JPH07177746A - 力率向上システム - Google Patents

力率向上システム

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JPH07177746A
JPH07177746A JP6194644A JP19464494A JPH07177746A JP H07177746 A JPH07177746 A JP H07177746A JP 6194644 A JP6194644 A JP 6194644A JP 19464494 A JP19464494 A JP 19464494A JP H07177746 A JPH07177746 A JP H07177746A
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voltage
power
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circuit
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JP6194644A
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Mark Elliott Jacobs
エリオット ジャコブ マーク
Richard W Farrington
ウィリアム ファーリントン リチャード
William P Wilkinson
ペリー ウィルキンソン ウィリアム
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AT&T Corp
Original Assignee
American Telephone and Telegraph Co Inc
AT&T Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208Arrangements for improving power factor of AC input
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012Control circuits using digital or numerical techniques
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オフラインスイッチング電源(OLS)にお
いて、力率制御回路の応答時間を遅くすることなく、複
雑な計算を必要とせずに、力率を向上させる。 【構成】 制御入力パラメータ(ピーク入力電圧の2乗
m 2、出力電圧および負荷パワー)のほぼリプルのない
評価を行い、これらのパラメータから、実際の入力電流
の波形を制御するためのプログラムされた電流ipが導
出される。制御手順は、コンバータの出力キャパシタに
蓄積されたエネルギーを利用する4分の1サイクル平均
パワー基準に基づく。OLSへの入力パワーは、4分の
1サイクル時間スケールで入力電圧および電流のrms
値から導出される。出力パワー、ならびに、負荷変化お
よび所望出力電圧の誤差によるパワーのずれが与えられ
ると、プログラムされた電流ipは、OLSの入力コン
ダクタンスを導出しそれを入力電圧と組み合わせること
により、決定される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、AC電源ラインからパ
ワーオフされた電源回路への入力における力率制御に関
する。
【0002】
【従来の技術】一般的にオフラインスイッチャ(OL
S)と呼ばれる、AC電源ラインからパワーオフされた
電源回路の入力における力率の制御は、AC電源ライン
の完全性と、電源回路自体の効率的な動作および過渡応
答との両方にとって重要である。理論的には、力率は、
正弦電圧波形入力の基本波と同相の正弦波に、入力電流
波形を正確に一致させることによって1という値を達成
することができる。この電流波形制御を達成するために
多くの技術が開発されてきた。以前の技術のうちのいく
つかは、入力電流波形を整形するためにリアクティブな
素子の受動ネットワークを使用している。電源の力率お
よびその他の動作条件の要求が厳しくなるにつれて、入
力電流波形を制御するために能動力率制御ネットワーク
の使用するほうに向かってきている。
【0003】一般的に、能動力率制御ネットワークは、
電源回路の入力および出力信号パラメータを検知し、整
流器と、ACラインと電源回路の間に接続されたブース
ト型、バック型、バック・ブースト型、SEPIC型ま
たは同様のパワートレインとを利用して、力率を向上さ
せる。ブースト型パワートレインは、これらの信号パラ
メータに応答して選択的に切り替わり、または、パルス
幅変調されて、入力電流を所望のまたはプログラムされ
た電流波形に一致させるパワースイッチを含む。米国特
許第4,412,277号に開示された特定の実施例で
は、整流された入力AC電圧波形に、規定の値からの出
力電圧のずれを表す誤差電圧を乗算する。その結果の制
御信号をスケーリングし、プログラムされたAC電流波
形ipを生成する。この波形を使用して、ブースト型パ
ワートレインのパワースイッチを駆動するパルスの変調
を制御して所望の入力電流波形を生成し、これによっ
て、力率地を1という値にさらに接近させる。
【0004】米国特許第4,677,366号に開示さ
れた改良された力率制御装置は、ACライン電圧の波形
の振幅の変化に適切に過渡応答するために、制御変数と
して、入力AC電圧の瞬間rms値を使用する。この制
御装置は、入力AC電圧のrms値に生じる急激な変化
に適応するために付加された、フィードフォワード制御
を含む。このフィードフォワード配置は、rms入力電
圧の2乗に反比例して、プログラムされた電流ipをス
ケーリングする。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来の装置に
おける問題点は、検知される電圧波形に重ね合わされ
る、整流およびその他の原因によるリプル電圧の影響で
ある。検知される信号におけるこのリプル電圧は、ブー
スト型コンバータを制御するために使用される誤差電圧
に重ね合わされるスプリアスの信号である。これは、プ
ログラムされた電流ipの波形の正確な決定を妨げ、制
御回路の動作に好ましくない副作用を生じる。このリプ
ル電圧に対処するために開発されている現在の技術は、
力率制御回路の応答時間を遅くする。
【0006】力率を向上させるための従来の装置におけ
るもう1つの問題点は、出力負荷過渡現象に対する出力
電圧調整制御ループの応答時間が遅いことである。この
問題点に対処する従来の装置は、パワートレインのパワ
ースイッチを制御するフィードフォワード制御ループに
おけるフィードフォワード変数として出力パワーを含
む。制御プロセスに対する出力パワーの効果における重
要変数は、パワートレインの出力キャパシタに蓄積され
るエネルギーである。
【0007】出力パワーにおける変化に正確に適応する
ように設計されたコントローラは、ミトワリ(Mitwalli)
他、「力率1のコントローラのためのディジタルコント
ローラ(A Digital Controller for a Unity Power Fact
or Controller)」、パワーエレクトロニクスにおけるコ
ンピュータに関するワークショップ(Workshop on Compu
ters in Power Electronics)、バークレー、米国カリフ
ォルニア州(1992年8月)、に記載されている。こ
のコントローラは、瞬間パワーフローをモデル化するこ
とに基づき、パワートレインの出力キャパシタンスの値
の情報に基づくものである。さらにこれは、満足な動作
を達成するためには複雑なリアルタイム計算を必要とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】オフラインスイッチング
電源(OLS)用の力率制御システムは、制御入力パラ
メータ(ピーク入力電圧の2乗Em 2、出力電圧および負
荷パワー)のほぼリプルのない評価の生成を通じて動作
し、これらのほぼリプルのない信号を使用してブースト
型、バック型、バック・ブースト型またはその他のOL
S型のコンバータを制御してOLSへの入力における力
率を向上させる。これらのパラメータを生成することに
より、実際の入力電流の波形を制御するために使用され
るプログラムされた電流ipが導出される。制御手順
は、コンバータの出力キャパシタに蓄積されたエネルギ
ーを利用する4分の1サイクル平均パワー基準に基づ
く。このエネルギーは、AC電圧波形の4分の1サイク
ルの間にACラインから引き出されるエネルギーの量に
比べて重要である。
【0009】OLSへの入力パワーは、4分の1サイク
ル時間スケールで入力電圧および電流のrms値から導
出される。出力パワー、ならびに、負荷変化および所望
出力電圧の誤差によるパワーのずれが与えられると、プ
ログラムされた電流ipは、OLSの入力コンダクタン
スを導出しそれを入力電圧と組み合わせることにより、
決定される。
【0010】
【実施例】図1に示すように、力率向上電源システムの
整流器への指定された入力パラメータを決定する評価回
路は、入力AC電圧をとり、そのピークの2乗と、基本
波の同相時変値を表す値を抽出する。入力AC電圧Em
sin(ωt)は、被制御調和振動子110の入力端子
101に直接加えられる。被制御調和振動子110は、
リード101の入力AC電圧に応答して、出力リード1
02にAC正弦波電圧εmsin(ωt)を生成する。
被制御調和振動子110は、入力AC電圧と同相の基本
正弦波と、π/2だけ変位した成分の両方を生成するよ
うに接続された積分器からなる回路とすることが可能で
ある。
【0011】位相がπ/2だけずれている2つの導出さ
れた信号はそれぞれ信号2乗回路111および112に
加えられる。2乗回路111および112の出力は加算
回路113で加算され、リード114にピーク2乗値E
m 2を生成する。加算出力信号の形は、次式に従うリプル
のない大きさである。
【数1】 ただし、θは回路によって決定される任意の値である。
【0012】2つの2乗回路111および112の出力
は演算増幅器115にも送られる。演算増幅器115
は、積分器利得を制御することによって、リード116
に、基本波の周波数ωの値を導出する。
【0013】図2のパワー処理システムは、整流器とそ
れに続くブースト型コンバータとして図示されているオ
フラインスイッチング回路の入力における力率を向上さ
せるために力率制御システムを含む。電圧Emsin
(ωt)を供給するACラインは入力リード201に接
続され、続いて、この入力リード201は、この電圧
を、全波整流器205と、図1のような評価器210と
に加える。
【0014】図2に示すように、整流器205の出力
は、ブースト型、バック型またはバック・ブースト型コ
ンバータのようなスイッチング型のコンバータ230に
送られる。コンバータ230のパワースイッチはパルス
幅変調され、リード201におけるAC電圧波形入力に
対応する波形を有するプログラムされた電流を生成す
る。パワースイッチはコントローラ235によって制御
される。コントローラ235は、評価器210によって
供給されるプログラムされた電流パラメータに応答す
る。コントローラ235は、プログラムされた電流ip
に応答してコンバータのパワースイッチを駆動するパル
ス幅変調駆動信号を生成することにより意図する力率お
よび調整結果を達成するようなIC回路として実現可能
である。ipのような入力信号に応答するIC回路は市
販されている。
【0015】評価器210は、リード251にパラメー
タεmsin(ωt)を送出し、リード232にパラメ
ータEm 2を送出する。その他のパラメータは、回路出力
で検知される信号に応答してフィードバックされる。こ
の回路出力は、主に、リード229によって検知される
出力241の出力電圧と、リード241で電流センサ2
31によって検知される出力電流Iloadである。
【0016】検知した出力電流Iloadは、リード233
で検知された出力電圧Voutと乗算器225で乗算さ
れ、DC−DCコンバータ230の出力パワーを表すそ
の結果の積は加算回路224に送られる。リード229
で検知された出力電圧は、利得制御インピーダンス22
7および228ならびに演算増幅器226の反転入力に
送られる。基準電圧が演算増幅器226の非反転入力に
加えられる。そのリード234上の出力は、コンバータ
の出力パワーの誤差δPoutを表す。この値δPoutは加
算回路224に送られる。
【0017】リード242の信号(すなわち加算回路2
24の出力)は除算回路222の分子入力に送られる。
リード232の2乗ピーク電圧値Em 2は除算回路222
の分母入力に送られる。
【0018】除算回路222の出力は、乗算器221
で、評価器210のリード251の出力Emsin(ω
t)と組み合わされる。乗算器の出力は大きさの絶対値
を形成するためにスケーリング回路223によってスケ
ーリングされ、コントローラ235に送られる。整流器
205の出力はリード215を通じてコントローラ23
5に直接接続される。
【0019】図2の回路の動作は、その動作の下にある
理論的基礎を説明することによって理解される。基礎と
なる原理は、パワー変換プロセスの不完全な効率η(す
なわち、効率は100%未満である)を考慮するととも
に、整流器205への平均入力パワーと、整流器205
からの瞬間出力パワーを等しくすることである。
【数2】
【数3】 式(2)を満たすことは、力率が整流器への入力におい
て1であることを必要とする。式(1)および式(2)
の両方の平均化プロセスの時間間隔は、入力AC正弦波
形の4分の1サイクルの任意の正整数倍である。式
(1)および(2)における平均パワーと瞬間パワーを
等置する際の不正確さは、OLSの出力キャパシタに蓄
積されるエネルギーによって適応される。
【0020】式(2)に対応するプログラムされた電流
ipの制御法則を定式化することができる。この制御法
則は、4分の1サイクル平均に基づくものであり、次の
ようになる。
【数4】 これは、正弦波形に対する次の関係を使用している。
【数5】
【0021】高力率アプリケーション用のブースト型な
どの実用的コンバータでは、ηは約0.93〜0.98
であり、負荷パワーのかなりの変動の下で比較的一定で
ある。
【0022】このように、式(3)によって、入力電圧
のrms値および出力パワー(または、出力パワーのフ
ィルタリングされた値)の情報に基づいて、プログラム
された電流ipを計算するための制御方法の開発が可能
となる。
【0023】整流器の被制御コンダクタンス値Gは、プ
ログラムされた電流ipの瞬間値が次式によって与えら
れるように定義される。
【数6】 ただし、値Gは次式で与えられる。
【数7】 また、einは、入力電圧の瞬間値、または、望ましく
は、入力電圧の基本波εsin(ωt)の瞬間値であ
る。正弦波入力電圧および一定負荷パワーに対して、G
は一定であり、ipは正弦波となる。さらに、Gの決定
は「よいふるまいである」。すなわち、小さい不確定数
を他の小さい不確定数で除算することを必要としない。
実際には、式(3)、または、同じことであるが、式
(5)は、完全な制御プロセスには十分でない。それ
は、電源からの出力電圧を400ボルトのような所定の
電圧に調整することがほとんど常に要求されるためであ
る。従って、式(3)は、所望の(すなわち基準の)出
力電圧Vrefと実際の出力電圧Voutの誤差を反映するた
め、「パワー増分」δPoutを含むように修正される。
【数8】 式(7)の目的は、出力パワーPoutを使用して被制御
コンダクタンスGの主要部分を制御し、小さい増分とし
てδPoutを使用して出力電圧を調整することである。
このように、OLSは、フィードバック項δPoutのみ
がモデリング誤差を考慮することにより、出力パワーの
大ステップ変化に急速に応答する能力を有することが可
能となる。
【0024】被制御コンダクタンスGの決定に入力を提
供する信号処理要素には特定の設計が要求される。第1
に、AC入力電圧の2乗ピーク電圧、または、同じこと
であるが、rms値の評価は、ほぼリプルのないもので
なければならず、かつ、AC入力電圧の波形の振幅の変
化に急速に応答しなければならない。
【0025】第2に、出力パワーの評価もまた、定常状
態動作中はほぼリプルのないものでなければならず、負
荷の変化に急速に応答しなければならない。定常状態で
一定のパワーを引き出す負荷に対する好ましい方法は、
整流器出力電圧に出力電流を乗算することである。MC
1495やAD532のような市販のアナログICを使
用することができる。代替法としては、整流器出力電圧
の事前に調整された既知の値(すなわち、図2の演算増
幅器226に加えられる基準電圧)に基づいて、測定さ
れたOLS出力電流をスケーリングし、必要に応じてリ
プルを縮小するためにフィルタリングをして、出力パワ
ーを評価する(すなわち、図2の電流検知回路23
1)。リプルは、導出される値Gにおいて、プログラム
された電流ipの歪みを引き起こしうる望ましくない周
期的変動に寄与する。
【0026】第3に、フィードバック項δPoutもまた
ほぼリプルのないものでなければならない。フィルタリ
ングが、リプルを除去するために必要である。選択され
るフィルタリングは、組み込まれるフィードバックルー
プの安定性条件と整合しなければならない。このフィル
タは、オブザーバ法を使用して回路に組み込むことも可
能である。このような設計は、入力AC波形のrms値
を評価する評価器210でも使用される。オブザーバ法
を使用したこの低域通過フィルタは、出力電圧または出
力電流のdc(すなわち、リプルのない)成分を評価す
る。100Hzまたは120Hzのリプルの2状態変数
モデルを使用してリプルを評価することが可能であり、
その結果は出力電圧または出力電流から減算される。
【0027】図3に、コントローラ235によって要求
され、図1の評価器の出力部分によって示されるように
供給される、式(7)によって記述される制御プロセス
に対する信号フロー制御を示す。出力電圧は出力リード
241で検知され、加算器305で、リード306に加
えられる基準電圧と加算される。加算された出力は低域
通過フィルタ301に送られる。フィルタ301は出力
電圧誤差を検知するための低域通過フィルタであり、シ
ステムのフィードバック安定性を保証するのに必要な利
得および位相整形ネットワークを含む。LPF301の
所要の特性の詳細は当業者には容易に明らかである。
【0028】フィルタ301の出力は、リード241に
おける出力電圧の誤差を表す。δPoutで表した必要な
(すなわち、電圧変化によって必要とされる)出力パワ
ー変化が加算器224に送られる。評価される定常状態
パワーは、乗算器225で出力電圧と出力電流を乗算す
ることによって導出される。評価された定常状態パワー
は加算器224によってδPoutと加算される。乗算器
225の出力の利得および位相の制御が必要な場合、図
2に示したように、オプションの低域通過フィルタ24
3を乗算器225と加算器224の間に挿入することが
できる。
【0029】加算器224の出力は除算器222の分子
入力nに送られる。評価器220の2乗ピーク電圧Em 2
出力は除算器222の分母入力dに送られる。除算の結
果が所要のOLSコンダクタンスGであり、リード21
9に送られる(値Gと示す)。
【0030】図3で、リード214のEmsin(ω
t)の値は、他方の入力が値Gである乗算器221に送
られる。この乗算器は2つの入力を結合してプログラム
された電流値ipを導出する。
【0031】さらに実用的な考察として、ブースト型な
どの型のスイッチングレギュレータへの入力電圧が既に
ダイオードブリッジによって整流されている場合、プロ
グラムされた電流の絶対値をコントローラに送る必要が
ある。この機能は図2のスケーリング回路223によっ
て提供される。絶対値を導出するこの回路は、図4のよ
うに演算増幅器およびコンパレータによって実現可能で
ある。この回路は、図3の乗算器221のip出力を受
信するように接続された反転入力402を有する演算増
幅器401を有する。このipの値は演算増幅器411
の反転入力ポートにも送られる。その非反転入力はFE
Tデバイス410に接続され、FETデバイス410の
制御電極413は演算増幅器401の出力によって制御
される。FETデバイス410のコンダクタンスは、リ
ード402のipの振幅の符号でスイッチングされる。
FETデバイス410は、増幅器411の非反転入力を
接地する。こうして、FET410のコンダクタンス
は、演算増幅器411が反転か非反転かを決定する際
に、演算増幅器401が正または負のいずれに飽和して
いるかによってスイッチングされる。抵抗器421およ
び422は等しく、適当な値は約10kΩである。抵抗
器423の抵抗はFET410のオン抵抗より約500
倍大きくなければならない。リード420の出力はip
の絶対値を表す。
【0032】式(7)に基づくコントローラを実現する
ためにいくつかの方法が使用可能である。1つの方法
は、2乗、乗算および除算のような非線形演算を実行す
るためにアナログの乗算器および除算器を使用し、加算
および減算に演算増幅器を使用するものである。この方
法の一実施例は既に説明した。もう1つの方法は、図5
のように、被制御コンダクタンスGのようなゆっくりと
変動する量を計算するために、同じ集積回路上に多重化
されたアナログ−ディジタル変換を含むことが可能な8
0C51型などのマイクロコントローラ510を使用す
ることによって、ディジタル方式でコントローラを実現
するものである。ipのような急速に変動する量は、D
AC1022のような乗算ディジタル−アナログコンバ
ータ(DAC)520を使用して形成することができ
る。こうして、乗算DAC520は、急速に変動するア
ナログ信号(すなわちEm・sin(ωt))をゆっく
りと変動するディジタル信号(すなわち、被制御コンダ
クタンスGのディジタル表現)と乗算して、急速に変動
する出力ipをリード521に生成することができる。
【0033】入力Emsin(ωt)、Emcos(ω
t)、V0およびI0はサンプル・ホールド回路501に
送られる。サンプリングされる値は、直接に、または、
演算増幅器を介して加えられ、信号の絶対値を形成し、
それがマイクロプロセッサ510に送られる。マイクロ
プロセッサ510の処理された出力はディジタル−アナ
ログコンバータ520に送られ、そこから、ipの絶対
値を導出する回路に送られる。
【0034】図6の力率向上システムは図2のシステム
と同様である。図6のシステムでは、入力端子201は
リード202を通じて乗算器221に直接接続されてい
る。この配置では、入力AC電圧の波形はほぼ歪みがな
いことを仮定する。
【0035】力率向上システムのもう1つの変形を図7
に示す。図7では、整流器205の整流された正弦波出
力が乗算器221に送られる。
【0036】本発明の力率制御システムによって、OL
Sのさまざまな構成の利用が可能となる。例えば、ブー
スト型コンバータと整流とが両機能を組み合わせた単一
の回路に併合されているようなOLSを図8に示す。こ
のような回路配置によって、力率向上回路として、独立
の整流器と、波形整形のための独立のパワーコンバータ
との組合せと比較して、損失を生じる回路要素が最小化
される。図8の回路は、入力端子801および802で
ACライン電圧を受ける。このAC電圧は、ダイオード
806、807、808および809を含むダイオード
ブリッジ回路805の接合ノード811および812に
加えられる。双方向パワースイッチ803は、2つの接
合ノード811および812を選択的に接続する。ブリ
ッジの出力ノード817および818は出力端子821
および822に接続される。電荷蓄積キャパシタ813
は出力端子821と822をシャントする。
【0037】パワースイッチ803はコントローラの出
力によって駆動され、整流された電流をパルス幅変調
し、この信号の波形と出力端子821および822にお
ける電圧を制御する。
【0038】この配置は、制御駆動を直接に双方向パワ
ースイッチ803に対して行うことによって、図2の整
流器コンバータ配置と容易に置換することができる。
【0039】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、力
率制御回路の応答時間を遅くすることなく、複雑な計算
を必要とせずに、力率の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一部を形成するリプルのないEm 2評価
回路の図である。
【図2】本発明の原理によって力率が向上した電源シス
テムの図である。
【図3】向上した力率を有する図2の電源システムの制
御プロセスを説明する信号フロー図である。
【図4】電圧の絶対値を決定する回路の図である。
【図5】力率コントローラのディジタル実装の図であ
る。
【図6】本発明の原理によって力率が向上した電源シス
テムのもう1つの配置の図である。
【図7】本発明の原理によって力率が向上した電源シス
テムのもう1つの配置の図である。
【図8】図1〜図7の力率向上要素および配置とともに
使用するのに適したパワー処理回路の図である。
【符号の説明】
110 被制御調和振動子 111 信号2乗回路 112 信号2乗回路 113 加算回路 115 演算増幅器 205 全波整流器 210 評価器 222 除算回路 223 スケーリング回路 224 加算回路 225 乗算器 226 演算増幅器 227 利得制御インピーダンス 228 利得制御インピーダンス 230 コンバータ 231 電流センサ 235 コントローラ 301 低域通過フィルタ 305 加算器 401 演算増幅器 411 演算増幅器 501 サンプル・ホールド回路 510 マイクロプロセッサ 520 ディジタル−アナログコンバータ(DAC) 801 入力端子 802 入力端子 803 双方向パワースイッチ 805 ダイオードブリッジ回路 821 出力端子 822 出力端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 リチャード ウィリアム ファーリントン アメリカ合衆国、75149 テキサス、メス キート、サミュエル ブルーバード 100 番、4725 (72)発明者 ウィリアム ペリー ウィルキンソン アメリカ合衆国、75087 テキサス、ロッ クウォール、レイクウェイ ドライブ 27

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 AC電圧波形einを受ける入力(20
    1)と、 前記入力に接続され、パワースイッチで前記AC電圧波
    形を変調し、入力−出力効率がηである変調回路(23
    0)と、 前記入力で前記AC電圧波形を受信し、前記AC電圧波
    形のピークの2乗を表す信号Em 2を生成するように接続
    された評価器(210)と、 前記変調回路の出力に接続され、パワー出力Poutを表
    す信号を生成する電流・電圧検出手段(231、23
    3)と、 前記変調回路の出力に接続され、パワー出力差δPout
    を表す信号を生成する電圧検出手段(229、228、
    226)と、 【数9】 で与えられるコンダクタンスGを表す値を導出し、前記
    評価器の出力に応答して前記パワースイッチを駆動する
    ために変調されたパルス信号を生成する制御システム
    (222、224、221、223、235)とからな
    る力率向上システムであって、前記電流・電圧検出手段
    および前記電圧検出手段が 【数10】 で与えられるプログラムされた電流ipを生成すること
    を特徴とする力率向上システム。
  2. 【請求項2】 前記電圧検出手段が、出力電圧と基準電
    圧を加算するように接続された演算増幅器(226)を
    有することを特徴とする請求項1のシステム。
  3. 【請求項3】 前記制御システムが、 前記パワー出力差δPoutをパワー出力Poutと加算する
    加算手段(224)と、 前記AC電圧波形のピークの2乗を表す信号Em 2を前記
    加算手段の出力で除算する除算手段(222)とを有す
    ることを特徴とする請求項1のシステム。
  4. 【請求項4】 前記除算手段の出力と前記AC電圧波形
    を表す信号とを乗算する手段(221)を有することを
    特徴とする請求項3のシステム。
JP6194644A 1993-07-28 1994-07-28 力率向上システム Pending JPH07177746A (ja)

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