JPH05184139A - 電源回路の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】効率向上が可能な電源回路を実現することを可
能とする。 【構成】インダクタ２、スイッチング素子１およびダイ
オード３を備えた昇圧チョッパ型アクテイブフィルタを
有する電源回路の制御方法で、スイッチング素子１のオ
ン期間を一定とし、かつインダクタ２の電流が０になっ
てからスイッチング素子１をターンオンさせることを特
徴とする。 【効果】入力電圧波形にほぼ一致する入力電流波形が得
られ、かつダイオードのリカバリー電流の流れ込みもな
く、休止期間が発生しなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【産業上の利用分野】本発明は、電源回路の制御方法に
関するものである。

【従来の技術】図１には後述の本発明で使用される昇圧
チョッパ型アクテイブフィルタ電源回路が示されてい
る。同図を参照して説明する。同図に示されているよう
に、トランジスタ等で構成されるスイッチング素子１を
オンし、その時インダクタ２にエネルギーを蓄え、スイ
ッチング素子１がオフした時、ダイオード３を通し負荷
４にエネルギーを伝達している。この時入力電源電圧５
の正弦波波形に合わせるような入力電流となるように制
御すると、電源力率は１となり、入力電源の高周波成分
は低減される。この場合、シーメンス社製ＴＤＡ４８１
４なるＩＣを用い制御する例が図４に示されている。な
お図１において６はダイオードブリッジ、７はコンデン
サ、８はスイッチング素子１と組み合わされている制御
回路である。図４は入力電圧波形、スイッチング素子１
の電流およびインダクタ２（共に図１参照）の電源を観
測し、制御する方法を採用している。この方法は回路の
観測点が多く複雑な構成となることが欠点である。図５
に示されている方法は、スイッチング素子（図１参照）
１の導電時間ｔを一定とし制御する方法である。導通時
間ｔを一定にすると、入力電圧波形と入力電流波形とが
ほぼ一致するが、その理由は次の通りである。導通時間
ｔ時におけるインダクタ（図１参照）２の電流ピークを
ＩＬＰとし、Ｖｉｎを入力整流後の電圧とすると、ＩＬ
Ｐ＝（Ｖｉｎ／Ｌ）ｔとなる。従ってＩＬＰとＶｉｎと
の波形を一致させるには、ＩＬＰ＝ＫＶｉｎ（Ｋは比例
定数）となる。これを前式に代入すると、ＫＶｉｎ＝
（Ｖｉｎ／Ｌ）ｔとなり、ｔ＝ＫＬ＝一定となる。これ
からわかるように、ｔを一定とるとＶｉｎすなわち入力
電圧波形と入力電流波形とがほぼ一致する。

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
図４については制御が複雑になる欠点がある。また、図
５については制御が簡単という利点はあるが、入力電圧
変動、負荷の変動でインダクタの電流が必ず０になって
からスイッチング素子をオンさせなくてはならない。そ
れはインダクタの電流が流れている時にスイッチング素
子をオンさせると、負荷側よりコンデンサ、ダイオー
ド、スイッチング素子の経路でダイオードのリカバリー
電流が流れるため、スイッチング素子およびダイオード
の損失が増大したり、ダイオードよりノイズが発生する
からである。更に、図５では上記理由でインダクタに電
流の流れない期間をつくる必要があるため、同一電力を
扱うためにはインダクタのピーク電流が大きくなってし
まう。そこで、インダクタ、スイッチング素子およびダ
イオード等の電流定格の大きいものが必要となる。本発
明は以上の点に鑑みなされたものであり、効率向上が可
能な電源回路を実現することを可能とした電源回路の制
御方法を提供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】上記目的は、スイッチン
グ素子のオン期間を一定とし、かつインダクタの電流が
ゼロになったらスイッチング素子をターンオンさせるこ
とにより、達成される。

【作用】上記手段を設けたので、入力電圧波形にほぼ一
致する入力電流波形が得られ、かつダイオードのリカバ
リー電流の流れ込みもなく、休止期間が発生しなくな
る。

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。 〔実施例１〕図１から図３には本発明の一実施例が示さ
れている。本実施例ではスイッチング素子１のオン期間
を一定とし、かつインダクタ２の電流がゼロになったら
スイッチング素子１をターンオンさせた。このようにす
ることにより入力電圧波形にほぼ一致する入力電流波形
が得られ、かつダイオード３のリカバリー電流の流れ込
みもなく、休止期間が発生しなくなって、インダクタ
２、スイッチング素子１およびダイオード３の電流定格
の小さいものが使用できるようになり、効率向上が可能
な電源回路を実施することを可能とした電源回路の制御
方法を得ることができる。すなわち図２にも示されてい
るように、スイッチング素子１の導通時間ｔを一定にす
ると、前述のように入力電流波形が入力電圧波形である
正弦波にほぼ一致する。そして本実施例ではインダクタ
２の流れる電流が０になった時、すなわちインダクタ２
の蓄積エネルギーが０になった時にスイッチング素子１
をターンオンさせた。このようにすることにより、イン
ダクタ２の電流休止期間がなくなり、そのピーク電流が
減少する。従ってインダクタ２、スイッチング素子１お
よびダイオード３の電流定格の小さいものが使用できる
ようになる。また、ダイオード３によるリカバリー電流
の発生もなく、損失およびノイズの面で有利である。ま
た、インダクタ２の電流が０になったらスイッチング素
子１をターンオンさせるための検出手段が必要になる
が、基本的にはスイッチング素子１の導通時間は一定な
ので制御は簡単である。インダクタ２の電流が０になっ
たことを検出する方法を説明する図３にも示されている
ように、イ、ロはインダクタ２の電流を電流トランスま
たは低抵抗での電圧降下により検出する手段である。
ハ、ニはインダクタ２の放出電流を検出する方法で、具
体的にはイ、ロと同様の方法となる。ホはインダクタ２
の電流が０になった時、Ａ点の電圧が変化することを利
用し検出する方法である。ヘはインダクタ２の電流が０
になった時、インダクタ２の印加電圧が変化するので、
それを別巻線で検出する方法である。このように本実施
例によれば、比較的簡単な制御方法で効率のよい昇圧チ
ョッパアクテイブフィルタ回路が実現できる。

【発明の効果】上述のように本発明は、スイッチング素
子のオン期間を一定とし、かつインダクタの電流がゼロ
になったらスイッチング素子をターンオンさせたので、
入力電圧波形にほぼ一定する入力電流波形が得られ、か
つダイオードのリカバリー電流の流れ込みもなく、休止
期間が発生しなくなって、インダクタ、スイッチング素
子およびダイオードの電流定格の小さいものが使用でき
るようになり、効率向上が可能な電源回路を実現するこ
とを可能とした電流回路の制御方法を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電源回路の制御方法の一実施例による
電源回路図である。

【図２】同じく一実施例の動作波形図である。

【図３】同じく一実施例のインダクタの電流の検出手段
を示す説明図である。

【図４】従来の入力電圧波形、スイッチング素子および
インダクタの電流を観測して制御する場合の動作波形図
である。

【図５】同じく従来のスイッチング素子の導通時間を一
定として制御する場合の動作波形図である。

【符号の説明】

１…スイッチング素子、２…インダクタ、３…ダイオー
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インダクタ、スイッチング素子およびダイ
   オードを備えた昇圧チョッパ型アクテイブフィルタを有
   する電源回路の制御方法において、前記スイッチング素
   子のオン期間を一定とし、かつ前記インダクタの電流が
   ゼロになったら前記スイッチング素子をターンオンさせ
   ることを特徴とする電源回路の制御方法。