JPS6130960A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は昇圧チョッパ回路を含む電源装置の、上記昇圧
チョッパ回路の制御に関するものである。

従来電源装置として第１図に示すようにフライホイール
電源装置が提案されている。同図において、８は交流電
源であり、この電源８の出力はスイッチ２０を介してト
ランス２１の１次巻線２１ａに接続される。トランス２
１の２次＠線２１ｂはＣＶＣＦ主回路Ｓのコンバータ４
に接続され、コンバータ４の出力は直流電圧を昇圧する
昇圧チ日フパ回路２２を介してインバータ５に供給され
る。インバ〜り５の出力はスイッチ回路６７、スイッチ
２４を介して負荷９に供給される。

スイッチ回路６７は直送回路りと主回路Ｓとを切換える
。トランス２１の３次巻線２１ｃは電源８側から出力を
直流に変換するコンバータ３０と、このコンバータの出
力を高周波に変換してフライホイール装置Ｒを回転駆動
する補助インバータ３１とからなる駆動回路２５に接続
される。４次巻線２１ｄは直送回路りに接続される。な
お、フライホイール装置Ｒはモータ兼発電機部及びフラ
イホイールで構成され、常時駆動回路２５の出力で回転
し、停電時に回転エネルギーを電気エネルギーに変換し
て出力する。フライホイール装置Ｒの出力はスイッチ回
路３６を介してコンバータ４の前段に入力される。

このような構成において、定常時は電源８の出力が主回
路Ｓを介して正弦波が負荷９に供給される。この場合昇
圧チョッパ回路２２を有しているので電源８が単相の場
合で、その出力が変動しても安定した出力を供給できる
。定常時において、フライホイール装置Ｒはインバータ
３１の高周波出力で高速回転されており、電源異常時ス
イッチ回路３６がオンすると、この交流出力がスイッチ
回路３６を介して主回路Ｓに供給され負荷９に安定した
正弦波入力が供給される。

第２図は第１図に示す回路の具体例を示す図であり、同
図において、コンバータ４はダイオード４ａ〜４ｄをブ
リッジ接続して成る整流回路より成り、昇圧チョッパ回
路２４はリアクタン人Ｌ１に流れる電流を断続するパワ
ートランジスタＴ１と、ダイオードＤ１より成り、イン
バータ５はブリッジ接続のトランジスタＴと、このトラ
ンジスタＴに並列接続されたダイオードＤより成る。

昇圧チョッパ回路２２の前、後段にはフィルタを構成す
る電解コンデンサＣ１，Ｃ２が接続されている。上記昇
圧チョッパ回路２２のトランジスタＴ１は、コンパレー
タ３０とベースアンプ３１より成るチョッパ制御回路３
２により制御される。

この制御回路は、チョッパ回路２２の出力であるコンデ
ンサ２３ｂの電圧ＶＣ２を抵抗Ｒ１，Ｒ２によって検出
した値と、基準電圧設定器３３により設定された基準電
圧Ｖｒｆとを比較するオペアンプより成る差動増幅器３
４の出力と、三角波信号発生回路３５の出力とを比較処
理して、トランジスタＴ１を制御することにより、チョ
ッパ回路２２の出力を一定に保持することは公知である
。

なお、インバータ５の後段にはり１フアンみＬ３．コン
デンサＣ３より成るフィルタ回路３６が接続される。

上記回路の各部の電流、電圧の波形は第３図に示すとお
りである。

ところで主回路Ｓの出力電圧の安定化のためには昇圧チ
ョッパ出力電圧ＶＣ２、すなわち第３図（ｄ）のコンデ
ンサＣ２の電圧を安定化する必要がある。第２図に示す
回路にあってはこの電圧ＶＣ２を検出し、これを、上記
電圧ＶＣ２を設定するための基準電圧設定器３３の基準
電圧（Ｖｒａｆ）と比較し、この誤差電圧を昇圧チョッ
パ制御回路３２に入れて、これにより電圧ＶＣ２を制御
している。昇圧チョッパ制御回路３２は三角波信号発生
回路３５よりのキャリア用高周波三角波を受け、コンパ
レータ３０、ベースアンプ３１等により主回路Ｓの昇圧
チョッパパワートランジスタＴ１を高周波で０Ｎ−ＯＦ
ＦＩＩＪｌｌｌすることにより電圧ＶＣ２を制御してい
る。ここで、インバータ５の出力電流１３は第３図中）
に示すように出力平滑用コンデンサＣ３が進相負荷の動
作をするため、特に出力負荷の力率が１に近い時はかな
り進相となっている。またインバータ５に流入する電流
１２は第３図（Ｃ）に示すように出力電流ｉ３を全波整
流したような形態となる。このときコンデンサＣ２の両
端電圧ＶＣ２はインバータ５への入力電流ｉ２の積分値
に関連するため、第２図（ｄｌに示すようにそのリップ
ル電圧が、主回路の出力電圧すなわち電源入力電圧に比
べて９０゛近く進相になっている。オンアンプ３４への
帰還の入力はこの電圧ＶＣ２を分圧した値で与えられる
ので、これを基準電圧Ｖｒｆと差動増幅した値は、第２
図（ｅｌのように変動する。

この信号に従って昇圧チョッパ制御回路３２はチョッパ
出力電圧ＶＣ２を制御しようとするため、チョッパ回路
２２への入力電流１１は第２図（ｆｌのような大きなピ
ーク値を有する脈動波、形となってしまう。

ところで、電源８からの入力電流ｉｏは電源電流とほぼ
同相でかつ最大値付近に集中して流れ込む（第２図（幻
）。よってコンデンサＣ１には（（チョッパ入力電流ｊ
　１　）　−（入力電流１０）〕の電流が流れるため、
コンデンサＣ１の電流ｉｃ１は第２図（ｈｌのように大
きなピーク値を有する脈動波形となる。このために従来
では、この脈動波形に十分耐え得るようチョッパ用トラ
ンジスタＴ１の電流容量を大きくし、またコンデンサＣ
１としては耐電流リップル容量の大きな大容量の電解コ
ンデンサを必要とした。

〔発明の概要〕

本発明は以上の欠点を排除するためになされたもので、
昇圧チョッパ回路の入力電流で、昇圧チョッパ制御回路
の入力を補正するようにして昇圧チョッパ回路入力段の
コンデンサに流れるリップル電流を減少させこのコンデ
ンサの容量の小型化を図るとともに、昇圧チョッパ回路
のパワートランジスタに流れる電流のピーク値を下げる
ことによりパワートランジスタに要求される電流容量を
小さくすることを目的とする。

以下実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

〔発明の実施例〕

第４図は本発明による電源装置の一実施例を示す回路図
であり、第２図し同じものは同一符号を用いている。

同図において、３７は昇圧チシンパ回路２２の入力電流
１１を検出する過電流検出器であり、この検出器３７に
よって検出された電流１１は、コンデンサＣ４によりＤ
Ｃ分がカントされ、コンデンサＣ４と抵抗Ｒ３との接続
点より、オペアンプより成る差動増幅器３８の一方の入
力端子に供給される。差動増幅器３８は第５図（８１に
示すオペアンプより成る差動増幅器３４の出力と、第Ｓ
図（ｆ）に示す電流ｉの変化分信号との差をとり、その
結果得られた第１図ｔｇ＋に示す信号を制御回路３２に
入力する。

本発明によれば前記過電流検出器３７により検出される
チョッパ回路入力電流ｊ１の変化分信号（第５図（ｆ）
）をオペアンプ３４の出力電圧から差し引くことにより
補正し、第５図の（ｇｌに示すようなリップルの少ない
信号電圧を得て、これにより昇圧チタフパを制御するの
で、昇圧チョッパ電流１２はリンプルの少ない連続した
電流波形となる。

これによりコンデンサＣＩの電流リップルを半減させる
ことができ、コンデンサｃ１．トランジスタＴ１の容量
を小さくできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、昇圧チッソバ回路
の入力電流で、昇圧チョッパ制御回路の入力を補正する
ようにしたので、昇圧チョッパ回路入力段のコンデンサ
及び昇圧チョンパ回路のパワートランジスタの容量を小
さくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の電源装置の一例を示す回路図、
第３図（ａｌ〜（ｈｌはその動作を説明するための波形
図、第４図は本発明による電源装置の一実施例を示す回
路図、第５図（ａ）〜（」１はその動作を示す波形図で
ある。 ４・・・コンバータ、５・・・インバータ、８・・・電
源、９・・・負荷、Ｒ・・・フライホイール装置、２２
・・・昇圧チョ７バ回路、３４゜３８・・・差動増幅器
、３７・・・過電流検出器。 なお、図中間−又は相当部分には同一符号を用いている
。 代理人　　大　岩　増　雄　（はが２名）厳 手続補正書（自発 ］、事件の表示　　　捧願昭　５９−１４９１６１号２
、発明、の名称 電源装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ４、代理人 ５、補正の対象 発明の詳細な説明、図面の欄 ６、補正の内容 ｆｉ＋明細書第３頁第２行目「スイッチ回路」とあ。 るのを「サイリスクスイッチ回路」と補正する。 （２）同書第３頁第３行目「前段」とあるのを「後段」
と補正する。 （３）同書第３頁第１０行目「電源異常時スイッチ」と
あるのを「電源停電時サイリスクスイッチ」と補正する
。 （４）同書第３頁第１１行目及び第１２行目［スイッチ
回路３６を介して」とあるのを「整流機能を有するサイ
リスクスイッチ回路３６を介して直流に変換されＪと補
正する。 （５）同書第３頁第１７行目「回路２４は」とあるのを
「回路２２は」と補正する。 （６）同書第４頁第８行目「コンデンサ２３ｂ」とある
のをｒコンデンサＣ２Ｊと補正する。 （７）同書第４頁第１６行目「回路３６」とあるのを「
回路３９」と補正する。 （８）同書第５頁第１４行目乃至第１７行目［出力電流
ｉ３は一−−−−−−進相となっている。Ｊとあるのを
「出力電流ｉ３は第３図（ｂｌに示すようになっている
。」と補正する。 （９）同書第６頁第２行目乃至第４行目ｒ主回路の出力
電圧すなわち電源入力電圧に比べて９０°近く進相にな
っている。」とあるのを「インバータ５に流入する電流
１２の波形のリップルに対してほぼ同相となる。」と補
正する。 （ＩＩ同書第６頁第１２行目「しまう。」とあるのを「
しまう。ＣＴＩはチョッパ回路入力電流１１をモニタす
るための直流型電流検出器であり、この出力は過電流検
出器３７に送られて１１が過大になることを阻止する。 ｊと補正する。 （１０同書第７頁第１９行目「３７は」とあるのをｒＣ
Ｔｌは」と補正する。 （１２）同書第７頁第２０行目「過電流検出器」とある
のを「直流型電流検出器」と補正する。 （Ｉ３）同書第８頁第１行目「検出器３７」とあるのを
ｒｃＴＩＪと補正する。 （１４）同書第８頁第１０行目「過電流検出器３７」と
あるのを［直流型電流検出器ＣＴＩＪと補正する。 （１り図面第１図乃至第５図を別紙の通り補正する。 以上 第３図 第５図 （ｆ）　ｉｂ＋彰の

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電源入力を整流するコンバータの出力を第１平滑コ
   ンデンサを介して昇圧チョッパ回路に入力し、この昇圧
   チョッパ回路の出力を第２平滑コンデンサを介してイン
   バータに入力し、交流出力を送出するとともに、上記昇
   圧チョッパ回路の出力電圧と基準電圧設定器の基準電圧
   との差を検出する第１差動増幅器の出力の大きさに応じ
   て上記昇圧チョッパ回路の動作タイミングを制御する制
   御回路を備えた電源装置において、上記昇圧チョッパ回
   路の入力電流を検出する検出手段からの出力信号にもと
   づき上記第１差動増幅器の出力を補正する第２差動増幅
   器を設けたことを特徴とする電源装置。