JP3151131B2 - ハーフブリッジ型インバータの入力電源回路 - Google Patents
ハーフブリッジ型インバータの入力電源回路Info
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- JP3151131B2 JP3151131B2 JP22705495A JP22705495A JP3151131B2 JP 3151131 B2 JP3151131 B2 JP 3151131B2 JP 22705495 A JP22705495 A JP 22705495A JP 22705495 A JP22705495 A JP 22705495A JP 3151131 B2 JP3151131 B2 JP 3151131B2
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- Japan
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- chopper circuit
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＵＰＳを構成す
るハーフブリッジ型インバータに±直流２電源を供給す
る入力電源回路に関する。
るハーフブリッジ型インバータに±直流２電源を供給す
る入力電源回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハーフブリッジ型インバータに±直流２
電源を供給する方法としては図４に示すように、商用交
流電源が入力可能な時は昇圧チョッパ型の高力率コンバ
ータから供給し、停電の場合にはバッテリー電源を備え
た昇圧コンバータから供給していた。図４において、高
力率コンバータ１１０は保護ヒューズ１０２とスイッチ
１０３を介して商用交流電源１０１を入力し、スイッチ
ング素子１１４と１１５を交互に高周波スイッチングさ
せることによりインバータ１０５へ±直流２電源を供給
する。商用交流電源が停電の時は、昇圧コンバータ１３
０におけるバッテリー電源１３１のプラス端子側に設け
たスイッチ１３６をオンとし、スイッチング素子１３２
のオン・オフ制御によってリアクタ１３３と１３４に蓄
積されたエネルギーをインバータ１０５のプラス電源と
マイナス電源に供給する。
電源を供給する方法としては図４に示すように、商用交
流電源が入力可能な時は昇圧チョッパ型の高力率コンバ
ータから供給し、停電の場合にはバッテリー電源を備え
た昇圧コンバータから供給していた。図４において、高
力率コンバータ１１０は保護ヒューズ１０２とスイッチ
１０３を介して商用交流電源１０１を入力し、スイッチ
ング素子１１４と１１５を交互に高周波スイッチングさ
せることによりインバータ１０５へ±直流２電源を供給
する。商用交流電源が停電の時は、昇圧コンバータ１３
０におけるバッテリー電源１３１のプラス端子側に設け
たスイッチ１３６をオンとし、スイッチング素子１３２
のオン・オフ制御によってリアクタ１３３と１３４に蓄
積されたエネルギーをインバータ１０５のプラス電源と
マイナス電源に供給する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
技術によるハーフブリッジ型インバータへの入力電源回
路は、高力率コンバータと昇圧コンバータの２回路によ
って構成しているので、部品点数が多く、低価格化させ
ることは困難であった。この発明は、上述した従来技術
の欠点を解消するためになされたものであって、回路の
構成要素を共用とすることによって部品点数を減少さ
せ、低価格化を可能としたものである。
技術によるハーフブリッジ型インバータへの入力電源回
路は、高力率コンバータと昇圧コンバータの２回路によ
って構成しているので、部品点数が多く、低価格化させ
ることは困難であった。この発明は、上述した従来技術
の欠点を解消するためになされたものであって、回路の
構成要素を共用とすることによって部品点数を減少さ
せ、低価格化を可能としたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明によるハーフブ
リッジ型インバータの入力電源回路は、入力電源回路を
構成する昇圧チョッパ回路におけるプラス電源線とマイ
ナス電源線に同一極性の端子をそれぞれ接続した単一の
バッテリーの両極端子間に第１と第２の半導体スイッチ
より成る直列回路を並列接続すると共に、前記昇圧チョ
ッパ回路における中性線に前記第１と第２の半導体スイ
ッチの直列接続点を接続して前記ハーフブリッジ型イン
バータの±直流２電源の昇圧チョッパ回路を構成し、さ
らに、商用交流電源と並列コンデンサの一端を前記昇圧
チョッパ回路におけるプラス電源線とマイナス電源線に
それぞれダイオードを介して接続すると共に、前記商用
交流電源と並列コンデンサの他端を昇圧チョッパ回路に
おける中性線と接続することによって前記昇圧チョッパ
回路に並列接続した高力率コンバータを構成し、商用交
流電源の有無に対応させて高力率コンバータまたは昇圧
チョッパ回路から±直流２電源を供給するようにした。
リッジ型インバータの入力電源回路は、入力電源回路を
構成する昇圧チョッパ回路におけるプラス電源線とマイ
ナス電源線に同一極性の端子をそれぞれ接続した単一の
バッテリーの両極端子間に第１と第２の半導体スイッチ
より成る直列回路を並列接続すると共に、前記昇圧チョ
ッパ回路における中性線に前記第１と第２の半導体スイ
ッチの直列接続点を接続して前記ハーフブリッジ型イン
バータの±直流２電源の昇圧チョッパ回路を構成し、さ
らに、商用交流電源と並列コンデンサの一端を前記昇圧
チョッパ回路におけるプラス電源線とマイナス電源線に
それぞれダイオードを介して接続すると共に、前記商用
交流電源と並列コンデンサの他端を昇圧チョッパ回路に
おける中性線と接続することによって前記昇圧チョッパ
回路に並列接続した高力率コンバータを構成し、商用交
流電源の有無に対応させて高力率コンバータまたは昇圧
チョッパ回路から±直流２電源を供給するようにした。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を参照しながら説明する。図１は、この発明によるハ
ーフブリッジ型インバータの入力電源回路の構成を示す
ブロック図であり、回路の構成要素を共用化した高力率
コンバータと昇圧チョッパ回路を組み合わせた入力電源
回路である。図１において、昇圧チョッパ回路を構成す
る単一のバッテリー５のプラス端子には保護ヒューズ１
８，過放電防止スイッチ１７，ダイオード２１が接続し
てあり、前記バッテリー５のマイナス端子にはダイオー
ド２２が接続してある。また、第１の半導体スイッチ６
と第２の半導体スイッチ７の直列回路は、ダイオード２
１と過放電防止スイッチ１７の接続点とバッテリー５の
マイナス端子とダイオード２２の接続点の間に並列接続
してあり、第１の半導体スイッチ６と第２の半導体スイ
ッチ７の直列接続点は昇圧チョッパ回路の中性線と接続
してある。なお、第１の半導体スイッチ６と第２の半導
体スイッチ７は共にバイパスダイオードを備えたＦＥＴ
で構成してある。
面を参照しながら説明する。図１は、この発明によるハ
ーフブリッジ型インバータの入力電源回路の構成を示す
ブロック図であり、回路の構成要素を共用化した高力率
コンバータと昇圧チョッパ回路を組み合わせた入力電源
回路である。図１において、昇圧チョッパ回路を構成す
る単一のバッテリー５のプラス端子には保護ヒューズ１
８，過放電防止スイッチ１７，ダイオード２１が接続し
てあり、前記バッテリー５のマイナス端子にはダイオー
ド２２が接続してある。また、第１の半導体スイッチ６
と第２の半導体スイッチ７の直列回路は、ダイオード２
１と過放電防止スイッチ１７の接続点とバッテリー５の
マイナス端子とダイオード２２の接続点の間に並列接続
してあり、第１の半導体スイッチ６と第２の半導体スイ
ッチ７の直列接続点は昇圧チョッパ回路の中性線と接続
してある。なお、第１の半導体スイッチ６と第２の半導
体スイッチ７は共にバイパスダイオードを備えたＦＥＴ
で構成してある。
【０００６】昇圧チョッパ回路におけるインバータ１０
のプラス電源端子と中性線の間にはコンデンサ１３が並
列接続してあり、中性線とインバータ１０のマイナス電
源端子の間にはコンデンサ１４が並列接続してある。ま
た、ダイオード１５とダイオード２１の接続点と前記プ
ラス電源端子の間にはリアクタ１１とダイオード１９よ
り成る直列回路が接続してあり、ダイオード１６とダイ
オード２２の接続点と前記マイナス電源端子の間にはリ
アクタ１２とダイオード２０より成る直列回路が接続し
てある。高周波スイッチングを行う第３のスイッチング
素子８と第４のスイッチング素子９は、リアクタ１１と
ダイオード１９の接続点と中性線の間、およびリアクタ
１２とダイオード２０の接続点と中性線の間にそれぞれ
並列接続してある。上述したリアクタ１１と１２，第３
と第４のスイッチング素子８と９，コンデンサ１３と１
４，ダイオード１９と２０，２１と２２，バッテリー
５，第１の半導体スイッチ６と第２の半導体スイッチ７
等によって±直流２電源を供給する昇圧チョッパ回路を
構成している。
のプラス電源端子と中性線の間にはコンデンサ１３が並
列接続してあり、中性線とインバータ１０のマイナス電
源端子の間にはコンデンサ１４が並列接続してある。ま
た、ダイオード１５とダイオード２１の接続点と前記プ
ラス電源端子の間にはリアクタ１１とダイオード１９よ
り成る直列回路が接続してあり、ダイオード１６とダイ
オード２２の接続点と前記マイナス電源端子の間にはリ
アクタ１２とダイオード２０より成る直列回路が接続し
てある。高周波スイッチングを行う第３のスイッチング
素子８と第４のスイッチング素子９は、リアクタ１１と
ダイオード１９の接続点と中性線の間、およびリアクタ
１２とダイオード２０の接続点と中性線の間にそれぞれ
並列接続してある。上述したリアクタ１１と１２，第３
と第４のスイッチング素子８と９，コンデンサ１３と１
４，ダイオード１９と２０，２１と２２，バッテリー
５，第１の半導体スイッチ６と第２の半導体スイッチ７
等によって±直流２電源を供給する昇圧チョッパ回路を
構成している。
【０００７】商用交流電源１の一端は保護ヒューズ２，
スイッチ３，ダイオード１５を介して前記昇圧チョッパ
回路におけるプラス電源線と、ダイオード１６を介して
マイナス電源線と接続してあり、前記商用交流電源１の
他端は前記昇圧チョッパ回路の中性線と接続することに
よって前記昇圧チョッパ回路に並列接続した高力率コン
バータを構成している。なお、スイッチ３とダイオード
１５の接続点と中性線の間にはコンデンサ４が並列接続
してある。即ち、第３のスイッチング素子８，第４のス
イッチング素子９，２つの並列コンデンサ１３と１４等
は昇圧チョッパ回路と高力率コンバータに共用の構成要
素である。
スイッチ３，ダイオード１５を介して前記昇圧チョッパ
回路におけるプラス電源線と、ダイオード１６を介して
マイナス電源線と接続してあり、前記商用交流電源１の
他端は前記昇圧チョッパ回路の中性線と接続することに
よって前記昇圧チョッパ回路に並列接続した高力率コン
バータを構成している。なお、スイッチ３とダイオード
１５の接続点と中性線の間にはコンデンサ４が並列接続
してある。即ち、第３のスイッチング素子８，第４のス
イッチング素子９，２つの並列コンデンサ１３と１４等
は昇圧チョッパ回路と高力率コンバータに共用の構成要
素である。
【０００８】図２は商用交流電源入力時（正常時）にお
ける高力率コンバータの動作特性を示す波形図である。
図２（ａ）は商用交流電源の入力電圧波形を示し、図２
（ｂ）は第３のスイッチング素子８の動作特性を、図２
（ｃ）は第４のスイッチング素子９の動作特性を示す。
商用交流電源１が正常な場合には、スイッチ３をオンと
すると共に過放電防止スイッチ１７はオフとしておく。
商用交流電源１の入力電圧波形が正の時は、リアクタ１
１，第３のスイッチング素子８，ダイオード１９，コン
デンサ１３より成るプラス電源用昇圧チョッパ回路が作
動し、インバータ１０へ＋の直流電源を供給し、インバ
ータ１０から正の半波の電圧波形を出力する。商用交流
電源１の入力電圧波形が負の時は、リアクタ１２，第４
のスイッチング素子９，ダイオード２０，コンデンサ１
４より成るマイナス電源用昇圧チョッパ回路が作動し、
インバータ１０へ−の直流電源を供給し、インバータ１
０から負の半波の電圧波形を出力する。なお、第３のス
イッチング素子８は入力電圧波形が正の半波の期間だけ
高周波スイッチングし、第４のスイッチング素子９は入
力電圧波形が負の半波の期間だけ高周波スイッチングす
る。
ける高力率コンバータの動作特性を示す波形図である。
図２（ａ）は商用交流電源の入力電圧波形を示し、図２
（ｂ）は第３のスイッチング素子８の動作特性を、図２
（ｃ）は第４のスイッチング素子９の動作特性を示す。
商用交流電源１が正常な場合には、スイッチ３をオンと
すると共に過放電防止スイッチ１７はオフとしておく。
商用交流電源１の入力電圧波形が正の時は、リアクタ１
１，第３のスイッチング素子８，ダイオード１９，コン
デンサ１３より成るプラス電源用昇圧チョッパ回路が作
動し、インバータ１０へ＋の直流電源を供給し、インバ
ータ１０から正の半波の電圧波形を出力する。商用交流
電源１の入力電圧波形が負の時は、リアクタ１２，第４
のスイッチング素子９，ダイオード２０，コンデンサ１
４より成るマイナス電源用昇圧チョッパ回路が作動し、
インバータ１０へ−の直流電源を供給し、インバータ１
０から負の半波の電圧波形を出力する。なお、第３のス
イッチング素子８は入力電圧波形が正の半波の期間だけ
高周波スイッチングし、第４のスイッチング素子９は入
力電圧波形が負の半波の期間だけ高周波スイッチングす
る。
【０００９】商用交流電源が停電の場合には、スイッチ
３はオフ、過放電防止スイッチ１７はオンとしてバッテ
リー電源５による昇圧チョッパ回路を作動させる。図３
は昇圧チョッパ回路の動作特性を示す波形図であって、
図３（ａ）はインバータの出力電圧波形、図３（ｂ），
図３（ｃ），図３（ｄ），図３（ｅ）はそれぞれ第２，
第１の半導体スイッチ、第３，第４のスイッチング素子
の動作特性を示す。第２の半導体スイッチ７をオン、第
１の半導体スイッチ６をオフとすると、バッテリー５の
プラス極は保護ヒューズ１８〜過放電防止スイッチ１７
〜ダイオード２１〜リアクタ１１〜ダイオード１９を介
してインバータ１０のプラス電源端子に接続され、バッ
テリー５のマイナス極は第２の半導体スイッチ７を介し
て中性線に接続される。また、第１の半導体スイッチ６
をオン、第２の半導体スイッチ７をオフとするとバッテ
リー５のプラス極は保護ヒューズ１８〜過放電防止スイ
ッチ１７〜第１の半導体スイッチ６を介して中性線に接
続され、バッテリー５のマイナス極はダイオード２２〜
リアクタ１２〜ダイオード２０を介してインバータ１０
のマイナス電源端子に接続される。即ち、第１の半導体
スイッチ６と第２の半導体スイッチ７を交互に半周期ご
とにオン・オフ制御することにより、単一のバッテリー
電源５を交互に±直流２電源に切り換えて昇圧チョッパ
回路に供給できる。
３はオフ、過放電防止スイッチ１７はオンとしてバッテ
リー電源５による昇圧チョッパ回路を作動させる。図３
は昇圧チョッパ回路の動作特性を示す波形図であって、
図３（ａ）はインバータの出力電圧波形、図３（ｂ），
図３（ｃ），図３（ｄ），図３（ｅ）はそれぞれ第２，
第１の半導体スイッチ、第３，第４のスイッチング素子
の動作特性を示す。第２の半導体スイッチ７をオン、第
１の半導体スイッチ６をオフとすると、バッテリー５の
プラス極は保護ヒューズ１８〜過放電防止スイッチ１７
〜ダイオード２１〜リアクタ１１〜ダイオード１９を介
してインバータ１０のプラス電源端子に接続され、バッ
テリー５のマイナス極は第２の半導体スイッチ７を介し
て中性線に接続される。また、第１の半導体スイッチ６
をオン、第２の半導体スイッチ７をオフとするとバッテ
リー５のプラス極は保護ヒューズ１８〜過放電防止スイ
ッチ１７〜第１の半導体スイッチ６を介して中性線に接
続され、バッテリー５のマイナス極はダイオード２２〜
リアクタ１２〜ダイオード２０を介してインバータ１０
のマイナス電源端子に接続される。即ち、第１の半導体
スイッチ６と第２の半導体スイッチ７を交互に半周期ご
とにオン・オフ制御することにより、単一のバッテリー
電源５を交互に±直流２電源に切り換えて昇圧チョッパ
回路に供給できる。
【００１０】第２の半導体スイッチ７のオン期間に同期
して第３のスイッチング素子８を高周波スイッチングす
ると、インバータ１０へ＋の直流電源が供給され、イン
バータ１０から正の半波の電圧波形が出力される。ま
た、第１の半導体スイッチ６のオン期間に同期して第４
のスイッチング素子９を高周波スイッチングすると、イ
ンバータ１０へ−の直流電源が供給され、インバータ１
０から負の半波の電圧波形が出力される。
して第３のスイッチング素子８を高周波スイッチングす
ると、インバータ１０へ＋の直流電源が供給され、イン
バータ１０から正の半波の電圧波形が出力される。ま
た、第１の半導体スイッチ６のオン期間に同期して第４
のスイッチング素子９を高周波スイッチングすると、イ
ンバータ１０へ−の直流電源が供給され、インバータ１
０から負の半波の電圧波形が出力される。
【００１１】以上の説明から明らかなように、商用交流
電源が正常時における高力率コンバータと停電時におけ
る昇圧チョッパ回路とは、第３と第４のスイッチング素
子および２つの並列コンデンサ等を共用しているのでハ
ーフブリッジ型インバータの入力電源回路の構成要素を
削減させることができる。
電源が正常時における高力率コンバータと停電時におけ
る昇圧チョッパ回路とは、第３と第４のスイッチング素
子および２つの並列コンデンサ等を共用しているのでハ
ーフブリッジ型インバータの入力電源回路の構成要素を
削減させることができる。
【００１２】
【発明の効果】この発明によるハーフブリッジ型インバ
ータの入力電源回路は、±直流２電源の昇圧チョッパ回
路に高力率コンバータを並列接続して構成し、かつ、構
成要素の一部を共用化したものであり、商用交流電源が
正常な場合には高力率コンバータから、商用交流電源が
停電の場合には昇圧チョッパ回路からインバータ１０に
±直流２電源を供給する。従って、回路の構成要素を共
用化しているので入力電源回路全体としての回路構成は
簡略化され、部品点数を大幅に削減でき、低価格化が可
能となる。また、スイッチング素子は半波ずつ動作させ
るものであるから、出力電力の半分の電力を備えた安価
なスイッチング素子でよい。
ータの入力電源回路は、±直流２電源の昇圧チョッパ回
路に高力率コンバータを並列接続して構成し、かつ、構
成要素の一部を共用化したものであり、商用交流電源が
正常な場合には高力率コンバータから、商用交流電源が
停電の場合には昇圧チョッパ回路からインバータ１０に
±直流２電源を供給する。従って、回路の構成要素を共
用化しているので入力電源回路全体としての回路構成は
簡略化され、部品点数を大幅に削減でき、低価格化が可
能となる。また、スイッチング素子は半波ずつ動作させ
るものであるから、出力電力の半分の電力を備えた安価
なスイッチング素子でよい。
【図１】この発明によるハーフブリッジ型インバータの
入力電源回路の構成を示すブロック図。
入力電源回路の構成を示すブロック図。
【図２】波形図。
【図３】波形図。
【図４】従来技術におけるハーフブリッジ型インバータ
の入力電源回路のブロック図。
の入力電源回路のブロック図。
１ 商用交流電源 ５ バッテリー ６ 第１の半導体スイッチ（ＦＥＴ） ７ 第２の半導体スイッチ（ＦＥＴ） ８ 第３のスイッチング素子 ９ 第４のスイッチング素子 １０ インバータ １１，１２ リアクタ ４，１３，１４ コンデンサ ２，１８ ヒューズ ３，１７ スイッチ １５，１６，１９，２０，２１，２２ ダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−303337（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02M 3/155 H02M 7/217
Claims (1)
- 【請求項１】 ハーフブリッジ型インバータに±直流２
電源を供給する入力電源回路において、 前記入力電源回路を構成する昇圧チョッパ回路における
プラス電源線とマイナス電源線に同一極性の端子をそれ
ぞれ接続した単一のバッテリー電源の両極端子間に第１
の半導体スイッチと第２の半導体スイッチより成る直列
回路を並列接続すると共に、前記昇圧チョッパ回路にお
ける中性線に前記第１の半導体スイッチと第２の半導体
スイッチとの直列接続点を接続することにより前記ハー
フブリッジ型インバータの±直流２電源の昇圧チョッパ
回路を構成し、 さらに、商用交流電源と並列コンデンサの一端を前記昇
圧チョッパ回路におけるプラス電源線とマイナス電源線
にそれぞれダイオードを介して接続すると共に、 前記商用交流電源と並列コンデンサの他端を前記昇圧チ
ョッパ回路における中性線と接続することによって前記
昇圧チョッパ回路に並列接続した高力率コンバータ構成
し、 商用交流電源が入力可能な時は高力率コンバータから、
商用交流電源が停電の時は±直流２電源の昇圧チョッパ
回路からハーフブリッジ型インバータの入力電源を供給
することを特徴とするハーフブリッジ型インバータの入
力電源回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22705495A JP3151131B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ハーフブリッジ型インバータの入力電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22705495A JP3151131B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ハーフブリッジ型インバータの入力電源回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0956173A JPH0956173A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3151131B2 true JP3151131B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=16854812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22705495A Expired - Fee Related JP3151131B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | ハーフブリッジ型インバータの入力電源回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151131B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100379130C (zh) * | 2003-04-22 | 2008-04-02 | 中兴通讯股份有限公司 | 三电平输出的三相功率因数校正电路及其控制装置 |
| CN100438260C (zh) * | 2005-03-11 | 2008-11-26 | 台达电子工业股份有限公司 | 升压电路的控制方法 |
| CN101090203A (zh) | 2007-07-06 | 2007-12-19 | 艾默生网络能源有限公司 | 在线式不间断ups系统 |
| JP2013138560A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| CN102593910B (zh) * | 2012-03-02 | 2014-12-10 | 华为技术有限公司 | 一种不间断电源 |
| WO2013185847A1 (en) * | 2012-06-15 | 2013-12-19 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and apparatus for performing power conversion |
| CN103731050B (zh) * | 2013-12-30 | 2016-01-20 | 江阴市六和智能设备有限公司 | 交错并联降压斩波直流电流源储能控制系统及其控制方法 |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP22705495A patent/JP3151131B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0956173A (ja) | 1997-02-25 |
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