JPH04320507A - アクティブフィルタ装置 - Google Patents

アクティブフィルタ装置

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JPH04320507A
JPH04320507A JP8858391A JP8858391A JPH04320507A JP H04320507 A JPH04320507 A JP H04320507A JP 8858391 A JP8858391 A JP 8858391A JP 8858391 A JP8858391 A JP 8858391A JP H04320507 A JPH04320507 A JP H04320507A
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JP
Japan
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reactor
current
resistor
circuit
detection
Prior art date
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Pending
Application number
JP8858391A
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English (en)
Inventor
Katsumi Okawa
克実 大川
Hirobumi Kikuchi
博文 菊地
Hideshi Saito
秀史 西塔
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアクティブフィルタ装置
に関し、特にリアクタに流れる電流を制御するアクティ
ブフィルタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、整流電源のノイズ対策の点からア
クティブフィルタが注目されている。一般的なアクティ
ブフィルタを図7を参照して説明する。このアクティブ
フィルタは、ダイオードD1〜D4からなるブリッジ整
流回路、ブリッジ整流回路の正の直流出力端に一端が接
続されるリアクタL、このリアクタLの他端とグランド
間にコレクタ、エミッタがそれぞれ接続されるトランジ
スタQ、このトランジスタQのコレクタにアノードが接
続されるダンパ・ダイオードD5、このダンパ・ダイオ
ードD5のカソードとグランド間に接続される平滑コン
デンサCdおよびトランジスタQのベースに制御パルス
φを供給する制御回路COMから構成される。
【0003】制御回路COMの主回路はマイクロコンピ
ュータ等により構成されて、15KHz以上の周波数の
制御パルスφを出力している。次に、このアクティブフ
ィルタの動作を説明する。商用交流のダイオードD1と
D2の接続点電位が正となる半周期では、制御回路CO
Mから出力される15KHz以上の周波数の制御パルス
φがハイレベルのときトランジスタQがオンし、ダイオ
ードD1−リアクタL−トランジスタQ−ダイオードD
4の閉回路が形成されてリアクタLに電流ILが流れる
。 そして、制御パルスφがローレベルのときトランジスタ
Qがオフして先の閉回路が開路されると、リアクタLは
それ以前の電気的状態を接続させようとして逆起電力を
発生する。このリアクタLの逆起電力とブリッジ整流回
路出力とが加算された電圧はコンデンサ入力型の整流回
路に比較して長い期間において平滑コンデンサCdの充
電電圧を上回り、ダンパ・ダイオードD5を介して平滑
コンデンサCdを充電する。
【0004】また、商用交流のダイオードD1とD2の
接続点電位が負となる半周期では、制御パルスφがハイ
レベルのときトランジスタQがオンし、ダイオードD3
−リアクタL−トランジスタQ−ダイオードD2の閉回
路が形成されてリアクタLに電流ILが流れる。そして
、制御パルスφがローレベルとなってトランジスタQが
オフし、先の閉回路が開路されると、先と同様にリアク
タLに逆起電力を生じ、逆起電力とブリッジ整流回路出
力とが加算された電圧により平滑コンデンサCdが充電
される。
【0005】斯上したアクティブフィルタでは、制御回
路COMからの制御パルスφでトランジスタQのオンオ
フを制御している。即ち、この制御パルスφはリアクタ
Lに流れるコイル電流ILの制御を行っている。図7に
示すアクティブフィルタでは、補助巻線(1)によるコ
イル電流の検出を行う制御方式を採用している。補助巻
線(1)はリアクタLに磁気結合して巻かれ、リアクタ
Lを流れるコイル電流ILの極性を検出する。つまり、
トランジスタQがオンしコイル電流ILが流れて、リア
クタLにエネルギが蓄積されている期間は補助巻線(1
)からは負の電圧が出力され、トランジスタQがオフし
リアクタLのエネルギが放出されている期間は補助巻線
(1)からは正の電圧が出力され、コイル電流ILがゼ
ロになると補助巻線(1)はゼロ電圧となる。この波形
を図8に示している。制御回路COMはこのゼロ電圧を
検知して次の一定期間の制御パルスφを出力し、リアク
タLにコイル電流ILを流す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】斯上したアクティブフ
ィルタ装置では以下の問題点を有している。第1に、リ
アクタLは補助巻線(1)を巻く必要があり、リアクタ
Lが複雑な構造となり、高価格となる問題点がある。第
2に、補助巻線(1)の巻数の設定を制御回路COMお
よび2次出力電圧とマッチングする必要があり、アクテ
ィブフィルタの設計が複雑化する問題点がある。
【0007】第3に、整流回路の整流電圧と充電電圧と
の差が小さくなると、補助巻線(1)の出力電圧が非常
に小さくなり、制御回路COMを正常に動作させること
ができない問題点がある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は斯上した諸々の
問題点に鑑みて為され、リアクタに流れる電流を低抵抗
の金属抵抗体で検出し且つ金属抵抗体の温度係数を補正
することができる検出回路を設けることにより、従来の
問題点を解決したアクティブフィルタ装置を実現するも
のである。
【0009】
【作用】本発明に依れば、リアクタに流れる電流を低抵
抗の金属抵抗体を検出抵抗とし且つ金属抵抗体の温度変
化による補正を行うことができる検出回路で直接検出し
ているため、従来の如き、補助巻線を不要とし、且つ温
度変化に対応し電流検出レベルの変化に対応した電流検
出をすることができ、検出回路の検出出力で制御回路よ
り制御パルスφを出力でき、スイッチング素子のスイッ
チングを制御できる。
【0010】
【実施例】本発明に依るアクティブフィルタ装置を図1
乃至図6を参照して詳細に説明する。本発明のアクティ
ブフィルタは、図1に示すように、ダイオードD1〜D
4からなるブリッジ整流回路、ブリッジ整流回路の正の
直流出力端に一端が接続されるリアクタL、このリアク
タLの他端とグランド間にコレクタ、エミッタがそれぞ
れ接続されるトランジスタQ0、 このトランジスタQ
0のコレクタにアノードが接続されるダンパ・ダイオー
ドD5、このダンパ・ダイオードD5のカソードとグラ
ンド間に接続される平滑コンデンサCdおよびトランジ
スタQ0のベースに制御パルスφを供給する制御回路C
OM、本発明の特徴とするリアクタに流れる電流を検出
する低抵抗の金属抵抗体を検出抵抗体として備えた検出
回路DECから構成されている。
【0011】制御回路COMの主回路はマイクロコンピ
ュータにより構成されて、可聴域外の15KHz以上の
周波数の制御パルスφを出力している。本発明の特徴と
する検出回路DECはリアクタLにトランジスタQ0が
オン時に流れるコイル電流I0を検出する金属抵抗体か
らなる検出抵抗R0に流し、その電圧降下によって得ら
れる電圧信号を発生する。その電圧信号が制御回路にて
定められた所定値、即ち、電源電圧と同期した正弦波状
のレベル以下のときにトランジスタQ0をオンさせ、リ
アクタLに電流を流す。この電流が所定の設定レベルに
なると、オペアンプOPの出力信号に基づいてトランジ
スタQ0がオフされ、リアクタLに流れる電流を遮断す
る。このようにトランジスタQ0を順次オン・オフをく
り返えして正弦波状の電流を流すようにする。
【0012】図2を参照して具体化された本発明の検出
回路を説明する。この検出回路は、トランジスタQ0の
エミッタと接地ラインに接続されリアクタLに流れる電
流を検出する金属の抵抗体からなる検出抵抗R0と、検
出抵抗R0とトランジスタQ0との接続点と+入力端子
が接続されたオペアンプOPと、検出抵抗R0(接地ラ
イン側)とオペアンプOPの−入力端子間に接続された
正特性を有するサーミスタR1と、オペアンプOPの−
端子とオペアンプOPの出力端子間に接続された抵抗R
2とから構成される。
【0013】本発明では検出抵抗R0として銅箔あるい
はAgペースト等の低抵抗の金属抵抗体を検出抵抗とし
て用いる。本実施例では、銅箔を用いるものとする。一
般にそれらの金属は溶断電流が大きいために大電流を検
出するに適応している。しかし、それらは、抵抗温度係
数(TCR)が3800±200PPm、2150±1
50PPmと非常に高いため大電流時による温度変化等
の周囲の温度変化があった場合には電流検出が正確に行
えない欠点があり、積極的に使用できないという欠点が
ある。
【0014】しかし、本発明では、オペアンプOPの−
端子(VREF)と検出抵抗R0間にサーミスタR1を
接続することによって検出抵抗R0の温度変化に対応す
るように補正を行う。サーミスタは周知の如く、温度上
昇にともなって抵抗値が下がる、負特性のものと、逆に
温度上昇にともなって抵抗値が上がる、正特性のものが
あり、本発明はその特性を利用して検出抵抗R0の温度
変化に対する補正を行うものである。
【0015】図3は、検出抵抗R0の電流検出レベルI
が変化したときのオペアンプOPの+入力端子電圧Vs
が所定温度(T=25℃)のときと温度上昇(T=10
0℃)したときの特性を示す特性図であり、図4は検出
抵抗R0の電流検出レベルIが変化したときのオペアン
プOPの−入力端子電圧VREFがT=25℃のときと
、T=100℃のときの特性を示す特性図である。
【0016】図3、図4から明らかな如く、オペアンプ
OPの+入力端子電圧Vsの温度変化に対応して−入力
端子電圧VREFも同じように変化することが明らかで
ある。従って、サーミスタの抵抗値をあらかじめ検出抵
抗R0との温度変化に対するように設定すれば、検出抵
抗R0の電流検出レベルが変化したとしてもVs、VR
EF両電圧が温度変化に対して同様に変化するために温
度変化に関係なく電流検出レベルの任意の点で安定した
電流検出を行うことができる。
【0017】本実施例では、正特性のサーミスタを用い
たが負特性のサーミスタを用いて同様のことができる。 この場合は図2において、抵抗R2をサーミスタとすれ
ばよい。また、検出回路として、図5の如く接続しても
同様の検出効果を有する。次に図6を参照して、上記し
たアクティブフィルタ装置をリアクタLおよび平滑コン
デンサCdを除いて、絶縁金属基板よりなる混成集積回
路基板上に実装した実施例の具体構造を説明する。
【0018】斜線が施された回路パターンはグランド・
パターンであり、回路基板はそのグランド・パターンの
一部により、図面の略上半分の空白部分に対応する小信
号回路ブロックと図面の下半分に対応する大電流回路ブ
ロックに2分割される。本実施例では小信号回路ブロッ
クから大電流回路ブロックに供給される制御パルスφの
配線、リアクタLの出力側から検出回路DECへの配線
、あるいは大電流回路ブロックから小信号回路ブロック
へ供給されるトランジスタQ0のエミッタ電位の配線は
前記グランド・パターンの一部を迂回するように形成さ
れているが、これに限定されるものではなく、例えば、
トランジスタQ0のエミッタ電位の配線は小信号回路ブ
ロックの所定の位置へボンディングワイアによって接続
(ジャンピングワイア接続)してもよい。
【0019】更に、このグランド・パターンは高周波、
大電流が流れるトランジスタQ0のエミッタに最も近い
位置でアルミニウム基板にボンディングワイアWで接続
されて、アルミニウム基板電位をグランド・パターン電
位と等電位にしている。大電流回路ブロックには、ブリ
ッジ整流回路を構成するダイオードD1〜D4、ダンパ
・ダイオードD5、トランジスタQ0がヒートシンクを
介して表面実装され、更にトランジスタQ0のエミッタ
電流を制限し、またその値を計測するための銅箔からな
る検出抵抗R0が形成される。これら素子は先の小信号
回路ブロックと大電流回路ブロックを分割するグランド
・パターン部に大電流が流れないようにそれぞれ配置さ
れる。大電流回路ブロックと外部回路とを接続する外部
リード端子と小信号回路ブロックの外部リード端子は互
いの結合が疎になるように回路基板の相対する周端辺に
配置される。
【0020】また、外部接続される平滑コンデンサCd
とダンパ・ダイオードD5の距離は平滑コンデンサCd
の充放電能に大きく影響するため、ダンパ・ダイオード
D5は図5にV+で示す端子に近接して配置される。ま
た、同様な理由によりこのV+で示す端子とグランド端
子GNDは隣接配置される。小信号回路ブロックには、
制御回路COMと銅箔よりなる金属抵抗体R0と接続さ
れる検出回路DECとが図示されないが実装配置されて
いる。
【0021】
【発明の効果】以上に詳述した如く、本発明に依れば、
低抵抗の金属抵抗体でリアクタLのコイル電流を検出す
るために、従来の如き、補助巻線を不要とでき、リアク
タLの構造を簡略化できる利点を有する。また、補助巻
線と制御回路COMとのマッチング設計も不要となる。
【0022】また、本発明では、検出回路にサーミスタ
を用いて検出抵抗R0の温度に対応して補正を行ってい
るため、温度上昇変化に対応して電流検出レベルの任意
点で確実に検出を行えることができる。更に、本発明で
は、補助巻線を不要とするために、検出回路を同一の混
成集積回路基板上に実装できる様且つ検出抵抗R0を銅
箔として用いているために、極めて小型化且つ高信頼性
の混成集積回路装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に依るアクティブフィルタ装置を
説明する回路図である。
【図2】図2は本発明に用いる検出回路DECを説明す
る回路図である。
【図3】図3は検出電流レベルの変化に対応するVsの
変化を示す特性図である。
【図4】図4は検出電流レベルの変化に対するVREF
の変化を示す特性図である。
【図5】図5は他の検出回路DECを説明する回路図で
ある。
【図6】図6は本発明のアクティブフィルタを混成集積
回路基板に実装した状態を説明する上面図である。
【図7】図7は従来のアクティブフィルタ装置を説明す
る回路図である。
【図8】図8は従来のアクティブフィルタ装置の動作を
説明する波形図である。
【符号の説明】
L        リアクタ D1〜D5    ダイオード Cd      平滑コンデンサ Q0       トランジスタ COM    制御回路 DEC    検出回路 R0       検出抵抗 OP      オペアンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  整流回路とスイッチング素子とリアク
    タと前記リアクタより充電電圧を取り出すダイオードと
    充電電圧を充電されるコンデンサと前記スイッチング素
    子のスイッチングを制御する制御回路とを具備し、前記
    整流回路で交流電源を整流交流電圧に変換した後前記ス
    イッチング素子で前記リアクタに断続的にコイル電流を
    流すように構成したアクティブフィルタ装置において、
    前記リアクタに流れる電流を検出する低抵抗の金属抵抗
    体と前記低抵抗の金属抵抗体の温度係数を補正するサー
    ミスタを備えた検出回路を設け、この検出出力を前記制
    御回路に印加し、前記電流を検出することを特徴とする
    アクティブフィルタ装置。
  2. 【請求項2】  前記検出回路は、前記低抵抗の金属の
    検出抵抗の一端と+入力端子が接続されたオペアンプと
    前記低抵抗の金属の検出抵抗の他端と前記オペアンプの
    −入力端子間に接続されたサーミスタ(あるいは抵抗)
    と前記比較器の−入力端子と出力端子間に接続された抵
    抗(あるいはサーミスタ)とを備えたことを特徴とする
    請求項1記載のアクティブフィルタ装置。
  3. 【請求項3】  前記低抵抗の金属抵抗体として銅箔を
    用いたことを特徴とする請求項1記載のアクティブフィ
    ルタ装置。
  4. 【請求項4】  前記整流回路、前記スイッチング素子
    、前記ダイオード、前記制御回路を同一の混成集積回路
    基板上に実装することを特徴とする請求項1記載のアク
    ティブフィルタ装置。
JP8858391A 1991-04-19 1991-04-19 アクティブフィルタ装置 Pending JPH04320507A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100326206B1 (ko) * 1997-12-12 2002-06-20 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 직류전원장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100326206B1 (ko) * 1997-12-12 2002-06-20 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시 직류전원장치

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