JPS60247720A - 直流電源装置 - Google Patents

直流電源装置

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Publication number
JPS60247720A
JPS60247720A JP59104049A JP10404984A JPS60247720A JP S60247720 A JPS60247720 A JP S60247720A JP 59104049 A JP59104049 A JP 59104049A JP 10404984 A JP10404984 A JP 10404984A JP S60247720 A JPS60247720 A JP S60247720A
Authority
JP
Japan
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voltage
power source
reactor
current
chopper
Prior art date
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Pending
Application number
JP59104049A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Shironokuchi
秀樹 城ノ口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60247720A publication Critical patent/JPS60247720A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はコンデンサインプット形の倍電圧整流回路を備
え且つ無効電力補償機能を有する直流電源装置に関する
。
〔発明の技術的背景〕
コンデンサに並列接続された負荷に直流電圧を与えるコ
ンデンサインプット形の整流回路を備えた直流電源装置
においては、力率改善回路とも称される無効電力補償回
路を設けるようにしたものが考えられている。
而して、従来の無効電力補償回路としては、単相交流電
源の交流電圧を整流する全波整流回路とこの全波整流回
路からの直流電圧が与えられるコンデンサに並列の負荷
との間にリアクタ及びスイッチング素子たるトランジス
タからなる昇圧用チョッパを介在させ、又、前記全波整
流回路とチョッパとの間の直流電路にシャント抵抗を挿
入し、このシャント抵抗に基づき負荷電流を電圧として
検出してなる検出電圧と前記単相交流電源の交流電圧を
全波整流してなる基準電圧とを比較する制御回路を設け
、この制御回路により前記基準電圧と検出電圧との大小
関係に応じて、オン、オフ信号を得て、これにより前記
チョッパのトランジスタをオン、オフさせ、該トランジ
スタのオン時にはリアクタに流れる電流を増加させ、1
〜ランジスタのオフ時にはそのリアクタに貯えられた電
磁エネルギをコンデンサに与え、以て、負荷電流を基準
電圧(単相交流電源の交流電圧)波形に追従させる構成
のものが供されている。
〔背景技術の問題点〕
上記従来の構成で特に高い直流電圧を得ようとした場合
には、昇圧エネルギをリアクタによる電磁エネルギによ
ってのみ得なければならないので、入力電圧(単相交流
電源の交流電圧)の全周期にわたって昇圧づる必要があ
り、従って、1〜ランジスタのスイッチングノイズ及び
スイッチングロスが大きくなり、又、トランジスタとし
て定格容量の大なるものを用いなければならなくなる問
題がある。
〔発明の目的〕 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、チョッパにおけるスイッチング素子のスイッチングノ
イズ及びスイッチングロスの低減を図り得、スイッチン
グ素子として定格容量の小さなもので済む直流電源装置
を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、交流電源の交流電圧を倍電圧整流して得た直
流電圧を負荷に与えるコンデンサインプット形のイ8電
圧整流回路を設け、前記交流電源と負荷との間に介在さ
れたりアクタ並びにこのリアクタに前記交流電源による
正半波電流及び負半波電流を夫々流すための第1及び第
2のスイッチング素子からなるチョッパを設け、電流を
電圧に変換する検出手段を前記交流電源と倍電圧整流回
路との間の交流電路に配設し、前記交流電源の交流電圧
を基準電圧としこの基準電圧と前記検出手段の検出電圧
とを比較して前記チョッパの第1及び第2のスイッチン
グ素子のオン、オフ信号を出力する制御回路を設ける構
成に特徴を有し、電磁エネルギと静電エネルギとの双方
によって高直流電圧を得んとするものである。
〔発明の実施例〕
以下本発明の第1の実施例につき第1図を参照しながら
説明する。
1は交流電源lこる単相交流電源であり、この両端子は
交流電路2及び3を介してダイオード41乃至44をブ
リッジ接続してなる全波整流回路4の交流入力端子に接
続されており、その全波整流回路4の正、負直流出力端
子は直流電路5.6に接続されている。更に、直流電路
5及び6は逆流阻止用ダイオード7及び8を各別に介し
て並列接続されたインプット用コンデンサ9.負荷10
の一方の共通接続点及び他方の共通接続点に夫々接続さ
れている。そして、前記インプット用コンデンサ9に並
列に倍電圧用コンデンサ11及び12の直列回路が接続
されているとともに、これらの倍電圧用コンデンサ11
及び12の共通接続点は前記交流電路3に接続されてお
り、以上の全波整流回路4.逆流阻止用ダイオード7.
8.インプット用コンデンサ91倍電圧用コンデンサ1
1及び12によりコンデンサインプット形の倍電圧整流
回路13が構成されている。
さて、無効電力補償回路14につい述べる。15は前記
交流電路2に介在されたリアクタ、16及び17は第1
及び第2のスイッチング素子たるNPN形の第1及び第
2のトランジスタであり、これらによって昇圧用チョッ
パ18が形成されている。そして、第1のトランジスタ
16において、そのコレクタは直流電路5に接続され、
エミッタは交流電路3に接続されており、第2のトラン
ジスタ17において、コレクタは交流電路3に接続され
、エミッタは直流電路6に接続されている。
19は交流電路3に配設された検出手段たる電流変成器
であり、これは交流電路3に流れる負荷電流11を交流
電圧に変換して検出電圧Vaとして制御回路20の検出
端子■aに与えるようになっている。又、この制御回路
20の基準端子Ibには単相交流電源1の交流電圧V1
が与えられるようになっており、該制御回路20は交流
電圧v1を適宜降圧して基準電圧vbを得るようになっ
ている。そして、前記制御回路20は、基準電圧Vbが
正半波若しくは負半波の場合において、基準電圧IVb
lが検出電圧1Valよりも大(IVbl>1Val)
、の時には出力端子Qa若しくはObからハイレベルの
オン信@Sa若しくはsbを出力してトランジスタ16
若しくは17のベースに与え、基準電圧IVblが検出
電圧IValより小(lVb 1lVa l)の時には
オン信号Sa若しくはsbの出力を停止(オフ信号の出
力)させるようになっている。
次に、本実施例の作用につき説明する。
単相交流電源1の交流電圧v1は全波整流回路4により
全波整流されて直流電圧として逆流阻止用ダイオード7
.8を介してインプット用コンデンサ9の両端子間に与
えられ、一方、交流電圧V1の正半波時にはリアクタ1
5.ダイオード41゜7、倍電圧用コンデンサ11及び
交流電路3の経路で倍電圧用コンデンサ11が図示極性
に正半波のピーク値aV1まで充電され、又、交流電圧
Vlの負半波時には交流電路31倍電圧用コンデンサ1
2.ダイオード8,4.及びリアクタ15の経路で倍電
圧用コンデンサ12に図示極性に負半波のピーク値fl
−Vtまで充電され、結果として、負荷10には2aV
tの直流電圧が印加され、これに応じて交流電路2,3
に交流の負荷電流I+が流れる。而して、制御回路20
は、例えば交流電圧V1即ち基準電圧vbの正半波時に
は、基準電圧IVblが検出電圧IValよりも大の時
にはハイレベルのオン信号Saを出力して第1のトラン
ジスタ16をオンするようになり、従って、リアクタ1
5.ダイオード41.トランジスタ16及び交流電路3
の経路でリアクタ15に流れる電流が増加し、リアクタ
15に電磁エネルギが貯えられる。これにより、負荷電
流■lも増加するので、検出電圧Vaが増加するように
なり、これによって、検出電圧IValが基準電圧1v
b1より大となると、オン信号Saの出力が停止されて
第1のトランジスタ16がオフする。第1のトランジス
タ16がオフすると、負荷電流1工が減少するとともに
、リアクタ15に貯えられた電磁エネルギがダイオード
41及び7を介して倍電圧用コンデンサ11に与えられ
るようになる。
以下、同様の動作が繰返して行なわれる。又、交流電圧
Vlの負半波時には、制御回路20は、前述同様に検出
電圧1Valが基準電圧IVblにより小の時にはハイ
レベルのオン信号sbを出力して第2のトランジスタ1
7をオンザるようになり、従って、交流電路3.トラン
ジスタ17.ダイオード43及びリアクタ15の経路で
リアクタ15に流れるN流が増加し、リアクタ15に電
磁エネルギが貯えられる。これにより、負荷電流11も
増加するので、検出電圧vaが増加するようになり、こ
れによって、検出電圧IValが基準電圧IVblによ
り大となると、オン信号S1)の出力が停止されて第2
のトランジスタ17がオフする。第2のトランジスタ1
7がオフすると、負荷電流11が減少するとともに、リ
アクタ15に・貯えられた電磁エネルギがダイオード4
3及び8を介して倍電圧用コンデンサ12に与えられる
。
以下、同様の動作が繰返して行なわれるようになり、結
果として、負荷電流■1が交流電圧Vlの波形に追従す
るようになり、無効電力の補償が行なわれることになる
。
尚、上述したような動作により交流電圧v1より2 f
7−V 1の高直流電圧を得る場合には、直流電圧が交
流電圧v1より小なる期間が存在することになって、こ
の期間においてはチョッパ18により昇圧する必要がな
くなるものであり、このことは特に交流電圧Vlのピー
ク値((T V 1)近傍でのトランジスタ16.17
のスイッチング回数を少なくなし得ることを意味する。
このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、交流電圧v1から2(NV X以上
の高直流電圧を得る場合に、リアクタ15による電磁エ
ネルギと倍電圧用コンデンサ11.12による静電エネ
ルギとの双方を利用しているので、リアクタ15の電磁
エネルギに依存する度合を著しく少なくすることができ
、従って、チョッパ1Bの第1及d第2のトランジスタ
16及び17のスイッチング回数及び電流量を少なくし
得、これによって、スイッチングノイズ及びスイッチン
グロスの低減を図ることができ、又、第1及び第2のト
ランジスタ16及び17として定格容量の小さなものを
用いるだけで済む利点がある。特に、交流電圧Vtから
2 tT V lの直流電圧を得る場合には、倍電圧用
コンデンサ11及び12の静電エネルギに主として依存
するので、電源投入後部この値の直流電・圧を得ること
ができる利点がある。
第2図は本発明の第2の実施例であり、前記実施例と同
一部分には同一符号を付して示し、以下具なる部分につ
いてのみ説明する。
この実施例では第1及び第2のトランジスタ16及び1
7を交流電路2.3側に移し、第1のトランジスタ16
のコレクタ及び第2のトランジスタ17のエミッタを交
流母線2におけるリアクタ15よりも全波整流回路4側
の部位に接続し、第1のトランジスタ16のエミッタ及
び第2のトランジスタ17のコレクタを交流電路3に接
続した点に特徴を有する。尚、第2図では逆流阻止用ダ
イオード7及び8は不要である。
この第2の実施例の動作も前記実施例同様であるが、こ
の実施例のようにチョッパ18を交流電路2.3側に配
設するようにすれば3倍電圧以上のn倍電圧のものにも
適用可能となる。
尚、第1の実施例ではりアクタ15を交流電路2に介在
させるようにしたが、代りに、第3図に示す本発明の第
3の実施例のように、リアクタ15をダイオード42及
び44の共通接続点とトランジスタ16のエミッタ及び
トランジスタ17のコレクタの共通接続点との間に介在
させるようにしてもよい。
その他、本発明は上記し且つ図面に示す実施例にのみ限
定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜
変形して実施し得ることは勿論である。
〔発明の効果〕
本発明の直流電源装置は以上説明したように、コンデン
サインプット形の倍電圧整流回路と、リアクタ並びに第
1及び第2のスイッチング素子からなるチョッパと、負
荷電流を電圧に変換する検出手段と、交流電源の交流電
圧を基準電圧とじてこれと前記検出手段の検出電圧とを
比較して前記チョッパの第1及び第2のスイッチング素
子のオン、オフ信号を出力する制御回路とを設けて、負
荷電流を交流電圧波形に追従させるようにしたので、第
1及び第2のスイッチング素子のスイッチングノイブ及
びスイッチングロスの低減を図り得、スイッチング素子
として定格容量の小さなもので済むという優れた効果を
奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図及び第3図は夫々本発明の第1゜第2及
び第3の実施例を示す電気回路図である。 図面中、4は全波整流回路、9はインプット用コンデン
サ、10は負荷、11及び12は倍電圧用コンデンサ、
13は倍電圧整流回路、14は無効電力補償回路、15
はリアクタ、16及び17 “は第1及び第2のトラン
ジスタ(第1及び第2のスイッチング素子)、1日はチ
ョッパ、19は電流変成器(検出手段)、20は制御回
路を示す。 第 1 図 第 2(21

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、交流電源の交流電圧を倍電圧整流して得た直流電圧
    を負荷に与えるコンデンサインプット形の倍電圧整流回
    路と、前記交流電源と負荷との間に介在されたリアクタ
    並びにこのリアクタに前記交流電源による正半波電流及
    び負半波電流を夫々流すための第1及び第2のスイッチ
    ング素子からなるチョッパと、前記交流電源と倍電圧整
    流回路との間の交流電路に配設され電流を電圧に変換す
    る検出手段と、前記交流電源の交流電圧を基準電圧とし
    この基準電圧と前記検出手段の検出電圧とを比較して前
    記チョッパの第1及び第2のスイッチング素子のオン、
    オフ信号を出力する制御回路とを具備してなる直流電源
    装置。
JP59104049A 1984-05-23 1984-05-23 直流電源装置 Pending JPS60247720A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6412858A (en) * 1987-07-02 1989-01-17 Sharp Kk Stabilizing method for boosting voltage
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