JPH1052048A - Power unit - Google Patents
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- JPH1052048A JPH1052048A JP8198111A JP19811196A JPH1052048A JP H1052048 A JPH1052048 A JP H1052048A JP 8198111 A JP8198111 A JP 8198111A JP 19811196 A JP19811196 A JP 19811196A JP H1052048 A JPH1052048 A JP H1052048A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は電源装置に関し、
さらに詳細にいえば、力率の改善および中間次数高調波
電流の抑制を達成するための電源装置に関する。The present invention relates to a power supply device,
More specifically, the present invention relates to a power supply device for achieving an improvement in power factor and suppression of intermediate-order harmonic current.
【0002】[0002]
【従来の技術】空気調和装置、照明機器などのインバー
タ化に伴い、従来の交流負荷に対し、高調波発生量の多
い整流器負荷が急増している。このため、電力系統に電
圧歪が発生し、進相コンデンサ、トランスのうなり、発
火といった問題が発生している。また、このような問題
を考慮して、家電・汎用品高調波ガイドラインが設定さ
れている。もちろん、空気調和装置についてもこのガイ
ドラインが適用される。このガイドラインを考慮して、
従来から、力率改善および高調波低減を目的とする電源
装置が提案されている。2. Description of the Related Art With the use of inverters in air conditioners, lighting equipment, and the like, rectifier loads, which generate a large amount of harmonics, are rapidly increasing in comparison with conventional AC loads. For this reason, voltage distortion occurs in the power system, and problems such as beats and ignition of phase-advancing capacitors and transformers have occurred. In addition, in consideration of such a problem, a home appliance / general product harmonic guideline has been set. Of course, these guidelines also apply to air conditioners. With these guidelines in mind,
2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply device for improving a power factor and reducing a harmonic has been proposed.
【0003】図10に示す電源装置は、入力電圧を全波
整流する全波整流回路13と平滑コンデンサ14との間
にリアクタ15を接続したものである。この電源装置を
採用すれば、図11の波形図に示すように、入力電流は
全波整流回路13の直後に挿入されたリアクタ15によ
って導通角が拡大され、電流ピークが下がるので、ある
程度の高調波低減および力率改善を達成することができ
る。しかし、この電源装置では、電流立下り時(遅相
側)の導通角拡大効果しか持たないので、力率改善効果
が低い。なお、図11中(A)入力電圧波形、図11中
(B)は全波整流回路の出力電圧波形、図11中(C)
は平滑コンデンサの端子間電圧波形、図11中(D)入
力電流波形をそれぞれ示している。The power supply device shown in FIG. 10 has a reactor 15 connected between a full-wave rectifier circuit 13 for full-wave rectification of an input voltage and a smoothing capacitor 14. If this power supply device is adopted, as shown in the waveform diagram of FIG. 11, the conduction angle of the input current is enlarged by the reactor 15 inserted immediately after the full-wave rectifier circuit 13, and the current peak is reduced. Wave reduction and power factor improvement can be achieved. However, this power supply device has only a conduction angle enlargement effect at the time of current falling (slower side), and thus has a low power factor improvement effect. 11A shows an input voltage waveform, FIG. 11B shows an output voltage waveform of a full-wave rectifier circuit, and FIG.
Represents the voltage waveform between the terminals of the smoothing capacitor, and the input current waveform (D) in FIG.
【0004】図12は力率をさらに改善するための従来
の電源装置の電気回路図であり、図10の電源装置と異
なる点は、前記リアクタ15と直列にダイオード16を
接続するとともに、リアクタ15およびダイオード16
の直列接続回路と並列にコンデンサ17を接続した点の
みである(特開平1−248966号公報参照)。この
電源装置を採用すれば、図13の波形図に示すように、
図10の電源装置の改善効果に加えて、コンデンサ17
の充放電電流による電流立上がり時(進相側)の導通角
拡大を達成することができる。このコンデンサ17の充
電電流はリアクタ15の電流よりも早く立上り、図10
の電源装置以上の導通角拡大を達成することができる。
また、コンデンサ17の電流はリアクタ15の電流のピ
ークを抑制することができる。したがって、低次高調波
を抑制し、しかも入力力率を向上させることができる。
なお、図13中(A)は入力電圧波形、図13中(B)
は全波整流回路の出力電圧波形、図13中(C)は平滑
コンデンサの端子間電圧波形、図13中(D)は入力電
流波形、図13中(E)はリアクタを流れる電流波形、
図13中(F)はコンデンサを流れる電流波形をそれぞ
れ示している。FIG. 12 is an electric circuit diagram of a conventional power supply for further improving the power factor. The difference from the power supply of FIG. 10 is that a diode 16 is connected in series with the reactor 15 and And diode 16
(See Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-248966). If this power supply device is adopted, as shown in the waveform diagram of FIG.
In addition to the improvement effect of the power supply device of FIG.
, The conduction angle can be increased when the current rises (leading side) due to the charge / discharge current. The charging current of the capacitor 17 rises earlier than the current of the reactor 15, and FIG.
The power supply device can achieve a larger conduction angle.
Further, the current of the capacitor 17 can suppress the peak of the current of the reactor 15. Therefore, low-order harmonics can be suppressed and the input power factor can be improved.
13 (A) is the input voltage waveform, and FIG. 13 (B)
13 is an output voltage waveform of the full-wave rectifier circuit, (C) in FIG. 13 is a voltage waveform between terminals of the smoothing capacitor, (D) is an input current waveform in FIG. 13, (E) is a current waveform flowing through the reactor,
(F) in FIG. 13 shows the waveform of the current flowing through the capacitor.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図12の電源装置を採
用した場合には、高い力率を達成することができるが、
前記コンデンサが電源系統のインダクタンス成分と直列
共振回路を構成し、力率最適点のコンデンサ容量が前記
の直列共振回路の共振周波数を電源周波数の10〜30
倍とするために、10〜30次の高調波電流が突出し、
前記の高調波ガイドラインに適合しない電源装置になっ
てしまう。When the power supply shown in FIG. 12 is employed, a high power factor can be achieved.
The capacitor forms a series resonance circuit with the inductance component of the power supply system, and the capacitance of the capacitor at the power factor optimum point changes the resonance frequency of the series resonance circuit by 10 to 30 times the power supply frequency.
In order to double, 10 th to 30 th harmonic currents protrude,
The power supply device does not conform to the above-mentioned harmonic guidelines.
【0006】図14に、家電・汎用品高調波ガイドライ
ンと、図12の電源装置に1.2kW負荷を接続した場
合の入力電流高調波分布を示している。この図から明ら
かなように、図12の電源装置を採用した場合には、中
間次数(10〜30次)のある特定高調波成分が突出し
ている。この突出は、力率改善のためのコンデンサC1
と電源系統の持つインダクタンス成分Lsとが直列共振
回路を構成するために起こる。ここで、電源系統のイン
ダクタンス成分Lsは家電・汎用品高調波ガイドライン
によってその標準値が定められており、例えば、200
Vの電源系統のインダクタンス成分は0.46mHとな
っている。また、コンデンサC1は、力率改善効果を持
たせるために数十〜100μF程度の容量が必要であ
り、このときの電源系統インダクタンスとの共振周波数
が電源周波数の10〜30倍となるために、前述の中間
次数高調波の突出が発生する。FIG. 14 shows a harmonic guideline for home appliances and general-purpose products, and an input current harmonic distribution when a 1.2 kW load is connected to the power supply device of FIG. As is apparent from this figure, when the power supply device shown in FIG. 12 is employed, a specific harmonic component having an intermediate order (10 to 30) is prominent. This protrusion is caused by the capacitor C1 for power factor improvement.
This occurs because the power supply system and the inductance component Ls of the power supply system form a series resonance circuit. Here, the standard value of the inductance component Ls of the power supply system is determined by a guideline for harmonics of home electric appliances and general-purpose products.
The inductance component of the V power supply system is 0.46 mH. Further, the capacitor C1 needs a capacitance of about several tens to 100 μF in order to have a power factor improving effect, and the resonance frequency with the power supply system inductance at this time becomes 10 to 30 times the power supply frequency. The aforementioned intermediate order harmonic protrusion occurs.
【0007】電源系統のインダクタンスは不変であるか
ら、この共振周波数を変化させようとすれば、コンデン
サC1の容量調整が必要になるが、コンデンサC1の容
量を前記の範囲外にするとコンデンサC1の力率改善効
果は消滅し、力率性能の悪い電源装置になってしまう。
したがって、力率改善と中間次数高調波の抑制とを両立
させることは不可能である。[0007] Since the inductance of the power supply system is invariable, it is necessary to adjust the capacitance of the capacitor C1 in order to change the resonance frequency. The power factor improvement effect disappears, resulting in a power supply device with poor power factor performance.
Therefore, it is impossible to achieve both improvement of the power factor and suppression of intermediate-order harmonics.
【0008】[0008]
【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、力率を改善できるとともに、家電・汎用
品高調波ガイドラインに適合する電源装置を提供するこ
とを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a power supply device which can improve the power factor and which complies with the guidelines for harmonics for home appliances and general-purpose products.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1の電源装置は、
交流入力電圧を整流回路により整流して整流器負荷に直
流電圧を与えるための電源装置であって、前記整流回路
の交流側、直流側の一方の側に、第1のリアクタおよび
ダイオードの直列接続回路と、コンデンサとを互いに並
列的に接続し、さらに、交流入力端に第2のリアクタを
接続してなるものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a power supply device comprising:
A power supply device for rectifying an AC input voltage by a rectifier circuit and applying a DC voltage to a rectifier load, wherein a series connection circuit of a first reactor and a diode is provided on one of an AC side and a DC side of the rectifier circuit. And a capacitor are connected in parallel with each other, and a second reactor is connected to the AC input terminal.
【0010】請求項2の電源装置は、前記整流回路の出
力端と平滑コンデンサの正端子との間に、第1のリアク
タおよびダイオードの直列接続回路と、コンデンサとを
互いに並列に接続したものである。請求項3の電源装置
は、前記整流回路の出力端と平滑コンデンサの正端子と
の間に、第1のリアクタおよびダイオードの直列接続回
路を接続し、第1のリアクタ、ダイオードおよび平滑コ
ンデンサの直列接続回路と並列にコンデンサを接続した
ものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a power supply device wherein a series connection circuit of a first reactor and a diode and a capacitor are connected in parallel between an output terminal of the rectifier circuit and a positive terminal of a smoothing capacitor. is there. The power supply device according to claim 3, wherein a series connection circuit of a first reactor and a diode is connected between an output terminal of the rectifier circuit and a positive terminal of the smoothing capacitor, and the first reactor, the diode and the smoothing capacitor are connected in series. A capacitor is connected in parallel with the connection circuit.
【0011】請求項4の電源装置は、前記整流回路とし
て3相整流回路を採用し、一方の交流入力端子と3相整
流回路の第1相との間に第1のリアクタを接続し、第1
のリアクタと並列にコンデンサを3相整流回路の第2相
に接続し、他方の交流入力端子を3相整流回路の第3相
に接続したものである。請求項5の電源装置は、前記第
2のリアクタとして、前記整流回路の入力端子に外付け
で接続されるものを採用している。According to a fourth aspect of the present invention, a three-phase rectifier circuit is employed as the rectifier circuit, and a first reactor is connected between one AC input terminal and a first phase of the three-phase rectifier circuit. 1
A capacitor is connected to the second phase of the three-phase rectifier circuit in parallel with the reactor described above, and the other AC input terminal is connected to the third phase of the three-phase rectifier circuit. The power supply device according to claim 5 employs, as the second reactor, a device externally connected to an input terminal of the rectifier circuit.
【0012】請求項6の電源装置は、前記第2のリアク
タとして、電源系統により交流電圧が供給される負荷装
置の内部の電源装置の電源系統側に接続されたものを採
用している。According to a sixth aspect of the present invention, as the second reactor, a second reactor connected to a power supply system side of a power supply device inside a load device to which an AC voltage is supplied by a power supply system is employed.
【0013】[0013]
【作用】請求項1の電源装置であれば、交流入力電圧を
整流回路により整流して整流器負荷に直流電圧を与える
ためのものであって、前記整流回路の交流側、直流側の
一方の側に、第1のリアクタおよびダイオードの直列接
続回路と、コンデンサとを互いに並列的に接続し、さら
に、交流入力端に第2のリアクタを接続してなるのであ
るから、電源系統のインダクタンス成分と第2のリアク
タとを直列接続することにより、共振周波数および共振
電流のレベルを調整し、これにより、共振電流を低減す
るとともに、コンデンサのチャージ効果を高めることに
よる力率の改善を達成することができる。According to the power supply device of the present invention, an AC input voltage is rectified by a rectifier circuit to apply a DC voltage to a rectifier load, and one of an AC side and a DC side of the rectifier circuit. In addition, a series connection circuit of a first reactor and a diode and a capacitor are connected in parallel to each other, and a second reactor is connected to an AC input terminal. By connecting the two reactors in series, the resonance frequency and the level of the resonance current are adjusted, whereby the resonance current can be reduced and the power factor can be improved by increasing the charging effect of the capacitor. .
【0014】請求項2の電源装置であれば、前記整流回
路の出力端と平滑コンデンサの正端子との間に、第1の
リアクタおよびダイオードの直列接続回路と、コンデン
サとを互いに並列に接続しているのであるから、請求項
1と同様の作用を達成することができる。請求項3の電
源装置であれば、前記整流回路の出力端と平滑コンデン
サの正端子との間に、第1のリアクタおよびダイオード
の直列接続回路を接続し、第1のリアクタ、ダイオード
および平滑コンデンサの直列接続回路と並列にコンデン
サを接続しているのであるから、請求項1と同様の作用
を達成することができる。According to a second aspect of the present invention, a series connection circuit of a first reactor and a diode and a capacitor are connected in parallel between an output terminal of the rectifier circuit and a positive terminal of a smoothing capacitor. Therefore, the same operation as the first aspect can be achieved. The power supply device according to claim 3, wherein a series connection circuit of a first reactor and a diode is connected between an output terminal of the rectifier circuit and a positive terminal of the smoothing capacitor, and the first reactor, the diode and the smoothing capacitor are connected. Since the capacitor is connected in parallel with the series connection circuit of the above, the same operation as the first aspect can be achieved.
【0015】請求項4の電源装置であれば、前記整流回
路として3相整流回路を採用し、一方の交流入力端子と
3相整流回路の第1相との間に第1のリアクタを接続
し、第1のリアクタと並列にコンデンサを3相整流回路
の第2相に接続し、他方の交流入力端子を3相整流回路
の第3相に接続しているのであるから、請求項1と同様
の作用を達成することができる。According to a fourth aspect of the present invention, a three-phase rectifier circuit is employed as the rectifier circuit, and a first reactor is connected between one AC input terminal and a first phase of the three-phase rectifier circuit. Since the capacitor is connected to the second phase of the three-phase rectifier circuit in parallel with the first reactor and the other AC input terminal is connected to the third phase of the three-phase rectifier circuit, Can be achieved.
【0016】請求項5の電源装置であれば、前記第2の
リアクタとして、前記整流回路の入力端子に外付けで接
続されるものを採用しているので、既存の電源装置に対
して簡単に接続することができ、中間次数高調波の低減
効果を達成することができる。請求項6の電源装置は、
前記第2のリアクタとして、電源系統により交流電圧が
供給される負荷装置の内部の電源装置の電源系統側に接
続されたものを採用しているので、既存の電源装置に対
して簡単に接続することができ、中間次数高調波の低減
効果を達成することができる。According to the power supply device of the present invention, since the second reactor is externally connected to the input terminal of the rectifier circuit, it can be easily applied to an existing power supply device. It is possible to achieve an effect of reducing intermediate order harmonics. The power supply device of claim 6 is
As the second reactor, the one connected to the power supply system side of the power supply device inside the load device to which the AC voltage is supplied by the power supply system is employed, so that it is easily connected to the existing power supply device. And an effect of reducing intermediate order harmonics can be achieved.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図1はこの発明の電源
装置の一実施態様を示す電気回路図である。この電源装
置は、入力電源1の両端子間に第2のリアクタ2を介し
て全波整流回路3を接続している。そして、負荷に電圧
を印加するための平滑コンデンサ4と全波整流回路3と
の間に、互いに直列接続された第1のリアクタ5および
順接続のダイオード6と、コンデンサ7とが互に並列接
続されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an electric circuit diagram showing one embodiment of the power supply device of the present invention. In this power supply device, a full-wave rectifier circuit 3 is connected between both terminals of an input power supply 1 via a second reactor 2. Then, between the smoothing capacitor 4 for applying a voltage to the load and the full-wave rectifier circuit 3, the first reactor 5 and the forward-connected diode 6 connected in series with each other, and the capacitor 7 are connected in parallel with each other. Have been.
【0018】また、図2は図1の電源装置の各部の波形
を示す図である。図2中(A)は入力電圧波形、図2中
(B)は第2のリアクタ2の出力端における電圧波形、
図2中(C)は全波整流回路3の出力電圧波形、図2中
(D)は平滑コンデンサ4の端子間電圧、図2中(E)
は入力電流波形、図2中(F)は第1のリアクタ5を流
れる電流波形、図2中(G)はコンデンサ7を流れる電
流波形をそれぞれ示している。FIG. 2 is a diagram showing waveforms at various parts of the power supply device of FIG. 2A shows an input voltage waveform, FIG. 2B shows a voltage waveform at an output terminal of the second reactor 2,
2C is the output voltage waveform of the full-wave rectifier circuit 3, FIG. 2D is the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 4, and FIG.
2 shows an input current waveform, FIG. 2 (F) shows a current waveform flowing through the first reactor 5, and FIG. 2 (G) shows a current waveform flowing through the capacitor 7, respectively.
【0019】したがって、この実施態様を採用した場合
には、第1のリアクタ5に流れる電流IL1がリアクタ
の慣性電流効果によって電流立下り時(遅相側)の導通
角拡大効果をもたらす。また、従来の電源装置では殆ど
調整不可能であったコンデンサ7と電源系統のインダク
タンス成分Lsとの直列共振電流IC1は、コンデンサ
7と電源系統のインダクタンス成分Lsとの間に挿入さ
れた第2のリアクタ2によって、共振の状態(周波数、
レベル)を自由に調整することができるようになる。コ
ンデンサ7の充電経路には平滑コンデンサ4が直列接続
される形となるが、平滑コンデンサ4の容量がコンデン
サ7の容量に対して十分大きいのであるから、コンデン
サ7と平滑コンデンサ4との直列接続回路の合成容量は
コンデンサ7の静電容量とほぼ等しくなる。Therefore, when this embodiment is adopted, the current IL1 flowing through the first reactor 5 has an effect of increasing the conduction angle at the time of the current falling (slower side) due to the inertial current effect of the reactor. In addition, the series resonance current IC1 of the capacitor 7 and the inductance component Ls of the power supply system, which is hardly adjustable in the conventional power supply device, is connected to the second resonance current IC1 inserted between the capacitor 7 and the inductance component Ls of the power supply system. The state of resonance (frequency,
Level) can be adjusted freely. The smoothing capacitor 4 is connected in series to the charging path of the capacitor 7, but since the capacity of the smoothing capacitor 4 is sufficiently larger than the capacity of the capacitor 7, a series connection circuit of the capacitor 7 and the smoothing capacitor 4 is provided. Is substantially equal to the capacitance of the capacitor 7.
【0020】この共振周波数を電源周波数の3〜7倍程
度に設定することにより、コンデンサ7導通期間(図2
のt1〜t5)でほぼ1回の充放電が完了する(コンデ
ンサ7電流が正弦波の1周期に近似する)ようになる。
コンデンサ7充電電流(図2のt1〜t3)は、電流立
上り時(進相側)導通角拡大による力率改善効果を持
ち、コンデンサ7放電電流(図2のt3〜t4)は、電
流ピーク抑制による低次高調波低減効果および力率改善
効果を持つ。図2のt4〜t5の期間は、第1のリアク
タ5の慣性電流効果による残留電流で、この電流も僅か
ながら導通角拡大効果をもたらす。By setting this resonance frequency to about 3 to 7 times the power supply frequency, the conduction period of the capacitor 7 (FIG. 2)
(T1 to t5), charging / discharging is almost completed once (the current of the capacitor 7 approximates one cycle of a sine wave).
The charging current of the capacitor 7 (t1 to t3 in FIG. 2) has a power factor improving effect by enlarging the conduction angle when the current rises (leading side), and the discharging current of the capacitor 7 (t3 to t4 in FIG. 2) suppresses the current peak. Has a low-order harmonic reduction effect and a power factor improvement effect. The period from t4 to t5 in FIG. 2 is a residual current due to the inertial current effect of the first reactor 5, and this current also has a slight effect of increasing the conduction angle.
【0021】この実施態様におけるコンデンサ7電流I
C1は、第2のリアクタ2の挿入によって図12に示す
従来の電源装置のような高周波共振を起こさないので、
中間次数高調波の増加をもたらさない(図3に示す高調
波分布を参照)。したがって、この実施態様によって、
高力率で、かつ低高調波(家電・汎用品高調波ガイドラ
インに適合する)の高性能な電源装置を実現することが
できる。In this embodiment, the capacitor 7 current I
C1 does not cause high-frequency resonance unlike the conventional power supply shown in FIG. 12 due to the insertion of the second reactor 2,
Does not result in an increase in intermediate order harmonics (see harmonic distribution shown in FIG. 3). Thus, according to this embodiment,
A high-performance power supply with a high power factor and low harmonics (conforms to the guidelines for harmonics for home appliances and general-purpose products) can be realized.
【0022】さらに、この実施態様におけるコンデンサ
7の充放電電流は、第2のリアクタ2のポンプ効果によ
ってその実効値が増加する。すなわち、図12の電源装
置に用いられているコンデンサよりも、更に進相側導通
角拡大効果と、第1のリアクタ5電流ピーク抑制効果に
起因する力率改善性能とを高めることになり、電源装置
の入力力率は図12の電源装置よりも更に高力率にな
る。Further, the effective value of the charge / discharge current of the capacitor 7 in this embodiment increases due to the pump effect of the second reactor 2. That is, as compared with the capacitor used in the power supply device of FIG. 12, the effect of increasing the conduction angle on the leading side and the power factor improvement performance due to the effect of suppressing the current peak of the first reactor 5 are further improved. The input power factor of the device is even higher than that of the power supply device of FIG.
【0023】図4はこの発明の電源装置の他の実施態様
を示す電気回路図である。この実施態様が図1の電源装
置と異なる点は、第1のリアクタ5およびダイオード6
の直列接続回路と並列にコンデンサ7を接続する代わり
に、第1のリアクタ5、ダイオード6および平滑コンデ
ンサ4の直列接続回路と並列にコンデンサ7を接続した
点のみである。なお、平滑コンデンサ4の容量は、図1
2に示す従来の電源装置と同様に、コンデンサ7の容量
と比較して十分に大きい。FIG. 4 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the power supply device of the present invention. This embodiment differs from the power supply device of FIG. 1 in that the first reactor 5 and the diode 6
The only difference is that the capacitor 7 is connected in parallel with the series connection circuit of the first reactor 5, the diode 6, and the smoothing capacitor 4 instead of connecting the capacitor 7 in parallel with the series connection circuit. The capacity of the smoothing capacitor 4 is shown in FIG.
2, the capacitance is sufficiently larger than the capacitance of the capacitor 7.
【0024】この電源装置においては、第1のリアクタ
5を通って平滑コンデンサ4を充電する経路は図1の電
源装置と同様である。そして、コンデンサ7の充放電経
路は図1の電源回路と異なり、充電に関しては、リアク
タ2、コンデンサ7の静電容量によって共振の状態が決
定され、放電に関しては、リアクタ5、コンデンサ7及
びコンデンサ7に直列接続する形となる平滑コンデンサ
4によって共振の状態が決定される。しかし、上述のよ
うに、平滑コンデンサ4の容量がコンデンサ7の容量に
対して十分に大きいのであるから、コンデンサ7と平滑
コンデンサ4との直列接続回路の合成容量はコンデンサ
7の静電容量とほぼ等しくなる。In this power supply, a path for charging the smoothing capacitor 4 through the first reactor 5 is the same as that of the power supply in FIG. The charging / discharging path of the capacitor 7 is different from that of the power supply circuit of FIG. 1, and the state of resonance is determined by the capacitance of the reactor 2 and the capacitor 7 for charging, and the reactor 5, the capacitor 7 and the capacitor 7 for discharging. The state of resonance is determined by the smoothing capacitor 4 which is connected in series to the circuit. However, as described above, since the capacity of the smoothing capacitor 4 is sufficiently larger than the capacity of the capacitor 7, the combined capacity of the series connection circuit of the capacitor 7 and the smoothing capacitor 4 is almost equal to the electrostatic capacity of the capacitor 7. Become equal.
【0025】したがって、コンデンサ7をこのように接
続しても、力率改善効果、中間次数高調波低減効果は図
1の電源装置と同様に達成できる。図5はこの発明の電
源装置のさらに他の実施態様を示す電気回路図である。
この電源装置は、第1のリアクタ5、コンデンサ7およ
びダイオード6からなる閉回路を全波整流回路3の出力
側に設ける代わりに、全波整流回路3の入力側に設けて
いる。Therefore, even when the capacitor 7 is connected in this manner, the power factor improving effect and the intermediate order harmonic reducing effect can be achieved in the same manner as in the power supply device of FIG. FIG. 5 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the power supply device of the present invention.
In this power supply device, instead of providing a closed circuit including the first reactor 5, the capacitor 7, and the diode 6 on the output side of the full-wave rectifier circuit 3, it is provided on the input side of the full-wave rectifier circuit 3.
【0026】具体的には、全波整流回路3として3相の
全波整流回路を採用し、入力電源1の一方の端子に第2
のリアクタ2を接続し、第2のリアクタ2と全波整流回
路3の第1相(図5中、A参照)との間に第1のリアク
タ5を接続している。そして、第2のリアクタ2と全波
整流回路3の第2相との間にコンデンサ7を接続し、入
力電源1の他方の端子を全波整流回路3の第3相と接続
している。さらに、全波整流回路3の出力端子間に平滑
コンデンサ4を接続している。More specifically, a three-phase full-wave rectifier circuit is adopted as the full-wave rectifier circuit 3, and the second terminal is connected to one terminal of the input power supply 1.
, And the first reactor 5 is connected between the second reactor 2 and the first phase of the full-wave rectifier circuit 3 (see A in FIG. 5). The capacitor 7 is connected between the second reactor 2 and the second phase of the full-wave rectifier circuit 3, and the other terminal of the input power supply 1 is connected to the third phase of the full-wave rectifier circuit 3. Further, a smoothing capacitor 4 is connected between output terminals of the full-wave rectifier circuit 3.
【0027】前記全波整流回路の第1相は、図1、図4
の実施態様におけるダイオード6と同様に逆電流を阻止
するものであるが、この実施態様では、交流の双方向電
流に対して逆電流阻止効果を発揮することができる。図
6は図5の電源装置の各部の波形を示す図である。図6
中(A)は入力電圧波形、図6中(B)は第2のリアク
タ2の出力端における電圧波形、図6中(C)は平滑コ
ンデンサ4の端子間電圧、図6中(D)は入力電流波
形、図6中(E)は第1のリアクタ5を流れる電流波
形、図6中(F)はコンデンサ7を流れる電流波形をそ
れぞれ示している。The first phase of the full-wave rectifier circuit is shown in FIGS.
In this embodiment, a reverse current is blocked similarly to the diode 6 in this embodiment. However, in this embodiment, a reverse current blocking effect can be exhibited for an AC bidirectional current. FIG. 6 is a diagram showing waveforms at various parts of the power supply device of FIG. FIG.
6 (A) is the input voltage waveform, FIG. 6 (B) is the voltage waveform at the output end of the second reactor 2, FIG. 6 (C) is the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 4, and FIG. FIG. 6E shows an input current waveform, FIG. 6E shows a current waveform flowing through the first reactor 5, and FIG. 6F shows a current waveform flowing through the capacitor 7.
【0028】次いで、図6の波形を参照しながら図5の
電源装置の作用を説明する。第1のリアクタ5は、図
1、図4の電源装置の場合と同様に電流立下り時(遅相
側)の導通角拡大効果を持つ{図6中(F)参照}。他
方、コンデンサ7は、全波整流回路3の第1相のダイオ
ードによって逆電流が阻止されているで、半周期内に放
電は行われない。そして、コンデンサ7の放電は、次の
半周期の充電電流、すなわち負の半周期にコンデンサ7
を流れる逆方向電流によって行われる。この逆充電電流
は、同時に次の半周期(負の半周期)の電流立上り時
(進相側)の導通角拡大をもたらす{図6中(E)参
照}。また、交流入力端に挿入された第2のリアクタ2
は、コンデンサ7充電電流のポンプ効果を持ち、図1、
図3の電源装置の第2のリアクタと同様の力率改善効果
を発揮する。Next, the operation of the power supply device of FIG. 5 will be described with reference to the waveforms of FIG. The first reactor 5 has the effect of increasing the conduction angle when the current falls (slower side) as in the case of the power supply devices of FIGS. 1 and 4 (see FIG. 6F). On the other hand, since the reverse current of the capacitor 7 is blocked by the first-phase diode of the full-wave rectifier circuit 3, no discharge is performed within a half cycle. Then, the capacitor 7 discharges the charge current in the next half cycle, that is, the capacitor 7 in the negative half cycle.
This is done by the reverse current flowing through. This reverse charging current simultaneously increases the conduction angle when the current rises (leading side) in the next half cycle (negative half cycle) (see (E) in FIG. 6). Also, the second reactor 2 inserted in the AC input terminal
Has a pumping effect on the charging current of the capacitor 7, and FIG.
A power factor improving effect similar to that of the second reactor of the power supply device of FIG. 3 is exhibited.
【0029】また、第2のリアクタ2によって、電源系
統インダクタンス成分Lsを含めた直列共振回路(電源
系統インダクタンス成分、コンデンサ7、第2のリアク
タ2、平滑コンデンサ4)の共振周波数および共振電流
のレベルを調整することができ、中間次数高調波の抑制
を達成することができる(図7の高調波分布を参照)。The resonance frequency and the level of the resonance current of the series resonance circuit (the power supply system inductance component, the capacitor 7, the second reactor 2, and the smoothing capacitor 4) including the power supply system inductance component Ls are provided by the second reactor 2. Can be adjusted, and suppression of intermediate order harmonics can be achieved (see the harmonic distribution in FIG. 7).
【0030】この結果、高効率、低高調波電流の電源回
路を実現することができる。この発明の電源装置は、従
来の力率改善回路に交流リアクタ(第2のリアクタ2)
を付加した構成となっているのであるから、例えば、図
8、図9に示すように、交流リアクタを封入したボック
スを空気調和装置の本体外あるいは本体内に設置し、交
流リアクタが電源入力部に挿入されるように配線するこ
とによって、従来の力率改善型空気調和装置に対して容
易に高調波対策を行うことができる。As a result, a power supply circuit with high efficiency and low harmonic current can be realized. According to the power supply device of the present invention, an AC reactor (second reactor 2) is added to a conventional power factor correction circuit.
For example, as shown in FIGS. 8 and 9, a box enclosing an AC reactor is installed outside or inside the main body of the air conditioner, and the AC reactor is connected to a power input unit. By wiring so as to be inserted into the air conditioner, harmonic countermeasures can be easily performed on the conventional power factor improving type air conditioner.
【0031】[0031]
【発明の効果】請求項1の発明は、電源系統のインダク
タンス成分と第2のリアクタとを直列接続することによ
り、共振周波数および共振電流のレベルを調整し、これ
により、共振電流を低減するとともに、コンデンサのチ
ャージ効果を高めることによる力率の改善を達成するこ
とができるという特有の効果を奏する。According to the first aspect of the present invention, the resonance frequency and the level of the resonance current are adjusted by connecting the inductance component of the power supply system and the second reactor in series, thereby reducing the resonance current. Thus, there is a specific effect that the power factor can be improved by increasing the charging effect of the capacitor.
【0032】請求項2の発明は、請求項1と同様の作用
を達成することができる。請求項3の発明は、請求項1
と同様の作用を達成することができる。請求項4の発明
は、請求項1と同様の作用を達成することができる。請
求項5の発明は、既存の電源装置に対して簡単に接続す
ることができ、中間次数高調波の低減効果を達成するこ
とができるという特有の効果を奏する。According to the second aspect of the invention, the same operation as the first aspect can be achieved. The invention of claim 3 is claim 1
The same operation as described above can be achieved. According to the fourth aspect of the invention, the same operation as the first aspect can be achieved. The invention according to claim 5 has a unique effect that it can be easily connected to an existing power supply device and can achieve the effect of reducing intermediate-order harmonics.
【0033】請求項6の発明は、既存の電源装置に対し
て簡単に接続することができ、中間次数高調波の低減効
果を達成することができるという特有の効果を奏する。The invention according to claim 6 has a specific effect that it can be easily connected to an existing power supply device and can achieve the effect of reducing intermediate-order harmonics.
【図1】この発明の電源装置の一実施態様を示す電気回
路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram showing one embodiment of a power supply device of the present invention.
【図2】図1の電源装置の各部の波形を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing waveforms at various parts of the power supply device of FIG.
【図3】図1の電源装置における高調波分布を示す図で
ある。FIG. 3 is a diagram illustrating a harmonic distribution in the power supply device of FIG. 1;
【図4】この発明の電源装置の他の実施態様を示す電気
回路図である。FIG. 4 is an electric circuit diagram showing another embodiment of the power supply device of the present invention.
【図5】この発明の電源装置のさらに他の実施態様を示
す電気回路図である。FIG. 5 is an electric circuit diagram showing still another embodiment of the power supply device of the present invention.
【図6】図5の電源装置の各部の波形を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing waveforms at various parts of the power supply device of FIG.
【図7】図5の電源装置における高調波分布を示す図で
ある。FIG. 7 is a diagram showing a harmonic distribution in the power supply device of FIG. 5;
【図8】従来の力率改善型空気調和装置に対する適用の
一例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing an example of application to a conventional power factor improving type air conditioner.
【図9】従来の力率改善型空気調和装置に対する適用の
他の例を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing another example of application to a conventional power factor improving type air conditioner.
【図10】力率改善および高調波低減を達成する従来の
電源装置の一例を示す電気回路図である。FIG. 10 is an electric circuit diagram showing an example of a conventional power supply device that achieves power factor improvement and harmonic reduction.
【図11】図10の電源装置の各部の波形を示す図であ
る。11 is a diagram showing waveforms at various parts of the power supply device of FIG. 10;
【図12】力率をさらに改善する従来の電源装置を示す
電気回路図である。FIG. 12 is an electric circuit diagram showing a conventional power supply device for further improving the power factor.
【図13】図12の電源装置の各部の波形を示す図であ
る。13 is a diagram showing waveforms at various parts of the power supply device of FIG.
【図14】図12の電源装置における高調波分布を示す
図である。14 is a diagram showing a harmonic distribution in the power supply device of FIG.
2 第2のリアクタ 3 全波整流回路 4 平滑コンデンサ 5 第1のリアクタ 6 ダイオード 7 コンデンサ 2 second reactor 3 full-wave rectifier circuit 4 smoothing capacitor 5 first reactor 6 diode 7 capacitor
Claims (6)
流して整流器負荷に直流電圧を与えるための電源装置で
あって、 前記整流回路(3)の交流側、直流側の一方の側に、第
1のリアクタ(5)およびダイオード(6)の直列接続
回路と、コンデンサ(7)とを互いに並列的に接続し、
さらに、交流入力端に第2のリアクタ(2)を接続して
なることを特徴とする電源装置。1. A power supply device for rectifying an AC input voltage by a rectifier circuit (3) to apply a DC voltage to a rectifier load, wherein one of an AC side and a DC side of the rectifier circuit (3) is provided. , A series connection circuit of the first reactor (5) and the diode (6) and the capacitor (7) are connected in parallel with each other;
Furthermore, a power supply device characterized in that a second reactor (2) is connected to the AC input terminal.
デンサ(4)の正端子との間に、第1のリアクタ(5)
およびダイオード(6)の直列接続回路と、コンデンサ
(7)とを互いに並列に接続してある請求項1に記載の
電源装置。2. A first reactor (5) connected between an output terminal of the rectifier circuit (3) and a positive terminal of a smoothing capacitor (4).
The power supply device according to claim 1, wherein a series connection circuit of a diode and a capacitor is connected in parallel with the capacitor.
デンサ(4)の正端子との間に、第1のリアクタ(5)
およびダイオード(6)の直列接続回路を接続し、第1
のリアクタ(5)、ダイオード(6)および平滑コンデ
ンサ(4)の直列接続回路と並列にコンデンサ(7)を
接続してある請求項1に記載の電源装置。3. A first reactor (5) between an output terminal of the rectifier circuit (3) and a positive terminal of a smoothing capacitor (4).
And a diode (6) connected in series.
The power supply device according to claim 1, wherein a capacitor (7) is connected in parallel with a series connection circuit of the reactor (5), the diode (6) and the smoothing capacitor (4).
を採用し、一方の交流入力端子と3相整流回路(3)の
第1相との間に第1のリアクタ(5)を接続し、第1の
リアクタ(5)と並列にコンデンサ(7)を3相整流回
路(3)の第2相に接続し、他方の交流入力端子を3相
整流回路(3)の第3相に接続してある請求項1に記載
の電源装置。4. A three-phase rectifier circuit is adopted as the rectifier circuit (3), and a first reactor (5) is connected between one AC input terminal and a first phase of the three-phase rectifier circuit (3). A capacitor (7) is connected in parallel with the first reactor (5) to the second phase of the three-phase rectifier circuit (3), and the other AC input terminal is connected to the third phase of the three-phase rectifier circuit (3). The power supply device according to claim 1, which is connected.
回路(3)の入力端子に外付けで接続されている請求項
1に記載の電源装置。5. The power supply device according to claim 1, wherein the second reactor (2) is externally connected to an input terminal of the rectifier circuit (3).
により交流電圧が供給される負荷装置の内部の電源装置
の電源系統側に接続されている請求項1に記載の電源装
置。6. The power supply device according to claim 1, wherein the second reactor is connected to a power supply system side of a power supply device inside a load device to which an AC voltage is supplied by a power supply system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8198111A JPH1052048A (en) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Power unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8198111A JPH1052048A (en) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Power unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1052048A true JPH1052048A (en) | 1998-02-20 |
Family
ID=16385665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8198111A Pending JPH1052048A (en) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Power unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1052048A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012175780A (en) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Kanazawa Inst Of Technology | High-frequency rectifier circuit |
JP2013074691A (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | Harmonic resonance avoidance system of ac power transmission system |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP8198111A patent/JPH1052048A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012175780A (en) * | 2011-02-21 | 2012-09-10 | Kanazawa Inst Of Technology | High-frequency rectifier circuit |
JP2013074691A (en) * | 2011-09-27 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | Harmonic resonance avoidance system of ac power transmission system |
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