JPH02161508A - 電圧可変回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、信頼性の高い電圧可変回路に関し、特に、整
流回路の電圧可変用コネクタを不要とし、信頼性を向上
させ、小形で無段階に電圧可変を行える電圧可変回路に
関するものである。

〔従来の技術〕

電源回路として用いる電圧可変回路は、従来がら各種の
ものが提案されている。例えば、田中末雄監修「電源回
路の設計マニュアル」、丸善株式％式％ 第１６９頁に記載されているように、整流回路の出力電
圧の制御を交流側において行い、交流電圧を可変して直
流電圧を制御する方法による電圧可変回路が知られてい
る。このような電圧可変回路として、例えば、 ■変圧器に電圧切り替えタップを設ける方法、■スライ
ダックを用いる方法、 ■ＳＣＲを用いる方法 により電圧可変を行う回路がある。

第４図および第５図により、これらの方法による回路例
について説明する。第４図は、電圧切り替えタップを設
けた変圧器により交流側で電圧制御を行う電圧可変回路
の一例を示す回路図である。

第４図に示すように、■変圧器に電圧切り替えタップを
設ける方法による回路構成では、整流回路の変圧器１に
複数の電圧切替タップ３を設けておき、この電圧切替タ
ップ３を電圧切り替え用のコネクタ８で切り替え、直流
電圧の出力電圧を可変とする。なお、第４図の回路図に
おいて、２は整流用ダイオード、４はサーキットプロテ
クタ、５は平滑コンデンサである。この■の方法による
電圧可変回路では、電圧可変幅を広くしたり、可変ピッ
チを小さくするためには、電圧切替タップ３を多くする
必要があり、電圧切り替えコネクタ８の数も増えて信頼
性が悪くなる。また１回路の物量も多くなり、また、段
階的にしか電圧可変できない。

これに対して、■のスライダックを用いる方法による電
圧可変回路は、変圧器１のかわりにスライダックを用い
て連続的に電圧可変を行う回路である。この方法による
回路では、スライダックによって、連続的に電圧の可変
ができるものの、スライダックの接点の信頼性は余り高
くなく、かつその物量も大きい。

また、無接点で連続的に電圧が可変できる方法による電
圧可変回路として、第５図に示すような、■ＳＣＲを用
いる方法による回路がある。

第５図は、ＳＣＲを用いて交流側で電圧制御を行う電圧
可変回路の一例を示す回路図である。

第５図を用いて、ＳＣＲを用いて交流側で電圧制御を行
う電圧可変回路について説明する。この■ＳＣＲを用い
る方法による回路では、図示するように、変圧器１と交
流電源の間にＳＣＲを用いたスイッチ回路９を設け、ス
イッチ回路９により交流電圧の１周期のうちある期間だ
け回路を開放して１周期についての実効値を制御する。

この回路は、■の方法による回路と同じく連続的に電圧
が可変できるが、ＳＣＨによるスイッチ回路９を用いる
ため、スイッチ回路の制御回路、ＳＣＲ。

抵抗、コンデンサ他の電気部品が画点以上も必要とされ
、このため、信頼性が低下する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、半導体装置を主に用いて装置を構成している
計算機システムで用いる電源装置としては、低電圧で大
電流の電源を供給でき、信頼性の高い性能が要求される
ため、上述のような電圧可変回路を用いて電源装置を構
成する場合には１次のような問題が残る。すなわち、■
の方法による電圧可変回路を用いて電源装置を構成する
場合には、電圧可変幅を広くしたり、電圧可変ピッチを
小さくすると、変圧器の電圧切替タップを多くする必要
があり、タップが増えて電圧切り替えコネクタが増加し
て、信頼性が悪゛くなり物量が増大する問題がある。ま
た、段階的にしか電圧可変できないという問題がある。

同様に、■の方法による電圧可変回路、または■の方法
による電圧可変回路においても、上述したように構造や
回路が複雑なだめ信頼性が悪くなるという問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
ある。

本発明の目的は、計算機システムの電源回路に用いて好
適な、信頼性が高く、シかも連続的に電圧を可変できる
電圧可変回路を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明による電圧可変回路は
、交流から直流に変換する整流回路と、該整流回路と交
流電源との間に挿入した電圧可変用飽和リアクトルと、
前記電圧可変用飽和リアクトルの鉄心の磁気抵抗を機械
的に調節する機構とを有することを特徴とする。

また、本発明による電圧可変方法は、交流から直流に変
換する整流回路と交流電源との間に電圧可変用飽和リア
クトルを挿入し、前記リアクトルの鉄心の磁気抵抗を機
械的に調節してリアクトルの容量を変え、交流電圧の電
圧制御を行って、整流回路の交流入力電圧を変化させ、
直流出力電圧を変化させることを特徴とする。

（作用〕 前記手段によれば、交流から直流に変換する整流回路と
、該整流回路と交流電源との間に挿入した電圧可変用飽
和リアクトルと、前記電圧可変用飽和リアクトルの鉄心
の磁気抵抗を機械的に調節する機構とを備えて電圧可変
回路が構成される。

この電圧可変回路では、飽和リアクトルの鉄心の磁気抵
抗を連続的に機械的に調節し、整流回路に入力する交流
電圧の電気制御を行って、直流電圧の電圧可変を行う。

電圧可変用飽和リアクトルの鉄心の磁気抵抗を機械的に
調節する機構は、磁束路と直交する面で切断した鉄心を
組み合せて閉磁路を構成した鉄心の切断面における結合
面積を変化させて、リアクトルの容量を変える。すなわ
ち、飽和リアクトルは鉄心の磁気抵抗（ギャップ）を調
節することにより容量（インダクタンス）を変化させて
、交流電圧の１周期において飽和するまでの時間を変化
させる。これにより、交流電圧１周期のうちある期間だ
け回路を開放して、１周期についての実行値を制御して
、整流回路に入力される交流入力電圧を可変とし、直流
出力電圧を変化させる。電圧可変用飽和リアクトルの鉄
心の磁気抵抗を機械的に調節する機構は、磁束路と直交
する面で切断した鉄心を組み合せて閉磁路を構成した鉄
心の切断面における結合面積を変化させて、リアクトル
の容量を変える。これにより、鉄心の磁気抵抗は機械的
に連続的に調節できる。このため、整流回路の交流入力
電圧を連続的に可変するので直流出力電圧を連続的に可
変することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

第１図は、本発明の一実施例にかかる電圧可変回路の構
成を示す回路図である。第１図において、１は変圧器、
２は整流用ダイオード、３は電圧可変用飽和リアクトル
、４はサーキットプロテクタ、５は平滑コンデンサであ
る。

また、第２図は１本発明の一実施例にかがる電圧可変用
リアクトルの要部の構成を示す説明図である。第２図に
おいて、６は鉄心であり、上部鉄心６ａおよび下部鉄心
６ｂとを組合せて構成され。

閉磁路を形成するものである、７は巻線部である。

この鉄心６に巻線部７を設けて電圧可変用飽和リアクト
ル３を構成している。磁束路と直交する面で切断した鉄
心を組み合せて閉磁路を構成した鉄心６（上部鉄心５ａ
、下部鉄心６ｂ）の磁気抵抗を機械的に調節する機構は
、鉄心の切断面における結合面積を変化させて、リアク
トルの容量を変える。例えば、第２図の矢印１０に示す
ような方向に、切断面でずらすようにして、閉磁路を形
成する鉄心の磁束路の断面積を変化させて、磁気抵抗を
調整し、リアクトルの容量を変える。

大形計算機システムの電源回路として、交流電源を低圧
大電流（例として３Ｖ５００Ａ回路）に変換する回路の
例で説明する。整流回路の変圧器１には電圧切り替え用
のタップを設けず、その代わりに交流電源と変圧器１の
間に電圧可変用飽和リアクトル３を設ける。この電圧可
変用飽和リアクトル３の鉄心６の磁気抵抗（ギャップ）
の調整は、第２図に示すように、鉄心６の上部鉄心６ａ
と下部鉄心６ｂの接合面の面積を調整する機構により調
整する。これにより、飽和リアクトルの容量（インダク
タンス）を変化させ交流電圧の１周期において飽和する
までの時間を変化させる。

第３ａ図および第３ｂ図は、電圧可変用飽和リアクトル
による交流電源の制御特性を説明する波形図である。第
３ａ図は交流電源の電圧波形を示し、第３ｂ図は飽和リ
アクトルで制御した交流電源の電圧波形を示す。ただし
、この場合の飽和リアクトル鉄心はヒステリシス特性の
角形比がよいものと仮定している。このようにして、交
流電圧の１周期のうちある期間だけ回路を開放して１周
期についての実効値を制御し、整流回路の交流入力電圧
の実効値を可変した直流出力電圧を可変する。

このように、本実施例によれば、電圧切り替えコネクタ
をなくして連続的に電圧可変をすることができるため、
信頼性を向上する効果がある。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、説明したように、本発明の電圧可変回路によれば
、従来の変圧器に電圧切り替えタップを設ける方法、ま
た、スライダックを用いる方法にに比べて、電気的に接
続しているコネクタ、接点がなく、連続的に電圧を可変
でき、信頼性を向上する。また、無接点で連続的に電圧
を調整化できるＳＣＲを用いる方法に比べても、複雑な
構成のＳＣＲ制御回路はないので、本発明の電圧可変回
路は、信頼性が高い構成の回路となっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例にかかる電圧可変回路の構
成を示す回路図。 第２図は１本発明の一実施例にかかる電圧可変用リアク
トルの要部の構成を示す説明図、第３ａ図および第３ｂ
図は、電圧可変用飽和リアクトルによる交流電源の制御
特性を説明する波形図。 第４図は、電圧切り替えタップを設けた変圧器により交
流側で電圧制御を行う電圧可変回路の一例を示す回路図
、 第５図は、ＳＣＲを用いて交流側で電圧制御を行う電圧
可変回路の一例を示す回路図である。 図中、１・・・変圧器、２・・・整流器、３・・・電圧
可変用飽和リアクトル、４・・・サーキットプロテクタ
。 ５・・・平滑コンデンサ、６・・・鉄心、７・・・巻線
部、８・・電圧切り替え用コネクタ、９・・・スイッチ
回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．交流から直流に変換する整流回路と、該整流回路と
   交流電源との間に挿入した電圧可変用飽和リアクトルと
   、前記電圧可変用飽和リアクトルの鉄心の磁気抵抗を機
   械的に調節する機構とを有することを特徴とする電圧可
   変回路。
2. ２．電圧可変用飽和リアクトルの鉄心の磁気抵抗を機械
   的に調節する機構は、磁束路と直交する面で切断した鉄
   心を組み合せて閉磁路を構成した鉄心の切断面における
   結合面積を変化させて、リアクトルの容量を変える機構
   であることを特徴とする請求項１に記載の電圧可変回路
   。
3. ３．交流から直流に変換する整流回路と交流電源との間
   に電圧可変用飽和リアクトルを挿入し、前記リアクトル
   の鉄心の磁気抵抗を機械的に調節してリアクトルの容量
   を変え、交流電圧の電圧制御を行って、整流回路の交流
   入力電圧を変化させ、直流出力電圧を変化させることを
   特徴とする電圧可変方法。