JP3095570B2 - Low ripple power supply - Google Patents

Low ripple power supply

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JP3095570B2
JP3095570B2 JP05056175A JP5617593A JP3095570B2 JP 3095570 B2 JP3095570 B2 JP 3095570B2 JP 05056175 A JP05056175 A JP 05056175A JP 5617593 A JP5617593 A JP 5617593A JP 3095570 B2 JP3095570 B2 JP 3095570B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、加速器用コイル電源、
超電導用コイル電源、強磁場発生用コイル電源等におい
て必要とされる低リプル電源装置に関する。The present invention relates to a coil power supply for an accelerator,
The present invention relates to a low ripple power supply required for a coil power supply for superconductivity, a coil power supply for generating a strong magnetic field, and the like.

【０００２】[0002]

【従来の技術】近年、加速機や強磁場発生用コイルの様
な各種物理実験用として、超安定超低リプルの電源が必
要とされている。これらの電源は１×１０-4の安定度と
リプル含有率が要求されるのが一般的である。これらの
要求を満足する電源として、出力電圧範囲が数十Ｖ以下
の場合には、制御整流装置の直流出力側にリプル電流制
御用トランジスタを接続した電源が使用される。このよ
うな電源はトランジスタドロッパ方式と呼ばれ、定電圧
小容量の範囲では非常に優れた特性を有する。2. Description of the Related Art In recent years, an ultra-stable ultra-low ripple power supply has been required for various physical experiments such as an accelerator and a coil for generating a strong magnetic field. These power supplies generally require a stability of 1 × 10 −4 and a ripple content. When the output voltage range is several tens of volts or less, a power supply in which a ripple current control transistor is connected to the DC output side of the control rectifier is used as a power supply that satisfies these requirements. Such a power source is called a transistor dropper type and has very excellent characteristics in a range of a constant voltage and a small capacity.

【０００３】しかし、電圧が１００Ｖ以上、容量が数百
ＫＷ以上になると、トランジスタの容量の関係から非常
に不経済となり実用的でない。このため、大容量の低リ
プル電源装置としては、図４のブロック図に示すような
アクティブフィルタ方式の低リプル電源装置が使用され
ている。However, when the voltage is 100 V or more and the capacity is several hundred KW or more, it is extremely uneconomical due to the capacity of the transistor, which is not practical. Therefore, as a large-capacity low-ripple power supply, an active-filter-type low-ripple power supply as shown in the block diagram of FIG. 4 is used.

【０００４】図４において、１は交流母線、２は整流器
用変圧器、３は交流電圧を直流電圧に変換する制御整流
装置、４はリアクトルとコンデンサ及び抵抗で構成さ
れ、主に高次調波のリプルを除去するパッシブフィル
タ、５は電源基本周波数から高域までリプルを除去する
アクティブフィルタ、６は負荷、７は制御整流装置３を
制御する点弧角の基準を検出するための計器用変圧器、
８は計器用変圧器７の出力を電子レベルの電圧に変換す
る補助変圧器、９は制御整流装置３の出力電圧を検出す
る直流電圧検出器、１１は電流基準信号５１と電流検出
器１０で検出した直流電流５２との差を入力して電流を
一定に制御する定電流制御回路（ＡＣＲ）、１２は定電
流制御回路１１の出力と直流電圧検出器９の出力との差
を入力してマイナル―プで高速に電圧を制御する定電圧
制御回路（ＡＶＲ）、１３は定電圧制御回路１２の出力
と補助変圧器８との出力から、点弧相と点弧タイミング
を決定する位相制御回路（ＰＨＣ）、１４はパルスアン
プ（ＰＡ）である。In FIG. 4, reference numeral 1 denotes an AC bus, 2 denotes a rectifier transformer, 3 denotes a control rectifier for converting an AC voltage to a DC voltage, and 4 denotes a reactor, a capacitor and a resistor. 5 is an active filter that removes ripples from the power supply fundamental frequency to a high frequency band, 6 is a load, 7 is an instrument transformer for detecting the reference of the firing angle that controls the control rectifier 3. vessel,
8 is an auxiliary transformer for converting the output of the instrument transformer 7 into an electronic level voltage, 9 is a DC voltage detector for detecting the output voltage of the control rectifier 3, and 11 is a current reference signal 51 and a current detector 10. A constant current control circuit (ACR) 12 that inputs a difference between the detected DC current 52 and controls the current to be constant, and 12 inputs a difference between the output of the constant current control circuit 11 and the output of the DC voltage detector 9. A constant voltage control circuit (AVR) 13 for controlling the voltage at a high speed with a minor loop, and a phase control circuit 13 for determining the ignition phase and the ignition timing from the output of the constant voltage control circuit 12 and the output of the auxiliary transformer 8 (PHC) and 14 are pulse amplifiers (PA).

【０００５】図４において、制御整流装置３が三相全波
整流回路であれば、制御整流装置３の直流出力側には、
電源基本周波数ｆo の６倍の周波数（６ｆo ）成分の高
調波リプル電圧が最も多く含まれ、その他は、制御整流
装置３の点弧角のバラツキによる電源基本周波数ｆo と
同一の周波数のリプル電圧、交流電圧の３相間の不平衡
による電源基本周波数の２倍の周波数（２ｆo ）のリプ
ル電圧等が発生する。これらのリプル電圧の内６倍の高
周波リプル電圧は、パッシブフィルタ４により減衰さ
せ、残りは、基本波のリプル電圧を含めてアクティブフ
ィルタ５によって減衰させる。In FIG. 4, if the control rectifier 3 is a three-phase full-wave rectifier circuit, the DC output side of the control rectifier 3
The harmonic ripple voltage having a frequency (6fo) component that is six times the power supply fundamental frequency fo is included most, and other than that, the ripple voltage of the same frequency as the power supply fundamental frequency fo due to the variation of the firing angle of the control rectifier 3, Due to the unbalance between the three phases of the AC voltage, a ripple voltage or the like having a frequency (2fo) twice the power supply fundamental frequency is generated. The high-frequency ripple voltage that is six times the ripple voltage is attenuated by the passive filter 4, and the rest is attenuated by the active filter 5 including the ripple voltage of the fundamental wave.

【０００６】図５にリアクトルトランス方式のアクティ
ブフィルタのブロック図を示す。図４と同一要素のブロ
ックは、同一符号とし、説明は省略する。図５におい
て、２１がリアクトルトランス、２２はパワ―アンプ、
２３はΔＶ検出回路、２４はパワ―アンプ制御回路であ
る。直流出力電圧の電圧リプル分をΔＶ検出回路２３に
て検出し、この値の逆電圧をパワ―アンプ制御回路２４
にて合成しパワ―アンプ２２のベ―スを制御すると、リ
アクトルトランス２１の２次側（主回路側）にマイナス
ΔＶの電圧が発生しリプル電圧を相殺することにより、
リプル電流を小さくすることができる。FIG. 5 shows a block diagram of a reactor transformer type active filter. Blocks having the same elements as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 5, 21 is a reactor transformer, 22 is a power amplifier,
23 is a ΔV detection circuit, and 24 is a power amplifier control circuit. The voltage ripple of the DC output voltage is detected by a ΔV detection circuit 23, and a reverse voltage of this value is detected by a power amplifier control circuit 24.
And the base of the power amplifier 22 is controlled, a voltage of minus ΔV is generated on the secondary side (main circuit side) of the reactor transformer 21 to cancel the ripple voltage.
The ripple current can be reduced.

【０００７】図５はフィ―ドフォワ―ド方式であるが、
アクティブフィルタを通過した後からΔＶを検出するこ
とによりフィ―ドバック方式で制御する場合もある。図
６にΔＶ検出回路２３のブロック図を示す。FIG. 5 shows a feedforward system.
Control may be performed by a feedback method by detecting ΔV after passing through the active filter. FIG. 6 shows a block diagram of the ΔV detection circuit 23.

【０００８】図６において、３１は主回路に接続された
コンデンサであり、３２はコンデンサ３１を流れる電流
を検出する電流検出器、３３、３４は抵抗、３５はコン
デンサ、３６は演算増幅器である。この検出器の伝達関
数Ｇ(s) は次式のようになる。In FIG. 6, 31 is a capacitor connected to the main circuit, 32 is a current detector for detecting a current flowing through the capacitor 31, 33 and 34 are resistors, 35 is a capacitor, and 36 is an operational amplifier. The transfer function G (s) of this detector is as follows.

【０００９】[0009]

【数１】Ｇ(s) ＝［１／Ｋ・（１＋Ｔ1 Ｓ）］・［ＴF
Ｓ／（１＋ＴF Ｓ）］ 但し、ＴF ＞Ｔ1 、Ｓはラプラス演算子 この伝達関数のゲインと位相のボ―ド線図書くと図７の
ようになる。ゲインが０ｄＢの範囲がリプルを除去でき
る範囲である。従来のアクティブフィルタは、## EQU1 ## G (s) = [1 / K. (1 + T1 S)]. [TF
S / (1 + TF S)] where TF> T1, and S is a Laplace operator. FIG. 7 shows a gain and phase board diagram of this transfer function. The range where the gain is 0 dB is the range where the ripple can be removed. Conventional active filters are

【００１０】[0010]

【数２】ｌｏｇＴc ＝（ｌｏｇＴ1 ＋ｌｏｇＴF)／２ で規定されるＴc の逆数である中心周波数を、電源基本
周波数ｆ0 から、電源基本周波数の２倍の周波数の間に
とっていた。## EQU2 ## The center frequency which is the reciprocal of Tc defined by logTc = (logT1 + logTF) / 2 is set between the power supply fundamental frequency f0 and twice the power supply fundamental frequency.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】一台のアクティブフィ
ルタの検出範囲を拡げる、即ち、１／ＴF と１／Ｔの間
隔を拡げると、１／ＴF 及び１／Ｔ付近でのゲイン特性
が悪くなり、検出系の位相が遅れる。又、ΔＶ・ｔが大
きくなるため、リアクトルトランスの外形寸法が大きく
なり過ぎる等の不具合があり性能的にも経済的にも実用
に供しない。そのため、従来のアクティブフィルタは、
主に電源基本周波数からその２倍の周波数の範囲のリプ
ルを減衰させる目的で設計されている。If the detection range of one active filter is expanded, that is, if the interval between 1 / TF and 1 / T is expanded, the gain characteristics near 1 / TF and 1 / T deteriorate. , The phase of the detection system is delayed. Further, since ΔV · t increases, the external dimensions of the reactor transformer become too large, and the like, which is not practical in terms of performance and economy. Therefore, the conventional active filter is
It is designed mainly for the purpose of attenuating ripples in the range of a frequency twice as large as the power supply fundamental frequency.

【００１２】即ち、従来のアクティブフィルタ方式の低
リプル電源においては、変動周波数成分が電源基本周波
数以上であれば通常の変動値内ではアクティブフィルタ
で補償でき、また非常にゆっくりした電圧値の変動に対
しては、定電流制御回路１１、定電圧制御回路１２によ
って補償できたが、１ＨZ 程度〜電源基本周波数の帯域
の電圧変動に対しては、リプル電圧を十分減衰できない
という不具合があった。特に負荷の時定数が小さい場
合、数ＨZ 程度の電圧変動に対しては、負荷はほとんど
抵抗分のみとなり、電圧リプル値と電流リプル値が等し
くなるため従来のマイナ―ル―プの定電圧制御では十分
減衰させることができなかった。本発明の目的は、前述
の不具合を解消し、電源基本周波数以下のリプル電流も
除去できるようにした低リプル電源装置を提供すること
にある。That is, in the conventional active filter type low ripple power supply, if the fluctuation frequency component is equal to or higher than the power supply fundamental frequency, it can be compensated by the active filter within the normal fluctuation value, and the fluctuation of the voltage value becomes very slow. On the other hand, the compensation could be made by the constant current control circuit 11 and the constant voltage control circuit 12, but there was a problem that the ripple voltage could not be sufficiently attenuated with respect to the voltage fluctuation in the band from about 1 Hz to the power supply fundamental frequency. In particular, when the time constant of the load is small, for a voltage fluctuation of about several Hz, the load is almost only the resistance, and the voltage ripple value and the current ripple value become equal, so that the conventional minor loop constant voltage control is used. Could not be sufficiently attenuated. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a low-ripple power supply device that solves the above-mentioned problem and can also remove a ripple current that is lower than the power supply fundamental frequency.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の低リプル電源装置は交流系統電
圧を所望の交流電圧に変圧する変圧器と、該変圧器の交
流を直流に変換する制御整流装置と、該制御整流装置の
直流出力を平滑するパッシブフィルタとアクティブフィ
ルタを備えた低リプル電源装置において、該低リプル電
源装置の交流系統側の各相にそれぞれリアクトルトラン
スを備えた交流側直列形アクティブフィルタを設けたこ
とを特徴としたものである。In order to achieve the above object, a low ripple power supply according to claim 1 of the present invention transforms an AC system voltage to a desired AC voltage, and converts the AC of the transformer. In a low-ripple power supply device including a control rectifier that converts to direct current, and a passive filter and an active filter that smoothes the DC output of the control rectifier, a reactor transformer is provided for each phase on the AC system side of the low-ripple power supply. And an AC-side series active filter provided.

【００１４】又、本発明の請求項２の低リプル電源装置
は、交流系統電圧を所望の交流電圧に変圧する変圧器
と、該変圧器の交流を直流に変換する制御整流装置と、
該制御整流装置の直流出力を平滑するパッシブフィルタ
とアクティブフィルタを備えた低リプル電源装置におい
て、該低リプル電源装置の交流系統側の各相にそれぞれ
リアクトルトランスを備えた交流側直列形アクティブフ
ィルタを設け、前記リアクトルトランスに所望の電圧を
発生させるための電力供給を、前記交流系統側から供給
される交流を直流に変換する整流装置と、該整流装置の
直流を交流に変換するインバ―タ装置により行うように
したことを特徴としたものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a low-ripple power supply device for transforming an AC system voltage into a desired AC voltage, a control rectifier for converting AC of the transformer into DC,
In a low ripple power supply device having a passive filter and an active filter for smoothing a DC output of the control rectifier, an AC side series active filter having a reactor transformer in each phase on an AC system side of the low ripple power supply device is provided. A rectifier for converting a power supply for generating a desired voltage to the reactor transformer from an alternating current supplied from the AC system to a direct current; and an inverter device for converting the direct current of the rectifier to an alternating current. Is performed.

【００１５】更に、本発明の請求項３の低リプル電源装
置は、交流系統電圧を所望の交流電圧に変圧する変圧器
と、該変圧器の交流を直流に変換する制御整流装置と、
該制御整流装置の直流出力を平滑するパッシブフィルタ
とアクティブフィルタを備えた低リプル電源装置におい
て、該低リプル電源装置の交流系統側の各相にそれぞれ
リアクトルトランスを備えた交流側直列形アクティブフ
ィルタを設け、前記リアクトルトランスに所望の電圧を
発生させるための電力供給を、予め初期充電されるコン
デンサと、該コンデンサが直流側端子間に接続され、交
流側端子が前記リアクトルトランスに接続されるインバ
―タ装置により行うようにしたことを特徴としたもので
ある。Further, a low ripple power supply according to a third aspect of the present invention includes a transformer for transforming an AC system voltage to a desired AC voltage, a control rectifier for converting AC of the transformer to DC,
In a low ripple power supply device having a passive filter and an active filter for smoothing a DC output of the control rectifier, an AC side series active filter having a reactor transformer in each phase on an AC system side of the low ripple power supply device is provided. A power supply for generating a desired voltage in the reactor transformer is provided by a capacitor that is initially charged in advance, and an inverter in which the capacitor is connected between the DC side terminals and the AC side terminal is connected to the reactor transformer. This is characterized in that it is performed by a data device.

【００１６】又、本発明の請求項４の低リプル電源装置
は、請求項１或いは請求項２又は請求項３の低リプル電
源装置において、リアクトルトランスに発生させる電圧
を決定する信号として、交流系統電圧を用いることを特
徴としたものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the low ripple power supply device according to the first, second, or third aspect, wherein the signal for determining a voltage generated in the reactor transformer is an AC system. It is characterized by using a voltage.

【００１７】更に、本発明の請求項５の低リプル電源装
置は、請求項１或いは請求項２又は請求項３の低リプル
電源装置において、リアクトルトランスに発生させる電
圧を決定する信号として、交流系統電圧及び交流系統電
流を用いることを特徴としたものである。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the low ripple power supply device according to the first, second, or third aspect, wherein the signal for determining a voltage generated in the reactor transformer is an AC system. It is characterized by using voltage and AC system current.

【００１８】[0018]

【作用】前述のように構成された請求項１に係る発明
は、電源基本周波数以上の電流リプル除去制御は、従来
と同様に制御整流装置の位相制御とアクティブフィルタ
で制御し、更に電源基本周波数以下のリプル除去制御
は、交流系統側の各相にそれぞれ設けられる交流側直列
形アクティブフィルタのリアクトルトランスに発生させ
る電圧で制御することにより、広範囲に渡る周波数領域
での電流リプルを目標以下に制御することができる。According to the first aspect of the present invention, the current ripple elimination control over the power supply fundamental frequency is controlled by the phase control of the control rectifier and the active filter in the same manner as in the prior art. In the following ripple elimination control, current ripple in a wide frequency range is controlled below the target by controlling the voltage generated in the reactor transformer of the AC side series active filter provided for each phase on the AC system side. can do.

【００１９】又、前述のように構成された請求項２に係
る発明は、電源基本周波数以上の電流リプル除去制御
は、従来と同様に制御整流装置の位相制御とアクティブ
フィルタで制御し、更に電源基本周波数以下のリプル除
去制御は、交流系統側の各相にそれぞれ設けられる交流
側直列形アクティブフィルタのリアクトルトランスに、
交流系統側から供給される交流を直流に変換する整流装
置と、該整流装置の直流を交流に変換するインバ―タ装
置を介して電力供給を行ない、リアクトルトランスに発
生する電圧で制御することにより、広範囲に渡る周波数
領域での電流リプルを目標以下に制御することができ
る。Further, in the invention according to claim 2 configured as described above, the current ripple elimination control over the power supply fundamental frequency is controlled by the phase control of the control rectifier and the active filter in the same manner as in the prior art. Ripple elimination control below the fundamental frequency is performed by the reactor transformer of the AC side series type active filter provided for each phase on the AC system side.
Power is supplied through a rectifier that converts AC supplied from the AC system into DC and an inverter that converts DC from the rectifier into AC, and is controlled by a voltage generated in the reactor transformer. In addition, the current ripple in a wide frequency range can be controlled to be equal to or lower than the target.

【００２０】更に、前述のように構成された請求項３に
係る発明は、電源基本周波数以上の電流リプル除去制御
は、従来と同様に制御整流装置の位相制御とアクティブ
フィルタで制御し、更に電源基本周波数以下のリプル除
去制御は、交流系統側の各相にそれぞれ設けられる交流
側直列形アクティブフィルタのリアクトルトランスに、
所望の電圧を発生させるための電力供給を、予め初期充
電されるコンデンサと、該コンデンサが直流側端子間に
接続され、交流側端子が前記リアクトルトランスに接続
されるインバ―タ装置により行い、リアクトルトランス
に発生する電圧で制御することにより、広範囲に渡る周
波数領域での電流リプルを目標以下に制御することがで
きる。Further, according to the third aspect of the present invention, the current ripple elimination control over the power supply fundamental frequency is controlled by the phase control of the control rectifier and the active filter in the same manner as in the prior art. Ripple elimination control below the fundamental frequency is performed by the reactor transformer of the AC side series type active filter provided for each phase on the AC system side.
The power supply for generating a desired voltage is performed by a capacitor that is initially charged in advance and an inverter device in which the capacitor is connected between the DC side terminals and the AC side terminal is connected to the reactor transformer. By controlling the voltage generated in the transformer, the current ripple in a wide frequency range can be controlled to a target or less.

【００２１】又、請求項４に係る発明は、電源基本周波
数以上の電流リプル除去制御は、従来と同様に制御整流
装置の位相制御とアクティブフィルタで制御し、更に電
源基本周波数以下のリプル除去制御は、交流系統側の各
相にそれぞれ設けられる交流側直列形アクティブフィル
タのリアクトルトランスに発生させる電圧で制御する場
合、リアクトルトランスに発生させる電圧を決定する信
号として、交流系統電圧を用い、この交流系統電圧を制
御信号として取入れて、交流側直列形アクティブフィル
タのリアクトルトランスに発生する電圧を制御して広範
囲に渡る周波数領域での電流リプルを目標以下に制御す
るようにしたものである。According to a fourth aspect of the present invention, the current ripple elimination control over the power supply fundamental frequency is controlled by the phase control of the control rectifier and the active filter in the same manner as in the prior art. When controlling with a voltage generated in a reactor transformer of an AC-side series active filter provided for each phase on the AC system side, an AC system voltage is used as a signal for determining a voltage to be generated in the reactor transformer, and this AC is used. The system voltage is taken as a control signal, and the voltage generated in the reactor transformer of the AC series active filter is controlled to control the current ripple in a wide frequency range below the target.

【００２２】更に、本発明の請求項５の低リプル電源装
置は、電源基本周波数以上の電流リプル除去制御は、従
来と同様に制御整流装置の位相制御とアクティブフィル
タで制御し、更に電源基本周波数以下のリプル除去制御
は、交流系統側の各相にそれぞれ設けられる交流側直列
形アクティブフィルタのリアクトルトランスに発生させ
る電圧で制御する場合、リアクトルトランスに発生させ
る電圧を決定する信号として、交流系統電圧及び交流系
統電流を制御信号として取入れて、交流側直列形アクテ
ィブフィルタのリアクトルトランスに発生する電圧を制
御して広範囲に渡る周波数領域での電流リプルを目標以
下に制御するようにしたものである。Further, according to the low ripple power supply device of the present invention, the control of current ripple elimination above the power supply fundamental frequency is controlled by the phase control of the control rectifier and the active filter in the same manner as in the prior art. In the following ripple elimination control, when control is performed using a voltage generated in a reactor transformer of an AC-side series active filter provided for each phase on the AC system side, an AC system voltage is used as a signal for determining a voltage generated in the reactor transformer. In addition, an AC system current is taken as a control signal, and a voltage generated in a reactor transformer of the AC side series active filter is controlled to control a current ripple in a wide frequency range below a target.

【００２３】本発明によれば、電源基本周波数以上の電
流リプル除去制御は、従来の制御整流装置の位相制御と
アクティブフィルタで制御し、更に電源基本周波数以下
のリプル除去制御は、受電点に設けたリアクトルトラン
スに発生させる電圧で制御することにより、広範囲に渡
る周波数領域での電流リプルを目標以下に制御すること
ができる。According to the present invention, current ripple elimination control above the power supply fundamental frequency is controlled by the phase control and active filter of the conventional control rectifier, and ripple elimination control below the power supply fundamental frequency is provided at the receiving point. By controlling the voltage generated in the reactor transformer, the current ripple in a wide frequency range can be controlled to a target or less.

【００２４】[0024]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２及び図
３を参照して説明する。尚、従来例と同一部分について
は同一符号を付し、その説明を省略する。図１におい
て、１５は交流側直列形アクティブフィルタ、１６は受
電電圧を検出するための交流電圧検出器、１７は受電電
流を検出するための交流電流検出器である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 1, 15 is an AC-side series active filter, 16 is an AC voltage detector for detecting a receiving voltage, and 17 is an AC current detector for detecting a receiving current.

【００２５】図２、図３は交流側直列形アクティブフィ
ルタ１５の詳細構成を示す。図２において、２５はリア
クトルトランス、２６は整流器用変圧器、２７は交流電
圧を直流電圧に変換する整流装置、２８は直流電圧を交
流電圧に変換するインバ―タ装置である。図３におい
て、２９は初期充電されたコンデンサである。FIG. 2 and FIG. 3 show the detailed configuration of the AC series active filter 15. In FIG. 2, 25 is a reactor transformer, 26 is a rectifier transformer, 27 is a rectifier for converting AC voltage to DC voltage, and 28 is an inverter device for converting DC voltage to AC voltage. In FIG. 3, reference numeral 29 denotes an initially charged capacitor.

【００２６】以下本発明の作用について、図１、図２及
び図３を参照して説明する。図１において、まず交流電
圧検出器１６により検出された交流電圧は交流側直列形
アクティブフィルタ１５に入力される。その後、検出さ
れた交流電圧から電源基本周波数以下のリプル成分のみ
を取出し、その逆位相の交流電圧を交流側直列形アクテ
ィブフィルタ１５内のインバ―タ装置２８により低リプ
ル電源装置の受電点に供給する。この交流側直列形アク
ティブフィルタ１５では、従来の制御系伝達関数のボ―
ド線図を示す図７において、１／ＴF 以下の周波数領域
のリプルを除去するようにする。The operation of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 3. In FIG. 1, first, an AC voltage detected by an AC voltage detector 16 is input to an AC-side series active filter 15. After that, only the ripple component below the power supply fundamental frequency is extracted from the detected AC voltage, and the AC voltage having the opposite phase is supplied to the receiving point of the low ripple power supply device by the inverter device 28 in the AC side series active filter 15. I do. In the AC-side series active filter 15, the conventional control system transfer function
In FIG. 7, which shows a circuit diagram, ripples in the frequency domain of 1 / TF or less are removed.

【００２７】この際、交流側直列形アクティブフィルタ
１５の電力供給の方法としては、図２及び図３に示す２
つの方法が考えられる。図２の方法は系統から直接、整
流器用変圧器２６及び整流装置２７を介して電力供給す
る方法で、交流側直列形アクティブフィルタ１５の容量
が比較的大きい時に有効な方法である。図３の方法は予
め初期充電されているコンデンサ２９により電力供給す
る方法で、交流側直列形アクティブフィルタ１５の容量
が比較的小さい時に有効な方法である。At this time, as a method for supplying power to the AC-side series active filter 15, the method shown in FIGS.
There are two ways. The method of FIG. 2 is a method of supplying power directly from the system via the rectifier transformer 26 and the rectifier 27, and is an effective method when the capacity of the AC side series active filter 15 is relatively large. The method shown in FIG. 3 is a method in which electric power is supplied by a capacitor 29 which has been initially charged in advance, and is effective when the capacity of the AC side series active filter 15 is relatively small.

【００２８】更に、交流側直列形アクティブフィルタ１
５の電圧指令値Ｖc の決定方法としては、以下に示す２
つの方法が考えられる。第１の方法は、図１に示す交流
電圧検出器１６の検出信号Ｖs のみのフィ―ドバックに
より、Further, an AC-side series active filter 1
The method of determining the voltage command value Vc of FIG.
There are two ways. The first method is to provide feedback of only the detection signal Vs of the AC voltage detector 16 shown in FIG.

【００２９】[0029]

【数３】Ｖc ＝［Ｋ１／（１＋Ｓ・Ｔ）］・Ｖs とする方法である。第２の方法は、図１に示す交流電圧
検出器１６の検出信号Ｖs と交流電流検出器１７の検出
信号Ｉs のフィ―ドバックにより、## EQU3 ## This is a method in which Vc = [K1 / (1 + ST)]. Vs. The second method is based on the feedback of the detection signal Vs of the AC voltage detector 16 and the detection signal Is of the AC current detector 17 shown in FIG.

【００３０】[0030]

【数４】Ｖc ＝［Ｋ２／（１＋Ｓ・Ｔ）］・Ｖs ＋［Ｋ
３／（１＋Ｓ・Ｔ）］・Ｉs とする方法である。この第２の方法は、より安定な制御
が要求される時に有効である。このように、受電点での
１ＨZ 程度〜電源基本周波数の周波数帯域のリプル電圧
を除去することができる。Vc = [K2 / (1 + ST)]. Vs + [K
3 / (1 + ST)] · Is. This second method is effective when more stable control is required. As described above, the ripple voltage in the frequency band from about 1 Hz at the power receiving point to the power supply fundamental frequency can be removed.

【００３１】[0031]

【発明の効果】以上述べたように、請求項１乃至請求項
５に記載の本発明によれば、電源基本周波数以上の電流
リプル除去制御は、従来の制御整流装置の位相制御とア
クティブフィルタで制御し、更に電源基本周波数以下の
リプル除去制御は、受電点に設けたリアクトルトランス
に発生させる電圧で制御することにより、１ＨZ 程度〜
電源基本周波数の周波数帯域のリプル電流に対しても十
分リプル除去制御ができるようになるため、直流出力電
流のリプルを広範囲の周波数に渡って除去することがで
き、安定な負荷電流を供給できる低リプル電源装置を提
供することができる。As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, current ripple removal control at a power supply fundamental frequency or higher is performed by the phase control and the active filter of the conventional control rectifier. Ripple elimination control below the power supply fundamental frequency is controlled by a voltage generated in a reactor transformer provided at the power receiving point.
Sufficient ripple removal control can be performed even for ripple current in the frequency band of the power supply fundamental frequency, so that ripples in the DC output current can be removed over a wide range of frequencies, and a stable load current can be supplied. A ripple power supply can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す低リプル電源装置の構
成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a low ripple power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図２】［図１］の低リプル電源装置における交流側直
列形アクティブフィルタの一実施例を示す構成図。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of an AC-side series active filter in the low ripple power supply device of FIG. 1;

【図３】［図１］の低リプル電源装置における交流側直
列形アクティブフィルタの他の実施例を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the AC side series active filter in the low ripple power supply device of FIG. 1;

【図４】従来の低リプル電源装置の構成図FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional low ripple power supply device.

【図５】［図４］の従来の低リプル電源装置におけるア
クティブフィルタの詳細図。FIG. 5 is a detailed view of an active filter in the conventional low ripple power supply of FIG. 4;

【図６】［図５］のアクティブフィルタにおけるΔＶ検
出回路の詳細図。FIG. 6 is a detailed diagram of a ΔV detection circuit in the active filter of FIG. 5;

【図７】従来の低リプル電源装置の特性を説明するため
のボ―ド線図。FIG. 7 is a board diagram for explaining characteristics of a conventional low ripple power supply device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ …交流電源母線 ２ …整
流器用変圧器 ３ …制御整流器 ４ …パ
ッシブフィルタ ５ …アクティブフィルタ ６ …負
荷 ７ …計器用変圧器 ８ …補
助変圧器 ９ …直流電圧検出器 １０ …直
流電流検出器 １１ …定電流制御回路 １２ …定
電圧制御回路 １３ …位相制御回路路 １４ …パ
ルスアンプ １５ …交流側直列形アクティブフィルタ １６ …交流電圧検出器 １７ …交
流電流検出器 ２１ …リアクトルトランス ２２ …パ
ワ―アンプ ２３ …ΔＶ検出回路 ２４ …パ
ワ―アンプ制御回路 ２５ …リアクトルトランス ２６ …整
流器用変圧器 ２７ …整流装置 ２８ …イ
ンバ―タ装置 ２９ …コンデンサ ３１ …コ
ンデンサ ３２ …電流検出器 ３３ …抵
抗 ３４ …抵抗 ３５ …コ
ンデンサ ３６ …演算増幅器 ５１ …電
流基準 ５２ …負荷電流 ５３ …出
力電圧DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... AC power bus 2 ... Rectifier transformer 3 ... Control rectifier 4 ... Passive filter 5 ... Active filter 6 ... Load 7 ... Meter transformer 8 ... Auxiliary transformer 9 ... DC voltage detector 10 ... DC current detector 11 ... constant current control circuit 12 ... constant voltage control circuit 13 ... phase control circuit path 14 ... pulse amplifier 15 ... AC side series type active filter 16 ... AC voltage detector 17 ... AC current detector 21 ... reactor transformer 22 ... power amplifier Reference numeral 23: ΔV detection circuit 24: Power amplifier control circuit 25: Reactor transformer 26: Rectifier transformer 27: Rectifier 28: Inverter 29: Capacitor 31: Capacitor 32: Current detector 33: Resistance 34: Resistance 35 ... Capacitor 36 ... Operational amplifier 51 ... Current reference 52 ... Load current 53 ... Out Voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H05H 7/04 H02J 3/01 H02M 1/15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H05H 7/04 H02J 3/01 H02M 1/15

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 交流系統電圧を所望の交流電圧に変圧す
る変圧器と、該変圧器の交流を直流に変換する制御整流
装置と、該制御整流装置の直流出力を平滑するパッシブ
フィルタとアクティブフィルタを備えた低リプル電源装
置において、該低リプル電源装置の交流系統側の各相に
それぞれリアクトルトランスを備えた交流側直列形アク
ティブフィルタを設けたことを特徴とする低リプル電源
装置。1. A transformer for transforming an AC system voltage into a desired AC voltage, a control rectifier for converting AC of the transformer into DC, a passive filter and an active filter for smoothing the DC output of the control rectifier. A low-ripple power supply device comprising: a low-ripple power supply device comprising: an AC-side series-type active filter having a reactor transformer for each phase on the AC system side of the low-ripple power supply device. 【請求項２】 交流系統電圧を所望の交流電圧に変圧す
る変圧器と、該変圧器の交流を直流に変換する制御整流
装置と、該制御整流装置の直流出力を平滑するパッシブ
フィルタとアクティブフィルタを備えた低リプル電源装
置において、該低リプル電源装置の交流系統側の各相に
それぞれリアクトルトランスを備えた交流側直列形アク
ティブフィルタを設け、前記リアクトルトランスに所望
の電圧を発生させるための電力供給を、前記交流系統側
から供給される交流を直流に変換する整流装置と、該整
流装置の直流を交流に変換するインバ―タ装置により行
うようにしたことを特徴とする低リプル電源装置。2. A transformer for transforming an AC system voltage to a desired AC voltage, a control rectifier for converting AC of the transformer into DC, a passive filter and an active filter for smoothing the DC output of the control rectifier. In the low ripple power supply device provided with, in each of the phases on the AC system side of the low ripple power supply device, an AC side series type active filter having a reactor transformer is provided, and power for generating a desired voltage in the reactor transformer is provided. A low-ripple power supply device characterized in that the supply is carried out by a rectifier for converting AC supplied from the AC system into DC and an inverter for converting the DC of the rectifier into AC. 【請求項３】 交流系統電圧を所望の交流電圧に変圧す
る変圧器と、該変圧器の交流を直流に変換する制御整流
装置と、該制御整流装置の直流出力を平滑するパッシブ
フィルタとアクティブフィルタを備えた低リプル電源装
置において、該低リプル電源装置の交流系統側の各相に
それぞれリアクトルトランスを備えた交流側直列形アク
ティブフィルタを設け、前記リアクトルトランスに所望
の電圧を発生させるための電力供給を、予め初期充電さ
れるコンデンサと、該コンデンサが直流側端子間に接続
され、交流側端子が前記リアクトルトランスに接続され
るインバ―タ装置により行うようにしたことを特徴とす
る低リプル電源装置。3. A transformer for transforming an AC system voltage to a desired AC voltage, a control rectifier for converting the AC of the transformer to DC, a passive filter and an active filter for smoothing the DC output of the control rectifier. In the low ripple power supply device provided with, in each of the phases on the AC system side of the low ripple power supply device, an AC side series type active filter having a reactor transformer is provided, and power for generating a desired voltage in the reactor transformer is provided. A low ripple power supply characterized in that the supply is performed by a capacitor which is initially charged in advance and an inverter device having the capacitor connected between the DC side terminals and the AC side terminal connected to the reactor transformer. apparatus. 【請求項４】 前記リアクトルトランスに発生させる電
圧を決定する信号として、前記交流系統電圧を用いるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の低リプル電源装置。4. The low ripple power supply device according to claim 1, wherein the AC system voltage is used as a signal for determining a voltage generated in the reactor transformer. 【請求項５】 前記リアクトルトランスに発生させる電
圧を決定する信号として、前記交流系統電圧及び交流系
統電流を用いることを特徴とする請求項１乃至請求項３
のいずれかに記載の低リプル電源装置。5. The AC system voltage and the AC system current are used as a signal for determining a voltage to be generated in the reactor transformer.
The low ripple power supply device according to any one of the above.
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