JP2003158878A - 力率改善装置 - Google Patents
力率改善装置Info
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Abstract
を介して取込む構成では、スイッチングノイズがトラン
スを介して流出する。 【解決手段】 交流電源に同期した信号を掛算器Xに入
力して相似波形を得て、その相似波形と、負荷と直列接
続されたシャント抵抗sに生じる電圧との電圧差がゼロ
になるようにして自身の入力電流波形を正弦波にする力
率改善装置において、ホトカプラPCによって交流電源
のゼロクロスポイントを検出し、その検出信号に基づき
前記交流電源に同期した交流全波整流信号を生成し、そ
の生成した交流全波整流信号を上記掛算器Xへの入力に
供する。
Description
インバータ装置の電源などに適用されるアクティブフイ
ルタなどの力率改善装置に関するものである。
構成において、交流の入力電圧(正弦波電圧)Viをトラ
ンスTrを介して全波整流した全波整流電圧を抵抗R1
を通して掛算器Xに入力し、その掛算器Xの入力電圧と
出力電圧(抵抗Roの両端の電圧)が相似波形となるよう
にし、掛算器の前記出力電圧とシャント抵抗Rsの両端
の電圧の電圧差がゼロになるようにシャント抵抗Rsの
電流を制御することにより、入力電流波形を正弦波にな
るよう制御している。
力電圧をトランスTrを介して全波整流した全波整流電
圧を抵抗R1を通して掛算器Xに入力している。しか
し、そのトランスTrは1次−2次間の浮遊容量が大き
いため、IGBTのスイッチングノイズがトランス浮遊
容量を通じて2次側から1次側へ伝達される。そのため
雑音端子ノイズが大きくなるという課題があった。
できる力率改善装置を提供するものである。
は、交流電源に同期した信号を掛算器に入力して相似波
形を得て、その相似波形と、負荷と直列接続されたシャ
ント抵抗に生じる電圧との電圧差がゼロになるようにし
て自身の入力電流波形を正弦波にするアクティブフイル
タによる力率改善装置において、ホトカプラによって交
流電源のゼロクロスポイントを検出し、その検出信号に
基づき前記交流電源に同期した交流全波整流信号を生成
し、その生成した交流全波整流信号を上記掛算器への入
力に供することを特徴とする。
流全波整流信号を、当該装置の基準電圧Vregへレベル
シフトする。
流全波整流信号を、当該装置の基準電圧Vregよりも所
定値低い値へレベルシフトする。
流全波整流信号と、当該装置の出力電圧との位相差をな
くすために進相手段を備えた請求項1〜3のいずれかに
記載の力率改善装置。
イン回路もしくは、交流電源、ダイオード整流ブリッ
ジ、DCリアクトル、スイッチング素子およびフライホ
イルダイオードからなるメイン回路構成に適用される。
一の要素に対しては共通の符号を付している。この図2
では、入力電圧ViをダイオードDで半波整流し、その
半波整流電圧をホトカプラPCの発光ダイオードに供給
している。そしてホトカプラPCの受光素子に流れる電
流をマイコンIC2に取り込み、このマイコンIC2で
入力電圧Viに同期した交流全波整流信号を生成し、そ
の信号を抵抗R1を通じて掛算器Xに入力している。
て、ホトカプラPCを用いて、電源側と制御回路側とを
電気的に分離したのでIGBTのスイッチングノイズが
電源側に流出することはない。
IC1における動作基準電圧Vreg以下の入力信号では
出力しない特性であるため、図3に示すように、掛算器
Xに正弦全波電圧が入力されても、その出力電圧(抵抗
Roの両端電圧)が、入力電圧と相似波形にはならず、従
って入力電流波形が正弦波になるような制御が行われな
くなる。
は、図4に示すように、マイコンIC2の出力信号電圧
を上記基準電圧Vregまでレベルシフトする回路LS1
を、マイコンIC2の出力部に挿入している。
(a点の電位)を示し、図5の(b)は、レベルシフト回路
LS1の出力電圧(b点の電位)を示し、このようにVre
gだけレベルシフトされた電圧が抵抗R1を介して掛算
器Xに入力される。このレベルシフト回路LS1はオペ
アンプY1、Y2を用いて実現できる。
g以下の入力信号では出力しないという制約から解放さ
れ、入力電流波形は正弦波になるような制御が行われ
る。
ゼロレベルを基準電圧Vregまでレベルシフトした信号
(図5(b))が掛算器Xに入力されても、掛算器Xの出力
が出始める時の掛算器Xの入力電圧レベルがVregより
も僅かに低いため、交流入力電流のゼロ位相近辺で図6
に示すように、入力電流波形が歪んでしまう。
は、図7のレベルシフト回路LS2に示すように、2段
目のオペアンプY2の基準電圧入力部への入力電圧に、
基準電圧がVregを抵抗R2およびR3で分圧したもの
が入力される。
し、一方、シフトレベル回路LS2の出力部であるc点
での電圧は、図8(b)で示されるように、基準電圧がV
regからVreg・R2/(R2+R3)に低下し、これによ
り、前述の不具合をなくせる。
路を動作させた場合、換算器Xの入力と出力との特性の
位相ずれがあるため、入力電流波形にオーバーシュート
が生じた時にはこれを完全に除去することができず、図
9のごとく入力電流波形が歪む問題がある。
は、図10のレベルシフト回路LS3に示すように、2
段目のオペアンプY2の帰還抵抗R4と並列にコンデン
サC1を接続している。
し、一方、シフトレベル回路LS3の出力部であるd点
での電圧は、図11(b)で示されるように、位相が進ん
でおり、これにより、前述の位相遅れがキャンセルさ
れ、入力電流波形の歪みが解消される。
例であったが、図12に示す交流電源、ダイオード整流
ブリッジDB、DCリアクトル(DCL)、スイッチング
素子SW、フライホールダイオードDfからなるメイン
回路構成にも適用できる。
流ブリッジDBの出力をホトカプラPCに接続し、その
ホトカプラPCの受光素子に流れる電流をマイコンIC
2に取り込み、このマイコンIC2で入力電圧Viに同
期した交流全波整流信号を生成し、その信号を抵抗R1
を通じて掛算器Xに入力している。
ベルシフト回路LS1〜LS3のいずれかを図13のマ
イコンIC2の出力部と抵抗R1との間に挿入すること
もできる。
検出した信号に基づき電源電圧に同期する交流全波整流
信号を生成し、その信号を掛算器へ入力するようにした
ので、スイッチング素子によるノイズが電源側へ流出す
ることはない。
交流全波整流信号を、当該装置の基準電圧Vregへレベ
ルシフトしたので、掛算器の出力も入力と同じ相似波形
となり、入力電流波形を正弦波にすることができる。
流全波整流信号を、当該装置の基準電圧Vregよりも所
定値低い値へレベルシフトしたので、掛算器の出力が出
始める時の掛算器の入力電圧レベルがVregよりも僅か
に低く、そのため交流入力電流のゼロ位相近辺で入力電
流波形が歪むという問題を解消できる。
流全波整流信号と、当該装置の出力電圧との位相差をな
くすために進相手段を備えたので、換算器の入力と出力
との位相差ゆえに入力電流波形にオーバーシュートが生
じた時にはこれを完全に除去することができないという
不具合を回避できる。
イン回路だけでなく、交流電源、ダイオード整流ブリッ
ジ、DCリアクトル、スイッチング素子およびフライホ
イルダイオードからなるメイン回路構成にも適用でき
る。
置の回路図
の回路図
の回路図
置の回路図
形図
装置の回路図
路、IC2 マイコン、X掛算器、Y オペアンプ、L
S レベルシフト回路
Claims (5)
- 【請求項1】 交流電源に同期した信号を掛算器に入力
して相似波形を得て、その相似波形と、負荷と直列接続
されたシャント抵抗に生じる電圧との電圧差がゼロにな
るようにして自身の入力電流波形を正弦波にするアクテ
ィブフイルタによる力率改善装置において、 ホトカプラによって交流電源のゼロクロスポイントを検
出し、その検出信号に基づき前記交流電源に同期した交
流全波整流信号を生成し、その生成した交流全波整流信
号を上記掛算器への入力に供することを特徴とする力率
改善装置。 - 【請求項2】 上記生成した交流全波整流信号を、当該
装置の基準電圧Vregへレベルシフトする請求項1記載
の力率改善装置。 - 【請求項3】 上記生成した交流全波整流信号を、当該
装置の基準電圧Vregよりも所定値低い値へレベルシフ
トする請求項1記載の力率改善装置。 - 【請求項4】 上記生成した交流全波整流信号と、当該
装置の出力電圧との位相差をなくすために進相手段を備
えた請求項1〜3のいずれかに記載の力率改善装置。 - 【請求項5】 Hブリッジのメイン回路もしくは、交流
電源、ダイオード整流ブリッジ、DCリアクトル、スイ
ッチング素子およびフライホイルダイオードからなるメ
イン回路構成に適用される請求項1〜4のいずれかに記
載の力率改善装置。
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JP2001354367A JP3829087B2 (ja) | 2001-11-20 | 2001-11-20 | 力率改善装置 |
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Publications (2)
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ID=19166239
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2017005926A (ja) * | 2015-06-12 | 2017-01-05 | 富士電機株式会社 | スイッチング電源用制御icにおける入力前置回路および該入力前置回路を有するスイッチング電源制御装置 |
CN105098765B (zh) * | 2014-05-19 | 2019-01-11 | 青岛海尔智能家电科技有限公司 | 一种支持多路开关的电压过零投切控制装置 |
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- 2001-11-20 JP JP2001354367A patent/JP3829087B2/ja not_active Expired - Lifetime
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