KR100881253B1 - 전원 장치 - Google Patents

전원 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100881253B1
KR100881253B1 KR1020037007149A KR20037007149A KR100881253B1 KR 100881253 B1 KR100881253 B1 KR 100881253B1 KR 1020037007149 A KR1020037007149 A KR 1020037007149A KR 20037007149 A KR20037007149 A KR 20037007149A KR 100881253 B1 KR100881253 B1 KR 100881253B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bidirectional switch
power supply
drive signal
output voltage
voltage
Prior art date
Application number
KR1020037007149A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20040041084A (ko
Inventor
하라다가즈히로
니노미야야스히사
마에다시로
스기모토도모히로
바바도시나리
고토에이지
Original Assignee
파나소닉 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 파나소닉 주식회사 filed Critical 파나소닉 주식회사
Publication of KR20040041084A publication Critical patent/KR20040041084A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100881253B1 publication Critical patent/KR100881253B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 전원 장치는, 교류 전원(1)과, 교류 전원(1)으로부터의 교류를 전파 정류하는 4개의 다이오드(2 ∼ 5)로 형성된 브릿지 정류 회로(6)와, 교류 전원(1)과 브릿지 정류 회로(6)의 교류 입력단(6a) 사이에 접속된 리액터(8)와, 교류 입력단(6b)과 직류 출력단(6d)과의 사이에 쌍방향 스위치(9)를 통하여 접속된 콘덴서(10)와, 평활 콘덴서(7)와, 제로 크로스 검출 수단(12)과, 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)과, 쌍방향 스위치 구동 수단(14)을 구비한다.

Description

전원 장치{POWER SOURCE APPARATUS}
본 발명은, 브릿지 정류 회로를 이용한 정류 방식을 사용하여, 장치, 시스템 등에 전력을 공급하는 전원 장치에 관한 것이다.
다이오드를 이용한 정류 방식은, 여러가지 알려져 있다.
도 21, 도 22에 브릿지 정류 회로를 이용한 전파(全波) 정류 회로의 일례를 나타낸다. 도 21, 도 22에 나타낸 전파 정류 회로는, 4개의 다이오드(2 ∼ 5)로 구성된 브릿지 정류 회로(6)를 구비하며, 평활 콘덴서(7)를 통하여 부하(11)에 접속되어 있다.
도 21은, 교류 전원(1)의 양의 반주기 사이에서의 교류 전원(1)으로부터의 전류의 흐름을 나타낸다. 전류는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 다이오드(2), 평활 콘덴서(7), 다이오드(5)의 순으로 흘러, 평활 콘덴서(7)에 양의 전압(Vo)을 발생시킨다.
도 22는, 교류 전원(1)의 음의 반주기 사이에서의 교류 전원(1)으로부터의 전류의 흐름을 나타낸다. 전류는, 화살표로 나타낸 바와 같이, 다이오드(4), 평활 콘덴서(7), 다이오드(3)의 순으로 흘러, 평활 콘덴서(7)에 양의 전압(Vo)을 발생시킨다.
즉, 교류 전원(1)으로부터의 교류 입력은 전파 정류되어, 양의 직류 전압이 얻어진다.
그러나, 상술한 전원 장치에서는, 교류 전원(1)의 전압이 직류 출력 전압보다 높은 기간만 입력 전류가 흐르므로 입력 역률이 낮고, 전원 고조파도 커지는 문제가 있었다.
통상, 이들의 개선책으로서 교류 전원(1)과 브릿지 정류 회로(6) 사이에 리액터를 접속하는 방법이 사용되나, 이 방법에서는 고조파를 억제할 수 있어도 입력 역률이 약 70% 정도밖에 얻어지지 않기 때문에, 중용량부터 대용량의 전원으로서는 이것에 사용하는 소자의 대형화, 나아가서는 장치의 대형화를 초래하는 동시에, 전원 계통에도 부담을 주는 문제가 있었다.
교류 전원과, 교류 전원으로부터의 교류를 전파 정류하는 브릿지 정류 회로와, 브릿지 정류 회로의 직류 출력단에 접속된 평활 콘덴서를 갖는 전원 장치에 있어서, 교류 전원과 브릿지 정류 회로의 교류 입력단 사이에 접속된 리액터와, 브릿지 정류 회로의 교류 입력단과 직류 출력단과의 사이에 쌍방향 스위치를 통하여 접속된 콘덴서와, 교류 전원의 전압의 제로점을 검출하는 제로 크로스 검출 수단과, 제로 크로스 검출 수단의 출력에 기초하여 쌍방향 스위치의 구동 신호를 생성하는 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단과, 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단의 신호에 기초하여 쌍방향 스위치를 구동하는 쌍방향 스위치 구동 수단과, 평활 콘덴서의 양단 전압인 직류 출력 전압을 검출하는 직류 출력 전압 검출 수단과, 직류 출 력 전압이 과전압 보호 레벨(OV1)을 넘으면 과전압 보호 레벨(OV1)보다 낮게 설정된 과전압 보호 해제 레벨을 하회할 때까지 쌍방향 스위치를 OFF하는 과전압 보호 제1 수단을 갖는 전원 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 동작 설명도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 동작 설명도이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 동작 설명도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 동작 설명도이다.
도 9는 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 파형도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 파형도이다.
도 11은 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 법 규제 내 가이드 라인과의 비교를 나타낸 설명도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태 1의 전원 장치의 △t와 부하의 대소에 의한 출력전압(Vo)의 관계를 나타낸 설명도이다.
도 13은 본 발명의 실시형태 2의 전원 장치의 구성도이다.
도 14는 본 발명의 실시형태 3의 전원 장치의 구성도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태 3의 전원 장치의 전류 피크치에 관한 설명도이다.
도 16은 본 발명의 실시형태 3의 전원 장치의 쌍방향 스위치의 구동 타임 챠트이다.
도 17은 본 발명의 실시형태 4의 전원 장치의 구성도이다.
도 18은 본 발명의 실시형태 4의 전원 장치의 구동 신호와 쌍방향 스위치에 흐르는 전류의 타임 챠트이다.
도 19는 본 발명의 실시형태 5의 전원 장치의 구성도이다.
도 20은 본 발명의 실시형태 5의 전원 장치의 타임 챠트이다.
도 21은 종래의 전원 장치의 구성도이다.
도 22는 종래의 전원 장치의 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 종래예와 동일구성의 것은, 동일 번호를 붙여 설명한다.
(실시형태 1)
도 1 ∼ 도 4는 실시형태 1에서의 전원 장치를 나타낸다.
각 도면에 나타낸 전원 장치는, 4개의 다이오드(2 ∼ 5)로 구성된 브릿지 정류 회로(6)와, 교류 전원(1)을 구비하고 있다. 교류 전원(1)과 브릿지 정류 회로(6)의 교류 입력단과의 사이에는 리액터(8)가 접속되어 있고, 브릿지 정류 회로의 교류 입력단과 직류 출력단과의 사이에는 콘덴서(10)가 접속되어 있다.
도 1, 도 2에 나타낸 구성도에서는, 콘덴서(10)는, 브릿지 정류 회로(6)의 교류 입력단(6a 또는 6b)과, 음의 직류 출력단(6c)과의 사이에 쌍방향 스위치(9)를 통하여 접속된다.
도 3, 도 4에 나타낸 구성도에서는, 콘덴서(10)는, 브릿지 정류 회로(6)의 교류 입력단(6a 또는 6b)과, 양의 직류 출력단(6d)과의 사이에 접속된다.
또, 브릿지 정류 회로(6)의 양의 직류 출력단(6c)과, 음의 직류 출력단(6d)과의 사이에는, 평활 콘덴서(7)가 접속되어 있다. 이 평활 콘덴서(7)에 의해, 브릿지 정류 회로(6)에 의해 얻어진 변화가 큰 직류를 매끄러운 직류로 할 수 있다.
실시형태 1에서의 전원 장치는, 또한 교류 전원(1)의 전압의 제로 크로스점을 검출하는 제로 크로스 검출 수단(12)과, 제로 크로스 검출 수단(12)의 출력에 기초하여, 쌍방향 스위치(9)의 구동 신호를 생성하는 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)과, 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)의 출력에 기초하여 쌍방향 스위치(9)의 구동을 행하는 쌍방향 스위치 구동 수단(14)과, 평활 콘덴서(7)의 양단의 직류 출력 전압을 검출하는 직류 출력 전압 검출 수단(15)과, 직류 출력 전압이 출력 전압 과승(過昇) 방지 레벨(OV1)을 넘으면 OV1보다 낮게 설정된 출력 전압 과승 방지 해제 레벨을 하회할 때까지 쌍방향 스위치(9)를 OFF하는 과전압 보호 제1 수단(17)을 갖고 있다.
또한, 도 2 ∼ 도 4에서는, 제로 크로스 검출 수단(12), 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13), 쌍방향 스위치 구동 수단(14), 직류 출력 전압 검출 수단(15), 과전압 보호 제1 수단(17)의 기재를 생략하고 있다.
이하, 도 5 ∼ 도 8을 이용하여, 도 1에 나타낸 전원 장치의 동작에 대해 설명한다. 도 5, 도 6은 교류 입력 전압(Vi)의 양의 반주기 사이를 나타내고, 도 7, 도 8은 음의 반주기 사이를 나타낸다.
또, 도 9, 도 10은 도 1에 나타낸 전원 장치에 대해 Vi를 200V, L을 10mH, C를 300μF, Co를 1800μF로 한 경우에서의 각 파형을 나타낸 것이다.
도 9는 교류 입력 전압(Vi), 리액터(8)를 흐르는 전류(교류 입력 전류)(IL), 직류 출력 전압(Vo), 및 쌍방향 스위치(9)의 구동신호(Vg)의 각 파형을 나타내고, 도 10은 교류입력 전압(Vi), 콘덴서(10)를 흐르는 전류(Ic), 및 콘덴서(10)의 양단간 전압(Vc)의 각 파형을 나타내고 있다.
이상의 구성에 있어서, 교류 입력 전압(Vi)의, 양의 교류 반주기의 제로 크로스 직후에서 쌍방향 스위치(9)는 OFF되어 있고, 직류 출력 전압(Vo)이 교류 입력 전압(Vi)보다 높고, 다이오드(2, 5)가 역 바이어스되어 있으므로, 입력 전류는 흐르지 않는다.
또한, 이 때 콘덴서(10)는, 이전 주기에서 충전된 결과, 도시하는 극성으로 전압 (Vc1)을 갖는다. 교류 입력 전압(Vi)의 음에서 양으로의 제로 크로스점으로부터 시간 △d 후에 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)은, 쌍방향 스위치(9)의 ON 신호를 생성하고, 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 의해 쌍방향 스위치(9)가 ON되면, 도 5의 화살표로 나타내는 바와 같이 전류가 흐른다.
즉, 교류 전원(1)으로부터 차례로, 리액터(8), 다이오드(2), 평활 콘덴서(7), 콘덴서(10)로 전류가 흘러, 콘덴서(10)는 방전하여 그 전압은 Vc1보다 저하한다.
또한, 이 쌍방향 스위치(9)의 ON 시점에서 교류 입력 전압(Vi)과 콘덴서(10)의 전압(Vc1)의 합이 평활 콘덴서(7)의 전압(Vo)보다 커지도록 △d를 선택하는 것으로 한다.
그리고, 쌍방향 스위치(9)의 ON 시점부터 시간 △t 후에 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)은, 쌍방향 스위치(9)의 OFF 신호를 생성하고, 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 의해 쌍방향 스위치(9)가 OFF되면, 콘덴서(10)는 그 시점의 전압 (Vc2)을 유지하면서, 전류는 도 6에 나타낸 바와 같이 교류 전원(1)으로부터 리액터(8), 다이오드(2), 평활 콘덴서(7), 다이오드(5)의 순으로 흘러, 교류 입력 전압(Vi)의 저하에 의해 이윽고 제로가 된다.
교류 입력 전압(Vi)의, 음의 교류 반주기의 제로 크로스 직후에서 쌍방향 스위치(9)는 OFF되어 있으며, 직류 출력 전압(Vo)이 교류 입력 전압(Vi)보다 높고, 다이오드(3, 4)가 역 바이어스되어 있기 때문에 입력 전류는 흐르지 않는다.
교류 입력 전압(Vi)의 양에서 음으로의 제로 크로스점부터 △d 후에 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)은 쌍방향 스위치(9)의 ON 신호를 생성하여, 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 의해 쌍방향 스위치(9)가 ON되면, 도 7의 화살표로 나타낸 바와 같이 전류가 흐른다.
즉, 교류 전원(1)으로부터 차례로, 콘덴서(10), 다이오드(3), 리액터(8)로 전류가 흘러, 콘덴서(10)는 충전된다. 그리고, 쌍방향 스위치(9)의 ON 시점부터 △t 후에 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)은 쌍방향 스위치(9)의 OFF 신호 를 생성하여, 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 의해 쌍방향 스위치(9)가 OFF되면, 콘덴서(10)는 전압(Vc1)까지 충전된 상태로 그 전압을 유지하고, 전류는 도 8에 나타낸 바와 같이 교류 전원(1)으로부터, 다이오드(4), 평활 콘덴서(7), 다이오드(3), 리액터(8)의 순으로 흘러, 교류 입력 전압(Vi)의 저하에 의해 이윽고 제로가 된다.
이상과 같이 콘덴서(10)를 충방전시킴으로써, 종래예보다 입력 전압의 제로 크로스점에 가까운 곳으로부터 입력 전류를 흐르게 할 수 있게 되므로, 고 역률화가 도모된다.
또, △t를 증가시킴으로써 리액터(8)로의 자기 에너지 축적량 및 콘덴서(10)로의 충전량을 증가시켜, 직류 출력 전압(Vo)을 증가시킬 수 있다.
마찬가지로 △t를 감소시킴으로써 출력 전압(Vo)을 감소시킬 수 있어, △t의 증감에 의해 직류 출력 전압(Vo)을 가변할 수 있다. △t의 가변 범위는, 최대 부하시에 필요한 직류 출력 전압을 생성하는 쌍방향 스위치의 도통 폭(△to) 이하로 제한하는 것이다.
본 발명의 전원 장치는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 교류 입력 전압(Vi)의 음의 반주기에서의 쌍방향 스위치(9)의 도통 기간(△t)에, 리액터(8), 콘덴서(10)에 에너지를 축적하여, 교류 입력 전압(Vi)의 양의 반주기에서 이들 에너지를 평활 콘덴서(7)에 방출하는, 소위 승압 작용을 갖고 있다. 이 △t와 직류 출력 전압(Vo)의 관계는 도 12에 나타낸 바와 같이, △t가 커질수록 직류 출력 전압(Vo)이 증가하나, 그 값은 부하의 크기에 의존하여, 부하가 작을수록 같은 △t에 대한 직류 출력 전압(Vo)이 높아진다.
따라서, 경(輕) 부하시에 △t를 지나치게 크게 하면 직류 출력 전압(Vo)이 비정상적으로 높아져, 평활 콘덴서(7)의 내압을 넘을 위험이 있다.
이상의 현상을 피하기 위해, △t의 최대치를 상술한 바와 같이, 최대 부하시에 필요한 직류 출력 전압(Vo)을 생성하는 도통 폭(△to) 이하로 제한하고 있으며, 이에 의해 경 부하시에도 쌍방향 스위치(9)의 도통 폭이 △to 이하로 제한되어, 직류출력 전압(Vo)이 비정상적으로 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또, 중(重) 부하시에 △t가 클 때, 부하(11)가 급격히 작아지면 직류 출력 전압(Vo)이 비정상적으로 높아진다. 이 경우, 직류 출력 전압 검출 수단(15)의 출력이 과전압 보호 제1 수단(17)의 설정 레벨(OV1)을 넘으면 상기 OV1보다 낮게 설정된 출력 전압 과승 방지 해제 레벨을 하회할 때까지 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 쌍방향 스위치(9)의 OFF 신호를 부가하여 쌍방향 스위치(9)를 OFF하여, 승압을 중지함으로써 평활 콘덴서(7)의 파괴를 방지할 수 있다.
또한, 전류는 리액터(8)와, 콘덴서(10) 또는 평활 콘덴서(7)의 직렬 공진 전류가 되므로, 승압 회로에서 일반적으로 사용되는 리액터의 단락 회로보다 전류의 급증을 억제할 수 있어, 리액터(8)의 윙윙하는 소리를 억제할 수 있게 된다.
또한, 전류는, 리액터(8)와, 콘덴서(10) 또는 평활 콘덴서(7)와의 직렬 공진 전류가 되어, 고조파의 링잉 성분을 포함하지 않기 때문에, 리액터(8)의 인덕턴스(L)와 콘덴서(10)의 커패시턴스(C), △d, △t를 적당히 선택함으로써, 고조파를 적절히 억제할 수 있다.
도 11에, 입력 전류의 고조파 성분과 고조파 규제 국내 가이드 라인(15)과의 비교의 일례를 나타내고 있다. 본 도면에서는, 가로축이 고조파의 차수, 세로축이 전류치를 나타내고 있다.
또, 도 1에 나타낸 전원 장치의 동작에 대해 설명했으나, 도 2 ∼ 도 4에 나타낸 어느 전원 장치에 대해서도 동작은 동일하다.
(실시형태 2)
실시형태 2에서의 전원 장치의 동작에 대해, 도 13을 사용하여 설명한다.
중 부하시에 △t가 클 때, 부하(11)가 급격히 작아지면 직류 출력 전압이 비정상적으로 높아진다. 이 경우, 과전압 보호 제1 수단(17)(도시 생략)에 의해 쌍방향 스위치(9)를 OFF하고자 하나, 쌍방향 스위치(9)의 이상에 의해 쌍방향 스위치(9)를 OFF할 수 없으면, 직류 출력 전압은 더욱 상승한다. 이 때, 직류 출력 전압 검출 수단(15)의 출력이 과전압 보호 제2 수단의 설정 레벨(OV2)(OV2 > OV1)을 넘으면, 쌍방향 스위치(9)와 직렬로 접속된 릴레이(16)의 접점을 OFF하여, 승압을 중지함으로써 평활 콘덴서(7)의 파괴를 방지할 수 있다.
(실시형태 3)
실시형태 3에서의 전원 장치를 도 14에 나타낸다. 또, 쌍방향 스위치(9)의 구동 신호의 ON 시간(△t)와 쌍방향 스위치(9)를 흐르는 전류의 피크치의 관계를 도 15에 나타내고, ON 신호폭 제한 수단(20)의 타임 챠트를 도 16에 나타낸다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 쌍방향 스위치(9)의 구동 신호의 ON 시간(△t)이 증가하면, 쌍방향 스위치(9)를 흐르는 전류의 피크치도 증가하나, 쌍방향 스위치(9)의, 구동 신호의 ON 시간의 최대치(△tmax)는 쌍방향 스위치(9)를 흐르는 전류의 피크치가 쌍방향 스위치(9)의 전류의 최대 정격(Ipmax) 이하가 되도록 하지 않으면 안된다.
실시형태 3은, 도 16에 나타낸 바와 같이, 쌍방향 스위치(9)의 ON 신호인 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)의 ON 출력 신호폭이, 외란이나 불균일에 의해 소정의 △tmax를 넘으면, ON 신호폭 제한 수단(20)에 의해, 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 쌍방향 스위치(9)의 OFF 신호를 부가하여 쌍방향 스위치(9)를 OFF시키고, 또한 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)이 OFF 신호를 출력할 때까지 쌍방향 스위치(9)의 OFF 신호를 쌍방향 스위치 구동 수단(14)에 계속 부가하여, 쌍방향 스위치(9)의 파괴를 방지하는 동시에 쌍방향 스위치(9)를 적절한 도통 폭으로 제어하여, 그 출력 전압치를 제어 가능하게 하는 것이다.
(실시형태 4)
실시형태 4에서의 전원 장치를 도 17에 나타내고, 과전류 검출 수단의 타임 챠트를 도 18에 나타낸다.
실시형태 4는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 부품의 불균일성이나 전원 전압의 변동에 의해 ON 신호폭 제한 수단(20)이 동작하기 전에 쌍방향 스위치(9)를 흐르는 전류의 피크치가 비정상적으로 증가한 경우, 과전류 검출 수단(21)에 의해 쌍방향 스위치(9)에 흐르는 전류를 검출하여, 쌍방향 스위치(9)에 흐르는 전류가 쌍방향 스위치(9)의 전류의 최대 정격(Ipmax)에 도달할 때까지 쌍방향 스위치(9)를 OFF하고, 또한 교류 전원의 다음 제로 크로스점 부근까지 OFF를 계속하여, 쌍방향 스위 치(9)의 파괴를 방지하는 동시에 교류 전원의 다음 반주기에는, 쌍방향 스위치(9)를 다시 적절한 위상 및 도통 폭으로 제어하여, 그 출력 전압치를 제어 가능하게 한다.
(실시형태 5)
실시형태 5는, 순간 정전 등에 의한 잘못된 제로 크로스 신호에 의해 쌍방향 스위치(9)가 오(誤) 점화되어, 쌍방향 스위치(9)에 과대 전류가 흘러 파괴 등을 일으키는 문제를 회피하는 것이다.
실시형태 5를 도 19에 나타내고, 제로 크로스 신호 마스크 수단(22)의 타임 챠트를 도 20에 나타낸다.
실시형태 5는 도 20에 나타낸 바와 같이, 교류 전원(1)의 전압의 제로점에서 출력되는 제로 크로스 검출 수단(12)의 정규 제로점 신호가 출력된 후, 교류 전원(1)의 다음 반주기가 시작될 때까지의 일정 기간 내에는 제로 크로스 신호 마스크 수단(22)으로 제로 크로스 검출 수단(12)의 출력을 차단하여, 순간 정전 등에 의해 제로 크로스 검출 수단(12)이 잘못된 제로점 신호를 출력한 경우라도, 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)으로 전달하지 않고, 쌍방향 스위치(9)의 오 점화를 방지하여, 파괴를 방지하는 것이다.
이상과 같이, 본 발명의 전원 장치에 의하면, 직류 출력 전압이 미리 설정된 값을 넘으면 쌍방향 스위치를 OFF시켜 쌍방향 스위치나 평활 콘덴서의 파괴를 방지하면서, 쌍방향 스위치를 적절한 위상 및 도통 폭으로 도통시킴으로써, 입력 전류의 고조파의 억제와 고 역률화가 양립할 수 있고, 또한 교류 전원의 전압 피크치 이상의 직류 출력 전압이 얻어져, 그 직류 출력 전압치를 제어할 수 있다.
또, 직류 출력 전압이 미리 설정된 값을 넘으면 쌍방향 스위치와 콘덴서에 직렬로 접속된 릴레이의 접점을 OFF함으로써, 쌍방향 스위치나 평활 콘덴서의 파괴를 방지하면서, 쌍방향 스위치를 적절한 위상 및 도통 폭으로 도통시킴으로써, 입력전류의 고조파의 억제와 고 역률화가 양립할 수 있고, 또한 교류 전원의 전압 피크치 이상의 직류 출력 전압이 얻어져, 그 직류 출력 전압치를 제어할 수 있다.
또, 쌍방향 스위치의 구동 신호의 ON 시간이 미리 설정된 값을 넘은 기간만 쌍방향 스위치를 OFF시킴으로써 쌍방향 스위치의 파괴를 방지하면서, 쌍방향 스위치를 적절한 위상 및 도통 폭으로 도통시킴으로써 입력 전류의 고조파의 억제와 고 역률화가 양립할 수 있고, 또한 교류 전원의 전압 피크치 이상의 직류 출력 전압이 얻어져, 그 직류 출력 전압치를 제어할 수 있다.
또, 쌍방향 스위치에 흐르는 전류가 미리 설정된 값을 넘으면 쌍방향 스위치를 OFF시켜 쌍방향 스위치의 파괴를 방지하면서, 쌍방향 스위치를 적절한 위상 및 도통 폭으로 도통시킴으로써 입력 전류의 고조파의 억제와 고 역률화가 양립할 수 있고, 또한 교류 전원의 전압 피크치 이상의 직류 출력 전압이 얻어져, 그 직류 출력 전압치를 제어할 수 있다.
또, 순간 정전 등의 외란이 있어도 적절한 위상으로 쌍방향 스위치를 ON시켜 쌍방향 스위치의 파괴를 방지하면서, 쌍방향 스위치를 적절한 도통 폭으로 도통시킴으로써 입력 전류의 고조파의 억제와 고 역률화가 양립할 수 있고, 또한 교류 전원의 전압 피크치 이상의 직류 출력 전압이 얻어져, 그 직류 출력 전압치를 제어할 수 있다.
본 발명의 전원 장치는, 브릿지 정류 회로를 이용한 정류 방식을 사용하여, 장치, 시스템 등에 전력을 공급하는 전원 장치에 관한 것으로, 고 역률과 고조파 억제가 양립할 수 있고, 또한 과전압이나 과전류의 보호를 가능하게 하는 것이다.

Claims (5)

  1. 교류 전원(1);
    상기 교류 전원(1)으로부터의 교류를 전파(全波) 정류하는 브릿지 정류 회로(6); 및
    상기 브릿지 정류 회로(6)의 직류 출력단에 접속된 평활 콘덴서(7)를 갖는 전원 장치에 있어서,
    상기 교류 전원(1)과 상기 브릿지 정류 회로(6)의 교류 입력단의 사이에 접속된 리액터(8);
    상기 브릿지 정류 회로(6)의 교류 입력단과 직류 출력단의 사이에 쌍방향 스위치(9)를 통하여 접속된 콘덴서(10);
    상기 교류 전원(1)의 전압의 제로점을 검출하는 제로 크로스 검출 수단(12);
    상기 제로 크로스 검출 수단(12)의 출력에 기초하여 상기 쌍방향 스위치(9)의 구동 신호를 생성하는 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13);
    상기 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)의 신호에 기초하여 상기 쌍방향 스위치(9)를 구동하는 쌍방향 스위치 구동 수단(14);
    상기 평활 콘덴서(7)의 양단 전압인 직류 출력 전압을 검출하는 직류 출력 전압 검출 수단(15); 및
    상기 직류 출력 전압이 과전압 보호 레벨(OV1)을 넘으면 상기 과전압 보호 레벨(OV1)보다 낮게 설정된 과전압 보호 해제 레벨을 하회할 때까지 상기 쌍방향 스위치(9)를 OFF하는 과전압 보호 제1 수단(17)을 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 쌍방향 스위치(9)와 상기 콘덴서(10)에 직렬로 접속된 릴레이(16)의 접점; 및
    직류 출력 전압이 과전압 보호 레벨(OV2)(OV2 > OV1)을 넘으면 상기 릴레이(16)의 접점을 OFF하는 과전압 보호 제2 수단(18)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)으로부터 출력된 구동 신호의 ON 시간이 소정 시간(△tmax)을 넘으면 상기 구동 신호가 OFF가 될 때까지 상기 쌍방향 스위치(9)를 계속하여 OFF하는 ON 신호폭 제한 수단(20)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 쌍방향 스위치(9)에 흐르는 전류를 검출하여 상기 쌍방향 스위치(9)에 흐르는 전류가 소정의 전류치(Ipmax)를 넘으면 상기 쌍방향 스위치(9)를 상기 교류 전원(1)의 다음 반주기가 시작될 때까지 계속하여 OFF하는 과전류검출 수단(21)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제로 크로스 검출 수단(12)의 출력을 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)에 전달한 후, 상기 교류 전원(1)의 다음 반주기가 시작될 때까지의 일정 기간 내에는, 상기 제로 크로스 검출 수단(12)의 출력을 상기 쌍방향 스위치 구동 신호 생성 수단(13)에 전달하지 않는 제로 크로스 신호 마스크 수단(22)을 더 갖는 것을 특징으로 하는 전원 장치.
KR1020037007149A 2001-09-28 2002-09-26 전원 장치 KR100881253B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001300591A JP3708468B2 (ja) 2001-09-28 2001-09-28 電源装置
JPJP-P-2001-00300591 2001-09-28
PCT/JP2002/009927 WO2003030346A1 (fr) 2001-09-28 2002-09-26 Source d'alimentation en energie

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20040041084A KR20040041084A (ko) 2004-05-13
KR100881253B1 true KR100881253B1 (ko) 2009-02-05

Family

ID=19121136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020037007149A KR100881253B1 (ko) 2001-09-28 2002-09-26 전원 장치

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1432109A4 (ko)
JP (1) JP3708468B2 (ko)
KR (1) KR100881253B1 (ko)
CN (1) CN1300923C (ko)
WO (1) WO2003030346A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4590859B2 (ja) * 2003-11-26 2010-12-01 ダイキン工業株式会社 電力変換装置
CN100397274C (zh) * 2004-09-30 2008-06-25 南京Lg同创彩色显示系统有限责任公司 使用显示设备的电压控制装置及方法
JP4525307B2 (ja) * 2004-11-16 2010-08-18 パナソニック株式会社 電源装置
JP2006217675A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
JP5044939B2 (ja) * 2006-01-30 2012-10-10 パナソニック株式会社 直流電源装置
CN100435478C (zh) * 2006-09-08 2008-11-19 清华大学深圳研究生院 变频空调数字式升压pfc电路的同步检测电路
CN101106239B (zh) * 2007-06-08 2011-11-30 吴君武 一种多功能插座
JP6489689B2 (ja) * 2015-06-17 2019-03-27 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 ゼロクロス点検出装置、電源装置、ゼロクロス点検出方法及びプログラム
JP6731829B2 (ja) * 2016-10-19 2020-07-29 日立ジョンソンコントロールズ空調株式会社 電力変換装置および空気調和機
CN106438315B (zh) * 2016-11-10 2018-08-14 广东美的制冷设备有限公司 一种定频空调压缩机控制电路及定频空调器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998053549A1 (fr) * 1997-05-20 1998-11-26 Daikin Industries, Ltd. Redresseur monophase
JP2001204173A (ja) 2000-01-17 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機の電源回路
JP2001211650A (ja) 2000-01-26 2001-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4855890A (en) * 1987-06-24 1989-08-08 Reliance Comm/Tec Corporation Power factor correction circuit
DE4233573C2 (de) * 1991-11-22 1994-04-28 Licentia Gmbh Selbstgeführter Stromrichter mit quasi-resonantem Gleichspannungs-Zwischenkreis
JP2763479B2 (ja) * 1992-08-06 1998-06-11 三菱電機株式会社 直流電源装置
AT403103B (de) * 1994-12-12 1997-11-25 Siemens Ag Oesterreich Netzgleichrichterschaltung
DE19533556C1 (de) * 1995-09-11 1996-12-12 Siemens Ag Dreiphasen-Gleichrichterschaltung
US6137700A (en) * 1997-10-08 2000-10-24 Daikin Industries, Ltd. Converter with a high power factor using a DC center point voltage
US6181583B1 (en) * 1999-01-19 2001-01-30 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power supply device and air conditioner using the same
JP3377959B2 (ja) * 1999-02-17 2003-02-17 松下電器産業株式会社 電源装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998053549A1 (fr) * 1997-05-20 1998-11-26 Daikin Industries, Ltd. Redresseur monophase
JP2001204173A (ja) 2000-01-17 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気調和機の電源回路
JP2001211650A (ja) 2000-01-26 2001-08-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2003030346A1 (fr) 2003-04-10
KR20040041084A (ko) 2004-05-13
CN1473389A (zh) 2004-02-04
JP3708468B2 (ja) 2005-10-19
JP2003111423A (ja) 2003-04-11
EP1432109A1 (en) 2004-06-23
EP1432109A4 (en) 2012-04-04
CN1300923C (zh) 2007-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5371667A (en) Electric power supply
US6194885B1 (en) Boosting active filter system and controller for boosting active filter
CN100505461C (zh) 用于开关模式电源的保护电路
US5729120A (en) Dynamic voltage regulation stabilization for AC power supply systems
KR100822515B1 (ko) 전원 장치
KR100806774B1 (ko) Ａｃ/ｄｃ 변환기 및 이를 이용한 ａｃ/ｄｃ 변환 방법
US6493245B1 (en) Inrush current control for AC to DC converters
KR100881253B1 (ko) 전원 장치
US5396153A (en) Protection circuit for electronic ballasts which use charge pump power factor correction
JPWO2006051843A1 (ja) 電源装置
KR100892807B1 (ko) 인버터 에어컨디셔너
JP3588429B2 (ja) 電力変換装置
JPH11150952A (ja) スイッチング型直流電源装置
JP6284720B2 (ja) 電源装置及び照明装置
JP4306238B2 (ja) スイッチング電源装置
JP3726732B2 (ja) 電源装置
KR20000041257A (ko) 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어 회로 및 방법
JP3331973B2 (ja) 力率改善回路
JP2005341746A (ja) 直流電源装置
CN117674589A (zh) 一种支持宽电压输入的boost电路及方法
KR950004062Y1 (ko) 전자레인지의 정전시 보호회로
JPH11187650A (ja) スイッチング電源回路
KR20000001771A (ko) 역률제어용 승압형 능동필터의 구동제어장치 및 방법
JP2005192269A (ja) 電源装置
WO2002080345A1 (fr) Source d'alimentation a commutation partielle

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140103

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee