JPH0928080A - アクティブフィルタ回路 - Google Patents

アクティブフィルタ回路

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JPH0928080A
JPH0928080A JP7173720A JP17372095A JPH0928080A JP H0928080 A JPH0928080 A JP H0928080A JP 7173720 A JP7173720 A JP 7173720A JP 17372095 A JP17372095 A JP 17372095A JP H0928080 A JPH0928080 A JP H0928080A
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JP
Japan
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input voltage
circuit
voltage
detection circuit
input
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JP7173720A
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English (en)
Inventor
Shinji Kumazawa
真治 熊澤
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TEC CORP
Original Assignee
TEC CORP
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40Arrangements for reducing harmonics

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  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 力率を改善したりあるいは高調波成分を重畳
したりするアクティブフィルタ回路を提供する。 【解決手段】 商用交流電源Eの電圧を全波整流回路1
で整流し、昇圧チョッパ回路2で昇圧するとともにリプ
ル分を除去し、負荷3に昇圧した電圧を印加する。電流
方向検出回路8、電流値検出回路10、出力電圧検出回路
11および加算器6でバンドパスフィルタ5からの入力電
圧を加算した入力電圧検出回路4に基づき、演算回路7
は電界効果トランジスタQ1のゲート電圧値およびオン期
間を制御して40〜100kHzで発振させる。バンドパ
スフィルタ5を介した40〜100kHzの入力信号を加
算器6で加算することにより、実際の入力電圧波形と入
力電圧検出回路4で検出された入力電圧波形とが相似に
なり、リプル分の低い直流電圧を供給しつつ、力率を改
善する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、チョッパ手段を用
いたアクティブフィルタ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のアクティブフィルタ回路
は、たとえば商用交流電源に整流回路の入力端子を接続
し、この整流回路の出力端子にコンデンサ、インダクタ
およびスイッチング用のトランジスタを有する昇圧チョ
ッパ回路を接続し、このチョッパ回路の入力電圧を高周
波除去用のローパスフィルタを有する入力電圧検出回
路、インダクタに流れる電流方向を検出する電流方向検
出回路、トランジスタに流れる電流値を検出する電流値
検出回路、および、出力電圧を検出する出力電圧検出回
路を備え、入力電圧検出回路、電流方向検出回路、電流
値検出回路および出力電圧検出回路を制御回路に接続
し、この制御回路の出力端子をトランジスタのベースに
接続している。
【0003】そして、入力電圧検出回路、電流方向検出
回路、電流値検出回路および出力電圧検出回路に従い制
御回路でトランジスタの発振周波数を可変設定し、整流
回路で整流された電圧をチョッパ回路で昇圧するととも
に、高調波成分を減少させ、リプル分の少ない直流電圧
を出力している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のアクティブフィルタの場合、入力電圧検出回路には
高周波除去用のローパスフィルタしか有していないた
め、交流電源に高周波ノイズ成分が含まれているとき、
入力電圧検出回路のローパスフィルタによって正弦波に
なった信号が制御回路に入力される。
【0005】したがって、制御回路では、入力電圧検出
回路で検出された電圧に比例した電流までトランジスタ
に流すため、ノイズの含まれた入力電圧では、入力電圧
の瞬時電圧が入力電圧検出回路で検出された電圧と異な
るため、トランジスタのオン、オフタイミングがずれ
る。そして、たとえばノイズが含まれた入力電圧は、通
常の正弦波よりトランジスタの電流が小さく、スイッチ
ング周波数が高くなり、図3に示すように、入力電流が
波形的に理想の正弦波と入力電圧波形との間になる。
【0006】このため、力率が悪くなったり、入力電流
に高調波成分が重畳されたりする問題を有している。
【0007】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、力率を改善したりあるいは高調波成分を重畳したり
するアクティブフィルタ回路を提供することを目的とす
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のアクティ
ブフィルタ回路は、スイッチング手段を有し整流された
交流電源からの電圧を前記スイッチング手段を発振させ
てチョッピングするチョッパ手段と、このチョッパ手段
に入力される入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、
前記チョッパ手段の入力電圧を前記スイッチング手段の
発振周波数に対応する所定周波数を通過させるバンドパ
スフィルタと、前記入力電圧検出手段で検出された入力
電圧に前記バンドパスフィルタを介した入力電圧を加算
する加算手段と、少なくともこの加算手段で加算された
入力電圧に従い前記スイッチング手段を発振させる制御
手段とを具備し、バンドパスフィルタを介した入力信号
を入力電圧に加算することにより、実際の入力電圧波形
と入力電圧検出手段で検出された入力電圧波形とが相似
になり、力率を改善する。
【0009】請求項2記載のアクティブフィルタ回路
は、スイッチング手段を有し整流された交流電源からの
電圧を前記スイッチング手段を発振させてチョッピング
するチョッパ手段と、このチョッパ手段に入力される入
力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記チョッパ手
段の入力電圧を前記スイッチング手段の発振周波数に対
応する所定周波数を通過させるバンドパスフィルタと、
前記入力電圧検出手段で検出された入力電圧に前記バン
ドパスフィルタを介した入力電圧を減算する減算手段
と、少なくともこの減算手段で減算された入力電圧に従
い前記スイッチング手段を発振させる制御手段とを具備
し、バンドパスフィルタを介した入力信号を入力電圧に
減算することにより、実際の入力電圧が入力電流に対し
て低く作用することを補正して、入力電流の波形を正弦
波に近くして、入力電流の高調波成分を少なくする。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明のアクティブフィル
タ回路の一実施の形態を図面を参照して説明する。
【0011】図1に示すように、商用交流電源に全波整
流回路1の入力端子が接続され、この全波整流回路1の
出力端子には平滑用のコンデンサC1が接続され、このコ
ンデンサC1の両端間にチョッパ手段としての昇圧チョッ
パ回路2が接続されている。この昇圧チョッパ回路2
は、コンデンサC1に対して並列にインダクタL1、スイッ
チング手段としての電界効果トランジスタQ1のドレイ
ン、ソースおよび電流検出用の抵抗R1の直列回路が接続
され、これら電界効果トランジスタQ1および抵抗R1の両
端子間には、整流用のダイオードD1およびコンデンサC2
の直列回路が接続され、このコンデンサC2に対して並列
に負荷3が接続されている。
【0012】さらに、全波整流回路1の出力端子間に
は、抵抗R2および抵抗R3の直列回路が接続され、この抵
抗R3に対して並列にコンデンサC3が接続されて、入力電
圧検出手段としての入力電圧検出回路4が形成され、全
波整流回路1の正極には、電界効果トランジスタQ1の発
振周波数の周波数のみを通過させるバンドパスフィルタ
5が接続され、これら抵抗R2および抵抗R3の接続点およ
びバンドパスフィルタ5は、加算手段としての加算器6
に接続され、この加算器6は制御手段としての演算回路
7に接続されている。
【0013】そして、この加算器6は、バンドパスフィ
ルタ5の出力端子にトランジスタQ2のベースが接続さ
れ、このトランジスタQ2のコレクタは接地され、エミッ
タは抵抗R4を介して抵抗R2および抵抗R3の接続点に接続
されるとともに、トランジスタQ3のベースに接続され、
このトランジスタQ3のエミッタは抵抗R5を介して接地さ
れ、コレクタは演算回路7に接続されている。
【0014】さらに、インダクタL1にはインダクタL2が
磁気的に結合されて接続されており、このインダクタL2
には電流方向検出回路8が接続されている。
【0015】また、抵抗R1には電流値検出部9が接続さ
れ、抵抗R1および電流値検出部9にて、電流値検出回路
10が形成され、この電流値検出回路10は演算回路7に接
続されている。
【0016】さらに、ダイオードD1およびコンデンサC2
の接続点には、出力電圧値を検出する出力電圧検出回路
11が接続され、この出力電圧検出回路11は演算回路7に
接続されている。
【0017】次に、上記実施の形態の動作について説明
する。
【0018】まず、商用交流電源Eの電圧を全波整流回
路1で整流し、電界効果トランジスタQ1がオンしている
期間では、インダクタL1、電界効果トランジスタQ1およ
び抵抗R1の閉路で電流が流れ、インダクタL1を充電し、
電界効果トランジスタQ1がオフしている期間では、イン
ダクタL1、ダイオードD1およびコンデンサC2の閉路で電
流が流れ、コンデンサC2に昇圧された電圧が印加され、
負荷3に昇圧した電圧が印加される。
【0019】そして、電流方向検出回路8で検出したイ
ンダクタL1に流れる電流方向、電流値検出回路10で検出
した抵抗R1に印加される電圧に基づく電界効果トランジ
スタQ1のドレイン、ソース間に流れる電流値、出力電圧
検出回路11で検出される出力電圧、および、バンドパス
フィルタ5を介して入力された入力電圧が加算された入
力電圧に基づき、演算回路7は電界効果トランジスタQ1
のゲート電圧値およびオン期間を制御し、電界効果トラ
ンジスタQ1を40〜100kHzで発振させて、昇圧チョ
ッパ回路2を動作させる。たとえば、入力電圧検出回路
4あるいは出力電圧検出回路11で検出された電圧値が低
下した場合には、昇圧チョッパ回路2の出力を増加する
方向に電界効果トランジスタQ1を制御し、反対に、入力
電圧検出回路4あるいは出力電圧検出回路11で検出され
た電圧値が増加した場合には、昇圧チョッパ回路2の出
力を低下する方向に電界効果トランジスタQ1を制御す
る。
【0020】また、バンドパスフィルタ5を介した40
〜100kHzの入力信号を抵抗R2および抵抗R3で分圧し
て検出された入力電圧に加算することにより、実際の入
力電圧波形と入力電圧検出手段で検出された入力電圧波
形とが相似になり、リプル分の低い直流電圧を供給しつ
つ、力率を改善する。
【0021】次に、他の実施の形態を図2を参照して説
明する。
【0022】この図2に示すアクティブフィルタ回路
は、図1に示すアクティブフィルタ回路において、加算
器6に代えて減算手段としての減算器12を接続したもの
である。
【0023】この減算器12は、バンドパスフィルタ5の
出力をトランジスタQ4のベースに接続し、このトランジ
スタQ4のエミッタを接地し、コレクタを抵抗R6を介して
演算回路6に接続したものである。
【0024】そして、基本的な動作は図1に示すアクテ
ィブフィルタ回路と同様であるが、バンドパスフィルタ
5を介した入力信号を抵抗R2および抵抗R3で分圧して検
出された入力電圧から減算することにより、演算回路7
で電界効果トランジスタQ1の正弦波電流値を上昇させ、
演算回路7で計算された入力電圧と実際の入力電圧の差
を入力電流に対してマイナスに作用する補正を行なって
入力電流の波形を正弦波に近付け、リプル分の低い直流
電圧を供給しつつ、入力電流の高調波成分を少なくす
る。
【0025】
【発明の効果】請求項1記載のアクティブフィルタ回路
によれば、バンドパスフィルタを介した入力信号を入力
電圧に加算することにより、実際の入力電圧波形と入力
電圧検出手段で検出された入力電圧波形とが相似にな
り、リプル分の少ない直流電圧を得ることができるとと
もに、力率を改善できる。
【0026】請求項2記載のアクティブフィルタ回路に
よれば、バンドパスフィルタを介した入力信号を入力電
圧に減算することにより、実際の入力電圧が入力電流に
対して低く作用することを補正して、入力電流の波形を
正弦波に近くして、リプル分の少ない直流電圧を得るこ
とができるとともに、入力電流の高調波成分を少なくす
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブフィルタ回路の一実施の形
態を示す回路図である。
【図2】同上他の実施の形態のアクティブフィルタ回路
を示す図である。
【図3】従来の波形を示す波形図である。
【符号の説明】
2 チョッパ手段としての昇圧チョッパ回路 4 入力電圧検出手段としての入力電圧検出回路 5 バンドパスフィルタ 6 加算手段としての加算器 7 制御手段としての演算回路 12 減算手段としての減算器 Q1 スイッチング手段としての電界効果トランジスタ E 商用交流電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 3/155 H02M 3/155 H

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スイッチング手段を有し整流された交流
    電源からの電圧を前記スイッチング手段を発振させてチ
    ョッピングするチョッパ手段と、 このチョッパ手段に入力される入力電圧を検出する入力
    電圧検出手段と、 前記チョッパ手段の入力電圧を前記スイッチング手段の
    発振周波数に対応する所定周波数を通過させるバンドパ
    スフィルタと、 前記入力電圧検出手段で検出された入力電圧に前記バン
    ドパスフィルタを介した入力電圧を加算する加算手段
    と、 少なくともこの加算手段で加算された入力電圧に従い前
    記スイッチング手段を発振させる制御手段とを具備した
    アクティブフィルタ回路。
  2. 【請求項2】 スイッチング手段を有し整流された交流
    電源からの電圧を前記スイッチング手段を発振させてチ
    ョッピングするチョッパ手段と、 このチョッパ手段に入力される入力電圧を検出する入力
    電圧検出手段と、 前記チョッパ手段の入力電圧を前記スイッチング手段の
    発振周波数に対応する所定周波数を通過させるバンドパ
    スフィルタと、 前記入力電圧検出手段で検出された入力電圧に前記バン
    ドパスフィルタを介した入力電圧を減算する減算手段
    と、 少なくともこの減算手段で減算された入力電圧に従い前
    記スイッチング手段を発振させる制御手段とを具備した
    アクティブフィルタ回路。
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