JPH02168864A - 直流電源装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多相交流を人力とする場合に、その入力端子の
高調波成分の低減と力率の改善を行うと共に、制御され
た出力電圧を得ることのできる直流電源装置に関する。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕多相交流
電源より直流出力を得る直流電源装置としては、単に整
流器を用いただけでは、入力電流波形が断続的で力率と
効率が低く好ましくない。

そのため第５図に示すようにチョークコイルを直列接続
することにより、入力電流の高調波成分の低減と力率の
改善を行っていたが、このような従来の直流電源装置に
あってはチョークコイルの電流はピーク値が交流入力電
流Ｔｉに比較して大きくなり、チョークコイルの重量と
容積の増大という問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では２以上のべた問題点を解決するため負荷の電
圧の゛比例値と基準電圧との差電圧を得る手段と、入力
交流電源の全波整流電圧の絶対値の比例値との演算手段
を備えて、主回路のチョークコイルの電流の絶対値の比
例値と前記の演算信号とを履歴特性を有する電圧比較器
により主回路のスイッチング素子を駆動するものである
。

〔作用〕

したがって、負荷の電圧の比例値と基準電圧との差電圧
を得る手段により、所望の出力設定値に対応する制御信
号が得られる。ついで入力交流電源の全波整流電圧の絶
対値の比例値との清算手段により、振幅制御できる基準
の脈流波電圧が得られる。そして、主回路のチョークコ
イルの電流の大きさに比例した電圧をその基準脈流波電
圧とを比較し、その基準脈流波電圧にほぼ比例した履歴
幅を持つ電圧比較器でチョークコイルの電流変化幅をそ
の履歴幅の中に制限するように主回路のスイッチング素
子を駆動するものである。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る直流電源装置の一実施例の接続図
である。同図において、入力端子１０ｕ、　１０ν、１
０ｗより三相交流入力電圧を受けて、６個のダイオード
Ｄ１〜Ｄ６よりなる全波ブリッジ接続の整流回路２を経
てラインフィルタ１４を介して脈流電圧を得る。この脈
流電圧はチョークコイル３と変流器１８とを介してスイ
ッチ素子４に接続される。このスイッチ素子４は入力交
流の周波数に比べてはるかに高い周波数でオンオフを繰
り返す。オンの時にチョークコイル３にエネルギーを蓄
えて、オフの時にチョークコイル３のエネルギーがフラ
イホイールダイオード５を介して出力端子１２１３へ送
られ、負荷ＲＬに直流出力電圧を発生させる。出力端子
１２．１３　に並列接続されたコンデンサＣ１はスイッ
チング周波数に対して平滑作用をする。

ここで整流回路２の出力である脈流電圧は抵抗器Ｒ１，
Ｒ２により分圧された値ｖｉと出力電圧と基準電圧源１
６との誤差を誤差増幅器６により増幅した値ｖｏを乗算
器７により基準脈流波電圧Ｖｒとして取り出す。この基
準脈流波電圧Ｖｒは負荷状態によって振幅制御ができ、
エネルギーの制御を可能にしている。次に変流器１８と
１ｇ及びダイオード２０２１によって加算されて検出さ
れるチョークコイル３に流れる電流Ｉ３の比例値を、抵
抗器Ｒ６の両端にその対応する電圧νｉｉ　を発生させ
る。

この電圧値を抵抗器１１７，１１８．Ｒ９とコンパレー
タ８により各相の交流入力電圧値ｖｉにほぼ比例したヒ
ステリシス幅を作り、そのヒステリシス幅の中でのしき
い値において駆動出力信号を遷移する。すなわちコンパ
レータ８により前記の基準脈流波電圧Ｖｒと比較し２例
えば第２図に示すようにｉ＝　ｔｌで電流比例値νｉｉ
　が基準正弦波電圧Ｖｒに達するとスイッチ素子４の駆
動を行い、　１＝１２で電流比例値ｖｉが基準脈流波電
圧Ｖｒに達するとスイッチ素子４の駆動を遮断する。ス
イッチ素子４がオンしている区間ではチョークコイル３
にエネルギーが蓄積され、スイッチ素子４がオフすると
チョークコイル３に蓄積されたエネルギーはフライホイ
ールダイオード５を介して負荷ＲＬに放出供給される。

このようなスイッチ素子４のスイッチングにより入力電
流波形を高周波三角波形の連続とし、電流降下値の包絡
線と電流ピーク値の包絡線は第２図に示すようになる。

したがって、交流入力波形の谷点に対応するｔ＝ｏ、　
ｔ＝Ｔ／２の付近のスイッチング周波数はその波形の頂
点ｔ＝ｔ２付近のスイッチング周波数と比較して高くな
る。

入力交流電流Ｈの波形は第２図に示すように三角波の繰
り返しの形であり、入力のフィルタ１４により変調周波
数成分を減衰することにより高周波成分を減少させて力
率の改善も図っている。そして入力交流電流１ｉの平均
値はその三角波の両点と谷点の中間値の軌跡である。三
相の各相の入力電流の波形は第３図に示すようになり、
三相交流入力による直流電源装置としては、波形歪みが
小さい。

抵抗器Ｒ９の値が抵抗器Ｒ７，Ｒ８の値に比較して充分
大きい場合は以上述べたようなヒステリシスの形となる
が、抵抗器Ｒ９の値が小さくなると第２図の波形におけ
るヒステリシスの幅が入力交流電圧波形との比例がくず
れて、−様の幅に近づく。この場合は、交流入力波形の
谷点に対応する１＝０．１＝Ｔ／２の付近のスイッチン
グ周波数とその波形の頂点ｊ＝　ｔ２付近のスイッチン
グ周波数とは同一に近くなる。

第４図は本発明の他の実施例であって、第１図に示す回
路とは乗算器７がホトカプラ１７に置き換えられている
点が異なる。このホトカプラ１７の受光トランジスタが
抵抗器Ｒ２の電流を側流させ、いわば減算の作用をする
。その他の構成作用は第１図の場合と同様である。さら
に第４図のホトトランジスタ１７の受光トランジスタを
抵抗器Ｒ１に実質的に並列接続となるように変更すると
、加算器となり、この場合も第４図に示す回路と同様に
動作する。

電流検出手段としては変流器１８．１９に限らず。

チョークコイル３の電流を検出できれば他の方法でもよ
い。例えばチョークコイル３に直列に低抵抗を挿入する
方法でもよい。また、チョークコイル３に直列に１個の
変流器を挿入接続する方法でもよい。

また電圧検出手段としては、入力端子１０ｕ、　１０ｖ
。

１０１１から別の整流回路を介して得ることもできる。

その場合は絶縁手段として小型変圧器あるいは光結合素
子を間に挿入する必要がある。

第１図及び第４図に示す回路図は一実施例であって、整
流回路２とスイッチ素子４とフライホイールダイオード
５とのそれぞれの極性を入れ換えることにより同様の作
用をする。そしてフライホイールダイオード５は一方向
性スイツチングｓ子であれば３通常のダイオードに限ら
ず、ショットキーダイオードでもよく、スイッチ素子４
としては電界効果トランジスタ、バイポーラトランジス
タ、　ＩＧＢＴ等が使える。

〔発明の効果〕

本発明は以上述べたような特徴を有しているので、多相
交流を入力とする直流電源装置においてスイッチ素子、
チジークコイル、フライホイールダイオードや入力ライ
ンフィルタの実効電流とｄｉ／ｄｔが小さくなり、各損
失が低下し１発生雑音も小さくなり、力率、効率が向上
するいう効果が得られる。そして各無効電力が減少する
ので、主回路部品の定格を低下でき、経済的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る直流電源装置の一実施例を示し、
第２図及び第３図は第１図に示す装置の動作を説明する
ための各部の波形図を示す。第４図は本発明に係る直流
電源装置の他の実施例を示す。第５図は従来の直流電源
装置の回路図を示す。 ２・・・整流回路 ３・・・チョークコイル、　　４・・・スイッチ素子５
・・・フライホイールダイオード

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力多相交流電源に接続された全波整流器、該全
   波整流器の出力に接続されたチョークコイル、該チョー
   クコイルにスイッチング素子を接続するともに、前記チ
   ョークコイルに一方向性スイッチング素子を介して負荷
   に直流電力を供給する直流電源装置において、 前記負荷の電圧の比例値と基準電圧との差電圧と、前記
   入力多相交流電源の全波整流電圧の絶対値の比例値との
   演算手段を備えて、前記チョークコイルの電流の比例値
   と前記演算信号とを履歴特性を有する電圧比較器により
   前記スイッチング素子を駆動することを特徴とする直流
   電源装置。
2. （２）前記演算手段が乗算手段であることを特徴とする
   第１項記載の直流電源装置。
3. （３）前記演算手段が減算手段であることを特徴とする
   第１項記載の直流電源装置。
4. （４）前記演算手段が加算手段であることを特徴とする
   第１項記載の直流電源装置。