JP3498824B2 - 昇降圧形電力調整器の制御装置 - Google Patents
昇降圧形電力調整器の制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電源を電圧
制御または電力制御して負荷に供給する昇降圧形電力調
整器の制御装置に関する。
制御または電力制御して負荷に供給する昇降圧形電力調
整器の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】昇降圧形電力調整器として、出願人は図
９，図１０に示すものを提案している（既提案装置とも
いう）。すなわち電源に対してＩＧＢＴ（絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ）等の半導体スイッチング素子と
ダイオードの逆並列回路を直列接続したものを複数段設
け、これらスイッチング素子をオン，オフ制御すること
により、交流電力を直流電力にすることなく他の任意の
交流電力に直接変換するものである。なお、図９は電源
が単相交流電源（単相昇降圧形電力調整器）の例、図１
０は電源が３相交流電源（３相昇降圧形電力調整器）の
例である。
９，図１０に示すものを提案している（既提案装置とも
いう）。すなわち電源に対してＩＧＢＴ（絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ）等の半導体スイッチング素子と
ダイオードの逆並列回路を直列接続したものを複数段設
け、これらスイッチング素子をオン，オフ制御すること
により、交流電力を直流電力にすることなく他の任意の
交流電力に直接変換するものである。なお、図９は電源
が単相交流電源（単相昇降圧形電力調整器）の例、図１
０は電源が３相交流電源（３相昇降圧形電力調整器）の
例である。
【０００３】このような既提案装置に対する制御装置の
従来例を図１１に示す。これは、例えば図９に示すよう
な単相昇降圧形電力調整器１Ａに対し、出力電圧指令発
生回路１１、交流電源電圧を検出する変圧器６Ａの出力
電圧にもとづき基準正弦波信号を発生する基準正弦波信
号発生回路１３Ａ、昇降圧形電力調整器１Ａを保護する
ため電流検出器２，３，４および５からの信号により電
流制限を行なう入力電流制限回路１２Ａ，出力電流制限
回路１４Ａ、変圧器７Ａの出力電圧から昇降圧形電力調
整器１Ａの出力電圧を検出する出力電圧検出回路１５
Ａ、これらの各回路出力からパルス幅指令１６Ａ０を生
成するパルス幅指令発生回路１６Ａ、電源の位相（極
性）を検出する位相検出回路１０Ａ、その出力から図９
に示す昇降圧形電力調整器１Ａの半導体スイッチング素
子Ｓ３，Ｓ４のスイッチング信号を発生する位相スイッ
チング信号発生回路２９Ａ等を備えている。
従来例を図１１に示す。これは、例えば図９に示すよう
な単相昇降圧形電力調整器１Ａに対し、出力電圧指令発
生回路１１、交流電源電圧を検出する変圧器６Ａの出力
電圧にもとづき基準正弦波信号を発生する基準正弦波信
号発生回路１３Ａ、昇降圧形電力調整器１Ａを保護する
ため電流検出器２，３，４および５からの信号により電
流制限を行なう入力電流制限回路１２Ａ，出力電流制限
回路１４Ａ、変圧器７Ａの出力電圧から昇降圧形電力調
整器１Ａの出力電圧を検出する出力電圧検出回路１５
Ａ、これらの各回路出力からパルス幅指令１６Ａ０を生
成するパルス幅指令発生回路１６Ａ、電源の位相（極
性）を検出する位相検出回路１０Ａ、その出力から図９
に示す昇降圧形電力調整器１Ａの半導体スイッチング素
子Ｓ３，Ｓ４のスイッチング信号を発生する位相スイッ
チング信号発生回路２９Ａ等を備えている。
【０００４】パルス幅指令１６Ａ０とキャリア信号発生
回路２０からのキャリア信号とは、昇圧スイッチング信
号発生回路１７Ａおよび降圧スイッチング信号発生回路
２３Ａにおいて、パルス幅（ＰＷＭ）変調される。この
ＰＷＭ変調されたスイッチング信号は、パルス幅指令１
６Ａ０のレベルを判定するレベル判定回路１８Ａの出力
により切り換えられるスイッチ（ＳＷ）１９Ａにて、昇
圧スイッチング信号１９Ａ０，降圧スイッチング信号１
９Ａ１として分配される。すなわち、昇圧スイッチング
信号１９Ａ０により、昇降圧形電力調整器１Ａの半導体
スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をスイッチングすることで
昇圧動作をし、降圧スイッチング信号１９Ａ１により、
昇降圧形電力調整器１Ａの半導体スイッチング素子Ｓ
５，Ｓ６をスイッチングすることで降圧動作をする。
回路２０からのキャリア信号とは、昇圧スイッチング信
号発生回路１７Ａおよび降圧スイッチング信号発生回路
２３Ａにおいて、パルス幅（ＰＷＭ）変調される。この
ＰＷＭ変調されたスイッチング信号は、パルス幅指令１
６Ａ０のレベルを判定するレベル判定回路１８Ａの出力
により切り換えられるスイッチ（ＳＷ）１９Ａにて、昇
圧スイッチング信号１９Ａ０，降圧スイッチング信号１
９Ａ１として分配される。すなわち、昇圧スイッチング
信号１９Ａ０により、昇降圧形電力調整器１Ａの半導体
スイッチング素子Ｓ１，Ｓ２をスイッチングすることで
昇圧動作をし、降圧スイッチング信号１９Ａ１により、
昇降圧形電力調整器１Ａの半導体スイッチング素子Ｓ
５，Ｓ６をスイッチングすることで降圧動作をする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１１
のような制御回路では、昇降圧判定回路が必要になるだ
けでなく、パルス幅指令が判定レベル付近で推移すると
その判定が不安定となり、その結果、昇降圧切替スイッ
チが常時昇圧から降圧、または降圧から昇圧へと切り換
えが起こり、出力電圧が一定しないという問題を生じ
る。したがって、この発明の課題は昇圧，降圧の判定を
不要とし、０Ｖから入力より高い電圧までを連続的に発
生し得るようにすることにある。
のような制御回路では、昇降圧判定回路が必要になるだ
けでなく、パルス幅指令が判定レベル付近で推移すると
その判定が不安定となり、その結果、昇降圧切替スイッ
チが常時昇圧から降圧、または降圧から昇圧へと切り換
えが起こり、出力電圧が一定しないという問題を生じ
る。したがって、この発明の課題は昇圧，降圧の判定を
不要とし、０Ｖから入力より高い電圧までを連続的に発
生し得るようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項１の発明では、単相の昇降圧形電力調整器
の制御装置において、初期値としてオフセット信号を与
えられ、電力調整器を構成するスイッチング素子をオ
ン，オフするための昇圧パルス幅指令信号を出力する昇
圧パルス幅指令発生回路と、この出力にもとづき昇圧ス
イッチング信号を発生する昇圧スイッチング信号発生回
路と、初期値としてオフセット信号を与えられ、前記ス
イッチング素子をオン，オフするための降圧パルス幅指
令信号を出力する降圧パルス幅指令発生回路と、この出
力にもとづき降圧スイッチング信号を発生する降圧スイ
ッチング信号発生回路とを設け、負荷に供給する電力を
制御するようにしている。また、請求項２の発明では、
３相の昇降圧形電力調整器の制御装置において、初期値
としてオフセット信号を与えられ、電力調整器を構成す
るスイッチング素子をオン，オフするための昇圧パルス
幅指令信号を出力する昇圧パルス幅指令発生回路と、こ
の出力にもとづき昇圧スイッチング信号を発生する昇圧
スイッチング信号発生回路と、初期値としてオフセット
信号を与えられ、前記スイッチング素子をオン，オフす
るための降圧パルス幅指令信号を出力する降圧パルス幅
指令発生回路と、この出力にもとづき降圧スイッチング
信号を発生する降圧スイッチング信号発生回路とを、３
相交流電源の第１相と第２相間、第２と第３相間にそれ
ぞれ設け、負荷に供給する電力を制御するようにしてい
る。
べく、請求項１の発明では、単相の昇降圧形電力調整器
の制御装置において、初期値としてオフセット信号を与
えられ、電力調整器を構成するスイッチング素子をオ
ン，オフするための昇圧パルス幅指令信号を出力する昇
圧パルス幅指令発生回路と、この出力にもとづき昇圧ス
イッチング信号を発生する昇圧スイッチング信号発生回
路と、初期値としてオフセット信号を与えられ、前記ス
イッチング素子をオン，オフするための降圧パルス幅指
令信号を出力する降圧パルス幅指令発生回路と、この出
力にもとづき降圧スイッチング信号を発生する降圧スイ
ッチング信号発生回路とを設け、負荷に供給する電力を
制御するようにしている。また、請求項２の発明では、
３相の昇降圧形電力調整器の制御装置において、初期値
としてオフセット信号を与えられ、電力調整器を構成す
るスイッチング素子をオン，オフするための昇圧パルス
幅指令信号を出力する昇圧パルス幅指令発生回路と、こ
の出力にもとづき昇圧スイッチング信号を発生する昇圧
スイッチング信号発生回路と、初期値としてオフセット
信号を与えられ、前記スイッチング素子をオン，オフす
るための降圧パルス幅指令信号を出力する降圧パルス幅
指令発生回路と、この出力にもとづき降圧スイッチング
信号を発生する降圧スイッチング信号発生回路とを、３
相交流電源の第１相と第２相間、第２と第３相間にそれ
ぞれ設け、負荷に供給する電力を制御するようにしてい
る。
【０００７】請求項３の発明では、単相の昇降圧形電力
調整器の制御装置において、２つのキャリア信号を発生
する２キャリア信号発生回路と、パルス幅指令を前記２
つのキャリア信号でパルス幅変調し、昇圧，降圧に応じ
たスイッチング信号を発生するスイッチング信号発生回
路とを設け、負荷に供給する電力を制御するようにして
いる。請求項４の発明では、３相の昇降圧形電力調整器
の制御装置において、２つのキャリア信号を発生する２
キャリア信号発生回路と、パルス幅指令を前記２つのキ
ャリア信号でパルス幅変調し、昇圧，降圧に応じたスイ
ッチング信号を発生するスイッチング信号発生回路とを
３相交流電源の第１相と第２相間、第２相と第３相間に
それぞれ設け、負荷に供給する電力を制御するようにし
ている。
調整器の制御装置において、２つのキャリア信号を発生
する２キャリア信号発生回路と、パルス幅指令を前記２
つのキャリア信号でパルス幅変調し、昇圧，降圧に応じ
たスイッチング信号を発生するスイッチング信号発生回
路とを設け、負荷に供給する電力を制御するようにして
いる。請求項４の発明では、３相の昇降圧形電力調整器
の制御装置において、２つのキャリア信号を発生する２
キャリア信号発生回路と、パルス幅指令を前記２つのキ
ャリア信号でパルス幅変調し、昇圧，降圧に応じたスイ
ッチング信号を発生するスイッチング信号発生回路とを
３相交流電源の第１相と第２相間、第２相と第３相間に
それぞれ設け、負荷に供給する電力を制御するようにし
ている。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す構成図である。ここでは、２つのパルス幅指令
発生回路２４Ａ，２５Ａが設けられており、これらには
初期値として飽和オフセット信号２１が与えられて、飽
和している。ここに、飽和とはパルス幅指令発生回路２
４Ａ，２５Ａの出力であるパルス幅指令が、キャリア信
号最大値よりも大きくて、双方が切り合わない状態をい
うものとする。
態を示す構成図である。ここでは、２つのパルス幅指令
発生回路２４Ａ，２５Ａが設けられており、これらには
初期値として飽和オフセット信号２１が与えられて、飽
和している。ここに、飽和とはパルス幅指令発生回路２
４Ａ，２５Ａの出力であるパルス幅指令が、キャリア信
号最大値よりも大きくて、双方が切り合わない状態をい
うものとする。
【０００９】出力電圧指令発生回路１１の出力は、零を
しきい値として正で昇圧指令、負で降圧指令であり、こ
れに基準正弦波信号，出力電圧および電流制限出力等が
加算されたものが正であればパルス幅指令は昇圧指令で
あり、降圧パルス幅指令発生回路２５Ａは飽和状態を維
持し、降圧スイッチング信号発生器２７Ａは切り合いを
しない。このとき、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ａの
入力は負となり、その値が飽和オフセット信号２１に加
算され、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ａの出力はＰＷ
Ｍ変調を行なうレベルとなり、昇圧スイッチング信号発
生器２６Ａでは切り合いが行なわれるとともに、このＰ
ＷＭ出力と位相検出回路１０Ａからの出力との排他的論
理和演算により、昇圧スイッチング信号１９Ａ０が生成
される。
しきい値として正で昇圧指令、負で降圧指令であり、こ
れに基準正弦波信号，出力電圧および電流制限出力等が
加算されたものが正であればパルス幅指令は昇圧指令で
あり、降圧パルス幅指令発生回路２５Ａは飽和状態を維
持し、降圧スイッチング信号発生器２７Ａは切り合いを
しない。このとき、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ａの
入力は負となり、その値が飽和オフセット信号２１に加
算され、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ａの出力はＰＷ
Ｍ変調を行なうレベルとなり、昇圧スイッチング信号発
生器２６Ａでは切り合いが行なわれるとともに、このＰ
ＷＭ出力と位相検出回路１０Ａからの出力との排他的論
理和演算により、昇圧スイッチング信号１９Ａ０が生成
される。
【００１０】図１における昇圧動作を図２に示す。同図
（イ）は電源電圧、すなわち昇降圧形電力調整器の入力
電圧、（ロ）はキャリア信号と昇圧，降圧パルス幅指令
と飽和オフセット信号の関係、（ハ）は位相検出回路出
力、（ニ）はＰＷＭ信号、（ホ）は素子Ｓ１に対する信
号、（ヘ）は素子Ｓ２に対する信号、（ト）は素子Ｓ３
に対する信号、（チ）は素子Ｓ４に対する信号、（リ）
は素子Ｓ５に対する信号、（ヌ）は素子Ｓ６に対する信
号の各波形例を示している。
（イ）は電源電圧、すなわち昇降圧形電力調整器の入力
電圧、（ロ）はキャリア信号と昇圧，降圧パルス幅指令
と飽和オフセット信号の関係、（ハ）は位相検出回路出
力、（ニ）はＰＷＭ信号、（ホ）は素子Ｓ１に対する信
号、（ヘ）は素子Ｓ２に対する信号、（ト）は素子Ｓ３
に対する信号、（チ）は素子Ｓ４に対する信号、（リ）
は素子Ｓ５に対する信号、（ヌ）は素子Ｓ６に対する信
号の各波形例を示している。
【００１１】一方、図１の出力電圧指令発生回路１１の
出力、基準正弦波信号，出力電圧および電流制限出力等
が加算されたものが負であればパルス幅指令は降圧指令
であり、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ａは飽和状態を
維持し、昇圧スイッチング信号発生器２６Ａは切り合い
をしない。このとき、反転器３０を入力に持つ降圧パル
ス幅指令発生回路２５Ａの入力は負となり、その値が飽
和オフセット信号２１に加算され、降圧パルス幅指令発
生回路２５Ａの出力はＰＷＭ変調を行なうレベルとな
り、降圧スイッチング信号発生器２７Ａでは切り合いが
行なわれるとともに、このＰＷＭ出力と位相検出回路１
０Ａからの出力との排他的論理和演算により、昇圧スイ
ッチング信号１９Ａ１が生成される。この降圧動作を図
３に示す。図３の（イ）〜（ヌ）の各信号は図２と同じ
である。すなわち、図１では、常にどちらか一方のパル
ス幅指令発生回路が飽和している。また、飽和オフセッ
ト信号２１をキャリア信号最大値よりも大きく設定する
ことで、図２，図３（ロ）にも示すような非ＰＷＭ領域
を設け、パルス幅指令が零付近（昇降圧しきい値）での
昇圧から降圧、降圧から昇圧への不安定な切り換わりを
緩和するようにしている。
出力、基準正弦波信号，出力電圧および電流制限出力等
が加算されたものが負であればパルス幅指令は降圧指令
であり、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ａは飽和状態を
維持し、昇圧スイッチング信号発生器２６Ａは切り合い
をしない。このとき、反転器３０を入力に持つ降圧パル
ス幅指令発生回路２５Ａの入力は負となり、その値が飽
和オフセット信号２１に加算され、降圧パルス幅指令発
生回路２５Ａの出力はＰＷＭ変調を行なうレベルとな
り、降圧スイッチング信号発生器２７Ａでは切り合いが
行なわれるとともに、このＰＷＭ出力と位相検出回路１
０Ａからの出力との排他的論理和演算により、昇圧スイ
ッチング信号１９Ａ１が生成される。この降圧動作を図
３に示す。図３の（イ）〜（ヌ）の各信号は図２と同じ
である。すなわち、図１では、常にどちらか一方のパル
ス幅指令発生回路が飽和している。また、飽和オフセッ
ト信号２１をキャリア信号最大値よりも大きく設定する
ことで、図２，図３（ロ）にも示すような非ＰＷＭ領域
を設け、パルス幅指令が零付近（昇降圧しきい値）での
昇圧から降圧、降圧から昇圧への不安定な切り換わりを
緩和するようにしている。
【００１２】図４に図１の変形例を示す。これは、図１
０に示す３相昇降圧形電力調整器１Ｂに適応した例であ
る（符号Ｂを付して３相の場合を示す）。この図１０で
は、上側の３相ブリッジ回路のスイッチング素子は、３
相電源のうち例えば第１，第２相ＲＳ間を電源、３相負
荷のうち例えば第１，第２相ＵＶを負荷として降圧，昇
圧動作を行ない、下側の３相ブリッジ回路のスイッチン
グ素子は、３相電源のうち例えば第２，第３相ＳＴ間を
電源、３相負荷のうち例えば第２，第３相ＶＷを負荷と
して降圧，昇圧動作を行なうので、負荷ＵＶとＶＷには
１２０度位相のずれた正弦波が得られ、３相平衡交流の
関係からＷＵ間にも正弦波が得られることになる。
０に示す３相昇降圧形電力調整器１Ｂに適応した例であ
る（符号Ｂを付して３相の場合を示す）。この図１０で
は、上側の３相ブリッジ回路のスイッチング素子は、３
相電源のうち例えば第１，第２相ＲＳ間を電源、３相負
荷のうち例えば第１，第２相ＵＶを負荷として降圧，昇
圧動作を行ない、下側の３相ブリッジ回路のスイッチン
グ素子は、３相電源のうち例えば第２，第３相ＳＴ間を
電源、３相負荷のうち例えば第２，第３相ＶＷを負荷と
して降圧，昇圧動作を行なうので、負荷ＵＶとＶＷには
１２０度位相のずれた正弦波が得られ、３相平衡交流の
関係からＷＵ間にも正弦波が得られることになる。
【００１３】したがって、３相昇降圧形電力調整器１Ｂ
については、第１，第２線間と第２，第３線間と第３
線，第１線間に分けて考えれば、基本的には図１の場合
と同様なので、ここでは、３つの線間の少なくとも２つ
の線間に、それぞれ２つのパルス幅指令発生回路２４
Ｂ，２５Ｂを設け、これらに初期値として飽和オフセッ
ト信号２１を与えて、飽和させるようにしている。その
他の点も基本的には図１の場合と同様で、出力電圧指令
発生回路１１の出力は、零をしきい値として正で昇圧指
令、負で降圧指令であり、これに基準正弦波信号，出力
電圧および電流制限出力等が加算されたものが正であれ
ばパルス幅指令は昇圧指令であり、降圧パルス幅指令発
生回路２５Ｂは飽和状態を維持し、降圧スイッチング信
号発生器２７Ｂは切り合いをしない。このとき、昇圧パ
ルス幅指令発生回路２４Ｂの入力は負となり、その値が
飽和オフセット信号２１に加算され、昇圧パルス幅指令
発生回路２４Ｂの出力はＰＷＭ変調を行なうレベルとな
り、昇圧スイッチング信号発生器２６Ｂでは切り合いが
行なわれるとともに、このＰＷＭ出力と位相検出回路１
０Ｂ（線間の位相）からの出力との排他的論理和演算に
より、昇圧スイッチング信号１９Ｂ０が生成される。昇
圧動作は図２と同様なので、詳細は省略する。
については、第１，第２線間と第２，第３線間と第３
線，第１線間に分けて考えれば、基本的には図１の場合
と同様なので、ここでは、３つの線間の少なくとも２つ
の線間に、それぞれ２つのパルス幅指令発生回路２４
Ｂ，２５Ｂを設け、これらに初期値として飽和オフセッ
ト信号２１を与えて、飽和させるようにしている。その
他の点も基本的には図１の場合と同様で、出力電圧指令
発生回路１１の出力は、零をしきい値として正で昇圧指
令、負で降圧指令であり、これに基準正弦波信号，出力
電圧および電流制限出力等が加算されたものが正であれ
ばパルス幅指令は昇圧指令であり、降圧パルス幅指令発
生回路２５Ｂは飽和状態を維持し、降圧スイッチング信
号発生器２７Ｂは切り合いをしない。このとき、昇圧パ
ルス幅指令発生回路２４Ｂの入力は負となり、その値が
飽和オフセット信号２１に加算され、昇圧パルス幅指令
発生回路２４Ｂの出力はＰＷＭ変調を行なうレベルとな
り、昇圧スイッチング信号発生器２６Ｂでは切り合いが
行なわれるとともに、このＰＷＭ出力と位相検出回路１
０Ｂ（線間の位相）からの出力との排他的論理和演算に
より、昇圧スイッチング信号１９Ｂ０が生成される。昇
圧動作は図２と同様なので、詳細は省略する。
【００１４】一方、図１の出力電圧指令発生回路１１の
出力、基準正弦波信号，出力電圧および電流制限出力等
が加算されたものが負であればパルス幅指令は降圧指令
であり、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ｂは飽和状態を
維持し、昇圧スイッチング信号発生器２６Ｂは切り合い
をしない。このとき、降圧パルス幅指令発生回路２５Ｂ
の入力は負となり、その値が飽和オフセット信号２１に
加算され、降圧パルス幅指令発生回路２５Ｂの出力はＰ
ＷＭ変調を行なうレベルとなり、降圧スイッチング信号
発生器２７Ｂでは切り合いが行なわれるとともに、この
ＰＷＭ出力と位相検出回路１０Ｂからの出力との排他的
論理和演算により、降圧スイッチング信号１９Ｂ１が生
成される点なども図１と殆ど同様で、その降圧動作も図
３と同様である。
出力、基準正弦波信号，出力電圧および電流制限出力等
が加算されたものが負であればパルス幅指令は降圧指令
であり、昇圧パルス幅指令発生回路２４Ｂは飽和状態を
維持し、昇圧スイッチング信号発生器２６Ｂは切り合い
をしない。このとき、降圧パルス幅指令発生回路２５Ｂ
の入力は負となり、その値が飽和オフセット信号２１に
加算され、降圧パルス幅指令発生回路２５Ｂの出力はＰ
ＷＭ変調を行なうレベルとなり、降圧スイッチング信号
発生器２７Ｂでは切り合いが行なわれるとともに、この
ＰＷＭ出力と位相検出回路１０Ｂからの出力との排他的
論理和演算により、降圧スイッチング信号１９Ｂ１が生
成される点なども図１と殆ど同様で、その降圧動作も図
３と同様である。
【００１５】図５はこの発明の第２の実施の形態を示す
構成図である。ここでは、２キャリア信号発生回路２２
を用い、昇圧キャリア信号と降圧キャリア信号の２つの
キャリア信号を発生する点が特徴である。出力電圧指令
発生回路１１の出力は、零をしきい値として正で昇圧指
令、負で降圧指令であり、これに基準正弦波信号，出力
電圧および電流制限出力等が加算されたものがパルス幅
指令１６Ａ０となる。このパルス幅指令が正であれば昇
圧指令であり、負であれば降圧指令となる。
構成図である。ここでは、２キャリア信号発生回路２２
を用い、昇圧キャリア信号と降圧キャリア信号の２つの
キャリア信号を発生する点が特徴である。出力電圧指令
発生回路１１の出力は、零をしきい値として正で昇圧指
令、負で降圧指令であり、これに基準正弦波信号，出力
電圧および電流制限出力等が加算されたものがパルス幅
指令１６Ａ０となる。このパルス幅指令が正であれば昇
圧指令であり、負であれば降圧指令となる。
【００１６】図６は図５における昇圧動作を示す波形
図、図７は図５における降圧動作を示す波形図である。
すなわち、上記パルス幅指令１６Ａ０が正であれば、ス
イッチング信号発生器２８Ａにより図６のように昇圧キ
ャリア信号のみと切り合いをし、そのＰＷＭ出力と位相
検出回路１０Ａからの出力との排他的論理和演算によ
り、昇圧スイッチング信号１９Ａ０を生成する。一方、
上記パルス幅指令１６Ａ０が負であれば、スイッチング
信号発生器２８Ａにより図７のように降圧キャリア信号
のみと切り合いをし、そのＰＷＭ出力と位相検出回路１
０Ａからの出力との排他的論理和演算により、昇圧スイ
ッチング信号１９Ａ１を生成する。また、ここでも図
６，図７に示すような非ＰＷＭ領域を設けることによ
り、パルス幅指令が０付近（昇降圧しきい値付近）での
昇圧から降圧、降圧から昇圧への不安定な切り換わりを
緩和するようにしている。
図、図７は図５における降圧動作を示す波形図である。
すなわち、上記パルス幅指令１６Ａ０が正であれば、ス
イッチング信号発生器２８Ａにより図６のように昇圧キ
ャリア信号のみと切り合いをし、そのＰＷＭ出力と位相
検出回路１０Ａからの出力との排他的論理和演算によ
り、昇圧スイッチング信号１９Ａ０を生成する。一方、
上記パルス幅指令１６Ａ０が負であれば、スイッチング
信号発生器２８Ａにより図７のように降圧キャリア信号
のみと切り合いをし、そのＰＷＭ出力と位相検出回路１
０Ａからの出力との排他的論理和演算により、昇圧スイ
ッチング信号１９Ａ１を生成する。また、ここでも図
６，図７に示すような非ＰＷＭ領域を設けることによ
り、パルス幅指令が０付近（昇降圧しきい値付近）での
昇圧から降圧、降圧から昇圧への不安定な切り換わりを
緩和するようにしている。
【００１７】図８に図５の変形例を示す。すなわち、図
５は昇降圧形電力調整器が単相の例であったが、これは
昇降圧形電力調整が３相の場合の例である。したがっ
て、各回路は３相の所定２線間に設けられるものとして
符号Ｂが付されている他は、基本的に図５の場合と全く
同様なので詳細は省略する。
５は昇降圧形電力調整器が単相の例であったが、これは
昇降圧形電力調整が３相の場合の例である。したがっ
て、各回路は３相の所定２線間に設けられるものとして
符号Ｂが付されている他は、基本的に図５の場合と全く
同様なので詳細は省略する。
【００１８】
【発明の効果】この発明によれば、昇降圧切り換わり時
の動作を不安定にすることなく、既提案の昇降圧形電力
調整器を、０Ｖから入力より高い電圧まで連続的に制御
することが可能となり、適用範囲を大幅に拡大すること
が可能となる利点がもたらされる。
の動作を不安定にすることなく、既提案の昇降圧形電力
調整器を、０Ｖから入力より高い電圧まで連続的に制御
することが可能となり、適用範囲を大幅に拡大すること
が可能となる利点がもたらされる。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図２】図１における昇圧動作を説明するための波形図
である。
である。
【図３】図１における降圧動作を説明するための波形図
である。
である。
【図４】図１の変形例を示す構成図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。
る。
【図６】図５における昇圧動作を説明するための波形図
である。
である。
【図７】図５における降圧動作を説明するための波形図
である。
である。
【図８】図５の変形例を示す構成図である。
【図９】提案装置としての単相昇降圧形電力調整器例を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１０】提案装置としての３相昇降圧形電力調整器例
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図１１】昇降圧形電力調整器の制御装置例を示す構成
図である。
図である。
１Ａ，１Ｂ…昇降圧形電力調整器、２，３，４，５…変
流器、６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ…変圧器、１０Ａ，１０
Ｂ…位相検出回路、１１…出力電圧指令発生回路、１２
Ａ，１２Ｂ…入力電流制限回路、１３Ａ，１３Ｂ…基準
正弦波信号発生回路、１４Ａ，１４Ｂ…出力電流制限回
路、１５Ａ，１５Ｂ…出力電圧検出回路、１６Ａ，１６
Ｂ…パルス幅指令発生回路、１７Ａ，２６Ａ，２６Ｂ…
昇圧スイッチング信号発生回路、１８Ａ…昇圧判定回
路、１９Ａ…スイッチ、２０…キャリア信号発生回路、
２１…飽和オフセット信号、２２…２キャリア信号発生
回路、２３Ａ，２７Ａ，２７Ｂ…降圧スイッチング信号
発生回路、２４Ａ，２４Ｂ…昇圧パルス幅指令発生回
路、２５Ａ，２５Ｂ…降圧パルス幅指令発生回路、２８
Ａ，２８Ｂ…スイッチング信号発生回路、２９Ａ，２９
Ｂ…位相スイッチング信号発生回路、３０…反転器。
流器、６Ａ，６Ｂ，７Ａ，７Ｂ…変圧器、１０Ａ，１０
Ｂ…位相検出回路、１１…出力電圧指令発生回路、１２
Ａ，１２Ｂ…入力電流制限回路、１３Ａ，１３Ｂ…基準
正弦波信号発生回路、１４Ａ，１４Ｂ…出力電流制限回
路、１５Ａ，１５Ｂ…出力電圧検出回路、１６Ａ，１６
Ｂ…パルス幅指令発生回路、１７Ａ，２６Ａ，２６Ｂ…
昇圧スイッチング信号発生回路、１８Ａ…昇圧判定回
路、１９Ａ…スイッチ、２０…キャリア信号発生回路、
２１…飽和オフセット信号、２２…２キャリア信号発生
回路、２３Ａ，２７Ａ，２７Ｂ…降圧スイッチング信号
発生回路、２４Ａ，２４Ｂ…昇圧パルス幅指令発生回
路、２５Ａ，２５Ｂ…降圧パルス幅指令発生回路、２８
Ａ，２８Ｂ…スイッチング信号発生回路、２９Ａ，２９
Ｂ…位相スイッチング信号発生回路、３０…反転器。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−9660（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−231965（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−222434（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−116110（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−339279（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−15171（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−9651（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−245533（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 5/00 - 5/48
H02M 7/00 - 7/98
H02M 3/00 - 3/44
H02M 1/00 - 1/30
Claims (4)
- 【請求項１】 第１ダイオードのアノード端子と第２ダ
イオードのカソード端子を接続した第１のダイオード直
列回路と、第３ダイオードのアノード端子と第４ダイオ
ードのカソード端子を接続した第２のダイオード直列回
路と、第５ダイオードのアノード端子と第６ダイオード
のカソード端子を接続した第３のダイオード直列回路と
を互いに並列接続した３相ブリッジ回路のすべてのダイ
オードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子を接続
し、前記第１のダイオード直列回路の直列接続点には第
１のリアクトルを介して単相交流電源の一方の端子を、
前記第３のダイオード直列回路の直列接続点には第２の
リアクトルを介して単相負荷の一方の端子を、前記第２
のダイオード直列回路の直列接続点は直接前記単相交流
電源および単相負荷の各他方の端子に、前記３相ブリッ
ジ回路の正極，負極間には第１のコンデンサを、単相交
流電源と並列に第２のコンデンサを、単相負荷と並列に
第３のコンデンサを、それぞれ接続して構成される単相
昇降圧形電力調整器に対し、 初期値としてオフセット信号を与えられ、前記スイッチ
ング素子をオン，オフするための昇圧パルス幅指令信号
を出力する昇圧パルス幅指令発生回路と、この出力にも
とづき昇圧スイッチング信号を発生する昇圧スイッチン
グ信号発生回路と、初期値としてオフセット信号を与え
られ、前記スイッチング素子をオン，オフするための降
圧パルス幅指令信号を出力する降圧パルス幅指令発生回
路と、この出力にもとづき降圧スイッチング信号を発生
する降圧スイッチング信号発生回路とを設け、負荷に供
給する電力を制御することを特徴とする昇降圧形電力調
整器の制御装置。 - 【請求項２】 第１ダイオードのアノード端子と第２ダ
イオードのカソード端子を接続した第１のダイオード直
列回路と、第３ダイオードのアノード端子と第４ダイオ
ードのカソード端子を接続した第２のダイオード直列回
路と、第５ダイオードのアノード端子と第６ダイオード
のカソード端子を接続した第３のダイオード直列回路と
を互いに並列接続した第１の３相ブリッジ回路のすべて
のダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子を
接続し、第７ダイオードのアノード端子と第８ダイオー
ドのカソード端子を接続した第４のダイオード直列回路
と、第９ダイオードのアノード端子と第１０ダイオード
のカソード端子を接続した第５のダイオード直列回路
と、第１１ダイオードのアノード端子と第１２ダイオー
ドのカソード端子を接続した第６のダイオード直列回路
とを互いに並列接続した第２の３相ブリッジ回路のすべ
てのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子
を接続し、前記第１の３相ブリッジ回路の第１のダイオ
ード直列回路の直列接続点には第１のリアクトルを介し
て３相交流電源の第１相の端子を、前記第１の３相ブリ
ッジ回路の第３のダイオード直列回路の直列接続点には
第２のリアクトルを介して３相負荷の第１相の端子を、
前記第１の３相ブリッジ回路の第２のダイオード直列回
路の直列接続点には３相交流電源の第２相の端子と３相
負荷の第２相の端子を、前記第２の３相ブリッジ回路の
第４のダイオード直列回路の直列接続点には第３のリア
クトルを介して３相交流電源の第３相の端子を、前記第
２の３相ブリッジ回路の第６のダイオード直列回路の直
列接続点には第４のリアクトルを介して３相負荷の第３
相の端子を、前記第２の３相ブリッジ回路の第５のダイ
オード直列回路の直列接続点には前記第１の３相ブリッ
ジ回路の第２のダイオード直列回路と同一の端子を、第
１，第２の３相ブリッジ回路の正，負端子間にはそれぞ
れ第１，第２のコンデンサを、前記３相交流電源の第
１，第２相間および第２，第３相間には第３，第４のコ
ンデンサを、前記３相負荷の第１，第２相間および第
２，第３相間には第５，第６のコンデンサを、接続して
構成される３相昇降圧形電力調整器に対し、 前記３相交流電源の第１相と第２相間、第２相と第３相
間にそれぞれ、 初期値としてオフセット信号を与えられ、前記スイッチ
ング素子をオン，オフするための昇圧パルス幅指令信号
を出力する昇圧パルス幅指令発生回路と、この出力にも
とづき昇圧スイッチング信号を発生する昇圧スイッチン
グ信号発生回路と、初期値としてオフセット信号を与え
られ、前記スイッチング素子をオン，オフするための降
圧パルス幅指令信号を出力する降圧パルス幅指令発生回
路と、この出力にもとづき降圧スイッチング信号を発生
する降圧スイッチング信号発生回路とを設け、負荷に供
給する電力を制御することを特徴とする昇降圧形電力調
整器の制御装置。 - 【請求項３】 第１ダイオードのアノード端子と第２ダ
イオードのカソード端子を接続した第１のダイオード直
列回路と、第３ダイオードのアノード端子と第４ダイオ
ードのカソード端子を接続した第２のダイオード直列回
路と、第５ダイオードのアノード端子と第６ダイオード
のカソード端子を接続した第３のダイオード直列回路と
を互いに並列接続した３相ブリッジ回路のすべてのダイ
オードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子を接続
し、前記第１のダイオード直列回路の直列接続点には第
１のリアクトルを介して単相交流電源の一方の端子を、
前記第３のダイオード直列回路の直列接続点には第２の
リアクトルを介して単相負荷の一方の端子を、前記第２
のダイオード直列回路の直列接続点は直接前記単相交流
電源および単相負荷の各他方の端子に、前記３相ブリッ
ジ回路の正極，負極間には第１のコンデンサを、単相交
流電源と並列に第２のコンデンサを、単相負荷と並列に
第３のコンデンサを、それぞれ接続して構成される単相
昇降圧形電力調整器に対し、 ２つのキャリア信号を発生する２キャリア信号発生回路
と、パルス幅指令を前記２つのキャリア信号でパルス幅
変調し、昇圧，降圧に応じたスイッチング信号を発生す
るスイッチング信号発生回路とを設け、負荷に供給する
電力を制御することを特徴とする昇降圧形電力調整器の
制御装置。 - 【請求項４】 第１ダイオードのアノード端子と第２ダ
イオードのカソード端子を接続した第１のダイオード直
列回路と、第３ダイオードのアノード端子と第４ダイオ
ードのカソード端子を接続した第２のダイオード直列回
路と、第５ダイオードのアノード端子と第６ダイオード
のカソード端子を接続した第３のダイオード直列回路と
を互いに並列接続した第１の３相ブリッジ回路のすべて
のダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子を
接続し、第７ダイオードのアノード端子と第８ダイオー
ドのカソード端子を接続した第４のダイオード直列回路
と、第９ダイオードのアノード端子と第１０ダイオード
のカソード端子を接続した第５のダイオード直列回路
と、第１１ダイオードのアノード端子と第１２ダイオー
ドのカソード端子を接続した第６のダイオード直列回路
とを互いに並列接続した第２の３相ブリッジ回路のすべ
てのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子
を接続し、前記第１の３相ブリッジ回路の第１のダイオ
ード直列回路の直列接続点には第１のリアクトルを介し
て３相交流電源の第１相の端子を、前記第１の３相ブリ
ッジ回路の第３のダイオード直列回路の直列接続点には
第２のリアクトルを介して３相負荷の第１相の端子を、
前記第１の３相ブリッジ回路の第２のダイオード直列回
路の直列接続点には３相交流電源の第２相の端子と３相
負荷の第２相の端子を、前記第２の３相ブリッジ回路の
第４のダイオード直列回路の直列接続点には第３のリア
クトルを介して３相交流電源の第３相の端子を、前記第
２の３相ブリッジ回路の第６のダイオード直列回路の直
列接続点には第４のリアクトルを介して３相負荷の第３
相の端子を、前記第２の３相ブリッジ回路の第５のダイ
オード直列回路の直列接続点には前記第１の３相ブリッ
ジ回路の第２のダイオード直列回路と同一の端子を、第
１，第２の３相ブリッジ回路の正，負端子間にはそれぞ
れ第１，第２のコンデンサを、前記３相交流電源の第
１，第２相間および第２，第３相間には第３，第４のコ
ンデンサを、前記３相負荷の第１，第２相間および第
２，第３相間には第５，第６のコンデンサを、接続して
構成される３相昇降圧形電力調整器に対し、 前記３相交流電源の第１相と第２相間、第２相と第３相
間にそれぞれ、 ２つのキャリア信号を発生する２キャリア信号発生回路
と、パルス幅指令を前記２つのキャリア信号でパルス幅
変調し、昇圧，降圧に応じたスイッチング信号を発生す
るスイッチング信号発生回路とを設け、負荷に供給する
電力を制御することを特徴とする昇降圧形電力調整器の
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30519996A JP3498824B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 昇降圧形電力調整器の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30519996A JP3498824B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 昇降圧形電力調整器の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10150770A JPH10150770A (ja) | 1998-06-02 |
| JP3498824B2 true JP3498824B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=17942250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30519996A Expired - Fee Related JP3498824B2 (ja) | 1996-11-15 | 1996-11-15 | 昇降圧形電力調整器の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3498824B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3656708B2 (ja) * | 1998-08-12 | 2005-06-08 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 電力変換器の制御装置 |
| JP2005304260A (ja) * | 2004-04-15 | 2005-10-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 直並列コンバータの保護回路 |
-
1996
- 1996-11-15 JP JP30519996A patent/JP3498824B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10150770A (ja) | 1998-06-02 |
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