JPH1141949A - 交流電源装置 - Google Patents
交流電源装置Info
- Publication number
- JPH1141949A JPH1141949A JP9186536A JP18653697A JPH1141949A JP H1141949 A JPH1141949 A JP H1141949A JP 9186536 A JP9186536 A JP 9186536A JP 18653697 A JP18653697 A JP 18653697A JP H1141949 A JPH1141949 A JP H1141949A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- power supply
- sine wave
- drive signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波形歪みのない正弦波で構成される交流を出
力することができ、しかも消費電力が少ない交流電源装
置を提供する。 【解決手段】 正弦波発生回路12と、正弦波発生回路
12が発生する正弦波aを増幅し、交流電圧bを出力す
る電力増幅回路14と、電力増幅回路14に供給する正
電圧cと負電圧dを発生すると共に、正電圧cと負電圧
dの電圧値を正弦波aの振幅に合わせて増減する電源部
16とを具備する。
力することができ、しかも消費電力が少ない交流電源装
置を提供する。 【解決手段】 正弦波発生回路12と、正弦波発生回路
12が発生する正弦波aを増幅し、交流電圧bを出力す
る電力増幅回路14と、電力増幅回路14に供給する正
電圧cと負電圧dを発生すると共に、正電圧cと負電圧
dの電圧値を正弦波aの振幅に合わせて増減する電源部
16とを具備する。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波形歪みの少ない
交流を出力する交流電源装置に関する。
交流を出力する交流電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】交流電源装置は、バッテリ等の直流電源
を基に、例えば商用周波数の交流電圧を発生させるもの
であり、一例として無停電電源装置や、交流電源の質が
悪くてその電圧値や周波数が変動するような場所の交流
電源装置として一般に利用されている。その構成は図1
1に示すように、例えばインバータ装置100とフィル
タ102を用いて構成し、直流電源104から出力され
る直流電圧を、図12に示すように所定の周期Tでパル
ス幅Aが変化するようにパルス幅変調された第1パルス
信号aを生成し、この第1パルス信号aを基にさらに周
期T毎に極性が反転するような第2パルス信号bをイン
バータ装置100で生成する。その後、第2パルス信号
bをフィルタ102で平滑することにより、所定の周期
2Tの交流電圧cを得るものである。
を基に、例えば商用周波数の交流電圧を発生させるもの
であり、一例として無停電電源装置や、交流電源の質が
悪くてその電圧値や周波数が変動するような場所の交流
電源装置として一般に利用されている。その構成は図1
1に示すように、例えばインバータ装置100とフィル
タ102を用いて構成し、直流電源104から出力され
る直流電圧を、図12に示すように所定の周期Tでパル
ス幅Aが変化するようにパルス幅変調された第1パルス
信号aを生成し、この第1パルス信号aを基にさらに周
期T毎に極性が反転するような第2パルス信号bをイン
バータ装置100で生成する。その後、第2パルス信号
bをフィルタ102で平滑することにより、所定の周期
2Tの交流電圧cを得るものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た交流電源装置においては離散的なパルス信号をフィル
タで平滑化して連続した波形としているが、完全な平滑
化は困難であり、どうしても波形歪みが残る。よって、
滑らかな曲線で構成される波形歪みのない正弦波の交流
を出力することができないという課題がある。
た交流電源装置においては離散的なパルス信号をフィル
タで平滑化して連続した波形としているが、完全な平滑
化は困難であり、どうしても波形歪みが残る。よって、
滑らかな曲線で構成される波形歪みのない正弦波の交流
を出力することができないという課題がある。
【0004】従って、本発明は上記課題を解決すべくな
され、その目的とするところは、波形歪みのない正弦波
で構成される交流を出力することができ、しかも消費電
力が少ない交流電源装置を提供することにある。
され、その目的とするところは、波形歪みのない正弦波
で構成される交流を出力することができ、しかも消費電
力が少ない交流電源装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、正弦波発生回路と、該正弦波発生回路が
発生する正弦波を増幅し、交流電圧を出力する電力増幅
回路と、該電力増幅回路に供給する正電圧と負電圧を発
生すると共に、該正電圧と負電圧の電圧値を前記正弦波
の振幅に合わせて増減する電源部とを具備することを特
徴とする。この構成により、正弦波を電力増幅回路を用
いてリニアに増幅することにより、波形歪みの少ない交
流電圧を出力することが可能となる。さらに、電源部が
正電圧と負電圧の電圧値を正弦波の振幅に合わせて弧状
に増減することにより、従来一般的であった正電圧と負
電圧の電圧値を固定する構成での電力増幅回路における
消費電力と比べて、正電圧および負電圧と最終出力とし
ての交流電圧との間の電圧差が少なくなるため、電力増
幅回路での電力ロスを低減できる。
に、本発明は、正弦波発生回路と、該正弦波発生回路が
発生する正弦波を増幅し、交流電圧を出力する電力増幅
回路と、該電力増幅回路に供給する正電圧と負電圧を発
生すると共に、該正電圧と負電圧の電圧値を前記正弦波
の振幅に合わせて増減する電源部とを具備することを特
徴とする。この構成により、正弦波を電力増幅回路を用
いてリニアに増幅することにより、波形歪みの少ない交
流電圧を出力することが可能となる。さらに、電源部が
正電圧と負電圧の電圧値を正弦波の振幅に合わせて弧状
に増減することにより、従来一般的であった正電圧と負
電圧の電圧値を固定する構成での電力増幅回路における
消費電力と比べて、正電圧および負電圧と最終出力とし
ての交流電圧との間の電圧差が少なくなるため、電力増
幅回路での電力ロスを低減できる。
【0006】前記電源部は、具体的には前記正弦波を全
波整流した波形の振幅に応じてパルス幅が広狭するよう
に変調され、交互にオン・オフする第1駆動信号と第2
駆動信号を発生するPWM制御回路と、一次側巻線およ
び二次側巻線の各々に中間タップが形成されると共に、
該一次巻線の中間タップには直流電圧が供給され、前記
第1駆動信号と第2駆動信号により一次巻線の両端側が
交互に駆動される変圧器と、該変圧器の前記二次側巻線
に接続され、二次側巻線の中間タップの電圧を中点電圧
として前記正電圧と負電圧を発生する整流平滑回路とを
具備することを特徴とする。
波整流した波形の振幅に応じてパルス幅が広狭するよう
に変調され、交互にオン・オフする第1駆動信号と第2
駆動信号を発生するPWM制御回路と、一次側巻線およ
び二次側巻線の各々に中間タップが形成されると共に、
該一次巻線の中間タップには直流電圧が供給され、前記
第1駆動信号と第2駆動信号により一次巻線の両端側が
交互に駆動される変圧器と、該変圧器の前記二次側巻線
に接続され、二次側巻線の中間タップの電圧を中点電圧
として前記正電圧と負電圧を発生する整流平滑回路とを
具備することを特徴とする。
【0007】また、前記電源部の、他の具体例は、前記
正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパルス幅が広
狭するように変調された第3駆動信号を発生するPWM
制御回路と、一次側巻線および二次側巻線が形成される
と共に、該一次巻線の一端側に直流電圧が供給され、前
記第3駆動信号により一次巻線の他端側が駆動される変
圧器と、該変圧器の前記二次側巻線に接続された整流平
滑回路と、該整流平滑回路から出力される電圧の中点電
圧を低インピーダンスで出力し、前記整流平滑回路の正
側の電圧を該中点電圧を基準として前記正電圧とし、か
つ整流平滑回路の負側の電圧を中点電圧を基準として前
記負電圧とする中点回路とを具備することを特徴とす
る。この構成により、巻線に中間タップを設けない変圧
器を用い、一石フォーワード型で変圧器の一次側巻線を
駆動しても、整流平滑回路から出力される電圧の中点電
圧を低インピーダンスで出力するので、当該中点電圧を
基準としてそれぞれ弧状に変化する相互に対称な正電圧
と負電圧を電力増幅回路に供給できる。
正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパルス幅が広
狭するように変調された第3駆動信号を発生するPWM
制御回路と、一次側巻線および二次側巻線が形成される
と共に、該一次巻線の一端側に直流電圧が供給され、前
記第3駆動信号により一次巻線の他端側が駆動される変
圧器と、該変圧器の前記二次側巻線に接続された整流平
滑回路と、該整流平滑回路から出力される電圧の中点電
圧を低インピーダンスで出力し、前記整流平滑回路の正
側の電圧を該中点電圧を基準として前記正電圧とし、か
つ整流平滑回路の負側の電圧を中点電圧を基準として前
記負電圧とする中点回路とを具備することを特徴とす
る。この構成により、巻線に中間タップを設けない変圧
器を用い、一石フォーワード型で変圧器の一次側巻線を
駆動しても、整流平滑回路から出力される電圧の中点電
圧を低インピーダンスで出力するので、当該中点電圧を
基準としてそれぞれ弧状に変化する相互に対称な正電圧
と負電圧を電力増幅回路に供給できる。
【0008】前記電源部の、他の具体例は、前記電源部
は、前記正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパル
ス幅が広狭するように変調された第3駆動信号を発生す
るPWM制御回路と、一次側巻線および2つの二次側巻
線が形成されると共に、該一次巻線の一端側に直流電圧
が供給され、前記第3駆動信号により一次巻線の他端側
が駆動される変圧器と、該変圧器の前記各二次側巻線に
それぞれ接続されると共に、一方の負側が他方の正側と
接続され、該接続された点の電圧を中点電圧として一方
の正側の電圧を前記正電圧として、かつ他方の負側の電
圧を前記負電圧として発生する2つの整流平滑回路とを
具備することを特徴とする。この構成により、巻線に中
間タップを設けない変圧器を用い、一石フォーワード型
で変圧器の一次側巻線を駆動する場合でも、中点回路を
設けなくとも、変圧器の二次側巻線を2つ形成すること
によって、電力増幅回路に供給する正電圧と負電圧を発
生させることができる。
は、前記正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパル
ス幅が広狭するように変調された第3駆動信号を発生す
るPWM制御回路と、一次側巻線および2つの二次側巻
線が形成されると共に、該一次巻線の一端側に直流電圧
が供給され、前記第3駆動信号により一次巻線の他端側
が駆動される変圧器と、該変圧器の前記各二次側巻線に
それぞれ接続されると共に、一方の負側が他方の正側と
接続され、該接続された点の電圧を中点電圧として一方
の正側の電圧を前記正電圧として、かつ他方の負側の電
圧を前記負電圧として発生する2つの整流平滑回路とを
具備することを特徴とする。この構成により、巻線に中
間タップを設けない変圧器を用い、一石フォーワード型
で変圧器の一次側巻線を駆動する場合でも、中点回路を
設けなくとも、変圧器の二次側巻線を2つ形成すること
によって、電力増幅回路に供給する正電圧と負電圧を発
生させることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る交流電源装置
の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。 (第1の実施の形態)まず、交流電源装置10の基本構
成について図1を用いて説明する。基本構成は以下で説
明する他の実施の形態の場合も同様である。正弦波発生
回路12は、図2に示すような正弦波aを発生する。電
力増幅回路14は、正弦波発生回路12が発生する正弦
波aをリニアに増幅し、最終出力としての交流電圧bを
出力する。
の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明す
る。 (第1の実施の形態)まず、交流電源装置10の基本構
成について図1を用いて説明する。基本構成は以下で説
明する他の実施の形態の場合も同様である。正弦波発生
回路12は、図2に示すような正弦波aを発生する。電
力増幅回路14は、正弦波発生回路12が発生する正弦
波aをリニアに増幅し、最終出力としての交流電圧bを
出力する。
【0010】電源部16は本発明の特徴部分であり、電
力増幅回路14に供給する正電圧cと負電圧dの電圧値
を正弦波aの振幅に合わせて増減する点が特徴となって
いる。すなわち、正電圧cと負電圧dの電圧値を具体的
には図2に示すように、電力増幅回路14において正弦
波aを所望の振幅を持つ交流電圧bにまで増幅できるに
十分な範囲内で、交流電圧bの周期(2T)の1/2の
周期Tで弧状に変化するように増減する機能を持つ。そ
して正電圧cと負電圧dはグランド電位を中心として対
称に変化する。
力増幅回路14に供給する正電圧cと負電圧dの電圧値
を正弦波aの振幅に合わせて増減する点が特徴となって
いる。すなわち、正電圧cと負電圧dの電圧値を具体的
には図2に示すように、電力増幅回路14において正弦
波aを所望の振幅を持つ交流電圧bにまで増幅できるに
十分な範囲内で、交流電圧bの周期(2T)の1/2の
周期Tで弧状に変化するように増減する機能を持つ。そ
して正電圧cと負電圧dはグランド電位を中心として対
称に変化する。
【0011】このように、電力増幅回路14を用いて正
弦波aをリニアに増幅することにより、従来のようにパ
ルス波形を平滑して得る交流電圧よりも波形歪みの少な
い交流電圧bを出力することが可能となる。さらに、こ
のような電源部16から出力される正電圧cと負電圧d
の電圧値を正弦波aの振幅に合わせて弧状に増減するこ
とにより、通常は電力増幅回路14を用いると波形歪み
が少ない代わりに、供給される正負電圧はそれぞれ交流
電圧bの最大振幅を超える一定電圧(V+,V−)とす
ることが通常であったことから増幅の際に多くの電力ロ
スが生ずるという課題があったが、この課題も図2に示
すように斜線部分の電力ロス分が削減でき、電力増幅回
路14での消費電力が少なくすることが可能となったの
である。
弦波aをリニアに増幅することにより、従来のようにパ
ルス波形を平滑して得る交流電圧よりも波形歪みの少な
い交流電圧bを出力することが可能となる。さらに、こ
のような電源部16から出力される正電圧cと負電圧d
の電圧値を正弦波aの振幅に合わせて弧状に増減するこ
とにより、通常は電力増幅回路14を用いると波形歪み
が少ない代わりに、供給される正負電圧はそれぞれ交流
電圧bの最大振幅を超える一定電圧(V+,V−)とす
ることが通常であったことから増幅の際に多くの電力ロ
スが生ずるという課題があったが、この課題も図2に示
すように斜線部分の電力ロス分が削減でき、電力増幅回
路14での消費電力が少なくすることが可能となったの
である。
【0012】次に、交流電源装置10の各構成の具体的
な一回路例を図3を用いて説明する。正弦波発生回路1
2は、例えばオペアンプを使用したウィーンブリッジ正
弦波発振回路等、種々の公知の回路を用いて実現でき
る。電力増幅回路14は、本実施の形態では正弦波発生
回路12からの正弦波aをもとに、互いに位相が反転す
る2つの交流e,fを発生させ、各交流e,fの差分を
最終出力としての交流電圧bとして出力し、振幅を2倍
にする構成を採用している。このため、非反転増幅用の
オペアンプ18aと、反転増幅用のオペアンプ18b
と、各オペアンプ18a,18bの出力信号を低インピ
ーダンスで出力するコンプリメンタリなPNPトランジ
スタとNPNトランジスタとで構成される2つのブース
タ回路20a,20bから構成されている。
な一回路例を図3を用いて説明する。正弦波発生回路1
2は、例えばオペアンプを使用したウィーンブリッジ正
弦波発振回路等、種々の公知の回路を用いて実現でき
る。電力増幅回路14は、本実施の形態では正弦波発生
回路12からの正弦波aをもとに、互いに位相が反転す
る2つの交流e,fを発生させ、各交流e,fの差分を
最終出力としての交流電圧bとして出力し、振幅を2倍
にする構成を採用している。このため、非反転増幅用の
オペアンプ18aと、反転増幅用のオペアンプ18b
と、各オペアンプ18a,18bの出力信号を低インピ
ーダンスで出力するコンプリメンタリなPNPトランジ
スタとNPNトランジスタとで構成される2つのブース
タ回路20a,20bから構成されている。
【0013】次に電源部16は、正弦波aを全波整流す
る整流回路22と、この全波整流信号gの振幅Bに応じ
てパルス幅Aが広狭するように変調され、交互にオン・
オフする第1駆動信号hと第2駆動信号iを発生するP
WM(パルス幅変調)制御回路24とを有する。PWM
制御回路24の第1駆動信号hと第2駆動信号iの出力
段の回路構成は後述するように変圧器を駆動する必要が
あることから本実施の形態ではオープンコレクタ型とな
っている。PWM制御回路24には公知の回路が採用さ
れており、図4に示すように内部で発生させた三角波と
全波整流信号g、若しくは全波整流信号gに基づいて生
成され、信号gと同じ周波数、周期で変化する信号(本
実施の形態では後述するように比較信号k)とに基づ
き、パルス幅変調された第1駆動信号hと第2駆動信号
iを発生する。第1駆動信号hと第2駆動信号iを発生
させる一具体例について説明すると、三角波の立ち下が
り部分と比較信号kとの交差点間でオンとなる第1信号
と、三角波の立ち上がり部分と比較信号kとの交差点間
でオンとなる第2信号とを生成し、第1信号の立ち上が
りから第2信号の立ち上がりまでの間で第1駆動信号h
が発生させ、また第1信号の立ち下がりから第2信号の
立ち下がりまでの間で第2駆動信号iを発生させるよう
にしている。
る整流回路22と、この全波整流信号gの振幅Bに応じ
てパルス幅Aが広狭するように変調され、交互にオン・
オフする第1駆動信号hと第2駆動信号iを発生するP
WM(パルス幅変調)制御回路24とを有する。PWM
制御回路24の第1駆動信号hと第2駆動信号iの出力
段の回路構成は後述するように変圧器を駆動する必要が
あることから本実施の形態ではオープンコレクタ型とな
っている。PWM制御回路24には公知の回路が採用さ
れており、図4に示すように内部で発生させた三角波と
全波整流信号g、若しくは全波整流信号gに基づいて生
成され、信号gと同じ周波数、周期で変化する信号(本
実施の形態では後述するように比較信号k)とに基づ
き、パルス幅変調された第1駆動信号hと第2駆動信号
iを発生する。第1駆動信号hと第2駆動信号iを発生
させる一具体例について説明すると、三角波の立ち下が
り部分と比較信号kとの交差点間でオンとなる第1信号
と、三角波の立ち上がり部分と比較信号kとの交差点間
でオンとなる第2信号とを生成し、第1信号の立ち上が
りから第2信号の立ち上がりまでの間で第1駆動信号h
が発生させ、また第1信号の立ち下がりから第2信号の
立ち下がりまでの間で第2駆動信号iを発生させるよう
にしている。
【0014】変圧器26は、一次側巻線26aおよび二
次側巻線26bの各々に中間タップが形成され、一次側
巻線26aの中間タップWには直流電源28から直流電
圧が供給されている。なお、直流電源28のグランド側
は、PWM制御回路24のグランドに接続されている。
上述したPWM制御回路24の出力段のトランジスタの
各エミッタ端子もグランドに接続されている。また、当
該トランジスタの各コレクタ端子は一次側巻線26aの
両端側に接続され、第1駆動信号hと第2駆動信号iに
よって一次側巻線26aが交互に駆動される構成となっ
ている。
次側巻線26bの各々に中間タップが形成され、一次側
巻線26aの中間タップWには直流電源28から直流電
圧が供給されている。なお、直流電源28のグランド側
は、PWM制御回路24のグランドに接続されている。
上述したPWM制御回路24の出力段のトランジスタの
各エミッタ端子もグランドに接続されている。また、当
該トランジスタの各コレクタ端子は一次側巻線26aの
両端側に接続され、第1駆動信号hと第2駆動信号iに
よって一次側巻線26aが交互に駆動される構成となっ
ている。
【0015】整流平滑回路30は、変圧器26の二次側
巻線26bに接続され、二次側巻線26bの中間タップ
Xの電圧を中点電圧として電力増幅回路14に供給する
正電圧cと負電圧dを発生する。整流平滑回路30の整
流部32はフルブリッジ型に形成された4つのダイオー
ドD1〜D4で構成され、平滑部34はインダクタL
1,L2とコンデンサC1,C2から成るLCフィルタ
で構成されている。またコンデンサC1,C2は正電圧
cのラインと負電圧dのラインとの間に直列に配され、
これらの中点が二次側巻線26bの中間タップXに接続
されている。また、コンデンサC1には当該コンデンサ
C1間の電圧を分圧する2つの抵抗R1,R2が接続さ
れている。また、フィルタを構成する2つのインダクタ
L1,L2はコアを共通にして形成され、正電圧cと負
電圧dの2つのライン間のノイズを低減している。
巻線26bに接続され、二次側巻線26bの中間タップ
Xの電圧を中点電圧として電力増幅回路14に供給する
正電圧cと負電圧dを発生する。整流平滑回路30の整
流部32はフルブリッジ型に形成された4つのダイオー
ドD1〜D4で構成され、平滑部34はインダクタL
1,L2とコンデンサC1,C2から成るLCフィルタ
で構成されている。またコンデンサC1,C2は正電圧
cのラインと負電圧dのラインとの間に直列に配され、
これらの中点が二次側巻線26bの中間タップXに接続
されている。また、コンデンサC1には当該コンデンサ
C1間の電圧を分圧する2つの抵抗R1,R2が接続さ
れている。また、フィルタを構成する2つのインダクタ
L1,L2はコアを共通にして形成され、正電圧cと負
電圧dの2つのライン間のノイズを低減している。
【0016】また、本実施の形態の電源部16には、P
WM制御回路24に入力されて三角波と比較される比較
信号kを発生させる比較信号生成部36が設けられてい
る。この比較信号生成部36には全波整流信号gと抵抗
R1,R2の中点電位jとが入力され、両信号の電圧差
分を比較信号kとしてPWM制御回路24へ出力してい
る。なお、交流電源装置10の一次側と二次側とを電気
的に分離するため、比較信号kはフォトカプラ38を介
してPWM制御回路24へ伝達される構成としている。
ここで比較信号kは全波整流信号gに基づいて生成され
るために、比較信号kは全波整流信号gに同期して変化
する。また、図4に示すように比較信号kの振幅の変化
に応じて第1駆動信号hと第2駆動信号iのパルス幅が
変わり、これに伴い第1駆動信号hと第2駆動信号iの
パルス幅で決定される整流平滑回路30の出力電圧、す
なわち正電圧cと負電圧dも変わるため、結果として正
電圧cと負電圧dとは比較信号kと同期して変化するこ
とになる。
WM制御回路24に入力されて三角波と比較される比較
信号kを発生させる比較信号生成部36が設けられてい
る。この比較信号生成部36には全波整流信号gと抵抗
R1,R2の中点電位jとが入力され、両信号の電圧差
分を比較信号kとしてPWM制御回路24へ出力してい
る。なお、交流電源装置10の一次側と二次側とを電気
的に分離するため、比較信号kはフォトカプラ38を介
してPWM制御回路24へ伝達される構成としている。
ここで比較信号kは全波整流信号gに基づいて生成され
るために、比較信号kは全波整流信号gに同期して変化
する。また、図4に示すように比較信号kの振幅の変化
に応じて第1駆動信号hと第2駆動信号iのパルス幅が
変わり、これに伴い第1駆動信号hと第2駆動信号iの
パルス幅で決定される整流平滑回路30の出力電圧、す
なわち正電圧cと負電圧dも変わるため、結果として正
電圧cと負電圧dとは比較信号kと同期して変化するこ
とになる。
【0017】次に、交流電源装置10の動作について図
5のタイミングチャートを用いて説明する。比較信号生
成部36に全波整流信号gと中点電位jとが入力され、
両信号の電圧差分を示す比較信号kがPWM制御回路2
4へ出力される。PWM制御回路24では、上記のよう
に内部で発生している2つの三角波と比較信号kとを比
較し、比較信号kの振幅に応じてパルス幅Aが広狭する
ように変調され、交互にオン・オフする第1駆動信号h
と第2駆動信号iを発生する。変圧器26の一次側巻線
26aは第1駆動信号hと第2駆動信号iにより駆動さ
れるため、二次側巻線26bには電圧mが発生する。こ
の電圧mを4つのダイオードD1〜D4で全波整流する
ことにより、二次側巻線26bの中間タップX(本実施
の形態では二次側グランド)を基準として整流部32の
正側の出力には第1駆動信号hおよび第2駆動信号iと
同タイミングで正のパルス電圧nが発生し、また整流部
32の負側の出力には同じく第1駆動信号hおよび第2
駆動信号iと同タイミングで負のパルス電圧pが発生す
る。
5のタイミングチャートを用いて説明する。比較信号生
成部36に全波整流信号gと中点電位jとが入力され、
両信号の電圧差分を示す比較信号kがPWM制御回路2
4へ出力される。PWM制御回路24では、上記のよう
に内部で発生している2つの三角波と比較信号kとを比
較し、比較信号kの振幅に応じてパルス幅Aが広狭する
ように変調され、交互にオン・オフする第1駆動信号h
と第2駆動信号iを発生する。変圧器26の一次側巻線
26aは第1駆動信号hと第2駆動信号iにより駆動さ
れるため、二次側巻線26bには電圧mが発生する。こ
の電圧mを4つのダイオードD1〜D4で全波整流する
ことにより、二次側巻線26bの中間タップX(本実施
の形態では二次側グランド)を基準として整流部32の
正側の出力には第1駆動信号hおよび第2駆動信号iと
同タイミングで正のパルス電圧nが発生し、また整流部
32の負側の出力には同じく第1駆動信号hおよび第2
駆動信号iと同タイミングで負のパルス電圧pが発生す
る。
【0018】そしてこれら正のパルス電圧nと負のパル
ス電圧pを平滑部34で平滑することにより、電源部1
6からは図2、図5に示すような正弦波aの1/2周期
Tで弧状に変化する正電圧cと、中間タップXの電位を
基準として正電圧cと対称に変化する負電圧dが出力さ
れる。電力増幅回路14にはこの正電圧cと負電圧dと
が供給され、電力増幅回路14では正弦波aの非反転増
幅および反転増幅を行い、非反転信号eと反転信号fを
それぞれブースタ回路20a,20bから出力する。各
ブースタ回路20a,20bでは、供給される正電圧c
と負電圧dが非反転信号eと反転信号fの振幅に応じて
増加・減少し、正電圧cおよび負電圧dと非反転信号e
および反転信号fとの間の電圧差が図2や図6に示すよ
うに、正電圧cおよび負電圧dが一定の場合に比べて減
り、電力ロスの少ない電力増幅が行われる。また、非反
転信号eおよび反転信号fの相互間の電圧を最終的な交
流電圧bとすることで、非反転信号e若しくは反転信号
fのいずれか一方を交流電圧bとして出力する場合と比
べて2倍の振幅の交流を出力できる。
ス電圧pを平滑部34で平滑することにより、電源部1
6からは図2、図5に示すような正弦波aの1/2周期
Tで弧状に変化する正電圧cと、中間タップXの電位を
基準として正電圧cと対称に変化する負電圧dが出力さ
れる。電力増幅回路14にはこの正電圧cと負電圧dと
が供給され、電力増幅回路14では正弦波aの非反転増
幅および反転増幅を行い、非反転信号eと反転信号fを
それぞれブースタ回路20a,20bから出力する。各
ブースタ回路20a,20bでは、供給される正電圧c
と負電圧dが非反転信号eと反転信号fの振幅に応じて
増加・減少し、正電圧cおよび負電圧dと非反転信号e
および反転信号fとの間の電圧差が図2や図6に示すよ
うに、正電圧cおよび負電圧dが一定の場合に比べて減
り、電力ロスの少ない電力増幅が行われる。また、非反
転信号eおよび反転信号fの相互間の電圧を最終的な交
流電圧bとすることで、非反転信号e若しくは反転信号
fのいずれか一方を交流電圧bとして出力する場合と比
べて2倍の振幅の交流を出力できる。
【0019】なお、電力増幅回路14を、オペアンプ1
8aとブースタ回路20aの組み若しくはオペアンプ1
8bとブースタ回路20bの組みの内の一組で構成し、
二次側巻線26bの中間タップXとの間の電圧を最終的
な交流電圧bとして出力する構成としてもよい。
8aとブースタ回路20aの組み若しくはオペアンプ1
8bとブースタ回路20bの組みの内の一組で構成し、
二次側巻線26bの中間タップXとの間の電圧を最終的
な交流電圧bとして出力する構成としてもよい。
【0020】(第2の実施の形態)本実施の形態の交流
電源装置40は、第1の実施の形態と相違する部分は図
7に示すように、変圧器26を駆動する回路構成が一石
フォーワード型になり、それに伴って変圧器26の一次
側巻線26aと二次側巻線26bの双方に中間タップを
設けない構成とした点、また整流平滑回路30から出力
される電圧qの中点電圧を低インピーダンスで出力する
中点回路42が電源部16に設けられている点であり、
他の構成は同じである。なお、本実施の形態では、電力
増幅回路14は1組のオペアンプ18bとブースタ回路
20bで構成され、正弦波aを反転して電力増幅するも
のであるが、第1の実施の形態と同様に他にもう1組の
非反転増幅を行うオペアンプ18aとブースタ回路20
aを設けて、最終出力としての交流電圧bの振幅を2倍
にするようにしても良い。
電源装置40は、第1の実施の形態と相違する部分は図
7に示すように、変圧器26を駆動する回路構成が一石
フォーワード型になり、それに伴って変圧器26の一次
側巻線26aと二次側巻線26bの双方に中間タップを
設けない構成とした点、また整流平滑回路30から出力
される電圧qの中点電圧を低インピーダンスで出力する
中点回路42が電源部16に設けられている点であり、
他の構成は同じである。なお、本実施の形態では、電力
増幅回路14は1組のオペアンプ18bとブースタ回路
20bで構成され、正弦波aを反転して電力増幅するも
のであるが、第1の実施の形態と同様に他にもう1組の
非反転増幅を行うオペアンプ18aとブースタ回路20
aを設けて、最終出力としての交流電圧bの振幅を2倍
にするようにしても良い。
【0021】ここで中点回路42の具体例は、図8に示
すように電力増幅回路14と同様にオペアンプ42aと
ブースタ回路42bとで構成し、整流平滑回路30の出
力電圧qを抵抗42c,42dで分圧してその中点電位
を検出し、この中点電位をボルテージ・フォロワに構成
されたオペアンプ42aに入力し、ブースタ回路42b
から中点電圧s(=q/2)として低インピーダンスで
出力するようにすれば良い。なお、44はオペアンプ4
2aを整流平滑回路30の出力電圧qの中点電位をセン
ターとして常に動作させるようにするための副電源回路
である。
すように電力増幅回路14と同様にオペアンプ42aと
ブースタ回路42bとで構成し、整流平滑回路30の出
力電圧qを抵抗42c,42dで分圧してその中点電位
を検出し、この中点電位をボルテージ・フォロワに構成
されたオペアンプ42aに入力し、ブースタ回路42b
から中点電圧s(=q/2)として低インピーダンスで
出力するようにすれば良い。なお、44はオペアンプ4
2aを整流平滑回路30の出力電圧qの中点電位をセン
ターとして常に動作させるようにするための副電源回路
である。
【0022】動作について図9を用いて説明する。PW
M制御回路24では、正弦波aの全波整流信号g、実際
には全波整流信号gと同周期で変化する比較信号kの振
幅に応じてパルス幅Aが広狭するように変調され、交互
にオン・オフする第3駆動信号rを発生する。第3駆動
信号rは第1の実施の形態の第1駆動信号h若しくは第
2駆動信号iの一方と同タイミングで発生する。出力段
の構成は第1の実施の形態と同様にオープンコレクタ型
である。よって、変圧器26の二次側巻線26b間に
は、第3駆動信号rと同タイミングで正のパルス電圧が
発生し、このパルス電圧を整流平滑回路30で整流・平
滑することで弧状に変化する出力電圧qとなる。
M制御回路24では、正弦波aの全波整流信号g、実際
には全波整流信号gと同周期で変化する比較信号kの振
幅に応じてパルス幅Aが広狭するように変調され、交互
にオン・オフする第3駆動信号rを発生する。第3駆動
信号rは第1の実施の形態の第1駆動信号h若しくは第
2駆動信号iの一方と同タイミングで発生する。出力段
の構成は第1の実施の形態と同様にオープンコレクタ型
である。よって、変圧器26の二次側巻線26b間に
は、第3駆動信号rと同タイミングで正のパルス電圧が
発生し、このパルス電圧を整流平滑回路30で整流・平
滑することで弧状に変化する出力電圧qとなる。
【0023】電力増幅回路14へは出力電圧qが供給さ
れるが、図7に示すように電力増幅回路14の動作基準
は中点回路42が出力する中点電圧sであるため、この
中点電圧sを基準とした場合、図9に示すように電力増
幅回路14には正弦波aの周期の1/2の周期Tで弧状
に変化する正電圧cと、中点電圧sを基準として正電圧
cと対称に変化する負電圧dが出力されることになる。
れるが、図7に示すように電力増幅回路14の動作基準
は中点回路42が出力する中点電圧sであるため、この
中点電圧sを基準とした場合、図9に示すように電力増
幅回路14には正弦波aの周期の1/2の周期Tで弧状
に変化する正電圧cと、中点電圧sを基準として正電圧
cと対称に変化する負電圧dが出力されることになる。
【0024】(第3の実施の形態)本実施の形態では、
第2の実施の形態と同様に、変圧器26を駆動する回路
構成が一石フォーワード型であるが、第2の実施の形態
のように中点回路42を用いないで、図10に示すよう
に変圧器26の二次側巻線26b、26cを2つ形成
し、各二次側巻線26b、26cの整流方法・接続方法
をかえて中点電圧sを生成し、上述した他の実施の形態
と同様に、互いに対称に弧状に変化する正電圧cと負電
圧dを発生する点が特徴部分である。電力増幅回路14
部分は第1の実施の形態と同様である。
第2の実施の形態と同様に、変圧器26を駆動する回路
構成が一石フォーワード型であるが、第2の実施の形態
のように中点回路42を用いないで、図10に示すよう
に変圧器26の二次側巻線26b、26cを2つ形成
し、各二次側巻線26b、26cの整流方法・接続方法
をかえて中点電圧sを生成し、上述した他の実施の形態
と同様に、互いに対称に弧状に変化する正電圧cと負電
圧dを発生する点が特徴部分である。電力増幅回路14
部分は第1の実施の形態と同様である。
【0025】変圧器26と、整流平滑回路30の構成に
ついて詳細に図10(a)を用いて説明する。変圧器2
6には2つの二次側巻線26b、26cが形成されてい
る。また、各二次側巻線26b、26cにはそれぞれ整
流平滑回路30a,30bが接続されている。整流平滑
回路30aはダイオードD1〜D2、コンデンサC1、
インダクタL1とで構成され、また整流平滑回路30b
はダイオードD3〜D4、コンデンサC2、インダクタ
L2とで構成されている。なお、インダクタL1,L2
はコアは共通化してある。そして、一方の整流平滑回路
30aの負電圧側が他方の整流平滑回路30bの正電圧
側と接続され、他方の整流平滑回路30に一方の整流平
滑回路30が積み上げられた状態となっている。この構
成により、一方の整流平滑回路30aの負電圧側の点の
電圧は中点電圧sとなり、この中点電圧sを基準として
一方の整流平滑回路30aの正側の電圧を電力増幅回路
14に供給する正電圧cとして、かつ他方の整流平滑回
路30bの負側の電圧を電力増幅回路14に供給する負
電圧dとして出力できるのである。
ついて詳細に図10(a)を用いて説明する。変圧器2
6には2つの二次側巻線26b、26cが形成されてい
る。また、各二次側巻線26b、26cにはそれぞれ整
流平滑回路30a,30bが接続されている。整流平滑
回路30aはダイオードD1〜D2、コンデンサC1、
インダクタL1とで構成され、また整流平滑回路30b
はダイオードD3〜D4、コンデンサC2、インダクタ
L2とで構成されている。なお、インダクタL1,L2
はコアは共通化してある。そして、一方の整流平滑回路
30aの負電圧側が他方の整流平滑回路30bの正電圧
側と接続され、他方の整流平滑回路30に一方の整流平
滑回路30が積み上げられた状態となっている。この構
成により、一方の整流平滑回路30aの負電圧側の点の
電圧は中点電圧sとなり、この中点電圧sを基準として
一方の整流平滑回路30aの正側の電圧を電力増幅回路
14に供給する正電圧cとして、かつ他方の整流平滑回
路30bの負側の電圧を電力増幅回路14に供給する負
電圧dとして出力できるのである。
【0026】また、整流平滑回路30は図10(a)と
同様の電子部品を用いて図10(b)に示すようにも変
形することができる。この場合には、変圧器26の二次
側巻線は2つ形成して変圧器26の外部で上記のように
接続するようにしても良いし、また第1の実施の形態と
同様に変圧器26の二次側巻線に中間タップを設ける構
成としても良い。
同様の電子部品を用いて図10(b)に示すようにも変
形することができる。この場合には、変圧器26の二次
側巻線は2つ形成して変圧器26の外部で上記のように
接続するようにしても良いし、また第1の実施の形態と
同様に変圧器26の二次側巻線に中間タップを設ける構
成としても良い。
【0027】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多
くの改変を施し得るのはもちろんである。
種々述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定
されるものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多
くの改変を施し得るのはもちろんである。
【0028】
【発明の効果】本発明に係る交流電源装置を用いると、
正弦波を電力増幅回路を用いてリニアに増幅することに
より、波形歪みの少ない交流電圧を出力することが可能
となる。さらに、電源部が正電圧と負電圧の電圧値を正
弦波の振幅に合わせて弧状に増減することにより、従来
一般的であった正電圧と負電圧の電圧値を固定する構成
での電力増幅回路における消費電力と比べて、正電圧お
よび負電圧と最終出力としての交流電圧との間の電圧差
が少なくなるため、電力増幅回路での電力ロスを低減で
きるという効果を奏する。
正弦波を電力増幅回路を用いてリニアに増幅することに
より、波形歪みの少ない交流電圧を出力することが可能
となる。さらに、電源部が正電圧と負電圧の電圧値を正
弦波の振幅に合わせて弧状に増減することにより、従来
一般的であった正電圧と負電圧の電圧値を固定する構成
での電力増幅回路における消費電力と比べて、正電圧お
よび負電圧と最終出力としての交流電圧との間の電圧差
が少なくなるため、電力増幅回路での電力ロスを低減で
きるという効果を奏する。
【図1】本発明に係る交流電源装置の基本構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図2】図1の各部の波形を示すタイミングチャートで
ある。
ある。
【図3】図1の第1の実施の形態の具体的な構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図4】PWM制御回路の動作を示すタイミングチャー
トである。
トである。
【図5】図3の各部の波形を示すタイミングチャートで
ある。
ある。
【図6】図3の電源部の出力電圧と交流電圧との関係を
示すタイミングチャートである。
示すタイミングチャートである。
【図7】図1の第2の実施の形態の具体的な構成を示す
回路図である。
回路図である。
【図8】図6の中点回路の一具体例を示す回路図であ
る。
る。
【図9】図6の各部の波形を示すタイミングチャートで
ある。
ある。
【図10】図1の第3の実施の形態の具体的な構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図11】従来の交流電源装置の一例を示すブロック図
である。
である。
【図12】図10の各部の波形を示すタイミングチャー
トである。
トである。
10 交流電源装置 12 正弦波発生回路 14 電力増幅回路 16 電源部 a 正弦波 b 交流電圧 c 正電圧 d 負電圧
Claims (4)
- 【請求項1】 正弦波発生回路と、 該正弦波発生回路が発生する正弦波を増幅し、交流電圧
を出力する電力増幅回路と、 該電力増幅回路に供給する正電圧と負電圧を発生すると
共に、該正電圧と負電圧の電圧値を前記正弦波の振幅に
合わせて増減する電源部とを具備することを特徴とする
交流電源装置。 - 【請求項2】 前記電源部は、 前記正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパルス幅
が広狭するように変調され、交互にオン・オフする第1
駆動信号と第2駆動信号を発生するPWM制御回路と、 一次側巻線および二次側巻線の各々に中間タップが形成
されると共に、該一次巻線の中間タップには直流電圧が
供給され、前記第1駆動信号と第2駆動信号により一次
巻線の両端側が交互に駆動される変圧器と、 該変圧器の前記二次側巻線に接続され、二次側巻線の中
間タップの電圧を中点電圧として前記正電圧と負電圧を
発生する整流平滑回路とを具備することを特徴とする請
求項1記載の交流電源装置。 - 【請求項3】 前記電源部は、 前記正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパルス幅
が広狭するように変調された第3駆動信号を発生するP
WM制御回路と、 一次側巻線および二次側巻線が形成されると共に、該一
次巻線の一端側に直流電圧が供給され、前記第3駆動信
号により一次巻線の他端側が駆動される変圧器と、 該変圧器の前記二次側巻線に接続された整流平滑回路
と、 該整流平滑回路から出力される電圧の中点電圧を低イン
ピーダンスで出力し、前記整流平滑回路の正側の電圧を
該中点電圧を基準として前記正電圧とし、かつ整流平滑
回路の負側の電圧を中点電圧を基準として前記負電圧と
する中点回路とを具備することを特徴とする請求項1記
載の交流電源装置。 - 【請求項4】 前記電源部は、 前記正弦波を全波整流した波形の振幅に応じてパルス幅
が広狭するように変調された第3駆動信号を発生するP
WM制御回路と、 一次側巻線および2つの二次側巻線が形成されると共
に、該一次巻線の一端側に直流電圧が供給され、前記第
3駆動信号により一次巻線の他端側が駆動される変圧器
と、 該変圧器の前記各二次側巻線にそれぞれ接続されると共
に、一方の負側が他方の正側と接続され、該接続された
点の電圧を中点電圧として一方の正側の電圧を前記正電
圧として、かつ他方の負側の電圧を前記負電圧として発
生する2つの整流平滑回路とを具備することを特徴とす
る請求項1記載の交流電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9186536A JPH1141949A (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 交流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9186536A JPH1141949A (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 交流電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1141949A true JPH1141949A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16190220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9186536A Pending JPH1141949A (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | 交流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1141949A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115542601A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-30 | 科世达(上海)机电有限公司 | 一种驱动电路、驱动调光玻璃的方法、装置及介质 |
-
1997
- 1997-07-11 JP JP9186536A patent/JPH1141949A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115542601A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-30 | 科世达(上海)机电有限公司 | 一种驱动电路、驱动调光玻璃的方法、装置及介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5329200A (en) | Piezoelectric transformer converter for power use | |
| JP2792536B2 (ja) | 共振型dc−dcコンバータ | |
| RU2558945C2 (ru) | Сверхвысокоэффективный переключающий инвертор мощности и усилитель мощности | |
| JP3133286U (ja) | トラッキング電源 | |
| US6922101B2 (en) | Phase shift modulation class D amplifier | |
| JPWO2002067416A1 (ja) | スイッチングパワーアンプ及びスイッチングパワーアンプのスイッチング制御方法 | |
| JP2000295852A (ja) | 電源供給装置 | |
| JP4735826B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| US7206209B2 (en) | Switching power supply apparatus with error amplification control | |
| CN105247762A (zh) | 具有可调整功率输出的共振无线供电驱动器 | |
| JPS5886615A (ja) | 電源回路 | |
| JP5073580B2 (ja) | 信号増幅装置 | |
| EP0477587A1 (en) | Power apparatus | |
| JPH0946144A (ja) | 絶縁型d級増幅器 | |
| JP7413906B2 (ja) | インバータ及び整流回路 | |
| JPH0823241A (ja) | 電力増幅器 | |
| JP3319072B2 (ja) | 電力増幅器 | |
| JPS58105606A (ja) | 増幅器の電源供給回路 | |
| JP3294251B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JPH0722860A (ja) | スピーカ駆動用スイッチングアンプ | |
| JPS6349109Y2 (ja) | ||
| JPS5843998B2 (ja) | インバ−タ | |
| JP2723265B2 (ja) | 電源装置 | |
| JP3117597U (ja) | Dクラスオーディオアンプの方形波変調設計回路 | |
| JPH04244785A (ja) | 低周波発振回路 |