JP3180184B2 - AC power supply device and impedance converter used therefor - Google Patents
AC power supply device and impedance converter used thereforInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、定電圧源から変動
する負荷に対して一定電流を供給し、また定電流源から
一定電圧を要求する負荷に電力を供給するための交流電
源装置及びこれに用いるインピーダンス変換器に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC power supply for supplying a constant current from a constant voltage source to a fluctuating load and supplying power from a constant current source to a load requiring a constant voltage. The present invention relates to an impedance converter used for the above.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】変動す
る負荷に対して一定電流を供給する場合、従来にあって
は図4に示す如き交流定電流源が用いられてきた(特表
平6−506099号公報)。図4は従来の交流定電流
源を示す回路図であり、図中61は交流電源,62は負
荷,63は共振回路を示している。交流電源61は共振
回路63を介在させて負荷62と接続されている。共振
回路63はインダクタ(インダクタンスL)63a,キ
ャパシタ(キャパシタンスC)63bにて構成されてお
り、その共振周波数を交流電源61の周波数に同調させ
ることで、負荷62のインピーダンスZ2 の如何にかか
わらず、定電流I2 を負荷62に供給し得るようになっ
ている。2. Description of the Related Art When a constant current is supplied to a fluctuating load, an AC constant current source as shown in FIG. 50606099). FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional AC constant current source, in which 61 indicates an AC power supply, 62 indicates a load, and 63 indicates a resonance circuit. The AC power supply 61 is connected to a load 62 via a resonance circuit 63. Resonant circuit 63 the inductor (inductance L) 63a, which is constituted by the capacitor (capacitance C) 63 b, by tuning the resonant frequency to the frequency of the AC power source 61, regardless of the impedance Z 2 of the load 62 , and it is able to provide a constant current I 2 to the load 62.
【0003】いま、交流電源61と共振回路63との接
続点である共振回路63の入力端子1,1′間の電圧を
V1 、共振回路63と負荷62との接続点である共振回
路63の出力端子2,2′間の電圧をV2 、入力端子1
を流れる電流をI1 ,出力端子2から負荷62に供給さ
れる電流をI2 とすると、電流I2 は下記(1)式で表
される。Now, the voltage between the input terminals 1 and 1 'of the resonance circuit 63, which is the connection point between the AC power supply 61 and the resonance circuit 63, is V 1 , and the resonance circuit 63, which is the connection point between the resonance circuit 63 and the load 62, the output terminal 2, 2 'V 2 the voltage between the input terminals 1
I 1 the current through, the current supplied from the output terminal 2 to a load 62 when the I 2, the current I 2 is represented by the following equation (1).
【0004】[0004]
【数1】 (Equation 1)
【0005】ところでこのような従来の交流定電流源に
あっては、例えば出力端子2,2′が短絡された場合、
電圧V2 は零となり、負荷62に供給される電力は零に
なるものの、入力端子1,1′の入力電流I1 は零には
ならず、I1 =V1 /ωLの無駄な電流が流れ続け、効
率が悪いという問題があった。In such a conventional AC constant current source, for example, when the output terminals 2 and 2 'are short-circuited,
Although the voltage V 2 becomes zero and the power supplied to the load 62 becomes zero, the input current I 1 of the input terminals 1 and 1 ′ does not become zero, and a wasteful current of I 1 = V 1 / ωL is generated. There was a problem that flow continued and efficiency was poor.
【0006】また、交流定電流源を用いた装置として、
図5に示す如き電球点灯回路が知られている(特開昭5
5−119393号公報)。図5は従来の電球の点灯回
路を示す回路図であり、交流定電流源71に対し、多数
の電球72a〜72dが直列に接続されている。73a
〜73dは各電球72a〜72d夫々に対して並列に接
続した電圧制限器であり、電球72a〜72dのうちの
1つ、例えば電球72aが断線しても他の電球72b〜
72dが消灯することのないよう電球72aの電圧を制
限するためのものである。[0006] Further, as an apparatus using an AC constant current source,
A bulb lighting circuit as shown in FIG.
No. 5-119393). FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional lighting circuit for a light bulb. A large number of light bulbs 72 a to 72 d are connected in series to an AC constant current source 71. 73a
73d is a voltage limiter connected in parallel to each of the bulbs 72a to 72d. Even if one of the bulbs 72a to 72d, for example, the bulb 72a is disconnected, the other bulbs 72b to 72d are connected.
This is for limiting the voltage of the light bulb 72a so that the light 72d does not go out.
【0007】このような電球点灯回路では各電球72a
〜72dは直列に接続されているから全ての電球72a
〜72dに対し同じ大きさの電流が供給され、たとえ線
の長さが長くなっても各電球は同じ明るさに点灯され
る。ところが前述の如き電圧制限器73a〜73dを用
いても電球72aが断線するとその端子の電圧上昇が交
流定電流源71の電圧上昇を招来し、その負担を増大さ
せてしまうという問題があった。In such a bulb lighting circuit, each bulb 72a
To 72d are connected in series, so all the bulbs 72a
The same amount of current is supplied to .about.72d, and even if the length of the line becomes longer, each bulb is lit to the same brightness. However, even if the voltage limiters 73a to 73d are used as described above, if the bulb 72a is disconnected, a rise in the voltage of the terminal will cause a rise in the voltage of the AC constant current source 71, thereby increasing the burden.
【0008】また、電球72aが断線した場合、電球7
2aの端子はこれを短絡するのが望ましいが、このよう
な構成は回路が複雑となり、また短絡のために能動素子
を使用することは信頼性の低下を招くこととなる等の問
題もあった。更に従来交流定電流源として、従来知られ
ている市販のものを使用するのが普通であるが、交流定
電流装置は定電圧装置の如く広く普及しておらず、しか
も構造が複雑で部品点数が多く、コストが高いという問
題もあった。When the light bulb 72a is disconnected, the light bulb 7
It is desirable that the terminal 2a be short-circuited. However, such a configuration has a problem that the circuit becomes complicated, and the use of an active element for short-circuiting causes a decrease in reliability. . Further, as a conventional AC constant current source, a conventionally known commercial constant current source is usually used. However, an AC constant current device is not widely used as a constant voltage device, and its structure is complicated and the number of parts is small. However, there was also a problem that the cost was high.
【0009】この対策として、本発明者は交流定電流源
を得る手段として、交流定電圧源とインピーダンス変換
器とを組み合わせることに思い到った。ただ従来のイン
ピーダンス変換器は図6に示す如き、イミタンス変換器
と称されるものが用いられており、電源周波数による波
長の1/4 に相当する線路80を用いる構造となってい
る。線路80の長さは電源81の周波数に対応する波長
の1/4 に相当し、その特性インピーダンスをZ0 とする
と入力端子1,1′、出力端子2,2′夫々における電
圧V1 ,V2 、電流I1 ,I2 の関係は(2)式で表さ
れる。As a countermeasure against this, the present inventor has come up with the idea of combining an AC constant voltage source and an impedance converter as means for obtaining an AC constant current source. However, as shown in FIG. 6, a conventional impedance converter called an immittance converter is used, and has a structure using a line 80 corresponding to / 4 of the wavelength depending on the power supply frequency. The length of the line 80 corresponds to / 4 of the wavelength corresponding to the frequency of the power supply 81. If the characteristic impedance is Z 0 , the voltages V 1 and V 1 at the input terminals 1 and 1 ′ and the output terminals 2 and 2 ′ respectively. 2 , the relationship between the currents I 1 and I 2 is expressed by equation (2).
【0010】[0010]
【数2】 (Equation 2)
【0011】出力端子2,2′に負荷82(インピーダ
ンスZ2 )を接続すると入力端子1,1′からみたイン
ピーダンスZ1 は(3)式で表される。When a load 82 (impedance Z 2 ) is connected to the output terminals 2 and 2 ′, the impedance Z 1 viewed from the input terminals 1 and 1 ′ is expressed by the following equation (3).
【0012】[0012]
【数3】 (Equation 3)
【0013】(3)式から明らかな如くインピーダンス
Z1 は負荷82のインピーダンスZ 2 の逆数に比例す
る。また、前記(2)式から電流I2 ,I1 は(4),
(5)式で夫々表される。As is apparent from equation (3), impedance
Z1Is the impedance Z of the load 82 TwoProportional to the reciprocal of
You. Further, from the above equation (2), the current ITwo, I1Is (4),
Each is represented by the equation (5).
【0014】[0014]
【数4】 (Equation 4)
【0015】このようなイミタンス変換器では前記
(4)式から明らかなように出力電流I 2 は入力電圧V
1 に比例し、同じく前記(5)式から入力電流I1 は出
力電圧V 2 、即ち負荷82の電圧V2 に比例し、負荷8
2のインピーダンスZ2 に比例して入力電流I1 が流れ
ることとなる。同様に(4)、(5)式から出力電圧V
2 は入力電流I1 に比例し、入力電圧V1 は出力電流I
2 、即ち負荷82への供給電流に比例する。即ち、交流
定電圧源を交流定電流源に変換したものとなる。In such an immittance converter,
As is apparent from equation (4), the output current I TwoIs the input voltage V
1And the input current I1Is out
Force voltage V TwoThat is, the voltage V of the load 82TwoAnd the load 8
2 impedance ZTwoThe input current I is proportional to1Flows
The Rukoto. Similarly, the output voltage V is calculated from the equations (4) and (5).
TwoIs the input current I1And the input voltage V1Is the output current I
TwoThat is, it is proportional to the supply current to the load 82. That is, AC
The constant voltage source is converted to an AC constant current source.
【0016】ところが、このような従来のイミタンス変
換器にあっては、通常1/4 波長に相当する長さの線路8
0の適用域は線路80の長さが数十cm以下となる周波
数、即ち100メガヘルツ以上が使用領域であって、通
常電源と負荷とを結ぶケーブルと負荷との整合、2つの
特性インピーダンスの異なるケーブルのインピーダンス
整合等に用いられる。However, in such a conventional immittance converter, a line 8 having a length usually corresponding to 1/4 wavelength is used.
The application range of 0 is a frequency in which the length of the line 80 is several tens of cm or less, that is, a use range of 100 MHz or more, and the matching between the cable that normally connects the power supply and the load and the load, and the two characteristic impedances are different. Used for impedance matching of cables.
【0017】しかし、このようなイミタンス変換器を電
力の伝達に有利な数十キロヘルツ以下の周波数の交流電
源に対して使用しようとすると数千m以上の線路長を必
要とすることとなり、現実的ではないという問題があ
る。また、電力を交流定電流源から供給する場合には、
できるだけ簡単な構成で交流定電圧源に変換する装置が
求められている。However, if such an immittance converter is used for an AC power supply having a frequency of several tens of kilohertz or less, which is advantageous for power transmission, a line length of several thousand m or more is required, and this is practical. There is a problem that is not. When supplying power from an AC constant current source,
There is a need for a device for converting an AC constant voltage source with a configuration as simple as possible.
【0018】本発明はかかる事情に鑑みなされたもので
あって、第1の目的は交流定電圧源、又は交流定電流源
と、インピーダンス変換器とを組み合わせることで交流
定電流源、又は交流定電圧源を簡単に構成可能とするに
ある。The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object is to combine an AC constant voltage source or an AC constant current source with an impedance converter to obtain an AC constant current source or an AC constant current source. The purpose is to make the voltage source easily configurable.
【0019】第2の目的はインピーダンス回路をブリッ
ジ形の4端子回路で構成することで小型軽量化が図れて
コスト低減を可能とすることにある。It is a second object of the present invention to reduce the size and weight by reducing the cost by making the impedance circuit a bridge-type four-terminal circuit.
【0020】[0020]
【課題を解決するための手段】第1の発明に係る交流電
源装置は、交流定電圧源と、これに接続されたブリッジ
形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換器とを
備え、該インピーダンス変換器から、その入力電圧に比
例した交流定電流を出力するようにしたことを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided an AC power supply apparatus comprising: an AC constant voltage source; and an impedance converter connected to the AC constant voltage source and configured by a bridge-type four-terminal circuit. The converter outputs an AC constant current proportional to the input voltage.
【0021】第1の発明にあっては、交流定電圧源とブ
リッジ形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換
器とを組合せることで、インピーダンス変換器は、入力
電圧に比例した電流を出力するから、入力電圧を一定に
するために電圧源として、交流電圧源を用いることで負
荷に対して交流定電流を付与せしめ得る。According to the first aspect of the present invention, the impedance converter outputs a current proportional to the input voltage by combining the AC constant voltage source and the impedance converter constituted by a bridge type four-terminal circuit. Therefore, by using an AC voltage source as a voltage source to make the input voltage constant, an AC constant current can be applied to the load.
【0022】第2の発明に係る交流電源装置は、交流定
電流源と、これに接続されたブリッジ形の4端子回路で
構成されたインピーダンス変換器とを備え、該インピー
ダンス変換器から、その入力電流に比例した交流定電圧
を出力するようにしたことを特徴とする。An AC power supply according to a second aspect of the present invention includes an AC constant current source, and an impedance converter connected to the constant current source and configured by a bridge-type four-terminal circuit. It is characterized in that it outputs an AC constant voltage proportional to the current.
【0023】第2の発明にあっては、交流定電流源とブ
リッジ形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換
器とを組合せることで、インピーダンス変換器は入力電
流に比例した電圧を出力するから、入力電流を一定にす
るために電流源として交流定電流源を用いることで負荷
に対し交流定電圧を付与せしめ得る。According to the second aspect of the present invention, the impedance converter outputs a voltage proportional to the input current by combining the AC constant current source and the impedance converter constituted by a bridge type four-terminal circuit. Thus, by using an AC constant current source as a current source to make the input current constant, an AC constant voltage can be applied to the load.
【0024】第3の発明に係るインピーダンス変換器
は、ブリッジ形の4端子回路で構成され、対応する各入
力端子と出力端子との間にインダクタを夫々介装し、ま
た対応する対角上の入力端子と出力端子との間に夫々キ
ャパシタを介装したことを特徴とする。The impedance converter according to the third aspect of the present invention is constituted by a bridge-type four-terminal circuit, in which inductors are interposed between the corresponding input terminals and output terminals, respectively, and the corresponding diagonal diagonals are provided. A capacitor is interposed between the input terminal and the output terminal.
【0025】第3の発明にあっては、各2個のインダク
タ、キャパシタをブリッジ形に接続する簡単な構成で、
入力端子又は出力端子に接続されたインピーダンスを、
出力端子又は入力端子からみてそのインピーダンスの逆
数に比例するインピーダンスに変換し得ることから、交
流定電流源又は交流定電圧源と組み合わせて交流定電圧
又は交流定電流が得られ、双方向の変換に使用可能とな
る。According to the third aspect of the present invention, a simple configuration for connecting two inductors and two capacitors in a bridge form is provided.
The impedance connected to the input terminal or output terminal
Since it can be converted to an impedance proportional to the reciprocal of its impedance when viewed from the output terminal or the input terminal, an AC constant voltage or an AC constant current can be obtained in combination with an AC constant current source or an AC constant voltage source, and the conversion into bidirectional It can be used.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態に示
す図面に基づき具体的に説明する。 (実施の形態1)図1は本発明に係る交流電源装置を適
用した交流定電流源を示す回路図であり、図中11は交
流定電圧源,12は負荷,13はインピーダンス変換器
を示している。交流定電圧源11はインピーダンス変換
器13を介在させて負荷12(インピーダンスZ2 )と
接続されている。インピーダンス変換器13は図2に示
す如きブリッジ形の4端子回路として構成されている。
図2はインピーダンス変換器13の回路図であり、1
4,15はインダクタ、16,17はキャパシタであ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below with reference to the drawings showing the embodiments. (Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram showing an AC constant current source to which an AC power supply device according to the present invention is applied. In the figure, 11 is an AC constant voltage source, 12 is a load, and 13 is an impedance converter. ing. The AC constant voltage source 11 is connected to a load 12 (impedance Z 2 ) via an impedance converter 13. The impedance converter 13 is configured as a bridge-type four-terminal circuit as shown in FIG.
FIG. 2 is a circuit diagram of the impedance converter 13.
Reference numerals 4 and 15 denote inductors, and 16 and 17 denote capacitors.
【0027】即ち、インピーダンス変換器13は、その
一方の入力端子1は途中2分岐され、一方はインダクタ
(インダクタンスL1 )14を介在させて出力端子2に
接続され、他方はキャパシタ(キャパシタンスC1 )を
介在させて出力端子2′に接続され、また他方の入力端
子1′は途中2分岐されて、一方はインダクタ(インダ
クタンスL2 )15を介在させて出力端子2′に接続さ
れ、他方はキャパシタ(キャパシタンスC2 )を介在さ
せて出力端子2に接続されている。That is, in the impedance converter 13, one input terminal 1 is bifurcated on the way, one is connected to the output terminal 2 via an inductor (inductance L 1 ) 14, and the other is a capacitor (capacitance C 1). ) Is connected to the output terminal 2 ', the other input terminal 1' is bifurcated halfway, one is connected to the output terminal 2 'via an inductor (inductance L 2 ) 15, and the other is connected to the output terminal 2'. It is connected to the output terminal 2 via a capacitor (capacitance C 2 ).
【0028】2つのインダクタ14,15のインダクタ
ンスは等しく(L1 =L2 )、また2つのキャパシタ1
6,17のキャパシタンスは等しく(C1 =C2 )、夫
々のインダクタ14又は15とキャパシタ16又は17
との共振周波数を入力端子1,1′に加えられる交流の
周波数に等しくしてある。The inductances of the two inductors 14 and 15 are equal (L 1 = L 2 ).
6, 17 have the same capacitance (C 1 = C 2 ), and the respective inductor 14 or 15 and the capacitor 16 or 17
Are made equal to the frequency of the alternating current applied to the input terminals 1, 1 '.
【0029】このような実施の形態1にあっては、いま
交流定電圧源11からインピーダンス変換器13の入力
端子1,1′に加えられる電圧をV1 、入力電流を
I1 、またインピーダンス変換器13の出力端子2,
2′から負荷12に供給される電流をI2 、電圧をV2
とし、インダクタ14又は15、キャパシタ16、又は
17からなる共振回路の共振角周波数ω{=1/√(L
C)}が交流定電圧源11の角周波数に等しく、更に特
性インピーダンスZ0 =ωL=1/ωC=√(L/C)
とすると、前述した(2)式の関係が成立する。(2)
式から、電流I2 ,I1 は夫々前述した(4),(5)
式で表される。In the first embodiment, the voltage applied to the input terminals 1 and 1 'of the impedance converter 13 from the AC constant voltage source 11 is V 1 , the input current is I 1 , and the impedance conversion is performed. Output terminal 2,
The current supplied from the 2 'to the load 12 is I 2 , and the voltage is V 2
And a resonance angular frequency ω {= 1 / √ (L) of a resonance circuit including the inductor 14 or 15 and the capacitor 16 or 17.
C)} is equal to the angular frequency of the AC constant voltage source 11, and furthermore, the characteristic impedance Z 0 = ωL = 1 / ωC = √ (L / C)
Then, the relationship of the above-described equation (2) is established. (2)
From the equations, the currents I 2 and I 1 are calculated as described in (4) and (5) above.
It is expressed by an equation.
【0030】電流I2 を一定にするには(4)式から入
力端子1,1′間の電圧V1 を一定にすればよく、交流
定電圧源11をインピーダンス変換器13と結合させる
ことで負荷12のインピーダンスZ2 に対して交流定電
流を供給し得ることとなる。つまり、インピーダンス変
換器13は一方の端子2,2′に接続された負荷12の
インピーダンスZ2 を他の入力端子1,1′からみると
Z1 =Z0 2/Z2 の如く、インピーダンスZ2 の逆数に
比例するインピーダンスZ1 に変換する機能を持つ。In order to make the current I 2 constant, the voltage V 1 between the input terminals 1 and 1 ′ may be made constant from the equation (4), and by connecting the AC constant voltage source 11 to the impedance converter 13. and thus capable of supplying an alternating constant current to the impedance Z 2 of the load 12. In other words, the impedance converter 13 as the Z 1 = Z 0 2 / Z 2 Looking 'impedance Z 2 of the load 12 connected to the other input terminal 1, 1' one terminal 2,2 from the impedance Z has a function of converting the impedance Z 1 is proportional to the reciprocal.
【0031】出力端子2,2′からインピーダンス変換
器13をみて、交流定電圧源11に対し、インダクタ1
4とキャパシタ17及びインダクタ15とキャパシタ1
6が並列共振回路を形成してインピーダンスが無限大と
なり、電源の内部インピーダンスが無限大の交流定電流
源として作用する。When the impedance converter 13 is viewed from the output terminals 2 and 2 ′, the inductor 1 is connected to the AC constant voltage source 11.
4 and capacitor 17 and inductor 15 and capacitor 1
6 forms a parallel resonance circuit, the impedance becomes infinite, and the internal impedance of the power supply acts as an infinite AC constant current source.
【0032】また(5)式についてみると、負荷2のイ
ンピーダンスZ2 =0の場合、すなわち出力端子2,
2′が短絡されると出力電圧V2 =0となり、入力端子
1,1′からみるとインダクタ14とキャパシタ16、
またインダクタ15とキャパシタ17とが並列共振回路
を形成し、インピーダンスZ1 が無限大となり、入力電
流I1 =0になる。なおZ1 は入力端子1,1′からイ
ンピーダンス変換器13をみたときのインピーダンスを
表す。Referring to the equation (5), when the impedance Z 2 = 0 of the load 2, that is, the output terminals 2 and
2 'is short-circuited, the output voltage V 2 = 0, and when viewed from the input terminals 1 and 1', the inductor 14 and the capacitor 16,
Further, the inductor 15 and the capacitor 17 form a parallel resonance circuit, the impedance Z 1 becomes infinite, and the input current I 1 = 0. Note Z 1 represents an impedance when viewed impedance converter 13 from the input terminal 1, 1 '.
【0033】また、交流定電流源とブリッジ形の4端子
回路で構成されたインピーダンス変換器とを組み合わせ
た場合は、インピーダンス変換器の入力電流と出力電圧
とが比例関係にあることから、インピーダンス変換器か
ら負荷に対し交流定電圧を付与し得る。When an AC constant current source is combined with an impedance converter composed of a bridge type four-terminal circuit, the impedance converter has a proportional relationship between the input current and the output voltage. An AC constant voltage can be applied from the heater to the load.
【0034】(実施の形態2)図3は本発明に係る交流
電源装置及びこれに用いるインピーダンス変換器を用い
た電球の点灯回路を示す回路図である。図中21は交流
定電圧源、22は送電部インピーダンス変換器、23は
給電線、24〜27は受電部インピーダンス変換器、2
8〜31は電球を示している。送電部インピーダンス変
換器22はインダクタ22a,22bとキャパシタ22
c,22dとをブリッジ形に接続した4端子回路として
構成されている。(Embodiment 2) FIG. 3 is a circuit diagram showing an AC power supply device according to the present invention and a lighting circuit of a bulb using an impedance converter used for the AC power supply device. In the figure, 21 is an AC constant voltage source, 22 is a power transmitting unit impedance converter, 23 is a power supply line, 24 to 27 are power receiving unit impedance converters, 2
Numerals 8 to 31 indicate light bulbs. The power transmission unit impedance converter 22 includes inductors 22 a and 22 b and a capacitor 22.
c and 22d are connected as a four-terminal circuit in a bridge form.
【0035】この送電部インピーダンス変換器22の入
力端子に前記交流定電圧源21が接続されており、交流
定電圧源21からの定電圧を交流定電流に変換して、給
電線23に供給する。給電線23は、通常大きな誘導イ
ンダクタンスを持っており、直列のキャパシタC0 にて
その電圧降下を打ち消す。給電線23から供給される交
流定電流は各受電部インピーダンス変換器24〜27に
て定電圧に変換され、各電球28〜31を定電圧で点灯
する。給電線23に流れる電流の大きさは交流定電圧源
の基本波成分と送電部インピーダンス変換器22の特性
インピーダンスのみによって決まる。The AC constant voltage source 21 is connected to an input terminal of the power transmitting unit impedance converter 22. The constant voltage from the AC constant voltage source 21 is converted into an AC constant current and supplied to the power supply line 23. . Feed line 23, usually has a large induced inductance, counteracting its voltage drop at the series capacitor C 0. The AC constant current supplied from the power supply line 23 is converted into a constant voltage by each of the power receiving unit impedance converters 24 to 27, and each of the bulbs 28 to 31 is turned on at a constant voltage. The magnitude of the current flowing through the power supply line 23 is determined only by the fundamental component of the AC constant voltage source and the characteristic impedance of the power transmission unit impedance converter 22.
【0036】一方受電部では、給電線の定電流を受電部
インピーダンス変換器24〜27を通じて定電圧に変換
しているので、個々の電球は定電圧源で点灯された時と
同じ条件で点灯される。給電線と受電部インピーダンス
変換器入力端子との間は、変成器など電磁結合にして絶
縁することも可能である。電圧V21〜V24は給電線23
の電流Iと受電部インピーダンス変換器24〜27の特
性インピーダンスとによって決まるので、電圧定格の異
なる電球を点灯することができる。受電部インピーダン
ス変換器24〜27の入力電圧V11〜V14は出力電流I
1〜I4 に比例し、それらの合計電圧と給電線の電圧降
下の和で交流定電圧源の電流の大きさI0 が決まる。On the other hand, in the power receiving unit, the constant current of the power supply line is converted to a constant voltage through the power receiving unit impedance converters 24 to 27, so that the individual bulbs are turned on under the same conditions as when turned on by the constant voltage source. You. The power supply line and the power receiving unit impedance converter input terminal can be insulated by electromagnetic coupling such as a transformer. Voltage V 21 ~V 24 is the feed line 23
And the characteristic impedance of the power receiving unit impedance converters 24 to 27, it is possible to light bulbs having different voltage ratings. Input voltage V 11 ~V 14 of the power receiving section impedance transformer 24-27 output current I
1 is proportional to ~I 4, the magnitude I 0 of the alternating current constant-voltage source is determined by the sum of the voltage drop of their total voltage and the power supply line.
【0037】電球28は、給電線23に直接受電部イン
ピーダンス変換器24を繋いで交流定電圧源として作用
させ、それを電源として点灯する。電球29は、給電線
と疎結合された変成器Tを通じて受電する。変成器Tの
2次側に接続した共振キャパシタC12は受電効率を上げ
るためのものである。The light bulb 28 is connected directly to the power supply line 23 with the power receiving unit impedance converter 24 to act as an AC constant voltage source, and is turned on using the power as a power source. The bulb 29 receives power through a transformer T loosely coupled to the feeder. Resonant capacitor C 12 connected to the secondary side of the transformer T is for increasing the power receiving efficiency.
【0038】電球30,電球31は、受電部インピーダ
ンス変換器26の出力が定電圧源となるので、同一の定
格電圧ならば並列に接続することができる。受電部イン
ピーダンス変換器27の出力はダイオードブリッジで整
流して直流電動機32を駆動する様になっている。どの
ような種類の負荷が電球負荷と混合して共に給電線から
給電されていても、夫々の間に干渉はなく、点灯作用に
は何等支障を生じない。The light bulb 30 and the light bulb 31 can be connected in parallel at the same rated voltage because the output of the power receiving unit impedance converter 26 is a constant voltage source. The output of the power receiving unit impedance converter 27 is rectified by a diode bridge to drive the DC motor 32. Whatever type of load is mixed with the bulb load and fed from the power supply line together, there is no interference between them and there is no hindrance to the lighting operation.
【0039】いま、例えば1番目の電球28が断線する
と、電流I1 が0になるので、V11も0となる。従っ
て、給電線23の電流Iの値は変化せず他の電球の明る
さにはまったく影響を与えることがない。このような実
施の形態2にあっては、インピーダンス変換器24〜2
7を使用すれば、直列点灯で給電線23の電圧降下の影
響が避けられると共に、1個の電球が断線すると全ての
電球が消灯するという欠点が解消される。また、交流定
電圧源の電圧を変化させれば、全ての電球の明るさを同
時に可変する事も可能である。Now, for example, when the first light bulb 28 is disconnected, the current I 1 becomes 0, so that V 11 also becomes 0. Therefore, the value of the current I of the power supply line 23 does not change and does not affect the brightness of the other bulbs at all. In the second embodiment, the impedance converters 24 to 2
The use of 7 avoids the influence of the voltage drop of the power supply line 23 in serial lighting, and eliminates the disadvantage that all the bulbs are turned off when one bulb is disconnected. Further, by changing the voltage of the AC constant voltage source, it is possible to simultaneously change the brightness of all the light bulbs.
【0040】[0040]
【発明の効果】第1の発明にあっては、交流電圧源とブ
リッジ形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換
器とを組合わせることで、定電圧源の出力電圧がインピ
ーダンス変換器により定電流に損失なく変換され、安価
な交流定電流源が得られる。According to the first aspect of the present invention, the output voltage of the constant voltage source is fixed by the impedance converter by combining the AC voltage source and the impedance converter constituted by a bridge type four-terminal circuit. It is converted to current without loss, and an inexpensive AC constant current source can be obtained.
【0041】第2の発明にあっては、交流定電流源とブ
リッジ形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換
器とを組合わせることで、定電流源の出力電流が、イン
ピーダンス変換器により定電圧に損失なく変換され、安
価な交流定電圧源が得られることとなる。According to the second aspect of the present invention, by combining an AC constant current source and an impedance converter composed of a bridge type four-terminal circuit, the output current of the constant current source is fixed by the impedance converter. It is converted to voltage without loss, and an inexpensive AC constant voltage source can be obtained.
【0042】第3の発明にあっては、インダクタ及びキ
ャパシタをブリッジ形に接続し、インダクタ,キャパシ
タからなる共振回路の共振周波数を入力端子に加えられ
る交流電源の周波数に等しくすることで、ノイズが小さ
く、波形歪みも小さく交流定電圧源、又は交流定電流源
を容易に得られ、信頼性が高い。According to the third aspect of the invention, the inductor and the capacitor are connected in a bridge form, and the resonance frequency of the resonance circuit including the inductor and the capacitor is made equal to the frequency of the AC power supply applied to the input terminal, so that noise is reduced. An AC constant voltage source or an AC constant current source is easily obtained with small waveform distortion and high reliability.
【図1】本発明に係る実施の形態1の構成を示す回路図
である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a first embodiment according to the present invention.
【図2】実施の形態1において使用するインピーダンス
変換器の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of an impedance converter used in the first embodiment.
【図3】本発明に係る交流電源装置及びこれに用いるイ
ンピーダンス変換器の回路を適用した電球の点灯回路を
示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a lighting circuit of a light bulb to which an AC power supply device according to the present invention and a circuit of an impedance converter used therein are applied.
【図4】従来の交流定電流源を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional AC constant current source.
【図5】従来の電球の点灯回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a lighting circuit of a conventional light bulb.
【図6】4分の1波長インピーダンス変換器の回路図で
ある。FIG. 6 is a circuit diagram of a quarter-wave impedance converter.
11 交流定電圧源 12 負荷 13 インピーダンス変換器 14,15 インダクタ 16,17 キャパシタ 11 AC constant voltage source 12 Load 13 Impedance converter 14, 15 Inductor 16, 17 Capacitor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05F 1/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G05F 1/12
Claims (3)
ッジ形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換器
とを備え、該インピーダンス変換器から、その入力電圧
に比例した交流定電流を出力するようにしたことを特徴
とする交流電源装置。1. An AC constant voltage source, and an impedance converter connected to the constant voltage source and configured by a bridge type four-terminal circuit, and outputting an AC constant current proportional to the input voltage from the impedance converter. An AC power supply device characterized in that:
ッジ形の4端子回路で構成されたインピーダンス変換器
とを備え、該インピーダンス変換器から、その入力電流
に比例した交流定電圧を出力するようにしたことを特徴
とする交流電源装置。2. An AC constant current source, and an impedance converter connected to the constant current source and configured by a four-terminal circuit of a bridge type, and outputting an AC constant voltage proportional to the input current from the impedance converter. An AC power supply device characterized in that:
応する各入力端子と出力端子との間にインダクタを夫々
介装し、また対応する対角上の入力端子と出力端子との
間に夫々キャパシタを介装したことを特徴とするインピ
ーダンス変換器。3. A bridge type four-terminal circuit, wherein inductors are interposed between corresponding input terminals and output terminals, respectively, and between corresponding diagonal input terminals and output terminals. Impedance converters characterized by each having a capacitor interposed.
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---|---|---|---|
JP23953196A JP3180184B2 (en) | 1996-09-10 | 1996-09-10 | AC power supply device and impedance converter used therefor |
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JPH1091254A JPH1091254A (en) | 1998-04-10 |
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1996
- 1996-09-10 JP JP23953196A patent/JP3180184B2/en not_active Expired - Fee Related
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オーム社電子工学ポケットブック(第4版)第152頁図3。40 |
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