KR920004007B1 - 전원장치 - Google Patents

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고오지로오 야마시따
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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

전원장치
제 1 도는 본 발명의 일실시예의 회로구성도.
제 2 도는 제 1 도의 마이크로컴퓨터(16)에 의해 실행되는 직류전압 제어처리과정을 나타낸 제 1 실시예의 플로우챠트.
제 3 도는 본 발명의 제 1 도에 나타낸 그 장치의 원리를 설명하는 도면.
제 4 도는 제 1 도의 마이크로컴퓨터(16)에 의해 적류전압 제어처리과정을 나타낸 제 2 실시예의 플로우챠트.
제 5 도는 본 발명의 제 3 실시예의 회로구성도.
제 6 도는 제 5 도의 위치검출신호(22)의 출력파형도.
제 7 도는 제 5 도의 마이크로컴퓨터(16)에 의해 실행되는 속도 제어처리과정의 플로우챠트.
제 8 도는 본 발명의 제 4 실시예의 회로구성도.
제 9 도는 제 8 도의 마이크로컴퓨터(16)에 의해 실행되는 직류전압 제어처리과정을 나타낸 플로우챠트.
제 10 도는 전력을 3상 교류 전원에서 입력하는 제 5 실시예에 따른 전원장치의 회로구성도.
제 11 도는 본 발명의 제 6 실시예의 회로구성도.
제 12 도는 제 11 도에 도시한 전원장치의 동작설명도.
제 13 도는 본 발명의 제 7 실시예의 회로구성도.
제 14 도는 전력을 3상 교류 전원에서 입력하는 제 8 실시예의 회로구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2 : 인덕턴스 3 : 정류회로
4 : 스위칭소자 5 : 평활회로
6 : 부하 7 : 전원전류 검출 및 증폭회로
8 : 전류반송비 지령준비수단 16 : 마이크로컴퓨터
17 : 직류전압 리플 검출 및 증폭회로
17-1 : 저역통과필터 17-2 : 리플 검출 및 증폭기
7-1 : 검출 저항 7-2 : 전원전류 증폭기
7-3 : D/A 콘버터 8-1 : 기준전압 발생회로
8-2 : 연산 증폭기 10 : 삼각파 발진기
본 발명은 정류회로와 평활회로를 이용하여 교류전원장치를 직류로 변환하기 위한 전원회로에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 전원회로의 고조파 억제에 적합한 전원장치에 관한 것이다.
종래에 교류전원을 직류전원으로 변환하는 정류회로는 전원전류의 고조파를 억제하는 회로를 구비한 것으로, 일본국 특허공개공보소 59-198873호(1984년 11월 10)일의 제 4 도와 제 6 도에 "전원 정류회로"라는 명칭으로 제안되어 있다. 이러한 공개공보에 따라 스위칭소자는 정류회로의 출력단에 접속되고, 전류파형은 직류출력전압과 교류전원의 전압신호에 의한 설정전압간의 증가에 의해 얻어진 동기오차신호와 비교되며, 그 스위칭소자는 극성의 차에 따라 "온" 또는 "오프"가 된다.
상기한 종래 기술에 따라 역률을 개선하는 교류전류지령파는 교류전압파형의 응답에 의해 생성된다. 교류 전압이 변화되거나 잡음이 발생되는 경우에 전류지령파형은 신뢰성에 따른 문제점을 직접적으로 받게 된다.
또한 교류전압파형을 검출하기 위한 장치가 필요하게 되고, 회로가 복잡화되거나 대형화되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 교류전류지령파를 이용하지 않고서도 역률을 개선함과 동시에 직류전압에 리플을 억제한 전원장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 전원전류를 검출하거나 증폭하기 위한 전원전류 검출 및 증폭회로와, 스위칭소자의 전류반송비 지령치를 준비하는 전류반송이 지령준비수단을 구비한 것에 있어서, 스위칭소자의 전류반송비 지령치가 최대전류반송비를 제공한 전류반송비 지령치에서 전원전류 검출 및 증폭회로의 출력을 감산시켜 달성되고, 그 스위칭소자가 이러한 전류반송비 지령치에 의거하여 동작되는 것이다.
즉, 본 발명에 따른 전원전류의 역률을 개선하는 회로는 일반적으로 리액터, 스위칭소자, 전원전류 검출 및 증폭회로와 전류반송비 지령준비수단으로 구성된다. 스위칭소자의 전류반송비 지령치는 최대전류반송비를 제공하는 전류반송비 지령치에서 전원전류 검출 및 증폭회로의 출력을 감산시키므로 달성하고, 스위칭소자가 전류반송비 지령치에 의하여 동작된다.
본 발명의 동작은 다음에 설명된다. 전류반송비(X)는 하기 식에 의거하여 결정된다.
X=C-KIS………………………………………………………………………(1)
여기서, IS는 검출된 전원전류이고, K는 비례계수이며, C는 상수를 의미한다.
더우기, 그 회로의 식은 하기식에 의해 근사될 수 있다.
Figure kpo00001
여기서, IO은 IS의 초기전류이고, L은 정류기의 인덕턴스이며, VS는 전원전압의 절대치를 의미한다.
상기 식을 (2)을 VS-Vmsin Wt로 하여 식 (1)에 대입하면 하기식이 얻어진다.
Figure kpo00002
여기서, IO는 IS의 초기치이고, a=K·Ed/L이다. 만일 a가 충분히 크다면 a〉 W와 e-αt
Figure kpo00003
는 하기식에 의해 얻어진다.
Figure kpo00004
여기서, K와 Ed가 상수라고 하면 전원전류는 전원전압과 동기한 사인파이고, 역률은 대략 1로서 제어될수 있다.
상기한 원리는 제 3 도에 도시한 전원전압, 전원전류 및 트랜지스터의 전류반송비와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다. 트랜지스터가 스위칭동작을 실행하지 않으면 전원전류는 전기적으로 충전되어진 경우에만 제 3b 도의 실선에 의해 많은 고조파성분을 포함하여 캐패시터로 흐른다. 따라서, 전원전류를 제어하기 위하여 제 3b 도에 도시한 파선을 나타내고, 전류반송비는 낮은 전원전압 부근에서 증가되고, 또한 전류반송비는 높은 전압부근에서 전류를 억제하기 위해 감소된다. 그것은 전류반송비가 제 3c 도에 도시한 바와 같이 제어된다. 여기에서 전류반송비 지령치가 최대전류반송비를 1로서 제공한 전류반송비 지령치에서 전원 전류 검출 및 증촉회로의 출력을 감산시킴으로 얻어지고, 전류반송비가 높은 전원전류에서 감소하여 높은 전원전압에서 감소하고, 전류반송비가 낮은 전원전류에서 증가하고 낮은 전원전압에서 증가한다. 그러므로 전원전류는 제 3c 도에 도시한 전류반송비의 파형에 가까운 사인파이고, 많은 고조파성분이 감소될 수 있다.
제 1 도를 참조하여 교류전원(1)은 부하(6)에 전력을 공급하기 위해 리액터(2), 정류회로(3), 트랜지스터(4) 및 캐패시터(5)를 통해 직류전압으로 변환된다.
직류전압(Ed)을 제어하는 제어회로는 전원전류를 검출하거나 증폭하기 위한 전원전류 검출 및 증폭회로(7)와, 그 전원전류 검출 및 증폭회로(7)의 출력에 의하여 전류반송이 지령치(9)를 처리하는 전류반송비 지령준비수단(8)과, 삼각파발진지(10)에서 출력된 삼각파와 전류반송비 지령치(9)를 비교하여 트랜지스터(4)에 대하여 초퍼(Chopper)신호를 출력하는 비교기(11)와, 트랜지스터(4)용 초퍼구동기(12)와, 직류전압(Ed)을 검출하는 직류전압 검출기(13)와, 직류전압 검출신호(14), (Ed)와 직류전압지령(15),(E*d)에 의하여 비례이득(K)을 계산하는 마이크로컴퓨터(16)로 구성된다.
전원전류 검출 및 증폭회로(7)는 전원전류를 검출하는 검출저항(7-1)과, 소정의 수배로 검출저항(7-1)의 출력을 증폭하는 전원전류 증촉기(7-2)와, 증폭된 결과를 증폭하거나 디지탈입력을 비례이득(K)에 의해 전원전류증폭기(7-2)의 출력신호(7-4)를 증폭하는 중배기능을 구비한 D/A 콘버터(7-3)로 구성된다.
전류반송비 지령준비수단(8)은 기준전압 발생회로(8-1)와, 그 기준전압 발생회로(8-1)의 출력(VC)에서 전원전류 검출 및 증폭회로(7)의 출력을 감산시킴으로 전류반송비 지령치(9), (VX)를 출력하는 인산증폭기(8-2)로 구성된다. 기준전압 발생회로(8-1)의 출력(VC)은 삼각파발진기(10)의 최대치(VH)와 거의 같도록 선택된다.
상기와 같이 구성된 제어회로에 있어서, 검출 저항기(7-1)의 저항이 R, 전원전류 증폭기(7-2)의 증폭계수를 K1, 전원전류를 IS, 전류반송비 지령(9)을 VX라 하면,
VX=VC-K·K1·R·IS…………………………………………………………(5)
기준전압 발생회로(8-1)의 출력(VC)이 VX와 같도록 선택되거나 삼각파발진기
(10)의 출력이 최대치(VH)와 같게되면 전류반송비(X)는,
Figure kpo00005
전원전류가 상기한 바와 같이 동일이유로 인하여 사인파로 되고, 역률은 1에 근사하도록 제어할 수 있다. 여기에서는 전류반송비(X)가 비례이득(K)의 변화에 의해 변환될 수 있다.
상기한 바와 같이 직류전압 검출신호(14)와 직류전압지령(15)에서 비례이득(K)을 계산하는 외에도 마이크로컴퓨터(16)는 직류전압 검출신호(14) 및 직류전압지령(15)을 수용하는등의 직류전압(Ed)의 제어에 필요한 여러가지 프로그램을 시행하고
, 또한 비례이득(K)을 증배기능이 있는 D/A 콘버터(7-3)에 보내기 위한 여러가지 프로그램을 실행한다.
이하 직류전압(Ed)의 제어에 관하여 설명한다. 제 1 도에서 직류전압 검출신호
(14)와 직류전압지령(15)간의 차이가 계산되고, 비례이득(K)은 직류전압 검출신호(1
4)가 더 클때에 증가하고 직류전압비령(15)이 더클때에 감소한다. 예를들면 직류전압 검출신호(14)가 더 클때에 비례이득(K)은 증가하고 전류반송비 지령치(9)는 감소한다. 그러므로 입력전류는 감소하고 감소된 전력이 직류전력측에 보내어져서 직류전압(Ed)을 감소시킨다. 상기 동작은 직류전압 검출신호(14)와 직류전압지령(15)의 차가 영으로 될때까지 반복하여 직류전압(Ed)이 된다.
제 2 도는 상기 개념에 근거하여 마이크로컴퓨터(16)에서 시행되는 직류전압 제어처리의 내용을 나타내는 것으로 중배기능이 있는 D/A 콘버터(7-3)에 보내어질 비례이득을 준비하는 절차를 나타내고 있다. 제 2 도의 처리(I)에서, 제 1 도의 마이크로컴퓨터(16)는 직류전압지령(E*d)가 직류전압 검출신호(Ed)를 수신한다. 처리(II)에서 마이크로컴퓨터는 직류전압지령(Ed)과 직류전압 검출신호(Ed)와의 편차전압(△Ed=E*d)-Ed)으로부터 비례항(P)과 적분항(In)을 얻고, 그 합의 역수로서 비례이득(K)을 얻는다. 여기에서 비례항(P)은 비례이득(KP)과 편차전압(△Ed)의 적산치이고 적분항(In)은 적분이득(K1)과 편차전압(△Ed)의 적산치를 2차 적분항(In01)에 가산하여 얻어진다. 처리(III)에서 비례이득(K)은 증비기능이 있는 D/A 콘버터(7-3)에 출력된다. 직류전압(Ed)은 상기 직류전압 제어처리를 반복함으로서 제어된다. 제 4 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전원장치를 나타내며 마이크로컴퓨터(제 1 도에서 기호 16으로 표시)에 의하여 시행되어지는 직류전압 제어처리의 내용을 설명한다. 회로구성은 제 1 도의 경우와 동일한다, 제 2 도와 다른점은 비례이득(K)을 얻는 수단에 관한 것 뿐이며 비례이득(K)은 비례항(P)과 적분항(In)의 합을 1로부터 감산하여 얻어진다. 따라서 제 2 실시예에 의하면 제산이 필요없게 되어 계산을 간단히 할 수 있다.
제 5 도 내지 제 7 도는 본 발명의 전원장치의 제 3 실시예를 나타낸다. 본 발명의 제 3 실시예는 무브러쉬 직류모터의 속도제어에 적용되며, 그 회로구성은 제 5 도에 도시되어 있다. 제 5 도에 있어서 교류전원(1)은 리액터(2), 정류회로(3), 트랜지스터(4) 및 캐패시터(5)를 거쳐 직류전압(Ed)으로 변환되고 이 직류전압이 인버터(17)에 공급되어 동기모터(18)를 구동시킨다. 동기모터(18)의 속도를 제어하는 제어회로는 마이크로컴퓨터(16), 동기모터(18)의 회전자(18-1)의 자극위치를 모터단자전압(19)으로부터 검출하는 위치검추회로(20), 인버터(17)를 구성하는 트랜지스터(TR1∼TR6)용 드라이버(21), 전원전류를 검출 및 증폭하는 전원전류 검출 및 증폭회로(7), 전원전류 검출 및 증폭회로(7)의 출력으로부터 전류반송비 지령치(9)를 준비하는 지령준비수단(8), 전류반송비 지령치(9)를 삼가파발진기(10)의 출력인 삼각파와 비교하여 트랜지스터(4)에 대한 초퍼신호를 발생하는 비교기(11), 그리고 트랜지스터(4)에 대한 초퍼드라이버(12)로 구성된다. 여기에서 전원전류 검출 및 증폭회로(7)와 전류반송비 지령작성수단(8)은 제 1 도의 경우와 동일한 방법으로 구성된다. 마이크로컴퓨터(16)는 위치검출회로(20)로부터의 위치검출신호(22)와 속도지령(23)을 수신하고 인버터드라이브(21)에 인버퍼구동신호를 출력하고 비례이득(K)을 계산하고 비례이득(K)을 중배기능을 가진 D/A 콘버터(7-3)에 출력하는등 동기모터(18) 구동에 필요한 각종 프로그램을 실행한다.
제 6 도는 제 5 도에서 참조기호 22로 표시된 위치검출신호의 출력파형을 나타내고 여기에서 3상 신호의 상태는 매 60도마다 변화된다. 시간 t1내지 t6는 매 60도 마다 측정되고 1주기의 시간(T)을 구함으로서 동기모터(8)의 속도를 검출할 수 있다.
제 7 도는 제 5 도에서 참조기호 16으로 표시한 마이크로컴퓨터에 의하여 실행된 속도제어처리의 내용을 나타내고, 승산기능이 있는 D/A 콘버터(7-3)에 입력되는 비례이득(K)을 산출하는 절차를 나타낸다.
제 7 도의 처리(I)에서, 제 5 도에 참조기호 16으로 표시된 마이크로컴퓨터는 외부장치로부터 입력된 속도지령(23)에 의해 지령속도(N*)를 계산한다. 처리(II)에서는 위치 검출신호의 1주기 시간(T)을 구하고, 처리(III)에서는 1주기의 시간(T)과 비례상수(KN)에 의하여 속도(N)를 계산한다. 또한, 처리(IV)에서는 지령속도(N*)와 검출속도(N)간의 편차속도(△N=N*-N)로부터 비례항(P)과 적분항(In)을 작성하고, 그 합의 역수로서 비례이득(K)이 얻어진다. 여기에서 비례항(P)은 비례이득(KP)과 편차속도(△N)를 적산하여 얻어지고, 적분항(In)은 비례이득(K1)과 편차속도(△N)의 적을 2차 적분항(In01)에 가산함으로서 얻어진다.
처리(V)에서는 비례이득(K)은 중배기능을 가진 D/A 변환기(7-3)에 출력한다. 전술한 속도제어처리를 반복함으로서 비례이득(K)은 지령속도(N*)와 검출속도(N)가 서로 동일하여 질때까지 수정되어 동기모터의 속도가 제어된다.
이 실시예에서 비례이득(K)은 편차속도로부터 직접 구해진다. 또 이 실시예와 제 1 실시예를 공히 실시하며 편차속도의 비례항과 적분항의 합을 직류전압지령(E*d)으로 사용하여 비례이득(K)을 구할 수 있게 된다.
제 8 도에 있어서, 제 5 도와 동일부품은 동일기호로 표시하였다. 제 5 도의 실시예와 다른점은 직류전압 검출기(24)가 콘덴서(5)의 위치단자에 연결되고, 직류전압 검출신호(Ed)를 마이크로컴퓨터(16)에 출력한다는 것이다.
제 9 도의 처리(I)에서 제 8 도에 참조기호 16으로 표시된 마이크로컴퓨터는 외부로부터 입력된 속도지령(23)에 의하여 지령속도(N*)를 계산한다. 처리(II)에서는 위치검출신호의 1주기의 시간(T)을 구하고, 처리(III)에서는 1주기의 시간(T)과 비례상수(Kn)에 의하여 속도(N)를 구한다. 또한, 처리(IV)에서는 지령속도(N*)와 검출속도(N)간의 편차속도(△N=N*-N)에 의하여 비례항(P1)과 적분항(I1(n))이 작성되어 직류전압지령(E*d)을 얻는다. 여기에서 비례항(P1)은 비례이득(KP1)과 편차속도(△N)의 적으로 되고, 적분항(I1(n))은 비례이득(K11)과 편차속도(△N)의 적을 적분항(I1-no°)에 가산함으로서 얻어진다.
처리(V)에서는 직류전압 검출기(24)로부터 직류전압 검출신호(Ed)가 판독된다. 처리(V1)에서는 직류전압지령(E*d)과 직류전압 검출신호(Ed)간의 편차속도(△E=E*d-Ed)으로부터 비례항(P2)과 적분항(I2(n°)이 작성되고, 비례이득(K)은 그 합의 역수로서 얻어진다. 여기에서 비례항(P2)은 비례이득(KP2)과 편차전압(△Ed)의 적으로 구해지고 구해지고 적분항(I2(n°)은 비례이득(K12)과 편차전압(△Ed)의 적을 2차 적분항 I-n°에 가산함으로서 얻어진다. 처리(VII)에서는 승산기능이 있는 D/A 콘버터에 비례이득(K)이 출력된다. 전술한 속도 제어처리를 반복함으로서 비례이득(K)은 지령속도(N*)와 검출속도(N)가 서로 동일하여 질때까지 수정되어 동기모터의 속도가 제어된다.
제 10 도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전원장치를 나타내며 여기에서는 3상 교류전원(25)이 입력된다. 제 10 도에는 3개의 단상 전원장치가 함께 결합되어 있다. 동작방법 및 동작원리는 단상전원장치와 동일하다.
본 발명은 실시예로부터 명백하게됨과 같이 역률을 개선한 사인전류지령파가 필요치 않고, 전류지평파를 작성하거나 크기를 감소시키거나 명백해지도록 회로를 허용하는 전원전압 검출기가 필요로 하지 않는다. 또한 전류지령파가 전원전압에 변화된 전압과 잡음에 의해 직접적으로 영향을 주지 않기 때문에 전원장치의 특징은 전압변환 및 잡음에 대해서 확실하게 개선되었다.
상기 실시예에서 직류출력전압(Ed)이 리플 성분을 포함하지 않는 전원장치에 대하여 설명한다.
그러나 실제로는 직류출력전압(Ed)이 리플 성분을 포함하고 상수는 존재하지 않는다. 따라서 전원전류가 변화하여 순수한 사인파는 역률을 감소시키도록한 원인으로 달성될 수 없다.
직류출력전압(Ed)이 식(4)에 따라 증가되는 경우에 전원전류(IS)는 감소한다. 다른 편으로는 직류출력전압(Ed)이 감소되는 경우에 전원전류는 증가하게 된다.
식(1)에 의해 기술된 것과 같이, 전원전류(IS)는 직류출력전압(Ed)에서 리플 성분(△Ed)에 의하여 변화되어 전류반송비(X)가 변화한다. 전류반송비(X)는 그 변화가 직류출력전압(Ed)으로 리플 성분(△Ed)에 의해 억제되는 것과 같이 다음식에 의해 제공된다.
X=C-K1Is+K2△Ed………………………………………………………………(7)
이것은 직류전압에서 리플 성분에 의해 감소되는 것으로부터 역률을 보호하는 것이고, 직류출력전압에서 리플 성분을 제거하도록 하는 것이 가능하게 되어 있다.
앞서 기술한 원리는 제 12 도에 의하여 보다 구체적으로 기술된다.
제 12 도는 전원전압의 파형, 전원전류의 파형, 트랜지스터의 전류방송비의 파형 및 직류출력전압의 리플 성분의 파형이 도시되어 있다. 트랜지스터가 스위칭동작을 실행하지 않는 경우에, 전원전류 파형은 그 전원전류가 제 12b 도의 실선으로 나타낸 바와 같이 단지 전기적으로 충전되어진 캐패시터로 흐르기 때문에 많은 고조파 성분을 포함한다. 전원전류가 사인파로 되도록 전류반송비는 낮은 전원전압의 영역에서 증가되고 높은 전원전압의 영역에서 감소된다. 그러므로 전원전류 검출 및 증폭회로가 양의 부호로 출력되는 경우에, 상기 출력은 최대전류반송비를 제공하는 전류방송비 지령치에서 감산하게 되고, 그것으로 인해 전류반송비 지령치를 얻도록 1을 제공한다. 그 출력이 음의 부호인 경우에 그 출력은 전류반송비 지령치를 합하면 된다. 다음에 전류반송비 지령치는 전류반송비가 높은 전원전류의 영역에서 감산되고 높은 전원전압의 영역에서도 감산되며, 전류반송비가 낮은 전원전류의 영역에서 증가되고 낮은 전원전압의 영역에서도 증가되도록 제 12c 도에 도시한 바와 같은 파형이 된다. 전원전류는 제 12b 도의 파선에 의해 나타낸 바와 같이 사인파로 되고, 여기에서는 다량의 고조파성분이 감산되고 역률이 개선된다.
그러나 리플 성분이 제 12d 도에 도시한 바와 같이 직류출력전압내에 포함되는 경우에, 전원전류는 리플 성분으로 인하여 상기 식(4)에 따라 직류전압에서의 증가와 더불어 감소하거나 직류전압에서 감소와 더불어 증가한다. 전원전류가 직류출력전압에서 리플 성분으로 인하여 제 12e 도의 실선에 의해 나타낸 바와 같이 변화하므로 전류반송비 지령도 또한 변화하고 이로 인하여 직류출력전압은 제 12f 도의 실선에 의해 나타낸 바와 같이 리플 성분을 포함하는 파형이 된다. 즉, 전원의 변화는 전원전류가 더이상 사인파와 역률이 가소되지 않으므로 억제되지 않는다.
따라서 전원전류 검출 및 증폭회로가 양의 부호로 출력되는 경우에 전류반송비 지령치는 예를들어 1인 최대전류반송비가 제공되는 전류반송비 지령치에서 상기 출력을 감산하여 얻어지게 된다. 그 출력이 음의 부호인 경우에 그 출력은 전류반송비 지령치를 합하면 된다. 직류전압 리플 검출 및 증폭회로의 리플 성분 출력이 반전되지 않는 경우에는 그 출력을 합하면 되고, 리플 성분 출력이 반전되는 경우에는 그 출력을 감산시키면 된다. 즉, 직류출력전압에서 리플 성분으로 인한 전원전류의 변화를 조정하므로 전원전류가 제 12e 도의 파선에 나타낸 바와 같이 사인파를 갖게 된다.
직류출력전압이 리플에 의하여 증가하는 것처럼 전원전류 검출 및 증폭회로는 전류반송비가 증가하므로 감소한다. 그러나 전원전류의 변화는 완전히 보정할 수가 있다. 따라서 직류전압 리플 검출 및 증폭회로의 출력은 전류반송비를 증가하도록 도와준다. 반대로, 직류출력전압이 리플로 인하여 감소되는 경우에 전원전류 검출 및 증폭회로의 출력은 전류반송비가 감소하도록 증가시킨다. 그러나 전원전류의 변화는 완전히 보정할 수가 없다. 따라서 직류전압 리플 검출 및 증폭회로의 출력은 전류반송비가 감소하도록 도와준다. 전류반송비를 제어함으로 전원전류는 직류출력전압에서 리플을 억제하기 위해 사인파를 갖게 된다.
제 11 도에서, 제 1 도와 같이 동일부품은 동일부호에 의해 나타낸다. 제 1 도의 실시예로부터 직류전압 리플 검출 및 증폭회로(17)의 차는 직류출력전압에서 리플 성분을 검출하거나 증폭하기 위해 제공하는 것이다.
직류전압 검출 및 증폭회로(17)는 직류출력전암(Ed)에서 리플 성분을 이동시키고 직류출력전압(Ed)의 평균치를 발생시키는 저역통과필터(7-1)와 직류출력전압(Ed)과 더불어 그 출력을 비교하고 리플 성분만을 검출하거나 소정의 수배로 리플 성분을 증폭하는 리플 검출 및 증폭기(17-2)로 구성된다.
연산증폭기(8-2)는 기준전압 발생회로(8-1)로부터의 출력(VC)이 입력되고 리플 검출 및 증폭기(17-2)를 반전단자에, D/A 변환기(7-3)를 비반전단자에 입력시킨다.
전류반송비 지령준비수단(8)은 기준전압 발생회로(8-1)와, 전원전류 검출 및 증폭회로(7)의 출력이 양의 부호를 갖는 경우에 그 출력을 출력(VC)으로부터 감산시키고, 그 출력이 음의 부호를 갖는 경우에 그 출력을 합하며, 또한 직류전압 리플 검출 및 증폭회로의 리플 성분 출력이 반전되지 않는 경우에 그 출력을 합하고, 리플 성분 출력이 반전되는 경우에 그 출력을 감산시키고 그로인해 전류반송비 지령치(9)를 작성하도록 연산증폭기(8-2)로 구성된다. 여기에서, 기준전압 발생회로(8-1)의 출력(vc)은 삼각파발진기(10)의 최대치와 거의 같게 되도록 선택된다.
이 제어회로에서, 검출저항(7-1)의 저항을 R, 전원전류 증폭기(7-2)의 증폭계수를 K1, 전원전류를 IS, 직류전압에서의 리플 성분을 △Ed, 리플 검출 및 증폭기(17-2)의 증폭계수를 K2로 표시하면 전류반송비지령치(9)인 VX는,
VX=VC-KK1RIS+K2△Ed……………………………………………………(8)
여기에서, 기준전압 발생회로(8-1)의 출력(VC)이 삼각파 발진기의 최대출력(VH)과 같게 되도록 선택되면, 전류반송비(X)는,
Figure kpo00006
여기에서는 전원전류가 상술한 바와같이 동일한 이유로 인하여 사인파로 되어 단일역률을 얻는다. 전류반송비(X)가 비례이득(K)을 변화시킴으로 변화될 수 있다.
직류전압 제어처리는 제 11 도에 도시한 마이크로컴퓨터(16)가 제 2 도 및 제 4 도에 도시한 것과 동일하게 실행된다. 제 13 도에서, 제 5 도 및 제 11 도와 같이 동일부품은 동일부호에 의해 나타낸다. 제 13 도에서 마이크로컴퓨터(16)에 의해 실행되는 속도 제어처리의 플로우챠트와 위치검출신호(22)의 출력파형은 각각 제 6 도 및 제 7 도에 도시한 것과 동일하다.
제 14 도에서는 또 다른 실시예에 따른 3상 교류전원(25)을 입력하는 전원장치를 설명한다. 이러한 경우에 3개의 단상전원장치가 함께 결합되어 있다. 그 동작방법과 동작원리는 제 11 도에 단상전원장치와 동일한 것이다.
제 11 도 내지 제 14 도에서 도시한 실시예는 제 1 도 내지 제 8 도의 것과 동일한 효과를 얻는다.

Claims (12)

  1. 전원전류 전원전압을 포함하는 직류전력으로 교류전력을 변환시키기 위한 정류회로와 ; 평활된 직류출력전압을 얻기 위해 상기 전원전압을 평활시키기 위한 평활회로와 ; 역률을 개선하기 위해 인덕터와 스위칭소자를 이용하는 역률개선회로로 이루어지며, 상기 역률개선회로가 상기 평활된 직류출력전압과 직류전압지령에 따라 결정되는 증폭률을 상기 전원전류에 대해 출력하기 위한 수단과 ; 상기 전원전류를 검출하기 위한 또 양극성과 음극성중 하나를 갖는 제 1 출력신호를 만들도록 상기 증폭률에 상기 검출된 전원전류를 승산하기 위한 전원전류 검출 및 증폭회로와 ; 상기 스위칭소자의 작동을 제어하기 위한 지령치신호를 발생시키기 위한 것으로 상기 지령치신호가 일정한 직류전압 발생회로에 의해 제공된 기준신호와 상기 제 1 출력신호에 따라 결정되어서 기준신호에 상기 제 1 출력신호를 빼므로써 상기 지령치신호를 결정하게 하는 발생수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전원장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지령치신호가 상기 스위칭소자의 전류반송비를 나타내고 상기 기준신호가 최대전류반송비를 나타내는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 평활된 직류출력전압에 있는 리플 성분을 검출 및 증폭하기 위한 수단을 부가적으로 구비하고, 상기 평활된 직류출력전압의 증폭된 리플 성분이 양극성과 음극성중 적어도 하나를 구비하며 상기 증폭된 리플 성분이 상기 기준신호 부가되는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 발생수단이 상기 제 1 출력신호를 반전시키므로써 상기 지령치신호를 결정하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 지령치신호가 상기 스위칭소자의 전류반송비를 나타내고 상기 기준신호가 최대전류반송비를 나타내는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 최대전류반송비가 1인 것을 특징으로 하는 전원장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 인버터와 모터가 상기 평활회로의 출력단에 연결되게 하는 모터속도제어기와, 상기 평활회로의 출력단전압을 검출하기 위한 또 상기 모터속도제어기에 출력단전압을 입력하기 위한 직류전압 검출회로를 부가적으로 구비하고, 상기 모터속도제어기는 상기 모터의 속도와 모터의 속도지령사이의 편차가 영으로 되도록 상기 직류전압지령을 준비하므로써 또 상기 직류전압 검출회로에서 모터속도제어기로 입력되는 직류출력전압과 직류전압지령 사이의 편차가 영으로 되도록 상기 증폭률을 변화하므로써 상기 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 인버터와 모터가 상기 평활회로의 출력단에 접속되도록 모터속도제어기를 부가적으로 구비하고, 모터속도제어기는 상기 모터의 속도와 속도지령 사이의 편차가 영으로 되도록 증폭률을 변화시키므로써 상기 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  9. 제 5 항에 있어서, 최대전류반송비가 1인 것을 특징으로 하는 전원장치.
  10. 제 3 항에 있어서, 인버터와 모터가 상기 평활회로의 출력단에 연결되게 하는 모터속도제어기와, 상기 평활회로의 출력단 전압을 검출하기 위한 또 상기 모터속도제어기에 검출된 출력단전압을 입력하기 위한 직류전압 검출회로를 부가적으로 구비하고, 상기 모터속도제어기는 상기 모터의 속도와 모터의 속도지령 사이의 편차가 영으로 되도록 상기 직류전압지령을 준비하므로써 또 상기 직류전압 검출회로에서 모터속도제어기로 입력되는 직류출력전압과 직류전압지령 사이의 편차가 영으로 되도록 상기 증폭률을 변화하므로써 상기 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  11. 제 3 항에 있어서, 인버터와 모터가 상기 평활회로의 출력단에 연결되게 하는 모터속도제어기를 부가적으로 구비하고, 상기 모터속도제어기는 상기 모터의 속도와 모터의 속도지령사이의 편차가 영으로 되도록 상기 증폭률을 변화하므로써 상기 모터의 속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전원장치.
  12. 제 3 항에 있어서, 상기 검출 및 증폭수단이 직류출력전압의 평균치를 만들기 위한 필터회로와, 상기 필터회로의 직류출력전압과 상기 평균치에 따라 리플 성분을 만들기 위한 조작증폭회로로 이루어진 것을 특징으로 하는 전원장치.
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