JPH11191955A - 力率改善回路 - Google Patents
力率改善回路Info
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- JPH11191955A JPH11191955A JP9357002A JP35700297A JPH11191955A JP H11191955 A JPH11191955 A JP H11191955A JP 9357002 A JP9357002 A JP 9357002A JP 35700297 A JP35700297 A JP 35700297A JP H11191955 A JPH11191955 A JP H11191955A
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- Japan
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- waveform
- power supply
- circuit
- current
- filter
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流電源の波形に歪みがあっても、電源から
流れ込む電流を正弦波とすることのできる力率改善回路
を提供する。 【解決手段】 交流電源１の交流電源波形の高調波を減
衰するフィルタ１６と、このフィルタ１６を通過した波
形を整流する整流回路（絶対値回路）１７を設けて、交
流電源が歪んでいても制御電流の基準としては歪んでい
ない波形が得られるようにし、その波形を用いて入力電
流の正弦波化処理を行う。
流れ込む電流を正弦波とすることのできる力率改善回路
を提供する。 【解決手段】 交流電源１の交流電源波形の高調波を減
衰するフィルタ１６と、このフィルタ１６を通過した波
形を整流する整流回路（絶対値回路）１７を設けて、交
流電源が歪んでいても制御電流の基準としては歪んでい
ない波形が得られるようにし、その波形を用いて入力電
流の正弦波化処理を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電源電圧を整
流して直流電圧を得る交流−直流変換器回路に用いられ
る力率改善回路に関する。
流して直流電圧を得る交流−直流変換器回路に用いられ
る力率改善回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＯＡ機器、エアコンディショナーあるい
はインバータ照明機器などの家電・汎用機器において
は、商用交流入力電圧をブリッジ整流回路及びフィルタ
コンデンサ等を用いて直接整流して直流電圧を得てい
る。このため、入力電流波形中には大きな高調波が含ま
れ、その高調波が商用電力系統の波形（正弦波）を歪ま
せる原因となっており、この高調波障害が、家電・汎用
機器の普及に伴って大きな問題となってきている。
はインバータ照明機器などの家電・汎用機器において
は、商用交流入力電圧をブリッジ整流回路及びフィルタ
コンデンサ等を用いて直接整流して直流電圧を得てい
る。このため、入力電流波形中には大きな高調波が含ま
れ、その高調波が商用電力系統の波形（正弦波）を歪ま
せる原因となっており、この高調波障害が、家電・汎用
機器の普及に伴って大きな問題となってきている。
【０００３】特に、インバータ照明機器は、入力交流電
圧を整流した後、インバータで高周波の交流電流に変換
して出力する方式で、しかも同一系統に多量に使用され
ることが多い機器であるので、高調波障害を引き起こす
可能性が高い。
圧を整流した後、インバータで高周波の交流電流に変換
して出力する方式で、しかも同一系統に多量に使用され
ることが多い機器であるので、高調波障害を引き起こす
可能性が高い。
【０００４】電源の高調波を低減する技術として、従
来、各種の方式が提案されている。その一つの例を図４
に示す。
来、各種の方式が提案されている。その一つの例を図４
に示す。
【０００５】図４に示す高調波低減回路は、交流電源１
の交流電源波形を整流する整流回路２、負荷１４に対し
て直列に接続されるトランス（インダクタ）４及びダイ
オード６、負荷１４に対して並列に接続されるコンデン
サ７を備えている。
の交流電源波形を整流する整流回路２、負荷１４に対し
て直列に接続されるトランス（インダクタ）４及びダイ
オード６、負荷１４に対して並列に接続されるコンデン
サ７を備えている。
【０００６】整流回路２とトランス４との間には分圧器
（Ｒ1,Ｒ2 ）３が接続されている。この分圧器（脈流回
路用）３は、制御電流の基準として用いる波形を検出す
るもので、その基準波形は掛算器９に入力される。ま
た、コンデンサ７と負荷１４との間には直流回路用の分
圧器（Ｒ3,Ｒ4 ）８が接続されており、この分圧器８に
よって検出された波形は、誤差増幅器１２を介して掛算
器９のもう一方の端子に入力される。
（Ｒ1,Ｒ2 ）３が接続されている。この分圧器（脈流回
路用）３は、制御電流の基準として用いる波形を検出す
るもので、その基準波形は掛算器９に入力される。ま
た、コンデンサ７と負荷１４との間には直流回路用の分
圧器（Ｒ3,Ｒ4 ）８が接続されており、この分圧器８に
よって検出された波形は、誤差増幅器１２を介して掛算
器９のもう一方の端子に入力される。
【０００７】一方、トランス（インダクタ）４とダイオ
ード６との間とコモン回路間に、スイッチング素子（Ｍ
ＯＳＦＥＴ）５と、それに流れる電流を検出するための
抵抗Ｒ5 が直列に接続された回路が接続されている。
ード６との間とコモン回路間に、スイッチング素子（Ｍ
ＯＳＦＥＴ）５と、それに流れる電流を検出するための
抵抗Ｒ5 が直列に接続された回路が接続されている。
【０００８】電流比較器１０は、スイッチング素子５の
電流を抵抗Ｒ5 によって電圧に変換し、その変換後の電
圧と掛算器９の出力（整流回路２の出力と誤差増幅器１
２の出力の積）とを比較する回路で、この電流比較器１
０の出力はパルス制御回路１１に入力される。パルス制
御回路１１は、電流比較器１０の出力及びゼロ電流検出
器１３の出力（インダクタ電流がゼロに達した旨の信
号）に基づいて、スイッチング素子５をオンオフ制御す
るパルス信号を出力する。
電流を抵抗Ｒ5 によって電圧に変換し、その変換後の電
圧と掛算器９の出力（整流回路２の出力と誤差増幅器１
２の出力の積）とを比較する回路で、この電流比較器１
０の出力はパルス制御回路１１に入力される。パルス制
御回路１１は、電流比較器１０の出力及びゼロ電流検出
器１３の出力（インダクタ電流がゼロに達した旨の信
号）に基づいて、スイッチング素子５をオンオフ制御す
るパルス信号を出力する。
【０００９】そして、以上の構成の高調波低減回路で
は、図５に示すように、インダクタ電流が、掛算器９の
出力値以下のときにスイッチング素子５がオンとなって
インダクタ電流が上昇し、そのインダクタ電流が掛算器
９の出力値に達した時点でスイッチング素子５がオフと
なり、この後にインダクタ電流がゼロに達した時点でス
イッチング素子５がオンになるという動作が順次に繰り
返され、このような制御（チョッパ方式）により、イン
ダクタ電流が整流回路２の出力と誤差増幅器１２の出力
の積に追随する結果、平均電流がほぼ正弦波の電流が得
られる。
は、図５に示すように、インダクタ電流が、掛算器９の
出力値以下のときにスイッチング素子５がオンとなって
インダクタ電流が上昇し、そのインダクタ電流が掛算器
９の出力値に達した時点でスイッチング素子５がオフと
なり、この後にインダクタ電流がゼロに達した時点でス
イッチング素子５がオンになるという動作が順次に繰り
返され、このような制御（チョッパ方式）により、イン
ダクタ電流が整流回路２の出力と誤差増幅器１２の出力
の積に追随する結果、平均電流がほぼ正弦波の電流が得
られる。
【００１０】なお、以上のようにして入力電流の高調波
を低減して電流の正弦波化をはかることは、力率を向上
させることになるので、この種の高調波低減回路は、一
般に力率改善回路と呼ばれている。
を低減して電流の正弦波化をはかることは、力率を向上
させることになるので、この種の高調波低減回路は、一
般に力率改善回路と呼ばれている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図４に示し
た力率改善回路（高調波低減回路）によれば、交流電源
を直に整流し、その整流後の波形をそのまま制御電流の
基準として用いているので、交流電源の波形自体が歪ん
でいる場合、その歪みに対応する高調波電流が発生し、
交流電源の波形が更に歪むことになるという問題があ
る。
た力率改善回路（高調波低減回路）によれば、交流電源
を直に整流し、その整流後の波形をそのまま制御電流の
基準として用いているので、交流電源の波形自体が歪ん
でいる場合、その歪みに対応する高調波電流が発生し、
交流電源の波形が更に歪むことになるという問題があ
る。
【００１２】本発明はそのような実情に鑑みてなされた
もので、交流電源の波形に歪みがあっても、電源から流
れ込む電流を正弦波とすることのできる力率改善回路の
提供を目的とする。
もので、交流電源の波形に歪みがあっても、電源から流
れ込む電流を正弦波とすることのできる力率改善回路の
提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の力率改善回路は、図１に例示するように、
交流電源波形の高調波を減衰するフィルタ１６と、この
フィルタ１６を通過した波形を整流する整流回路（絶対
値回路）１７と、その整流後の波形を制御電流の基準と
して入力電流の正弦波化処理を行う回路手段（例えば電
流比較器１０、パルス制御回路１１及びスイッチング素
子５等）を備えていることによって特徴づけられる。
め、本発明の力率改善回路は、図１に例示するように、
交流電源波形の高調波を減衰するフィルタ１６と、この
フィルタ１６を通過した波形を整流する整流回路（絶対
値回路）１７と、その整流後の波形を制御電流の基準と
して入力電流の正弦波化処理を行う回路手段（例えば電
流比較器１０、パルス制御回路１１及びスイッチング素
子５等）を備えていることによって特徴づけられる。
【００１４】本発明の力率改善回路に用いるフィルタ１
６としては、交流電源基本波の位相をなるべくずらさず
に、高調波をできるだけ多く除去する機能をもつフィル
タが好ましく、具体的には、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を組み合わせたもの
で、図２（ａ）に例示するような、ＣＲ１段の進相・遅
相を組み合わせたフィルタ、または同図（ｂ）に例示す
るようなアクティブフィルタ（ローパスフィルタ）など
が挙げられる。
６としては、交流電源基本波の位相をなるべくずらさず
に、高調波をできるだけ多く除去する機能をもつフィル
タが好ましく、具体的には、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）とハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を組み合わせたもの
で、図２（ａ）に例示するような、ＣＲ１段の進相・遅
相を組み合わせたフィルタ、または同図（ｂ）に例示す
るようなアクティブフィルタ（ローパスフィルタ）など
が挙げられる。
【００１５】そして、そのようなフィルタを用いて、交
流電源波形の高調波を除去し、更に整流することで、交
流電源が歪んでいても、電流の基準としては歪んでいな
い波形が得られ、電源から流れ込む電流は常に正弦波と
なる。
流電源波形の高調波を除去し、更に整流することで、交
流電源が歪んでいても、電流の基準としては歪んでいな
い波形が得られ、電源から流れ込む電流は常に正弦波と
なる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の構成
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
【００１７】この図１に示す力率改善回路は、先の図４
の示した回路と同様に、交流電源１の交流電源波形を整
流する整流回路２、負荷１４に対して直列に接続された
トランス（インダクタ）４及びダイオード６、負荷１４
に対して並列に接続されたコンデンサ７が設けられてい
る。
の示した回路と同様に、交流電源１の交流電源波形を整
流する整流回路２、負荷１４に対して直列に接続された
トランス（インダクタ）４及びダイオード６、負荷１４
に対して並列に接続されたコンデンサ７が設けられてい
る。
【００１８】また、コンデンサ７と負荷１４との間に直
流回路用の分圧器（Ｒ3,Ｒ4 ）８が接続されており、こ
の分圧器８によって検出された波形が、誤差増幅器１２
を介して掛算器９に入力される。さらにトランス（イン
ダクタ）４とダイオード６との間とコモン回路間には、
スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）５と、それに流れる
電流を検出するための抵抗Ｒ5 が直列に接続された回路
が接続されており、その抵抗Ｒ5 によって検出されたス
イッチング素子５の電流が電流比較器１０に導かれ、こ
の電流比較器１０の出力及びゼロ電流検出器１３の出力
（インダクタ電流がゼロに達した旨の信号）に基づい
て、パルス制御回路１１から、スイッチング素子５を開
閉制御するパルス信号が出力される。
流回路用の分圧器（Ｒ3,Ｒ4 ）８が接続されており、こ
の分圧器８によって検出された波形が、誤差増幅器１２
を介して掛算器９に入力される。さらにトランス（イン
ダクタ）４とダイオード６との間とコモン回路間には、
スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）５と、それに流れる
電流を検出するための抵抗Ｒ5 が直列に接続された回路
が接続されており、その抵抗Ｒ5 によって検出されたス
イッチング素子５の電流が電流比較器１０に導かれ、こ
の電流比較器１０の出力及びゼロ電流検出器１３の出力
（インダクタ電流がゼロに達した旨の信号）に基づい
て、パルス制御回路１１から、スイッチング素子５を開
閉制御するパルス信号が出力される。
【００１９】さて、本実施の形態では、交流電源１と整
流回路２との間にトランス１５を並列に接続して交流電
源波形を検出し、その交流電源波形を、フィルタ（ＨＰ
Ｆ＋ＬＰＦ）１６を通して高調波を除去した後、更に絶
対値回路（整流回路）１７によって整流し、この整流後
の波形信号を制御電流の基準として掛算器９に入力する
ところに特徴があり、このように交流電源波形をフィル
タ１６に通した後に整流することで、交流電源波形が歪
んでいる場合であっても、電流の基準としては歪んでい
ない波形が得られる。
流回路２との間にトランス１５を並列に接続して交流電
源波形を検出し、その交流電源波形を、フィルタ（ＨＰ
Ｆ＋ＬＰＦ）１６を通して高調波を除去した後、更に絶
対値回路（整流回路）１７によって整流し、この整流後
の波形信号を制御電流の基準として掛算器９に入力する
ところに特徴があり、このように交流電源波形をフィル
タ１６に通した後に整流することで、交流電源波形が歪
んでいる場合であっても、電流の基準としては歪んでい
ない波形が得られる。
【００２０】そして、この実施の形態においても、先の
図４に示す回路と同様に、掛算器９の出力値（制御電流
の基準と誤差増幅器１２の出力の積）と、抵抗Ｒ5 によ
って検出されたスイッチング素子５の電流に相当する電
圧とを電流比較器１０において比較して、図５に示した
ようなチョッパ方式の制御を行うことで、交流電源１か
ら流れこむ電流（平均電流）を正弦波にする。
図４に示す回路と同様に、掛算器９の出力値（制御電流
の基準と誤差増幅器１２の出力の積）と、抵抗Ｒ5 によ
って検出されたスイッチング素子５の電流に相当する電
圧とを電流比較器１０において比較して、図５に示した
ようなチョッパ方式の制御を行うことで、交流電源１か
ら流れこむ電流（平均電流）を正弦波にする。
【００２１】なお、以上の実施の形態では、交流電源波
形の高調波を除くフィルタとして、ＬＰＦとＨＰＦを組
み合わせたフィルタを用いている。例えば図２（ａ）に
示すようなＣＲ１段の進相・遅相を組み合わせたフィル
タである。本発明はこれに限られることなく、図２
（ｂ）に示すようなアクティブフィルタ（ローパスフィ
ルタ）など、交流電源基本波の位相はなるべくずらさず
に、高調波をできるだけ多く除去する機能をもつフィル
タであれば、各種のフィルタを適用することができる。
形の高調波を除くフィルタとして、ＬＰＦとＨＰＦを組
み合わせたフィルタを用いている。例えば図２（ａ）に
示すようなＣＲ１段の進相・遅相を組み合わせたフィル
タである。本発明はこれに限られることなく、図２
（ｂ）に示すようなアクティブフィルタ（ローパスフィ
ルタ）など、交流電源基本波の位相はなるべくずらさず
に、高調波をできるだけ多く除去する機能をもつフィル
タであれば、各種のフィルタを適用することができる。
【００２２】また、交流電源波形の検出方法としては、
図１に示したようなトランス１５のほか、例えば図３
（ａ）に示すように、絶縁増幅器２５を用いる方式、あ
るいは同図（ｂ）に示すように、差動増幅器３５を整流
回路２の後に組み込む方式が挙げられる。
図１に示したようなトランス１５のほか、例えば図３
（ａ）に示すように、絶縁増幅器２５を用いる方式、あ
るいは同図（ｂ）に示すように、差動増幅器３５を整流
回路２の後に組み込む方式が挙げられる。
【００２３】さらに、以上の実施の形態では、フィルタ
を交流電源波形の検出部（トランス１５）の後に接続し
ているが、その接続位置は検出部の前であってもよい。
を交流電源波形の検出部（トランス１５）の後に接続し
ているが、その接続位置は検出部の前であってもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交流電源波形をその基本波の位相があまりずれないフィ
ルタに通して高調波を除去し、更に整流した波形を制御
電流の基準とし、その波形に入力電流（インダクタ電
流）を追随させて正弦波化処理を行うように構成してい
るので、交流電源が歪んでいても電流の基準としては歪
んでいない波形を得ることができる。これにより電源か
ら流れ込む電流は常に正弦波となり、交流電源の波形を
更に悪くすることがなくなる。
交流電源波形をその基本波の位相があまりずれないフィ
ルタに通して高調波を除去し、更に整流した波形を制御
電流の基準とし、その波形に入力電流（インダクタ電
流）を追随させて正弦波化処理を行うように構成してい
るので、交流電源が歪んでいても電流の基準としては歪
んでいない波形を得ることができる。これにより電源か
ら流れ込む電流は常に正弦波となり、交流電源の波形を
更に悪くすることがなくなる。
【００２５】従って本発明は、インバータ照明機器な
ど、同一系統に多量に使用される機器の力率改善に、特
に有効な手段となる。
ど、同一系統に多量に使用される機器の力率改善に、特
に有効な手段となる。
【図１】本発明の力率改善回路の実施の形態の構成を示
すブロック図
すブロック図
【図２】交流電源波形の高調波除去に用いるフィルタの
例を示す図
例を示す図
【図３】交流電源波形の検出方法の例を示す図
【図４】従来の力率改善回路の一例を示すブロック図
【図５】図４に示す力率改善回路の動作を示す図
１ 交流電源 ２ 整流回路 ４ トランス（インダクタ） ５ スイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ） ６ ダイオード ７ コンデンサ ８ 分圧器（直流回路用） ９ 掛算器 １０ 電流比較器 １１ パルス制御回路 １２ 誤差増幅器 １３ ゼロ電流検出器 １４ 負荷 １５ トランス（交流電源波形検出用） １６ フィルタ １７ 絶対値回路
Claims (1)
- 【請求項１】 交流電源電圧を整流して直流電圧を得る
交流−直流変換器回路に用いられる力率改善回路であっ
て、交流電源波形の高調波を減衰するフィルタと、この
フィルタを通過した波形を整流する整流回路と、その整
流後の波形を制御電流の基準として入力電流の正弦波化
処理を行う回路手段を備えていることを特徴とする力率
改善回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9357002A JPH11191955A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 力率改善回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9357002A JPH11191955A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 力率改善回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191955A true JPH11191955A (ja) | 1999-07-13 |
Family
ID=18451875
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9357002A Pending JPH11191955A (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 力率改善回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11191955A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532361A (ja) * | 2000-04-21 | 2003-10-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ａｃ−ｄｃコンバータ |
| JP2004312995A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh | 負荷の電力消費の調整方法、負荷の電力消費の調整回路およびランプ用の電気点灯装置 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP9357002A patent/JPH11191955A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003532361A (ja) * | 2000-04-21 | 2003-10-28 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | Ａｃ−ｄｃコンバータ |
| JP2004312995A (ja) * | 2003-04-04 | 2004-11-04 | Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh | 負荷の電力消費の調整方法、負荷の電力消費の調整回路およびランプ用の電気点灯装置 |
| JP4700289B2 (ja) * | 2003-04-04 | 2011-06-15 | パテント−トロイハント−ゲゼルシヤフト フユール エレクトリツシエ グリユーラムペン ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 負荷の電力消費の調整方法、負荷の電力消費の調整回路およびランプ用の電気点灯装置 |
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