JPS60200320A - Electric power converter - Google Patents

Electric power converter

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JPS60200320A
JPS60200320A JP5447284A JP5447284A JPS60200320A JP S60200320 A JPS60200320 A JP S60200320A JP 5447284 A JP5447284 A JP 5447284A JP 5447284 A JP5447284 A JP 5447284A JP S60200320 A JPS60200320 A JP S60200320A
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JP
Japan
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voltage
output
phase
reference voltage
power
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JP5447284A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Kakiya
勉 垣谷
Kohei Yuhara
湯原 恒平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
Original Assignee
Toshiba Electric Equipment Corp
Toshiba Denzai KK
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Publication date
Application filed by Toshiba Electric Equipment Corp, Toshiba Denzai KK filed Critical Toshiba Electric Equipment Corp
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • G05F1/12Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • G05F1/45Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
    • G05F1/455Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load with phase control

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Abstract

PURPOSE:To control the surge voltage which is produced by the cut off of current at arc-extinguishing time and to eliminate the evil effects, by arc-extinguishing a switching element when the cumulative value of the converter outputs reaches the 2nd reference voltage. CONSTITUTION:A converter 6 performs the broken line approximation corresponding to a load against the input voltage and produces the voltage corresponding to the load power. An integrator 7 integrates the produced voltage, and a comparator 8 compares the integration output fed from the integrator 7 with the 2nd reference voltage Vref2 set at a preset volume. Then a comparison output is produced when the integration output exceeds the voltage Vref2 and supplied to a reset terminal of an FF3. Then the FF3 is reset and the reverse output is set at a high level. As a result, a transistor 152 of a drive circuit 15 is turned off and a drive transformer 153 is de-energized. Then a main transistor 41 of a switching circuit 4 is arc-extinguished since the supply of base current is cut off.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 水元…は、交流電源の半サイクルごとに位相制御した出
力を負荷に供給する電力変換装置に関し、特に、点弧位
相と消弧位相との双方を有するいわゆる前尋通・掛切位
相あり御方式の電力変換装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] (Field of the Invention) Mizumoto... relates to a power conversion device that supplies a load with an output whose phase is controlled every half cycle of an AC power supply, and in particular, it relates to a power conversion device that supplies a load with an output whose phase is controlled every half cycle of an AC power supply, and in particular, with respect to both the ignition phase and the extinguishing phase. The present invention relates to a power conversion device of a so-called forward interrogation/interrupting phase control system.

(発明の背景) 従来、この種の装置においては、第1図に示すように、
点弧位相φ1を固定し、消弧位相φ2を可変にして調光
、出力安定化等の制御を行なっていた。
(Background of the Invention) Conventionally, in this type of device, as shown in FIG.
The ignition phase φ1 was fixed and the extinguishing phase φ2 was made variable to control dimming, output stabilization, etc.

次に、第2図のブロック図に示す従来の電力変換装置の
動作を第3図のタイムチャートを参照しながら説明する
。第3図の各波形は第2図中に丸で囲んだ数値で示され
る部分のものである。
Next, the operation of the conventional power converter shown in the block diagram of FIG. 2 will be explained with reference to the time chart of FIG. 3. Each waveform in FIG. 3 corresponds to the portion indicated by the circled numerical value in FIG. 2.

整流器1は、交流電源電圧■より全波路流出ノJ(脈流
出力)■を発生し、ゼロクロス検出器2は、この脈流出
力■を所定の閾値でスライスしてゼロクロスf」近のみ
が低レベルで他は高レベルのゼロクロス検出出力■を発
生ずる。この10クロス検出出力■はフリップ70ツブ
(F/F)3に供給され、F / F 3はこの1【コ
クロス検出出力■の立ち上り部分でセットされる。これ
により、F/F3の出力■が8レベルどなり、スイッチ
ング回路4を構成する1〜ランジスタ41がオン(点弧
)する(■参照)。すなわち、第2図の装置にお【ノる
点弧位相はゼロクロス検出器2の出力パルス波形■の立
ち上り位相に固一定されている。
The rectifier 1 generates a full wave path outflow J (pulsating output) ■ from the AC power supply voltage ■, and the zero cross detector 2 slices this pulsating output ■ at a predetermined threshold value and detects that only those near the zero cross f'' are low. The other outputs generate a high-level zero-cross detection output ■. This 10 cross detection output (2) is supplied to a flip 70 tube (F/F) 3, and F/F 3 is set at the rising edge of this 1 (cross detection output (2)). As a result, the output (2) of the F/F 3 rises to the 8th level, and transistors 1 to 41 constituting the switching circuit 4 are turned on (fired) (see (2)). That is, in the apparatus shown in FIG. 2, the ignition phase is fixed to the rising phase of the output pulse waveform (2) of the zero-cross detector 2.

一方、この電ツノ変換装置は、出力電圧すなわち図示し
ない負荷への供給電圧を整流器5で整流しく■)、変換
器6で電圧/電力変換しく■)、積分器7で積分゛する
(■)。ここで、変換器6は、負荷の印加電I工対消費
電力曲線を折れ線で近似づることにより電圧(@詩1f
i )を電力(瞬時値)に変換するものである。この場
合、負荷の負荷電圧対消費電ツノ曲線は、例えば一般式
w=vnで表わされ、nは負荷が純抵抗であれば2、負
荷が放電灯であればこの放電灯や安定器の種類に応じた
0、5〜1.5の間の値である。変換器6は負荷に応じ
て特性をこのような曲線に合わせたものに変えて用いる
On the other hand, this electric horn conversion device rectifies the output voltage, that is, the voltage supplied to a load (not shown) with a rectifier 5 (■), converts the voltage to power with a converter 6 (■), and integrates it with an integrator 7 (■). . Here, the converter 6 calculates the voltage (@ Poetry 1f
i) into electric power (instantaneous value). In this case, the load voltage vs. power consumption horn curve of the load is expressed, for example, by the general formula w = vn, where n is 2 if the load is a pure resistor, and n is 2 if the load is a discharge lamp, and if the load is a discharge lamp or ballast. It is a value between 0, 5 and 1.5 depending on the type. The converter 6 is used by changing its characteristics to match such a curve depending on the load.

積分器7は前述のゼロクロス検出出力■の低1ノベル信
号がリセット信号として入力され、これにより、交流電
源電圧■の半サイクルごとの負荷消費電圧を積分して出
力する。この積分出力■は比較器8の一方の入力端に供
給される。
The integrator 7 receives the above-mentioned low 1 novel signal of the zero cross detection output (2) as a reset signal, and thereby integrates and outputs the load consumption voltage for each half cycle of the AC power supply voltage (2). This integral output ■ is supplied to one input terminal of the comparator 8.

比較器8は、他方の入力端に基準電圧発生回路9から供
給−される基準電圧V refoと上記積分出力■とを
比較し、この積分出力■が基準電圧V ref。
The comparator 8 compares the reference voltage V refo supplied from the reference voltage generation circuit 9 to the other input terminal with the integrated output (2), and this integrated output (2) is the reference voltage V ref.

を超えたとき比較出力■を発生する。この比較出力■は
F/F3のリセッ1一端子に供給され、F/1:3がリ
セットされて出力■が低レベルとなることによりトラン
ジスタ41がオフする。これにより、1〜ランジスタ4
1ツなわちスイッチング回路4はゼロクロス直後から負
荷電力が基準電圧y rerOで定まる所定の電力に達
するまでの間導通づる。したがって第2図の装置におい
ては、電源電圧が変動しても常に相半サイクルごどに一
定の電力を負荷に供給す”ることができる。
Comparison output ■ is generated when the value is exceeded. This comparison output (2) is supplied to the reset 1 terminal of F/F3, F/1:3 is reset, and the output (2) becomes low level, thereby turning off the transistor 41. As a result, 1 to transistor 4
In other words, the switching circuit 4 is conductive from immediately after the zero cross until the load power reaches a predetermined power determined by the reference voltage yrerO. Therefore, in the device shown in FIG. 2, even if the power supply voltage fluctuates, constant power can always be supplied to the load every half cycle.

どころが、このような掛切方式の位相制御を行なう場合
、第4図に示すようにスイッチング素子の消弧による電
流遮断時にa3いてサージ電圧が発生し、共通の配線ま
たは交流電源に接続されている他の機器に悪影響を与え
、最悪の場合はこれらの機器を破壊さけるという不都合
があった。この°す“−ジ電圧の発![原因は、第5図
の等価回路に承りような配線系統に存在するインダクタ
ンス成分[Sに蓄えられたエネルギー(1/2−1.s
 J2)が電流遮断時4ノージ電圧として急激に放出さ
れるためである。
However, when using this type of phase control, as shown in Figure 4, a surge voltage is generated at a3 when the current is cut off due to extinguishing of the switching element. This has the inconvenience of having an adverse effect on other equipment, and in the worst case, destroying these equipment. This generation of voltage is due to the energy stored in the inductance component (1/2 - 1.s
This is because J2) is suddenly released as a 4-noge voltage when the current is interrupted.

(発明の目的) 本発明は、上述の従来形にお1ノる問題点に鑑みてなさ
れたもので、入力交流電源の相半ザイクルごどに点弧位
相a3よび消弧位相を有するいわゆる前導通・掛切)σ
相制御方式の電力変換装置において、第6図に示JJ:
うに、出力設定値の変更は点弧位相φ1を変化させて行
ない、かつ定常入力状態の消弧位相φ2を点弧位相φ1
の変化に関係なく上記半Vイクルの後半の負荷電圧およ
び電流の比較的低い位相のほぼ一定値となるように設定
するとともに、実際の出力値の変動に対しくは上記消弧
位相φ2を負帰還的に制御して定出力化さぜるという構
想に基づき、消弧時の電流遮断により発生す゛るサージ
電圧を制御し、なおかつ相半ザイクルごとに安定化した
出力を負荷に供給J′ることが可能な電力変換装置を提
供りることを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of one problem with the conventional type described above, and is a so-called pre-amplifier that has an ignition phase a3 and an extinguishing phase in every phase and half cycle of the input AC power supply. Continuity/cutting) σ
In a phase control type power conversion device, JJ shown in Fig. 6:
In other words, the output setting value is changed by changing the firing phase φ1, and the extinguishing phase φ2 in the steady input state is changed to the firing phase φ1.
The load voltage and current in the latter half of the half-V cycle are set to be approximately constant values regardless of changes in the current, and the extinguishing phase φ2 is set to a negative value in response to fluctuations in the actual output value. Based on the concept of constant output through feedback control, it is possible to control the surge voltage generated by cutting off the current during arc extinguishing, and to supply a stabilized output to the load every phase and half cycle. The purpose is to provide a power conversion device that is capable of

(発明の構成) 上記目的を達成するために本発明では、交流電源と、こ
の交流電源の相半サイクルごとに点弧および消弧して負
荷に位相制御されlc出力を供給するスイッチング素子
と、上記相半サイクルごとに出力量を累H1′gる手段
を含みこの累に1値に応じて上記スイッチング素子の消
弧位相を制御する制御回路とを具備ジる電力変換装置に
33いて、前記制御回路は、可変の第1の基準電圧を発
生する手段と、第1の基準電圧に対応する位相で前記ス
イッチング素子を点弧する手段と、固定の第2の基準電
圧を発生ずる手段と、前記累計手段に対し上記スイッチ
ング回路の点弧期間は前記出力用信号を、かつ消弧期間
は所定波形信号を選択的に供給する信8切換手段とを有
し、前記累語値が上記第2の基準電圧に達したとき前記
スイッチング素子を消弧りることを特徴どJる。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention includes an AC power supply, a switching element that turns on and off every half cycle of the AC power supply, and supplies a phase-controlled LC output to a load; 33. The power conversion device includes means for accumulating the output amount H1'g for each of the phase and half cycles, and a control circuit for controlling the extinguishing phase of the switching element in accordance with the accumulated one value. The control circuit includes means for generating a variable first reference voltage, means for firing the switching element in a phase corresponding to the first reference voltage, and means for generating a fixed second reference voltage. a signal switching means for selectively supplying the output signal during the firing period of the switching circuit to the accumulating means and a predetermined waveform signal during the extinguishing period; The switching element is turned off when the reference voltage reaches a reference voltage of .

(発明の効果) 上述のように構成された本発明によれば、第7図に示す
ように、回路電流および電圧値の低い位相で回路電流を
遮断するようにしたため、電流遮断1侍に生−するサー
ジ電圧を低減づることがて・さるとどもに、このサージ
電圧は交流電源電圧の比較的低い部分に重畳されるので
、共通の配線に現われる棲−ジ電圧のピーク値が低減さ
れ、共通の配線または交流電源に対して本発明の電力変
換装置ど並列に接続されている他の1m器に悪影響を与
えることを防止することができる。また、出力可の累h
1値が所定値に達したときスイッチング素子を消弧する
ようにしたため、電源電圧が変動、もしくは、高調波を
含んでいても、常に相半ザイクルごとに一定の電力を負
荷に供給することができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention configured as described above, as shown in FIG. In addition, since this surge voltage is superimposed on a relatively low part of the AC power supply voltage, the peak value of the surge voltage that appears on the common wiring is reduced, It is possible to prevent the power conversion device of the present invention from adversely affecting other 1m devices connected in parallel to the common wiring or AC power source. In addition, the cumulative h that can be output
The switching element is turned off when the 1 value reaches a predetermined value, so even if the power supply voltage fluctuates or contains harmonics, constant power can always be supplied to the load every half cycle. can.

(実施例の説明) 以下、図面を用いC本発明の詳細な説明する。(Explanation of Examples) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第8図は本発明の1実施例に係る電力変換装置の構成を
示す。また、第9図は第8図の装置にJ3()る各部動
作タイムチャー1〜を示す。なお、第283よび3図の
従来例と共通または対応り−る部分については同一の符
号で表わす。
FIG. 8 shows the configuration of a power conversion device according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 9 shows the operation time charts 1 to 1 of each part of the apparatus shown in FIG. 8 at J3(). Note that parts common or corresponding to those of the conventional example shown in FIGS. 283 and 3 are denoted by the same reference numerals.

第8図の装置は、第2図のものに対し、ゼロクロス検出
器2と7リツプフロツプ(F/F)3のレット端子との
間にUロクロス検出出力■でリヒツ1〜される三角波発
生器10と、出力設定用の例えば外付【プの可変抵抗器
(図示せず)等により電圧が可変される第1の基準電圧
VreNをこの三角波発生器10の出力■が超えたとき
第2の比較用ノJ■を発生し゛Cト/F3のセット端子
に送出ツる比較器11とをイj加し、整流器2の出力端
をアナログスイッチ12を介して変換器6の入力端に接
続(るどともに整流器5と変換器6との間にアナログス
イッチ13を直列に接続し、これらのアナログスイッチ
12と13を比較器11の出力0で排他的にオン・オン
するようにしたーしのである。このために、ここでは、
アナログスイッチ12を比較器11の出ツノ■ぐ直接制
御し、アナ1−1グスイツチ13は比較器11の出力@
を反転器14で反転した出力@で制御している。
The device shown in FIG. 8 differs from the device shown in FIG. A second comparison is made when the output of the triangular wave generator 10 exceeds the first reference voltage VreN, the voltage of which is varied by an external variable resistor (not shown) for output setting. The output terminal of the rectifier 2 is connected to the input terminal of the converter 6 via the analog switch 12. An analog switch 13 is connected in series between the rectifier 5 and the converter 6, and these analog switches 12 and 13 are turned on and off exclusively by the output 0 of the comparator 11. .For this, here:
The analog switch 12 is directly controlled by the output of the comparator 11, and the analog 1-1 switch 13 is controlled by the output of the comparator 11.
is controlled by the output @ which is inverted by the inverter 14.

第10図は第8図の装置の具体的回路例を示す。FIG. 10 shows a specific circuit example of the device shown in FIG.

なお、第10図にJ5いては、フリツプフロツプ3とス
イッチング回路4との間に駆動回路15を接続しCいる
。第10図において、ゼUりL1ス検出器2は全波整流
′a1からの脈流出力■を所定の閾値電圧vthと比較
し、交流電源電圧■のゼロクロス付近のみが高レベルの
10クロス検出出力■を発生りる。三角波発生器10は
所定の直流電圧Vcを積分する積分回路101と、この
積分回路101をりけツ1ヘツるF E T 102等
で構成され、交流電源の半サイクルを1周期どする三角
波電圧■を発生する。
Note that at J5 in FIG. 10, a drive circuit 15 is connected between the flip-flop 3 and the switching circuit 4. In FIG. 10, the zero cross detector 2 compares the pulsating output ■ from the full-wave rectifier 'a1 with a predetermined threshold voltage vth, and detects a high level 10 crosses only near the zero cross of the AC power supply voltage ■. Output ■ is generated. The triangular wave generator 10 is composed of an integrating circuit 101 that integrates a predetermined DC voltage Vc, and a FET 102 that connects this integrating circuit 101, and generates a triangular wave voltage that repeats one half cycle of the AC power supply. ■Generates.

比較器11は、この三角波電圧0と出力設定用ボリウム
9の店動端子に発生ずる第1の基準電圧■ref1とを
比較し、上記三角波電圧0が第1の基準電圧y ref
lを超えると高レベルの比較信号■を発生ずる。この比
較信号0はF/F3のセラ1〜端子に供給される。これ
により、F / F 3はセットされ、反転出力Qが低
レベルとなる(■の反転信号)。
The comparator 11 compares this triangular wave voltage 0 with a first reference voltage ref1 generated at the operating terminal of the output setting volume 9, and the triangular wave voltage 0 is determined as the first reference voltage y ref.
When it exceeds l, a high level comparison signal ■ is generated. This comparison signal 0 is supplied to the cellar 1 to terminals of the F/F3. As a result, F/F3 is set, and the inverted output Q becomes a low level (inverted signal of ■).

したがって、駆動回路15のトランジスタ151がAフ
し、トランジスタ152がオンし゛C駆動トランス15
3の1次巻線153pが駆動され、スイッチング回路4
の主トランジスタ41は駆動i〜ランス153の2次巻
lli!153sよりベース電流が供給されてオンし、
負荷に電力■が供給される。りなわら、第1の基準電圧
V reflを変えることにまり点弧位相角φ1を自由
に変えることができる。
Therefore, the transistor 151 of the drive circuit 15 is turned off, and the transistor 152 is turned on.
The primary winding 153p of switching circuit 4 is driven.
The main transistor 41 of the drive i~the secondary winding lli of the lance 153! The base current is supplied from 153s and it turns on.
Power ■ is supplied to the load. However, by changing the first reference voltage V refl, the firing phase angle φ1 can be changed freely.

なお、駆動回路15のダイオード154は駆動トランス
153のリセット用である。またスイッチングIn1f
f14に(13いCダイA−ドブリッジを#6成してい
るダイオード42,43,44.45は、主トランジス
タ41による直流スイッチングを交流スイッチングに直
交変換するためのものであり、抵抗46およびフンデン
サ41の直列回路は主トランジスタ41を保護するため
のスナバ回路である。
Note that the diode 154 of the drive circuit 15 is for resetting the drive transformer 153. Also, switching In1f
Diodes 42, 43, 44. The series circuit 41 is a snubber circuit for protecting the main transistor 41.

ところで、定出力制御を行なっている従来の装置にJ5
いては、点弧位相φ1をそのまま後に動かした場合、消
弧位相φ2も点弧位相φ1に連れて後にさがってしまい
、スムーズに調光制御をすることができない。そこで、
第8および第10図の装置においては、点弧位相φ1を
第1の基準電圧に応じて動かずとどもに、消弧位相φ2
を常に相半ザイクルの後半の任意の一定の位相角にする
ために、フィードバック電圧■の積分を点弧位相φ1か
らではなく常にゼロクロスパルス■の立ら下りの位相φ
Oにり開始りるJ、うにしている。この場合、定出力制
御に関与する積分区間φ1〜φ2については負荷電力■
を積分し、点弧前の区間φ0〜φ1については、交流電
源■を整流器1で整流した出力■を積分させるJ、うに
する。
By the way, J5 is a conventional device that performs constant output control.
In this case, if the ignition phase φ1 is moved backward as it is, the extinguishing phase φ2 will also be moved back along with the ignition phase φ1, making it impossible to perform dimming control smoothly. Therefore,
In the devices shown in FIGS. 8 and 10, the ignition phase φ1 remains unchanged in accordance with the first reference voltage, while the extinguishing phase φ2
In order to always have an arbitrary constant phase angle in the second half of the phase half-cycle, the integral of the feedback voltage ■ is not always from the firing phase φ1, but always from the falling phase φ of the zero-crossing pulse ■.
O's sea urchin starts. In this case, for the integral interval φ1 to φ2 involved in constant output control, the load power
, and for the section φ0 to φ1 before ignition, integrate the output (2) obtained by rectifying the AC power source (2) with the rectifier 1.

具体的には、変換器6の入力にアナログスイッチを2つ
段()、これらのアナログスイッチ12ど13を交互に
オン・オフさせる。アナログスイッチ12゜13の制御
信号は、点弧側比較器11の出力パルス0を使用し、一
方のアナログスイッチ12には、反転器14を介して接
続する。つまり、一方のアナログスイッチがオンのとき
、他方は、オフとなる。これにより、位相φO〜φ1の
区間て゛はアナI」グスイッチ12がオン、アナログス
イッチ13がオフし、電源側整流器1の出力波形■を変
換器6に供給する。また、位相φ1〜φ2の区間ではア
ナログスイッチ12がオフ、アナログスイッチ13がオ
ンし、負荷側整流器5の出力波形■を変換器6に供給づ
“る。
Specifically, two stages of analog switches () are connected to the input of the converter 6, and these analog switches 12 and 13 are turned on and off alternately. The control signal for the analog switches 12 and 13 uses the output pulse 0 of the ignition side comparator 11, and is connected to one of the analog switches 12 through an inverter 14. That is, when one analog switch is on, the other is off. As a result, the analog I switch 12 is turned on and the analog switch 13 is turned off during the phase period φO to φ1, and the output waveform (2) of the power source rectifier 1 is supplied to the converter 6. Further, in the period between phases φ1 and φ2, the analog switch 12 is turned off, the analog switch 13 is turned on, and the output waveform (2) of the load-side rectifier 5 is supplied to the converter 6.

変換器6は、入力電圧に対して負荷に応じた折れ線近似
を行ない負荷電力(瞬問値)に対応する電圧■を発生ず
る。積分器7は電圧■を積分する積分回路71と、この
積分回路11をリセッi−ツるFET72とで構成され
ている。そして、この積分回路71は高レベルのゼロク
Uス検出出力■によりFET72がオンするとリレット
され、げロクロス検出出力■がオフ(低レベル)になる
とF E T 72がオフして電圧■の積分を開始する
。したがって積分器7においては、交流電源の相半サイ
クルごとに位相φ0〜φ1の区間では電源電圧■が負荷
に供給されたものと仮定した場合の負荷電力を積分し、
位相φ1以後は、さらに、現実の負荷電力を積分する(
■)。
The converter 6 performs polygonal line approximation to the input voltage according to the load, and generates a voltage (2) corresponding to the load power (instantaneous value). The integrator 7 is composed of an integrating circuit 71 that integrates the voltage 1, and an FET 72 that resets the integrating circuit 11. Then, this integration circuit 71 is reset when the FET 72 is turned on by the high-level zero cross detection output ■, and when the zero cross detection output ■ turns off (low level), the FET 72 is turned off and integrates the voltage ■. Start. Therefore, the integrator 7 integrates the load power when it is assumed that the power supply voltage ■ is supplied to the load in the phase φ0 to φ1 interval for every phase half cycle of the AC power supply,
After phase φ1, the actual load power is further integrated (
■).

[を較器8は、積分器7から出力される積分出力■とプ
リセットボリウム16に設定されている第2の基準電圧
Vrar2どを比較し、積分出力■が第2の基準電圧v
ref2を超えたとき比較出力■を発生し、「/「3の
りヒツト端子に供給覆る。これにより、F / F 3
がリセットされて、反転出力Qが高レベルとなる。した
がって、駆動回路15のトランジスタ151がオン、ト
ランジスタ152がオフし、駆動1−ランス153は消
勢され、スイッヂング回路4の主トランジスタ41はベ
ース電流の供給が停止してオフ(消弧)する。このよう
に、この装置においては、点弧位相角φ1を第1の基準
電圧に応じて後に動かしても消弧位相角φ2は、相半ザ
イクルの後半の位相に固定することができるので、第1
の基準電圧に応じた位相制御例えば調光を行なうことが
できる。
[The comparator 8 compares the integral output ■ outputted from the integrator 7 with the second reference voltage Vrar2 set in the preset volume 16, and the integral output ■ becomes the second reference voltage v.
When it exceeds ref2, a comparison output ■ is generated and the signal is supplied to the ``/''3 hit terminal.This causes F / F 3
is reset, and the inverted output Q becomes high level. Therefore, the transistor 151 of the drive circuit 15 is turned on, the transistor 152 is turned off, the drive 1 lance 153 is deenergized, and the main transistor 41 of the switching circuit 4 is turned off (extinguished) because the supply of base current is stopped. In this way, in this device, even if the ignition phase angle φ1 is moved later according to the first reference voltage, the extinguishing phase angle φ2 can be fixed at the latter half of the phase half cycle. 1
It is possible to perform phase control, for example, dimming, in accordance with the reference voltage.

さらに、ここで、所定の入力交流電源電圧に対し負荷時
ど無負荷時の電圧変動がないものどすれば、点弧位相が
どのように変動しても消弧位相は一°定である。しかし
、現実には電源変動または負荷変動等があり、これらに
よって出力電力■が増加しようとり”ると、積分器7の
出力はより早く第2の基準電圧V rar2に達ツるか
ら消弧位相はφ2より進み、これにより出力は一定に保
たれる。また、出力電力■が減少しようとした場合は消
弧位相がφ2より遅れ、これにより出力は一定に保たれ
る。ずなわら、この装置においては、電源電圧が変動し
たり、または電源電圧に高調波が含よれていても負荷に
供給される電ツノは相半サイクルごとに常に一定となる
。したがって、負荷として例えば照明負荷(特に電子安
定器)を用いた場合には、電源電圧変動や高調波による
ヂラッキを防止することができる。また、消弧位相の標
準値(定格電源電圧時等)を点弧位相と無関係の所定値
に固定することができるため、この消弧位相を毎半ザイ
クル後半の負荷電流および電圧値が低い位相に設定ずれ
ばリージ電圧を低減することができ、他機器への恕影響
を排除することができる。
Furthermore, here, if it is assumed that there is no voltage fluctuation during load or no-load with respect to a predetermined input AC power supply voltage, the extinguishing phase will be constant no matter how the firing phase changes. However, in reality, there are power supply fluctuations, load fluctuations, etc., and when the output power () attempts to increase due to these fluctuations, the output of the integrator 7 reaches the second reference voltage Vrar2 more quickly, so the arc-extinguishing phase advances from φ2, thereby keeping the output constant.Also, when the output power ■ attempts to decrease, the extinction phase lags behind φ2, thereby keeping the output constant. In equipment, even if the power supply voltage fluctuates or contains harmonics, the power supplied to the load is always constant for each phase and half cycle.Therefore, as a load, for example, a lighting load (especially When using an electronic ballast (electronic ballast), it is possible to prevent fluctuations due to power supply voltage fluctuations and harmonics.In addition, the standard value of the extinguishing phase (at rated power supply voltage, etc.) can be set to a predetermined value unrelated to the ignition phase. Therefore, by shifting this extinguishing phase to a phase where the load current and voltage values are low in the latter half of every half cycle, it is possible to reduce the surge voltage and eliminate the negative influence on other equipment. can.

なJ3、上述にJ3いては相半ザイクルの前半の点弧位
相前は電源電圧を変換器6に入力しCいるが、所定の直
流電圧また(ユ三角波電圧等、積分器7の積分出力が位
相に対して単純増加するJ:うな波形を印加するように
してもよい。この場合、一般には消弧位相が点弧位相の
変化に応じて多少変化°リ−ることになるが、この変化
を逆に利用することにJ:りこの電力変換装置の入出力
特性を修正することができる。
In J3 mentioned above, the power supply voltage is input to the converter 6 before the firing phase in the first half of the half-cycle, but when the integral output of the integrator 7 is It is also possible to apply a waveform that simply increases with respect to the phase.In this case, the extinguishing phase will generally change somewhat depending on the change in the firing phase, but this change By using this inversely, it is possible to modify the input/output characteristics of Riko's power converter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の前導通・掛切位相制御方法を説明づ゛る
ための波形図、第2図は従来の電力変換装置のブロック
図、第3図は第2図の装置における各部信号タイムヂャ
ート、第4図は第2図の装置の電源電圧および出力電流
波形図、第5図は配線系統の等価回路、第6図は本発明
の動作原理を示す波形図、第7図は本発明を適用した場
合の電源電圧および出力電流波形図、第8図は本発明の
1実施例に係る電力変換装置のブロック図、第9図は第
8図の装置にお9)る各部信号タイムチャート、イして
第10図は第8図の装置の具体回路例を承り図 である
。 3・・・フリップフロップ、4・・・スイッチング回路
、6・・・変換器、7・・・積分器、8,11・・・比
較器、9・・・基準電用発生回路、10・・・三角波発
生器、12、13・・・アナログスイップ、 16・・・プリセットボリウム。 特許出願人 東芝電材株式会社 代理人 弁理士 伊東辰雄 代理人 弁理士 伊東哲也 ■ [相] ■ ■ [相] ■@
Fig. 1 is a waveform diagram for explaining the conventional front conduction/cutoff phase control method, Fig. 2 is a block diagram of a conventional power conversion device, and Fig. 3 is a time diagram of each part of the signal in the device shown in Fig. 2. , FIG. 4 is a power supply voltage and output current waveform diagram of the device shown in FIG. 2, FIG. 5 is an equivalent circuit of the wiring system, FIG. 6 is a waveform diagram showing the operating principle of the present invention, and FIG. FIG. 8 is a block diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention; FIG. 9 is a time chart of signals of various parts in the device of FIG. 8; FIG. 10 is a diagram showing a specific circuit example of the device shown in FIG. 8. 3...Flip-flop, 4...Switching circuit, 6...Converter, 7...Integrator, 8, 11...Comparator, 9...Reference voltage generation circuit, 10... - Triangular wave generator, 12, 13...analog switch, 16...preset volume. Patent Applicant Toshiba Electric Materials Co., Ltd. Agent Patent Attorney Tatsuo Ito Agent Patent Attorney Tetsuya Ito■ [Sou] ■ ■ [Sou] ■@

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、交流電源と、この交流電源の相半ザイクルごとに点
弧および消弧して負荷に位相制御された出力を供給する
スイッチング素子と、上記相半サイクルごとに出力■を
累計する手段を含みこの累計値に応じて上記スイッチン
グ素子の消弧位相を#IIJIIIνる制御回路とを具
備する電力変換装置において、前記制御回路は、可変の
第1の基準電圧を発生する手段と、第1の基準電圧に対
応する位相で前記スイッチング素子を点弧する手段と、
固定の第2の基準電圧を発生する手段と、前記累計手段
に対し上記スイッチング回路の点弧期間は前記出力口信
号を、かつ消弧期間は所定波形信号を選択的に供給する
信号切換手段とを有し、前記累h1値が上記第2の基準
電圧に達したとき前記スイッチング素子を消弧すること
を特徴とする電力変換装置。 2、前記累h1手段は電圧値を電力値に換算する手段を
含み、前記切換手段は前記交流電源電圧と前記出ツノ電
圧どな選択的に上記換(ン手段に供給でる特許請求の範
囲第1項記載の電力変Fi4装置。
[Scope of Claims] 1. An AC power supply, a switching element that turns on and off every half-cycle of the AC power supply to supply a phase-controlled output to the load, and an output every half-cycle of the above phase. In the power converter device, the control circuit includes means for accumulating the total value and adjusting the extinction phase of the switching element according to the accumulated value, the control circuit comprising means for generating a variable first reference voltage. and means for firing the switching element with a phase corresponding to a first reference voltage;
means for generating a fixed second reference voltage; and signal switching means for selectively supplying the output port signal during the firing period of the switching circuit and the predetermined waveform signal during the extinction period to the cumulative means. A power conversion device comprising: a power conversion device, wherein the switching element is turned off when the cumulative h1 value reaches the second reference voltage. 2. The accumulation h1 means includes means for converting a voltage value into a power value, and the switching means selectively supplies the AC power supply voltage and the output voltage to the converting means. The power conversion Fi4 device according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107027227A (en) * 2016-02-01 2017-08-08 松下知识产权经营株式会社 Shorten the power supply the time required to eliminating electric arc, light and illuminator and method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107027227A (en) * 2016-02-01 2017-08-08 松下知识产权经营株式会社 Shorten the power supply the time required to eliminating electric arc, light and illuminator and method

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