JP3225825B2 - Ａｃ／ｄｃ変換装置 - Google Patents
Ａｃ／ｄｃ変換装置Info
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- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
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- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流入力電圧を全
波整流して得られる電圧よりも高い直流出力電圧を得る
ようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置に関する。
波整流して得られる電圧よりも高い直流出力電圧を得る
ようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のＡＣ／ＤＣ変換装置とし
て、図１０に示すように交流入力電流の高調波低減及び
力率改善を行いつつ、交流入力電圧を全波整流して得ら
れる電圧よりも高い直流出力電圧を得るように構成した
ものが知られている（特公平７−７９５４８号公報参
照）。
て、図１０に示すように交流入力電流の高調波低減及び
力率改善を行いつつ、交流入力電圧を全波整流して得ら
れる電圧よりも高い直流出力電圧を得るように構成した
ものが知られている（特公平７−７９５４８号公報参
照）。
【０００３】以下、この従来技術の構成及び動作を簡単
に説明する。図１０において、３，４は全波整流回路を
構成するスイッチング素子及び整流ダイオードである。
交流電源（系統電源）１と全波整流回路との間には、交
流リアクトル２及び交流電流検出器３０が接続されてい
る。また、全波整流回路の直流出力側には、コンデンサ
５及び負荷６が並列に接続されている。
に説明する。図１０において、３，４は全波整流回路を
構成するスイッチング素子及び整流ダイオードである。
交流電源（系統電源）１と全波整流回路との間には、交
流リアクトル２及び交流電流検出器３０が接続されてい
る。また、全波整流回路の直流出力側には、コンデンサ
５及び負荷６が並列に接続されている。
【０００４】交流電源１の両端には交流電圧検出器２６
が接続され、コンデンサ５の両端には直流電圧検出器８
が接続されている。これらの検出器２６，８は交流電流
検出器３０と共に、例えば以下に述べる構成の制御回路
に接続されている。そして、制御回路の出力信号が駆動
パルスとしてスイッチング素子３のベース、エミッタに
加えられている。
が接続され、コンデンサ５の両端には直流電圧検出器８
が接続されている。これらの検出器２６，８は交流電流
検出器３０と共に、例えば以下に述べる構成の制御回路
に接続されている。そして、制御回路の出力信号が駆動
パルスとしてスイッチング素子３のベース、エミッタに
加えられている。
【０００５】制御回路の一例としては、図１０に示すよ
うに、直流電圧指令設定器９と、この設定器９による直
流電圧指令値と直流電圧検出器８による直流電圧検出値
との偏差を算出する加算器１０と、この偏差がゼロにな
るように調節動作する調節器１３と、その出力信号と交
流電圧検出器２６による交流電圧検出値とを乗算する乗
算器１４と、その出力信号と交流電流検出器３０による
交流電流検出値との偏差を算出する加算器３１と、この
偏差がゼロになるように調節動作する調節器３２と、そ
の出力信号と交流電圧検出器２６による交流電圧検出値
とを加算する加算器３３と、変調波発生器としての三角
波発生器１５と、この発生器１５から出力される三角波
と前記加算器３３の出力信号（変調される側として、被
変調波という）とを比較して前記スイッチング素子３の
駆動パルスを生成する変調器１６とから構成されてい
る。
うに、直流電圧指令設定器９と、この設定器９による直
流電圧指令値と直流電圧検出器８による直流電圧検出値
との偏差を算出する加算器１０と、この偏差がゼロにな
るように調節動作する調節器１３と、その出力信号と交
流電圧検出器２６による交流電圧検出値とを乗算する乗
算器１４と、その出力信号と交流電流検出器３０による
交流電流検出値との偏差を算出する加算器３１と、この
偏差がゼロになるように調節動作する調節器３２と、そ
の出力信号と交流電圧検出器２６による交流電圧検出値
とを加算する加算器３３と、変調波発生器としての三角
波発生器１５と、この発生器１５から出力される三角波
と前記加算器３３の出力信号（変調される側として、被
変調波という）とを比較して前記スイッチング素子３の
駆動パルスを生成する変調器１６とから構成されてい
る。
【０００６】以上のように構成されたＡＣ／ＤＣ変換装
置において、交流入力電圧波形と交流入力電流波形とが
一致するように、スイッチング素子３を交流入力周波数
よりも十分に高い周波数でオン、オフ動作させると、交
流入力電圧と位相及び波形の一致した交流入力電流が流
れ、直流出力側のコンデンサ５の電圧が上昇する。そし
て、コンデンサ５の端子電圧が前記直流電圧指令設定器
９による指令値に達した場合には、制御回路を構成する
調節器１３以降の動作によってスイッチング素子３のオ
ン、オフ動作の比率を調節することにより、直流出力電
圧を一定値に保持している。
置において、交流入力電圧波形と交流入力電流波形とが
一致するように、スイッチング素子３を交流入力周波数
よりも十分に高い周波数でオン、オフ動作させると、交
流入力電圧と位相及び波形の一致した交流入力電流が流
れ、直流出力側のコンデンサ５の電圧が上昇する。そし
て、コンデンサ５の端子電圧が前記直流電圧指令設定器
９による指令値に達した場合には、制御回路を構成する
調節器１３以降の動作によってスイッチング素子３のオ
ン、オフ動作の比率を調節することにより、直流出力電
圧を一定値に保持している。
【０００７】ここで、図１０の制御回路では、調節器１
３の出力信号と交流入力電圧検出値とを乗算器１４によ
り乗算して交流入力電流指令値を得、この指令値と交流
入力電流検出値との偏差をなくすように調節器３２を動
作させると共に、この調節器３２の出力信号に対し交流
入力電圧検出値をフィードフォワード的に加算して得た
被変調波を変調器１６に入力し、この被変調波を三角波
と比較してスイッチング素子３の駆動パルスを生成して
いる。
３の出力信号と交流入力電圧検出値とを乗算器１４によ
り乗算して交流入力電流指令値を得、この指令値と交流
入力電流検出値との偏差をなくすように調節器３２を動
作させると共に、この調節器３２の出力信号に対し交流
入力電圧検出値をフィードフォワード的に加算して得た
被変調波を変調器１６に入力し、この被変調波を三角波
と比較してスイッチング素子３の駆動パルスを生成して
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく、図１
０の回路では、交流入力電流の高調波低減と力率改善の
ため、交流電流検出器３０を用いて交流入力電流を検出
し、その波形が交流入力電圧波形と一致するように動作
する制御回路を有している。しかるに、この従来技術に
よると、比較的高価な交流電流検出器３０が必要になる
ほか、制御回路の構成が図示のごとく複雑になり、結果
として装置全体が高価になると共に大型化するという問
題があった。
０の回路では、交流入力電流の高調波低減と力率改善の
ため、交流電流検出器３０を用いて交流入力電流を検出
し、その波形が交流入力電圧波形と一致するように動作
する制御回路を有している。しかるに、この従来技術に
よると、比較的高価な交流電流検出器３０が必要になる
ほか、制御回路の構成が図示のごとく複雑になり、結果
として装置全体が高価になると共に大型化するという問
題があった。
【０００９】そこで本発明は、交流入力電流の検出を不
要にした制御回路を構成し、回路構成の簡略化、低コス
ト化を図ったＡＣ／ＤＣ変換装置を提供しようとするも
のである。
要にした制御回路を構成し、回路構成の簡略化、低コス
ト化を図ったＡＣ／ＤＣ変換装置を提供しようとするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、直流出力電圧指令値と直流
出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動作する調
節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調波を変調
波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを備え、前
記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、オフさせ
て交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流出力電圧
を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置において、交流入
力電圧の極性を検出する手段と、交流入力電圧極性検出
値に基づき交流入力電圧に同期した正弦波を発生する手
段と、前記正弦波と前記調節器の出力信号とを乗算して
前記被変調波を得る乗算器とを備えたものである。
め、請求項１記載の発明は、直流出力電圧指令値と直流
出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動作する調
節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調波を変調
波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを備え、前
記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、オフさせ
て交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流出力電圧
を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置において、交流入
力電圧の極性を検出する手段と、交流入力電圧極性検出
値に基づき交流入力電圧に同期した正弦波を発生する手
段と、前記正弦波と前記調節器の出力信号とを乗算して
前記被変調波を得る乗算器とを備えたものである。
【００１１】請求項２記載の発明は、直流出力電圧指令
値と直流出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動
作する調節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調
波を変調波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを
備え、前記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、
オフさせて交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流
出力電圧を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置におい
て、交流入力電圧を検出する手段と、交流入力電圧検出
値と前記調節器の出力信号とを乗算して前記被変調波を
得る乗算器とを備えたものである。
値と直流出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動
作する調節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調
波を変調波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを
備え、前記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、
オフさせて交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流
出力電圧を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置におい
て、交流入力電圧を検出する手段と、交流入力電圧検出
値と前記調節器の出力信号とを乗算して前記被変調波を
得る乗算器とを備えたものである。
【００１２】請求項３記載の発明は、直流出力電圧指令
値と直流出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動
作する調節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調
波を変調波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを
備え、前記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、
オフさせて交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流
出力電圧を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置におい
て、交流入力電圧の極性を検出する手段と、交流入力電
圧極性検出値に基づいて、交流入力電圧に同期し、か
つ、一周期の積分値がゼロになる波形を発生する手段
と、前記波形と前記調節器の出力信号とを乗算して前記
被変調波を得る乗算器とを備えたものである。
値と直流出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動
作する調節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調
波を変調波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを
備え、前記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、
オフさせて交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流
出力電圧を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置におい
て、交流入力電圧の極性を検出する手段と、交流入力電
圧極性検出値に基づいて、交流入力電圧に同期し、か
つ、一周期の積分値がゼロになる波形を発生する手段
と、前記波形と前記調節器の出力信号とを乗算して前記
被変調波を得る乗算器とを備えたものである。
【００１３】また、請求項４〜６記載の発明は、請求項
３記載の発明において、負荷率に応じて前記波形の形ま
たは波形の位相、もしくは波形の形及び位相を変更する
ものである。
３記載の発明において、負荷率に応じて前記波形の形ま
たは波形の位相、もしくは波形の形及び位相を変更する
ものである。
【００１４】請求項７記載の発明は、直流出力電圧指令
値と直流出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動
作する調節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調
波を変調波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを
備え、前記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、
オフさせて交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流
出力電圧を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置におい
て、交流入力電圧を検出する手段と、交流入力電圧に同
期し、かつ、交流入力電圧の整数倍の周波数を有すると
共に一周期の積分値がゼロになる波形を出力する関数発
生器と、この関数発生器の出力波形を交流入力電圧検出
値に加算して前記被変調波を得る加算器とを備えたもの
である。
値と直流出力電圧検出値との偏差をゼロにするように動
作する調節器と、この調節器の出力信号に基づく被変調
波を変調波と比較して駆動パルスを出力する変調器とを
備え、前記駆動パルスによりスイッチング素子をオン、
オフさせて交流入力電圧の全波整流電圧よりも高い直流
出力電圧を得るようにしたＡＣ／ＤＣ変換装置におい
て、交流入力電圧を検出する手段と、交流入力電圧に同
期し、かつ、交流入力電圧の整数倍の周波数を有すると
共に一周期の積分値がゼロになる波形を出力する関数発
生器と、この関数発生器の出力波形を交流入力電圧検出
値に加算して前記被変調波を得る加算器とを備えたもの
である。
【００１５】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、負荷率に応じて前記関数発生器の出力波形
の形または位相を変更するものである。
明において、負荷率に応じて前記関数発生器の出力波形
の形または位相を変更するものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図１は請求項１に記載した発明の
実施形態を示すものであり、ＡＣ／ＤＣ変換装置の主回
路構成は図１０と同一であるため、主回路については各
構成要素に同一番号を付して説明を省略する。
態を説明する。まず、図１は請求項１に記載した発明の
実施形態を示すものであり、ＡＣ／ＤＣ変換装置の主回
路構成は図１０と同一であるため、主回路については各
構成要素に同一番号を付して説明を省略する。
【００１７】さて、この実施形態では、図１０に示した
交流電圧検出器２６及び交流電流検出器３０が設けられ
ていない。すなわち、図１において、交流電源１の両端
には極性検出器７が接続されており、その出力である極
性検出値はＰＬＬ回路１１に入力され、ＰＬＬ回路１１
の出力信号は正弦波発生器１２に入力されている。
交流電圧検出器２６及び交流電流検出器３０が設けられ
ていない。すなわち、図１において、交流電源１の両端
には極性検出器７が接続されており、その出力である極
性検出値はＰＬＬ回路１１に入力され、ＰＬＬ回路１１
の出力信号は正弦波発生器１２に入力されている。
【００１８】一方、図１０と同様に直流電圧指令設定器
９からの直流電圧指令値と直流電圧検出器８による直流
電圧検出値とが加算器１０に入力され、両者の偏差が調
節器１３に入力されている。調節器１３の出力信号は乗
算器１４に入力され、前記正弦波発生器１２の出力信号
（正弦波）との積が被変調波として変調器１６に入力さ
れる。なお、１５は前期同様に三角波発生器である。
９からの直流電圧指令値と直流電圧検出器８による直流
電圧検出値とが加算器１０に入力され、両者の偏差が調
節器１３に入力されている。調節器１３の出力信号は乗
算器１４に入力され、前記正弦波発生器１２の出力信号
（正弦波）との積が被変調波として変調器１６に入力さ
れる。なお、１５は前期同様に三角波発生器である。
【００１９】この動作を説明すると、加算器１０により
算出された直流電圧の偏差が調節器１３に入力され、直
流電圧の昇圧量が演算される。また、交流入力電圧の極
性検出値が極性検出器７からＰＬＬ回路１１に入力され
ると、ＰＬＬ回路１１からは常に交流入力電圧に同期し
た信号が出力され、正弦波発生器１２からは交流入力電
圧と同位相の正弦波が出力される。
算出された直流電圧の偏差が調節器１３に入力され、直
流電圧の昇圧量が演算される。また、交流入力電圧の極
性検出値が極性検出器７からＰＬＬ回路１１に入力され
ると、ＰＬＬ回路１１からは常に交流入力電圧に同期し
た信号が出力され、正弦波発生器１２からは交流入力電
圧と同位相の正弦波が出力される。
【００２０】この正弦波は、乗算器１４において調節器
１３の出力信号と乗算され、交流入力電圧と同位相で比
例した正弦波が被変調波として変調器１６に入力され
る。変調器１６は例えばＰＷＭ変調器であり、上記被変
調波と三角波発生器１５から出力される変調波としての
三角波とを比較してスイッチング素子３に対する駆動パ
ルスを生成し、出力する。この駆動パルスは交流入力の
周波数よりも十分に高い周波数を有しており、スイッチ
ング素子３のオン、オフにより、コンデンサ５の端子電
圧は直流電圧指令値に一致するように制御される。
１３の出力信号と乗算され、交流入力電圧と同位相で比
例した正弦波が被変調波として変調器１６に入力され
る。変調器１６は例えばＰＷＭ変調器であり、上記被変
調波と三角波発生器１５から出力される変調波としての
三角波とを比較してスイッチング素子３に対する駆動パ
ルスを生成し、出力する。この駆動パルスは交流入力の
周波数よりも十分に高い周波数を有しており、スイッチ
ング素子３のオン、オフにより、コンデンサ５の端子電
圧は直流電圧指令値に一致するように制御される。
【００２１】以上のように構成された本実施形態では、
直流出力電圧を所定値に保ちながら、しかも交流入力電
圧と同位相で比例した正弦波に基づいて電圧指令値を構
成しているので、交流入力電流の位相も交流入力電圧に
ほぼ等しくすることができる。従って、図１０のように
交流電流検出器や交流電圧検出器を用いることなく、直
流出力電圧を一定に保ちながら力率改善を図ることがで
き、しかも交流入力電流波形を正弦波に近付けて高調波
を低減させることが可能である。
直流出力電圧を所定値に保ちながら、しかも交流入力電
圧と同位相で比例した正弦波に基づいて電圧指令値を構
成しているので、交流入力電流の位相も交流入力電圧に
ほぼ等しくすることができる。従って、図１０のように
交流電流検出器や交流電圧検出器を用いることなく、直
流出力電圧を一定に保ちながら力率改善を図ることがで
き、しかも交流入力電流波形を正弦波に近付けて高調波
を低減させることが可能である。
【００２２】特に、交流電流検出器等は価格も比較的高
価であって大型であり、その設置にも多くの手間がかか
るが、本実施形態では極性検出器７、ＰＬＬ回路１１、
正弦波発生器１２等を電子化により小型かつ低価格にて
実現できる利点がある。
価であって大型であり、その設置にも多くの手間がかか
るが、本実施形態では極性検出器７、ＰＬＬ回路１１、
正弦波発生器１２等を電子化により小型かつ低価格にて
実現できる利点がある。
【００２３】次に、図２は請求項２に記載した発明の実
施形態を示している。この実施形態では、交流入力電圧
を交流電圧検出器２６により検出し、その検出値を乗算
器１４により調節器１３の出力信号に乗算して交流入力
電圧に同期しかつ比例した正弦波を得、この正弦波を被
変調波として変調器１６に入力している。
施形態を示している。この実施形態では、交流入力電圧
を交流電圧検出器２６により検出し、その検出値を乗算
器１４により調節器１３の出力信号に乗算して交流入力
電圧に同期しかつ比例した正弦波を得、この正弦波を被
変調波として変調器１６に入力している。
【００２４】この実施形態によれば、図１の実施形態と
同様に交流入力電流波形をより正弦波に近付けて高調波
を低減させると共に、力率の改善が可能になる。また、
図１の実施形態と比べて制御回路の構成が簡略化される
利点もある。
同様に交流入力電流波形をより正弦波に近付けて高調波
を低減させると共に、力率の改善が可能になる。また、
図１の実施形態と比べて制御回路の構成が簡略化される
利点もある。
【００２５】図３は、請求項３に記載した発明の実施形
態を示すものである。この実施形態は、図１の実施形態
における正弦波発生器１２の代わりに、積分器１７及び
ＲＯＭテーブル１８を直列に接続したものであり、ＲＯ
Ｍテーブル１８には、一周期の積分値がゼロになるよう
な台形波、三角波等の波形が記憶されている。そして、
ＲＯＭテーブル１８の出力波形を乗算器１４により調節
器１３の出力信号に乗算して被変調波を得るように構成
されている。
態を示すものである。この実施形態は、図１の実施形態
における正弦波発生器１２の代わりに、積分器１７及び
ＲＯＭテーブル１８を直列に接続したものであり、ＲＯ
Ｍテーブル１８には、一周期の積分値がゼロになるよう
な台形波、三角波等の波形が記憶されている。そして、
ＲＯＭテーブル１８の出力波形を乗算器１４により調節
器１３の出力信号に乗算して被変調波を得るように構成
されている。
【００２６】ここで、図４は前記ＰＬＬ回路１１、積分
器１７及びＲＯＭテーブル１８の動作を示した波形図で
ある。図において、ＰＬＬ回路１１の出力信号は交流入
力電圧に同期しており、この出力信号により交流入力電
圧の一周期が検出される。積分器１７は、図示されてい
ないが外部から入力される一定値を積分するものであ
り、ＰＬＬ回路１１の出力信号の立ち上がりによってリ
セットされるように構成されている。この積分器１７の
出力信号に対応した値（例えば図示するような台形波デ
ータ）がＲＯＭテーブル１８からの出力信号として現れ
るものである。
器１７及びＲＯＭテーブル１８の動作を示した波形図で
ある。図において、ＰＬＬ回路１１の出力信号は交流入
力電圧に同期しており、この出力信号により交流入力電
圧の一周期が検出される。積分器１７は、図示されてい
ないが外部から入力される一定値を積分するものであ
り、ＰＬＬ回路１１の出力信号の立ち上がりによってリ
セットされるように構成されている。この積分器１７の
出力信号に対応した値（例えば図示するような台形波デ
ータ）がＲＯＭテーブル１８からの出力信号として現れ
るものである。
【００２７】なお、積分器１７によって積分する外部か
らの値を電源周波数に起因する値とすれば、積分器の出
力信号が位相（位置）の情報となるので、この積分器１
７の出力信号を被変調波の位相を変更するために使用す
ることもできる。
らの値を電源周波数に起因する値とすれば、積分器の出
力信号が位相（位置）の情報となるので、この積分器１
７の出力信号を被変調波の位相を変更するために使用す
ることもできる。
【００２８】この実施形態において、ＲＯＭテーブル１
８内の波形は高調波低減に有効な歪みを重畳した波形で
あり、この波形に基づく被変調波を用いることで交流入
力電流波形を正弦波に一層近付けることができ、高調波
の低減、力率の改善が可能になる。
８内の波形は高調波低減に有効な歪みを重畳した波形で
あり、この波形に基づく被変調波を用いることで交流入
力電流波形を正弦波に一層近付けることができ、高調波
の低減、力率の改善が可能になる。
【００２９】図５は、請求項４に記載した発明の実施形
態を示している。この実施形態は、図３の実施形態に負
荷電流検出器２０と負荷率演算器１９とを付加したもの
であり、負荷電流検出値及び直流電圧検出値が負荷率演
算器１９に入力され、この演算器１９により求められた
負荷率がＲＯＭテーブル１８に入力されている。
態を示している。この実施形態は、図３の実施形態に負
荷電流検出器２０と負荷率演算器１９とを付加したもの
であり、負荷電流検出値及び直流電圧検出値が負荷率演
算器１９に入力され、この演算器１９により求められた
負荷率がＲＯＭテーブル１８に入力されている。
【００３０】ＲＯＭテーブル１８には、正弦波の他に台
形波や三角波等の波形が記憶されており、負荷率に応じ
て選択した波形を調節器１３の出力信号に乗算して被変
調波を得るように構成されている。この実施形態では、
例えば負荷が急変した際に、そのときの負荷率に基づい
て最適の波形を選択することにより制御性能が向上する
と共に、前期同様に交流入力電流波形を正弦波に近付
け、かつ電圧波形と同位相にすることで高調波の低減、
力率の改善が可能になる。
形波や三角波等の波形が記憶されており、負荷率に応じ
て選択した波形を調節器１３の出力信号に乗算して被変
調波を得るように構成されている。この実施形態では、
例えば負荷が急変した際に、そのときの負荷率に基づい
て最適の波形を選択することにより制御性能が向上する
と共に、前期同様に交流入力電流波形を正弦波に近付
け、かつ電圧波形と同位相にすることで高調波の低減、
力率の改善が可能になる。
【００３１】次に、図６は請求項５に記載した発明の実
施形態の主要部を示すブロック図である。この実施形態
は、図５のように負荷率に応じて被変調波の元になる波
形を変更するのではなく、波形はそのままとしてその位
相を変化させるようにしたものである。図６において、
負荷率演算器１９の出力信号は積分器１７に加えられて
いる。また、２１は交流入力電圧の極性検出値、２４は
直流電圧検出値、２５は負荷電流検出値、２２，２３は
スイッチング素子３の駆動パルスである。
施形態の主要部を示すブロック図である。この実施形態
は、図５のように負荷率に応じて被変調波の元になる波
形を変更するのではなく、波形はそのままとしてその位
相を変化させるようにしたものである。図６において、
負荷率演算器１９の出力信号は積分器１７に加えられて
いる。また、２１は交流入力電圧の極性検出値、２４は
直流電圧検出値、２５は負荷電流検出値、２２，２３は
スイッチング素子３の駆動パルスである。
【００３２】この実施形態では、積分器１７の出力信号
の位相が負荷率に応じてずれ、それによってＲＯＭテー
ブル１８の出力波形の位相がずれる。これにより、負荷
の急変時などに最適の位相を有する波形を選択して制御
性能を向上させることができ、また、交流入力電流波形
の高調波の低減、力率の改善が可能になる。
の位相が負荷率に応じてずれ、それによってＲＯＭテー
ブル１８の出力波形の位相がずれる。これにより、負荷
の急変時などに最適の位相を有する波形を選択して制御
性能を向上させることができ、また、交流入力電流波形
の高調波の低減、力率の改善が可能になる。
【００３３】次に、図７は請求項６に記載した発明の実
施形態を示している。この実施形態は、図５及び図６の
実施形態を組み合わせたものであり、負荷率に応じて被
変調波の元になる波形自体とその位相との双方を変更す
るようにしたものである。なお、この実施形態の動作は
図５及び図６の実施形態により明白であるため、重複を
避けるために説明を省略する。
施形態を示している。この実施形態は、図５及び図６の
実施形態を組み合わせたものであり、負荷率に応じて被
変調波の元になる波形自体とその位相との双方を変更す
るようにしたものである。なお、この実施形態の動作は
図５及び図６の実施形態により明白であるため、重複を
避けるために説明を省略する。
【００３４】図８は、請求項７に記載した発明の実施形
態を示している。この実施形態は、図２の実施形態に関
数発生器２７及び加算器２８を付加して構成され、交流
電圧検出値に基づいて関数発生器２７から出力させた波
形を交流電圧検出値に加算し、この加算後の波形を調節
器１３の出力信号と乗算して被変調波を得るようにした
ものである。関数発生器２７から出力される波形は、交
流入力電圧に同期し、かつ、周波数が交流入力電圧の周
波数の整数倍であって一周期の積分値がゼロとなるよう
な波形であり、この波形を交流入力電圧検出値に重畳さ
せる。
態を示している。この実施形態は、図２の実施形態に関
数発生器２７及び加算器２８を付加して構成され、交流
電圧検出値に基づいて関数発生器２７から出力させた波
形を交流電圧検出値に加算し、この加算後の波形を調節
器１３の出力信号と乗算して被変調波を得るようにした
ものである。関数発生器２７から出力される波形は、交
流入力電圧に同期し、かつ、周波数が交流入力電圧の周
波数の整数倍であって一周期の積分値がゼロとなるよう
な波形であり、この波形を交流入力電圧検出値に重畳さ
せる。
【００３５】ここで、関数発生器２７の出力波形は、そ
の波形を交流入力電圧検出値に重畳させることによって
新たに生成される歪んだ波形が、交流入力電流を正弦波
に近付けてその高調波低減に効果的であるように考慮し
て決定される。この実施形態においても、高調波の低減
及び力率の改善が可能である。
の波形を交流入力電圧検出値に重畳させることによって
新たに生成される歪んだ波形が、交流入力電流を正弦波
に近付けてその高調波低減に効果的であるように考慮し
て決定される。この実施形態においても、高調波の低減
及び力率の改善が可能である。
【００３６】図９は、請求項８に記載した発明の実施形
態を示している。この実施形態は、図８の実施形態に負
荷電流検出器２０及び負荷率演算器１９を付加し、負荷
率に応じた信号を前記関数発生器２７に入力するように
したものである。本実施形態では、交流入力電圧検出値
に重畳する波形の形または位相、もしくはこれらの双方
を負荷率に応じて変更することにより、負荷急変時など
の制御性能の向上と同時に、高調波の低減及び力率の改
善を行うことができる。
態を示している。この実施形態は、図８の実施形態に負
荷電流検出器２０及び負荷率演算器１９を付加し、負荷
率に応じた信号を前記関数発生器２７に入力するように
したものである。本実施形態では、交流入力電圧検出値
に重畳する波形の形または位相、もしくはこれらの双方
を負荷率に応じて変更することにより、負荷急変時など
の制御性能の向上と同時に、高調波の低減及び力率の改
善を行うことができる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、必要に応
じて交流入力電圧やその極性、直流出力電圧、負荷電流
等を検出して主回路のスイッチング素子を制御すること
により、交流入力電流の高調波を低減させ、かつ力率の
改善を図りながら所定の直流電圧を得ることができる。
すなわち、交流電流検出器により交流入力電流を検出す
る必要がないため、装置全体の小型化、低価格化、制御
回路の簡略化が可能になる。
じて交流入力電圧やその極性、直流出力電圧、負荷電流
等を検出して主回路のスイッチング素子を制御すること
により、交流入力電流の高調波を低減させ、かつ力率の
改善を図りながら所定の直流電圧を得ることができる。
すなわち、交流電流検出器により交流入力電流を検出す
る必要がないため、装置全体の小型化、低価格化、制御
回路の簡略化が可能になる。
【図１】請求項１に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図２】請求項２に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図３】請求項３に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図４】図３における主要部の動作を示す波形図であ
る。
る。
【図５】請求項４に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図６】請求項５に記載した発明の実施形態の主要部を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図７】請求項６に記載した発明の実施形態の主要部を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図８】請求項７に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図９】請求項８に記載した発明の実施形態を示す回路
図である。
図である。
【図１０】従来技術を示す回路図である。
１ 交流電源 ２ 交流リアクトル ３ スイッチング素子 ４ 整流ダイオード ５ コンデンサ ６ 負荷 ７ 極性検出器 ８ 直流電圧検出器 ９ 直流電圧指令設定器 １０，２８ 加算器 １１ ＰＬＬ回路 １２ 正弦波発生器 １３ 調節器 １４ 乗算器 １５ 三角波発生器 １６ 変調器 １７ 積分器 １８ ＲＯＭテーブル １９ 負荷率演算器 ２０ 負荷電流検出器 ２１ 極性検出値 ２２，２３ 駆動パルス ２４ 直流電圧検出値 ２５ 負荷電流検出値 ２６ 交流電圧検出器 ２７ 関数発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藍原 隆司 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−351897（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−68375（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−322167（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138063（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−105561（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−161071（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/219
Claims (8)
- 【請求項１】 直流出力電圧指令値と直流出力電圧検出
値との偏差をゼロにするように動作する調節器と、この
調節器の出力信号に基づく被変調波を変調波と比較して
駆動パルスを出力する変調器とを備え、前記駆動パルス
によりスイッチング素子をオン、オフさせて交流入力電
圧の全波整流電圧よりも高い直流出力電圧を得るように
したＡＣ／ＤＣ変換装置において、 交流入力電圧の極性を検出する手段と、 交流入力電圧極性検出値に基づき交流入力電圧に同期し
た正弦波を発生する手段と、 前記正弦波と前記調節器の出力信号とを乗算して前記被
変調波を得る乗算器と、を備えたことを特徴とするＡＣ
／ＤＣ変換装置。 - 【請求項２】 直流出力電圧指令値と直流出力電圧検出
値との偏差をゼロにするように動作する調節器と、この
調節器の出力信号に基づく被変調波を変調波と比較して
駆動パルスを出力する変調器とを備え、前記駆動パルス
によりスイッチング素子をオン、オフさせて交流入力電
圧の全波整流電圧よりも高い直流出力電圧を得るように
したＡＣ／ＤＣ変換装置において、 交流入力電圧を検出する手段と、 交流入力電圧検出値と前記調節器の出力信号とを乗算し
て前記被変調波を得る乗算器と、を備えたことを特徴と
するＡＣ／ＤＣ変換装置。 - 【請求項３】 直流出力電圧指令値と直流出力電圧検出
値との偏差をゼロにするように動作する調節器と、この
調節器の出力信号に基づく被変調波を変調波と比較して
駆動パルスを出力する変調器とを備え、前記駆動パルス
によりスイッチング素子をオン、オフさせて交流入力電
圧の全波整流電圧よりも高い直流出力電圧を得るように
したＡＣ／ＤＣ変換装置において、 交流入力電圧の極性を検出する手段と、 交流入力電圧極性検出値に基づいて、交流入力電圧に同
期し、かつ、一周期の積分値がゼロになる波形を発生す
る手段と、 前記波形と前記調節器の出力信号とを乗算して前記被変
調波を得る乗算器と、を備えたことを特徴とするＡＣ／
ＤＣ変換装置。 - 【請求項４】 請求項３記載のＡＣ／ＤＣ変換装置にお
いて、 負荷率に応じて前記波形の形を変更することを特徴とす
るＡＣ／ＤＣ変換装置。 - 【請求項５】 請求項３記載のＡＣ／ＤＣ変換装置にお
いて、 負荷率に応じて前記波形の位相を変更することを特徴と
するＡＣ／ＤＣ変換装置。 - 【請求項６】 請求項３記載のＡＣ／ＤＣ変換装置にお
いて、 負荷率に応じて前記波形の形及び位相を変更することを
特徴とするＡＣ／ＤＣ変換装置。 - 【請求項７】 直流出力電圧指令値と直流出力電圧検出
値との偏差をゼロにするように動作する調節器と、この
調節器の出力信号に基づく被変調波を変調波と比較して
駆動パルスを出力する変調器とを備え、前記駆動パルス
によりスイッチング素子をオン、オフさせて交流入力電
圧の全波整流電圧よりも高い直流出力電圧を得るように
したＡＣ／ＤＣ変換装置において、 交流入力電圧を検出する手段と、 交流入力電圧に同期し、かつ、交流入力電圧の整数倍の
周波数を有すると共に一周期の積分値がゼロになる波形
を出力する関数発生器と、 この関数発生器の出力波形を交流入力電圧検出値に加算
して前記被変調波を得る加算器と、を備えたことを特徴
とするＡＣ／ＤＣ変換装置。 - 【請求項８】 請求項７記載のＡＣ／ＤＣ変換装置にお
いて、 負荷率に応じて前記関数発生器の出力波形の形または位
相を変更することを特徴とするＡＣ／ＤＣ変換装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02058896A JP3225825B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | Ａｃ／ｄｃ変換装置 |
| US08/782,485 US5751567A (en) | 1996-01-12 | 1997-01-10 | AC-DC converter |
| EP97100352A EP0784372A3 (en) | 1996-01-12 | 1997-01-10 | AC-DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02058896A JP3225825B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | Ａｃ／ｄｃ変換装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09201058A JPH09201058A (ja) | 1997-07-31 |
| JP3225825B2 true JP3225825B2 (ja) | 2001-11-05 |
Family
ID=12031404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02058896A Expired - Fee Related JP3225825B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | Ａｃ／ｄｃ変換装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0784372A3 (ja) |
| JP (1) | JP3225825B2 (ja) |
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| US6346778B1 (en) * | 1998-01-20 | 2002-02-12 | Bytecraft Pty Ltd | AC power converter |
| DE19854567A1 (de) * | 1998-11-26 | 2000-06-08 | Danfoss Compressors Gmbh | Verfahren zum Steuern einer Gleichrichterschaltung und Gleichrichterschaltung |
| US6038152A (en) * | 1998-12-03 | 2000-03-14 | Baker; Donal E. | Active rectifier utilizing a fixed switching pattern |
| US6320772B1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-11-20 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Converter circuit having control means with capability to short-circuit converter output |
| JP3729072B2 (ja) * | 2001-01-26 | 2005-12-21 | 松下電器産業株式会社 | 電源装置 |
| US7542315B2 (en) * | 2006-11-30 | 2009-06-02 | Celis Semiconductor Corporation | Active rectifier |
| CN102396143B (zh) * | 2009-04-13 | 2015-08-26 | 松下电器产业株式会社 | 直流电源装置和应用系统 |
| JP2011109741A (ja) * | 2009-11-13 | 2011-06-02 | Hitachi Appliances Inc | 電力変換装置 |
| JP5678344B2 (ja) * | 2010-07-13 | 2015-03-04 | ミネベア株式会社 | スイッチング電源装置の制御方法 |
| DE102011003576A1 (de) * | 2011-02-03 | 2012-08-09 | Robert Bosch Gmbh | Gegentaktwandler und Modulationsverfahren zum Ansteuern eines Gegentaktwandlers |
| DE102011109333B4 (de) * | 2011-08-03 | 2013-04-11 | Diehl Aerospace Gmbh | Elektrische Versorgungvorrichtung mit Stromformsignal sowie Verfahren zum Betrieb der elektrischen Versorgungsvorrichtung |
| JP5500141B2 (ja) * | 2011-09-01 | 2014-05-21 | 株式会社安川電機 | 電力変換装置 |
| JP6080345B2 (ja) * | 2011-09-27 | 2017-02-15 | ミネベアミツミ株式会社 | スイッチング電源、およびスイッチング電源におけるａｃ波形生成方法 |
| JP6032393B2 (ja) * | 2012-04-06 | 2016-11-30 | 富士電機株式会社 | 整流回路 |
| CN103248248A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-08-14 | 国家电网公司 | 一种ac/dc变换电路 |
| JP7258614B2 (ja) * | 2019-03-20 | 2023-04-17 | 東芝テック株式会社 | 電力変換装置 |
| JP2021129425A (ja) * | 2020-02-14 | 2021-09-02 | 株式会社明電舎 | 交流チョッパ回路の制御装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4042856A (en) * | 1975-10-28 | 1977-08-16 | General Electric Company | Chopper ballast for gaseous discharge lamps with auxiliary capacitor energy storage |
| JPH0729747Y2 (ja) * | 1986-11-26 | 1995-07-05 | 株式会社東芝 | 交直変換装置 |
| CN1012244B (zh) * | 1987-02-20 | 1991-03-27 | 株式会社东芝 | 不间断电源装置 |
| US5045991A (en) * | 1989-12-28 | 1991-09-03 | Sundstrand Corporation | Unity power factor AC/DC converter |
| JPH0564434A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-12 | Nec Home Electron Ltd | 直流電源装置 |
| JPH0779548A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-20 | Sharp Corp | 電気掃除機 |
| DE69531518T2 (de) * | 1994-01-28 | 2004-04-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Wechselstrom-Gleichstrom-Umwandler |
| WO1995022194A1 (en) * | 1994-02-10 | 1995-08-17 | Philips Electronics N.V. | High frequency ac/ac converter with power factor correction |
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- 1996-01-12 JP JP02058896A patent/JP3225825B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-01-10 US US08/782,485 patent/US5751567A/en not_active Expired - Fee Related
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| EP0784372A2 (en) | 1997-07-16 |
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