路３へ駆動電力の供給
が行われ、それが長時間に及ぶことがなくなる。従っ
て、主コンバータ部の動作停止に対してアクティブフィ
ルタの起動回路は保護され、安全性の高い電源装置が得
られるようになる。
【００２０】なお、本発明の実施例の説明では、過電圧
を検出するための構成を示し、ＤＣ−ＤＣコンバータＣ
ＯＮが過電圧となって動作を停止した場合における、ア
クティブフィルタＡＦの起動回路６の保護スイッチ１０
による不動作化を例示している。しかし、電源装置に付
加される保護機能には短絡保護や過負荷保護なども有
り、過電圧の検知手段のみでなく、各保護手段のための
検知手段が発する制御信号を保護スイッチ回路へ入力
し、アクティブフィルタの起動回路を不動作状態として
も良い。また、電源装置によっては外部からのリモート
信号によって主コンバータ部の動作を停止させるものも
あるが、このリモート制御信号を保護スイッチ回路に入
力しても良い。もし主コンバータ部の制御回路に、制御
信号による動作停止時にラッチ信号を出力する機能が有
れば、このラッチ信号を保護スイッチ回路へ入力するの
であっても良い。
を検出するための構成を示し、ＤＣ−ＤＣコンバータＣ
ＯＮが過電圧となって動作を停止した場合における、ア
クティブフィルタＡＦの起動回路６の保護スイッチ１０
による不動作化を例示している。しかし、電源装置に付
加される保護機能には短絡保護や過負荷保護なども有
り、過電圧の検知手段のみでなく、各保護手段のための
検知手段が発する制御信号を保護スイッチ回路へ入力
し、アクティブフィルタの起動回路を不動作状態として
も良い。また、電源装置によっては外部からのリモート
信号によって主コンバータ部の動作を停止させるものも
あるが、このリモート制御信号を保護スイッチ回路に入
力しても良い。もし主コンバータ部の制御回路に、制御
信号による動作停止時にラッチ信号を出力する機能が有
れば、このラッチ信号を保護スイッチ回路へ入力するの
であっても良い。
【００２１】さらに、図２に示す実施例の回路では、保
護スイッチ回路１０にサイリスタＳＳを使用している
が、トランジスタ等、他の導通制御の行える素子であっ
ても良い。そして本発明のアクティブフィルタが適用さ
れる電源装置の主コンバータ部は、図２に示すフォワー
ド方式のＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮに限定されず、フ
ライバック方式などの他の方式であっても良いことは言
うまでもない。
護スイッチ回路１０にサイリスタＳＳを使用している
が、トランジスタ等、他の導通制御の行える素子であっ
ても良い。そして本発明のアクティブフィルタが適用さ
れる電源装置の主コンバータ部は、図２に示すフォワー
ド方式のＤＣ−ＤＣコンバータＣＯＮに限定されず、フ
ライバック方式などの他の方式であっても良いことは言
うまでもない。
【００２２】
【発明の効果】以上に述べたように本発明は、主コンバ
ータ部の動作を停止させる制御信号を受信した時に起動
回路を不動作状態とする保護スイッチ回路をアクティブ
フィルタに設けることを特徴とする。これにより主コン
バータ部が動作を停止した時に、アクティブフィルタの
起動回路が制御回路に駆動電力を長時間にわたって供給
するということが無くなり、起動回路が破損することが
なくなる。従って本発明によれば、この起動回路の保護
により、安全性の高いアクティブフィルタを備えた電源
装置を得ることができるようになる。
ータ部の動作を停止させる制御信号を受信した時に起動
回路を不動作状態とする保護スイッチ回路をアクティブ
フィルタに設けることを特徴とする。これにより主コン
バータ部が動作を停止した時に、アクティブフィルタの
起動回路が制御回路に駆動電力を長時間にわたって供給
するということが無くなり、起動回路が破損することが
なくなる。従って本発明によれば、この起動回路の保護
により、安全性の高いアクティブフィルタを備えた電源
装置を得ることができるようになる。
【図１】 本発明によるアクティブフィルタを具備した
電源装置の回路図。
電源装置の回路図。
【図２】 従来のアクティブフィルタを具備した電源装
置の回路図。
置の回路図。
１ａ、１ｂ 入力端子 ２ａ、２ｂ 出力端子 ３ ＡＦ制御回路 ４ ＣＯＮ制御回路 ５ フォトカプラ ５−１ 発光素子 ５−２ 受光素子 ６ 起動回路 ７ 補助電源回路 ８ 起動回路 ９ 補助電源回路 １０ 保護スイッチ回路 ＳＳ サイリスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 3/28 Ｈ０２Ｍ 3/28 Ｕ 3/335 3/335 Ｂ 7/217 7/217 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/155 H02H 7/12 H02J 3/01 H02M 1/14 H02M 3/28 H02M 3/335 H02M 7/217
Claims (3)
- 【請求項１】 負荷へ電力を供給する電源装置の主コン
バータ部の入力側に接続されて該電源装置の入力力率の
改善を行う、チョッパ型コンバータによるアクティブフ
ィルタにおいて、 該アクティブフィルタのスイッチング素子に駆動信号を
供給する制御回路、 該主コンバータ部に設けられたトランスの巻線と該制御
回路の電源供給端子との間に設けられ、運転時において
該制御回路へ駆動電力を供給する補助電源回路、 該アクティブフィルタの入力側あるいは出力側と該制御
回路の電源供給端子との間に設けられ、動作開始時にお
いて該制御回路へ駆動電力を供給する起動回路、 該主コンバータ部の動作を停止させる制御信号を受信し
た時、該起動回路から該制御回路への駆動電力の供給を
停止させる保護スイッチ回路、を具備することを特徴と
するアクティブフィルタ。 - 【請求項２】 前記起動回路は、前記アクティブフィル
タの出力側と前記制御回路の電源供給端子の間に直列接
続された、電流制限用の抵抗、定電圧制御用のトランジ
スタ及び逆流防止素子と、該トランジスタのベースに接
続された定電圧素子を具備することを特徴とする、請求
項１に記載したアクティブフィルタ。 - 【請求項３】 前記保護スイッチは、前記定電圧素子に
対して並列に接続したスイッチ素子を具備し、前記制御
信号を受信した時には前記トランジスタをオフ状態に保
持することを特徴とする、請求項２に記載したアクティ
ブフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195712A JP3027718B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | アクティブフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8195712A JP3027718B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | アクティブフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1028372A JPH1028372A (ja) | 1998-01-27 |
| JP3027718B2 true JP3027718B2 (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=16345729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8195712A Expired - Fee Related JP3027718B2 (ja) | 1996-07-05 | 1996-07-05 | アクティブフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3027718B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005013469A1 (ja) * | 2003-08-01 | 2005-02-10 | Fujitsu Access Limited | 直流電源装置 |
| JP5277706B2 (ja) * | 2008-04-24 | 2013-08-28 | 横河電機株式会社 | スイッチング電源装置 |
-
1996
- 1996-07-05 JP JP8195712A patent/JP3027718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1028372A (ja) | 1998-01-27 |
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| Date | Code | Title | Description |
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