JPH01138965A - 直流電源装置 - Google Patents
直流電源装置Info
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- JPH01138965A JPH01138965A JP29570487A JP29570487A JPH01138965A JP H01138965 A JPH01138965 A JP H01138965A JP 29570487 A JP29570487 A JP 29570487A JP 29570487 A JP29570487 A JP 29570487A JP H01138965 A JPH01138965 A JP H01138965A
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- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
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- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、直流？Ｈ源装回に関するものであり、特に交
流入力電流波形を正弦波化し、力率の向上および高調波
の発生防止を目的とする。
流入力電流波形を正弦波化し、力率の向上および高調波
の発生防止を目的とする。
従来の技術とその問題点
従来の直流電源装置は、移相制御方式によるサイリスタ
整流回路および高調波化されたスイッチング・レギュレ
ータが一般的である。まず第４図に単相入力でのサイリ
スタ整流回路による直流電源装置の従来結線図例を示す
。第４図において、１ａ、ｌｂは交流入力電圧ｖ１が入
力される入力端子、２は変圧器、３はサイリスクを含む
整流回路、５は平滑回路、１４は電流検出回路、１５は
電圧検出回路、１６は移相制御回路、そして５ａ、６ｂ
は直流出力端子、７は負荷である。本装置各部の動作波
形は第５図に示す様になり、（ａ ）は交流入力電圧Ｖ
ｉ、（ｂ）は１ナイリスタ整流回路の出力電圧Ｖｌ、（
Ｃ）は交流入力電流の波形を示す。
整流回路および高調波化されたスイッチング・レギュレ
ータが一般的である。まず第４図に単相入力でのサイリ
スタ整流回路による直流電源装置の従来結線図例を示す
。第４図において、１ａ、ｌｂは交流入力電圧ｖ１が入
力される入力端子、２は変圧器、３はサイリスクを含む
整流回路、５は平滑回路、１４は電流検出回路、１５は
電圧検出回路、１６は移相制御回路、そして５ａ、６ｂ
は直流出力端子、７は負荷である。本装置各部の動作波
形は第５図に示す様になり、（ａ ）は交流入力電圧Ｖ
ｉ、（ｂ）は１ナイリスタ整流回路の出力電圧Ｖｌ、（
Ｃ）は交流入力電流の波形を示す。
この種サイリスタ整流回路では、第５図の波形に示す様
に交流入力電流の波形が方形波状となり多大な高調波電
流が流れると同時に、交流入力電圧波形に比較して位相
が遅れ、力率を低下さけている。またスイッチング・レ
ギュレータの場合には、一般に第６図に示す交流入力電
圧（ａ）、交流入力電流（ｂ）の波形の様になり、サイ
リスタ整流回路と同様に多大な高調波成分を含みかつ力
率が低いものとなっている。
に交流入力電流の波形が方形波状となり多大な高調波電
流が流れると同時に、交流入力電圧波形に比較して位相
が遅れ、力率を低下さけている。またスイッチング・レ
ギュレータの場合には、一般に第６図に示す交流入力電
圧（ａ）、交流入力電流（ｂ）の波形の様になり、サイ
リスタ整流回路と同様に多大な高調波成分を含みかつ力
率が低いものとなっている。
以上のように従来の直流前ＷＡ装置では、多大な高調波
成分を含むことから種々の高調波障害の問題が少なから
ず発生し、また力率が低く無効電力が大きいため入力電
源容量が必要以上に大きくなるという欠点があった。
成分を含むことから種々の高調波障害の問題が少なから
ず発生し、また力率が低く無効電力が大きいため入力電
源容量が必要以上に大きくなるという欠点があった。
問題点を解決するための手段
本発明は、交流を直流に変換する整流回路、該整流回路
の出力に接続されるチョッパ回路を有し、さらに交流入
力電圧の位相に同期した正弦波を発生する正弦波発生回
路および交流入力電流を検出する交流入力電流検出回路
、前記正弦波発生回路の出力と交流入力電流検出回路の
出力との差を検出する比較回路、該比較回路の出力と搬
送波発生回路の出力とを比較することによりパルス幅変
調するパルス幅変調回路、該パルス幅変調回路の出力に
より前記チョッパ回路を駆動するドライブ回路を備え、
交流入力電流波形を正弦波化することにより、交流入力
電流波形の歪がほとんどなく、かつ位相を交流入力電圧
波形と同期させる様にした直流電源′ＩＡ置を提供せん
とするものである。
の出力に接続されるチョッパ回路を有し、さらに交流入
力電圧の位相に同期した正弦波を発生する正弦波発生回
路および交流入力電流を検出する交流入力電流検出回路
、前記正弦波発生回路の出力と交流入力電流検出回路の
出力との差を検出する比較回路、該比較回路の出力と搬
送波発生回路の出力とを比較することによりパルス幅変
調するパルス幅変調回路、該パルス幅変調回路の出力に
より前記チョッパ回路を駆動するドライブ回路を備え、
交流入力電流波形を正弦波化することにより、交流入力
電流波形の歪がほとんどなく、かつ位相を交流入力電圧
波形と同期させる様にした直流電源′ＩＡ置を提供せん
とするものである。
実施例
以下本発明について実施例を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す結線図、第２図は本発
明装置各部の波形を示すものであり、以下にその構成お
よび動作を説明する。まず、第１図において、１ａ、１
ｂは入力端子で第２図＜ａ ＞で示す波形の交流入力電
圧■ｉが入力される。２は変圧器で必要に応じＡＣフィ
ルタ２１が接続される。３はシリコン整流素子のブリッ
ジからなる整流回路、４は整流回路３の出力を制御する
チョッパ回路、５はチョッパ回路４の出力を平滑するＤ
Ｃフィルタ、そして６ａ 、６ｂは直流出力端子であり
、７は本装置に接続される負荷である。また８は正弦波
発生回路であり、次に示すブロック回路より構成される
。まず、交流入力電圧の位相を検出し第２図（ａ ）の
交流入力電圧Ｖｉの波形を検出してその位相に同期した
第２図（ｂ）の様な同期信号を発生する位相検出回路８
１、および第２図（Ｃ）の様に前記同期信号により各サ
イクル毎の発振パルス数を一定に制御される発振回路８
２、前記パルスをカウントし２進データを出力するカウ
ンタ８３、前記２進データに対応した正弦波データがメ
モリーされている不揮発性記憶回路（以下ＲＯＭと略す
）８４、前記ＲＯＭ ８４のデジタル信号出力をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換回路等により構成される。
明装置各部の波形を示すものであり、以下にその構成お
よび動作を説明する。まず、第１図において、１ａ、１
ｂは入力端子で第２図＜ａ ＞で示す波形の交流入力電
圧■ｉが入力される。２は変圧器で必要に応じＡＣフィ
ルタ２１が接続される。３はシリコン整流素子のブリッ
ジからなる整流回路、４は整流回路３の出力を制御する
チョッパ回路、５はチョッパ回路４の出力を平滑するＤ
Ｃフィルタ、そして６ａ 、６ｂは直流出力端子であり
、７は本装置に接続される負荷である。また８は正弦波
発生回路であり、次に示すブロック回路より構成される
。まず、交流入力電圧の位相を検出し第２図（ａ ）の
交流入力電圧Ｖｉの波形を検出してその位相に同期した
第２図（ｂ）の様な同期信号を発生する位相検出回路８
１、および第２図（Ｃ）の様に前記同期信号により各サ
イクル毎の発振パルス数を一定に制御される発振回路８
２、前記パルスをカウントし２進データを出力するカウ
ンタ８３、前記２進データに対応した正弦波データがメ
モリーされている不揮発性記憶回路（以下ＲＯＭと略す
）８４、前記ＲＯＭ ８４のデジタル信号出力をアナロ
グ信号に変換するＤ／Ａ変換回路等により構成される。
その出力波形は第２図（ｄ）の様に階段波になりさらに
波形整形して正弦波としている。そして９は交流入力電
流を検出する交流入力電流検出回路、１０は比較回路で
第２図＜ｅ）に示す様に正弦波発生回路８の出力と交流
入力電流検出回路９の出力との差を増幅し、第２図（ｆ
）に示す誤差信号として出力している。１１は搬送波発
生回路で第２図（ｆ）の様な正逆の三角波を搬送波とし
て出力する。１２はパルス幅変調回路で第２図（ｆ）に
示す様に前記誤差信号が正逆双方の搬送波より大きいと
きをＯＮ信号としてドライブ回路１３に出力する。そし
てドライブ回路１３の出力によりチョッパ回路４を制御
する。チョッパ回路４の出力波形は第２図（０）の様に
整流回路４で全波整流された波形を前記パルス幅変調さ
れたスイッチング波形となる。従って交流入力電流波形
は第２図（ｈ ）の様にパルス状となり、正弦波の基本
波成分とパルス幅変調した４３号周波数とその高調波成
分となる。さらに前記ＡＣフィルタ２１を付加すること
により、前記信号周波数とその高調波成分を除去するこ
とにより、交流入力電流を交流入力電圧と同期した正弦
波とすることができる。
波形整形して正弦波としている。そして９は交流入力電
流を検出する交流入力電流検出回路、１０は比較回路で
第２図＜ｅ）に示す様に正弦波発生回路８の出力と交流
入力電流検出回路９の出力との差を増幅し、第２図（ｆ
）に示す誤差信号として出力している。１１は搬送波発
生回路で第２図（ｆ）の様な正逆の三角波を搬送波とし
て出力する。１２はパルス幅変調回路で第２図（ｆ）に
示す様に前記誤差信号が正逆双方の搬送波より大きいと
きをＯＮ信号としてドライブ回路１３に出力する。そし
てドライブ回路１３の出力によりチョッパ回路４を制御
する。チョッパ回路４の出力波形は第２図（０）の様に
整流回路４で全波整流された波形を前記パルス幅変調さ
れたスイッチング波形となる。従って交流入力電流波形
は第２図（ｈ ）の様にパルス状となり、正弦波の基本
波成分とパルス幅変調した４３号周波数とその高調波成
分となる。さらに前記ＡＣフィルタ２１を付加すること
により、前記信号周波数とその高調波成分を除去するこ
とにより、交流入力電流を交流入力電圧と同期した正弦
波とすることができる。
なお、本発明の実施例では信号周波数を約１５ｋＨｚと
しており前記ＡＣフィルタ２１は極めて小さいもので構
成できる。また、前記変圧器２は入力電圧がＡＣｌｏｏ
Ｖで出力電圧４８Ｖ等のときに省略することができる。
しており前記ＡＣフィルタ２１は極めて小さいもので構
成できる。また、前記変圧器２は入力電圧がＡＣｌｏｏ
Ｖで出力電圧４８Ｖ等のときに省略することができる。
また、１４は直流出力電流を検出する直流電流検出回路
、１５は直流電圧検出回路であり、各々、前記正弦波発
生回路８内のＤ／Ａ変換回路８５に接続され、各々の検
出レベルに応じて前記正弦波発生回路８の出力の振幅を
変化させる。この振幅を変化さぼることにより直流出力
を定電流または定電圧に制御している。
、１５は直流電圧検出回路であり、各々、前記正弦波発
生回路８内のＤ／Ａ変換回路８５に接続され、各々の検
出レベルに応じて前記正弦波発生回路８の出力の振幅を
変化させる。この振幅を変化さぼることにより直流出力
を定電流または定電圧に制御している。
第３図は前記正弦波発生回路８をより具体的に説明する
ための結線図であり、８１から８５は前記第１図に対応
している。まず位相検出回路８１はコンパレータ ８１
１等により構成される。発振回路８２は、フユーズロッ
クドループＩＣ（ＰＬＬ）８２１を使用し１サイクル中
の出力パルス数が一定となるように制御している。基本
発振周波数は抵抗８２３およびコンデンサ８２４により
決まる。ＰＣＢｉｎは位相検出回路８１からの入力、Ｐ
ＣΔｉｎはカウンタ８３から帰還される入力で、それら
の信号の時間差がＰ Ｃ２ｏｕｔ端子に出力され、積分
回路８２２により電圧に変換されて発信周波数補正信号
としてＶＣＱｉｎに入力される。出力端子Ｖ ＣＯｏｕ
ｔからのパルス信号は、カウンタ８３のクロックパルス
として入力される。カウンタ８３は１２ピツトのバイナ
リ−カウンタでそのうちの８ビツトを使用している。
ための結線図であり、８１から８５は前記第１図に対応
している。まず位相検出回路８１はコンパレータ ８１
１等により構成される。発振回路８２は、フユーズロッ
クドループＩＣ（ＰＬＬ）８２１を使用し１サイクル中
の出力パルス数が一定となるように制御している。基本
発振周波数は抵抗８２３およびコンデンサ８２４により
決まる。ＰＣＢｉｎは位相検出回路８１からの入力、Ｐ
ＣΔｉｎはカウンタ８３から帰還される入力で、それら
の信号の時間差がＰ Ｃ２ｏｕｔ端子に出力され、積分
回路８２２により電圧に変換されて発信周波数補正信号
としてＶＣＱｉｎに入力される。出力端子Ｖ ＣＯｏｕ
ｔからのパルス信号は、カウンタ８３のクロックパルス
として入力される。カウンタ８３は１２ピツトのバイナ
リ−カウンタでそのうちの８ビツトを使用している。
カウンタ８３からは、８ビットのデジタル信号としてＲ
ＯＭ８４の各アドレスに接続されると同時に、前記発信
回路８２のｐｃＡｔｎへの帰還信号、および前記搬送波
発生回路１１の基準パルスとして出力される。ＲＯＭ８
４には、８ビツトの入力信号に対応して８ビツトの正弦
波データがメモリーされており、カウンタ８３からのパ
ルスの計数にしたがい順次出力される。Ｄ／Ａ変換回路
８５は、ＲＯＭ８４からのデータ入力を第２図（ｄ ）
のような階段状の正弦波に変換するＤ／Ａ変換器８５１
と、その波形整形回路８５２により構成され、滑らかな
正弦波波形が前記比較回路に出力される。また、第１図
の直流電流検出回路および直流電圧検出回路の出力もＤ
／Ａ変換器８５１に接続され、各々の入力レベルに応じ
て前記正弦波出力の振幅を制御している。
ＯＭ８４の各アドレスに接続されると同時に、前記発信
回路８２のｐｃＡｔｎへの帰還信号、および前記搬送波
発生回路１１の基準パルスとして出力される。ＲＯＭ８
４には、８ビツトの入力信号に対応して８ビツトの正弦
波データがメモリーされており、カウンタ８３からのパ
ルスの計数にしたがい順次出力される。Ｄ／Ａ変換回路
８５は、ＲＯＭ８４からのデータ入力を第２図（ｄ ）
のような階段状の正弦波に変換するＤ／Ａ変換器８５１
と、その波形整形回路８５２により構成され、滑らかな
正弦波波形が前記比較回路に出力される。また、第１図
の直流電流検出回路および直流電圧検出回路の出力もＤ
／Ａ変換器８５１に接続され、各々の入力レベルに応じ
て前記正弦波出力の振幅を制御している。
以上の本発明による実施例では、チョッパ回路としてト
ランジスタによる回路を示したが、これに限定されるも
のではなく他の電力用スイッチング素子が適用可能なこ
とはいうまでもない。整流回路としてシリコン整流素子
を示したが、他の半導体素子が適用できることはチョッ
パ回路と同様である。また、制御回路での使用素子も一
例を示したものであって、同機能であれば他の素子に代
替できる。
ランジスタによる回路を示したが、これに限定されるも
のではなく他の電力用スイッチング素子が適用可能なこ
とはいうまでもない。整流回路としてシリコン整流素子
を示したが、他の半導体素子が適用できることはチョッ
パ回路と同様である。また、制御回路での使用素子も一
例を示したものであって、同機能であれば他の素子に代
替できる。
さらに、本発明では前述のように約１５ｋｌ−ＩＺにて
動作させているが、チョッパ回路に使用される電力用ス
イッチング素子のスイッチング損失、スイッチング損失
の許す限り、高調波化が可能であり、その効果を増大す
ることができる。
動作させているが、チョッパ回路に使用される電力用ス
イッチング素子のスイッチング損失、スイッチング損失
の許す限り、高調波化が可能であり、その効果を増大す
ることができる。
発明の効果
以上のように本発明においては、交流入力電流が交流入
力電圧と同期し、かつ正弦波波形となることから、入力
力率が１となり所要電源容量を必要最小限に抑制できる
。また、・高調波電流を大幅に低減できるので、種々の
高調波障害の問題も解消するなど、極めて有効な直流電
源装置が得られ、その効果は絶大である。
力電圧と同期し、かつ正弦波波形となることから、入力
力率が１となり所要電源容量を必要最小限に抑制できる
。また、・高調波電流を大幅に低減できるので、種々の
高調波障害の問題も解消するなど、極めて有効な直流電
源装置が得られ、その効果は絶大である。
第１図は本発明装置を示す結線図、第２図は本発明装置
を説明するための各部の動作を示す波形図、第３図は本
発明装置の正弦波発生回路の具体的回路例、第４図は従
来装置を示す結線図、第５図および第６図は従来装置を
説明するための動作を示す波形図である。 １ａ、１ｂ・・・入力端子、２・・・変圧器、３・・・
整流回路、４・・・チョッパ回路、５・・・ＤＣフィル
タ、６ａ。 ６ｂ・・・直流出力端子、７・・・負荷、８・・・正弦
波発生回路、９・・・交流入力電流検出回路、１０・・
・比較回路、１１・・・搬送波発生回路、１２・・・パ
ルス幅変調回路、１３・・・ドライブ回路、１４・・・
直流電流検出回路、１５・・・直流電圧検出回路 オ １ 図 オ ２ 区 汀 ４ ｚ う１ ら 西ゴ ラ１ ６ １！ｆｆ
を説明するための各部の動作を示す波形図、第３図は本
発明装置の正弦波発生回路の具体的回路例、第４図は従
来装置を示す結線図、第５図および第６図は従来装置を
説明するための動作を示す波形図である。 １ａ、１ｂ・・・入力端子、２・・・変圧器、３・・・
整流回路、４・・・チョッパ回路、５・・・ＤＣフィル
タ、６ａ。 ６ｂ・・・直流出力端子、７・・・負荷、８・・・正弦
波発生回路、９・・・交流入力電流検出回路、１０・・
・比較回路、１１・・・搬送波発生回路、１２・・・パ
ルス幅変調回路、１３・・・ドライブ回路、１４・・・
直流電流検出回路、１５・・・直流電圧検出回路 オ １ 図 オ ２ 区 汀 ４ ｚ う１ ら 西ゴ ラ１ ６ １！ｆｆ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、交流を直流に変換する整流回路、該整流回路の出力
に接続されるチョッパ回路を有し、さらに交流入力電圧
の位相に同期した正弦波を発生する正弦波発生回路およ
び交流入力電流を検出する交流入力電流検出回路、前記
正弦波発生回路の出力と交流入力電流検出回路の出力と
の差を検出する比較回路、該比較回路の出力と搬送波発
生回路の出力とを比較することによりパルス幅変調する
パルス幅変調回路、該パルス幅変調回路の出力により前
記チョッパ回路を駆動するドライブ回路を備え、交流入
力電流波形を正弦波化することを特徴とする直流電源装
置。 ２、正弦波発生回路が、交流入力電圧の位相に同期した
正弦波を発生し、かつ、チョッパ回路の出力電圧または
出力電流を検出し、この出力電圧または出力電流の出力
レベルに応じて振幅が変化する正弦波を発生する正弦波
発生回路である特許請求の範囲第１項記載の直流電源装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29570487A JPH01138965A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 直流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29570487A JPH01138965A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 直流電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138965A true JPH01138965A (ja) | 1989-05-31 |
Family
ID=17824081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29570487A Pending JPH01138965A (ja) | 1987-11-24 | 1987-11-24 | 直流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01138965A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518287U (ja) * | 1991-08-12 | 1993-03-05 | ニチコン株式会社 | 電源装置 |
| JPH0539191U (ja) * | 1991-10-18 | 1993-05-25 | 横河電機株式会社 | 電源装置 |
| JPH06197525A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-15 | Yahata Denki Seisakusho:Kk | 電力制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224857A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Hitachi Ltd | 整流回路の制御装置 |
-
1987
- 1987-11-24 JP JP29570487A patent/JPH01138965A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61224857A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Hitachi Ltd | 整流回路の制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0518287U (ja) * | 1991-08-12 | 1993-03-05 | ニチコン株式会社 | 電源装置 |
| JPH0539191U (ja) * | 1991-10-18 | 1993-05-25 | 横河電機株式会社 | 電源装置 |
| JPH06197525A (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-15 | Yahata Denki Seisakusho:Kk | 電力制御装置 |
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