JP3051192U - コンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路 - Google Patents
コンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路Info
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 主コンデンサを降圧エレメントとする電源回
路で、電流の変動によらず出力側電圧を安定して制御す
ることができるようにする。 【解決手段】 整流器103の出力側にリニアまたはス
イッチ型素子による可制御分流装置105を接続し、負
荷軽減又は電源側端子電圧が上昇して整流器出力電圧が
上昇した場合にリニア或はスイッチ型分流機能により出
力電圧の安定を保持させる。出力電圧制御装置106
は、バイアスの設定やトリガ位相角制御などにより分流
装置105を制御し、負荷109に対する出力電圧を制
御する。
路で、電流の変動によらず出力側電圧を安定して制御す
ることができるようにする。 【解決手段】 整流器103の出力側にリニアまたはス
イッチ型素子による可制御分流装置105を接続し、負
荷軽減又は電源側端子電圧が上昇して整流器出力電圧が
上昇した場合にリニア或はスイッチ型分流機能により出
力電圧の安定を保持させる。出力電圧制御装置106
は、バイアスの設定やトリガ位相角制御などにより分流
装置105を制御し、負荷109に対する出力電圧を制
御する。
Description
【0001】
本考案は、コンデンサを降圧エレメントとし、負荷への電圧、電流を制御する ことができる可制御電圧電流電源回路に関するものである。
【0002】
従来、主コンデンサを降圧エレメントとし、ブリッジ型整流器で交流を直流に 変換する電源回路は、変圧器で降圧する電源回路に比して、体積が小さく、重量 も軽く、コスト安であり、又、高周波制御のスイッチ式電源回路と比較して、体 積と重量は略同じであるが、熱損が少なく、コストも更に低く、且つノイズ干渉 (EMC)が無い為、近年来、小出力の応用から、逐次、中・大出力電力範囲に おいて使用されてきた。
【0003】
しかし、主コンデンサを降圧エレメントとする場合、従来の直列主抵抗と同様 に、出力側の電圧と出力電流とは逆動し、即ち、電流が増加した時、出力電圧は 下り、電流が減少すれば電圧が上昇する。
【0004】 本考案は、これを整流回路の出力端に可制御分流回路と共に並列設置して、出 力側電圧を主制御した後、設定値に安定させるものである。
【0005】
上記課題を解決するため、本考案は、コンデンサとブリッジ整流器を直列に設 けて構成され、整流回路の出力端に可制御分流回路を並列設置して、出力電圧設 定を制御するコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路であって、商用電源又は 変圧器二次側出力で、単相又は多相電源を含む交流電源100と、交流電源10 0に直列接続されたコンデンサ101と、コンデンサ101に並列接続された放 電抵抗R101と、交流電源100の電圧を変圧する変圧器102と、コンデン サ101の出力側に接続され、ソリッドステートで構成された全波ブリッジ型整 流装置であって、入力交流電気を全周波直流出力に変換する整流器103と、整 流器103の出力側に接続され、電圧脈動を減少する第一フィルタコンデンサ1 04と、第一フィルタコンデンサ104と並列に接続され、負荷軽減又は電源側 端子電圧が上昇して整流器出力電圧が上昇した場合、出力電圧の安定を保持する 可制御分流装置105と、分流装置105を制御し、負荷109に対する出力電 圧を制御する出力電圧制御装置106と、負荷109に直列に接続され、負荷1 09の負荷電流を検出し、検出した電流信号を電圧制御装置106に出力し、分 流装置105に対して電流フィードバック制御を行うするための負荷電流検出装 置111と、負荷109に並列に接続され、負荷109の負荷電圧を検出し、検 出した電圧信号を電圧制御装置106に出力して、分流装置105を通じて電圧 フィードバック制御を行うための負荷端子電圧検出装置110と、負荷109に おける電圧脈動を低減するための第二フィルタコンデンサ108と、第二フィル タコンデンサ108と整流装置103の出力側との間に設けられ、第二フィルタ コンデンサ108の蓄積電気が電源に逆流することを防ぐ隔離ダイオード107 とを備えてなる。
【0006】 本考案の基本動作原理と応用例を以下に詳述する。 図1に本項の主コンデンサ調節式電圧電流可制御電源回路の基本ブロック図を 示す。その主な構成は以下の通りである。 交流電源100は、商用電源又は変圧器二次側出力の交流電源であり、単相又 は多相電源を含む。 主コンデンサ101は、交流電源に適用する各種コンデンサ101で構成され 、直接交流電源100と整流器103の間に直列接続され、又は交流電源100 と変圧器102の一次側間に直列接続され、又は変圧器102二次側と整流器1 03の間に直列接続され、コンデンサ両端は、必要に応じて放電抵抗R101を 並列接続し得る。
【0007】 変圧器102は、交流電源100と整流器103の間に設置して交流電源10 0の電圧値を変えるもので、一次及び二次隔離コイルを有する隔離型構造と単巻 構造のものを含む。二次側出力コイルは、整流器103に対応して、中間タップ を有する三端式二次側コイル又は両端式二次コイルでも良い。変圧器102はオ プション装置で回路の必要に応じて設置し、その入力側又は出力側に主コンデン サ101を直接直列しても良い。又は変圧器102を省略して、交流電源100 に主コンデンサ101を直接直列接続して整流器103に入力しても良い。
【0008】 整流器103は、ソリッドステートで構成された全波ブリッジ型整流器で入力 端の交流電気を全波直流出力に変換する。
【0009】 第一フィルタコンデンサ104は、整流器103の出力側正負両端に並列接続 されて電圧脈動を低減するもので、回路の必要に応じて設置の要否を選択する。
【0010】 可制御分流装置105は、リニア又はスイッチ型ソリッドステート又はディス クリートエレメント又はサイリスタで構成され、整流器103出力端に並列接続 され、負荷軽減、又は電源側電圧上昇に由って整流器103の出力電圧が上昇し た時に、リニア又はスイッチング方式分流機能で安定した出力電圧を保持する。
【0011】 出力電圧制御装置106はディスクリート又はソリッドステートエレメントで 構成され、分流装置105の運転状態を制御すると共に、本項設計の主コンデン サ調節式電圧電流可制御電源回路の出力電圧を制御するもので、以下の構成を含 む。
【0012】 (1)限流抵抗R110とツエナダイオードZD110を直列接続した後、電 源の一端と可制御分流装置制御端の間に並列接続し、固定バイアスの出力電圧制 御装置を有するもの。 (2)固定分圧抵抗R111、R112を電源両端の間に並列接続し、その抽 出端と可制御分流装置間にツエナダイオードZD110を直列接続して、比例バ イアスの出力電圧制御装置を有するもの。
【0013】 (3)可変抵抗VR110を定源両端に並列接続し、可変抵抗出力端と可制御 分流装置の間にツエナダイオードZD110を直列設置して、可調整バイアスの 出力電圧制御装置を構成するもの。 (4)脈波調整出力電圧制御装置CL110で脈波長(PWM)を制御して、 出力電圧制御装置を構成して分流装置を制御するもの。 (5)トリガ位相角調整回路として出力電圧制御装置を構成するもの。
【0014】 隔離ダイオード107は、電源出力から第二フィルタコンデンサ108の一端 から負荷109迄に通じて直列接続し、第二フィルタコンデンサ108の蓄積電 気が電源に逆流することを防ぐもので、回路の必要に応じて設置の要否を選択す る。
【0015】 第二フィルタコンデンサ108は、負荷の出力端に通じる回路に並列接続し、 電圧脈動を低減させるもので、回路の必要に応じて設置の要否を選択する。 負荷109は、主コンデンサ調節式電圧電流可制御電源回路出力端に接続され る抵抗又は抵抗とインピダンス混合の負荷又は蓄電負荷又は回転電動負荷等。
【0016】 主コンデンサ調節式電圧電流可制御電源回路は、必要に応じてヒューズ・ブレ ーカ等各種の負荷又は短絡保護部品及び各種のサージ電圧吸収保護部品及び各種 ノイズアブソーバ等を設置し得る。
【0017】 負荷側電圧検出装置110は、負荷109の両端に接続され、検出した電圧信 号を出力電圧制御装置106にフィードバックして、分流装置105の電圧制御 作動を行うもので、ディスクリート又はソリッドステート部品で構成され、回路 の必要に応じて設置の要否を選択する。
【0018】 負荷電流検出装置111は、負荷109と電源間に直列接続されて、検出した 電流信号を出力電圧制御装置106にフィードバックして、分流装置105に電 流フィードバック制御を行わせるもので、ディスクリート又はソリッドステート 回路部品で構成され、回路の必要に依って設置の要否を選択する。
【0019】 制御インタフェース112はディスクリート又はソリッドステート回路部品で 構成されたマニュアル又はディスクリート操作インタフェースで、出力電圧制御 装置106と可制御分流装置105の操作を行うもので、系統の必要に応じて設 置の要否を選択する。
【0020】
図1は、本考案の基本回路構成を示すもので、共通基本特徴の下に、実際応用 の中で、回路エレメントの取捨及び機能の選択によって、回路を交流入力から全 波整流出力迄の前段整流回路及び全波直流電源から負荷迄の後段出力回路に分け られる。以下前段整流回路と後段出力回路の回路構成に分けて説明する。
【0021】 図1の実施形態に於ける前段整流回路は、変圧器の要否、変圧器二次側コイル 出力型態及び接続する全波整流器及び主コンデンサの直列接続位置等によって、 以下の各回路型態を構成する。
【0022】 (1)主コンデンサ101が直接全波整流器103交流入力端と直列接続する もので、図2はその構成図を示す。 (2)主コンデンサ101と変圧器102の一次側コイルを直列接続し、変圧 器102の二次コイルを全波整流器103に入力させるもので、図3はその構成 図を示す。
【0023】 (3)主コンデンサ101を変圧器102の二次側コイルと整流器103の間 に直列接続したもので、図4はその構成図を示す。 (4)主コンデンサ101を変圧器102の一次側コイルに直列接続し、変圧 器102は中間タップを有する二次側コイルの両端に各々ダイオードを直列接続 して全波整流回路を構成するもの、図5はその構成図を示す。
【0024】 (5)交流三相電源と三相全波整流器103の間に、各相に各々主コンデンサ 101を直列接続して三相全波整流出力を行うもの、図6はその構成図を示す。 (6)交流三相電を三相変圧器102に接ぎ、三個の主コンデンサ101を各 々三相変圧器102の二次側コイルと全波整流器103の間に直列接続したもの 、図7はその回路構成図を示す。
【0025】 (7)直接主コンデンサ101を単相交流電源100と負荷109の間に直列 設置し、全波ブリッジ整流器103の交流端は交流出力両端に並列接続し、整流 器103の正負端を順向に可制御分流装置105に並列接続したもの、及びオプ ションで出力端の負荷電流検測装置111を直列接続し、又は出力端の負荷端子 電圧検測装置110を並列接続して相対電流又は電圧を検出し、更に出力電圧装 置106を調整し、負荷両端の交流出力電圧又は電流を制御する。図8はその回 路構成図を示す。
【0026】 図1の実施形態の後段出力回路は、回路エレメントの接続と機能の取捨に依っ て以下の変化が選択できる。即ち、
【0027】 (8)全波整流された全波脈動直流出力端子に、リニア又はスイッチ型ソリッ ド又はディスクリートエレメント又はサイリスタで構成された可制御分流装置1 05を直接直列接続し、出力電圧制御装置106の制御を受けるもの、上記回路 は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイオード1 07を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデンサ10 8を並列接続するもの。図9はその回路構成図を示す。
【0028】 (9)全波整流された直流出力側に第一フィルタコンデンサ104を並列接続 し、更にリニア又はスイッチ型ソリッドステート又はディスクリートエレメント で構成された可制御分流装置105を並列接続して、出力電圧制御装置106の 制御を受けるもの。
【0029】 上記回路は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダ イオード107を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコン デンサ108を並列接続するもの。図10はその回路構成図を示す。
【0030】 (10)リニア又はスイッチ型ソリッドステート又は机電エレメントで構成さ れた可制御分流装置105は、固定バイアス型出力電圧制御装置106の制御を 受けるもので、その固定バイアスは、直列接続されたツエナダイオードZD11 0(更に限流抵抗R110直列接続したものを含む)から得られるもので、上記 回路は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイオー ド107を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデンサ 108を並列接続するもの。図11はその回路構成図を示す。
【0031】 (11)サイリスタSCR110で構成された可制御分流装置105は可変抵 抗VR110に由って作動するもので、可制御バイアスは可変抵抗VR110及 びその出力端に直列接続されたツエナダイオードZD110から得られるもの、 上記回路は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイ オード107を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデ ンサ108を並列接続するもの。図12はその回路構成を示す。
【0032】 (12)出力電圧制御装置106は、電源両端に並列された分圧抵抗R111 及びR112の引出端と可制御分流装置105入力端の間に直列接続されたツエ ナダイオードZD110で構成された比例バイアスに依って、リニア又はスイッ チ型ソリッドステート又は机電エレメント又はサイリスタSCRで構成された可 制御分流装置105を制御するもので、上記分圧抵抗は、その他の電圧設定可能 の回路で構成されたものを含む。上記回路は、必要に応じ、可制御分流装置10 5と出力電圧制御装置の間にダイオード107を順向に直列接続、又は必要によ って出力端に第二フィルタコンデンサ108を並列接続する。図13は上述の回 路構成図を示す。
【0033】 (13)出力電圧操作装置106は、電源両端に並列された可変抵抗VR11 0の出力端と可制御分流装置105入力端の間に直列設置されたツエナダイオー ドZD110で構成された固定バイアスに依って、リニア又はスイッチ型ソリッ ドステート又はサイリスタで構成された可制御分流装置を制御するもので、上記 回路は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイオー ド107を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデンサ 108を並列接続するもの。図14はその回路構成図を示す。
【0034】 (14)リニア又はスイッチ型ソリッドステート又はディスクリートエレメン ト又はサイリスタで構成された可制御分流装置105は、脈波調整出力電圧制御 装置CL110で脈波長調整(PWM)する出力電圧調整装置106に依って制 御される上記回路は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の 間にダイオード107を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フイル タコンデンサ108を並列接続するもの、図15は、その回路構成を示す。
【0035】 (15)サイリスタSCR110で構成された可制御分流装置105は、可変 抵抗VR110と移相コンデンサC110及びトリガダイオードD110で構成 されたトリガ位相角調整の出力電圧制御装置106に由って制御される。上記回 路は、必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイオード 107を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデンサ1 08を並列接続するもの。図16はその回路構成を示す。
【0036】 (16)可制御分流装置105の直流電源は、順向に隔離ダイオードを直列接 続した後、出力電圧制御装置106及び負荷に接ぎ得る。図17はその回路構成 を示す。
【0037】 (17)可制御分流装置105の電源は、隔離ダイオード107を順向直列し た後、出力電圧制御装置106と並列し、第二フィルタコンデンサ108と並列 して負荷に接続したもので、図18はその回路構成図を示す。
【0038】 (18)上記の主コンデンサ調節式電圧電流可制御電源回路の応用出力回路は 、上述の(1)〜(7)、(9)〜(17)の各機能回路を組合せたものである 。
【0039】 (19)上記(1)〜(7)、(9)〜(18)に述べた各機能回路を組合せ て主コンデンサ調節に由る電圧電流可制御電源回路の出力は、抵抗又は抵抗を含 むインピダンス又は可充電蓄電池等の直流負荷を駆動する。
【0040】 (20)主コンデンサ101を直接単相交流電源100と負荷109の間に直 列接続し、負荷109への交流出力端の間に全波整流器103を並列接続し、整 流器103の正負出力端順極性にソリッドステートリニア又はスイッチ型ソリッ ドステート可制御シャントで構成された分流装置105及び、オプションで出力 端の負荷電流検測装置111に直列、又は出力端の負荷端子電圧検測装置110 に並列して相対電流又は電圧を検出し、更に出力電圧装置106を調整し、負荷 両端の交流出力電圧又は電流を制御する。図19はこの回路構成を示す。
【0041】 本考案の主コンデンサ調節に依る電圧、電流可制御電源回路の後段出力回路を 、更に可制御分流装置を多重直列接続して構成された多電圧出力回路、多重直列 式可制御分流回路の特徴は、2組以上のリニア又は、スイッチ型ソリッドステー ト又はディスクリートエレメント又はサイリスタで直列構成されたものを前段電 源出力端に並列接続し、各組の可制御分流回路を各々の出力電圧制御装置に接続 して各々の制御を行い、電源両端と各可制御分流装置の直列点で多電圧タップを 構成して、各々の出力で各々の負荷を駆動する。
【0042】 図20は、本考案の主コンデンサ調節に依る電圧電流可制御電源回路の多電圧 出力回路の例1を示す。図20の実施形態は、全波整流の前段整流回路及び二個 のリニア又はスイッチ型ソリッドステート又はディスクリートエレメントで構成 された二組の可制御分流装置105を順極性に直列した後、電源に並列接続し、 各々の出力制御装置106に接ぎ、上記2組の可制御分流回路の直列接点と正負 電源で多電圧タップを構成して各々の負荷を駆動するものである。上記回路は、 必要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイオード107 を順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデンサ108を 並列接続する。
【0043】 図21は、本考案の主コンデンサ調節に依る電圧電流可制御電源回路の多電圧 出力回路の例2を示す。図21の実施例は全波整流の前段整流回路及び2個のサ イリスタSCR110で構成された二組の可制御分流装置105を順極性に直列 した後、電源に並列接続し、更に出力電圧制御装置に個別接続し、上記の二組の サイリスタSCR110で構成された可制御分流回路の直列接点及び正負電源で 多電圧タップ出力を構成して、個別負荷を駆動するものである。上記回路は、必 要に応じ、可制御分流装置105と出力電圧制御装置の間にダイオード107を 順向に直列接続、又は必要によって出力端に第二フィルタコンデンサ108を並 列接続する。
【0044】 図22は、本項の主コンデンサ調節に依る電圧電流可制御電源の多電圧出力回 路の例3を示す。図22は、主コンデンサ101を交流電源100に直列し、二 組の全波ブリッジ式整流器103の交流端を互いに直列した後、交流電源100 の出力端に接続し、二組のリニア又はスイッチ型ソリッドステート又はディスク リートエレメントは、各々順極性にブリッジ型整流器103の正負極に並列接続 して可制御分流装置105及び、オプションで出力端の負荷電流検測装置111 に直列又は出力端の負荷端子電圧検測装置110に並列して、相対電流又は電圧 を検出し、更に出力電圧制御装置106の制御を受けて、上記2組の全波ブリッ ジ整流器103の接点及び交流電源端子で共同構成された多電圧タップの交流出 力の電圧又は電流を制御する。
【0045】 上記主コンデンサ調節に依る電圧電流可制御電流回路の多電圧タップの分電圧 回路の実施形態は、2段出力電圧の例を示したものであるが、実際の応用に於て は、上記図1〜図22の回路構成を原則として、2段又は2段階以上の回路設計 を行う。この多電圧タップ出力回路構成は以下の原則を含む。
【0046】 多電圧タップ出力電圧段数は、2段又は2段以上のものとする。 多電圧タップ分圧出力の段数に依って同数の可制御分流装置105と直列接続 し、その接点から多電圧を出力する。 多電圧タップ出力の電圧階数と同数個の出力電圧制御装置106を設置し、個 別に可制御分流装置105を制御する。 共同の出力電圧制御装置を設け、個別可制御分流装置105を制御する。
【0047】 この外に、本項の主コンデンサ調節に依る電圧電流可制御電源回路の単電圧又 は多電圧出力の応用回路は、以下の構成を含む。 (1)出力電圧制御装置106は、可制御分流装置105に対して固定バイアス 又は比例バイアス又はトリガ相位角調整回路形態で、出力電圧間に前置電圧安定 回路を設けずに出力電圧に依って変動するもの。 (2)可制御分流装置105に対する出力電圧制御装置106は、固定バイアス 又は比例バイアス又はトリガ一相位角調整回路として出力電圧との間に前置電圧 安定回路を設置し、電圧変動に由る可制御分流装置105への影響を改善するも の。
【0048】 図23はこの回路構成を示す。図中の前置電圧安定回路は、出力電圧制御装置 106、分圧抵抗R201及び出力電圧調整装置の両側に並列されたツエナダイ オードZD201で構成されている。さらに回路は必要に応じ、可制御分流装置 105と出力電圧制御装置の間にダイオード107を順向に直列接続し、又は必 要によって出力端に第二フィルタコンデンサ108を並列接続する。
【0049】 (3)可制御分流装置105に対し、出力電圧制御装置106は、脈波調整機 能出力電圧制御装置CL110に由る脈波長調整(PWM)回路型態の場合、出 力電圧との間に、必要に応じて前置電圧安定回路を設置又は設置しない。 (4)出力電圧制御装置106は、負荷側のフィードバック信号を受けて、可 制御分流装置105に対し、対応の分流電流で出力端電圧又は電流を制御する。
【0050】 以上をまとめると、本考案は、コンデンサとブリッジ整流器を直列して構成さ れた降圧限流整流回路で、整流回路の出力端は並列に可制御分流回路装置を設け て主に出力電圧の設定状態を制御するもので、新規なものにして、電気回路の機 能が明確である。
【図1】本考案の基本回路ブロック図である。
【図2】本考案の主コンデンサを直接全波整流器交流入
力端に直列した回路図である。
力端に直列した回路図である。
【図3】本考案の主コンデンサを変圧器一次コイルと直
列し、二次コイルを全波流量装置に出力する回路図であ
る。
列し、二次コイルを全波流量装置に出力する回路図であ
る。
【図4】本考案の主コンデンサを変圧器二次コイルと整
流器間に直列した回路図である。
流器間に直列した回路図である。
【図5】本考案の主コンデンサを変圧器一次コイルに直
列し、変圧器中間タップの二次コイルと二つのダイオー
ドで全波整流を構成する回路図である。
列し、変圧器中間タップの二次コイルと二つのダイオー
ドで全波整流を構成する回路図である。
【図6】本考案の三組の主コンデンサを各々三相交流電
源と三相全波整流器間に直列した回路図である。
源と三相全波整流器間に直列した回路図である。
【図7】本考案の三組の主コンデンサを各々三相変圧器
二次コイルと三相全波整流器間に直列した回路図であ
る。
二次コイルと三相全波整流器間に直列した回路図であ
る。
【図8】本考案の主コンデンサを単相電源と負荷間に直
列し、全波ブリッジ型整流器の交流端を交流出力端に並
列した回路図である。
列し、全波ブリッジ型整流器の交流端を交流出力端に並
列した回路図である。
【図9】本考案の前段直流出力側を直接可制御分流装置
に並列した回路図である。
に並列した回路図である。
【図10】本考案の直流出力側を先にフィルタコンデン
サに並列した後、更に可制御分流装置に並列した回路図
である。
サに並列した後、更に可制御分流装置に並列した回路図
である。
【図11】本考案の固定バイアス出力電圧制御装置で、
リニア又はスイッチ型ソリッドステート可制御分流装置
又はディスクリートエレメントで構成された可制御分流
装置を制御する回路図である。
リニア又はスイッチ型ソリッドステート可制御分流装置
又はディスクリートエレメントで構成された可制御分流
装置を制御する回路図である。
【図12】本考案の可制御電圧出力電圧制御装置で、サ
イリスタで構成された可制御分流装置を制御する回路図
である。
イリスタで構成された可制御分流装置を制御する回路図
である。
【図13】本考案の分圧抵抗と電源に直列した可制御分
流装置制御端のツエナダイオードで構成された比例バイ
アス回路図である。
流装置制御端のツエナダイオードで構成された比例バイ
アス回路図である。
【図14】本考案の調整及び設定可能バイアスの出力電
圧制御装置に由る可制御分流装置の制御回路図である。
圧制御装置に由る可制御分流装置の制御回路図である。
【図15】本考案の脈波調整機能に由る電圧制御装置で
脈波長調整(PWM)を行う出力電圧制御装置で可制御
分流装置を制御する回路図である。
脈波長調整(PWM)を行う出力電圧制御装置で可制御
分流装置を制御する回路図である。
【図16】本考案のトリガ相位角調整に由る出力電圧制
御装置で、サイリスタで構成された可制御分流装置を制
御する回路図である。
御装置で、サイリスタで構成された可制御分流装置を制
御する回路図である。
【図17】本考案の出力端に順向に直列された隔離ダイ
オードの回路図である。
オードの回路図である。
【図18】本考案の出力側に並列されたフィルタコンデ
ンサの回路図である。
ンサの回路図である。
【図19】本考案の主コンデンサを単相交流電源と負荷
間に直列し、負荷に対する交流電気出力両端に全波整流
器及び可制御分流装置三並列した回路図である。
間に直列し、負荷に対する交流電気出力両端に全波整流
器及び可制御分流装置三並列した回路図である。
【図20】本考案の多電圧出力回路例1である。
【図21】本考案の多電圧出力回路例2である。
【図22】本考案の多電圧出力回路例3である。
【図23】本考案の出力端に前置電圧安定回路を設けた
回路図である。
回路図である。
100 交流電源 101 コンデンサ 102 変圧器 103 整流器 104 第一フィルタコンデンサ 105 可制御分流装置 106 出力電圧制御装置 107 隔離ダイオード 108 第二フィルタコンデンサ 109 負荷 110 負荷端子電圧検出装置 111 負荷電流検出装置 112 制御インタフェース C110 移相コンデンサ CL110 脈波調整出力電圧制御装置 D110 トリガダイオード R101 放電抵抗 R110 限流抵抗 R111、R112、R201 分圧抵抗 SCR110 サイリスタ VR110 可変抵抗 ZD110、ZD201 ツエナダイオード V+ 操作制御用直流電源プラス端
Claims (29)
- 【請求項1】 コンデンサとブリッジ整流器を直列に設
けて構成され、整流回路の出力端に可制御分流回路を並
列設置して、出力電圧設定を制御するコンデンサ調節式
可制御電圧電流電源回路であって、 商用電源又は変圧器二次側出力で、単相又は多相電源を
含む交流電源100と、 交流電源100に直列接続されたコンデンサ101と、 コンデンサ101に並列接続された放電抵抗R101
と、 交流電源100の電圧を変圧する変圧器102と、 コンデンサ101の出力側に接続され、入力交流電気を
全周波直流出力に変換する整流器103と、 整流器103の出力側に接続され、電圧脈動を減少する
第一フィルタコンデンサ104と、 第一フィルタコンデンサ104と並列に接続され、負荷
軽減又は電源側端子電圧が上昇して整流器出力電圧が上
昇した場合、出力電圧の安定を保持する可制御分流装置
105と、 分流装置105を制御し、負荷109に対する出力電圧
を制御する出力電圧制御装置106と、 負荷109に直列に接続され、負荷109の負荷電流を
検出し、検出した電流信号を電圧制御装置106に出力
し、分流装置105に対して電流フィードバック制御を
行うするための負荷電流検出装置111と、 負荷109に並列に接続され、負荷109の負荷電圧を
検出し、検出した電圧信号を電圧制御装置106に出力
して、分流器105を通じて電圧フィードバック制御を
行うための負荷端子電圧検出装置110と、 負荷109における電圧脈動を低減するための第二フィ
ルタコンデンサ108と、 第二フィルタコンデンサ108と整流器103の出力側
との間に設けられ、第二フィルタコンデンサ108の蓄
積電気が電源に逆流することを防ぐ隔離ダイオード10
7とを備えてなることを特徴とするコンデンサ調節式可
制御電圧電流電源回路。 - 【請求項2】 請求項1記載のコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路において、 コンデンサ101の出力端と全波整流器103の入力端
とは直接接続されているコンデンサ調節式可制御電圧電
流電源回路。 - 【請求項3】 請求項1記載のコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路において、 コンデンサ101の出力端と全波整流器103の入力端
との間に、変圧器102が接続されているコンデンサ調
節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項4】 請求項1記載のコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路において、 交流電源100とコンデンサ101の出力端の間に、変
圧器102が接続されているコンデンサ調節式可制御電
圧電流電源回路。 - 【請求項5】 請求項3記載のコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路において、 コンデンサ101の出力端は変圧器102の一次側コイ
ルに接続され、変圧器102は中間引出端子を有し、変
圧器102の二次側コイルの両端が各々ダイオードを直
列接続して全波整流回路を構成するコンデンサ調節式可
制御電圧電流電源回路。 - 【請求項6】 請求項1記載のコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路において、 交流電源100は交流三相電源であり、全波整流器10
3は三相全波整流器であり、交流電源100と三相全波
整流器103間の各相に、各々コンデンサ101が直列
接続されているコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回
路。 - 【請求項7】 請求項4記載のコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路において、 交流三相電源の出力側に三相変圧器102が接続され、
三相変圧器102の二次側コイルに各々コンデンサ10
1が接続されているコンデンサ調節式可制御電圧電流電
源回路。 - 【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路において、 負荷109における負荷電圧を検出する負荷端子電圧検
出装置110と、負荷電流を検出する負荷電流検出装置
111とを備え、検出された負荷電圧と負荷電流に基づ
いて出力電圧制御装置106を制御するコンデンサ調節
式制御電圧電流電源回路。 - 【請求項9】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路において、 分流装置105は、リニア又はスイッチ型ソリッドステ
ート又は機電エレメント又はサイリスタで構成されて全
波整流器103の出力側に並列接続され、出力制御装置
106の制御を受けるコンデンサ調節式制御電圧電流電
源回路。 - 【請求項10】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 全波整流器103の出力側に第1フィルタコンデンサ1
04を介して分流装置105が接続されているコンデン
サ調節式制御電圧電流電源回路。 - 【請求項11】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 分流装置105は、リニア又はスイッチ型ソリッドステ
ート又は機電エレメント又はサイリスタで構成され、固
定バイアス式出力電圧制御装置106の制御を受けるも
のであり、上記固定バイアスは、分流装置105と出力
電圧制御装置106の間に設けられたツエナダイオード
ZD110から得られるコンデンサ調節式可制御電圧電
流電源回路。 - 【請求項12】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 分流装置105は全波整流器103の正端子側から負端
子側に順方向として接続されたサイリスタSCR110
で構成され、出力電圧制御装置106は、全波整流器1
03の正端子側と全波整流器103の負端子との間に接
続された可変抵抗VR110と、サイリスタSCR11
0の制御端子から可変抵抗VR110の中間端子間に、
制御端子側から中間端子側に順方向となるよう接続され
たツエナダイオードZD110とからなるコンデンサ調
節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項13】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 出力電圧制御装置106は、全波整流器103の正端子
側と全波整流器103の負端子との間に接続された分圧
抵抗R111とR112と、分流装置105の制御入力
端子と分圧抵抗R111とR112との接続点間に、分
流装置105側から上記接続点側にかけて順方向として
設けられたツエナダイオードZD110とからなるコン
デンサ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項14】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 出力電圧制御装置106は、全波整流器103の正端子
側と全波整流器103の負端子との間に接続された可変
抵抗VR110と、分流装置105の制御入力端子と可
変抵抗VR110の中間端子間に、分流装置105側か
ら上記中間端子側にかけて順方向として設けられたツエ
ナダイオードZD110とからなるコンデンサ調節式可
制御電圧電流電源回路。 - 【請求項15】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 出力電圧制御装置106は、脈波長調整(PWM)によ
り分流装置105の制御を行う脈波調整出力電圧制御装
置CL110により構成されるコンデンサ調節式可制御
電圧電流電源回路。 - 【請求項16】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 分流装置105は全波整流器103の正端子側から負端
子側に順方向として接続されたサイリスタSCR110
で構成され、出力電圧制御装置106は、全波整流器1
03の正端子側と全波整流器103の負端子との間に直
列接続された可変抵抗VR110及び移相コンデンサC
110と、サイリスタSCR110の制御端子から可変
抵抗VR110の中間端子間に接続されたトリガダイオ
ードD110から構成され、トリガ位相角調整により出
力電圧を制御するものであるコンデンサ調節式可制御電
圧電流電源回路。 - 【請求項17】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記
載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 分流装置105の電源側と出力電圧制御装置106の電
源側との間には、分流装置105から出力電圧制御装置
106側に順方向に設けられたダイオード107が接続
されているコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項18】 請求項17記載のコンデンサ調節式可
制御電圧電流電源回路において、 出力電圧制御装置106には並列接続された第二フィル
タコンデンサ108を備えるコンデンサ調節式可制御電
圧電流電源回路。 - 【請求項19】 請求項1乃至請求項18のいずれかに
記載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 負荷109は、抵抗性又は抵抗を含むインピダンス又は
蓄電池等の直流負荷の駆動に供するものであるコンデン
サ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項20】 請求項8に記載のコンデンサ調節式可
制御電圧電流電源回路において、 交流電源100は単相交流電源であるコンデンサ調節式
可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項21】 請求項9に記載のコンデンサ調節式可
制御電圧電流電源回路を多段に接続して多層直列式可制
御回路を構成し、2組以上のリニア又はスイッチ型ソリ
ッドステート又は機電エレメント又はサイリスタで直列
構成され、更に前段電源の出力端に並列接続し、各組の
分流回路は各々の出力電圧制御装置に接続され、個別の
制御を受け、電源両端及び各分流エレメントの直列接点
は共に多電圧引出線を構成し、各々の出力で個別負荷を
駆動するコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項22】 請求項21に記載のコンデンサ調節式
可制御電圧電流電源回路において、 電圧出力回路は、全波整流電気を提供する前段整流回路
及び二つのリニア又はスイッチ型ソリッドステート又は
機電エレメントで構成された二組の分流回路105を順
向性に直列して更に電源に並列接続して各々個別の出力
電圧制御装置106に接続し、上記二組の分流回路の直
列接点と正負電源で多電圧抽出出力回路を構成し、個別
負荷を構成するコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回
路。 - 【請求項23】 請求項21に記載のコンデンサ調節式
可制御電圧電流電源回路において、 多電圧出力回路は、全波整流電気を提供する前段整流回
路及び二個のサイリスタSCR110で構成された二組
の分流回路105が順向に直列接続された後、電源に並
列接続され、各々の出力電圧制御装置106に接続さ
れ、上記二組のサイリスタで構成された分路回路の直列
接点と正負電源で多電圧抽出出力を構成し、個別負荷を
駆動するものを含むコンデンサ調節式可制御電圧電流電
源回路。 - 【請求項24】 請求項21に記載のコンデンサ調節式
可制御電圧電流電源回路において、 多電圧抽出分圧回路は、コンデンサ101を交流電源1
00に直列接続し、二組の全波ブリッジ整流器103の
交流端を互いに直列して更に交流電源100の出力端に
並列接続され、二組のリニア又はスイッチ型ソリッドス
テート又は機電エレメントは各々順向に各ブリッジ整流
器103の正負端間に接続して、可制御分流装置105
を構成し、及びオプションで出力端の負荷電流検測装置
111に直列出力電圧制御装置106で、上記二組の全
波ブリッジ整流器103の直列接点と交流電源両端で多
電圧抽出の交流出力電圧又は電流を制御するコンデンサ
調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項25】 請求項21乃至請求項24のいずれか
に記載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路にお
いて、 多電圧抽出分圧出力回路は、少なくとも多電圧抽出分圧
出力の電圧段数が二段又は二段以上のもの、又は、多電
圧抽出分圧出力の電圧段数に由って設置された分流器1
05を直列接続し、その接続点から多電圧抽出出力する
もの、又は、多電圧抽出分圧出力の電圧段数に依って設
けられた同数の個別出力電圧制御装置106で各々の可
制御分流器105を制御するもの、又は、共同の出力電
圧制御装置で個別の可制御分流器105を制御するもの
であるコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項26】 請求項21乃至請求項25のいずれか
に記載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路にお
いて、 単電圧又は多電圧抽出出力の応用回路の構成は、出力電
圧制御装置106が可制御分流装置105に対して固定
バイアス又は比例バイアス又はトリガ相位角調整を行う
回路型態で、出力電圧との間に別途前置安定回路を設け
ずに出力電圧に随うコンデンサ調節式可制御電圧電流電
源回路。 - 【請求項27】 請求項21乃至請求項25のいずれか
に記載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路にお
いて、 単電圧又は多電圧抽出出力の応用回路系統の構成は、出
力電圧制御装置106が可制御分流器105に対して固
定バイアス又は比例バイアス又はトリガ相位角調整の制
御型態で、その出力電圧との間に前置電圧安定回路を設
け、出力電圧変動が分流器105の制御に対する影響を
改善するコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項28】 請求項1乃至請求項25のいずれかに
記載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 単電圧又は多電圧抽出出力の応用回路の構成が、可制御
分流器105に対する出力電圧制御装置106が脈波作
動出力電圧制御装置CL110の脈波長調整(PWM)
を行う回路型態である場合、その出力電圧との間は、必
要に応じて前置電圧安定回路の設置の要否を選択するコ
ンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路。 - 【請求項29】 請求項1乃至請求項25のいずれかに
記載のコンデンサ調節式可制御電圧電流電源回路におい
て、 単電圧又は多電圧抽出出力の応用回路構成は、出力電圧
制御装置106が負荷のフィードバック信号を受けて、
分流器105に対して、それに対応する分電流で出力電
圧又は出力電力の制御を行うコンデンサ調節式可制御電
圧電流電源回路。
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