JPH01283063A - Ｐｗｍ制御による電源装置 - Google Patents

Ｐｗｍ制御による電源装置

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JPH01283063A
JPH01283063A JP63110543A JP11054388A JPH01283063A JP H01283063 A JPH01283063 A JP H01283063A JP 63110543 A JP63110543 A JP 63110543A JP 11054388 A JP11054388 A JP 11054388A JP H01283063 A JPH01283063 A JP H01283063A
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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、ＰＷＭ制御による定電圧定周波電源装置に係
り、特に対地電位に高周波成分が含まれないように改良
したＰＷＭ制御の電源装置に関する。
（従来の技術） 従来の一般的な定電圧定周波数電源装置の主回路部を第
３図に示す。
一線が接地された単相交流電源１の電圧を、ダイオード
２１〜２４からなる整流器２により整流し、ＤＣリアク
トル７１、スイッチング素子７２、ダイオード７３から
なる昇圧形チョッパ７及び平滑コンデンサ３を介して、
所定の直流電圧に変換する。そして、ブリッジ状に構成
されたスイッチング素子４１〜４４からなるインバータ
回路４をパルス幅変調制御（ＰＷＭ制御）して再び交流
に変換し、更にリアクトル５１、コンデンサ５２よりな
るＬ形フィルタ５を通して高周波成分を除却し、滑らか
な正弦波電圧に変換して負荷６に給電する。
昇圧形チョッパ７は、出力の交流電圧を入力の電源電圧
と等しい値とするために、直流電圧を上げる必要がある
ために入れたものであり、他の手法、例えばトランスに
より昇圧後整流する等の手法を用いる場合もある。
このような装置は、負荷に供給される電圧は高周波成分
が除去されているが、対地電位にＰＷＭ制御による高周
波成分が発生する。
以下、第４図に各部の対地電位を示しその理由を説明す
る。電源電圧（Ｌ−Ｎ間型圧）をｖｌとすると、電源１
の接地側Ｎの対地電位９Ｎは９Ｎ＝０となり非接地側り
の対地電位すしはｙし＝Ｖ、となる。整流器２の直流出
力の負極側ＤＮの対地電位Ｚ’ＤＮはダイオード２２．
２４の導通によって定まり、電源電圧ｖ１が正の期間は
、ダイオード２４がオン導通するため、９ｏＮ：Ｑとな
る。またｖｌが負の期間は、ダイオード２２が導通する
ため、？ＤＮ：Ｖ１となる。従って、直流電圧をＥＩ、
とすると、その正側の対地電位Ｚ’ＤＰは、 ＃ＤＰ＝？ＤＮ＋Ｅａ　（ただし、Ｅｏは、はぼ一定と
する。）となる。
インバータ回路４の交流出力Ｖ相の対地電位？Ｖは、ス
イッチング素子４３．４４のオン、オフにょうて定まり
、スイッチング素子４３がオンの時は、？Ｖ＝ＰＤＰ、
４４がオンのときは？Ｖ＝Ｚ’ＤＮとなる０通常、これ
らのスイッチング素子はＰＷＭ制御によって高速でオン
、オフを繰り返すのでＶＶには。
ｐｏｐと？ＤＮを包絡線としてＰＷＭ制御にもとすく高
周波成分が発生する。また、フィルタ５を介した交流出
力のＵ相の対地電位ｐｕは、交流出力電圧をｖｏとする
と。
Ｖυ＝ｐｙ＋Ｖ、となる。
従って、交流出力電圧ｖ０が電源電圧Ｖユと等しく同相
の場合、対地電位すυは第４図（へ）に示す波形となり
、　９Ｖの場合と同様に高周波成分が含まれる。また、
すυの最大値Ｖυ（ｓａｄ）はｖ　Ｕ（ＩｌａＸ）　＝
　Ｖ、　ノピーク値＋Ｅ０となり、　ｖｏの電圧レベル
に比べかなり高い値となる。
交流出力電圧ｖ０が電源電圧ｖ１に等しく逆位相の場合
、対地電位？Ｕは第４図（ハ）に示す波形となり、この
場合も、　ＶＶと同様な高周波成分が含まれる。
（発明が解決しようとする課題） 以上説明のように、従来のＰＷＭ制御による電源装置で
は、出力端での対アース電位変動に、インバータの高速
スイッチングに基ずく高周波成分が含まれるため、例え
ば計算機のように、高周波ノイズに弱いとされている負
荷への適用にあたっては、大がかりなラインフィルタ等
を入れて、完全に上記高周波成分を除却する必要があっ
た。また、負荷側に、誘導雷や開閉サージ等を吸収する
サージサプレッサが対アース間に設置されている場合、
サージサプレッサを焼損させる危険性があり、その定格
電圧には特に注意しなければならない等の問題がある。
本発明の目的は、出力端における対地電位に。
ＰＷＭの高速スイッチングによる高周波成分を含まず、
かつその最大値も小さくした電源装置を提供することに
ある。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、交流電圧を直流電
圧に変換する単相余波整流回路と、この直流電圧を平滑
するコンデンサと、平滑された直流電圧を第２の交流電
圧に変換するブリッジ接続されたスイッチング素子で成
るインバータ主回路を備えた装置において、前記交流電
圧に同期した同期信号によりインバータ主回路を構成す
る一方のブリッジの正側と負側のスイッチング素子を交
流電源に同期させて交互にオン、オフし、他方のブリッ
ジの正側と負側のスイッチング素子を２ｗＭ制御して交
流電圧と逆位相の第２の交流電圧を得るＰＷＭ制御手段
を設は電源装置を構成する。
（作用） インバータ主回路の一方のブリッジの正側と負側のスイ
ッチング素子は交流電圧に同期して１８ｏ。
ずつ交互にオン、オフ制御が行われる。また、他方のブ
リッジの正側と負側のスイッチング素子はＰＷＭ制御に
より高速にスイッチングされ、交流電圧と逆位相の第２
の交流電圧をインバータ主回路から出力するように制御
される。これによりインバータの出力電圧はＰＷＭ制御
により電圧制御を行うことができ、その出方電圧の対地
電位にはＰＷＭ制御による高周波成分を含まないように
することができる。また、その対地電位のピーク値を、
入力と出力の電圧の位相差により相殺して抑制すること
ができる。
（実施例） 本発明による実施例を第１図に示す。
同図に示すように主回路部は従来と同様なので同符号を
付けている。本発明の特徴部はＰＷＭ制御回路８の機能
にあり、電源電圧Ｖ工と交流出力電圧■。を入力してイ
ンバータ回路４のスイッチング素子４１．４２のグルー
プとスイッチング索子４３゜４４のグループを別途にオ
ン、オフ制御するようにしている。
ＰＷＭ制御回路８は電源電圧ｖ１の同期信号ＳＹＣと電
圧基準信号ｖＲ旺を得る同期回路８１、同期信号ＳＹＣ
に応じてスイッチング素子４３．４４をオン、オフ制御
する素子選択回路８２、電圧基準信号Ｖ　Ｒ１！Ｆと交
流出力電圧ｖ０を比較してスイッチング素子４１．４２
をＰＷＭ制御する正弦波制御回路８３から構成される。
上記構成における各部の作用を第２図の波形図を用いて
説明する。同図において、電源１の対地電位Ｚ’Ｌ＋ｆ
Ｎと直流回路の対地電位Ｚ’ＤＰ＋　Ｚ’ＤＮは従来と
同様の電圧波形となる。同期回路８１は電源電圧ｖ１の
所定の位相に同期した同期信号５ＹＣ（例えば零電圧で
発生するパルス信号）を出力し、これにより素子選択回
路８２はスイッチング素子４３と４４を１８０’毎に交
互にオン、オフ制御を行う。
この場合、電源電圧ｖ１の極性が正の半サイクルは素子
４３がオン、負の半サイクルは素子４４がオンとなる様
に制御素子が選択される。
従って、インバータ回路４のＶ相の対地電位ｙｖは第２
図に示すように電源電圧ｖ１が正の半サイクルでは２ｖ
：Ｅｏとなり、負の半サイクルではｆＶ＝ｖ、となる。
正弦波制御回路８３は電源電圧ｖ８に比例した電圧基準
信号Ｖ　ＲＩＥ　Ｆ’￥箋流出力電圧Ｖ。を比較してｖ
ｏがｖｌの逆位相となるようにスイッチング素子４１゜
４２のＰＷＭ制御を行う。これによりフィルター５を介
した交流出力電力Ｖ。は電源電圧ｖ１の逆位相（極性の
反転した電圧）となる、従って、交流出力のＵ相の対地
電位Ｖυは第２図に示すように電源電圧Ｖ□の正の半サ
イクルでは？ｕ坤Ｅｏ−ｖ、となり負の半サイクルでは
相殺されて１霞Ｏとなる。
このように、本実施例によれば交流出力端の対地電位に
ＰＷＭ制御による高周波成分が含まれず、その最大値も
Ｅ６以下となる。
〔発明の効果〕
本発明によれば交流出力側の対地電位に、計算機等の電
子器機の負荷にとって有害なＰＷＭ制御の高速スイッチ
ングによる高周波成分が含まれず、ノイズフィルタを小
型にでき、また場合により省略も可能である。またＰＷ
Ｍ制御による高周波成分が負荷側に影響を与えないため
、更に高速スイッチングが可能である。また、対地電位
を低くすることができ安全で信頼性の高いＰＷＭ制御の
電源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明における一実施例のブロック構成図、第
２図は本発明の詳細な説明するための波形図、第３図は
従来装置の主回路図、第４図は従来装置の問題点を説明
するための波形図である。 １・・・交流型＠　　　　　２・・・整流回路３・・・
平滑コンデンサ　４・・・インバータ回路５・・・フィ
ルタ回路　　８・・・ＰＷＭ制御回路８１・・・同期回
路　　　　８２・・・素子選択回路８３・・・正弦波制
御回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 υＮ 第３図 第４図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流電圧を直流電圧に変換する単相全波整流回路と、こ
    の直流電圧を平滑するコンデンサと、平滑された直流電
    圧を第２の交流電圧に変換するブリッジ接続されたスイ
    ッチング素子で成るインバータ主回路を備えた装置にお
    いて、前記交流電圧に同期した同期信号によりインバー
    タ主回路を構成する一方のブリッジの正側と負側のスッ
    チング素子を交流電源に同期させて交互にオン、オフし
    、他方のブリッジの正側と負側のスイッチング素子をＰ
    ＷＭ制御して交流電圧と逆位相の第２の交流電圧を得る
    ＰＷＭ制御手段を設けたことを特徴とするＰＷＭ制御に
    よる電源装置。
JP63110543A 1988-05-09 1988-05-09 Ｐｗｍ制御による電源装置 Expired - Lifetime JP2680345B2 (ja)

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