JPH0255580A - 交流電源装置 - 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、無停電電源装置等に適用できる交流電源装置
に関するものである。

各種の負荷に電力を供給する商用交流電源が停電した場
合でも、継続して交流電力を供給する為の交流電源装置
が知られている。このような交流電源装置に於いては、
負荷側にトランス等が接続されているものであるから、
正負電圧値が等しい波形の交流電圧を出力することが必
要となる。

〔従来の技術〕

従来の交流電源装置は、例えば、第５図に示す構成を有
するものであり、４１は三角波発生器、４２は正弦波発
生器、４３は比較器、４４は制御部、４５は直流電源部
、４６はインバータ部、Ｑ１１〜Ｑ１４はトランジスタ
、ＤＩｌ〜Ｄ１４はダイオード、Ｃはコンデンサ、Ｌは
インダクタンスである。

正弦波発生器４２から所望の交流電圧周波数の正弦波の
信号が出力され、この周波数より高い周波数の三角波出
力信号が三角波発生器４１から出力されて、比較器４３
により比較される。比較器４３からの比較出力信号は、
正弦波をパルス幅変調したものに相当し、制御部４４に
入力される。

制御部４４は、比較器４３からの比較出力信号に対応し
て、インバータ部４６のトランジスタＱ１１〜Ｑ１４の
オン、オフのタイミング制御を行う構成を有し、インバ
ータ部４６のトランジスタＱｌｌ、Ｑ１４がオンとなる
ことにより、正極性電圧が出力され、トランジスタＱ１
２．Ｑ１３がオンとなることにより、負極性電圧が出力
され、トランジスタＱｌｌ〜Ｑ１４がパルス幅制御され
て出力された正極性電圧又は負極性電圧は、インダクタ
ンスＬとコンデンサＣとからなるフィルタを介して正弦
波交流電圧が出力される。

又直流電源部４５は、商用交流電源を整流してパラチリ
　（図示せず）を充電すると共に、整流出力電圧をイン
バータ部４６に加えるもので、商用交流電源の停電時は
、パラチリから直流電圧がインバータ部４６に加えられ
るから、無停電電源装置を構成することができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

正弦波発生器４２からの正弦波出力信号の周波数と同一
の周波数の交流電圧がインバータ部４６から出力され、
トランス等を含む負荷に供給されるものであるが、交流
電圧の正負電圧値については何ら保証されていないもの
である。従って、正負電圧値が異なる場合が生じる。こ
のように、交流電圧の正負電圧値が異なると、トランス
の鉄心に偏磁が生じて、トランスの特性が低下する欠点
があった。

本発明は、インバータ部からの交流電圧の正負電圧値を
等しくなるように制御することを目的とするものである
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の交流電源装置は、三角波発生器を制御して、正
負電圧値を等しくするものであり、第１図を参照して説
明する。

三角波発生器１の出力信号と、正弦波発生器２の出力信
号とを比較器３で比較し、その比較出力信号によりイン
バータ部４を制御して交流電圧を出力する交流電源装置
に於いて、インバータ部４の出力の交流電圧の正負電圧
値をそれぞれ検出部５により検出して、三角波発生器１
からの三角波出力信号の正極側ピーク値及び負極側ピー
ク値を、交流電圧の正負電圧値が等しくなるように制御
回路６により制御するものである。

〔作用〕

三角波発生器１からの三角波出力信号の正極側ピーク値
及び負極側ピーク値を制御して、交流電圧の正負電圧が
等しくなるように制御回路６により制御するものである
。例えば、交流電圧の正極性電圧値が負極性電圧値より
高くなった場合、三角波出力信号を正極側へ移動制御し
て、トランジスタＱｌｌ、Ｑ１４をオンとする期間を短
くし、トランジスタＱ１２．Ｑ１３をオンとする期間を
長くするような比較出力信号を、インバータ部４に加え
ることになり、反対に交流電圧の正極性電圧値が負極性
電圧値より低くなった場合、三角波出力信号を負極側へ
移動制御して、トランジスタＱｌｌ、Ｑ１４をオンとす
る期間を長くし、トランジスタＱ１２．Ｑ１３をオンと
する期間を短くするような比較出力信号を、インバータ
部４に加えることになる。従って、交流電圧の正負電圧
値を等しくするように制御することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、１１は三
角波発生器、１２は正弦波発生器、１３は比較器、１４
はインバータ部、１５〜２１は演算増幅器、Ｑ１〜Ｑ４
はトランジスタ、ＬＬはインダクタンス、０１〜Ｃ７は
コンデンサ、Ｒ１−Ｒ１８は抵抗、Ｄｉ−ＤＩＯはダイ
オード、十Ｅは正極性の基準電圧、−Ｂは負極性の基準
電圧、ＡＣは交流電圧の出力端子である。

インバータ部１４は、トランジスタＱ１〜Ｑ４とダイオ
ードＤ７〜ＤＩＯとインダクタンスＬ１とコンデンサ０
１等から構成され、図示を省略した直流電源部から直流
電圧が印加され、出力端子ＡＣから交流電圧が出力され
る。その交流電圧は抵抗Ｒ１，Ｒ５を介して演算増幅器
１５．１６の端子に加えられる。

演算増幅器１５〜１８とその周辺回路により検出部が構
成され、演算増幅器１９〜２１とその周辺回路により制
御回路が構成される。又演算増幅器１５、抵抗Ｒ２，Ｒ
３、コンデンサＣ２Ｃ３、ダイオードＤｉ、Ｄ２により
負極性側の半波整流回路が構成され、演算増幅器１６、
抵抗Ｒ６Ｒ７、コンデンサＣ５，Ｃ６、ダイオ−Ｆ’　
Ｄ　３　。

Ｄ　４により正極性側の半波整流回路が構成されている
。又演算増幅器１７、抵抗Ｒ９，ＲＩＯ、コンデンサＣ
４により積分器が構成され、同様に、演算増幅器１８、
抵抗Ｒ］、１．Ｒ１２、コンデンサＣ７により積分器が
構成されている。

更に、演算増幅器１９、抵抗Ｒ１３，Ｒ１４により正負
電圧値の誤差検出回路が構成され、又演算増幅器２０、
抵抗Ｒ１５，Ｒ］７、負極性の基準電圧−Ｅ、ダイオー
ドＤ５により三角波発生器１１の三角波出力信号の負極
側ピーク値のリミッタ回路が構成され、同様に、演算増
幅器２１、抵抗Ｒ１６，Ｒ１８、正極性の基準電圧→−
Ｅ、ダイオードＤ６により三角波発生器１１の三角波出
力信号の正極側ピーク値のリミッタ回路が構成されてい
る。

インバータ部１４から出力される交流電圧は、演算増幅
器１５を含む半波整流回路により負極性電圧のみが出力
され、演算増幅器１７を含む積分器により積分され、演
算増幅器１７から負極性電圧値に相当する負の積分出力
信号が抵抗Ｒ１３に加えられる。又演算増幅器１６を含
む半波整流回路により正極性電圧のみが出力されて、演
算増幅器１８を含む積分器により積分され、この演算増
幅器１８から正極性電圧値に相当する正の積分出力信号
が抵抗Ｒ１４に加えられる。

抵抗Ｒ１３，Ｒ１４の接続点は演算増幅器１９の子端子
に接続されており、正負電圧値が等しい場合は、抵抗Ｒ
１３に負電圧、抵抗Ｒ１４に正電圧が印加される状態と
なり、演算増幅器１９の＋端子はＯ電位となる。ここで
、抵抗Ｒ１５及びＲ１６、抵抗Ｒ１７及びＲ１８をそれ
ぞれ同一の抵抗値とし、又→−Ｅ、−Ｂを正負極性の同
一電圧値の基準電圧とすれば、演算増幅器２０の子端子
にば負極性の基準電圧−Ｅを抵抗Ｒ１５，Ｒ１７で分割
した負電圧が印加され、又演算増幅器２１の＋端子には
正極性の基準電圧→−Ｅを抵抗Ｒ１６Ｒ］、　８で分割
した正電圧が印加される。従って、演算増幅器２０．２
１の各＋端子に印加される電圧は、正負極性の同電圧で
あり、演算増幅器２０２１の出力電圧は、逆流防止用の
ダイオードＤ５、Ｄ６によって、三角波発生器１１の三
角波出力信号の負極側ピーク値及び正極側ピーク値を制
限するリミッタ電圧となる為、両ピーク値は同一の値に
制御されている。

又正極性電圧が負極性電圧より高くなった場合は、積分
器を構成する演算増幅器１８の出力電圧が高くなり、演
算増幅器Ｉ９の子端子の電位は正極性側に高くなる。そ
れによって演算増幅器１９の出力電圧は正極性側に高く
なる。従って、演算増幅器２０の→一端子に加えられる
負電圧は、抵抗Ｒ１５，Ｒ１７及び負極性の基準電圧−
Ｅの値によって定まる比率分だけ正極性側に高くなり、
演算増幅器２１の子端子に加えられる正電圧も同様に同
し比率分だけ正極性側に高くなる。それによって、三角
波発生器１１の三角波出力信号の負極側ピーク値及び正
極側ピーク値は、正極性側へ移動するように制御される
。

第３図は本発明の実施例の動作説明図であり、（ａｌは
三角波出力信号３１．３２と正弦波出力信号３３とを示
し、実線の三角波出力信号３１と正弦波出力信号３３と
が比較器１３に加えられて比較されると、（ｂ）に示す
比較出力信号が得られ、これによって（ｄｌの実線波形
の交流電圧３４がインバータ１４から出力される。そし
て、前述のように、正極性電圧が負極性電圧より高くな
った場合は、三角波発生器１１の三角波出力信号の正極
側ピーク値及び負極側ピーク値のリミッタ電圧が正極性
側へ移動するように制御するものであるから、（ａｌの
点線波形の三角波出力信号３２となる。

それによって、比較器１３からの比較出力信号は（Ｃ１
に示すものとなる。即ち、パルス幅変調信号のパルス幅
が正極性側では狭くなり、インバータ部１４に於ける正
極性電圧を出力するトランジスタＱｌ、Ｑ４のオン時間
が短くなり、又負極性側ではパルス幅が広くなり、イン
ハーク部１４に於ける負極性電圧を出力するトランジス
タＱ２．Ｑ３のオン時間が長くなるから、正極性電圧は
（ｄｌの点線波形の交流電圧３５のように低くなり、負
極性電圧は負極性側へ高くなることにより、正負電圧値
が等しくなるように制御される。

前述の場合と反対に正極性電圧が負極性電圧より低くな
った場合は、積分器を構成する演算増幅器１７の出力電
圧は負極性側に高くなり、演算増幅器１９の子端子の電
位は負極性側に高くなる。

それによって、演算増幅器１９の出力電圧は負極性側に
高くなり、演算増幅器２０の出力電圧が負極性側に高く
なり、演算増幅器２１の出力電圧が低くなって、ダイオ
ードＤ５．Ｄ６を介して三角波発生器１１に加えられ、
三角波発生器１１の一角波出力信号の正極側ピーク値及
び負極側ピーク値のリミッタ電圧が負極性側へ移動する
ように制御され、第３図の場合と反対に、比較出力信号
の正極性側のパルス幅は広くなり、負極性側のパルス幅
は狭くなる。従って、インバータ部１４に於ける正極性
電圧を出力するトランジスタＱｌ、Ｑ４のオン時間が長
くなって、正極性電圧は高くなり、又負極性電圧を出力
するトランジスタＱ２Ｑ３のオン時間は短くなって負極
性電圧は低くなる。それによって、正極性電圧値と負極
性電圧値とが等しい交流電圧を出力することができる。

又三角波発生器は、例えば、第４図に示すように、演算
増幅器３６．３７と抵抗Ｒ２１〜Ｒ２４とコンデンサＣ
２１とから構成されている。第２図に於ける演算増幅器
２０．２１の出力信号が端子３８に加えられ、又三角波
出力信号は出力端子３９から出力され、端子３８に加え
られる信号レベルに対応して、出力端子３９から出力さ
れる三角波出力信号のピーク値が制御される。

前述の実施例は、三角波発生器１１からの三角波出力信
号の正負両極側ピーク値を制御して、交流電圧の正極性
電圧値及び負極性電圧値を制御する場合を示すものであ
るが、三角波出力信号の正極側ピーク値或いは負極側ピ
ーク値だけを制御する構成とすることが可能である。又
交流電圧の正極性電圧値と負極性電圧値との検出手段は
、他の整流検出手段を用いることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、インバータ部４からの
交流電圧の正極性電圧値と負極性電圧値とを検出部５で
検出し、それらの値が等しくなるように、三角波発生器
１からの三角波出力信号の正極側ピーク値及び負極側ピ
ーク値を制御回路６から制御するものであり、交流電圧
の正極性電圧値と負極性電圧値とを等しくすることがで
きるから、交流電源装置の負荷にトランスが含まれてい
ても、そのトランスの鉄心に偏磁が生じることはなく、
商用交流電源から直接負荷に供給する場合と同様に、負
荷に交流電力を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は本発明の実施例の動作説明図、
第４図は三角波発生器のブロック図、第５図は従来例の
ブロック図である。 １は三角波発生器、２は正弦波発生器、３は比較器、４
はインバータ部、５は検出部、６は制御回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 三角波発生器（１）の出力信号と正弦波発生器（２）の
   出力信号とを比較器（３）で比較し、該比較器（３）の
   比較出力信号によりインバータ部（４）を制御して交流
   電圧を出力する交流電源装置に於いて、 前記インバータ部（４）の出力の交流電圧の正負電圧値
   をそれぞれ検出する検出部（５）と、該検出部（５）に
   よる検出信号により前記三角波発生器（１）からの三角
   波出力信号の正極側ピーク値及び負極側ピーク値を制御
   して、前記交流電圧の正負電圧値が等しくなるように制
   御する制御回路（６）とを設けた ことを特徴とする交流電源装置。