JPH1042559A - 昇降圧形電力調整装置 - Google Patents
昇降圧形電力調整装置Info
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- JPH1042559A JPH1042559A JP8191754A JP19175496A JPH1042559A JP H1042559 A JPH1042559 A JP H1042559A JP 8191754 A JP8191754 A JP 8191754A JP 19175496 A JP19175496 A JP 19175496A JP H1042559 A JPH1042559 A JP H1042559A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 変圧器を用いることなく、負荷に０から入力
交流電圧より高い電圧まで連続的かつ無瞬断で供給可能
とする。 【解決手段】 ダイオードＤ１とＤ２，Ｄ３とＤ４，Ｄ
５とＤ６からなる第１，第２，第３の直列回路を並設し
て構成される３相ブリッジ回路のＤ１〜Ｄ６には夫々ス
イッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を逆並列に接続し、かつ、第
１の直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ１を介して
単相交流電源の一方の端子を、第３の直列回路の直列接
続点にはリアクトルＬ２を介して単相負荷の一方の端子
を、第２の直列回路の直列接続点には直接単相交流電
源，単相負荷の各他方の端子を夫々接続し、さらに、３
相ブリッジ回路の正，負極間にはコンデンサＣ２を、ま
た、単相交流電源，単相負荷と並列に夫々コンデンサＣ
１，Ｃ３を接続して構成する。
交流電圧より高い電圧まで連続的かつ無瞬断で供給可能
とする。 【解決手段】 ダイオードＤ１とＤ２，Ｄ３とＤ４，Ｄ
５とＤ６からなる第１，第２，第３の直列回路を並設し
て構成される３相ブリッジ回路のＤ１〜Ｄ６には夫々ス
イッチング素子Ｓ１〜Ｓ６を逆並列に接続し、かつ、第
１の直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ１を介して
単相交流電源の一方の端子を、第３の直列回路の直列接
続点にはリアクトルＬ２を介して単相負荷の一方の端子
を、第２の直列回路の直列接続点には直接単相交流電
源，単相負荷の各他方の端子を夫々接続し、さらに、３
相ブリッジ回路の正，負極間にはコンデンサＣ２を、ま
た、単相交流電源，単相負荷と並列に夫々コンデンサＣ
１，Ｃ３を接続して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、交流電源を電圧
制御または電力制御して負荷に供給する昇降圧形電力調
整装置の改良に関する。
制御または電力制御して負荷に供給する昇降圧形電力調
整装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の昇降圧形電力調整装置として
は、サイリスタや接点スイッチと変圧器を組み合わせた
ものが知られている。図５にサイリスタと変圧器を組み
合わせた第１の従来例を示す。同図では、電源と、サイ
リスタ１，２を逆並列に接続したスイッチ回路と、変圧
器１次巻線とが直列に、また、変圧器２次巻線間に負荷
が、それぞれ接続されて構成されている。このような構
成において、交流電圧が正の半周期では、サイリスタ２
を位相制御することにより、変圧器の１次側には位相制
御された正弦波の一部が印加される。このとき、変圧器
の巻数比を１：ｎとすると、２次側には位相制御された
波形のｎ倍の電圧が出力され、負荷に印加される。な
お、負の半周期にはサイリスタ１を位相制御することで
正の半周期の場合と同様、負荷には位相制御された電圧
のｎ倍の電圧が印加される。
は、サイリスタや接点スイッチと変圧器を組み合わせた
ものが知られている。図５にサイリスタと変圧器を組み
合わせた第１の従来例を示す。同図では、電源と、サイ
リスタ１，２を逆並列に接続したスイッチ回路と、変圧
器１次巻線とが直列に、また、変圧器２次巻線間に負荷
が、それぞれ接続されて構成されている。このような構
成において、交流電圧が正の半周期では、サイリスタ２
を位相制御することにより、変圧器の１次側には位相制
御された正弦波の一部が印加される。このとき、変圧器
の巻数比を１：ｎとすると、２次側には位相制御された
波形のｎ倍の電圧が出力され、負荷に印加される。な
お、負の半周期にはサイリスタ１を位相制御することで
正の半周期の場合と同様、負荷には位相制御された電圧
のｎ倍の電圧が印加される。
【０００３】図６に接点スイッチと単巻変圧器を組み合
わせた第２の従来例を示す。ここでは、単巻変圧器の入
力は電源に、単巻変圧器の出力の各タップは接点スイッ
チを介して負荷の一方の端子に、単巻変圧器のもう一方
の端子は負荷のもう一方（他方）の端子に、それぞれ接
続されている。このような構成において、接点スイッチ
ＳＷ１からＳＷｍは出力指令に応じてどれか１つをオン
させる。これにより、負荷には電源電圧をタップの変圧
比倍した電圧が印加される。例えば、ＳＷ１のタップが
ｎ倍のとき、ＳＷ１がオンすると、負荷には電源電圧に
ｎ倍の電圧が印加されることになる。
わせた第２の従来例を示す。ここでは、単巻変圧器の入
力は電源に、単巻変圧器の出力の各タップは接点スイッ
チを介して負荷の一方の端子に、単巻変圧器のもう一方
の端子は負荷のもう一方（他方）の端子に、それぞれ接
続されている。このような構成において、接点スイッチ
ＳＷ１からＳＷｍは出力指令に応じてどれか１つをオン
させる。これにより、負荷には電源電圧をタップの変圧
比倍した電圧が印加される。例えば、ＳＷ１のタップが
ｎ倍のとき、ＳＷ１がオンすると、負荷には電源電圧に
ｎ倍の電圧が印加されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置では、サイ
リスタや接点スイッチと変圧器を組み合わせて出力電圧
または電力を調整しているため、第１の従来例では下記
のような問題がある。 （１）位相制御による電圧歪みが大きい。 （２）負荷に歪み電圧を供給するため、入力電流も歪み
波形となる。 （３）位相制御を行なうので、電源容量は負荷容量の数
倍必要となる。 （４）電源電圧より高い電圧を発生させるための商用変
圧器が必要で、質量，体積が大きく装置の小形，軽量化
の妨げとなる。また、歪み波形に対する耐量が必要で、
正弦波印加の変圧器に比べて高価である。
リスタや接点スイッチと変圧器を組み合わせて出力電圧
または電力を調整しているため、第１の従来例では下記
のような問題がある。 （１）位相制御による電圧歪みが大きい。 （２）負荷に歪み電圧を供給するため、入力電流も歪み
波形となる。 （３）位相制御を行なうので、電源容量は負荷容量の数
倍必要となる。 （４）電源電圧より高い電圧を発生させるための商用変
圧器が必要で、質量，体積が大きく装置の小形，軽量化
の妨げとなる。また、歪み波形に対する耐量が必要で、
正弦波印加の変圧器に比べて高価である。
【０００５】また、第２の従来例では、以下のような問
題がある。 （イ）単巻変圧器のタップ切換方式であるため、接点の
寿命が短い。 （ロ）単巻変圧器のタップ数に応じた出力分解能しか持
たず、ステップ状の調節しかできない。 （ハ）接点の切換時に瞬停（瞬断）が生じる。 したがって、この発明の課題は入力電源容量を負荷容量
と等しくするとともに電流歪みを無くし、かつ、変圧器
を用いることなく負荷に０Ｖから入力より高い電圧まで
を連続的に無瞬断で供給できるようにすることにある。
題がある。 （イ）単巻変圧器のタップ切換方式であるため、接点の
寿命が短い。 （ロ）単巻変圧器のタップ数に応じた出力分解能しか持
たず、ステップ状の調節しかできない。 （ハ）接点の切換時に瞬停（瞬断）が生じる。 したがって、この発明の課題は入力電源容量を負荷容量
と等しくするとともに電流歪みを無くし、かつ、変圧器
を用いることなく負荷に０Ｖから入力より高い電圧まで
を連続的に無瞬断で供給できるようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項１の発明では、第１ダイオードのアノード
端子と第２ダイオードのカソード端子を接続した第１の
ダイオード直列回路と、第３ダイオードのアノード端子
と第４ダイオードのカソード端子を接続した第２のダイ
オード直列回路と、第５ダイオードのアノード端子と第
６ダイオードのカソード端子を接続した第３のダイオー
ド直列回路とを互いに並列接続した３相ブリッジ回路の
すべてのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング
素子を接続し、前記第１のダイオード直列回路の直列接
続点には第１のリアクトルを介して単相交流電源の一方
の端子を、前記第３のダイオード直列回路の直列接続点
には第２のリアクトルを介して単相負荷の一方の端子
を、前記第２のダイオード直列回路の直列接続点は直接
前記単相交流電源および単相負荷の各他方の端子に、前
記３相ブリッジ回路の正極，負極間には第１のコンデン
サを、単相交流電源と並列に第２のコンデンサを、単相
負荷と並列に第３のコンデンサを、それぞれ接続するよ
うにしている。
べく、請求項１の発明では、第１ダイオードのアノード
端子と第２ダイオードのカソード端子を接続した第１の
ダイオード直列回路と、第３ダイオードのアノード端子
と第４ダイオードのカソード端子を接続した第２のダイ
オード直列回路と、第５ダイオードのアノード端子と第
６ダイオードのカソード端子を接続した第３のダイオー
ド直列回路とを互いに並列接続した３相ブリッジ回路の
すべてのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング
素子を接続し、前記第１のダイオード直列回路の直列接
続点には第１のリアクトルを介して単相交流電源の一方
の端子を、前記第３のダイオード直列回路の直列接続点
には第２のリアクトルを介して単相負荷の一方の端子
を、前記第２のダイオード直列回路の直列接続点は直接
前記単相交流電源および単相負荷の各他方の端子に、前
記３相ブリッジ回路の正極，負極間には第１のコンデン
サを、単相交流電源と並列に第２のコンデンサを、単相
負荷と並列に第３のコンデンサを、それぞれ接続するよ
うにしている。
【０００７】また、請求項２の発明では、第１ダイオー
ドのアノード端子と第２ダイオードのカソード端子を接
続した第１のダイオード直列回路と、第３ダイオードの
アノード端子と第４ダイオードのカソード端子を接続し
た第２のダイオード直列回路と、第５ダイオードのアノ
ード端子と第６ダイオードのカソード端子を接続した第
３のダイオード直列回路とを互いに並列接続した第１の
３相ブリッジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆
並列にスイッチング素子を接続し、第７ダイオードのア
ノード端子と第８ダイオードのカソード端子を接続した
第４のダイオード直列回路と、第９ダイオードのアノー
ド端子と第１０ダイオードのカソード端子を接続した第
５のダイオード直列回路と、第１１ダイオードのアノー
ド端子と第１２ダイオードのカソード端子を接続した第
６のダイオード直列回路とを互いに並列接続した第２の
３相ブリッジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆
並列にスイッチング素子を接続し、前記第１の３相ブリ
ッジ回路の第１のダイオード直列回路の直列接続点には
第１のリアクトルを介して３相交流電源の第１相の端子
を、前記第３のダイオード直列回路の直列接続点には第
２のリアクトルを介して３相出力の第１相の端子を、前
記第２のダイオード直列回路の直列接続点には３相交流
電源の第２相の端子と３相出力の第２相の端子を、前記
第２の３相ブリッジ回路の第４のダイオード直列回路の
直列接続点には第３のリアクトルを介して３相交流電源
の第３相の端子を、前記第６のダイオード直列回路の直
列接続点には第４のリアクトルを介して３相出力の第３
相の端子を、前記第５のダイオード直列回路の直列接続
点には前記第１の３相ブリッジ回路の第２のダイオード
直列回路と同一の端子を、第１，第２の３相ブリッジ回
路の正，負極端子間にはそれぞれ第１，第２のコンデン
サを、前記３相交流電源の第１，第２相間および第２，
第３相間にはそれぞれ第３，第４のコンデンサを、前記
３相出力の第１，第２相間および第２，第３相間にはそ
れぞれ第５，第６のコンデンサを、接続するようにして
いる。
ドのアノード端子と第２ダイオードのカソード端子を接
続した第１のダイオード直列回路と、第３ダイオードの
アノード端子と第４ダイオードのカソード端子を接続し
た第２のダイオード直列回路と、第５ダイオードのアノ
ード端子と第６ダイオードのカソード端子を接続した第
３のダイオード直列回路とを互いに並列接続した第１の
３相ブリッジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆
並列にスイッチング素子を接続し、第７ダイオードのア
ノード端子と第８ダイオードのカソード端子を接続した
第４のダイオード直列回路と、第９ダイオードのアノー
ド端子と第１０ダイオードのカソード端子を接続した第
５のダイオード直列回路と、第１１ダイオードのアノー
ド端子と第１２ダイオードのカソード端子を接続した第
６のダイオード直列回路とを互いに並列接続した第２の
３相ブリッジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆
並列にスイッチング素子を接続し、前記第１の３相ブリ
ッジ回路の第１のダイオード直列回路の直列接続点には
第１のリアクトルを介して３相交流電源の第１相の端子
を、前記第３のダイオード直列回路の直列接続点には第
２のリアクトルを介して３相出力の第１相の端子を、前
記第２のダイオード直列回路の直列接続点には３相交流
電源の第２相の端子と３相出力の第２相の端子を、前記
第２の３相ブリッジ回路の第４のダイオード直列回路の
直列接続点には第３のリアクトルを介して３相交流電源
の第３相の端子を、前記第６のダイオード直列回路の直
列接続点には第４のリアクトルを介して３相出力の第３
相の端子を、前記第５のダイオード直列回路の直列接続
点には前記第１の３相ブリッジ回路の第２のダイオード
直列回路と同一の端子を、第１，第２の３相ブリッジ回
路の正，負極端子間にはそれぞれ第１，第２のコンデン
サを、前記３相交流電源の第１，第２相間および第２，
第３相間にはそれぞれ第３，第４のコンデンサを、前記
３相出力の第１，第２相間および第２，第３相間にはそ
れぞれ第５，第６のコンデンサを、接続するようにして
いる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の第１の実施の形
態を示す回路図である。図１からも明らかなように、こ
の回路はダイオードＤ１のアノード端子とダイオードＤ
２のカソード端子を接続した第１のダイオード直列回路
と、ダイオードＤ３のアノード端子とダイオードＤ４の
カソード端子を接続した第２のダイオード直列回路と、
ダイオードＤ５のアノード端子とダイオードＤ６のカソ
ード端子を接続した第３のダイオード直列回路とを互い
に並列接続した３相ブリッジ回路の、すべてのダイオー
ドにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を接続し、上記第１のダイオード
直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ１を介して単相
交流電源の一方の端子例えば端子Ｒを、上記第３のダイ
オード直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ２を介し
て単相負荷の一方の端子例えば端子Ｕを、前記第２のダ
イオード直列回路の直列接続点は直接前記単相交流電源
および単相負荷の各他方の端子（例えばＳ，Ｖ）に、前
記３相ブリッジ回路の正極（Ｐ），負極（Ｎ）間にはコ
ンデンサＣ２を、この単相交流電源と並列にコンデンサ
Ｃ１を、単相負荷と並列にコンデンサＣ３を、それぞれ
接続して構成される。
態を示す回路図である。図１からも明らかなように、こ
の回路はダイオードＤ１のアノード端子とダイオードＤ
２のカソード端子を接続した第１のダイオード直列回路
と、ダイオードＤ３のアノード端子とダイオードＤ４の
カソード端子を接続した第２のダイオード直列回路と、
ダイオードＤ５のアノード端子とダイオードＤ６のカソ
ード端子を接続した第３のダイオード直列回路とを互い
に並列接続した３相ブリッジ回路の、すべてのダイオー
ドにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，
Ｓ３Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を接続し、上記第１のダイオード
直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ１を介して単相
交流電源の一方の端子例えば端子Ｒを、上記第３のダイ
オード直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ２を介し
て単相負荷の一方の端子例えば端子Ｕを、前記第２のダ
イオード直列回路の直列接続点は直接前記単相交流電源
および単相負荷の各他方の端子（例えばＳ，Ｖ）に、前
記３相ブリッジ回路の正極（Ｐ），負極（Ｎ）間にはコ
ンデンサＣ２を、この単相交流電源と並列にコンデンサ
Ｃ１を、単相負荷と並列にコンデンサＣ３を、それぞれ
接続して構成される。
【０００９】図１の降圧動作について、図２を参照して
説明する。図２に示す電源電圧Ｖｉｎが正の半サイクル
においてスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態のと
き、スイッチング素子Ｓ５をオンさせると、負荷には、
電源（Ｒ）→リアクトルＬ１→ダイオードＤ１→スイッ
チＳ５→リアクトルＬ２→負荷→電源（Ｓ）の経路で電
源が印加されるとともに電流が流れる。このとき、電圧
と電流の位相が異なる場合（電圧が正，電流が負）、電
流は、電源（Ｓ）→負荷→リアクトルＬ２→ダイオード
Ｄ５→スイッチＳ１→リアクトルＬ１→電源（Ｒ）の経
路で流れる。次に、スイッチング素子Ｓ５をオフさせて
スイッチング素子Ｓ６をオンさせると、電源から負荷へ
の電圧印加経路が断たれ、出力電圧は零となる。このと
き、負荷側の電流は、負荷→スイッチＳ４→ダイオード
Ｄ６→リアクトルＬ２→負荷の経路で環流する。このと
き、電圧と電流の位相が異なる場合（電圧が正，電流が
負）、負荷側の電流は、負荷→リアクトルＬ２→スイッ
チＳ６→ダイオードＤ４→負荷の経路で環流する。この
ような動作を高周波で繰り返すことで、負荷には図２の
ような出力電圧Ｖｏｕｔが印加される。このとき、スイ
ッチＳ５とＳ６のオン，オフ比は、図２に示す出力電圧
指令に比例する降圧指令Ｖｄｏｗｎとキャリア信号との
比較により得られる降圧ＰＷＭ信号で決定される。ま
た、負荷に印加される電圧が正弦波になるのは、Ｌ２と
Ｃ３がフィルタとして働き、入力電圧を裁断したＶｏｕ
ｔ’を平滑するためである。
説明する。図２に示す電源電圧Ｖｉｎが正の半サイクル
においてスイッチング素子Ｓ１，Ｓ４がオン状態のと
き、スイッチング素子Ｓ５をオンさせると、負荷には、
電源（Ｒ）→リアクトルＬ１→ダイオードＤ１→スイッ
チＳ５→リアクトルＬ２→負荷→電源（Ｓ）の経路で電
源が印加されるとともに電流が流れる。このとき、電圧
と電流の位相が異なる場合（電圧が正，電流が負）、電
流は、電源（Ｓ）→負荷→リアクトルＬ２→ダイオード
Ｄ５→スイッチＳ１→リアクトルＬ１→電源（Ｒ）の経
路で流れる。次に、スイッチング素子Ｓ５をオフさせて
スイッチング素子Ｓ６をオンさせると、電源から負荷へ
の電圧印加経路が断たれ、出力電圧は零となる。このと
き、負荷側の電流は、負荷→スイッチＳ４→ダイオード
Ｄ６→リアクトルＬ２→負荷の経路で環流する。このと
き、電圧と電流の位相が異なる場合（電圧が正，電流が
負）、負荷側の電流は、負荷→リアクトルＬ２→スイッ
チＳ６→ダイオードＤ４→負荷の経路で環流する。この
ような動作を高周波で繰り返すことで、負荷には図２の
ような出力電圧Ｖｏｕｔが印加される。このとき、スイ
ッチＳ５とＳ６のオン，オフ比は、図２に示す出力電圧
指令に比例する降圧指令Ｖｄｏｗｎとキャリア信号との
比較により得られる降圧ＰＷＭ信号で決定される。ま
た、負荷に印加される電圧が正弦波になるのは、Ｌ２と
Ｃ３がフィルタとして働き、入力電圧を裁断したＶｏｕ
ｔ’を平滑するためである。
【００１０】次に、電源電圧Ｖｉｎが負の半サイクルに
おいてスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態のとき、
スイッチング素子Ｓ６をオンさせると、負荷には、電源
（Ｓ）→負荷→リアクトルＬ２→スイッチＳ６→ダイオ
ードＤ２→リアクトルＬ１→電源（Ｒ）の経路で電源が
印加されるとともに電流が流れる。このとき、電圧と電
流の位相が異なる場合（電圧が負、電流が正）、電流
は、電源（Ｒ）→リアクトルＬ１→スイッチＳ２→ダイ
オードＤ６→リアクトルＬ２→負荷→電源（Ｓ）の経路
で流れる。次に、スイッチング素子Ｓ６をオフさせてス
イッチング素子Ｓ５をオンさせると、電源から負荷への
電圧印加経路が断たれて出力電圧は零となる。このと
き、負荷側の電流は、負荷→リアクトルＬ２→ダイオー
ドＤ５→スイッチＳ３→負荷の経路で環流する。このと
き、電圧と電流の位相が異なる場合（電圧が負、電流が
負）、負荷側の電流は、負荷→ダイオードＤ３→スイッ
チＳ５→リアクトルＬ２→負荷の経路で環流する。この
ような動作を高周波で繰り返すことで、負荷には図２の
ような出力電圧Ｖｏｕｔが印加される。このとき、スイ
ッチＳ５とＳ６のオン，オフ比は正の半周期と同様、図
２に示す出力電圧指令に比例する降圧指令Ｖｄｏｗｎと
キャリア信号との比較により得られる降圧ＰＷＭ信号で
決定される。また、負荷に印加される電圧が正弦波にな
るのは、Ｌ２とＣ３がフィルタとして働き、入力電圧を
裁断したＶｏｕｔ’を平滑するためであるのも、正の半
周期の場合と同様である。
おいてスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３がオン状態のとき、
スイッチング素子Ｓ６をオンさせると、負荷には、電源
（Ｓ）→負荷→リアクトルＬ２→スイッチＳ６→ダイオ
ードＤ２→リアクトルＬ１→電源（Ｒ）の経路で電源が
印加されるとともに電流が流れる。このとき、電圧と電
流の位相が異なる場合（電圧が負、電流が正）、電流
は、電源（Ｒ）→リアクトルＬ１→スイッチＳ２→ダイ
オードＤ６→リアクトルＬ２→負荷→電源（Ｓ）の経路
で流れる。次に、スイッチング素子Ｓ６をオフさせてス
イッチング素子Ｓ５をオンさせると、電源から負荷への
電圧印加経路が断たれて出力電圧は零となる。このと
き、負荷側の電流は、負荷→リアクトルＬ２→ダイオー
ドＤ５→スイッチＳ３→負荷の経路で環流する。このと
き、電圧と電流の位相が異なる場合（電圧が負、電流が
負）、負荷側の電流は、負荷→ダイオードＤ３→スイッ
チＳ５→リアクトルＬ２→負荷の経路で環流する。この
ような動作を高周波で繰り返すことで、負荷には図２の
ような出力電圧Ｖｏｕｔが印加される。このとき、スイ
ッチＳ５とＳ６のオン，オフ比は正の半周期と同様、図
２に示す出力電圧指令に比例する降圧指令Ｖｄｏｗｎと
キャリア信号との比較により得られる降圧ＰＷＭ信号で
決定される。また、負荷に印加される電圧が正弦波にな
るのは、Ｌ２とＣ３がフィルタとして働き、入力電圧を
裁断したＶｏｕｔ’を平滑するためであるのも、正の半
周期の場合と同様である。
【００１１】図１における昇圧動作について、図３を参
照して説明する。図３に示す電源電圧Ｖｉｎが正の半サ
イクルにおいてスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がオン状態
のとき、スイッチング素子Ｓ２をオンさせると、リアク
トルＬ１には、電源（Ｒ）→リアクトルＬ１→スイッチ
Ｓ２→ダイオードＤ４→電源（Ｓ）の経路でエネルギー
が蓄積される。次いで、スイッチング素子Ｓ２をオフさ
せると、出力端子ＵＶ間のコンデンサＣ３には、リアク
トルＬ１に蓄えられたエネルギーが、電源（Ｒ）→リア
クトルＬ１→ダイオードＤ１→スイッチＳ５→リアクト
ルＬ２→コンデンサＣ３→電源（Ｓ）の経路でＶｉｎと
同極性に充電され、Ｃ３すなわち負荷には正の電圧が印
加される。このとき、Ｓ２のオフと同時にＳ１をオンさ
せることで、電源の電圧と電流の位相が異なる場合で
も、電流を連続的に流すことが可能となる。このような
動作を高周波で繰り返すことで、出力電圧すなわち負荷
には図３に示すように、入力電圧よりも高い出力電圧Ｖ
ｏｕｔが印加される。このとき、スイッチＳ１とＳ２の
オン，オフ比は、図３に示す出力電圧指令に比例する昇
圧指令Ｖｕｐとキャリア信号との比較により得られる昇
圧ＰＷＭ信号で決定できる。また、Ｌ１の電流は図３に
ＩＬ１として示すようにリプルを持った電流となるが、
Ｌ１とＣ１がフィルタとして動作するため、入力電流は
リプルのない正弦波となる。さらに、コンデンサＣ３の
容量が小さい場合は、図３に点線で示すＶｏｕｔ’のよ
うに、電圧波形にリプルが含まれることは自明である。
照して説明する。図３に示す電源電圧Ｖｉｎが正の半サ
イクルにおいてスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５がオン状態
のとき、スイッチング素子Ｓ２をオンさせると、リアク
トルＬ１には、電源（Ｒ）→リアクトルＬ１→スイッチ
Ｓ２→ダイオードＤ４→電源（Ｓ）の経路でエネルギー
が蓄積される。次いで、スイッチング素子Ｓ２をオフさ
せると、出力端子ＵＶ間のコンデンサＣ３には、リアク
トルＬ１に蓄えられたエネルギーが、電源（Ｒ）→リア
クトルＬ１→ダイオードＤ１→スイッチＳ５→リアクト
ルＬ２→コンデンサＣ３→電源（Ｓ）の経路でＶｉｎと
同極性に充電され、Ｃ３すなわち負荷には正の電圧が印
加される。このとき、Ｓ２のオフと同時にＳ１をオンさ
せることで、電源の電圧と電流の位相が異なる場合で
も、電流を連続的に流すことが可能となる。このような
動作を高周波で繰り返すことで、出力電圧すなわち負荷
には図３に示すように、入力電圧よりも高い出力電圧Ｖ
ｏｕｔが印加される。このとき、スイッチＳ１とＳ２の
オン，オフ比は、図３に示す出力電圧指令に比例する昇
圧指令Ｖｕｐとキャリア信号との比較により得られる昇
圧ＰＷＭ信号で決定できる。また、Ｌ１の電流は図３に
ＩＬ１として示すようにリプルを持った電流となるが、
Ｌ１とＣ１がフィルタとして動作するため、入力電流は
リプルのない正弦波となる。さらに、コンデンサＣ３の
容量が小さい場合は、図３に点線で示すＶｏｕｔ’のよ
うに、電圧波形にリプルが含まれることは自明である。
【００１２】次に、電源電圧Ｖｉｎが負の半サイクルに
おいてスイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がオン状態のとき、
スイッチング素子Ｓ１をオンさせると、リアクトルＬ１
には、電源（Ｓ）→ダイオードＤ３→スイッチＳ１→リ
アクトルＬ１→電源（Ｒ）の経路でエネルギーが蓄積さ
れる。次いで、スイッチング素子Ｓ１をオフさせると、
出力端子ＵＶ間のコンデンサＣ３には、リアクトルＬ１
に蓄えられたエネルギーが、電源（Ｓ）→コンデンサＣ
３→リアクトルＬ２→スイッチＳ６→ダイオードＤ２→
リアクトルＬ１→電源（Ｒ）の経路で、Ｖｉｎと同極性
に充電され、Ｃ３すなわち負荷には負の電圧が印加され
る。このとき、Ｓ１のオフと同時にＳ２をオンさせるこ
とで、電源の電圧と電流の位相が異なる場合でも、電流
を連続的に流すことが可能となる。このような動作を高
周波で繰り返すことで、出力電圧すなわち負荷には図３
に示すように、入力電圧よりも高い出力電圧Ｖｏｕｔが
印加される。このとき、正の半サイクルと同様、スイッ
チＳ１とＳ２のオン，オフ比は、図３に示す出力電圧指
令に比例する昇圧指令Ｖｕｐとキャリア信号との比較に
より得られる昇圧ＰＷＭ信号で決定できる。また、Ｌ１
の電流は、図３にＩＬ１として示すようにリプルを持っ
た電流となるが、Ｌ１とＣ１がフィルタとして動作する
ため、入力電流はリプルのない正弦波となる。さらに、
コンデンサＣ３の容量が小さい場合は、図３に点線で示
すＶｏｕｔ’のように、電圧波形にリプルが含まれるこ
とになるのも明らかである。
おいてスイッチング素子Ｓ３，Ｓ６がオン状態のとき、
スイッチング素子Ｓ１をオンさせると、リアクトルＬ１
には、電源（Ｓ）→ダイオードＤ３→スイッチＳ１→リ
アクトルＬ１→電源（Ｒ）の経路でエネルギーが蓄積さ
れる。次いで、スイッチング素子Ｓ１をオフさせると、
出力端子ＵＶ間のコンデンサＣ３には、リアクトルＬ１
に蓄えられたエネルギーが、電源（Ｓ）→コンデンサＣ
３→リアクトルＬ２→スイッチＳ６→ダイオードＤ２→
リアクトルＬ１→電源（Ｒ）の経路で、Ｖｉｎと同極性
に充電され、Ｃ３すなわち負荷には負の電圧が印加され
る。このとき、Ｓ１のオフと同時にＳ２をオンさせるこ
とで、電源の電圧と電流の位相が異なる場合でも、電流
を連続的に流すことが可能となる。このような動作を高
周波で繰り返すことで、出力電圧すなわち負荷には図３
に示すように、入力電圧よりも高い出力電圧Ｖｏｕｔが
印加される。このとき、正の半サイクルと同様、スイッ
チＳ１とＳ２のオン，オフ比は、図３に示す出力電圧指
令に比例する昇圧指令Ｖｕｐとキャリア信号との比較に
より得られる昇圧ＰＷＭ信号で決定できる。また、Ｌ１
の電流は、図３にＩＬ１として示すようにリプルを持っ
た電流となるが、Ｌ１とＣ１がフィルタとして動作する
ため、入力電流はリプルのない正弦波となる。さらに、
コンデンサＣ３の容量が小さい場合は、図３に点線で示
すＶｏｕｔ’のように、電圧波形にリプルが含まれるこ
とになるのも明らかである。
【００１３】図４はこの発明の第２の実施の形態を示す
回路図である。これは、ダイオードＤ７のアノード端子
とダイオードＤ８のカソード端子を接続した第１のダイ
オード直列回路と、ダイオードＤ９のアノード端子とダ
イオードＤ１０のカソード端子を接続した第２のダイオ
ード直列回路と、ダイオードＤ１１のアノード端子とダ
イオードＤ１２のカソード端子を接続した第３のダイオ
ード直列回路とを互いに並列接続した第１の３相ブリッ
ジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイ
ッチング素子Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１
２を接続し、ダイオードＤ１３のアノード端子とダイオ
ードＤ１４のカソード端子を接続した第４のダイオード
直列回路と、ダイオードＤ１５のアノード端子とダイオ
ードＤ１６のカソード端子を接続した第５のダイオード
直列回路と、第１１ダイオードＤ１７のアノード端子と
ダイオードＤ１８のカソード端子を接続した第６のダイ
オード直列回路とを互いに並列接続した第２の３相ブリ
ッジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆並列にス
イッチング素子Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１
７，Ｓ１８を接続し、前記第１の３相ブリッジ回路の第
１のダイオード直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ
３を介して３相交流電源の第１相（例えばＲ相）の端子
を、前記第３のダイオード直列回路の直列接続点にはリ
アクトルＬ４を介して３相出力の第１相（例えばＵ相）
の端子を、前記第２のダイオード直列回路の直列接続点
には相交流電源の第２相（例えばＳ相）の端子と３相出
力の第２相（例えばＶ相）の端子を、前記第２の３相ブ
リッジ回路の第４のダイオード直列回路の直列接続点に
はリアクトルＬ５を介して３相交流電源の第３相（例え
ばＴ相）の端子を、前記第６のダイオード直列回路の直
列接続点にはリアクトルＬ６を介して３相出力の第３相
（例えばＷ相）の端子を、前記第５のダイオード直列回
路の直列接続点には前記第１の３相ブリッジ回路の第２
のダイオードと同一の端子（Ｓ相，Ｖ相）を、第１，第
２の３相ブリッジ回路の正，負極端子間にはそれぞれコ
ンデンサＣ５，Ｃ８を、前記３相交流電源の第１，第２
（Ｒ，Ｓ）相間および第２，第３（Ｓ，Ｔ）相間にはそ
れぞれそれぞれコンデンサＣ４，Ｃ７を、前記３相出力
の第１，第２（Ｕ，Ｖ）相間および第２，第３（Ｓ，
Ｔ）相間にはそれぞれコンデンサＣ６，Ｃ９を接続して
構成される。
回路図である。これは、ダイオードＤ７のアノード端子
とダイオードＤ８のカソード端子を接続した第１のダイ
オード直列回路と、ダイオードＤ９のアノード端子とダ
イオードＤ１０のカソード端子を接続した第２のダイオ
ード直列回路と、ダイオードＤ１１のアノード端子とダ
イオードＤ１２のカソード端子を接続した第３のダイオ
ード直列回路とを互いに並列接続した第１の３相ブリッ
ジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイ
ッチング素子Ｓ７，Ｓ８，Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１
２を接続し、ダイオードＤ１３のアノード端子とダイオ
ードＤ１４のカソード端子を接続した第４のダイオード
直列回路と、ダイオードＤ１５のアノード端子とダイオ
ードＤ１６のカソード端子を接続した第５のダイオード
直列回路と、第１１ダイオードＤ１７のアノード端子と
ダイオードＤ１８のカソード端子を接続した第６のダイ
オード直列回路とを互いに並列接続した第２の３相ブリ
ッジ回路のすべてのダイオードにはそれぞれ逆並列にス
イッチング素子Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６，Ｓ１
７，Ｓ１８を接続し、前記第１の３相ブリッジ回路の第
１のダイオード直列回路の直列接続点にはリアクトルＬ
３を介して３相交流電源の第１相（例えばＲ相）の端子
を、前記第３のダイオード直列回路の直列接続点にはリ
アクトルＬ４を介して３相出力の第１相（例えばＵ相）
の端子を、前記第２のダイオード直列回路の直列接続点
には相交流電源の第２相（例えばＳ相）の端子と３相出
力の第２相（例えばＶ相）の端子を、前記第２の３相ブ
リッジ回路の第４のダイオード直列回路の直列接続点に
はリアクトルＬ５を介して３相交流電源の第３相（例え
ばＴ相）の端子を、前記第６のダイオード直列回路の直
列接続点にはリアクトルＬ６を介して３相出力の第３相
（例えばＷ相）の端子を、前記第５のダイオード直列回
路の直列接続点には前記第１の３相ブリッジ回路の第２
のダイオードと同一の端子（Ｓ相，Ｖ相）を、第１，第
２の３相ブリッジ回路の正，負極端子間にはそれぞれコ
ンデンサＣ５，Ｃ８を、前記３相交流電源の第１，第２
（Ｒ，Ｓ）相間および第２，第３（Ｓ，Ｔ）相間にはそ
れぞれそれぞれコンデンサＣ４，Ｃ７を、前記３相出力
の第１，第２（Ｕ，Ｖ）相間および第２，第３（Ｓ，
Ｔ）相間にはそれぞれコンデンサＣ６，Ｃ９を接続して
構成される。
【００１４】このような構成において、第１の３相ブリ
ッジ回路の各スイッチング素子は３相電源ＲＳを電源、
３相負荷ＵＶを負荷として図２，図３と同様の降圧，昇
圧動作を行ない、第２の３相ブリッジ回路の各スイッチ
ング素子は３相電源ＳＴを電源、３相負荷ＶＷを負荷と
して図２，図３と同様の降圧，昇圧動作を行なう。その
結果、負荷ＵＶとＶＷには位相が１２０度ずれた正弦波
が得られ、３相平衡交流の関係からＷＵ間にも正弦波が
得られることになる。
ッジ回路の各スイッチング素子は３相電源ＲＳを電源、
３相負荷ＵＶを負荷として図２，図３と同様の降圧，昇
圧動作を行ない、第２の３相ブリッジ回路の各スイッチ
ング素子は３相電源ＳＴを電源、３相負荷ＶＷを負荷と
して図２，図３と同様の降圧，昇圧動作を行なう。その
結果、負荷ＵＶとＶＷには位相が１２０度ずれた正弦波
が得られ、３相平衡交流の関係からＷＵ間にも正弦波が
得られることになる。
【００１５】
【発明の効果】この発明によれば、装置の入力電源容量
を負荷容量と等しくして電流歪みを無くすことができ、
かつ、変圧器を用いることなく負荷に０Ｖから入力より
高い電圧までを連続的に無瞬断で供給することが可能に
なる。また、変圧器を用いないので装置の小形，軽量化
も可能となる。
を負荷容量と等しくして電流歪みを無くすことができ、
かつ、変圧器を用いることなく負荷に０Ｖから入力より
高い電圧までを連続的に無瞬断で供給することが可能に
なる。また、変圧器を用いないので装置の小形，軽量化
も可能となる。
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図２】図１における降圧動作を説明する各部波形図で
ある。
ある。
【図３】図１における昇圧動作を説明する各部波形図で
ある。
ある。
【図４】この発明の第２の実施の形態を示す回路図であ
る。
る。
【図５】第１の従来例を示す回路図である。
【図６】第２の従来例を示す回路図である。
Ｓ１〜Ｓ１８…スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ１８…ダイ
オード、Ｃ１〜Ｃ９…コンデンサ、Ｌ１〜Ｌ６…リアク
トル、ＳＷ１〜ＳＷｍ…接点スイッチ。
オード、Ｃ１〜Ｃ９…コンデンサ、Ｌ１〜Ｌ６…リアク
トル、ＳＷ１〜ＳＷｍ…接点スイッチ。
Claims (2)
- 【請求項１】 第１ダイオードのアノード端子と第２ダ
イオードのカソード端子を接続した第１のダイオード直
列回路と、第３ダイオードのアノード端子と第４ダイオ
ードのカソード端子を接続した第２のダイオード直列回
路と、第５ダイオードのアノード端子と第６ダイオード
のカソード端子を接続した第３のダイオード直列回路と
を互いに並列接続した３相ブリッジ回路のすべてのダイ
オードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子を接続
し、前記第１のダイオード直列回路の直列接続点には第
１のリアクトルを介して単相交流電源の一方の端子を、
前記第３のダイオード直列回路の直列接続点には第２の
リアクトルを介して単相負荷の一方の端子を、前記第２
のダイオード直列回路の直列接続点は直接前記単相交流
電源および単相負荷の各他方の端子に、前記３相ブリッ
ジ回路の正極，負極間には第１のコンデンサを、単相交
流電源と並列に第２のコンデンサを、単相負荷と並列に
第３のコンデンサを、それぞれ接続したことを特徴とす
る昇降圧形電力調整装置。 - 【請求項２】 第１ダイオードのアノード端子と第２ダ
イオードのカソード端子を接続した第１のダイオード直
列回路と、第３ダイオードのアノード端子と第４ダイオ
ードのカソード端子を接続した第２のダイオード直列回
路と、第５ダイオードのアノード端子と第６ダイオード
のカソード端子を接続した第３のダイオード直列回路と
を互いに並列接続した第１の３相ブリッジ回路のすべて
のダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子を
接続し、第７ダイオードのアノード端子と第８ダイオー
ドのカソード端子を接続した第４のダイオード直列回路
と、第９ダイオードのアノード端子と第１０ダイオード
のカソード端子を接続した第５のダイオード直列回路
と、第１１ダイオードのアノード端子と第１２ダイオー
ドのカソード端子を接続した第６のダイオード直列回路
とを互いに並列接続した第２の３相ブリッジ回路のすべ
てのダイオードにはそれぞれ逆並列にスイッチング素子
を接続し、前記第１の３相ブリッジ回路の第１のダイオ
ード直列回路の直列接続点には第１のリアクトルを介し
て３相交流電源の第１相の端子を、前記第３のダイオー
ド直列回路の直列接続点には第２のリアクトルを介して
３相出力の第１相の端子を、前記第２のダイオード直列
回路の直列接続点には３相交流電源の第２相の端子と３
相出力の第２相の端子を、前記第２の３相ブリッジ回路
の第４のダイオード直列回路の直列接続点には第３のリ
アクトルを介して３相交流電源の第３相の端子を、前記
第６のダイオード直列回路の直列接続点には第４のリア
クトルを介して３相出力の第３相の端子を、前記第５の
ダイオード直列回路の直列接続点には前記第１の３相ブ
リッジ回路の第２のダイオード直列回路と同一の端子
を、第１，第２の３相ブリッジ回路の正，負極端子間に
はそれぞれ第１，第２のコンデンサを、前記３相交流電
源の第１，第２相間および第２，第３相間にはそれぞれ
第３，第４のコンデンサを、前記３相出力の第１，第２
相間および第２，第３相間にはそれぞれ第５，第６のコ
ンデンサを、接続したことを特徴とする昇降圧形電力調
整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8191754A JPH1042559A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 昇降圧形電力調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8191754A JPH1042559A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 昇降圧形電力調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1042559A true JPH1042559A (ja) | 1998-02-13 |
Family
ID=16279956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8191754A Pending JPH1042559A (ja) | 1996-07-22 | 1996-07-22 | 昇降圧形電力調整装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1042559A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1450476A3 (en) * | 2003-02-18 | 2004-09-08 | Fuji Electric FA Components & Systems Co., Ltd. | Power converter circuit |
| JP2010226843A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Honda Motor Co Ltd | 単相−ｎ相変換装置 |
| JP2012019622A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 電力調整装置 |
| CN104808032A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-29 | 苏州泰思特电子科技有限公司 | 用于消除启动停止时交流磁场中电流波畸变的装置 |
| WO2016067034A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Isis Innovation Limited | Inverter with square wave output and dual power supply network |
| JP2016537942A (ja) * | 2013-10-08 | 2016-12-01 | ダイソン テクノロジー リミテッド | Ａｃ／ａｃ昇圧コンバータを有するブラシレスモータのための駆動回路 |
-
1996
- 1996-07-22 JP JP8191754A patent/JPH1042559A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1450476A3 (en) * | 2003-02-18 | 2004-09-08 | Fuji Electric FA Components & Systems Co., Ltd. | Power converter circuit |
| US6940188B2 (en) | 2003-02-18 | 2005-09-06 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co., Ltd. | Electric power converting device |
| CN100426644C (zh) * | 2003-02-18 | 2008-10-15 | 富士电机机器制御株式会社 | 功率变换装置 |
| JP2010226843A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Honda Motor Co Ltd | 単相−ｎ相変換装置 |
| JP2012019622A (ja) * | 2010-07-08 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 電力調整装置 |
| JP2016537942A (ja) * | 2013-10-08 | 2016-12-01 | ダイソン テクノロジー リミテッド | Ａｃ／ａｃ昇圧コンバータを有するブラシレスモータのための駆動回路 |
| WO2016067034A1 (en) * | 2014-10-31 | 2016-05-06 | Isis Innovation Limited | Inverter with square wave output and dual power supply network |
| CN104808032A (zh) * | 2015-04-13 | 2015-07-29 | 苏州泰思特电子科技有限公司 | 用于消除启动停止时交流磁场中电流波畸变的装置 |
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