JPH01133571A - 単相周波数変換回路 - Google Patents

単相周波数変換回路

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JPH01133571A
JPH01133571A JP62288799A JP28879987A JPH01133571A JP H01133571 A JPH01133571 A JP H01133571A JP 62288799 A JP62288799 A JP 62288799A JP 28879987 A JP28879987 A JP 28879987A JP H01133571 A JPH01133571 A JP H01133571A
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JP
Japan
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output
transistor
thyristor
frequency
circuit
Prior art date
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Application number
JP62288799A
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English (en)
Inventor
Nobuo Otsuka
信男 大塚
Koichi Matsumoto
公一 松本
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/525Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
    • H02M7/527Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency by pulse width modulation
    • H02M7/529Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency by pulse width modulation using digital control
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は周波数変換回路において、特に単相出力回路に
関するものである。
(ロ)従来の技術 一般に従来の周波数変換回路としては、特公昭62−4
2472号公報に記載されているようなものがあった。
この公報に記載されたものは、脈流の通電方向を切換え
る回路のスイッチング素子を全てサイリスタ素子で構成
したものであり、サイリスタ素子の点弧タイミングを制
御して所望の周波数を得るものであった。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点このような従来
の技術では、サイリスタ素子のON10 F F特性を
利用しているので、印加される脈流の零クロス時に自動
的にOFF状態になる特性を有していた。従って、負荷
への通電方向の切換えはこの零クロス点で行なわれるの
が一般的で、この周波数変換回路から出力される交流の
周波数は利用される交流電源の周波数の整数分の1にな
るものであり、周波数可変時の連続性が悪く、負荷に異
常振動が生じたり、負荷がロック状態になってしまう問
題点があった。
また、周波数変換回路をトランジスタ素子などで構成し
た場合は任意の周波数出力が可能になるが、夫々のトラ
ンジスタ素子毎て、ON10 F Fの制御回路及び制
御用の独立電源が必要となり回路の大型化及び複雑化を
防止できない問題点かあった。
斯かる問題点に鑑み、本発明は簡単な回路構成で任意の
周波数出力を可能にする周波数変換回路を提供するもの
である。
(ニ)問題点を解決するための手段 本発明は交流を整流した後の脈流が印加され、この脈流
の単相負荷への通電方向を切換えるように成した単相周
波数変換回路において、サイリスタ素子のカソード端子
をトランジスタのコレクタ端子に接続した直列回路を並
列に2回路接続し、夫々の直列回路のカソード端子とコ
レクタ端子との接続点間に単相負荷を接続するものであ
る。
(ホ)作用 このように構成された周波数変換回路では、利用する交
流の半サイクル分のスイッチングをサイリスタで行ない
、この半サイクル内でのON10FFをトランジスタで
制御するので、この半サイクル内をさらに分割して交流
周波数の分周比を正の実数で設定することができる。
(へ)実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は要部電子回路図である。図中1はサイリスタ素
子でありカソード端子をトランジスタ2のコレクタ端子
に接続している。サイリスタ素子1のゲート端子にはフ
ォトカプラ3を有する点弧回路が備えられている。尚、
4,5はサイリスタ素子l及びフォトカプラ3の自己バ
イアス抵抗である。トランジスタ2のベース端子てはド
ライブ用のトランジスタ6及びフォトカプラ7からなる
バイアス回路が備えられている。尚、8,9は夫々ベー
ス抵抗である。10はサイリスタ素子であり、サイリス
タ素子工と同様な点弧回路を有している。
すなわち、11はフォトカプララ、12.13は自己バ
イアス抵抗である。14はトランジスタであり、トラン
ジスタ2と同様なバイアス回路を有している。すなわち
、15はドライブ用のトランジスタ、16はフォトカプ
ラ、17.18はベース抵抗である。これらのサイリス
タ素子1,1o及びトランジスタ2,14はフォトカプ
ラ3,11゜6.15がON状態の時ON状態になる。
19は単相負荷、例えば単相モータなとであり、一端を
サイリスタ素子1のカソード端子とトランジスタ2のコ
レクタ端子との接続点に接続し、他端をサイリスタ10
のカソード端子とトランジスタ14のコレクタ端子との
接続点に接続している。
20は定電圧回路であり、+vccの電圧を出力し、こ
の電圧はトランジスタ6.15及びフォトカプラ7.1
6の電源電圧になる。尚、この定電圧回路は整流部、平
滑部及び安定化部を有している。
21は全波整流回路であり、整流ダイオードを4個ブリ
ッジ状に結線している。この整流回路21にて整流され
た脈流はサイリスタ素子l、10のアノード端子及びト
ランジスタ2,14のエミッタ端子間に印加されている
22は相方向性フォトカプラであり、利用する交流電源
の出力端子間に接続されている。このフォトカプラ22
の出力は発光部に用いる発光ダイオードの動作電圧を考
慮すると第2図の(b)のようになる。(尚、(a)は
利用する交流電源の出力波形である。)この出力波形を
インバータ素子23で反転させた出力((C)に示す波
形)が制御部(マイコンなど)24へ供給される。この
出力は利用する交流電源の零クロス出力に相当する。
制御部24は端子Fかも入力する周波数信号に基づいて
負荷19に供給する電力の周波数を制御するものであり
、具体的にはフォトカプラ3,7゜11.16の発光部
の点灯をバッファ25を介して行ない出力周波数を定め
る。
以下、本発明による周波数変換の具体例を説明する。但
し、利用する交流電源の周波数を6011z、出力する
周波数を60Hz、 40Hz、30Hz、24Hz、
20Hzの5段階に設定して以下の説明を行なう。第3
図は601Tzの出力を得る時の説明図である。図中(
d)は全波整流回路21の脈流出力を示し、(e)は交
流電源の零クロス出力を示し、(f)は6011zの出
力を得るためのフォトカプラ(A)3゜(B)7.  
(C)11.  (D)16のON出力を示し、(g)
は負荷19に印加される電圧を示している。
この(g)の実線矢印及び点線矢印は夫々第1図に示す
負荷19の実線矢印及び点線矢印の方向に電流が流れる
よって印加する電圧の方向を示している。すなわち、第
3図に示す矢印の方向に電圧が印加された時に第1図に
示す矢印の方向に電流が流れる。従って、60Hzの出
力を得る時には(e)に示す零クロス出力に合わせて電
流の通電方向を変えればよい。この時負荷には交流電源
の定格電圧と同じ電圧が印加される。第3図中の(h)
、 (i)は出力周波数が60Hzで印加する平均電圧
を変える時のものであり、零クロス時(時刻t。)から
T、時間後(時刻1+)に電圧の印加を遮断し、さらに
T。時間後(時刻t2)から電圧の印加を復帰させるも
のである。このような電圧波形を印加するためには例え
ばフォトカプラ(C)(サイリスタ素子11)をON状
態にしたままで、フォトカプラ(B) ()ランジスタ
2)のON10 F Fを時刻t(h  tl+  t
2+  t3に合わせて制御すればよい。時間T 、 
+ T o + T 2は60Hzの半サイクル分の時
間であり、かつT、=T2に設定している。従って、T
、  とT2との時間は負荷19の効率や出力などの特
性に基づいて設定すればよい。
次に第4図は4011zの出力を得る時の説明図であり
、左から2つ目の脈流の後半の通電方向を点線矢印の方
向にする、すなわち出力波形の半サイクルを1.5倍す
ることによって6071.5 = 401Tzの出力周
波数を得ることができる。この時のフォトカプラ(A)
、  (B)、  (C)、  (D)のON状態は第
4図(」)に示すように制御すればよい。尚、第3図の
(i)に示す場合と同様に非通電時間T。を設けて負荷
に印加する平均電圧を負荷の効率に合わせて調節すれば
よい。第4図の(+)、  (m)、  (n)は夫々
30Hz、 24Hz、 20Hzの出力を得る時の出
力波形である。
第4図に示す種々の周波数出力を得ろためには、利用す
る交流電源の1サイクル中の波形の組み合せを変えれば
よい。第5図はこの1サイクル(第3図(i))を拡大
したものであり、負荷への電流通電時間をT1、非通電
時間をT。(前述した時間)とすると1サイクル中はT
1→To−)T、→T1→T、−+T、に分割すること
ができ、夫々の時間におけるフォトカプラのON状態の
組み合わせを1モード→■モード→■モード→■モード
→■モード→■モード(夫々のモード状態は第6図参照
)に分解することができる。この図は6011zの出力
を得るものであるが第4図に示す他の周波数出力と比べ
た場合、出力周波数が異なっても時間T、→’r、+’
r、が常に繰り返えされる点は同じである。
従って、■モード〜■モードの出力順番を組み換えるこ
とによって異なる周波数の出力を得ることができる。例
えば40Hzの出力を得る場合、時間はT、4To−+
T、→T1→To−+T、→T1→To→T、(1周期
分)に対してモードは■→■→■→I→■→■→■→■
→IIII(1周期分)になる。
第7図、第8図は上記のような出力を得るための動作説
明図、すなわち第1図に示す制御部24の動作説明図で
ある。尚、第9図は周波数毎のデータであり、To、 
 T、の時間によって負荷に印加される平均電圧が定ま
り、mは1周期の終りを示す零クロス出力のカウント数
であり、nは半周期中のモードのカウント数である。す
なわち、nが所定のカウント数になった時に負荷への通
電方向を実線矢印の方向から点線矢印の方向に切換え、
mが所定のカウント数になった時に通電方向を点線矢印
の方向から実線矢印の方向に切換えるものである。この
ように零クロス出力のカウント数で1周期の終りを検知
するので、周波数の切換えは常に零クロス出力に合わせ
て行なうことができる。
まずステップS1  にて起動処理と定数設定を行なう
(F=1、M=O1N−0)。ステップS2で端子Fに
与えられる周波数信号を入力し、この周波数に基づくデ
ータ(m、  n、 ’ro、  ’r+)を第9図の
テーブルから読み込む。次にステップS3で半サイクル
中の最初のモード出力が常に零クロス出力と同期して行
なわれるように、零クロス出力の有無を判断する。零ク
ロス出力があった時にはステップS4でM、Nに1を加
算してモードが次のモードに移ることと、新しい半サイ
クルが始まることを設定する。次にステップS、にて“
N≧n″′を判断する。すなわち、出力波形が実線矢印
側(正出力)か又は点線矢印側(負出力)かを判断し、
“N≧n ”の時はステップS6 にてフラグなF二〇
(負出力を表す)に書き換える。従って、このフラグF
の値によって1モード出力(正出力)か■モード(負出
力)かが決められ、かつ出力される。この後ステップS
7にてこの出力がT1時間維持される。タイムUP後ス
テップS8でN=N+1がなされ次のモード出力へ移る
。ステップS、にて次のモードが■モード(正出力)か
■モード(負出力)かが決められ、かつ出力される。こ
の後ステップ810にてこの出力がT。時間維持される
。タイムUP後ステップS11でN=N+1がなされて
次のモード出力へ移る。この時ステップS1□でN≧n
“か否か、すなわち出力を負出力に切換えるか否かを判
断し、”N≧n ”の時には’F=O”にする。この後
ステップS13でTモード出力(正出力)か■モード(
負出力)かが決められ、かつ出力される。次にステップ
S14で“M≧m ”すなわち、半サイクルの終りのモ
ードで1周期分の出力が終了したか否かを判断し、1周
期分の出力が終了した時にはステップS7.でF=1、
M=O1N=Oとした後ステップS2へ戻り、否の時に
はステップS3へ戻って零クロス出力によるタイムUP
までステップSI3で決ったモードの出力を維持する。
尚、上記実施例では半サイクルの始めと終りのモードで
正出力になるか負出力になるかを判断し、半サイクルの
終りのモード毎に1周期分の出力が終了したか否かを判
断しているが、出力周波数を本実施例の周波数以外に設
定する場合はこの限りではない。
(ト) 発明の効果 本発明は交流を整流した後の脈流が印加され、この脈流
の単相負荷への通電方向を切換えるように成した単相周
波数変換回路において、サイリスタ素子のカソード端子
をトランジスタのコレクタ端子に接続した直列回路を並
列に2回路接続し、夫々の直列回路のカソード端子とコ
レクタ端子との接続点間に単相負荷を接続するので、サ
イリスタ素子で制御された通電電流をトランジスタでチ
ョッピングして半サイクルの出力を複数時間毎に分割す
ることができる。従ってサイリスタ素子を用いても、全
てをトランジスタで構成した場合と同様な動作を得るこ
とができ、サイリスタ素子を用いた分、コストの低減化
、及びトランジスタに比べて点弧回路用の独立電源が不
要になり回路の簡単化が図れるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例を示す要部電子回路図、第2
図は零クロス出力の説明図、第3図は第1図に示す回路
を用いて60Hzの出力を得る時の説明図、第4図は他
の周波数の出力を得る時の説明図、第5図は1サイクル
の出力波形の拡大説明図、第6図はモード毎の7オトカ
ブラの0N10FF状態を示す説明図、第7図、第8図
は第1図に示した制御部の主な動作を示す動作説明図、
第9図は出力周波数の定数とデータを示す説明図である
。 1.10・・・サイリスタ素子、  2,14・・・ト
ランジスタ、  19・・・負荷。 第5図 第6図 第1図 第2図 第3w1 4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)交流を整流した後の脈流が印加され、この脈流の
    単相負荷への通電方向を切換えるように成した単相周波
    数変換回路において、サイリスタ素子のカソード端子を
    トランジスタのコレクタ端子に接続した直列回路を並列
    に2回路接続し、夫々の直列回路のカソード端子とコレ
    クタ端子との接続点間に単相負荷を接続することを特徴
    とする単相周波数変換回路。
JP62288799A 1987-11-16 1987-11-16 単相周波数変換回路 Pending JPH01133571A (ja)

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JP62288799A JPH01133571A (ja) 1987-11-16 1987-11-16 単相周波数変換回路
KR1019880014795A KR920000483B1 (ko) 1987-11-16 1988-11-10 단상주파수 변환회로
CN88107958A CN1016305B (zh) 1987-11-16 1988-11-16 单相频率变换电路

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JP62288799A JPH01133571A (ja) 1987-11-16 1987-11-16 単相周波数変換回路

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KR890009054A (ko) 1989-07-13
KR920000483B1 (ko) 1992-01-14
CN1016305B (zh) 1992-04-15

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