JPH0736701B2 - 順変換装置 - Google Patents
順変換装置Info
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- JPH0736701B2 JPH0736701B2 JP59004443A JP444384A JPH0736701B2 JP H0736701 B2 JPH0736701 B2 JP H0736701B2 JP 59004443 A JP59004443 A JP 59004443A JP 444384 A JP444384 A JP 444384A JP H0736701 B2 JPH0736701 B2 JP H0736701B2
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- JP
- Japan
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- output
- signal
- circuit
- voltage
- waveform
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/02—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、順変換装置に係わり、特に直流出力のリツプ
ルを低減する順変換装置に関する。
ルを低減する順変換装置に関する。
（従来技術の問題点） 交流−直流変換には、ダイオードやサイリスタをスイツ
チ素子とする整流回路，順変換回路が知られており、イ
ンバータなど直流電源を必要とする変換装置の電源とし
て、あるいは交流電気車など直流電圧源を必要とする装
置の電源として多く使用される。これら交流−直流変換
による直流電源は出力電圧にリツプル分が多く含まれ、
特に単相の交流電源から整流，順変換によつて得る直流
電源ではその直流出力電圧に大きなリツプル電圧が存在
し、定電圧を必要とする負荷に対してはその誤動作や故
障の原因さらには性能低下の原因になる。そこで、従来
から直流出力側にコンデンサやリアクトルを使つた平滑
回路が設けられるが、リツプル含有率を小さくした直流
出力を得るには大容量電解コンデンサ等を使つた大型，
高価な平滑回路を必要とする問題があつた。
チ素子とする整流回路，順変換回路が知られており、イ
ンバータなど直流電源を必要とする変換装置の電源とし
て、あるいは交流電気車など直流電圧源を必要とする装
置の電源として多く使用される。これら交流−直流変換
による直流電源は出力電圧にリツプル分が多く含まれ、
特に単相の交流電源から整流，順変換によつて得る直流
電源ではその直流出力電圧に大きなリツプル電圧が存在
し、定電圧を必要とする負荷に対してはその誤動作や故
障の原因さらには性能低下の原因になる。そこで、従来
から直流出力側にコンデンサやリアクトルを使つた平滑
回路が設けられるが、リツプル含有率を小さくした直流
出力を得るには大容量電解コンデンサ等を使つた大型，
高価な平滑回路を必要とする問題があつた。
（発明の目的） 本発明は、交流−直流変換にリツプル分を少なくし、平
滑回路によるリツプル低減負担を軽減もしくは平滑回路
を不要にした順変換装置を提供することを目的とする。
滑回路によるリツプル低減負担を軽減もしくは平滑回路
を不要にした順変換装置を提供することを目的とする。
（発明の概要） 本発明は、半導体スイツチ素子をブリツジ接続した主回
路構成とし、交流電源波形に従つて各スイツチ素子をパ
ルス幅変調（PWM）制御することを特徴とする。
路構成とし、交流電源波形に従つて各スイツチ素子をパ
ルス幅変調（PWM）制御することを特徴とする。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す回路図である。交流電
源１が交流入力側に接続される主回路２は、自己消弧能
力を有するゲートターンオフ（GTO）サイリスタＳＵ,S
Ｖ,SＸ,SＹのブリツジ接続で構成され、その直流出力側
には平滑回路としてのコンデンサ３を介して負荷４が接
続される。
源１が交流入力側に接続される主回路２は、自己消弧能
力を有するゲートターンオフ（GTO）サイリスタＳＵ,S
Ｖ,SＸ,SＹのブリツジ接続で構成され、その直流出力側
には平滑回路としてのコンデンサ３を介して負荷４が接
続される。
変成器５は交流電源１に一次側が接続され、二次側に適
当なレベルに降圧した電源電圧信号を得る。整流回路６
は変成器５の出力信号を全波整流した信号を得る。零ク
ロスコンパレータ７は整流回路６の出力信号の零クロス
点を検出する。従つて、これら５〜７からなる回路は交
流電源１の電圧波形の零クロスタイミング信号を得るタ
イミング信号検出手段になる。
当なレベルに降圧した電源電圧信号を得る。整流回路６
は変成器５の出力信号を全波整流した信号を得る。零ク
ロスコンパレータ７は整流回路６の出力信号の零クロス
点を検出する。従つて、これら５〜７からなる回路は交
流電源１の電圧波形の零クロスタイミング信号を得るタ
イミング信号検出手段になる。
関数発生器８は、コンパレータ７の出力タイミング信号
と直流出力電圧設定器９の設定値Ｋを入力とし、交流電
源１の電圧波形Ein（ｔ）の絶対値に逆比例し設定値Ｋ
に比例した波形信号Ｓ（ｔ）を発生する。
と直流出力電圧設定器９の設定値Ｋを入力とし、交流電
源１の電圧波形Ein（ｔ）の絶対値に逆比例し設定値Ｋ
に比例した波形信号Ｓ（ｔ）を発生する。
三角波発生器10はパルス幅変調の搬送波になる三角波を
発生し、比較器11はこの三角波Ｃ（ｔ）と関数発生器８
の出力信号Ｓ（ｔ）とをレベル比較してパルス幅変調信
号を得る。ゲート回路12Ｕ,12Ｖはパルス幅変調信号を
電力増幅してGTOサイリスタＳＵ,SＶ,SＸ,SＹのオン・
オフ制御をなし、ゲート回路12ＶはサイリスタＳＶ,SＸ
のオン・オフ制御をなし、これらサイリスタはＳＵ,SＹ
とＳＶ,SＸが半サイクル毎にオン・オフ制御される。従
つて、10,11,12Ｕ,12Ｖからなる回路は関数発生器８の
出力信号Ｓ（ｔ）を変調信号として主回路２の各サイリ
スタをパルス幅変調制御する変調制御手段になる。
発生し、比較器11はこの三角波Ｃ（ｔ）と関数発生器８
の出力信号Ｓ（ｔ）とをレベル比較してパルス幅変調信
号を得る。ゲート回路12Ｕ,12Ｖはパルス幅変調信号を
電力増幅してGTOサイリスタＳＵ,SＶ,SＸ,SＹのオン・
オフ制御をなし、ゲート回路12ＶはサイリスタＳＶ,SＸ
のオン・オフ制御をなし、これらサイリスタはＳＵ,SＹ
とＳＶ,SＸが半サイクル毎にオン・オフ制御される。従
つて、10,11,12Ｕ,12Ｖからなる回路は関数発生器８の
出力信号Ｓ（ｔ）を変調信号として主回路２の各サイリ
スタをパルス幅変調制御する変調制御手段になる。
こうした構成の主回路と制御回路において、主回路２の
各サイリスタＳＵ,SＶ,SＸ,SＹをゲート回路12Ｕ,12Ｖ
によつてパルス幅変調によるスイツチングをさせると
き、交流電源１の入力Einに対して直流出力Edは次のよ
うに表わせる。
各サイリスタＳＵ,SＶ,SＸ,SＹをゲート回路12Ｕ,12Ｖ
によつてパルス幅変調によるスイツチングをさせると
き、交流電源１の入力Einに対して直流出力Edは次のよ
うに表わせる。
Ed（ｔ）＝Ｓ（ｔ）・|Ein（ｔ）｜ ……（２） ここで、信号Ｓ（ｔ）は各サイリスタのスイツチング関
数であり、これは関数発生器８の出力信号Ｓ（ｔ）に比
例する。そして、関数発生器８の出力信号Ｓ（ｔ）は前
述の（１）式にすることから直流出力Edは となる。すなわち、直流出力Edは設定器９に設定する定
数Ｋに一致させることができ、交流入力Einの交流成分
が取除かれたすなわちリツプルの取除かれた直流出力を
得ることができる。
数であり、これは関数発生器８の出力信号Ｓ（ｔ）に比
例する。そして、関数発生器８の出力信号Ｓ（ｔ）は前
述の（１）式にすることから直流出力Edは となる。すなわち、直流出力Edは設定器９に設定する定
数Ｋに一致させることができ、交流入力Einの交流成分
が取除かれたすなわちリツプルの取除かれた直流出力を
得ることができる。
第２図には各部波形を示す。同図（ａ）に示すように交
流電源１の出力Ein＝E0SINω0tの全波整流波形|Ein|に
対して、関数発生器８はその零点で同期して該波形|Ein
|の逆相似波形Ｓ（ｔ）を設定値Ｋで増幅率制御された
出力（図示ではＫ＝１の場合を示す）を得る。この信号
Ｓ（ｔ）を同図（ｂ）に示すように三角波発生器10の出
力Ｃ（ｔ）とレベル比較することにより、（ｃ）に示す
ようにゲート回路12Ｕ,12ＶでサイリスタＳＵ,SＹとＳ
Ｖ,VＸを半サイクル毎にPWM波形をもつて制御し、通流
時間（パルス幅）を信号Ｓ（ｔ）に従つて変調する。こ
の変調によるサイリスクSu,Sy,Sv,Sxの出力電圧波形は
平滑前では（ｅ）に示すようになり、電圧レベルの低い
期間ほどオン幅の広い変調出力になり、この波形をコン
デンサＣで平滑した電圧Edは一定レベルになる。即ち、
変調出力は図示の斜線部分が単位時間当り一定の面積に
なり、リップルを無くした電圧Edを得ることができる。
流電源１の出力Ein＝E0SINω0tの全波整流波形|Ein|に
対して、関数発生器８はその零点で同期して該波形|Ein
|の逆相似波形Ｓ（ｔ）を設定値Ｋで増幅率制御された
出力（図示ではＫ＝１の場合を示す）を得る。この信号
Ｓ（ｔ）を同図（ｂ）に示すように三角波発生器10の出
力Ｃ（ｔ）とレベル比較することにより、（ｃ）に示す
ようにゲート回路12Ｕ,12ＶでサイリスタＳＵ,SＹとＳ
Ｖ,VＸを半サイクル毎にPWM波形をもつて制御し、通流
時間（パルス幅）を信号Ｓ（ｔ）に従つて変調する。こ
の変調によるサイリスクSu,Sy,Sv,Sxの出力電圧波形は
平滑前では（ｅ）に示すようになり、電圧レベルの低い
期間ほどオン幅の広い変調出力になり、この波形をコン
デンサＣで平滑した電圧Edは一定レベルになる。即ち、
変調出力は図示の斜線部分が単位時間当り一定の面積に
なり、リップルを無くした電圧Edを得ることができる。
この一定の面積を得るために全波整流信号を反転させて
パルス幅変調信号を得る。
パルス幅変調信号を得る。
なお、実施例では単相電源による交流−直流変換を示す
が、これは三相電源の場合に適用して同等の作用効果を
得ることができるのは勿論である。
が、これは三相電源の場合に適用して同等の作用効果を
得ることができるのは勿論である。
また、スイツチ素子としてはトランジスタなどの自己消
弧能力を持つ素子さらには強制転流によるサイリスタを
使用できる。
弧能力を持つ素子さらには強制転流によるサイリスタを
使用できる。
（発明の効果） 以上のとおり、本発明によれば、電源波形に従つたパル
ス幅変調信号により主回路スイツチ素子をオン・オフ制
御するため、直流出力のリツプル低減を主回路自体によ
つて行なわせることができ、平滑回路はPWM変調による
高調波成分を抑制する程度の小型，安価な回路構成で済
む。
ス幅変調信号により主回路スイツチ素子をオン・オフ制
御するため、直流出力のリツプル低減を主回路自体によ
つて行なわせることができ、平滑回路はPWM変調による
高調波成分を抑制する程度の小型，安価な回路構成で済
む。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図の各部波形図である。 １……交流電源、２……主回路、４……負荷、５……変
成器、６……整流回路、７……零クロスコンパレータ、
８……関数発生器、９……直流出力電圧設定器、10……
三角波発生器、11……比較器、12Ｕ,12Ｖ……ゲート回
路。
図の各部波形図である。 １……交流電源、２……主回路、４……負荷、５……変
成器、６……整流回路、７……零クロスコンパレータ、
８……関数発生器、９……直流出力電圧設定器、10……
三角波発生器、11……比較器、12Ｕ,12Ｖ……ゲート回
路。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体スイツチ素子がブリツジ接続にされ
交流入力側の交流電源から直流出力を得るための主回路
と、上記交流電源の電圧波形の絶対値に逆比例し上記直
流出力電圧の設定値に比例した信号波形を変調信号とし
たパルス幅変調信号に従つて上記半導体スイツチ素子を
半サイクル毎にオン・オフ制御する制御回路とを備えた
ことを特徴とする順変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004443A JPH0736701B2 (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 順変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59004443A JPH0736701B2 (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 順変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60148380A JPS60148380A (ja) | 1985-08-05 |
| JPH0736701B2 true JPH0736701B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=11584341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59004443A Expired - Lifetime JPH0736701B2 (ja) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | 順変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736701B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5658741A (en) * | 1979-10-19 | 1981-05-21 | Hitachi Ltd | Power factor improving circuit |
-
1984
- 1984-01-13 JP JP59004443A patent/JPH0736701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60148380A (ja) | 1985-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |