JP5046021B2 - 電源回路 - Google Patents
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Description
特許文献1は、同期発電機から得られる電力を最大にするための電力制御装置に係る技術を提案している。この技術においては、同期発電機からの出力電圧を整流し、整流後の電圧をスイッチングコンバータによって調節する。このスイッチングコンバータには、デューティサイクル制御装置が接続されている。デューティサイクル制御装置は、同期発電機の回転数毎に最大の電力を負荷に供給できるようにスイッチングコンバータのデューティサイクルを決定する。デューティサイクルの決定は、同期発電機の回転数、デューティサイクル及び出力電力間の固有の相関関係に基づき行われる。これにより、電力制御装置は、同期発電機の回転数毎に最大の電力を負荷に供給することができる。
交流発電機の出力電圧を調整する電源回路であって、
上記交流発電機の出力電圧を整流する整流器と、
上記交流発電機の各電機子コイルと直列に接続され、当該電機子コイルと協働して直列共振回路を構成するコンデンサとを備え、
上記整流器は、上記電機子コイルに接続され、
上記整流器を構成するスイッチング素子がトランジスタであり、当該トランジスタは、上記交流発電機の出力周波数に同期するようにスイッチングし、
上記トランジスタのスイッチングのタイミングを制御するタイミング制御部をさらに備える。
従って、本発明によれば、交流発電機及び整流器を通じて大きな電力を出力することができるので、上記従来技術のような複雑な構成のデューティサイクル制御装置が不要となる。故に、本発明によれば、簡単かつコンパクトな構成で大きな電力を負荷に供給することができる電源回路を提供することができる。
本発明によれば、負荷へ大きな電力を供給することができるので、モータ等の大電力負荷に対して充分なラッシュ電流を供給することができる。これにより、アクチュエータの動作応答性を良好にすることができる。また、本発明においては、大電力負荷へ充分に大きな電力を供給することができるので、通常電力負荷へ供給する電圧が低下するのを抑制することができる。
上記タイミング制御部は、上記トランジスタによるスイッチングが上記交流発電機の出力電流がゼロとなる時点に同期して行われるように、上記タイミングを制御することが好ましい。
上記整流器から入力した電圧を降下させる電圧制御部をさらに備え、
上記整流器から出力された電圧は、上記電圧制御部を介して通常電力負荷に供給され、上記通常電力負荷より大きな電力を消費する大電力負荷に上記電圧制御部を介さずに供給されることが好ましい。
上記交流発電機の界磁コイルの電流を制御する電流調整部をさらに備え、
上記電流調整部は、上記電流を制御することにより、上記交流発電機の出力電圧を制御することが好ましい。
従って、本発明によれば、交流発電機及び整流器を通じて大きな電力を出力することができるので、上記従来技術のような複雑な構成のデューティサイクル制御装置が不要となる。故に、本発明によれば、簡単かつコンパクトな構成で大きな電力を負荷に供給する電源回路を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係る電源回路について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、第1実施形態に係る電源回路を示す図である。図2は、第1実施形態における直列共振回路及び整流器を三相交流のうちの1つの相について示す図である。
第1実施形態に係る電源回路1は、交流発電機2の出力電圧を調整する電源回路である。交流発電機2の種類は特に限定されないが、例えば、図1に示される如く、同期発電機とされる。図1に示される交流発電機2は、三相交流同期発電機である。交流発電機2は、ステータに設けられY結線された3つの電機子コイル6と、ロータに設けられた界磁コイル9と、界磁コイル9を励磁し界磁コイル9に流す電流を調整する電流調整部10とを含む。
一方、電動モータ等のように大電力を消費する大電力負荷14は、電圧制御部12を介さずに整流器3の出力端子に接続されている。整流器3から出力された電圧は、電圧制御部12を介さずに大電力負荷14に供給される。
まず、自動車の車軸が回転して界磁コイルが回転し、電流調整部10がバッテリ15の電力を用いて界磁コイル9に電流を流すことにより、交流発電機2が発電をする。交流発電機2の出力周波数が直列共振回路16の共振周波数に近くなると、交流発電機2の出力端子17から出力される電圧の振幅が大きくなる。出力電流も出力電圧の大きさに応じて大きくなるから、共振周波数付近では出力電力が大きくなる。よって、交流発電機2は、共振周波数付近において大きな電力を出力することができる。
本発明の第2実施形態に係る電源回路について、図面を参照しつつ説明する。
図4は、第2実施形態に係る電源回路を示す図である。第2実施形態については、第1実施形態と同様の構成については同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
本発明の第3実施形態に係る電源回路について、図面を参照しつつ説明する。
図5は、第3実施形態に係る電源回路を示す図である。第3実施形態については、第1実施形態と同様の構成については同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
本発明の第4実施形態に係る電源回路について、図面を参照しつつ説明する。
図6は、第4実施形態に係る電源回路を示す図である。第4実施形態については、第1実施形態と同様の構成については同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
2、27、28、29 交流発電機
3 整流器
4、19 コンデンサ
5 タイミング制御部
6 電機子コイル
7 トランジスタ
71 上段トランジスタ
72 下段トランジスタ
9 界磁コイル
10 電流調整部
11 共通接続点
12 電圧制御部
13 通常電力負荷
14 大電力負荷
15 バッテリ
16、20、23、26 直列共振回路
17 交流発電機の出力端子
22、25 可変リアクトル
Claims (4)
- 交流発電機の出力電圧を調整する電源回路であって、
前記交流発電機の出力電圧を整流する整流器と、
前記交流発電機の各電機子コイルと直列または並列に接続された可変リアクトルと、
前記交流発電機の各電機子コイルと直列に接続され、当該電機子コイルおよび前記可変リアクトルと協働して直列共振回路を構成するコンデンサとを備え、
前記整流器は、前記電機子コイルに接続され、
前記整流器を構成するスイッチング素子がトランジスタであり、当該トランジスタは、前記交流発電機の出力周波数に同期するようにスイッチングし、
前記トランジスタのスイッチングのタイミングを制御するタイミング制御部をさらに備えた電源回路。 - 前記タイミング制御部は、前記トランジスタによるスイッチングが前記交流発電機の出力電流がゼロとなる時点に同期して行われるように、前記タイミングを制御することを特徴とする請求項1に記載の電源回路。
- 前記整流器から入力した電圧を降下させる電圧制御部をさらに備え、
前記整流器から出力された電圧は、前記電圧制御部を介して通常電力負荷に供給され、前記通常電力負荷より大きな電力を消費する大電力負荷に前記電圧制御部を介さずに供給されることを特徴とする請求項1に記載の電源回路。 - 前記交流発電機の界磁コイルの電流を制御する電流調整部をさらに備え、
前記電流調整部は、前記電流を制御することにより、前記交流発電機の出力電圧を制御することを特徴とする請求項1に記載の電源回路。
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