JPH0315913A - 交流電力変換方式 - Google Patents
交流電力変換方式Info
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- JPH0315913A JPH0315913A JP14947089A JP14947089A JPH0315913A JP H0315913 A JPH0315913 A JP H0315913A JP 14947089 A JP14947089 A JP 14947089A JP 14947089 A JP14947089 A JP 14947089A JP H0315913 A JPH0315913 A JP H0315913A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000009499 grossing Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
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〕
この発明は、小形，軽量で，信頼性の高い交流電力変換
方式に関するものである。
方式に関するものである。
第８図はこの種の交流一交流変換を行う従来の交流電力
変換方式を示す回路図である。第８図（ａ）は摺動式電
圧調整器（登録商標名スライダック）の場合を示したも
ので、手動調整により任意の出力電圧が取り出せるよう
になっている。
変換方式を示す回路図である。第８図（ａ）は摺動式電
圧調整器（登録商標名スライダック）の場合を示したも
ので、手動調整により任意の出力電圧が取り出せるよう
になっている。
また、第８図（ｂ）は鉄芯上にコイルを巻き上げたトラ
ンスの場合を示しており、二次側の出力電圧は固定とな
っている。
ンスの場合を示しており、二次側の出力電圧は固定とな
っている。
なお、上記では出力電圧を変換する場合について述べた
が、この他にも電流変換を行う変Ｉｌａ器など種々の変
成器により交流電力の変換を行うものがある。
が、この他にも電流変換を行う変Ｉｌａ器など種々の変
成器により交流電力の変換を行うものがある。
しかしながら、上記のような従来の交流電力変換方式に
あっては、変換部に可動部分があるものは寿命が短いと
共に、信頼性が低く、また装置が大形で、重量が大きな
ものになるという問題点があった。
あっては、変換部に可動部分があるものは寿命が短いと
共に、信頼性が低く、また装置が大形で、重量が大きな
ものになるという問題点があった。
この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、装置が小形，軽量で寿命が長いものとなり、信頼性
の高い交流電力変換方式を提供することを目的としてい
る。
で、装置が小形，軽量で寿命が長いものとなり、信頼性
の高い交流電力変換方式を提供することを目的としてい
る。
（課題を解決するための手段）
この発明の交流電力変換方式は、入力交流電力を平滑す
ることなくスイッチング素子により断続してその周波数
よりもト分高い周波数の交流に変換し、その交流を二次
側にセンタータップを設けた変圧器の一次側に入力し、
該変圧器の二次側に発生した正電圧の二相半波出力と負
電圧の二相半波出力をそれぞれ整流回路により整流し、
その整流された正負の二相半波田力を半導体スイッチン
グ素子により前記入力交流電力の半サイクルに同期して
開閉し、もどの入力交流周波数の交流電力を再生出力す
るようにしたものであり、また、前記変圧器の二次側に
任意出方のタップを複数個設けると共に、それらのタッ
プに対応して二相半波の整流回路を多段に設け、これら
の整流回路からの正負の出力電圧を半導体スイッチング
素子により入力交流周波数に同期して交互に切り替え、
任意の交流出力を取り出すようにしたものである。
ることなくスイッチング素子により断続してその周波数
よりもト分高い周波数の交流に変換し、その交流を二次
側にセンタータップを設けた変圧器の一次側に入力し、
該変圧器の二次側に発生した正電圧の二相半波出力と負
電圧の二相半波出力をそれぞれ整流回路により整流し、
その整流された正負の二相半波田力を半導体スイッチン
グ素子により前記入力交流電力の半サイクルに同期して
開閉し、もどの入力交流周波数の交流電力を再生出力す
るようにしたものであり、また、前記変圧器の二次側に
任意出方のタップを複数個設けると共に、それらのタッ
プに対応して二相半波の整流回路を多段に設け、これら
の整流回路からの正負の出力電圧を半導体スイッチング
素子により入力交流周波数に同期して交互に切り替え、
任意の交流出力を取り出すようにしたものである。
この発明の交流電力変換方式においては、入力交流電力
を平滑することなく十分高い周波数の交流に変換してセ
ンタータップ付の変圧器に入力し、その二次側に発生し
た正負の二相半波出力をそれぞれ整流した後、半導体ス
イッチング素子により開閉してもとの周波数の交流を出
力するようにしているので、平滑コンデンサ及び可動部
分がなく、寿命が長いと共に、信頼性が高い。また、半
導体を使用できるので、装置が小形，軽量なものとなる
。
を平滑することなく十分高い周波数の交流に変換してセ
ンタータップ付の変圧器に入力し、その二次側に発生し
た正負の二相半波出力をそれぞれ整流した後、半導体ス
イッチング素子により開閉してもとの周波数の交流を出
力するようにしているので、平滑コンデンサ及び可動部
分がなく、寿命が長いと共に、信頼性が高い。また、半
導体を使用できるので、装置が小形，軽量なものとなる
。
第１図（ａ）．（ｂ）．（ｃ）はこの発明に係る交流電
力変換方式の入力部を示す回路図である。これらの回路
は、機能的には何れも同一となっており、商用交流電源
ｌからの入力交流電力（周波数５０／６０Ｈｚ）を平滑
することなくスイッチング素子により断続してその周波
数よりも十分高い周波数（例えば数百κＩＩ，）の交流
に変換し、その交流を二次側（＠Ｍ）にセンタータップ
を設けた高周波トランス（変圧Ｉ）２の一次側（巻線）
に入力している。
力変換方式の入力部を示す回路図である。これらの回路
は、機能的には何れも同一となっており、商用交流電源
ｌからの入力交流電力（周波数５０／６０Ｈｚ）を平滑
することなくスイッチング素子により断続してその周波
数よりも十分高い周波数（例えば数百κＩＩ，）の交流
に変換し、その交流を二次側（＠Ｍ）にセンタータップ
を設けた高周波トランス（変圧Ｉ）２の一次側（巻線）
に入力している。
第１図（ａ）の場合は、商用交流電源１からの入力交流
電力を直接スイッチング素子であるトライアックＴ，ｌ
〜Ｔ．により断続制御するようにしたものであり、第１
図（ｂ）の場合は、入力交流電力をダイオードＤ１〜Ｄ
４で全波整流した後，平滑しないで（コンデンサで平滑
するとＡＣ−ＤＣコンバータとなる）スイッチング素子
であるトランジスタ（ＦＥＴでも可）Ｔ−１〜Ｔ ｒ４
により断続制御するようにしたものである。また、第１
図（Ｃ）の場合は、高周波トランス２の一次ａ！１１に
センタータップを設け、二つのトランジスタＴ，ｌ５，
Ｔｒ．で高周波の交流に変換するようにしたものであ
る。
電力を直接スイッチング素子であるトライアックＴ，ｌ
〜Ｔ．により断続制御するようにしたものであり、第１
図（ｂ）の場合は、入力交流電力をダイオードＤ１〜Ｄ
４で全波整流した後，平滑しないで（コンデンサで平滑
するとＡＣ−ＤＣコンバータとなる）スイッチング素子
であるトランジスタ（ＦＥＴでも可）Ｔ−１〜Ｔ ｒ４
により断続制御するようにしたものである。また、第１
図（Ｃ）の場合は、高周波トランス２の一次ａ！１１に
センタータップを設け、二つのトランジスタＴ，ｌ５，
Ｔｒ．で高周波の交流に変換するようにしたものであ
る。
上記何れの回路においても、各スイッチング素子は不図
示のコントロール部からのチョップ信号によりオン（Ｏ
Ｎ），オフ（ＯＦＦ）Ｌ、商用交流′Ｆｔ源１のサイン
波を包括線とする高周波波形の交流電力がトランス２の
一次側に入力され、該トランス２の二次側に高周波電力
が発生する。この手法により高周波トランス２を小形化
することができ、また平滑用コンデンサを使用していな
いので、寿命が長く、波形歪もなく、信頼性が高いもの
となる。
示のコントロール部からのチョップ信号によりオン（Ｏ
Ｎ），オフ（ＯＦＦ）Ｌ、商用交流′Ｆｔ源１のサイン
波を包括線とする高周波波形の交流電力がトランス２の
一次側に入力され、該トランス２の二次側に高周波電力
が発生する。この手法により高周波トランス２を小形化
することができ、また平滑用コンデンサを使用していな
いので、寿命が長く、波形歪もなく、信頼性が高いもの
となる。
第２図は上述の入力部を用いたこの発明の第１実施例を
示す回路図であり、変換部及び出力部のみを示している
。上記センタータップ付の高周波トランス２の二次側に
発生した正電圧の二相半波出力と負電圧の二相半波出力
は、それぞれダイオードＤＡ ，Ｄａ ，Ｄｃ ．Ｄｏ
からなる整流回路３により整流される。そして、この整
流された正負の二相半波出力は、サイリスタ等の半導体
スイッチング素子Ｑｌ，Ｑ２により入力交流電力の正負
半サイクルに同期して開閉され、インダクタＬとコンデ
ンサＣのフィルタ回路４を経てもとの入力交流周波数（
５０／６０１１，ｅ）の交流電力が再生出力ざれる。そ
の際、各半導体スイッチング素子Ｑｌ，Ｑ２はコントロ
ール部５からのチョップ信号により開閉され、スイッチ
ング素子Ｑ＋がオンの時は、スイッチングＱ２がオフで
ダイオードＤＡ，Ｄ８が働き、スイッチング素子Ｑ２が
オンの時は，スイッチング素子Ｑ１がオフでダイオード
ＤＣ．ＤＤが働くようになっている。
示す回路図であり、変換部及び出力部のみを示している
。上記センタータップ付の高周波トランス２の二次側に
発生した正電圧の二相半波出力と負電圧の二相半波出力
は、それぞれダイオードＤＡ ，Ｄａ ，Ｄｃ ．Ｄｏ
からなる整流回路３により整流される。そして、この整
流された正負の二相半波出力は、サイリスタ等の半導体
スイッチング素子Ｑｌ，Ｑ２により入力交流電力の正負
半サイクルに同期して開閉され、インダクタＬとコンデ
ンサＣのフィルタ回路４を経てもとの入力交流周波数（
５０／６０１１，ｅ）の交流電力が再生出力ざれる。そ
の際、各半導体スイッチング素子Ｑｌ，Ｑ２はコントロ
ール部５からのチョップ信号により開閉され、スイッチ
ング素子Ｑ＋がオンの時は、スイッチングＱ２がオフで
ダイオードＤＡ，Ｄ８が働き、スイッチング素子Ｑ２が
オンの時は，スイッチング素子Ｑ１がオフでダイオード
ＤＣ．ＤＤが働くようになっている。
！３図は上記各スイッチング素子Ｑ＋．Ｑ２の動作と再
生出力のタイミングを示したものである。高周波トラン
ス２の二次側出力波形は、前述のように商用交流電源１
のサイン波を包絡線とする高周波波形であり、上記のよ
うにスイッチング素子Ｑ，がオンの時はダイオードＤＡ
とＤＢが交互に働き、スイッチング素子Ｑ２がオンの時
はダイオードＤＣとＤＤが交互にイ動く。そして、これ
らのスイッチング素子Ｑ１．Ｑ２が入力交流周波数の半
サイクルに同期してオン，オフすることにより、もどの
入力周波数の交流電力が再生出力される。
生出力のタイミングを示したものである。高周波トラン
ス２の二次側出力波形は、前述のように商用交流電源１
のサイン波を包絡線とする高周波波形であり、上記のよ
うにスイッチング素子Ｑ，がオンの時はダイオードＤＡ
とＤＢが交互に働き、スイッチング素子Ｑ２がオンの時
はダイオードＤＣとＤＤが交互にイ動く。そして、これ
らのスイッチング素子Ｑ１．Ｑ２が入力交流周波数の半
サイクルに同期してオン，オフすることにより、もどの
入力周波数の交流電力が再生出力される。
７３４図はこの発明の第２実施例を示す回路図である。
この実施例は、高周波トランス２の二次側にセンタータ
ップとの間に更に中間タップを設け、各々の正負の二相
牛波出力の整流回路３ａ．３ｂを二段に設けたものであ
り、各々の正負の整流出力はそれぞれ半導体スイッチン
グ素子群６ａ，６ｂにより、もとの周波数の交流が再生
出力される。第５図は第４図の各部（Ａ−Ｄ）の出力波
形を示したものである。
ップとの間に更に中間タップを設け、各々の正負の二相
牛波出力の整流回路３ａ．３ｂを二段に設けたものであ
り、各々の正負の整流出力はそれぞれ半導体スイッチン
グ素子群６ａ，６ｂにより、もとの周波数の交流が再生
出力される。第５図は第４図の各部（Ａ−Ｄ）の出力波
形を示したものである。
ここで、上記高周波トランス２の二次側の中間タップを
任意の電圧設定にすることにより、電子式（半導体式）
のトランス機能を構成することができる。
任意の電圧設定にすることにより、電子式（半導体式）
のトランス機能を構成することができる。
第６図はこの発明の第３実施例を示す回路図である。こ
の実施例は、高周波トランス２の二次側にセンタータッ
プとの間に任意出力のタップを複数個設けると共に、そ
れらのタップに対応して二相半波の整流回路を多段に設
け、これらの整流回路からの正負の出力電圧を半導体ス
イッチング素子により入力交流周波数に同期して交互に
切り替え、任意の出力電圧、出力電流の交流出力を取り
出すようにしたものである。このように構成することに
より、直流スイッチングレギュレータに対向する交流ス
イッチングレギュレータとして使用することができる。
の実施例は、高周波トランス２の二次側にセンタータッ
プとの間に任意出力のタップを複数個設けると共に、そ
れらのタップに対応して二相半波の整流回路を多段に設
け、これらの整流回路からの正負の出力電圧を半導体ス
イッチング素子により入力交流周波数に同期して交互に
切り替え、任意の出力電圧、出力電流の交流出力を取り
出すようにしたものである。このように構成することに
より、直流スイッチングレギュレータに対向する交流ス
イッチングレギュレータとして使用することができる。
図の各部（Ａ−Ｄ）の波形は第５図に示すような波形と
なる。
なる。
なお、図では４段構成の可変出力の電子式（半導体式）
電圧調整器となっており、第７図に示すように−１〜＋
４の８ステップの出力を得ることができるが、タップの
数及び整流回路と半導体スイッチング素子の数を増やせ
ば微調整可能なデジタル制御式電圧調整器を構成するこ
とができる。
電圧調整器となっており、第７図に示すように−１〜＋
４の８ステップの出力を得ることができるが、タップの
数及び整流回路と半導体スイッチング素子の数を増やせ
ば微調整可能なデジタル制御式電圧調整器を構成するこ
とができる。
この場合、パワ一部に可動部分がないので、寿命が長い
と共に、電気的に無公害である。また、半導体を利用し
た電子式であるので、小形，軽量で、安価なものとなり
、自動車や航空機などに最適であり、各種モータの電源
や調光装置にも使用することができる。
と共に、電気的に無公害である。また、半導体を利用し
た電子式であるので、小形，軽量で、安価なものとなり
、自動車や航空機などに最適であり、各種モータの電源
や調光装置にも使用することができる。
なお、上記各実施例では単相の場合について述べたが、
三相の場合でも同様に構成することができる。
三相の場合でも同様に構成することができる。
以上のように、この発明によれば、入力交流電力を平滑
することな〈十分高い周波数の交流に変換してセンター
タップ付の変圧器に入力し、その二次側に発生した正負
の二相半波出力をそれぞれ整流した後、半導体スイッチ
ング素子により開閉してもとの周波数の交流を出力する
ようにしたため２装置が小形．軽量で、安価なものとな
り、また平滑用コンデンサ及び可動部分がないので、寿
命が長く、信頼性が高いという効果がある。
することな〈十分高い周波数の交流に変換してセンター
タップ付の変圧器に入力し、その二次側に発生した正負
の二相半波出力をそれぞれ整流した後、半導体スイッチ
ング素子により開閉してもとの周波数の交流を出力する
ようにしたため２装置が小形．軽量で、安価なものとな
り、また平滑用コンデンサ及び可動部分がないので、寿
命が長く、信頼性が高いという効果がある。
第１図（ａ），（ｂ）．（Ｃ）はこの発明に係る交流電
力変換方式の入力部を示す回路図、第２図は第１図の入
力部を用いたこの発明の第１実施例を示す回路図、第３
図は第１図の各半導体スイッチング素子の動作と再生出
力のタイミングを示す波形図、第４図はこの発明の第２
実施例を示す回路図、第５図は第４図の各部の出力波形
図、第６図はこの発明の第３実施例を示す回路図、第７
図は第６図の回路の出力状態を示す波形図、第８図（ａ
）．（ｂ）は従来例を示す回路図である。 １・・・一商用交流電源 ２・一・一高周波トランス（変圧器） ３，３ａ，３ｂ・・・・一整流回路 ４・一・−フィルタ回路 ５・・●・−コントロール部
力変換方式の入力部を示す回路図、第２図は第１図の入
力部を用いたこの発明の第１実施例を示す回路図、第３
図は第１図の各半導体スイッチング素子の動作と再生出
力のタイミングを示す波形図、第４図はこの発明の第２
実施例を示す回路図、第５図は第４図の各部の出力波形
図、第６図はこの発明の第３実施例を示す回路図、第７
図は第６図の回路の出力状態を示す波形図、第８図（ａ
）．（ｂ）は従来例を示す回路図である。 １・・・一商用交流電源 ２・一・一高周波トランス（変圧器） ３，３ａ，３ｂ・・・・一整流回路 ４・一・−フィルタ回路 ５・・●・−コントロール部
Claims (2)
- （１）入力交流電力を平滑することなくスイッチング素
子により断続してその周波数よりも十分高い周波数の交
流に変換し、その交流を二次側にセンタータップを設け
た変圧器の一次側に入力し、該変圧器の二次側に発生し
た正電圧の二相半波出力と負電圧の二相半波出力をそれ
ぞれ整流回路により整流し、その整流された正負の二相
半波出力を半導体スイッチング素子により前記入力交流
電力の半サイクルに同期して開閉し、もとの入力交流周
波数の交流電力を再生出力することを特徴とする交流電
力変換方式。 - （２）前記変圧器の二次側に任意出力のタップを複数個
設けると共に、それらのタップに対応して二相半波の整
流回路を多段に設け、これらの整流回路からの正負の出
力電圧を半導体スイッチング素子により入力交流周波数
に同期して交互に切り替え、任意の交流出力を取り出す
ことを特徴とする請求項１記載の交流電力変換方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14947089A JPH0315913A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 交流電力変換方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14947089A JPH0315913A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 交流電力変換方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315913A true JPH0315913A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=15475843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14947089A Pending JPH0315913A (ja) | 1989-06-14 | 1989-06-14 | 交流電力変換方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0315913A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997047070A1 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-11 | I-Hits Laboratory Corporation | Ac/ac converter |
| ES2183712A1 (es) * | 2001-05-11 | 2003-03-16 | Domenech Manuel Gonzalez | Dispositivo electronico para la reduccion del peso propio de los transformadores de potencia. |
| JP3640260B2 (ja) * | 1996-06-06 | 2005-04-20 | 株式会社アイ・ヒッツ研究所 | Ａｃ／ａｃコンバータ |
| JP2008520178A (ja) * | 2004-11-10 | 2008-06-12 | モストヴォイ、アレキサンダー | 電圧信号の変換調整方法及び装置 |
-
1989
- 1989-06-14 JP JP14947089A patent/JPH0315913A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997047070A1 (en) * | 1996-06-06 | 1997-12-11 | I-Hits Laboratory Corporation | Ac/ac converter |
| US6067243A (en) * | 1996-06-06 | 2000-05-23 | I-Hits Laboratory Corporation | AC-AC/DC converter |
| CN1074603C (zh) * | 1996-06-06 | 2001-11-07 | 株式会社I-Hits研究所 | Ac－ac/dc转换器 |
| JP3640260B2 (ja) * | 1996-06-06 | 2005-04-20 | 株式会社アイ・ヒッツ研究所 | Ａｃ／ａｃコンバータ |
| ES2183712A1 (es) * | 2001-05-11 | 2003-03-16 | Domenech Manuel Gonzalez | Dispositivo electronico para la reduccion del peso propio de los transformadores de potencia. |
| JP2008520178A (ja) * | 2004-11-10 | 2008-06-12 | モストヴォイ、アレキサンダー | 電圧信号の変換調整方法及び装置 |
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