JPS6355612A

JPS6355612A - 交直変換装置

Info

Publication number: JPS6355612A
Application number: JP20045286A
Authority: JP
Inventors: Naoyoshi Uesugi; 通可植杉
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-08-27
Filing date: 1986-08-27
Publication date: 1988-03-10

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、力率改善のために入力電圧波形に基づき出力
電流を制御する回路を備えた交直変換装置に関する。

（従来の技術）従来、インバータ装置などにおける交直変換装置には、
例えば昭和５８年度電気四学会北陸支部連合大会Ａ−１
２ｒチヨツパによる単相整流回路の力率改善」に見られ
るように、入力交流電圧と相似の正弦波を全波整流した
脈流波形に出力電流を追従制御することにより、高い力
率が得られるようにした七のがある。

第６図は、この種の交直変換装置の従来の構成を示寸。

主回路は、ブリッジ形整流器２、高調波除去用フ）ルタ
３、直流リアクトル４、スイッチング素子５、ダイオー
ド６及び平滑コンデンサ７がら構成されている。整流器
２の出力電流１ｄは、スイッチング素子５をオン・オフ
することにより制御することができ、この出力電流■ｄ
を交流電源１からの入力電圧Ｖｉの全波整流波形を有す
る基準値に追従制御するようにすれば、入力電流Ｉはほ
ぼ力率１の正弦波となる。

この電流追従制御を行なうために、次のようなシリ卯回
路が設けられている。即ち、定電圧制御回路８は、入力
電圧！ｄの波形を検出しこれを整流器１０で全波整流し
た信号Ｖ。と、出力電圧Ｖ　と出力電圧基準ｖ１″との
偏差信号■。とを乗し亦して、入力電圧Ｉ。の全波整流波形と相似な脈流波形
を持つ出力電流基準Ｉｄ＊を形成する。電流追従回路９
は、出力基ｔｌｕｌ　　＊と出力電流Ｉ、とのＱ差信号
をヒステリシスを有するコンパレータ１１に入力し、こ
のコンパレータ１１の出力信号によりスイッチング素子
５をオン・オフする。これにより、出力電圧Ｖ、は一定
に制御されると共に、出力電流Ｉ、は前記脈流波形に制
御され、力率はほぼ１に保たれることになる。

（発明が解決しようとする問題点）上記の従来装置においては、出力電流基準Ｉｄ＊として
、入力電圧■・の全波整流波形と相似な脈音流液形を持った信号を採用している。そのために、次の
ような問題が生じる。

即ち、通常の使用状態においては、第７図のように当該
交直変換装置２０の他に他の電気機器（例えばテレビな
どの家電機器）２１も交流電源１に並列接続されている
ことが多い。このような場合、交流電源１からの供給電
流は当該交直変換装置２０の入力電流■と他の電気ｌｉ
器２１の入力電流■　との和Ｉ＋１１となるが、この電
流Ｉ＋１、は第８図に示すようにピーク部分が突出した
歪んだ波形となり、その結果総合力率が低下してしまう
という問題が生じる。これは、家電機器などの電気機器
２１のほとんどは、ブリッジ整流器２２ｄどから成る直
流電源回路を持っており、しかもこの直流電源回路では
当該変換装置２０におけるような電流追従制御は行って
いないため、この他の電気機器２１は非線形負荷として
作用し、その入力電流Ｉ２は電圧ピーク付近の位相区間
でのみ多く流れることになるからである。

本発明は、このように非線形負荷である他の電気機器と
共に交流電源に並列接続されている場合において、高い
総合力率が１ｑられる交直変換装置を提供することを目
的とする。

（発明の構成）（問題点を解決するための手段）そこで本発明は、入力交流電圧波形に基づいて出力電流
を制御づる回路を描えた交直変換装置において、前記制
御回路に、前記入力電圧波形のピーク部分を低めた歪波
交流波形を持った基準信号を形成する回路を設け、この
回路により形成された前記基準信号に前記出力電流を追
従制御するようにしたものである。

（作　用）入力交流電圧波形のピーク部分を低めた歪波交流波形を
持つ基準信号に出力電流を追従制御することにより、主
回路の入力電流の波形はピーク部分が正弦波より低くな
った上記歪波交流波形となる。

従って、本発明の交直変換装置と他の電気様器とを並列
に使用した場合、本発明の交直変換装置の入力電流のピ
ーク部分での低さが、ピーク部分でのみ多く流れる伯の
電気機器の入力電流を相殺して、両入力電流を合計した
電流波形を正弦波に近い波形にする。その結果、総合力
率が向上する。

特に大電力の直流機器の電源回路に本発明の装置を用い
れば家庭内などでの総合力率向上への効果が大きい。

（実施例）以下実施例により本発明を説明する。

第１図は本発明に係る交直変換装置の一実施例の構成を
示す回路図で、第６図と対応する部分には同符号を付し
ている。

第１図において、定電圧制御回路８及び電流追従回路９
に直流電源電圧Ｖ＋、Ｖ−を供給するための直流電源回
路１２が、交流電源１に接続されたトランス１３と、こ
のトランス１３の２次側出力端子に接続された全波整流
回路１４とにより構成されている。

本実施例の特徴は、この直流電源回路１２のトランス１
３を入力電圧ｖｉの検出回路としても兼用している点に
ある。即ち、このトランス１３の２次側出力電圧を定電
圧制御回路１０に入力し、まず整流器１０により全波整
流する。そして、主回路の０点から検出された出力電圧
■、と、ツェナダイオード１４により設定された出力電
圧基準■、＊＆を比較増幅器１５に入力して得た、両者
の偏差信号ｖ、に、フォトカブラ１６により上記全波整
流信号を乗口して、上記２次側出力電圧■２の全波整流
波形を持った出力電流基準Ｉｄ′を形成する。

次に、この出力電流基準Ｉｄ＊を、電流追従回路９に入
力し、まず増幅率の異なる増幅器１７゜１８で地幅する
。そして、両地幅器１７．１８の出力信号と主回路のＡ
点からの出力電流■、の検出信号とを比較器１９．２０
に入力してそれぞれ偏差信号を求め、両幅差信号を７リ
ツプフロツブ回路２１に入力して、このフリツプフロツ
プ回路２１の出力信号により主回路のスイッチング素子
５をオン・オフする。因みに、この電流追従回路９の機
能は、第６図のように出力電流基準Ｉどと出力電流■ｄ
との偏差信号をヒステリシスを持ったコンパレータに入
力し、このコンパレータの出力でスイッチング素子５を
オン・オフすることと等価である。

このような構成において、制御回路の直流電源回路１２
は電流追従制御は行っていないので、その整流器１４へ
の入力電流Ｉ２は、第７図の他の電気機器２１の入力電
流１１と同様に、入力電圧ｖｉのピーク付近の位相区間
でのみ多く流れる。

従って、トランス１３の２次側出力電圧ｖ２は、トラン
ス１３の巻線抵抗による電圧降下によって、第２図に示
すようにピーク部分が低くなった歪波交流波形となる。

そのため、上記２次側出力電圧■　の全波整流波形を持
つ出力電圧基準■ｌは第３図に示すようなピーク部分が
つぶれた職流波形となり、スイッチング素子５のオン・
オフにより制御される出力電流Ｉ、は、第４図に示すよ
うに出力電圧基準Ｉｄ＊の波形を中心として増幅器１７
゜１８の出力レベル差によって定まる一定範囲内を振動
する波形となる。これにより、主回路の入力電流Ｉは第
２図の２吹出力電圧■２と相似の歪波交流波形となる。

その結果、本実施例の交直変換装置と他の電気顆路とを
並列に交流電源に接続した場合、本交直変換装置の入力
電流Ｉのピーク部分のつぶれが、このピーク部分でのみ
多く流れる他の電気闘器の入力電流１１を相殺するよう
に作用し、交流電源からの供給電流１．　＋　Ｉ　、は
第５図に示すようにほぼ正弦波形となる。従って、高い
供給力率を得ることができる。

また、同じ実効値に対し正弦波に比べ低いピーク値を持
つ歪波交流の全波整流波形を出力電流の基準波形として
いるので、正弦波の全波整流波形を基準波形としている
従来装置に比較して、主回路素子（例えばリアクトル４
、スイッチング素子５等）の電流定格に余裕を持たせる
ことができるという利点がある。

さらに、入力電圧波形の検出回路として直流電源回路の
トランスを兼用しているため、部品点数が減少するとい
う利点もある。

（発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、入力電圧波形のピ
ーク部分を低めた歪波交流波形を有する基準信号に出力
電流を追従制御させているので、主回路への入力電流は
上記歪波交流波形となり、非線形負荷である伯の電気機
器と並列に交流電源に接続された場合には、他の電気機
器への入力電流の歪を相殺して、交流電源の供給電流を
ほぼ正弦波に保ち、従って、高い総合力率を１７にとが
できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を構成を示す回路図、ｍ２図
は同実施例の直流電源回路のトランスの２次側出力電圧
波形を示ず図、第３図は同実施例の出力電流基準の波形
を示す図、第４図は同実施例の出力電流波形を示ず図、
第５図は同実施例と他の電気Ｐ３Ｂとを並列接続した場
合における交流電源からの供給電流の波形を示す図、第
６図は従来の交直変換装置の構成を示ず図、第７図は同
従来装首と他の電気機器を並列接続した状況を示す図、
第８図は第７図の状況における交流電源からの入力電圧
波形と供給電流波形とを示す図である。１・・・交流電源、２・・・ブリッジ形整流機、３・・
・フィルタ、４・・・直流リアクトル、５・・・スイッ
チング素子、６・・・ダイオード、７・・・平滑コンデ
ンサ、８・・・定電圧制御回路、９・・・電流追従回路
、１０・・・全波整流器、１２・・・直流電源回路、１
３・・・トランス、１４・・・全、波整流器、１５・・
・比較増幅器、１６・・・フォトカプラ、１７．１８・
・・増幅器、１９゜２０・・・比較器、２１・・・ノリ
ツブフロップ回路。・　出願人代理人　　佐　　藤　　−雄終　１　図乳２　図粍　５　凶馬６　図も　７　ｚ手続補正書昭和６２年４り／Ｕ日１　事件の表示昭和６１年　特許願　第２００４５２号２　発明の名称交直変換装置補正をする者事件との関係　　特許出願人（３０７）　　株式会社東芝４代理人８　補正の内容（１）　　明細書第３頁第９行に「入力電圧ＩｄＪおよ
び同第１２行に「入力電圧１．Ｊとあるのを「入力電圧
ＶｉＪと補正する。（２）　　同第３頁第１９行に「出力電流ＩＤ」とある
のを「出力電流１ｄＪと補正する。（３）　　同第７頁第５行に「定電圧制御回路１０」と
あるのを「定電圧制御回路８」と補正する。（４）　　同第７頁第１０行に「偏差信号Ｖ６Ｊとある
のを「偏差信号Ｖｅ　Ｊと補正する。（５）　　同第１０頁第１６行に「一実施例を」とある
のを「一実施例の」と補正する。（６）　　図面第１図を別紙の通り補正する。匹　１　図

Claims

【特許請求の範囲】１、入力交流電圧波形に基づいて出力電流を制御する回
路を備えた交直変換装置において、前記制御回路に、前
記入力電圧波形のピーク部分を低めた歪波交流波形を持
つた基準信号を形成する回路を設け、この回路により形
成された前記基準信号に前記出力電流を追従制御するよ
うにしたことを特徴とする交直変換装置。２、前記基準信号形成回路は、前記制御回路の直流電源
回路を構成している２次側に全波整流器が接続されたト
ランスの２次側出力電圧から前記歪波交流波形を得るこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の交直変換装
置。