JP7419890B2 - power supply - Google Patents

power supply Download PDF

Info

Publication number
JP7419890B2
JP7419890B2 JP2020040583A JP2020040583A JP7419890B2 JP 7419890 B2 JP7419890 B2 JP 7419890B2 JP 2020040583 A JP2020040583 A JP 2020040583A JP 2020040583 A JP2020040583 A JP 2020040583A JP 7419890 B2 JP7419890 B2 JP 7419890B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
electric wire
power
control
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020040583A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021145396A (en
Inventor
晃 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2020040583A priority Critical patent/JP7419890B2/en
Publication of JP2021145396A publication Critical patent/JP2021145396A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7419890B2 publication Critical patent/JP7419890B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

本開示は、電源装置に関する。 The present disclosure relates to a power supply device.

送電線等の電力線の近傍で利用される機器に対して、簡易に電力を供給する手段として、電力線にCT(カレントトランス)を設置することによって、電力線に流れる電流によって生じる誘導電流を利用する電源装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 A power source that uses the induced current generated by the current flowing through the power line by installing a CT (current transformer) on the power line as a means of easily supplying power to equipment used near power lines such as power transmission lines. A device is known (for example, see Patent Document 1).

特許第6351884号公報Patent No. 6351884

一般的なCTでは、一次側の電線(一次電線)に一次電流が流れると、ある固定の電流比で、二次側の電線(二次電線)に二次電流が流れる。しかしながら、上述の電力線のような一次電線に流れる一次電流は、電力供給源の出力や電力供給先が必要とする電力量によって決まるため、大きく変動することがある。したがって、一次電流の変動が大きくなると、一次電流によって生じる誘導電流を利用して負荷に電力を供給する場合、負荷に電力を安定的に供給することが難しくなる。 In a typical CT, when a primary current flows through a primary electric wire (primary electric wire), a secondary current flows through a secondary electric wire (secondary electric wire) at a certain fixed current ratio. However, the primary current flowing through a primary electric wire such as the above-mentioned power line is determined by the output of the power supply source and the amount of power required by the power supply destination, and therefore may vary greatly. Therefore, when fluctuations in the primary current increase, it becomes difficult to stably supply power to the load when the induced current generated by the primary current is used to supply power to the load.

本開示は、一次電流が変動しても、負荷に電力を安定的に供給可能な電源装置を提供する。 The present disclosure provides a power supply device that can stably supply power to a load even if the primary current fluctuates.

本開示は、
負荷に電力を供給する電源装置であって、
一次電線に流れる一次電流により発生する磁束に応じて、二次電線から前記負荷の側に二次電流を出力するカレントトランスと、
前記磁束が通る磁路に設けられる三次電線と、
前記三次電線に制御電流を流して前記二次電流を制御する制御回路とを備える、電源装置を提供する。
This disclosure:
A power supply device that supplies power to a load,
a current transformer that outputs a secondary current from a secondary electric wire to the load side according to magnetic flux generated by a primary current flowing through the primary electric wire;
a tertiary electric wire provided in a magnetic path through which the magnetic flux passes;
A power supply device is provided, including a control circuit that controls the secondary current by flowing a control current through the tertiary electric wire.

本開示によれば、一次電流が変動しても、負荷に電力を安定的に供給可能な電源装置を提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a power supply device that can stably supply power to a load even if the primary current fluctuates.

第1実施形態における電源装置の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a power supply device in the first embodiment. 電流の位相と電力の配分のイメージ図である。FIG. 3 is an image diagram of current phase and power distribution. 第1実施形態における電源装置の制御回路の機能ブロックを例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating functional blocks of a control circuit of the power supply device in the first embodiment. 第1実施形態における電源装置の制御回路が実行する制御フローを例示する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a control flow executed by a control circuit of the power supply device in the first embodiment. 第2実施形態における電源装置の構成例を示す図である。It is a figure showing the example of composition of the power supply device in a 2nd embodiment. 第2実施形態における電源装置の制御回路の制御ブロックを例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a control block of a control circuit of a power supply device in a second embodiment. 第2実施形態における電源装置の制御回路が実行する制御フローを例示する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a control flow executed by a control circuit of a power supply device in a second embodiment. 磁気コアの磁気特性(BHカーブ)を例示する図である。It is a figure which illustrates the magnetic characteristic (BH curve) of a magnetic core.

以下、本開示に係る実施形態を説明する。本開示に係る一実施形態における電源装置は、送配電線や接地線(グランドワイヤ)等の一次電線に流れる一次電流により誘起される誘導電流を利用して、負荷に電力を供給するものである。 Embodiments according to the present disclosure will be described below. A power supply device according to an embodiment of the present disclosure supplies power to a load by using an induced current induced by a primary current flowing in a primary electric wire such as a power transmission/distribution line or a ground wire. .

本開示に係る電源装置は、例えば、パンタグラフによって電車に集電される集電電流(一次電流の一例)により誘起される誘導電流(二次電流の一例)を利用して、電車に搭載される機器(負荷の一例)に電力を供給する。なお、電源装置の使用例は、これに限られない。 The power supply device according to the present disclosure is mounted on a train using, for example, an induced current (an example of a secondary current) induced by a current collecting current (an example of a primary current) collected on a train by a pantograph. Supply power to equipment (an example of a load). Note that the usage example of the power supply device is not limited to this.

図1は、第1実施形態における電源装置の構成例を示す図である。図1に示す電源装置101は、一次電線11に流れる一次電流ieにより誘起される二次電流iaを利用して、直流電圧Vcの直流電力Pcを負荷40に供給する。電源装置101は、カレントトランス14及び制御回路50を備える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a power supply device in the first embodiment. The power supply device 101 shown in FIG. 1 supplies DC power Pc of DC voltage Vc to the load 40 using a secondary current ia induced by a primary current ie flowing through the primary electric wire 11. The power supply device 101 includes a current transformer 14 and a control circuit 50.

カレントトランス14は、一次電線11に流れる一次電流ieにより発生する磁束φに応じて、二次電線12から負荷40の側に二次電流iaを出力する。カレントトランス14は、一次電線11に流れる一次電流ieを、電磁誘導により、二次電線12から負荷40の側へ流れる二次電流iaに変換する。カレントトランス14は、例えば、一次電線11を取り囲むように設置される。カレントトランス14には、二次電線12と三次電線13が設置されている。カレントトランス14は、二次電線12と三次電線13が巻かれる磁気コア10を有する。磁気コア10は、磁束φが通る磁路の一例である。なお、図面では簡略して示されているが、二次電線12と三次電線13は、それぞれ、磁気コア10に少なくとも一ターン以上巻き回されている。 The current transformer 14 outputs a secondary current ia from the secondary electric wire 12 to the load 40 side in accordance with the magnetic flux φ generated by the primary current ie flowing through the primary electric wire 11. The current transformer 14 converts the primary current ie flowing through the primary wire 11 into a secondary current ia flowing from the secondary wire 12 toward the load 40 by electromagnetic induction. The current transformer 14 is installed, for example, so as to surround the primary electric wire 11. A secondary electric wire 12 and a tertiary electric wire 13 are installed in the current transformer 14. The current transformer 14 has a magnetic core 10 around which a secondary wire 12 and a tertiary wire 13 are wound. The magnetic core 10 is an example of a magnetic path through which the magnetic flux φ passes. Although shown in a simplified manner in the drawings, the secondary electric wire 12 and the tertiary electric wire 13 are each wound around the magnetic core 10 for at least one turn or more.

二次電線12は、例えば、磁気コア10にnターン巻き回された巻線である(nは、2以上の巻き数を表す)。三次電線13に後述の制御電流idが流れていない場合、交流の一次電流ieにより磁気コア10内に発生する磁束φの変化を妨げるように、1:nの電流比で、交流の二次電流iaが二次電線12に流れる。 The secondary electric wire 12 is, for example, a winding wire wound around the magnetic core 10 in n turns (n represents the number of turns of 2 or more). When a control current id, which will be described later, is not flowing through the tertiary wire 13, the AC secondary current is applied at a current ratio of 1:n so as to prevent changes in the magnetic flux φ generated in the magnetic core 10 by the AC primary current ie. ia flows into the secondary electric wire 12.

三次電線13は、二次電線12を貫く磁束φが流れる磁路(図1の例では、磁気コア10)に設けられている。この例では、三次電線13は、nよりも少ないターンで磁気コア10に巻き回された巻線である。 The tertiary electric wire 13 is provided in a magnetic path (in the example of FIG. 1, the magnetic core 10) through which the magnetic flux φ passing through the secondary electric wire 12 flows. In this example, the tertiary wire 13 is a winding wound around the magnetic core 10 with fewer than n turns.

制御回路50は、三次電線13に制御電流idを流して二次電流iaを制御する。制御電流idを三次電線13に流すことで、二次電線12を貫く磁束φの大きさが変化するので、カレントトランス14の1:nの電流比が変化する。よって、三次電線13に制御電流idを流すことで、一次電流ieの大きさによって二次電流iaの大きさが固定されない。したがって、一次電流ieが大きく変動しても、二次電線12から負荷40の側へ流れる二次電流iaを制御できるので、負荷40に直流電力Pcを安定的に供給できる。 The control circuit 50 causes a control current id to flow through the tertiary electric wire 13 to control the secondary current ia. By causing the control current id to flow through the tertiary wire 13, the magnitude of the magnetic flux φ passing through the secondary wire 12 changes, so the 1:n current ratio of the current transformer 14 changes. Therefore, by causing the control current id to flow through the tertiary electric wire 13, the magnitude of the secondary current ia is not fixed depending on the magnitude of the primary current ie. Therefore, even if the primary current ie varies greatly, the secondary current ia flowing from the secondary electric wire 12 to the load 40 side can be controlled, so that the DC power Pc can be stably supplied to the load 40.

例えば、制御回路50は、二次電流iaの変動が抑制されるように、制御電流iaを三次電線13に流す。これにより、一次電線11に流れる一次電流ieの大きさや変動幅が比較的大きくなっても、二次電流iaの過度な変動を抑制できるので、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。 For example, the control circuit 50 causes the control current ia to flow through the tertiary electric wire 13 so that fluctuations in the secondary current ia are suppressed. As a result, even if the magnitude and fluctuation range of the primary current ie flowing through the primary electric wire 11 becomes relatively large, excessive fluctuations in the secondary current ia can be suppressed, so that DC power Pc can be more stably supplied to the load 40. .

例えば、制御回路50は、二次電流iaの検知結果に応じて、制御電流idを変化させる。これにより、二次電流iaの検知結果を制御電流idに反映するフィードバック制御によって生成される制御電流idを三次電線13に流すことができるので、二次電流iaを高精度に制御でき、ひいては、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。 For example, the control circuit 50 changes the control current id according to the detection result of the secondary current ia. Thereby, the control current id generated by feedback control that reflects the detection result of the secondary current ia on the control current id can be passed through the tertiary electric wire 13, so the secondary current ia can be controlled with high precision, and as a result, DC power Pc can be more stably supplied to the load 40.

例えば、制御回路50は、二次電流iaの最大電流値が上限電流値(本例では、上限電流値Aと称する)を超えないように、制御電流idを三次電線13に流す。これにより、二次電流iaの最大電流値が上限電流値Aを超えないように制御電流idを三次電線13に流すフィードバック制御が可能となる。したがって、最大電流値が上限電流値Aを超えないように二次電流idを高精度に制御でき、ひいては、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。 For example, the control circuit 50 causes the control current id to flow through the tertiary electric wire 13 so that the maximum current value of the secondary current ia does not exceed an upper limit current value (in this example, referred to as an upper limit current value A). This enables feedback control in which the control current id is caused to flow through the tertiary wire 13 so that the maximum current value of the secondary current ia does not exceed the upper limit current value A. Therefore, the secondary current id can be controlled with high precision so that the maximum current value does not exceed the upper limit current value A, and as a result, the DC power Pc can be more stably supplied to the load 40.

例えば、制御回路50は、二次電流iaの電流値が一定範囲(本例では、一定範囲Bと称する)内に収まるように、制御電流idを三次電線13に流す。これにより、二次電流iaの電流値が一定範囲B内に収まるように制御電流idを三次電線13に流すフィードバック制御が可能となる。したがって、電流値が一定範囲B内に収まるように二次電流idを高精度に制御でき、ひいては、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。なお、一定範囲Bの上限値は、上限電流値Aと同じ値に設定されてもよいし、上限電流値Aよりも低い値に設定されてもよい。後述の下限電流値Cが設定されている場合、一定範囲Bの下限値は、下限電流値Cよりも高い値に設定される。 For example, the control circuit 50 causes the control current id to flow through the tertiary wire 13 so that the current value of the secondary current ia falls within a certain range (referred to as a certain range B in this example). This enables feedback control in which the control current id is caused to flow through the tertiary wire 13 so that the current value of the secondary current ia falls within a certain range B. Therefore, the secondary current id can be controlled with high precision so that the current value falls within the certain range B, and as a result, the DC power Pc can be more stably supplied to the load 40. Note that the upper limit value of the certain range B may be set to the same value as the upper limit current value A, or may be set to a value lower than the upper limit current value A. When a lower limit current value C, which will be described later, is set, the lower limit value of the fixed range B is set to a value higher than the lower limit current value C.

例えば、制御回路50は、二次電流iaの最大電流値が下限電流値(本例では、下限電流値C)よりも高いとき、制御電流idを三次電線13に流し、二次電流idの最大電流値が下限電流値Cよりも低いとき、制御電流idを三次電線13に流すことを停止する。これにより、二次電流idの最大電流値が下限電流値Cよりも低いとき、制御電流idが三次電線13に流れない(一次電流ieの流れにより誘起される誘導電流が三次電線13に流れることはある)。 For example, when the maximum current value of the secondary current ia is higher than the lower limit current value (in this example, the lower limit current value C), the control circuit 50 causes the control current id to flow through the tertiary electric wire 13, so that the maximum current value of the secondary current ia When the current value is lower than the lower limit current value C, flowing the control current id through the tertiary electric wire 13 is stopped. As a result, when the maximum current value of the secondary current id is lower than the lower limit current value C, the control current id does not flow to the tertiary wire 13 (the induced current induced by the flow of the primary current ie does not flow to the tertiary wire 13). Yes).

二次電流idの最大電流値が下限電流値Cよりも低いということは、一次電流ieの変動は、比較的小さいことになる。したがって、このようなときは、制御電流idによる二次電流iaの制御を行わなくても、二次電線12から供給される交流電力paに基づいて、負荷40に直流電力Pcを安定的に供給できる。また、制御電流idを三次電線13に流すことを停止するので、制御電流idを三次電線13に流すために要する電力を削減でき、ひいては、電源装置101の消費電力を低減できる。一次電線11から得られる電力が比較的低いときに、消費電力を低減できることは、特に有利な効果である。 The fact that the maximum current value of the secondary current id is lower than the lower limit current value C means that fluctuations in the primary current ie are relatively small. Therefore, in such a case, the DC power Pc can be stably supplied to the load 40 based on the AC power pa supplied from the secondary wire 12 without controlling the secondary current ia using the control current id. can. Furthermore, since the control current id is stopped from flowing through the tertiary wire 13, the power required to flow the control current id through the tertiary wire 13 can be reduced, and as a result, the power consumption of the power supply device 101 can be reduced. The ability to reduce power consumption is a particularly advantageous effect when the power available from the primary wire 11 is relatively low.

電源装置101は、例えば、整流器20を備える。整流器20は、二次電線12から供給される交流電力paを、直流電圧Vbの直流電力Pbに変換して負荷40側に出力するAC/DCコンバータである。整流器20を備えることによって、交流電力paを所望の直流電力Pbに変換できる。整流器20は、例えば、整流回路21と平滑回路22とを有する。整流回路21は、交流を直流に整流する回路であり、例えば、複数のダイオードにより形成された全波整流回路である。平滑回路22は、整流回路21から出力された直流電力Pbを平滑化して出力する回路であり、例えば、コンデンサCと抵抗RによるCR回路である。 The power supply device 101 includes, for example, a rectifier 20. The rectifier 20 is an AC/DC converter that converts the AC power pa supplied from the secondary electric wire 12 into DC power Pb of a DC voltage Vb, and outputs the DC power Pb to the load 40 side. By providing the rectifier 20, AC power pa can be converted into desired DC power Pb. The rectifier 20 includes, for example, a rectifier circuit 21 and a smoothing circuit 22. The rectifier circuit 21 is a circuit that rectifies alternating current into direct current, and is, for example, a full-wave rectifier circuit formed by a plurality of diodes. The smoothing circuit 22 is a circuit that smoothes and outputs the DC power Pb output from the rectifier circuit 21, and is, for example, a CR circuit including a capacitor C and a resistor R.

例えば、制御回路50は、整流器20の出力電圧Vbの上昇が抑制されるように、制御電流idを三次電線13に流す。これにより、一次電線11に流れる一次電流ieの大きさや変動幅が比較的大きくなっても、出力電圧Vbの過度な上昇を抑制できるので、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。 For example, the control circuit 50 causes the control current id to flow through the tertiary wire 13 so that an increase in the output voltage Vb of the rectifier 20 is suppressed. Thereby, even if the magnitude and fluctuation range of the primary current ie flowing through the primary electric wire 11 becomes relatively large, an excessive rise in the output voltage Vb can be suppressed, so that the DC power Pc can be more stably supplied to the load 40.

例えば、制御回路50は、整流器20の出力電圧Vbの検知結果に応じて、制御電流idを変化させる。これにより、出力電圧Vbの検知結果を制御電流idに反映するフィードバック制御によって生成される制御電流idを三次電線13に流すことができるので、出力電圧Vbを高精度に制御でき、ひいては、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。 For example, the control circuit 50 changes the control current id according to the detection result of the output voltage Vb of the rectifier 20. As a result, the control current id generated by feedback control that reflects the detection result of the output voltage Vb on the control current id can be passed through the tertiary electric wire 13, so the output voltage Vb can be controlled with high precision, and as a result, the load 40 DC power Pc can be more stably supplied to.

例えば、制御回路50は、整流器20の出力電圧Vbの値(出力電圧値Vbb)が上限電圧値(本例では、上限電圧値Dと称する)を超えないように、制御電流idを三次電線13に流す。これにより、出力電圧値Vbbが上限電圧値Dを超えないように制御電流idを三次電線13に流すフィードバック制御が可能となる。したがって、出力電圧値Vbbが上限電圧値Dを超えないように出力電圧Vbを高精度に制御でき、ひいては、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。 For example, the control circuit 50 controls the control current id so that the value of the output voltage Vb of the rectifier 20 (output voltage value Vbb) does not exceed an upper limit voltage value (in this example, referred to as an upper limit voltage value D). flow to. This enables feedback control in which the control current id is caused to flow through the tertiary wire 13 so that the output voltage value Vbb does not exceed the upper limit voltage value D. Therefore, the output voltage Vb can be controlled with high precision so that the output voltage value Vbb does not exceed the upper limit voltage value D, and as a result, the DC power Pc can be more stably supplied to the load 40.

例えば、制御回路50は、整流器20の出力電圧値Vbbが一定電圧値(本例では、一定電圧値Eと称する)に収束するように、制御電流idを三次電線13に流す。これにより、出力電圧値Vbbが一定電圧値Eに収束するように制御電流idを三次電線13に流すフィードバック制御が可能となる。したがって、出力電圧値Vbbが一定電圧値Eに収束するように二次電圧Vbを高精度に制御でき、ひいては、負荷40に直流電力Pcをより安定的に供給できる。なお、一定電圧値Eは、上限電圧値Dと同じ値に設定されてもよいし、上限電圧値Dよりも低い値に設定されてもよい。後述の下限電圧値Fが設定されている場合、一定電圧値Eは、下限電圧値Fよりも高い値に設定される。 For example, the control circuit 50 causes the control current id to flow through the tertiary wire 13 so that the output voltage value Vbb of the rectifier 20 converges to a constant voltage value (referred to as a constant voltage value E in this example). This enables feedback control in which the control current id is caused to flow through the tertiary wire 13 so that the output voltage value Vbb converges to the constant voltage value E. Therefore, the secondary voltage Vb can be controlled with high precision so that the output voltage value Vbb converges to the constant voltage value E, and as a result, the DC power Pc can be more stably supplied to the load 40. Note that the constant voltage value E may be set to the same value as the upper limit voltage value D, or may be set to a value lower than the upper limit voltage value D. When a lower limit voltage value F, which will be described later, is set, the constant voltage value E is set to a value higher than the lower limit voltage value F.

例えば、制御回路50は、整流器20の出力電圧値Vbbが下限電圧値(本例では、下限電圧値D)よりも高いとき、制御電流idを三次電線13に流す。一方、制御回路50は、整流器20の出力電圧値Vbbが下限電圧値Fよりも低いとき、制御電流idを三次電線13に流すことを停止する。これにより、整流器20の出力電圧値Vbbが下限電圧値Fよりも低いとき、制御電流idが三次電線13に流れない(一次電流ieの流れにより誘起される誘導電流が三次電線13に流れることはある)。 For example, the control circuit 50 causes the control current id to flow through the tertiary wire 13 when the output voltage value Vbb of the rectifier 20 is higher than the lower limit voltage value (in this example, the lower limit voltage value D). On the other hand, when the output voltage value Vbb of the rectifier 20 is lower than the lower limit voltage value F, the control circuit 50 stops flowing the control current id to the tertiary electric wire 13. As a result, when the output voltage value Vbb of the rectifier 20 is lower than the lower limit voltage value F, the control current id does not flow to the tertiary wire 13 (the induced current induced by the flow of the primary current ie does not flow to the tertiary wire 13). be).

整流器20の出力電圧値Vbbが下限電圧値Fよりも低いということは、一次電流ieの変動は、比較的小さいことになる。したがって、このようなときは、制御電流idによる二次電流iaの制御を行わなくても、二次電線12から供給される交流電力paに基づいて、負荷40に直流電力Pcを安定的に供給できる。また、制御電流idを三次電線13に流すことを停止するので、制御電流idを三次電線13に流すために要する電力を削減でき、ひいては、電源装置101の消費電力を低減できる。一次電線11から得られる電力が比較的低いときに、消費電力を低減できることは、特に有利な効果である。 The fact that the output voltage value Vbb of the rectifier 20 is lower than the lower limit voltage value F means that the fluctuation in the primary current ie is relatively small. Therefore, in such a case, the DC power Pc can be stably supplied to the load 40 based on the AC power pa supplied from the secondary wire 12 without controlling the secondary current ia using the control current id. can. Furthermore, since the control current id is stopped from flowing through the tertiary wire 13, the power required to flow the control current id through the tertiary wire 13 can be reduced, and as a result, the power consumption of the power supply device 101 can be reduced. The ability to reduce power consumption is a particularly advantageous effect when the power available from the primary wire 11 is relatively low.

例えば、制御回路50は、整流器20から出力される直流電力Pbのうち、負荷40の側に供給される直流電力Psを除く余剰電力Prを用いて、制御電流idを生成する。これにより、余剰電力Prを制御電流idの生成に要する電力に使うことができるので、直流電力Pbが過剰に生じても、直流電力Pbの無駄を抑え、直流電力Pbを効率的に利用できる。 For example, the control circuit 50 generates the control current id using the surplus power Pr of the DC power Pb output from the rectifier 20 excluding the DC power Ps supplied to the load 40 side. Thereby, the surplus power Pr can be used for the power required to generate the control current id, so even if the DC power Pb is generated in excess, the waste of the DC power Pb can be suppressed and the DC power Pb can be used efficiently.

電源装置101は、例えば、DC/DCコンバータ31を備える。DC/DCコンバータ31は、直流電力Pb又は直流電力Psを、負荷40の側に供給する直流電力Pcに変換する第1DC/DCコンバータの一例である。DC/DCコンバータ31を備えることによって、直流電圧Vbを所望の直流電圧Vcに変換できる。DC/DCコンバータ31は、例えば、制御回路50の後述の演算装置53により制御される。演算装置53は、直流電圧Vcが所定の一定電圧になるようにDC/DCコンバータ31を制御する。 The power supply device 101 includes, for example, a DC/DC converter 31. The DC/DC converter 31 is an example of a first DC/DC converter that converts DC power Pb or DC power Ps into DC power Pc to be supplied to the load 40 side. By providing the DC/DC converter 31, the DC voltage Vb can be converted into a desired DC voltage Vc. The DC/DC converter 31 is controlled by, for example, an arithmetic unit 53 of the control circuit 50, which will be described later. Arithmetic device 53 controls DC/DC converter 31 so that DC voltage Vc becomes a predetermined constant voltage.

電源装置101は、DC/DCコンバータ31の出力経路35に、負荷40に給電可能に接続される蓄電装置34を備えてもよい。蓄電装置34を備えることで、DC/DCコンバータ31から直流電力Pcが供給されない期間(例えば、一次電流ieの流れがない期間など)でも、蓄電装置34から負荷40に継続的に電力を供給できる。蓄電装置34への充電は、1次電流ieが流れている期間に、DC/DCコンバータ31から出力される直流電圧Vcで行うことができる。なお、出力経路35に直列に挿入されるダイオード33は、逆流防止用である。また、蓄電装置34と出力経路35との間に、制御回路50の演算装置53による制御によって双方向に電圧変換可能なDC/DCコンバータが挿入されてもよい。 The power supply device 101 may include a power storage device 34 connected to the output path 35 of the DC/DC converter 31 so as to be able to supply power to the load 40 . By providing the power storage device 34, power can be continuously supplied from the power storage device 34 to the load 40 even during a period when the DC power Pc is not supplied from the DC/DC converter 31 (for example, a period when the primary current ie does not flow). . The power storage device 34 can be charged with the DC voltage Vc output from the DC/DC converter 31 during the period when the primary current ie is flowing. Note that the diode 33 inserted in series in the output path 35 is for backflow prevention. Furthermore, a DC/DC converter capable of bidirectional voltage conversion may be inserted between the power storage device 34 and the output path 35 under the control of the arithmetic unit 53 of the control circuit 50.

次に、制御回路50の構成例について、説明する。 Next, a configuration example of the control circuit 50 will be explained.

制御回路50は、DC/DCコンバータ32、電圧検知回路51、トランス62、電流検知回路52、演算装置53、DA54、LPF55及びドライバ61を有する。 The control circuit 50 includes a DC/DC converter 32, a voltage detection circuit 51, a transformer 62, a current detection circuit 52, an arithmetic unit 53, a DA 54, an LPF 55, and a driver 61.

DC/DCコンバータ32は、制御回路50の内部制御用の電源電圧Vdを生成する第2DC/DCコンバータの一例であり、直流の出力電圧Vbを直流の電源電圧Vdに変換する。DC/DCコンバータ32により生成される電源電圧Vbは、DC/DCコンバータ31の出力電圧Vcよりも小さいことが望ましい。 The DC/DC converter 32 is an example of a second DC/DC converter that generates a power supply voltage Vd for internal control of the control circuit 50, and converts a DC output voltage Vb to a DC power supply voltage Vd. It is desirable that the power supply voltage Vb generated by the DC/DC converter 32 is smaller than the output voltage Vc of the DC/DC converter 31.

電圧検知回路51は、出力電圧Vb(具体的には、出力電圧値Vbb)を検知する。電圧検知回路51は、例えば、アナログの出力電圧値VbbをコンバータAD1によりデジタルの電圧検知値v1に変換する。つまり、電圧検知値v1は、出力電圧値Vbbの検出値を表す。 Voltage detection circuit 51 detects output voltage Vb (specifically, output voltage value Vbb). The voltage detection circuit 51 converts, for example, an analog output voltage value Vbb into a digital voltage detection value v1 using a converter AD1. That is, the voltage detection value v1 represents the detection value of the output voltage value Vbb.

電流検知回路52は、二次電流iaの値(二次電流値iaa)を検知する。電流検知回路52は、例えば、トランス62とコンバータAD2を用いて、二次電流値iaaを検知する。トランス62は、二次電流iaが流れる配線に取り付けられる一次側巻線と、コンバータAD2のアナログ入力側に接続される二次側巻線とを有する。二次電流値iaaに応じた二次電圧値veが、トランス62の二次側巻線に発生する。電流検知回路52は、アナログの二次電圧値veをコンバータAD2によりデジタルの電流検知値v2に変換する。つまり、電流検知値v2は、二次電流値iaaの検出値を表す。 The current detection circuit 52 detects the value of the secondary current ia (secondary current value iaa). Current detection circuit 52 detects secondary current value iaa using, for example, transformer 62 and converter AD2. Transformer 62 has a primary winding attached to wiring through which secondary current ia flows, and a secondary winding connected to the analog input side of converter AD2. A secondary voltage value ve corresponding to the secondary current value iaa is generated in the secondary winding of the transformer 62. The current detection circuit 52 converts the analog secondary voltage value ve into a digital current detection value v2 using a converter AD2. That is, the detected current value v2 represents the detected value of the secondary current value iaa.

演算装置53は、制御回路50の各機能を実現するためのプロセッサであり、例えば、マイクロプロセッサユニットである。制御回路50の各機能は、メモリに記憶されたプログラムによって、演算装置53が動作することにより実現される。演算装置53は、電圧検知値v1と電流検知値v2とに応じて、三次電線13に流す制御電流idを生成するための指令正弦波Ssを出力する。演算装置53は、電源電圧Vdにより動作する。 The arithmetic device 53 is a processor for realizing each function of the control circuit 50, and is, for example, a microprocessor unit. Each function of the control circuit 50 is realized by the operation of the arithmetic unit 53 according to a program stored in a memory. The arithmetic device 53 outputs a command sine wave Ss for generating a control current id to be passed through the tertiary electric wire 13 according to the voltage detection value v1 and the current detection value v2. Arithmetic device 53 operates using power supply voltage Vd.

DA54は、デジタルの指令正弦波Ssをアナログの指令電圧に変換するDA(Digital to Analog)コンバータである。LPF55は、アナログの指令電圧を平滑化してドライバ61に出力する。 DA54 is a DA (Digital to Analog) converter that converts a digital command sine wave Ss into an analog command voltage. The LPF 55 smoothes the analog command voltage and outputs it to the driver 61.

ドライバ61は、指令正弦波Ssに対応するアナログの指令電圧に応じて、制御電流idを出力する電流ドライバ回路である。ドライバ61は、例えば、三次電線13の両端が電流出力部に接続されるフルブリッジ回路である。ドライバ61は、余剰電力Prを用いて、制御電流idを生成する。 The driver 61 is a current driver circuit that outputs a control current id in response to an analog command voltage corresponding to the command sine wave Ss. The driver 61 is, for example, a full bridge circuit in which both ends of the tertiary electric wire 13 are connected to a current output section. The driver 61 generates the control current id using the surplus power Pr.

図2は、電流の位相と電力の配分のイメージ図である。波形ia0は、制御電流idを三次電線13に流していないときに、一次電線11に流れる交流の一次電流ieによって二次電線12に発生する二次電流iaを表す。波形ia1は、二次電流iaとは逆位相の制御電流idを三次電線13に流しているときに、一次電線11に流れる交流の一次電流ieによって二次電線12に発生する二次電流iaを表す。このように、制御回路50は、二次電流iaとは逆位相の制御電流idをドライバ61により三次電線13に流すことによって、二次電線12に流れる二次電流iaの変動を抑制できる。 FIG. 2 is an image diagram of the current phase and power distribution. The waveform ia0 represents the secondary current ia generated in the secondary electric wire 12 by the alternating current primary current ie flowing through the primary electric wire 11 when the control current id is not flowing through the tertiary electric wire 13. The waveform ia1 represents the secondary current ia generated in the secondary electric wire 12 by the alternating current primary current ie flowing through the primary electric wire 11 when the control current id having the opposite phase to the secondary current ia is flowing through the tertiary electric wire 13. represent. In this way, the control circuit 50 can suppress fluctuations in the secondary current ia flowing through the secondary electric wire 12 by causing the driver 61 to flow the control current id having the opposite phase to the secondary electric wire 13 through the tertiary electric wire 13.

したがって、過大な一次電流ieによって二次電線12に発生する交流電力paが過大になっても、二次電流iaとは逆位相の制御電流idを三次電線13に流すことによって、過大な交流電力paを抑制できる。つまり、一次電流ieの変動が大きくなっても、交流電力paに基づき生成される直流電力Pcを負荷40に安定的に供給できる。また、このように制御電流idを流すことで、一次電流ieによって二次電線12に発生する交流電力paは、負荷40側に供給される電力と制御回路50側に供給される電力とにバランスして分配されるので、無駄な電力による発熱を抑制できる。例えば、制御電流idを流していないときに発生する交流電力paが10W、ドライバ61を除く制御回路50の消費電力が5W、ドライバ61の消費電力が4Wとすると、負荷40の側に供給される直流電力Ps又は直流電力Pcは、1Wとなる。 Therefore, even if the AC power pa generated in the secondary electric wire 12 becomes excessive due to an excessive primary current ie, the excessive AC power pa can be suppressed. That is, even if fluctuations in the primary current ie increase, the DC power Pc generated based on the AC power pa can be stably supplied to the load 40. Furthermore, by flowing the control current id in this way, the AC power pa generated in the secondary electric wire 12 by the primary current ie is balanced between the power supplied to the load 40 side and the power supplied to the control circuit 50 side. Since the power is distributed as follows, heat generation due to wasted power can be suppressed. For example, if the AC power pa generated when the control current id is not flowing is 10 W, the power consumption of the control circuit 50 excluding the driver 61 is 5 W, and the power consumption of the driver 61 is 4 W, then the power consumption is supplied to the load 40 side. The DC power Ps or the DC power Pc is 1W.

演算装置53は、例えば、一次電流ieの一周期あたりに16点以上の電流検知値v2を電流検知回路52から取得する。商用周波数60Hzの場合、演算装置53は、960Hzのサンプリング周波数で二次電流値iaaを取得する。サンプリング周波数が高いほど、周波数の高い一次電流ieにまで対応できる点で有利である。サンプリング周波数の下限値は、例えば、ナイキスト周波数である120Hz以上である(2点以上のサンプル)。演算装置53は、このような所定のサンプリング周期で二次電流値iaaをサンプリングすることで、二次電流iaの位相情報を取得できる。演算装置53は、この位相情報を用いて、二次電流iaとは逆位相の制御電流idをドライバ61に出力させるための指令正弦波Ssを生成する。一方、演算装置53は、電圧検知値v1を電圧検知回路51から取得することによって、二次電流iaの振幅情報を取得できる。 The arithmetic device 53 acquires, for example, 16 or more current detection values v2 from the current detection circuit 52 per cycle of the primary current ie. When the commercial frequency is 60 Hz, the arithmetic unit 53 obtains the secondary current value iaa at a sampling frequency of 960 Hz. The higher the sampling frequency is, the more advantageous it is in that it can handle even a primary current ie with a high frequency. The lower limit of the sampling frequency is, for example, the Nyquist frequency of 120 Hz or more (samples at two or more points). The arithmetic device 53 can acquire phase information of the secondary current ia by sampling the secondary current value iaa at such a predetermined sampling period. Using this phase information, the arithmetic device 53 generates a command sine wave Ss for causing the driver 61 to output a control current id having an opposite phase to the secondary current ia. On the other hand, the arithmetic device 53 can obtain amplitude information of the secondary current ia by obtaining the voltage detection value v1 from the voltage detection circuit 51.

演算装置53は、例えば、これらの位相情報及び振幅情報を用いて、電圧検知値v1が一定の目標値REFとなるように、二次電流iaとは逆位相の制御電流idをドライバ61に出力させるための指令正弦波Ssを生成する。演算装置53は、指令正弦波SsをDA54に対して出力する。DA54の出力タイミング(周波数)は、高い方が望ましい。しかしながら、DA54の出力周波数をコンバータAD1,AD2のサンプリング周波数と同期させることは、簡便な制御を実現する点で、好ましい。目標値REFは、上述の一定電圧値Eに対応する。 For example, the calculation device 53 uses these phase information and amplitude information to output a control current id having an opposite phase to the secondary current ia to the driver 61 so that the voltage detection value v1 becomes a constant target value REF. A command sine wave Ss to cause the command to be generated is generated. The arithmetic device 53 outputs a command sine wave Ss to the DA 54. It is desirable that the output timing (frequency) of the DA 54 be higher. However, it is preferable to synchronize the output frequency of DA54 with the sampling frequency of converters AD1 and AD2 from the viewpoint of realizing simple control. The target value REF corresponds to the constant voltage value E described above.

図3は、第1実施形態における電源装置の制御回路の機能ブロックを例示する図である。制御回路50の演算装置53は、図3に示すような古典制御に基づき、コンバータAD1から取得した振幅情報及びコンバータAD2から取得した位相情報を用いて、指令正弦波Ssを生成する。演算装置53は、目標値REFと電圧検知値v1との偏差ERRORを減算器71により算出する。演算装置53は、偏差ERRORが零になるようにPI制御(比例制御72及び積分制御73)を行い、比例制御72の制御データと積分制御73の制御データとを加算器74により加算することによって、指令正弦波Ssの振幅情報を生成する。演算装置53は、指令正弦波Ssの振幅情報を二次電流iaの位相情報と乗算器75により乗算することで、二次電流iaとは逆位相の制御電流idを生成するための指令正弦波Ssを生成する。指令正弦波Ssの振幅が大きくなると、制御電流idの振幅も大きくなる。 FIG. 3 is a diagram illustrating functional blocks of the control circuit of the power supply device in the first embodiment. Arithmetic device 53 of control circuit 50 generates command sine wave Ss based on classical control as shown in FIG. 3, using amplitude information acquired from converter AD1 and phase information acquired from converter AD2. The arithmetic device 53 uses the subtracter 71 to calculate the deviation ERROR between the target value REF and the voltage detection value v1. The arithmetic device 53 performs PI control (proportional control 72 and integral control 73) so that the deviation ERROR becomes zero, and adds the control data of the proportional control 72 and the control data of the integral control 73 using the adder 74. , generates amplitude information of the command sine wave Ss. The arithmetic unit 53 multiplies the amplitude information of the command sine wave Ss by the phase information of the secondary current ia using a multiplier 75, thereby generating a command sine wave for generating a control current id having an opposite phase to the secondary current ia. Generate Ss. As the amplitude of the command sine wave Ss increases, the amplitude of the control current id also increases.

この機能ブロックにより、演算装置53は、二次電流iaの位相情報及び振幅情報を用いて、電圧検知値v1が一定の目標値REFとなるように、二次電流iaとは逆位相の制御電流idをドライバ61に出力させるための指令正弦波Ssを生成できる。 With this functional block, the arithmetic unit 53 uses the phase information and amplitude information of the secondary current ia to generate a control current having an opposite phase to the secondary current ia so that the voltage detection value v1 becomes a constant target value REF. A command sine wave Ss for causing the driver 61 to output the ID can be generated.

図4は、第1実施形態における電源装置の制御回路が実行する制御フローを例示する図である。制御回路50の演算装置53は、図3に示すような古典制御に基づいて指令正弦波Ssを生成してもよいが、図4に示すうようなシーケンス制御によって、指令正弦波Ssを生成してもよい。 FIG. 4 is a diagram illustrating a control flow executed by the control circuit of the power supply device in the first embodiment. The arithmetic unit 53 of the control circuit 50 may generate the command sine wave Ss based on classical control as shown in FIG. You can.

ステップS110にて、演算装置53は、コンバータAD1から電圧検知値v1を読み込む。ステップS120にて、演算装置53は、目標値REFを読み込んで、電圧検知値v1と目標値REFとを比較する。演算装置53は、電圧検知値v1が目標値REFよりも高いと判定したとき、指令正弦波Ssの振幅を増加させ(ステップS130)、電圧検知値v1が目標値REFよりも低いと判定したとき、指令正弦波Ssの振幅を減少させる(ステップS150)。演算装置53は、電圧検知値v1が目標値REFと同じと判定したとき、指令正弦波Ssの振幅をそのまま変えずに維持する(ステップS140)。指令正弦波Ssの振幅が大きくなると、制御電流idの振幅も大きくなる。 In step S110, arithmetic device 53 reads voltage detection value v1 from converter AD1. In step S120, the calculation device 53 reads the target value REF and compares the detected voltage value v1 with the target value REF. When the calculation device 53 determines that the voltage detection value v1 is higher than the target value REF, it increases the amplitude of the command sine wave Ss (step S130), and when it determines that the voltage detection value v1 is lower than the target value REF. , decreases the amplitude of the command sine wave Ss (step S150). When the calculation device 53 determines that the voltage detection value v1 is the same as the target value REF, the calculation device 53 maintains the amplitude of the command sine wave Ss without changing it (step S140). As the amplitude of the command sine wave Ss increases, the amplitude of the control current id also increases.

このシーケンス制御により、演算装置53は、二次電流iaの位相情報及び振幅情報を用いて、電圧検知値v1が一定の目標値REFとなるように、二次電流iaとは逆位相の制御電流idをドライバ61に出力させるための指令正弦波Ssを生成できる。 Through this sequence control, the arithmetic unit 53 uses the phase information and amplitude information of the secondary current ia to generate a control current having an opposite phase to the secondary current ia so that the voltage detection value v1 becomes a constant target value REF. A command sine wave Ss for causing the driver 61 to output the ID can be generated.

図5は、第2実施形態における電源装置の構成例を示す図である。上述の実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。第2実施形態における電源装置102は、制御回路50が直流の制御電流idを三次電線13に流す点で、第1実施形態における電源装置101と異なる。制御回路50は、直流の制御電流idを三次電線13に流すことで、磁気コア10のBHカーブ(磁気ヒステリシス曲線)がオフセットするので、二次電線12から出力される二次電流iaを制御できる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply device in the second embodiment. Descriptions of configurations and effects similar to those of the above embodiments will be omitted or simplified by referring to the above descriptions. The power supply device 102 in the second embodiment differs from the power supply device 101 in the first embodiment in that the control circuit 50 causes a DC control current id to flow through the tertiary electric wire 13 . The control circuit 50 can control the secondary current ia output from the secondary electric wire 12 because the BH curve (magnetic hysteresis curve) of the magnetic core 10 is offset by flowing the DC control current id through the tertiary electric wire 13. .

三次電線13に制御電流idを流さない場合(図8の無制御時)、BHカーブの中央を使うため、二次電流iaは大きくなり、二次電線12に発生する交流電力paも大きくなる。一方、三次電線13に流す制御電流idを大きくすると(図8のDC制御時)、BHカーブの飽和している領域を使うため、二次電流iaは小さくなり、二次電線12に発生する交流電力paも小さくなる。Bは磁束密度、Hは磁界、Brは残留磁束密度、Hcは保磁力を表す。 When the control current id is not applied to the tertiary wire 13 (no control shown in FIG. 8), the center of the BH curve is used, so the secondary current ia becomes large and the AC power pa generated in the secondary wire 12 also becomes large. On the other hand, when the control current id flowing through the tertiary wire 13 is increased (during DC control in FIG. 8), the saturated region of the BH curve is used, so the secondary current ia becomes smaller, and the AC generated in the secondary wire 12 Power pa also becomes smaller. B represents magnetic flux density, H represents magnetic field, Br represents residual magnetic flux density, and Hc represents coercive force.

図6は、第2実施形態における電源装置の制御回路の制御ブロックを例示する図である制御回路50の演算装置56は、図6に示すような古典制御に基づき、コンバータAD1から取得した振幅情報を用いて、指令直流電圧Sbを生成する。演算装置56は、目標値REFと電圧検知値v1との偏差ERRORを減算器71により算出する。演算装置56は、偏差ERRORが零になるようにPI制御(比例制御72及び積分制御73)を行い、比例制御72の制御データと積分制御73の制御データとを加算器74により加算することによって、指令直流電圧Sbを生成する。指令直流電圧Sbが大きくなると、制御電流idの振幅は大きくなる。 FIG. 6 is a diagram illustrating control blocks of the control circuit of the power supply device in the second embodiment. The arithmetic unit 56 of the control circuit 50 uses amplitude information acquired from the converter AD1 based on the classical control as shown in FIG. is used to generate the command DC voltage Sb. The arithmetic unit 56 uses a subtracter 71 to calculate the deviation ERROR between the target value REF and the voltage detection value v1. The calculation device 56 performs PI control (proportional control 72 and integral control 73) so that the deviation ERROR becomes zero, and adds the control data of the proportional control 72 and the control data of the integral control 73 using the adder 74. , generates a command DC voltage Sb. As the command DC voltage Sb increases, the amplitude of the control current id increases.

図6の場合、コンバータAD1から取得した振幅情報は、二次電流iaの振幅を平滑化した情報であるので、演算装置56は、一次電流ieの交流周波数よりも低い周波数で、電圧検知値v1を取得する。DA54の出力周波数も、同様に、一次電流ieの交流周波数よりも低い周波数となる。 In the case of FIG. 6, the amplitude information acquired from converter AD1 is information obtained by smoothing the amplitude of secondary current ia, so arithmetic unit 56 calculates voltage detection value v1 at a frequency lower than the AC frequency of primary current ie. get. Similarly, the output frequency of the DA 54 is lower than the AC frequency of the primary current ie.

この機能ブロックにより、演算装置56は、二次電流iaの振幅情報を用いて、電圧検知値v1が一定の目標値REFとなるように、直流の制御電流idをドライバ61に出力させるための指令直流電圧Sbを生成できる。 With this functional block, the calculation device 56 uses the amplitude information of the secondary current ia to issue a command to the driver 61 to output the DC control current id so that the detected voltage value v1 becomes a constant target value REF. DC voltage Sb can be generated.

図7は、第2実施形態における電源装置の制御回路が実行する制御フローを例示する図である。制御回路50の演算装置53は、図6に示すような古典制御に基づいて指令直流電圧Sbを生成してもよいが、図7に示すうようなシーケンス制御によって、指令直流電圧Sbを生成してもよい。 FIG. 7 is a diagram illustrating a control flow executed by the control circuit of the power supply device in the second embodiment. The arithmetic unit 53 of the control circuit 50 may generate the command DC voltage Sb based on classical control as shown in FIG. 6, but may also generate the command DC voltage Sb by sequence control as shown in FIG. You can.

ステップS210にて、演算装置56は、コンバータAD1から電圧検知値v1を読み込む。ステップS220にて、演算装置56は、目標値REFを読み込んで、電圧検知値v1と目標値REFとを比較する。演算装置56は、電圧検知値v1が目標値REFよりも高いと判定したとき、指令直流電圧Sbを増加させ(ステップS230)、電圧検知値v1が目標値REFよりも低いと判定したとき、指令直流電圧Sbを減少させる(ステップS250)。演算装置56は、電圧検知値v1が目標値REFと同じと判定したとき、指令直流電圧Sbをそのまま変えずに維持する(ステップS240)。指令直流電圧Sbが大きくなると、制御電流idの振幅は大きくなる。 In step S210, arithmetic device 56 reads voltage detection value v1 from converter AD1. In step S220, the calculation device 56 reads the target value REF and compares the detected voltage value v1 with the target value REF. When the calculation device 56 determines that the voltage detection value v1 is higher than the target value REF, it increases the command DC voltage Sb (step S230), and when it determines that the voltage detection value v1 is lower than the target value REF, it increases the command DC voltage Sb. The DC voltage Sb is decreased (step S250). When the calculation device 56 determines that the voltage detection value v1 is the same as the target value REF, the calculation device 56 maintains the command DC voltage Sb without changing it (step S240). As the command DC voltage Sb increases, the amplitude of the control current id increases.

このシーケンス制御により、演算装置56は、二次電流iaの振幅情報を用いて、電圧検知値v1が一定の目標値REFとなるように、直流の制御電流idをドライバ61に出力させるための指令直流電圧Sbを生成できる。 Through this sequence control, the arithmetic unit 56 uses the amplitude information of the secondary current ia to issue a command to the driver 61 to output the DC control current id so that the detected voltage value v1 becomes a constant target value REF. DC voltage Sb can be generated.

以上、電源装置を実施形態により説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が、本発明の範囲内で可能である。 Although the power supply device has been described above using the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various modifications and improvements, such as combinations and substitutions with part or all of other embodiments, are possible within the scope of the present invention.

10 磁気コア
11 一次電線
12 二次電線
13 三次電線
14 カレントトランス
20 整流器
21 整流回路
22 平滑回路
31,32 DC/DCコンバータ
33 ダイオード
34 蓄電装置
35 出力経路
40 負荷
50 制御回路
51 電圧検知回路
52 電流検知回路
53 演算装置
54 DA
55 LPF
61 ドライバ
62 トランス
101,102 電源装置
10 Magnetic core 11 Primary wire 12 Secondary wire 13 Tertiary wire 14 Current transformer 20 Rectifier 21 Rectifier circuit 22 Smoothing circuit 31, 32 DC/DC converter 33 Diode 34 Power storage device 35 Output path 40 Load 50 Control circuit 51 Voltage detection circuit 52 Current Detection circuit 53 Arithmetic device 54 DA
55 LPF
61 Driver 62 Transformer 101, 102 Power supply device

Claims (15)

負荷に電力を供給する電源装置であって、
一次電線に流れる一次電流により発生する磁束に応じて、二次電線から前記負荷の側に二次電流を出力するカレントトランスと、
前記磁束が通る磁路に設けられる三次電線と、
前記三次電線に制御電流を流して前記二次電流を制御する制御回路とを備え
前記制御回路は、前記二次電流の検知結果に応じて、前記制御電流を変化させる、電源装置。
A power supply device that supplies power to a load,
a current transformer that outputs a secondary current from a secondary electric wire to the load side according to magnetic flux generated by a primary current flowing through the primary electric wire;
a tertiary electric wire provided in a magnetic path through which the magnetic flux passes;
and a control circuit that controls the secondary current by flowing a control current through the tertiary electric wire ,
The control circuit is a power supply device that changes the control current according to a detection result of the secondary current .
前記制御回路は、前記二次電流の変動が抑制されるように、前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項1に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1, wherein the control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire so that fluctuations in the secondary current are suppressed. 前記制御回路は、前記二次電流の最大電流値が上限電流値を超えないように、前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項1又は2に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 1 or 2, wherein the control circuit causes the control current to flow through the tertiary electric wire so that a maximum current value of the secondary current does not exceed an upper limit current value. 前記制御回路は、前記二次電流の電流値が一定範囲内に収まるように、前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項1から3のいずれか一項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire so that the current value of the secondary current falls within a certain range. 前記制御回路は、前記二次電流の最大電流値が下限電流値よりも高いとき、前記制御電流を前記三次電線に流し、前記二次電流の最大電流値が前記下限電流値よりも低いとき、前記制御電流を前記三次電線に流すことを停止する、請求項1から4のいずれか一項に記載の電源装置。 The control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire when the maximum current value of the secondary current is higher than the lower limit current value, and when the maximum current value of the secondary current is lower than the lower limit current value, The power supply device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the control current is stopped from flowing through the tertiary electric wire. 負荷に電力を供給する電源装置であって、
一次電線に流れる一次電流により発生する磁束に応じて、二次電線から前記負荷の側に二次電流を出力するカレントトランスと、
前記磁束が通る磁路に設けられる三次電線と、
前記三次電線に制御電流を流して前記二次電流を制御する制御回路と
前記二次電線から供給される電力を直流電力に変換して前記負荷の側に出力する整流器と、を備え、
前記制御回路は、前記整流器の出力電圧の検知結果に応じて、前記制御電流を変化させる、電源装置。
A power supply device that supplies power to a load,
a current transformer that outputs a secondary current from a secondary electric wire to the load side according to magnetic flux generated by a primary current flowing through the primary electric wire;
a tertiary electric wire provided in a magnetic path through which the magnetic flux passes;
a control circuit that controls the secondary current by flowing a control current through the tertiary electric wire ;
a rectifier that converts the power supplied from the secondary electric wire into DC power and outputs it to the load side,
The control circuit is a power supply device that changes the control current according to a detection result of the output voltage of the rectifier .
前記制御回路は、前記整流器の出力電圧の上昇が抑制されるように、前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 6 , wherein the control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire so that an increase in the output voltage of the rectifier is suppressed. 前記制御回路は、前記整流器の出力電圧値が上限電圧値を超えないように、前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項6又は7に記載の電源装置。 The power supply device according to claim 6 , wherein the control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire so that the output voltage value of the rectifier does not exceed an upper limit voltage value. 前記制御回路は、前記整流器の出力電圧値が一定電圧値に収束するように、前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項6から8のいずれか一項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 6 to 8, wherein the control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire so that the output voltage value of the rectifier converges to a constant voltage value. 前記制御回路は、前記整流器の出力電圧値が下限電圧値よりも高いとき、前記制御電流を前記三次電線に流し、前整流器の出力電圧値が前記下限電圧値よりも低いとき、前記制御電流を前記三次電線に流すことを停止する、請求項6から9のいずれか一項に記載の電源装置。 The control circuit causes the control current to flow through the tertiary wire when the output voltage value of the rectifier is higher than the lower limit voltage value, and causes the control current to flow when the output voltage value of the pre-rectifier is lower than the lower limit voltage value. The power supply device according to claim 6 , wherein the power supply device stops flowing through the tertiary electric wire. 前記制御回路は、前記直流電力のうち前記負荷の側に供給される電力を除く余剰電力を用いて、前記制御電流を生成する、請求項6から10のいずれか一項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 6 to 10 , wherein the control circuit generates the control current using surplus power excluding power supplied to the load side from the DC power. 前記直流電力を、前記負荷の側に供給する直流電力に変換するDC/DCコンバータを備える、請求項6から11のいずれか一項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 6 to 11 , comprising a DC/DC converter that converts the DC power to DC power to be supplied to the load side. 負荷に電力を供給する電源装置であって、
一次電線に流れる一次電流により発生する磁束に応じて、二次電線から前記負荷の側に二次電流を出力するカレントトランスと、
前記磁束が通る磁路に設けられる三次電線と、
前記三次電線に制御電流を流して前記二次電流を制御する制御回路と
前記二次電線から供給される電力を直流電力に変換して前記負荷の側に出力する整流器と、
前記直流電力を、前記負荷の側に供給する直流電力に変換するDC/DCコンバータと、
前記DC/DCコンバータの出力経路に、前記負荷に給電可能に接続される蓄電装置と、を備える、電源装置。
A power supply device that supplies power to a load,
a current transformer that outputs a secondary current from a secondary electric wire to the load side according to magnetic flux generated by a primary current flowing through the primary electric wire;
a tertiary electric wire provided in a magnetic path through which the magnetic flux passes;
a control circuit that controls the secondary current by flowing a control current through the tertiary electric wire ;
a rectifier that converts the power supplied from the secondary electric wire into DC power and outputs it to the load side;
a DC/DC converter that converts the DC power to DC power to be supplied to the load side;
A power supply device comprising: a power storage device connected to an output path of the DC/DC converter so as to be able to supply power to the load .
前記制御回路は、前記二次電流とは逆位相の前記制御電流を前記三次電線に流す、請求項1から13のいずれか一項に記載の電源装置。 The power supply device according to any one of claims 1 to 13 , wherein the control circuit causes the control current having an opposite phase to the secondary current to flow through the tertiary electric wire. 負荷に電力を供給する電源装置であって、
一次電線に流れる一次電流により発生する磁束に応じて、二次電線から前記負荷の側に二次電流を出力するカレントトランスと、
前記磁束が通る磁路に設けられる三次電線と、
前記三次電線に制御電流を流して前記二次電流を制御する制御回路と、を備え、
前記制御回路は、直流の前記制御電流を前記三次電線に流す、電源装置。
A power supply device that supplies power to a load,
a current transformer that outputs a secondary current from a secondary electric wire to the load side according to magnetic flux generated by a primary current flowing through the primary electric wire;
a tertiary electric wire provided in a magnetic path through which the magnetic flux passes;
a control circuit that controls the secondary current by flowing a control current through the tertiary electric wire ,
The control circuit is a power supply device in which the control current of direct current flows through the tertiary electric wire .
JP2020040583A 2020-03-10 2020-03-10 power supply Active JP7419890B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020040583A JP7419890B2 (en) 2020-03-10 2020-03-10 power supply

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020040583A JP7419890B2 (en) 2020-03-10 2020-03-10 power supply

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021145396A JP2021145396A (en) 2021-09-24
JP7419890B2 true JP7419890B2 (en) 2024-01-23

Family

ID=77767378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020040583A Active JP7419890B2 (en) 2020-03-10 2020-03-10 power supply

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7419890B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018193661A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 大電株式会社 Power supply device and power supplying method
US20190156998A1 (en) 2016-08-05 2019-05-23 AMOSENSE Co.,Ltd Current transformer module and power supply device including the same
JP2020129856A (en) 2019-02-07 2020-08-27 Tdk株式会社 Current transformer and electromagnetic induction power generation device using the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190156998A1 (en) 2016-08-05 2019-05-23 AMOSENSE Co.,Ltd Current transformer module and power supply device including the same
WO2018193661A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 大電株式会社 Power supply device and power supplying method
JP2020129856A (en) 2019-02-07 2020-08-27 Tdk株式会社 Current transformer and electromagnetic induction power generation device using the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021145396A (en) 2021-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4468011B2 (en) Switching power supply and image forming apparatus
JPH028549B2 (en)
JPS627778B2 (en)
US20190103808A1 (en) Ac-dc converter
JP2010088150A (en) Charger
JP2002252983A (en) Ac-dc converting circuit
JP2019187040A (en) Insulation-type dc/dc converter, control device therefor, and dc/ac conversion apparatus
JP2010183663A (en) Voltage stabilizer for direct-current distribution system
JP4854556B2 (en) Power supply
JP7419890B2 (en) power supply
JP5780597B2 (en) Charger
US10374513B2 (en) AC-DC converter
KR20090124937A (en) Multi output voltage regulation of a synchronous generator in a power system
JP2001069748A (en) Power factor improving circuit
JP5920437B2 (en) Non-contact power transmission circuit
US20080265676A1 (en) High voltage power controlling apparatus of image forming apparatus and method thereof
US5519190A (en) Heater driving device for supplying AC power to a heater
JP3341832B2 (en) Power supply circuit and smoothing method
JP4422504B2 (en) Switching power supply device and control method thereof
TW201705666A (en) Multi-output switching power converter
US9036374B2 (en) Switching mode power supply and control method thereof
JP6897296B2 (en) Power factor improvement circuit
JP2011193588A (en) Voltage control circuit of synchronous generator
JP3419613B2 (en) Switching power supply
KR102158616B1 (en) System for bukconverting typing variable output polarity using Active Power Factor Correction and method for controlling theref

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230213

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230912

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231018

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20231212

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20231225

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7419890

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150