JPH0522944A - 順変換装置 - Google Patents
順変換装置Info
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- JPH0522944A JPH0522944A JP17084491A JP17084491A JPH0522944A JP H0522944 A JPH0522944 A JP H0522944A JP 17084491 A JP17084491 A JP 17084491A JP 17084491 A JP17084491 A JP 17084491A JP H0522944 A JPH0522944 A JP H0522944A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流出力を零ボルトから整流電圧を越えた電
圧まで連続可変しながら過電流保護及び突入電流を無く
す。 【構成】 交流電源と整流回路との間にフィルタと交流
スイッチ回路と交流リアクトルの直列回路を設け、交流
リアクトルの両端を交流入力端とする整流回路を設け、
交流電圧波形を電圧制御アンプ出力で乗算した信号と交
流リアクトルの電流値との比較によって交流スイッチ回
路をチョッパ制御する。
圧まで連続可変しながら過電流保護及び突入電流を無く
す。 【構成】 交流電源と整流回路との間にフィルタと交流
スイッチ回路と交流リアクトルの直列回路を設け、交流
リアクトルの両端を交流入力端とする整流回路を設け、
交流電圧波形を電圧制御アンプ出力で乗算した信号と交
流リアクトルの電流値との比較によって交流スイッチ回
路をチョッパ制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電力から電圧制御
した直流電力を得る順変換装置に関する。
した直流電力を得る順変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の順変換装置を示し、昇圧チ
ョッパ方式の回路図を示す。交流電源１からＬＣフィル
タ２を通した交流電流は整流回路になるダイオードブリ
ッジ３によって整流され、この直流電流は昇圧チョッパ
回路４によって昇圧されて直流出力として取出される。
昇圧チョッパ回路４はトランジスタＴＲのオンによって
直流リアクトルＤＣＬに短絡電流を流し、その後のトラ
ンジスタＴＲのオフによって直流リアクトルＤＣＬの電
流をダイオードＤFを通して平滑コンデンサＣｏ及び負
荷側に供給する。制御回路５は電圧検出器６の検出電圧
Ｖdetと設定電圧Ｖsetとの比較によるフィードバック制
御によってトランジスタＴＲのオン・オフ比制御を行
う。
ョッパ方式の回路図を示す。交流電源１からＬＣフィル
タ２を通した交流電流は整流回路になるダイオードブリ
ッジ３によって整流され、この直流電流は昇圧チョッパ
回路４によって昇圧されて直流出力として取出される。
昇圧チョッパ回路４はトランジスタＴＲのオンによって
直流リアクトルＤＣＬに短絡電流を流し、その後のトラ
ンジスタＴＲのオフによって直流リアクトルＤＣＬの電
流をダイオードＤFを通して平滑コンデンサＣｏ及び負
荷側に供給する。制御回路５は電圧検出器６の検出電圧
Ｖdetと設定電圧Ｖsetとの比較によるフィードバック制
御によってトランジスタＴＲのオン・オフ比制御を行
う。
【０００３】従来の他の順変換装置としてはダイオード
ブリッジ３をサイリスタやＧＴＯなどの制御極付き半導
体素子のブリッジ構成としたもの、あるいはチョッパ回
路４を降圧チョッパ回路とする構成のものもある。
ブリッジ３をサイリスタやＧＴＯなどの制御極付き半導
体素子のブリッジ構成としたもの、あるいはチョッパ回
路４を降圧チョッパ回路とする構成のものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の順変換装置は、
図示のダイオードブリッジ３と昇圧チョッパ回路４によ
るものではダイオードブリッジ３の整流電圧よりも高い
直流電圧しか出力できず、直流電圧を零ボルトから整流
電圧より高い電圧まで連続可変する直流電源として利用
できない。
図示のダイオードブリッジ３と昇圧チョッパ回路４によ
るものではダイオードブリッジ３の整流電圧よりも高い
直流電圧しか出力できず、直流電圧を零ボルトから整流
電圧より高い電圧まで連続可変する直流電源として利用
できない。
【０００５】また、負荷側に短絡事故が発生したときの
電流しゃ断が回路構成上できないため、専用の過電流保
護回路を必要とする。さらに、交流電源１の投入時には
コンデンサＣｏに突入電流が流れるため、その防止回路
を必要とする。
電流しゃ断が回路構成上できないため、専用の過電流保
護回路を必要とする。さらに、交流電源１の投入時には
コンデンサＣｏに突入電流が流れるため、その防止回路
を必要とする。
【０００６】この点、半導体素子のブリッジ回路を持つ
順変換装置は、短絡電流のしゃ断及び突入電流抑制がで
きるが、交流電源１の整流電圧以上の直流電源には昇圧
チョッパ回路との組合せを必要とし、装置を複雑高価に
する。
順変換装置は、短絡電流のしゃ断及び突入電流抑制がで
きるが、交流電源１の整流電圧以上の直流電源には昇圧
チョッパ回路との組合せを必要とし、装置を複雑高価に
する。
【０００７】本発明の目的は、直流電圧を零ボルトから
整流電圧を越えた電圧まで連続可変しながら過電流保護
及び突入電流を無くした順変換装置を提供することにあ
る。
整流電圧を越えた電圧まで連続可変しながら過電流保護
及び突入電流を無くした順変換装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、交流電源から交流フィルタを介して交流
スイッチ回路と交流リアクトルの直列回路を接続し、該
交流リアクトルの両端を交流入力端とする整流回路を接
続し、前記交流電源の電圧波形を電圧制御アンプの出力
で乗算した信号と前記交流リアクトルの電流値との比較
によって前記交流スイッチ回路をチョッパ制御する制御
装置を設けたことを特徴とする。
決を図るため、交流電源から交流フィルタを介して交流
スイッチ回路と交流リアクトルの直列回路を接続し、該
交流リアクトルの両端を交流入力端とする整流回路を接
続し、前記交流電源の電圧波形を電圧制御アンプの出力
で乗算した信号と前記交流リアクトルの電流値との比較
によって前記交流スイッチ回路をチョッパ制御する制御
装置を設けたことを特徴とする。
【０００９】
【作用】上記構成になる本発明によれば、交流スイッチ
回路のオン制御によって交流リアクトルに短絡電流を流
し、この電流が電圧制御レベルに達したときに交流スイ
ッチ回路のオフ制御を行うことで交流リアクトルから整
流回路へは昇圧チョッパ制御した直流出力を取出し、こ
のチョッパ制御を交流電源の電圧波形とすることで交流
電圧波形に一致する整流電流にする。また、電圧制御系
の信号で交流電圧波形を乗算することで直流出力電圧を
制御する。
回路のオン制御によって交流リアクトルに短絡電流を流
し、この電流が電圧制御レベルに達したときに交流スイ
ッチ回路のオフ制御を行うことで交流リアクトルから整
流回路へは昇圧チョッパ制御した直流出力を取出し、こ
のチョッパ制御を交流電源の電圧波形とすることで交流
電圧波形に一致する整流電流にする。また、電圧制御系
の信号で交流電圧波形を乗算することで直流出力電圧を
制御する。
【００１０】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。交流電源１から平衡型ＬＣフィルタ２を通した交流
電流は、制御極付き半導体素子としてのトランジスタＴ
Ｒ１、ＴＲ２と逆並列接続のダイオードＤ１，Ｄ２から
なる交流スイッチ回路７を介してダイオードブリッジ３
の交流入力にされる。ダイオードブリッジ３の交流入力
端には交流リアクトル８が設けられ、直流出力端には平
滑コンデンサ９が設けられる。
る。交流電源１から平衡型ＬＣフィルタ２を通した交流
電流は、制御極付き半導体素子としてのトランジスタＴ
Ｒ１、ＴＲ２と逆並列接続のダイオードＤ１，Ｄ２から
なる交流スイッチ回路７を介してダイオードブリッジ３
の交流入力にされる。ダイオードブリッジ３の交流入力
端には交流リアクトル８が設けられ、直流出力端には平
滑コンデンサ９が設けられる。
【００１１】交流スイッチ回路７のトランジスタＴＲ
１，ＴＲ２は、制御装置１０のゲート出力Ｇ１，Ｇ２に
よって交流チョッパ制御される。制御装置１０は、設定
電圧Ｖsetと電圧検出器６の検出電圧Ｖdetとの偏差を比
例積分（ＰＩ）演算する電圧制御増幅器１１と、この演
算結果を乗数とし交流電源１の電圧波形（正弦波）Ｖin
を被乗数とする乗算器１２と、この乗算結果になる正弦
波と交流リアクトル８の電流波形ＩOUtとを比較する比
較器１３と、この電流波形ＩOUtの零点を検出する零点
検出器１４と、この零点検出タイミングでセットされか
つ比較器１３の出力でリセットされるＲ−Ｓ型フリップ
フロップ１５と、このフリップフロップ１５のセット期
間だけトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のゲート出力を得る
ゲート回路１６とを備える。
１，ＴＲ２は、制御装置１０のゲート出力Ｇ１，Ｇ２に
よって交流チョッパ制御される。制御装置１０は、設定
電圧Ｖsetと電圧検出器６の検出電圧Ｖdetとの偏差を比
例積分（ＰＩ）演算する電圧制御増幅器１１と、この演
算結果を乗数とし交流電源１の電圧波形（正弦波）Ｖin
を被乗数とする乗算器１２と、この乗算結果になる正弦
波と交流リアクトル８の電流波形ＩOUtとを比較する比
較器１３と、この電流波形ＩOUtの零点を検出する零点
検出器１４と、この零点検出タイミングでセットされか
つ比較器１３の出力でリセットされるＲ−Ｓ型フリップ
フロップ１５と、このフリップフロップ１５のセット期
間だけトランジスタＴＲ１，ＴＲ２のゲート出力を得る
ゲート回路１６とを備える。
【００１２】交流電源１の電圧波形は変成器１７によっ
て検出され、交流リアクトル８の電流ＩOUtは変流器１
８で検出される。また、フリップフロップ１５に対する
セット、リセット信号は零点検出器１４及び比較器１３
の夫々の出力タイミングになる単発パルスとして与えら
れる。
て検出され、交流リアクトル８の電流ＩOUtは変流器１
８で検出される。また、フリップフロップ１５に対する
セット、リセット信号は零点検出器１４及び比較器１３
の夫々の出力タイミングになる単発パルスとして与えら
れる。
【００１３】上述の構成における主回路動作を以下に説
明する。交流スイッチ回路７のトランジスタＴＲ１，Ｔ
Ｒ２はチョッパ制御によってオン・オフされる。このオ
ン・オフ制御により、例えば交流電源１の電圧が正期間
にあるときは、トランジスタＴＲ１はダイオードＤ１と
同様の働きをし、トランジスタＴＲ２が交流電流のチョ
ッピングを行う。このチョッピングでトランジスタＴＲ
２のオン期間ではフィルタ２→トランジスタＴＲ１・ダ
イオードＤ１→交流リアクトル８→トランジスタＴＲ２
→フィルタ２の経路で電流が流れ始める。
明する。交流スイッチ回路７のトランジスタＴＲ１，Ｔ
Ｒ２はチョッパ制御によってオン・オフされる。このオ
ン・オフ制御により、例えば交流電源１の電圧が正期間
にあるときは、トランジスタＴＲ１はダイオードＤ１と
同様の働きをし、トランジスタＴＲ２が交流電流のチョ
ッピングを行う。このチョッピングでトランジスタＴＲ
２のオン期間ではフィルタ２→トランジスタＴＲ１・ダ
イオードＤ１→交流リアクトル８→トランジスタＴＲ２
→フィルタ２の経路で電流が流れ始める。
【００１４】この電流が後述の制御レベルに達したとき
にトランジスタＴＲ２がオフ制御され、交流電流のしゃ
断になる。これにより、交流リアクトル８の電流はダイ
オードブリッジ３を通してコンデンサ９の昇圧充電及び
負荷への給電を行う。同様に、交流電源１の負期間では
トランジスタＴＲ１のチョッピングによって昇圧チョッ
パ動作を得る。
にトランジスタＴＲ２がオフ制御され、交流電流のしゃ
断になる。これにより、交流リアクトル８の電流はダイ
オードブリッジ３を通してコンデンサ９の昇圧充電及び
負荷への給電を行う。同様に、交流電源１の負期間では
トランジスタＴＲ１のチョッピングによって昇圧チョッ
パ動作を得る。
【００１５】次に、制御装置１０の動作を図２を参照し
て説明する。まず、乗算器１２の出力は正弦波電圧波形
Ｖinの振幅を電圧制御アンプ１１の出力で係数倍した正
弦波電圧波形になる。
て説明する。まず、乗算器１２の出力は正弦波電圧波形
Ｖinの振幅を電圧制御アンプ１１の出力で係数倍した正
弦波電圧波形になる。
【００１６】この電圧波形Ｖinに対し、トランジスタＴ
Ｒ２のオン（時刻ｔ1）によって交流リアクトル８の電
流ＩOUtが直線的に増加し始め、該電流レベルＩOUtが電
圧波形Ｖinレベルに達したとき（時刻ｔ2）、比較器１
３の出力が反転してフリップフロップ１５をリセットす
る。
Ｒ２のオン（時刻ｔ1）によって交流リアクトル８の電
流ＩOUtが直線的に増加し始め、該電流レベルＩOUtが電
圧波形Ｖinレベルに達したとき（時刻ｔ2）、比較器１
３の出力が反転してフリップフロップ１５をリセットす
る。
【００１７】このリセットによってゲート回路１６の出
力はトランジスタＴＲ１，ＴＲ２共にオフ制御を行う。
このオフ制御後は交流リアクトル８にはダイオードブリ
ッジ３側に流れ始め、電流零点に向かって減少する。
力はトランジスタＴＲ１，ＴＲ２共にオフ制御を行う。
このオフ制御後は交流リアクトル８にはダイオードブリ
ッジ３側に流れ始め、電流零点に向かって減少する。
【００１８】交流リアクトル８の電流が零点に達したと
き（時刻ｔ3）、零点検出器１４の検出によってフリッ
プフロップ１５がセットされる。このセットによってゲ
ート回路１６のゲート出力でトランジスタＴＲ１，ＴＲ
２を再びオン制御し、交流リアクトル８への電流供給を
開始する。以下同様の繰返しを行う。
き（時刻ｔ3）、零点検出器１４の検出によってフリッ
プフロップ１５がセットされる。このセットによってゲ
ート回路１６のゲート出力でトランジスタＴＲ１，ＴＲ
２を再びオン制御し、交流リアクトル８への電流供給を
開始する。以下同様の繰返しを行う。
【００１９】従って、交流リアクトル８の電流波形Ｉ
OUtは三角波になり、交流スイッチ回路７への電流Ｉは
電流ＴOUtの半波期間になるし、交流電源１からの入力電
流Ｉinはフィルタ２によって電流Ｉを包絡した正弦波形
になり、力率１の制御になる。図２は交流電流の正期間
のみを示すが負期間も同様になる。また、直流出力レベ
ルは、電圧制御アンプ１１によって乗算器１２への乗数
入力制御によって零ボルトから交流電源１の整流電圧を
越えるレベルまで設定電圧Ｖsetによって制御される。
OUtは三角波になり、交流スイッチ回路７への電流Ｉは
電流ＴOUtの半波期間になるし、交流電源１からの入力電
流Ｉinはフィルタ２によって電流Ｉを包絡した正弦波形
になり、力率１の制御になる。図２は交流電流の正期間
のみを示すが負期間も同様になる。また、直流出力レベ
ルは、電圧制御アンプ１１によって乗算器１２への乗数
入力制御によって零ボルトから交流電源１の整流電圧を
越えるレベルまで設定電圧Ｖsetによって制御される。
【００２０】また、本実施例では交流電源１と負荷側と
の間に交流スイッチ回路７が介在するため、負荷側の事
故電流のしゃ断を該スイッチ回路７のオフ制御ででき、
さらに交流電源投入時の突入電流も抑制できる。
の間に交流スイッチ回路７が介在するため、負荷側の事
故電流のしゃ断を該スイッチ回路７のオフ制御ででき、
さらに交流電源投入時の突入電流も抑制できる。
【００２１】なお、本実施例において、フリップフロッ
プ１５のセットを零電流に固定せず、指令値Ｖinよりも
低いレベルにすると電流ＩOUtが零点に達する前に交流
スイッチ回路７のオンが始まり、交流リアクトル８には
リップルを持った正弦波電流で動作させることができ
る。
プ１５のセットを零電流に固定せず、指令値Ｖinよりも
低いレベルにすると電流ＩOUtが零点に達する前に交流
スイッチ回路７のオンが始まり、交流リアクトル８には
リップルを持った正弦波電流で動作させることができ
る。
【００２２】また、実施例は単相回路で示すが３相回路
にも同様の構成で実現できる。
にも同様の構成で実現できる。
【００２３】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、交流電
源と整流回路との間にフィルタと交流スイッチ回路と交
流リアクトルの直列回路を設け、交流リアクトルの両端
を交流入力端とする整流回路を設け、交流電圧波形を電
圧制御アンプ出力で乗算した信号と交流リアクトルの電
流値との比較によって交流スイッチ回路をチョッパ制御
するようにしたため、以下の効果がある。
源と整流回路との間にフィルタと交流スイッチ回路と交
流リアクトルの直列回路を設け、交流リアクトルの両端
を交流入力端とする整流回路を設け、交流電圧波形を電
圧制御アンプ出力で乗算した信号と交流リアクトルの電
流値との比較によって交流スイッチ回路をチョッパ制御
するようにしたため、以下の効果がある。
【００２４】（１）交流電圧波形に対する昇圧チョッパ
制御になって直流出力を零ボルトから交流電圧を昇圧し
た電圧まで連続した可変電圧を得ることができる。
制御になって直流出力を零ボルトから交流電圧を昇圧し
た電圧まで連続した可変電圧を得ることができる。
【００２５】（２）交流電源と整流回路の間に交流スイ
ッチ回路が介在するため負荷側の短絡に交流スイッチ回
路で過電流保護ができ、専用の保護回路を不要にする。
ッチ回路が介在するため負荷側の短絡に交流スイッチ回
路で過電流保護ができ、専用の保護回路を不要にする。
【００２６】（３）交流電源と整流回路との間に交流ス
イッチ回路が介在するため、交流電源の投入時に突入電
流が発生することは無い。
イッチ回路が介在するため、交流電源の投入時に突入電
流が発生することは無い。
【００２７】（４）交流電流入力と電圧は位相が一致
し、力率１の装置になり、交流電源への悪影響が無い。
し、力率１の装置になり、交流電源への悪影響が無い。
【００２８】（５）交流スイッチ回路の構成を簡単にす
る。
る。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】実施例における要部波形図。
【図３】従来の回路図。
２…交流フィルタ、７…交流スイッチ回路。８…交流リ
アクトル、１０…制御装置、１１…電圧制御アンプ、１
２…乗算器、１３…比較器、１４…零点検出器、１６…
ゲート回路。
アクトル、１０…制御装置、１１…電圧制御アンプ、１
２…乗算器、１３…比較器、１４…零点検出器、１６…
ゲート回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 交流電源から交流フィルタを介して交流
スイッチ回路と交流リアクトルの直列回路を接続し、該
交流リアクトルの両端を交流入力端とする整流回路を接
続し、前記交流電源の電圧波形を電圧制御アンプの出力
で乗算した信号と前記交流リアクトルの電流値との比較
によって前記交流スイッチ回路をチョッパ制御する制御
装置を設けたことを特徴とする順変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170844A JP2990867B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 順変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3170844A JP2990867B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 順変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522944A true JPH0522944A (ja) | 1993-01-29 |
| JP2990867B2 JP2990867B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=15912378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3170844A Expired - Fee Related JP2990867B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 順変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990867B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100561322B1 (ko) * | 1997-11-10 | 2006-06-16 | 후지 덴키 가부시끼가이샤 | 다상전압형변환기 |
| ES2302407A1 (es) * | 2005-09-30 | 2008-07-01 | Salicru, S.A | Estabilizador de tension de corriente alterna para instalaciones de alumbrado y procedimiento de control en lazo cerrado con modulacion por amplitud de pulsos. |
| JP2010283953A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 力率改善回路 |
| JP2012125099A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Hitachi Ltd | 電源装置及びそれを用いたｌｅｄ照明器具、ハードディスク装置 |
| JP2014011941A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Minebea Co Ltd | 電源装置 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3170844A patent/JP2990867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100561322B1 (ko) * | 1997-11-10 | 2006-06-16 | 후지 덴키 가부시끼가이샤 | 다상전압형변환기 |
| ES2302407A1 (es) * | 2005-09-30 | 2008-07-01 | Salicru, S.A | Estabilizador de tension de corriente alterna para instalaciones de alumbrado y procedimiento de control en lazo cerrado con modulacion por amplitud de pulsos. |
| JP2010283953A (ja) * | 2009-06-03 | 2010-12-16 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 力率改善回路 |
| JP2012125099A (ja) * | 2010-12-10 | 2012-06-28 | Hitachi Ltd | 電源装置及びそれを用いたｌｅｄ照明器具、ハードディスク装置 |
| US8654551B2 (en) | 2010-12-10 | 2014-02-18 | Hitachi, Ltd. | Supply device, and LED lighting equipment using the same |
| JP2014011941A (ja) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Minebea Co Ltd | 電源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2990867B2 (ja) | 1999-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071015 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 9 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |