JPH0140524B2 - - Google Patents

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JPH0140524B2
JPH0140524B2 JP54112362A JP11236279A JPH0140524B2 JP H0140524 B2 JPH0140524 B2 JP H0140524B2 JP 54112362 A JP54112362 A JP 54112362A JP 11236279 A JP11236279 A JP 11236279A JP H0140524 B2 JPH0140524 B2 JP H0140524B2
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JP
Japan
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circuit
voltage
power supply
control
mode
Prior art date
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JP54112362A
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English (en)
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JPS5637709A (en
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Yutaka Kuwata
Seiichi Muronai
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS5637709A publication Critical patent/JPS5637709A/ja
Publication of JPH0140524B2 publication Critical patent/JPH0140524B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M5/00Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/02Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
    • H02M5/04Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/22Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M5/275Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/297Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal for conversion of frequency

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電源装置に関する。
従来、この種の交流電源装置においては、第8
図及び第9図a〜cに示すように、高周波電源回
路1′の出力電圧e′1をパルス幅制御機能付極性切
替回路2′で前記電圧e′1の半周期毎にパルス幅制
御及び極性切替して出力電圧e′2を得、電圧e′2を
波形整形用フイルタ3′で波形整形し、これによ
り低周波の正弦波電圧e′3を得ていた。ここで、
電圧e′2はパルス幅変調されているので低次の高
調波成分を除去でき波形整形用フイルタ3′の小
型軽量化は達成できたが、高周波電源回路1′の
出力電圧e′1の半周期毎にパルス幅制御を行つて
いるので、電圧e′1の周波数を高めると精度良く
パルス幅制御を行なうために非常に煩雑な制御回
路4′を必要とする欠点があつた。
本発明は、上記の欠点を除去した交流電源装置
を提供しようとするものである。
以下図面に沿つて本発明の交流電源装置を説明
する。
先ず、第1図a〜dおよび第2図a,bにおい
て、本発明の交流電源装置の動作原理を簡略に説
明する。第1図aは平均値が零である方形波交流
電圧であり、正方向に整流すれば第1図bに示す
ような平均値が+Eの直流電圧が得られ、負方向
に整流すれば第1図cに示すような平均値が−E
の直流電圧が得られる。ここで、第1図dに示す
ように、第1図bに示した直流電圧の期間をT0
第1図aに示した交流電圧の期間を(T1−T0
とした周期T1の電圧を作り出すと、平均値は
E・T0/T1となる。第1図dの電圧の平均値は、換 言すれば、T0/T1の値を適宜に変化せしめることに より、零乃至+Eの値をとり得る。従つて、第1
図dの波形の極性を1周期毎に反転すれば、第2
図aに示すような交流電圧が得られる。第2図a
より明らかのように、前の半サイクルの平均値は
E2T0/T2、後の半サイクルの平均値は−E2T0/T2と なり、低域通過フイルタを通せば、第2図bのよ
うな周期T2の正弦波電圧が得られる。
本発明は上述の交流電圧を発生せしめ、更にパ
ルス幅制御を行ない低次の高調波を抑制し、延い
ては波形整形用のフイルタの小型化軽量化を達成
するものである。
第3図乃至第5図において、1は高周波電源回
路で、極性切替回路2と波形整形用フイルタ3と
の直列回路を介して後続の回路に接続されてい
る。
なお、波形整形用フイルタ3は必ずしも交流電
源装置の内部に設ける必要はなく、負荷の前段に
挿入されればよいものであり、また、省略も可能
であり、本発明の必須の構成要件ではない。
4は前記高周波電源回路1と極性切替回路2と
の間に挿入された制御回路で、前記高周波電源回
路1の出力電圧e1に応じて適宜の周期で前記極性
切替回路2を動作せしめる。5は前記制御回路4
のクリツプ回路で、前記高周波電源回路1の出力
電圧e1の正の領域のみを取り出した信号QTを作
り出す。6は前記制御回路のパルス幅変調信号発
生回路で、パルス幅の変調をどのように行うかの
基準となるパターン信号を発生する回路であり、
前記信号QTからパルス幅の異なる2つの信号Qa
Qbを作り出す。7は前記制御回路4の論理回路
で、前記信号QT,Qa,Qbから前記極性切替回路
2を動作せしめるに適宜の信号Q1,Q2を作り出
す。
S11,S12,S21,S22は極性切替回路2の第1乃
至第4の制御スイツチで、夫々ブリツジの各辺に
配置されており、第1、第3の制御スイツチS11
S21の接続点と第2、第4の制御スイツチS12
S22の接続点とを高周波電源回路1の出力端に接
続され、第1、第4の制御スイツチS11,S22の接
続点と第2、第3の制御スイツチS12,S21の接続
点とを波形整形用のフイルタ3の入力端に接続さ
れている。Tr11,Tr12,Tr21,Tr22は夫々第1
乃至第4の制御スイツチS11,S12,S21,S22の第
1乃至第4のトランジスタで、夫々コレクタが逆
方向のダイオードを介して制御スイツチS11
S12,S21,S22の両端に、エミツタが順方向のダ
イオードを介して制御スイツチS11,S12,S21
S22の両端に接続されている。l11,l12,l21,l22
夫々第1乃至第4のトランジスタTr11,Tr12
Tr21,Tr22のベース・エミツタ間に挿入された
第1乃至第4のコイルで、第1、第2のコイル
l11,l12が第1の変圧器T1の2次側に、第3、第
4のコイルl21,l22が第2の変圧器T2の2次側に
配置されており、第1、第2のトランジスタ
Tr11,Tr12及び第3、第4のトランジスタTr21
Tr22を夫々同時に導通せしめる。AMP1,AMP2
は夫々第1、第2の変圧器T1,T2の1次コイル
と制御回路4の論理回路7の出力端との間に挿入
された第1、第2の増幅回路で、前記論理回路7
の出力信号Q1,Q2を夫々増幅して第1、第2の
変圧器T1,T2の1次コイルに与える。
FFは前記論理回路7のフリツプフロツプで、
クリツプ回路5に接続されており、前記クリツプ
回路5の出力信号QTを分周した信号Qcを発生す
る。NAND1は第1のナンド回路で、第1の入力
端がクリツプ回路5に接続され、第2、第3の入
力端がパルス幅変調信号発生回路6に接続されて
おり、3つの信号QT,Qa,Qbの間で否定的論理
積をとつている。NAND2は第2のナンド回路
で、第1の入力端が第1のインバータINV1を介
してクリツプ回路5に接続され、第2の入力端が
第2のインバータINV2を介して且つ第3の入力
端が直接にパルス幅変調信号発生回路6に接続さ
れており、3つの信号Ta,Qbの間で否定的
論理積をとつている。NAND3は第3のナンド回
路で、第1の入力端がフリツプフロツプFFの出
力端に接続され、第2の入力端が直接に且つ第3
の入力端が第3のインバータINV3を介してパル
ス幅変調信号発生回路6に接続されており、3つ
の信号Qc,Qabの間で否定的論理積をとつて
いる。NAND4は第4のナンド回路で、第1の入
力端が第4のインバータINV4を介してフリツプ
フロツプFFの出力端に接続され、第2、第3の
入力端が夫々第2、第3のインバータINV2
INV3を介してパルス幅変調信号発生回路6に接
続されており、3つの信号cabの間で
否定的論理積をとつている。D1〜D4は第1乃至
第4のダイオードで、夫々定電圧源Vccと第1乃
至第4のナンド回路NAND1〜NAND4の出力端
との間に挿入されており、アノード端が第5のイ
ンバータINV5を介して前記第1の増幅回路
AMP1の入力端に接続され且つ直接に前記第2の
増幅回路AMP2の入力端に接続されている。
而して、本発明の交流電源装置の動作を詳述す
る。第6図aに示した高周波電源回路1の出力電
圧e1を制御回路4のクリツプ回路5に与え、第6
図bに示すような矩形波信号QTを得る。前記矩
形波信号QTは論理回路7のフリツプフロツプFF
において分周され、第6図cに示す矩形波信号
Qcとされる。また、前記矩形波信号QTはパルス
幅変調信号発生回路6において最終的に形成され
る低周波交流出力e3の周期と同一周期の信号Qa
及び所定のパルス幅変調信号Qbとされる(第6
図d,e,j参照)。信号QT,Qa,Qb,Qcは論理
回路7の第1乃至第4のナンド回路NAND1
NAND4、第1乃至第4のインバータINV1
INV4、および第1乃至第4のダイオードD1〜D4
により適宜に処理され、第6図gに示した信号
Q2を作り出し、更には第5のインバータINV5
より第6図fに示した信号Q1とされる。詳述す
れば、信号QbがLレベル即ちモードA(第1のモ
ード)の時、信号Q1,Q2は夫々信号Qccと同
一波形をとり、信号QbがHレベルで信号QaがH
レベル即ちモードB(第2のモード)の時、信号
Q1,Q2は夫々信号QTTと同一波形をとり、信
号QbがHレベルで信号QaがLレベル即ちモード
C(第3のモード)の時、信号Q1,Q2は夫々信号
T、とQTと同一波形をとつている(第6図f,
g,hを参照)。
前記信号Q1は第1の増幅回路AMP1、第1の
変圧器T1を介して第1、第2の制御スイツチ
S11,S12のトランジスタTr11,Tr12のベースに与
えられ、また前記信号Q2は第2の増幅回路
AMP2、第2の変圧器T2を介して第3、第4の
制御スイツチS21,S22のトランジスタTr21,Tr22
のベースに与えられる。ここで、信号Q1,Q2
にQ12の関係があるので、第1、第2の制御
スイツチS11,S12と第3、第4の制御スイツチ
S21,S22とは導通するものではない。前記第1乃
至第4の制御スイツチS11,S12,S21,S22の導通
動作により極性切替回路2への入力電圧e1は第6
図iに示すような波形の電圧e2として波形整形用
のフイルタ3に与えられ、第6図jに示すような
波形の電圧e3に変換される。
上述において、パルス幅変調信号発生回路6の
出力信号Qbは、低周波交流出力e3の半周期の間
に一定の位相間隔で一定のパルス幅比のパルス列
からなり、(i)三角波と階段波とを比較して発生せ
しめる、(ii)デイジタル回路によりパルスを計数し
て発生せしめる等の周知の技術により発生せしめ
ればよい。
また、モードAの時に対応した電圧e2の成分電
圧は、第6図iに示した波形の外、第7図a,b
に夫々示した波形の交流電圧であつてもよい。加
えて、モードBの時に対応した電圧e2の成分電圧
は正の直流電圧であればよく、モードCの時に対
応した電圧e2の成分電圧は負の直流電圧であれば
よい。ただ、低周波交流出力e3の半周期間に交互
に配列された電圧e2のモードA及びモードBの期
間は適宜の比に配列されており、次の半周期間に
交互に配列されたモードA及びモードCの期間も
前期の比に配列されている。
制御スイツチS11,S12,S21,S22は上述の回路
ばかりでなく、単に両方向の制御ができるもので
あればよく、他の半導体素子(GTO等)を用い
てもよい。
以上のように本発明の交流電源装置にあつて
は、一定周期の交流電圧を発生する高周波電源回
路と、複数個の制御スイツチ含み前記高周波電源
回路の出力電圧の極性を切り替えて後段に伝える
極性切替回路と、前記極性切替回路の制御スイツ
チを制御し、前記極性切替回路の出力電圧を前記
高周波電源回路の出力電圧より低周波の交流電圧
となる第1のモード、正の直流電圧からなる第2
のモード、および負の直流電圧からなる第3のモ
ードが交互に反復する交流電圧に変換させる制御
回路とを備えたので、 (イ) 制御回路に高速動作が要求されないため、制
御回路の構成を簡潔化できる。すなわち、従来
は高周波電源回路の出力の半周期毎にパルス幅
制御および極性切替を行つていたため、パルス
幅制御の動作タイミングは高周波電源回路の出
力の周期より相当細かい分解能が要求されるこ
ととなり、そのため制御回路が高速化のために
複雑とならざるを得えなかつたが、本発明では
高周波電源回路の出力の極性を切り替えるだけ
であるため、制御回路で取り扱う信号の周波数
の最大値は高周波電源回路の出力の周波数と同
等であり、そのため従来に比して制御回路が高
速性を要求されないため、構成の簡潔化が図れ
る。
(ロ) 上記の(イ)とは反対に制御回路の簡潔化をある
程度犠牲にすれば、高周波電源回路の周波数を
大幅に高くすることができ、変圧器等の小型
化・軽量化が図れると共に、可聴周波数(上限
が約20KHz)以上とすることにより無騒音化も
達成できる。
(ハ) パルス幅変調が容易に行えるため、高次の高
調波を減少させることができる。
(ニ) 高調波が減少できるので極性切替回路の後段
に接続される波形整形用フイルタの小型化・軽
量化を達成できる。
等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の交流電源装置の原
理説明図、第3図乃至第5図は同実施例、第6図
及び第7図は同動作説明図、第8図及び第9図は
従来例を示す。 1……高周波電源回路、2……極性切替回路、
3……フイルタ、4……制御回路、5……クリツ
プ回路、6……パルス幅変調信号発生回路、7…
…論理回路、AMP1,AMP2……増幅回路、D1
D4……ダイオード、FF……フリツプフロツプ、
INV1〜INV5……インバータ、l11,l12,l21,l22
……コイル、NAND1〜NAND4……ナンド回路、
S11,S12,S21,S22……制御スイツチ、T1,T2
…変圧器、Tr11,Tr12,Tr21,Tr22……トラン
ジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一定周期の交流電圧を発生する高周波電源回
    路と、複数個の制御スイツチを含み前記高周波電
    源回路の出力電圧の極性を切り変えて後段に伝え
    る極性切替回路と、前記極性切替回路の制御スイ
    ツチを制御し、前記極性切替回路の出力電圧を前
    記高周波電源回路の出力電圧より低周波の交流電
    圧となる第1のモード、正の直流電圧からなる第
    2のモード、および負の直流電圧からなる第3の
    モードが交互に反復する交流電圧に変換させる制
    御回路とを備えてなることを特徴とした交流電源
    装置。
JP11236279A 1979-09-04 1979-09-04 Alternating current power supply unit Granted JPS5637709A (en)

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JP11236279A JPS5637709A (en) 1979-09-04 1979-09-04 Alternating current power supply unit

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JP11236279A JPS5637709A (en) 1979-09-04 1979-09-04 Alternating current power supply unit

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JPS5637709A JPS5637709A (en) 1981-04-11
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