JP3774208B2

JP3774208B2 - AC voltage controller

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Publication number: JP3774208B2
Application number: JP2003138577A
Authority: JP
Inventors: 正二羽田
Original assignee: 株式会社エヌ・ティ・ティ・データ・イー・エックス・テクノ
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: WO2004102781A1; JP2004350336A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、交流電圧制御装置に関するものであり、特に、出力電圧の切り替えを簡易な構成で実現する交流電圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気事業法第２６条は供給電圧の制限を規定しており、この規定を受けた電気事業法施行規則第４４条は、維持すべき標準電圧の幅を１０１Ｖ±６Ｖ、すなわち、９５Ｖ〜１０７Ｖと規定している。したがって、負荷に接続される機器側では、この電圧変動を吸収し、これらの電圧範囲での動作を保証することが求められる。供給電圧がこのような幅を持っているのは、一日のうちでも朝昼夕では電圧変動が生じ、また、地域によっても電力事情の差異により供給電圧の維持が困難であるという理由によるものである。
【０００３】
一方、負荷側に接続される機器は、特殊な機器を除けば９０Ｖ〜９４Ｖ程度の電圧でも十分に動作可能な機器がほとんどであり、また、供給電圧の低下によって省エネ効果が期待できる。したがって、負荷に供給される供給電圧を低下させ、かつ、安定化させる技術が注目されている。
【０００４】
かかる状況において、従来から、トランスの二次巻線にタップを設け、このタップを切り換えることによって出力電圧を制御することがよく行われる（例えば、非特許文献１を参照）。
【０００５】
また、タップを用いない方法として、変圧器を介して半導体スイッチで構成された電圧振幅調整器の出力を系統に加えて出力電圧を調整する装置の構成例が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−８３３７８号公報（第４−６頁、図１、２）
【非特許文献１】
”電源の基礎知識、４交流安定化電源、（ｐ．９、図１４）”、「ＯＮＬＩＮＥ」、キクスイ株式会社ホームページ、「平成１５年２月２８日検索」、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｉｋｕｓｕｉ．ｃｏ．ｊｐ／ｃａｔａｌｏｇ／ｐｄｆ／ｇｅｎｅｒａｌ＿ｃａｔａｌｏｇ２００２／ｄａｔａ＿ｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ．ｐｄｆ／＞
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トランスの二次巻線にタップを設けようとすると、タップに付随したタップを切り替えるためのタップ切替器（例えば、サイリスタやトライアックなどのスイッチ）が必要となり、機器のコストが増大し、機器の容積が増加するという欠点があった。
【０００８】
また、別な観点から見た場合、例えば、二次巻線の中点にタップを設ける場合には、タップ切替の際の瞬断防止のために、二次側にスパーク・キラー用のコンデンサやバリスタなどの素子を挿入する必要があり、部品点数が増加するという欠点があった。また、これらの素子には大電流が流れ、素子自身の劣化が急速に進行するので、大容量で、かつ、信頼性の高い部品を用いる必要があり、機器のコストが増大するという欠点もあった。
【０００９】
また、上述した特許文献１にあっては、タップ切替を用いずに出力電圧の調整を実現してはいるものの、半導体スイッチでなどのスイッチング素子によって制御されたＰＷＭ制御出力を生成する必要があり、これらのＰＷＭ制御機能を付加することで、装置の容積や規模、あるいは装置の複雑度が増加するとともに、機器の価格が上昇するといった問題点があった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、ＰＷＭ制御などの複雑な制御を行わないことにより、装置の容積、規模および複雑度の増加を抑制し、費用対効果に優れた交流電圧制御装置を提供することを第１の目的とする。また、わが国の既存の電源供給手段を有効活用するとともに、装置自身の信頼性を損なうことのない簡易な手段にて実現される交流電圧制御装置を提供することを第２の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる交流電圧制御装置は、単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも正相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、前記正相入力端に一端が接続された一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該正相入力端と前記正相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端の間の電圧をモニタする電圧監視回路と、前記一次巻線の他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替えるスイッチと、を備え、前記電圧監視回路は、自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記スイッチを制御し、前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とすることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、一次巻線と、この一次巻線に磁気結合される二次巻線とを有するトランスが具備され、一次巻線の一端は正相入力端に接続され、二次巻線は正相入力端と正相出力端との間に接続される。また、電圧監視回路は、単相３線式の交流入力の３つの入力端の入力電圧、すなわち正相入力端−入力側中立端間、入力側中立端−逆相入力端間または正相入力端−逆相入力端間のうちの一つまたは複数の端間の入力電圧をモニタし、このモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいてスイッチを制御する。このスイッチ制御により、つぎの作用が生ずる。まず、一次巻線の他端の接続先が正相入力端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端に出力される出力電圧は変化しない。一方、一次巻線の他端の接続先が入力側中立端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力が出力される。他方、一次巻線の他端の接続先が逆相入力端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力よりも降圧幅の大きい第２段階の降圧出力が出力される。
【００１３】
つぎの発明にかかる交流電圧制御装置にあっては、単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも逆相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、前記逆相入力端に一端が接続された一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該逆相入力端と前記逆相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端の間の電圧をモニタする電圧監視回路と、前記一次巻線の他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替えるスイッチと、を備え、前記電圧監視回路は、自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記スイッチを制御し、前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とすることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、一次巻線と、この一次巻線に磁気結合される二次巻線とを有するトランスが具備され、一次巻線の一端は逆相入力端に接続され、二次巻線は逆相入力端と逆相出力端との間に接続される。また、電圧監視回路は、単相３線式の交流入力の３つの入力端の入力電圧、すなわち正相入力端−入力側中立端間、入力側中立端−逆相入力端間または正相入力端−逆相入力端間のうちの一つまたは複数の端間の入力電圧をモニタし、このモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいてスイッチを制御する。このスイッチ制御により、つぎの作用が生ずる。まず、一次巻線の他端の接続先が逆相入力端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端に出力される出力電圧は変化しない。一方、一次巻線の他端の接続先が入力側中立端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力が出力される。他方、一次巻線の他端の接続先が正相入力端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力よりも降圧幅の大きい第２段階の降圧出力が出力される。
【００２３】
つぎの発明にかかる交流電圧制御装置にあっては、単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧または昇圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも正相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、前記正相入力端に一端または他端が接続されるべき一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該正相入力端と前記正相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端間の電圧をモニタする電圧監視回路と、前記一次巻線の一端に接続される第１の基点と該一次巻線の他端に接続される第２の基点とを具備し、該一次巻線の一端または他端のいずれかの端の接続先を前記正相入力端に切り替える第１のスイッチと、前記第１の基点の接続先または前記第２の基点の接続先を自己の基点に接続させるとともに、該自己の基点の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替える第２のスイッチと、を備え、前記電圧監視回路は、自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第１のスイッチを制御し、前記一次巻線の一端または他端を前記正相入力端に接続しかつ該正相入力端に接続されていない該一次巻線の他端または一端を前記第２のスイッチの基点に接続するとともに、前記モニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第２のスイッチを制御し、該第２のスイッチに接続された前記一次巻線の一端または他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに接続するようにして、前記一次巻線の一端が前記正相入力端に接続されている状態で、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とし、前記一次巻線の他端が前記正相入力端に接続されている状態で、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の昇圧出力とし、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の昇圧出力とすることを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、一次巻線と、この一次巻線に磁気結合される二次巻線とを有するトランスが具備され、一次巻線の一端または他端のいずれかが正相入力端に接続され、二次巻線は正相入力端と正相出力端との間に接続される。また、電圧監視回路は、単相３線式の交流入力の３つの入力端の入力電圧、すなわち正相入力端−入力側中立端間、入力側中立端−逆相入力端間または正相入力端−逆相入力端間のうちの一つまたは複数の端間の入力電圧をモニタし、このモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて第１、第２のスイッチを制御する。なお、第１のスイッチは、一次巻線の一端に接続される第１の基点と一次巻線の他端に接続される第２の基点とが具備され、一次巻線の一端または他端のいずれかの端の接続先が正相入力端に切り替えられるように制御され、第２のスイッチは、第１のスイッチの第１の基点の接続先または第１のスイッチの第２の基点の接続先のいずれかが接続される基点が具備され、この基点の接続先が正相入力端、入力側中立端または逆相入力端のいずれか一つに切り替えられるように制御される。これらのスイッチ制御により、つぎの作用が生ずる。まず、第１のスイッチにより、一次巻線の一端が正相入力端に接続されている状態で、第２のスイッチにより、一次巻線の他端の接続先が正相入力端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端に出力される出力電圧は変化しない。一方、第２のスイッチにより、一次巻線の他端の接続先が入力側中立端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力が出力される。他方、第２のスイッチにより、一次巻線の他端の接続先が逆相入力端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力よりも降圧幅の大きい第２段階の降圧出力が出力される。同様に、第１のスイッチにより、一次巻線の他端が正相入力端に接続されている状態で、第２のスイッチにより、一次巻線の一端の接続先が正相入力端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端に出力される出力電圧は変化しない。一方、第２のスイッチにより、一次巻線の一端の接続先が入力側中立端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端には第１段階の昇圧出力が出力される。他方、第２のスイッチにより、一次巻線の一端の接続先が逆相入力端に選択されたときには、正相出力端と出力側中立端には第１段階の昇圧出力よりも昇圧幅の大きい第２段階の昇圧出力が出力される。
【００２５】
つぎの発明にかかる交流電圧制御装置にあっては、単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧または昇圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも逆相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、前記逆相入力端に一端または他端が接続されるべき一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該逆相入力端と前記逆相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端間の電圧をモニタする電圧監視回路と、前記一次巻線の一端に接続される第１の基点と該一次巻線の他端に接続される第２の基点とを具備し、該一次巻線の一端または他端のいずれかの端の接続先を前記逆相入力端に切り替える第１のスイッチと、前記第１の基点の接続先または前記第２の基点の接続先を自己の基点に接続させるとともに、該自己の基点の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替える第２のスイッチと、を備え、前記電圧監視回路は、自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第１のスイッチを制御し、前記一次巻線の一端または他端を前記逆相入力端に接続しかつ該逆相入力端に接続されていない該一次巻線の他端または一端を前記第２のスイッチの基点に接続するとともに、前記モニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第２のスイッチを制御し、該第２のスイッチに接続された前記一次巻線の一端または他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに接続するようにして、前記一次巻線の一端が前記逆相入力端に接続されている状態で、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とし、前記一次巻線の他端が前記逆相入力端に接続されている状態で、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の昇圧出力とし、前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の昇圧出力とすることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、一次巻線と、この一次巻線に磁気結合される二次巻線とを有するトランスが具備され、一次巻線の一端または他端のいずれかが逆相入力端に接続され、二次巻線は逆相入力端と逆相出力端との間に接続される。また、電圧監視回路は、単相３線式の交流入力の３つの入力端の入力電圧、すなわち正相入力端−入力側中立端間、入力側中立端−逆相入力端間または正相入力端−逆相入力端間のうちの一つまたは複数の端間の入力電圧をモニタし、このモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて第１、第２のスイッチを制御する。なお、第１のスイッチは、一次巻線の一端に接続される第１の基点と一次巻線の他端に接続される第２の基点とが具備され、一次巻線の一端または他端のいずれかの端の接続先が逆相入力端に切り替えられるように制御され、第２のスイッチは、第１のスイッチの第１の基点の接続先または第１のスイッチの第２の基点の接続先のいずれかが接続される基点が具備され、この基点の接続先が正相入力端、入力側中立端または逆相入力端のいずれか一つに切り替えられるように制御される。これらのスイッチ制御により、つぎの作用が生ずる。まず、第１のスイッチにより、一次巻線の一端が逆相入力端に接続されている状態で、第２のスイッチにより、一次巻線の他端の接続先が逆相入力端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端に出力される出力電圧は変化しない。一方、第２のスイッチにより、一次巻線の他端の接続先が入力側中立端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力が出力される。他方、第２のスイッチにより、一次巻線の他端の接続先が正相入力端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端には第１段階の降圧出力よりも降圧幅の大きい第２段階の降圧出力が出力される。同様に、第１のスイッチにより、一次巻線の他端が逆相入力端に接続されている状態で、第２のスイッチにより、一次巻線の一端の接続先が逆相入力端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端に出力される出力電圧は変化しない。一方、第２のスイッチにより、一次巻線の一端の接続先が入力側中立端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端には第１段階の昇圧出力が出力される。他方、第２のスイッチにより、一次巻線の一端の接続先が正相入力端に選択されたときには、逆相出力端と出力側中立端には第１段階の昇圧出力よりも昇圧幅の大きい第２段階の昇圧出力が出力される。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる交流電圧制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２８】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１にかかる交流電圧制御装置の模式的構成を示す図である。この交流電圧制御装置は、単相３線式のＡＣ入力が入力される正相入力端子である入力端子Ｒ１と、入力側の中立端子である入力端子Ｎ１と、入力端子Ｒ１に印加されるＡＣ入力と逆相のＡＣ入力が入力される逆相入力端子である入力端子Ｔ１とをそれぞれ入力側に備え、出力電圧を低下させた正相および逆相の単相３線式の出力電圧を出力する正相出力端子である出力端子Ｒ２と、出力側の中立端子である出力端子Ｎ２と、逆相出力端子である出力端子Ｔ２とをそれぞれ出力側に備えている。
【００２９】
単相３線式のＡＣ入力とは、最近の一般家庭でも使用されている１００Ｖの出力と−１００Ｖの出力とを有する商用電源の入力方式である。この入力方式では、入力端子Ｒ１には１００Ｖが入力され、入力端子Ｎ１はグランドに接続される。つまり、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間には１００Ｖの交流入力が印加される。また、入力端子Ｔ１には、入力端子Ｒ１に入力される電圧の逆相交流入力が入力されるので、入力端子Ｎ１−Ｔ１間では−１００Ｖの交流電圧が印加される。したがって、例えば、比較的大型のエアコンなどの機器を利用する場合では、機器を入力端子Ｒ１−Ｔ１間に接続し、これらの接続端子に発生する２００Ｖの電圧を利用することになる。
【００３０】
図１において、電圧監視回路ＶＳの一端が入力端子Ｒ１に接続され、他端は入力端子Ｎ１に接続されている。入力端子Ｒ１と出力端子Ｒ２との間には、一次巻線と二次巻線とを有するトランスＴＲが挿入されている。具体的には、二次巻線の一端が入力端子Ｒ１に接続され、他端が出力端子Ｒ２に接続されている。この二次巻線と磁気的に結合された一次巻線の一端は、二次巻線の一端側、すなわち入力端子Ｒ１に接続され、他端はスイッチＳＷ１の基点に接続されている。スイッチＳＷ１は、切替接点ｕ１、ｕ２、ｕ３を有し、電圧監視回路ＶＳから出力される制御信号によって切替制御される１回路３接点のスイッチである。このスイッチＳＷ１の切替接点ｕ１は入力端子Ｒ１に接続され、切替接点ｕ２は入力端子Ｎ１（または、出力端子Ｎ２）に接続され、切替接点ｕ３は入力端子Ｔ１（または、出力端子Ｔ２）に接続されている。なお、スイッチＳＷ１は、半導体素子などを用いた電子的スイッチを想定しているが、電圧監視回路ＶＳからの制御信号によって切り替えられる機械的な切替スイッチであってもよい。
【００３１】
トランスＴＲに示されている黒丸印は、相互誘導によってそれぞれの巻線に誘起される誘起電圧の向き（極性）を示している。すなわち、一次巻線の黒丸側に正となる向きの電圧が誘起された場合には、二次巻線の黒丸側が正となる向きの電圧が誘起され、一次巻線の黒丸側に負となる向きの電圧が誘起された場合には、二次巻線の黒丸側も負となる向きの電圧が誘起されることを示している。
【００３２】
つぎに、この交流電圧制御装置の動作について説明する。まず、図１において、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ１に接続されている状態（以下「第１の状態」と呼ぶ。）において、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間にＡＣ入力が印加された場合を考える。このとき、トランスＴＲの一次巻線は短絡状態にあり、一次巻線には起電力が発生しない。したがって、この一次巻線に磁気結合された二次巻線にも起電力は発生せず、入力端子Ｒ１と出力端子Ｒ２との間はスルー状態となり、入力された電圧値がそのまま出力される。
【００３３】
いま、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間に印加されるＡＣ入力電圧をＶｉとし、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧をＶ１１とすると、
Ｖ１１＝Ｖｉ・・・（１）
で表せる。
【００３４】
また、入力端子Ｎ１−Ｔ１の間に印加されるＡＣ入力電圧もＶｉとすれば、出力端子Ｒ２−Ｔ２に生ずる電圧をＶ１２は、
Ｖ１２＝２Ｖｉ・・・（２）
で表せる。
【００３５】
つぎに、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ２に接続されている状態（以下「第２の状態」と呼ぶ。）において、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間にＡＣ入力が印加された場合を考える。このとき、トランスＴＲの一次巻線の一端は入力端子Ｒ１に接続され、他端は入力端子Ｎ１に接続される。いま、一次巻線の巻数をｎ１とし、二次巻線の巻数をｎ２とすると、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間に印加されるＡＣ入力電圧Ｖｉが一次巻線の両端に印加され、二次巻線の両端には（ｎ２／ｎ１）Ｖｉの電圧が生ずる。また、トランスＴＲの黒丸の位置に注意すれば、入力端子Ｒ１からトランスＴＲの一次巻線を経て入力端子Ｎ１に戻る電流の位相と、入力端子Ｒ１からトランスＴＲの二次巻線を経てＡＣ出力側に向かう電流の位相とは互いに逆相の関係になる。したがって、この第２の状態において、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧は減少する。
【００３６】
このとき、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧をＶ２１とすると、
Ｖ２１＝Ｖｉ−（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・・・（３）
で表せる。
【００３７】
また、出力端子Ｒ２−Ｔ２に生ずる電圧をＶ２２とすれば、入力端子Ｎ１−Ｔ１の間にもＶｉの電圧が印加されているので、このＶ２２は、
Ｖ２２＝２Ｖｉ−（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・・・（４）
で表せる。
【００３８】
さらに、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ３に接続されている状態（以下「第３の状態」と呼ぶ。）において、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間および入力端子Ｒ１−Ｔ１の間にＡＣ入力が印加された場合を考える。このとき、トランスＴＲの一次巻線の一端は入力端子Ｒ１に接続され、他端は入力端子Ｔ１に接続されるので、入力端子Ｒ１−Ｔ１の間に印加されるＡＣ入力電圧は２Ｖｉであり、一次巻線の両端にはこの２Ｖｉの電圧が印加され、二次巻線の両端には（２ｎ２／ｎ１）Ｖｉの電圧が発生する。この電圧の位相を考えると、第２の状態のときと同様に、入力端子Ｒ１からトランスＴＲの一次巻線を経て入力端子Ｔ１に戻る電流の位相と、入力端子Ｒ１からトランスＴＲの二次巻線を経てＡＣ出力側に向かう電流の位相とは互いに逆相の関係になる。したがって、この第３の状態において、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧は減少する。
【００３９】
このとき、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧をＶ３１とすると、
Ｖ３１＝Ｖｉ−２（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・・・（５）
で表せる。
【００４０】
また、出力端子Ｒ２−Ｔ２に生ずる電圧をＶ３２とすれば、入力端子Ｎ１−Ｔ１の間にもＶｉの電圧が印加されているので、このＶ３２は、
Ｖ３２＝２Ｖｉ−２（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・・・（６）
で表せる。
【００４１】
上記に示した式（１）〜（６）から明らかなように、スイッチＳＷ１の切替接点の位置を制御し、トランスＴＲの一次巻線の他端の接続を入力端子Ｒ１、Ｎ１、Ｔ１のいずれか一つに切り替えることで、出力電圧を制御（降圧）することができる。なお、この出力電圧の制御は、電圧監視回路ＶＳによって行われる。すなわち、電圧監視回路ＶＳは、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の電圧値をモニタし、このモニタ電圧の大きさによって、スイッチＳＷ１を切り替えていく。定性的な説明をするとすれば、モニタ電圧が大きい場合には、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ３に切り替えられ、一次巻線の他端は入力端子Ｔ１に接続される。モニタ電圧が低下するにつれて、スイッチＳＷ１は切替接点ｕ２に切り替えられ、一次巻線の他端は入力端子Ｎ１に接続される。さらに、モニタ電圧が低下するにつれて、スイッチＳＷ１は切替接点ｕ１に切り替えられ、一次巻線の他端は入力端子Ｒ１に接続され、入力電圧がそのまま出力される。なお、より定量的な説明は後述する。
【００４２】
図２（ａ）は、巻数比（ｎ２／ｎ１）が０．０５のときの入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と出力端子Ｒ２−Ｎ２間の出力電圧との関係を示すグラフである。なお、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧は１００Ｖとしている。同図において、Ｋ１は、第１の状態、すなわち、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ１に切り替えられている状態での入力電圧と出力電圧の関係を示す波形である。同様に、Ｋ２は、第２の状態、すなわち、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ２に切り替えられている状態での入力電圧と出力電圧の関係を示す波形であり、Ｋ３は、第３の状態、すなわち、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ３に切り替えられている状態での入力電圧と出力電圧の関係を示す波形である。同図のグラフに示すように、電圧監視回路ＶＳによってモニタされるモニタ電圧の大きさに基づいてスイッチＳＷ１を切替制御することにより、出力電圧を適宜に制御できることが明らかである。
【００４３】
一方、図２（ｂ）は、巻数比（ｎ２／ｎ１）が０．０７５のときの入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と出力端子Ｒ２−Ｎ２間の出力電圧との関係を示すグラフである。図２（ａ）の場合と同様に、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧は１００Ｖとしている。同図において、Ｌ１は、第１の状態、すなわち、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ１に切り替えられている状態での入力電圧と出力電圧の関係を示す波形であり、Ｋ２は、第２の状態、すなわち、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ２に切り替えられている状態での入力電圧と出力電圧の関係を示す波形であり、Ｋ３は、第３の状態、すなわち、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ３に切り替えられている状態での入力電圧と出力電圧の関係を示す波形である。同図（ａ）のグラフと比較すれば明らかなように、それぞれの波形間の間隔が大きくなっている。つまり、巻数比を大きくすることによって出力電圧の制御幅を可変できることを示している。
【００４４】
例えば、電力事情の差異によって供給電圧の変動幅も変化するが、電圧変動が小さい地域であれば、巻数比を小さく設定すればよく、逆に、電圧変動が大きい地域であれば、巻数比を大きく設定すればよい。
【００４５】
図３は、実施の形態１にかかる交流電圧制御装置の電圧制御の一例を示した説明図である。なお、同図に示すグラフは、図２（ａ）に示した巻数比（ｎ２／ｎ１）が０．０５のときの入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と出力端子Ｒ２−Ｎ２間の出力電圧との関係を示す波形を再掲したものである。図３において、電圧監視回路ＶＳは、まず、入力電圧が大きい場合には、波形Ｋ３上の太線のように、一次巻線の他端がスイッチＳＷ１の切替接点ｕ３に接続されるようにスイッチＳＷ１を切替制御する。つぎに、入力電圧が所定の電圧よりも低下した場合（図３のグラフ上では約１００Ｖに設定）には、電圧監視回路ＶＳは、波形Ｋ２上の太線に移行するように、一次巻線の他端がスイッチＳＷ１の切替接点ｕ２に接続されるようにスイッチＳＷ１を切替制御する。さらに、入力電圧が所定の電圧よりも低下した場合（図３のグラフ上では、約９５Ｖに設定）には、電圧監視回路ＶＳは、波形Ｋ１上の太線に移行するように、一次巻線の他端がスイッチＳＷ１の切替接点ｕ１に接続されるようにスイッチＳＷ１を切替制御する。このようにして、この交流電圧制御装置は、入力電圧の変動に応じて適正な出力電圧を出力することができる。
【００４６】
なお、この実施の形態では、電圧監視回路ＶＳを入力端子Ｒ１−Ｎ１間に並列に接続し、これらの入力端子間に発生する電圧をモニタする構成としているが、この接続に限られるものではなく、例えば、入力端子Ｒ１−Ｔ１間に並列に接続した場合であっても、出力電圧の制御を実現することができる。また、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と入力端子Ｎ１−Ｔ１間の入力電圧とが連動して変動するようなＡＣ入力の場合には、電圧監視回路ＶＳを入力端子Ｎ１−Ｔ１間に並列に接続してもよく、この場合であっても、出力電圧の制御を実現することができる。
【００４７】
また、出力端子Ｒ２−Ｔ２間の出力電圧（２００Ｖ）の低下幅を大きくさせたい場合には、トランスＴＲと同様な構成の第２のトランスを入力端子Ｔ１と出力端子Ｔ２との間に接続するとともに、この第２のトランスの一次巻線の他端に第２のスイッチを接続し、電圧監視回路ＶＳのモニタ電圧に基づいて第２のスイッチを制御し、第２のトランスの一次巻線の他端の接続先を切り替えることにより出力電圧を制御するようにしてもよい。また、電圧監視回路ＶＳとは異なる第２の電圧監視回路を入力端子Ｎ１−Ｔ１間に接続し、この第２の電圧監視回路のモニタ電圧に基づいて第２のスイッチを制御するようにしてもよい。
【００４８】
以上説明したように、この実施の形態にかかる交流電圧制御装置によれば、電圧監視回路は、交流入力の３つの入力端の入力電圧、すなわち、正相入力端子−入力側中立端子間、入力側中立端子−逆相入力端子間および正相入力端子−逆相入力端子間のいずれか一つの入力電圧をモニタし、このモニタ電圧に基づいてトランスの一次巻線の他端を正相入力端子、入力側中立端子および逆相入力端子のいずれか一つに接続させるようにしているので、簡易な手段により出力電圧の制御を実現することができ、交流電圧制御装置自身の容積、規模および複雑度の増加と、機器の価格の上昇とを抑制することができる。また、わが国の既存の電源供給手段を有効活用することができ、装置自身の信頼性を低下させることもない。さらに、入力電圧が比較的大きい場合には電圧の下げ幅を大きくし、逆に、入力電圧が比較的小さい場合には電圧の下げ幅を小さくするような２段階の切替制御を実現することができるので、負荷の安定動作と省エネ効果の増大との両立に大きく貢献することができる。
【００４９】
また、この実施の形態にかかる交流電圧制御装置によれば、第１の電圧監視回路は、正相入力端子−入力側中立端子間の入力電圧をモニタし、このモニタ電圧に基づいて、第１のトランスの一次巻線の他端を正相入力端子、入力側中立端子および逆相入力端子のいずれか一つに接続させ、第２の電圧監視回路は、逆相入力端子−入力側中立端子間の入力電圧をモニタし、このモニタ電圧に基づいて、第２のトランスの一次巻線の他端を正相入力端子、入力側中立端子および逆相入力端子のいずれか一つに接続させるようにしているので、簡易な手段により出力電圧の制御を実現することができ、交流電圧制御装置自身の容積の増加と、コストの上昇とを抑制することができる。また、簡易な手段で、入力電圧が比較的大きい場合の下げ幅を大きくし、逆に、入力電圧が比較的小さい場合の下げ幅を小さくするような２段階の切替制御を実現するとともに、２００Ｖの出力に対してもきめ細かな出力電圧の制御を実現できるので、負荷の安定動作と省エネ効果の増大との両立にさらに大きく貢献することができる。
【００５０】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２にかかる交流電圧制御装置の模式的構成を示す図である。この交流電圧制御装置は、トランスＴＲの一次巻線と二次巻線との接続極性を切り替えるためのスイッチＳＷ２を付加したものである。なお、その他の構成は図１の実施の形態１に示す交流電圧制御装置と同一であり、同一部分には同一符号を付して示している。
【００５１】
実施の形態１では、省エネ効果を増大させるためにＡＣ入力を降圧させた降圧入力を負荷に供給していた。一方、電力事情のあまりよくないビルなどにおいては、供給電圧の低下によって機器の動作が不安定になることがある。このような場合には、逆に、ＡＣ入力を増加させる必要がある。そこで、ＡＣ入力の降圧および昇圧の両者の機能を備えた装置として実現したものが、図４に示す交流電圧制御装置である。
【００５２】
図４において、スイッチＳＷ２の基点ｂ１が切替接点ｗ１に接続され、基点ｂ２が切替接点ｗ２に接続されている状態は、実施の形態１と同じ状態の接続となる。このときの動作は、実施の形態１の動作と同様なので、ここでの説明は省略する。
【００５３】
つぎに、スイッチＳＷ２の基点ｂ１が切替接点ｗ２に接続され、基点ｂ２が切替接点ｗ１に接続されている状態を考える。この状態では、実施の形態１とは逆接続の状態であり、相互誘導によって一次巻線および二次巻線のそれぞれの巻線に誘起される誘起電圧の向きは実施の形態１の場合の逆極性となる。すなわち、一次巻線の黒丸側に正となる向きの電圧が誘起された場合には、二次巻線の黒丸側が負となる向きの電圧が誘起され、一次巻線の黒丸側に負となる向きの電圧が誘起された場合には、二次巻線の黒丸側が正となる向きの電圧が誘起される。つまり、二次巻線には、ＡＣ入力を昇圧する向きの電圧を誘起することになる。
【００５４】
また、スイッチＳＷ２が上記の状態であり、このとき、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ１、ｕ２、ｕ３のいずれか一つに接続されている状態の動作は、トランスＴＲの二次巻線に誘起される電圧が昇圧電圧である点を除いて実施の形態１と同一である。したがって、詳細な動作の説明は省略し、それぞれの出力端子に生ずる電圧のみについて列挙する。
【００５５】
第１の状態（スイッチＳＷ１が切替接点ｕ１に接続）において、入力端子Ｒ１−Ｎ１の間に印加されるＡＣ入力電圧と、入力端子Ｎ１−Ｔ１の間に印加される電圧とが、ともにＶｉであり、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧をＶ１１とし、出力端子Ｒ２−Ｔ２に生ずる電圧をＶ１２とすると、
Ｖ１１＝Ｖｉ・・・（７）
Ｖ１２＝２Ｖｉ・・・（８）
で表せる。
【００５６】
同様に、第２の状態（スイッチＳＷ１が切替接点ｕ２に接続）において、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧をＶ２１とし、出力端子Ｒ２−Ｔ２に生ずる電圧をＶ２２とすると、
Ｖ２１＝Ｖｉ＋（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・（９）
Ｖ２２＝２Ｖｉ＋（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・（１０）
で表せる。
【００５７】
さらに、第３の状態（スイッチＳＷ１が切替接点ｕ３に接続）において、出力端子Ｒ２−Ｎ２に生ずる電圧をＶ３１とし、出力端子Ｒ２−Ｔ２に生ずる電圧をＶ３２とすると、
Ｖ３１＝Ｖｉ＋２（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・（１１）
Ｖ２２＝２Ｖｉ＋２（ｎ２／ｎ１）Ｖｉ・・・（１２）
で表せる。
【００５８】
上記の式（７）〜（１２）に示されるように、スイッチＳＷ１の切替接点の位置を制御し、トランスＴＲの一次巻線の他端の接続を入力端子Ｒ１、Ｎ１、Ｔ１のいずれか一つに切り替えることで、出力電圧を制御（昇圧）することができる。なお、この出力電圧の制御は、電圧監視回路ＶＳによって行われる。
【００５９】
すなわち、電圧監視回路ＶＳは、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の電圧値をモニタし、このモニタ電圧の大きさによって、スイッチＳＷ１を切り替えていく。モニタ電圧が大きい場合には、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ１に切り替えられる。モニタ電圧が低下するにつれて、スイッチＳＷ１は切替接点ｕ２に切り替えられ、さらに、モニタ電圧が低下するにつれて、スイッチＳＷ１は切替接点ｕ３に切り替えられる。
【００６０】
上記の説明は、交流電圧制御装置を電圧昇圧装置として機能させる場合の動作についての説明である。また、この交流電圧制御装置を電圧降圧装置として機能させる場合の動作については、つぎのとおりである。なお、この場合には、スイッチＳＷ２の基点ｂ１が切替接点ｗ１に接続され、基点ｂ２が切替接点ｗ２に接続される。すなわち、電圧監視回路ＶＳは、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の電圧値をモニタし、このモニタ電圧の大きさによって、スイッチＳＷ１を切り替えていく。モニタ電圧が大きい場合には、スイッチＳＷ１が切替接点ｕ３に切り替えられる。モニタ電圧が低下するにつれて、スイッチＳＷ１は切替接点ｕ２に切り替えられ、さらに、モニタ電圧が低下すると、スイッチＳＷ１は切替接点ｕ１に切り替えられる。
【００６１】
なお、この実施の形態では、電圧監視回路ＶＳを入力端子Ｒ１−Ｎ１間に並列に接続し、これらの入力端子間に発生する電圧をモニタする構成としているが、この接続に限られるものではなく、例えば、入力端子Ｒ１−Ｔ１間に並列に接続した場合であっても、出力電圧の制御を実現することができる。また、入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と入力端子Ｎ１−Ｔ１間の入力電圧とが連動して変動するようなＡＣ入力の場合には、電圧監視回路ＶＳを入力端子Ｎ１−Ｔ１間に並列に接続してもよく、この場合であっても、出力電圧の制御を実現することができる。
【００６２】
以上説明したように、この実施の形態にかかる交流電圧制御装置によれば、電圧監視回路は、交流入力のモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて第３のスイッチ（上記でいうところのスイッチＳＷ２）を制御し、一次巻線の一端または他端を正相入力端子に接続するとともに正相入力端子に接続されていない一次巻線の他端または一端を第１のスイッチ（上記でいうところのスイッチＳＷ１）に接続し、交流入力のモニタ電圧に基づいて第１のスイッチを制御し、第１のスイッチに接続された一次巻線の一端または他端の接続先を正相入力端子、入力側中立端子および逆相入力端子のいずれか一つに接続させるようにしているので、簡易な手段により出力電圧の制御（昇圧／降圧）を実現することができ、交流電圧制御装置自身の容積、規模および複雑度の増加と、機器の価格の上昇とを抑制することができる。また、簡易な手段で、降圧の場合には、入力電圧が比較的大きい場合の下げ幅を大きくし、入力電圧が比較的小さい場合の下げ幅を小さくするような２段階の切替制御と、昇圧の場合には、入力電圧が比較的大きい場合の上げ幅を小さくし、入力電圧が比較的小さい場合の上げ幅を大きくするような２段階の切替制御とを実現することができるので、電力事情に応じて柔軟に対応できる交流電圧制御装置を実現することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明にかかる交流電圧制御装置によれば、単相３線式の交流入力の３つの入力端の入力電圧のいずれか一つをモニタし、このモニタ電圧に基づいてトランスの一次巻線の他端を正相入力端子、入力側中立端子および逆相入力端子のいずれか一つに接続させるようにしているので、簡易な手段により出力電圧の制御を実現することができ、交流電圧制御装置自身の容積の増加と、コストの上昇とを抑制することができるという効果を奏する。
【００６４】
また、この発明にかかる交流電圧制御装置によれば、簡易な手段で、入力電圧が比較的大きい場合の下げ幅を大きくし、逆に、入力電圧が比較的小さい場合の下げ幅を小さくするような２段階の切替制御を実現することができるので、機器の安定動作と省エネ効果の増大との両立に大きく貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる交流電圧制御装置の模式的構成を示す図である。
【図２】（ａ）は、巻数比（ｎ２／ｎ１）が０．０５のときの入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と出力端子Ｒ２−Ｎ２間の出力電圧との関係を示すグラフであり、（ｂ）は、巻数比（ｎ２／ｎ１）が０．０７５のときの入力端子Ｒ１−Ｎ１間の入力電圧と出力端子Ｒ２−Ｎ２間の出力電圧との関係を示すグラフである。
【図３】実施の形態１にかかる交流電圧制御装置の出力電圧の電圧制御の一例を示した説明図である。
【図４】実施の形態２にかかる交流電圧制御装置の模式的構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｒ１，Ｎ１，Ｔ１入力端子
Ｒ２，Ｎ２，Ｔ２出力端子
ＳＷ１，ＳＷ２スイッチ
ＴＲトランス
ｂ１，ｂ２基点
ｕ１，ｕ２，ｕ３，ｗ１，ｗ２切替接点
ＶＳ電圧監視回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an AC voltage control device, and more particularly to an AC voltage control device that realizes switching of an output voltage with a simple configuration.
[0002]
[Prior art]
Article 26 of the Electricity Business Law regulates the limitation of supply voltage, and Article 44 of the Enforcement Regulations of the Electricity Business Law that received this provision sets the standard voltage range to be maintained as 101V ± 6V, that is, 95V to 107V. It stipulates. Therefore, the equipment connected to the load is required to absorb this voltage fluctuation and guarantee the operation in these voltage ranges. The reason why the supply voltage has such a range is that the voltage fluctuates in the morning and evening even during the day, and it is difficult to maintain the supply voltage due to the difference in power situation depending on the region. It is.
[0003]
On the other hand, most of the devices connected to the load side are capable of operating sufficiently even at a voltage of about 90V to 94V except for special devices, and an energy saving effect can be expected due to a decrease in supply voltage. Accordingly, attention has been focused on a technique for reducing and stabilizing the supply voltage supplied to the load.
[0004]
In such a situation, conventionally, a tap is provided on the secondary winding of the transformer, and the output voltage is often controlled by switching the tap (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0005]
Further, as a method not using a tap, a configuration example of a device that adjusts an output voltage by adding an output of a voltage amplitude adjuster configured by a semiconductor switch via a transformer to a system is disclosed (for example, Patent Document) 1).
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-83378 A (page 4-6, FIGS. 1 and 2)
[Non-Patent Document 1]
"Basic knowledge of power supply, 4 AC stabilized power supply, (p.9, Fig. 14)", "ONLINE", Kikusui Corporation homepage, "February 28, 2003 search", Internet <URL: http: // www. kikusui. co. jp / catalog / pdf / general_catalog2002 / data_powersupply. pdf />
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a tap is provided on the secondary winding of the transformer, a tap changer (for example, a switch such as a thyristor or a triac) for switching the tap associated with the tap is required, which increases the cost of the device, There was a disadvantage that the volume of the increased.
[0008]
From another viewpoint, for example, when a tap is provided at the midpoint of the secondary winding, a spark killer capacitor or It is necessary to insert an element such as a varistor, resulting in an increase in the number of parts. In addition, since a large current flows through these elements and the deterioration of the elements progresses rapidly, it is necessary to use high-capacity and high-reliability parts, which increases the cost of the equipment. It was.
[0009]
In Patent Document 1 described above, although the output voltage is adjusted without using tap switching, it is necessary to generate a PWM control output controlled by a switching element such as a semiconductor switch. Adding these PWM control functions increases the volume and scale of the device or the complexity of the device and increases the price of the device.
[0010]
The present invention has been made in view of the above, and by not performing complicated control such as PWM control, an increase in the volume, scale and complexity of the device is suppressed, and AC voltage control excellent in cost effectiveness is achieved. It is a first object to provide an apparatus. It is a second object of the present invention to provide an AC voltage control device that can be realized by simple means that makes effective use of existing power supply means in Japan and does not impair the reliability of the apparatus itself.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above-described problems and achieve the object, an AC voltage control apparatus according to the present invention is a positive-phase input to which a single-phase three-wire AC input is input.end,Input side neutralEndAnd reverse phase inputEnd andA single-phase three-wire AC output in which the AC input voltage is stepped down is output.at leastNormal phase outputEdge andOutput side neutralEnd andAn AC voltage control device comprising the positive phase inputOn the edgeA primary winding connected at one end, and the positive phase input magnetically coupled to the primary winding;End andPositive phase outputEnd andA transformer having a secondary winding connected between the positive phase input and the transformerEnd andInput side neutralEnd andThe negative phase inputEnd andInput side neutralEnd andBetweenOrPositive phase inputEnd andReverse phase inputEnd andBetweenBetween one or more endsConnected to theseEndA voltage monitoring circuit for monitoring the voltage between and the other end of the primary windingAny one of the positive phase input end, the input side neutral end, and the reverse phase input endA switch for switching, and the voltage monitoring circuit controls the switch based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage,When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the switch, the voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end is not changed, and the switch When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end, the voltage output to the positive-phase output end and the output-side neutral end is set as a first step-down output, and the switch When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the negative-phase input terminal, the voltage output to the positive-phase output terminal and the output-side neutral terminal is set as the second step-down output.It is characterized by that.
[0012]
  According to this invention,A transformer having a primary winding and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding is provided. One end of the primary winding is connected to the positive phase input end, and the secondary winding is connected to the positive phase input end. Connected to the positive phase output terminal. Also,The voltage monitoring circuit is the input voltage at the three input terminals of the single-phase three-wire AC input, that is, the positive-phase inputEnd-Input side neutralEnd to end, Input side neutralEnd-Reverse phase inputEnd to endOr positive phase inputEnd-Reverse phase inputEnd to endofBetween one or more of themThe input voltage is monitored, and the switch is controlled based on the difference voltage between the monitor voltage and a predetermined reference voltage.This switch control produces the following action. First, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end, the output voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end does not change. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end, the first-stage step-down output is output to the positive-phase output end and the output-side neutral end. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the reverse phase input end, the second phase step-down step having a larger step-down width than the first step step-down output is provided at the positive phase output end and the output side neutral end. Output is output.
[0013]
  In the AC voltage control apparatus according to the next invention, a single-phase three-wire AC input, a positive-phase input terminal, an input-side neutral terminal, and a reverse-phase inputEnd andA single-phase three-wire AC output in which the AC input voltage is stepped down is output.At least the negative output end and the output neutral endAn AC voltage control device comprising the negative phase inputOn the edgeA primary winding having one end connected to the primary winding, and the negative-phase input magnetically coupled to the primary winding;End andReverse phase outputEnd andA transformer having a secondary winding connected between the positive phase input and the transformerEnd andInput side neutralEnd andThe negative phase inputEnd andInput side neutralEnd andBetweenOrPositive phase inputEnd andReverse phase inputEnd andBetweenBetween one or more endsConnected to theseBetween the edgesA voltage monitoring circuit for monitoring the voltage of the primary winding and a connection destination of the other end of the primary winding.Any one of the positive phase input end, the input side neutral end, and the reverse phase input endA switch for switching, and the voltage monitoring circuit controls the switch based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage,When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the reverse phase input end by the switch, the voltage output to the negative phase output end and the output side neutral end is not changed, and the switch When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end, the voltage output to the negative-phase output end and the output-side neutral end is set as a first step-down output, and the switch When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive-phase input terminal, the voltage output to the negative-phase output terminal and the output-side neutral terminal is set as the second step-down output.It is characterized by that.
[0014]
  According to this invention,A transformer having a primary winding and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding is provided. One end of the primary winding is connected to the negative phase input end, and the secondary winding is connected to the negative phase input end. It is connected between the negative phase output terminals. Also,The voltage monitoring circuit is the input voltage at the three input terminals of the single-phase three-wire AC input, that is, the positive-phase inputEnd-Input side neutralEnd to end, Input side neutralEnd-Reverse phase inputEnd to endOr positive phase inputEnd-Reverse phase inputEnd to endofBetween one or more of themThe input voltage is monitored, and the switch is controlled based on the difference voltage between the monitor voltage and a predetermined reference voltage.This switch control produces the following action. First, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the reverse phase input end, the output voltage output to the reverse phase output end and the output side neutral end does not change. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end, the first-stage step-down output is output to the negative-phase output end and the output-side neutral end. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end, the second phase step-down step having a larger step-down width than the first step step-down output is provided at the negative phase output end and the output side neutral end. Output is output.
[0023]
  In the AC voltage control apparatus according to the next invention, a single-phase three-wire AC input is inputted as a positive phase input.end,Input side neutralEndAnd a single-phase three-wire AC output in which the voltage of the AC input is stepped down or boosted is output.at leastNormal phase outputEdge andOutput side neutralEnd andAn AC voltage control device comprising the positive phase inputOn the edgeone endOr the other end should be connectedA primary winding and the positive phase input magnetically coupled to the primary windingEnd andPositive phase outputEnd andA transformer having a secondary winding connected between the positive phase input and the transformerEnd andInput side neutralEnd andThe negative phase inputEnd andInput side neutralEnd andOr the positive phase inputEnd andReverse phase inputEnd andBetweenBetween one or more endsConnected to theseEnd to endA voltage monitoring circuit for monitoring the voltage ofA first base point connected to one end of the primary winding and a second base point connected to the other end of the primary winding; The first switch for switching the connection destination to the positive phase input terminal, the connection destination of the first base point or the connection destination of the second base point is connected to its own base point, and the connection destination of its own base point is A second switch for switching to one of the positive phase input end, the input side neutral end, or the reverse phase input end;And the voltage monitoring circuit is based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage.First switchAnd control one end or the other end of the primary winding to the positive phase input.On the edgeConnectionShikatsuPositive phase inputOn the edgeThe other end or one end of the primary winding that is not connectedBase point of the second switchConnect toAs well as, Based on the difference voltage between the monitor voltage and a predetermined reference voltageSecond switchControl theSecond switchConnected to one end or the other end of the primary winding connected to the positive phase inputend,Input side neutralEnd orReverse phase inputEndConnect to any oneThus, in the state where one end of the primary winding is connected to the positive phase input end, the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch. The voltage output to the positive-phase output end and the output-side neutral end is not changed, and the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch. The voltage output to the positive-phase output terminal and the output-side neutral terminal is used as a first-stage step-down output, and the second switch connects the other end of the primary winding to the negative-phase input terminal. When selected, the voltage output to the positive-phase output terminal and the output-side neutral terminal is a second-stage step-down output, and the other end of the primary winding is connected to the positive-phase input terminal. The second switch selects the connection destination of one end of the primary winding as the positive phase input end. When this is done, the voltage output to the positive-phase output end and the output-side neutral end is not changed, and the connection destination of one end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch. The voltage output to the positive-phase output terminal and the output-side neutral terminal is used as the first stepped boost output, and the second switch selects the connection destination of one end of the primary winding as the negative-phase input terminal. When this is done, the voltage output to the positive-phase output terminal and the output-side neutral terminal is used as the boost output of the second stage.It is characterized by that.
[0024]
  According to this invention,A transformer having a primary winding and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding is provided, and one end or the other end of the primary winding is connected to the positive phase input end, and the secondary winding Is connected between the positive phase input terminal and the positive phase output terminal. Also,The voltage monitoring circuit is the input voltage at the three input terminals of the single-phase three-wire AC input, that is, the positive-phase inputEnd-Input side neutralEnd to end, Input side neutralEnd-Reverse phase inputEnd to endOr positive phase inputEnd-Reverse phase inputEnd to endofBetween one or more of themThe input voltage is monitored, and based on the difference voltage between this monitor voltage and the predetermined reference voltage1st and 2nd switchTo control.The first switch includes a first base point connected to one end of the primary winding and a second base point connected to the other end of the primary winding, and is connected to one end or the other end of the primary winding. The connection destination of either end is controlled to be switched to the positive phase input end, and the second switch is connected to the connection destination of the first base point of the first switch or the second base point of the first switch. A base point to which any of the above points is connected is provided, and the connection point of this base point is controlled to be switched to any one of the positive phase input end, the input side neutral end, and the negative phase input end. These switch controls produce the following effects. First, in the state where one end of the primary winding is connected to the positive phase input end by the first switch, the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch. Sometimes, the output voltage output to the positive phase output terminal and the output side neutral terminal does not change. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected to be the input-side neutral end by the second switch, the first-stage step-down output is output to the positive-phase output end and the output-side neutral end. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the negative phase input end by the second switch, the step-down width is smaller than the step-down output of the first stage at the positive phase output end and the output side neutral end. A large second-stage step-down output is output. Similarly, in the state where the other end of the primary winding is connected to the positive phase input end by the first switch, the connection destination of one end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch. The output voltage output to the positive-phase output terminal and the output-side neutral terminal does not change. On the other hand, when the connection destination of one end of the primary winding is selected to be the input side neutral end by the second switch, the first step boost output is output to the positive phase output end and the output side neutral end. On the other hand, when the connection destination of one end of the primary winding is selected as the negative phase input end by the second switch, the positive phase output end and the output side neutral end have a step-up width larger than that of the first step boost output. The boost output of the second stage is output.
[0025]
  In the AC voltage control device according to the next invention,A positive-phase input terminal to which a single-phase three-wire AC input is input, an input-side neutral terminal and a negative-phase input terminal, and a single-phase three-wire AC output in which the voltage of the AC input is stepped down or boosted are output. An AC voltage control device comprising at least a reverse-phase output end and an output-side neutral end, a primary winding whose one or the other end is to be connected to the reverse-phase input end, and a magnetic A transformer having a secondary winding coupled and connected between the negative-phase input terminal and the negative-phase output terminal; and between the positive-phase input terminal and the input-side neutral terminal, the negative-phase input A voltage monitoring circuit that is connected between one end or the input side neutral end or one or a plurality of ends between the positive phase input end and the negative phase input end, and monitors a voltage between these ends; A first base point connected to one end of the primary winding and a second base point connected to the other end of the primary winding. And a first switch that switches a connection destination of one end or the other end of the primary winding to the reverse phase input end, and a connection destination of the first base point or a connection of the second base point A second switch that connects the point to the base point of the self and switches the point of connection of the base point to any one of the positive-phase input end, the input-side neutral end, and the negative-phase input end. The voltage monitoring circuit controls the first switch based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage, and one end or the other end of the primary winding is connected to the negative phase input end. The other end or one end of the primary winding that is connected and not connected to the negative phase input end is connected to the base point of the second switch, and based on the voltage difference between the monitor voltage and a predetermined reference voltage Controlling the second switch, the second switch The primary winding is connected so that one end or the other end of the primary winding connected to the switch is connected to any one of the positive phase input end, the input side neutral end, or the negative phase input end. When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the reverse phase input end by the second switch in a state where one end of the wire is connected to the reverse phase input end, the reverse phase output end When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch without changing the voltage output to the output-side neutral end, When the voltage output to the output-side neutral end is a first step-down output, and the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive-phase input end by the second switch, The voltage output to the output end and the output side neutral end is the second step-down output, When the other end of the primary winding is connected to the negative phase input end and the connection destination of one end of the primary winding is selected as the negative phase input end by the second switch, When the connection destination of one end of the primary winding is selected as the input side neutral end by the second switch without changing the voltage output to the phase output end and the output side neutral end, the reverse phase output When the voltage output to the output end and the output-side neutral end is the first step-up boost output and the connection destination of one end of the primary winding is selected as the positive-phase input end by the second switch, The voltage output to the phase output terminal and the output-side neutral terminal is used as the boost output of the second stage.
[0026]
  According to this invention,A transformer having a primary winding and a secondary winding that is magnetically coupled to the primary winding is provided, and one end or the other end of the primary winding is connected to the reverse phase input end, and the secondary winding Is connected between the negative phase input terminal and the negative phase output terminal. In addition, the voltage monitoring circuit is configured to input voltages at three input terminals of a single-phase three-wire AC input, that is, between the positive-phase input terminal and the input-side neutral terminal, between the input-side neutral terminal and the negative-phase input terminal, or the positive-phase input. An input voltage between one or a plurality of ends between the end and the negative phase input end is monitored, and the first and second switches are controlled based on a difference voltage between the monitor voltage and a predetermined reference voltage. The first switch includes a first base point connected to one end of the primary winding and a second base point connected to the other end of the primary winding, and is connected to one end or the other end of the primary winding. The connection destination of either end is controlled to be switched to the reverse phase input end, and the second switch is connected to the connection destination of the first base point of the first switch or the second base point of the first switch. A base point to which any of the above points is connected is provided, and the connection point of this base point is controlled to be switched to any one of the positive phase input end, the input side neutral end, and the negative phase input end. These switch controls produce the following effects. First, in the state where one end of the primary winding is connected to the negative phase input end by the first switch, the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the negative phase input end by the second switch. Sometimes, the output voltage output to the negative phase output terminal and the output side neutral terminal does not change. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input side neutral end by the second switch, the first step-down step-down output is output to the reverse phase output end and the output side neutral end. On the other hand, when the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive-phase input end by the second switch, the step-down width of the negative-phase output end and the output-side neutral end is lower than that of the first step-down output. A large second-stage step-down output is output. Similarly, in the state where the other end of the primary winding is connected to the reverse phase input end by the first switch, the connection destination of one end of the primary winding is selected as the reverse phase input end by the second switch. The output voltage output to the negative output terminal and the output neutral terminal does not change. On the other hand, when the connection destination of one end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch, the first-stage boosted output is output to the negative-phase output end and the output-side neutral end. On the other hand, when the connection destination of one end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch, the boosting width is larger than that of the first step boost output at the negative phase output end and the output side neutral end. The boost output of the second stage is output.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an AC voltage control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
[0028]
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of the AC voltage control apparatus according to the first embodiment. This AC voltage control apparatus includes an input terminal R1 that is a positive-phase input terminal to which a single-phase three-wire AC input is input, an input terminal N1 that is a neutral terminal on the input side, and an AC that is applied to the input terminal R1. The input terminal T1 which is a negative phase input terminal to which an AC input of the negative phase and the negative phase is input is provided on the input side, and outputs a single-phase three-wire output voltage of a normal phase and a negative phase with a reduced output voltage. An output terminal R2 that is a positive phase output terminal, an output terminal N2 that is a neutral terminal on the output side, and an output terminal T2 that is a reverse phase output terminal are provided on the output side.
[0029]
The single-phase, three-wire AC input is a commercial power supply input system having a 100V output and a -100V output that are also used in recent homes. In this input method, 100 V is input to the input terminal R1, and the input terminal N1 is connected to the ground. That is, 100V AC input is applied between the input terminals R1-N1. In addition, since the negative-phase AC input of the voltage input to the input terminal R1 is input to the input terminal T1, an AC voltage of −100 V is applied between the input terminals N1 and T1. Therefore, for example, when a device such as a relatively large air conditioner is used, the device is connected between the input terminals R1 and T1, and a voltage of 200 V generated at these connection terminals is used.
[0030]
In FIG. 1, one end of the voltage monitoring circuit VS is connected to the input terminal R1, and the other end is connected to the input terminal N1. A transformer TR having a primary winding and a secondary winding is inserted between the input terminal R1 and the output terminal R2. Specifically, one end of the secondary winding is connected to the input terminal R1, and the other end is connected to the output terminal R2. One end of the primary winding magnetically coupled to the secondary winding is connected to one end side of the secondary winding, that is, the input terminal R1, and the other end is connected to the base point of the switch SW1. The switch SW1 is a one-circuit three-contact switch that has switching contacts u1, u2, and u3 and is controlled to be switched by a control signal output from the voltage monitoring circuit VS. The switching contact u1 of the switch SW1 is connected to the input terminal R1, the switching contact u2 is connected to the input terminal N1 (or output terminal N2), and the switching contact u3 is connected to the input terminal T1 (or output terminal T2). ing. The switch SW1 is assumed to be an electronic switch using a semiconductor element or the like, but may be a mechanical changeover switch that is switched by a control signal from the voltage monitoring circuit VS.
[0031]
The black circle marks shown in the transformer TR indicate the direction (polarity) of the induced voltage induced in each winding by mutual induction. That is, when a voltage in the positive direction is induced on the black circle side of the primary winding, a voltage in the positive direction on the black circle side of the secondary winding is induced and becomes negative on the black circle side of the primary winding. When the direction voltage is induced, it indicates that the voltage in the negative direction is also induced on the black circle side of the secondary winding.
[0032]
Next, the operation of this AC voltage control device will be described. First, consider a case where an AC input is applied between the input terminals R1-N1 in the state where the switch SW1 is connected to the switching contact u1 in FIG. 1 (hereinafter referred to as “first state”). At this time, the primary winding of the transformer TR is in a short circuit state, and no electromotive force is generated in the primary winding. Therefore, no electromotive force is generated in the secondary winding magnetically coupled to the primary winding, the input terminal R1 and the output terminal R2 are in the through state, and the input voltage value is output as it is.
[0033]
Now, if the AC input voltage applied between the input terminals R1-N1 is Vi, and the voltage generated at the output terminal R2-N2 is V11,
V11 = Vi (1)
It can be expressed as
[0034]
If the AC input voltage applied between the input terminals N1-T1 is also Vi, the voltage generated at the output terminal R2-T2 is V12:
V12 = 2Vi (2)
It can be expressed as
[0035]
Next, consider a case where an AC input is applied between the input terminals R1-N1 in a state where the switch SW1 is connected to the switching contact u2 (hereinafter referred to as “second state”). At this time, one end of the primary winding of the transformer TR is connected to the input terminal R1, and the other end is connected to the input terminal N1. Now, assuming that the number of turns of the primary winding is n1 and the number of turns of the secondary winding is n2, the AC input voltage Vi applied between the input terminals R1-N1 is applied to both ends of the primary winding, and the secondary winding A voltage of (n2 / n1) Vi is generated at both ends of the line. If attention is paid to the position of the black circle of the transformer TR, the phase of the current returning from the input terminal R1 through the primary winding of the transformer TR to the input terminal N1 and the AC output from the input terminal R1 through the secondary winding of the transformer TR. The phases of the currents flowing in the direction are opposite to each other. Therefore, in this second state, the voltage generated at the output terminal R2-N2 decreases.
[0036]
At this time, if the voltage generated at the output terminal R2-N2 is V21,
V21 = Vi− (n2 / n1) Vi (3)
It can be expressed as
[0037]
Further, if the voltage generated at the output terminal R2-T2 is V22, the voltage of Vi is also applied between the input terminals N1-T1.
V22 = 2Vi− (n2 / n1) Vi (4)
It can be expressed as
[0038]
Further, in a state where the switch SW1 is connected to the switching contact u3 (hereinafter referred to as “third state”), an AC input is applied between the input terminals R1-N1 and between the input terminals R1-T1. Think about the case. At this time, since one end of the primary winding of the transformer TR is connected to the input terminal R1, and the other end is connected to the input terminal T1, the AC input voltage applied between the input terminals R1-T1 is 2Vi, The voltage of 2Vi is applied to both ends of the primary winding, and the voltage of (2n2 / n1) Vi is generated at both ends of the secondary winding. Considering the phase of this voltage, as in the second state, the phase of the current returning from the input terminal R1 to the input terminal T1 through the primary winding of the transformer TR and the secondary winding of the transformer TR from the input terminal R1. The phases of currents flowing through the line toward the AC output side are in opposite phase to each other. Therefore, in this third state, the voltage generated at the output terminal R2-N2 decreases.
[0039]
At this time, if the voltage generated at the output terminal R2-N2 is V31,
V31 = Vi-2 (n2 / n1) Vi (5)
It can be expressed as
[0040]
Further, if the voltage generated at the output terminal R2-T2 is V32, the voltage of Vi is also applied between the input terminals N1-T1.
V32 = 2Vi-2 (n2 / n1) Vi (6)
It can be expressed as
[0041]
As apparent from the equations (1) to (6) shown above, the position of the switching contact of the switch SW1 is controlled, and the other end of the primary winding of the transformer TR is connected to any of the input terminals R1, N1, and T1. By switching to one, the output voltage can be controlled (stepped down). The output voltage is controlled by the voltage monitoring circuit VS. That is, the voltage monitoring circuit VS monitors the voltage value between the input terminals R1 and N1, and switches the switch SW1 according to the magnitude of the monitor voltage. Qualitatively, if the monitor voltage is large, the switch SW1 is switched to the switching contact u3, and the other end of the primary winding is connected to the input terminal T1. As the monitor voltage decreases, the switch SW1 is switched to the switching contact u2, and the other end of the primary winding is connected to the input terminal N1. Further, as the monitor voltage decreases, the switch SW1 is switched to the switching contact u1, the other end of the primary winding is connected to the input terminal R1, and the input voltage is output as it is. A more quantitative description will be given later.
[0042]
FIG. 2A is a graph showing the relationship between the input voltage between the input terminals R1 and N1 and the output voltage between the output terminals R2 and N2 when the turns ratio (n2 / n1) is 0.05. The input voltage between the input terminals R1 and N1 is 100V. In the figure, K1 is a waveform showing the relationship between the input voltage and the output voltage in the first state, that is, the state where the switch SW1 is switched to the switching contact u1. Similarly, K2 is a waveform indicating the relationship between the input voltage and the output voltage in the second state, that is, the state where the switch SW1 is switched to the switching contact u2, and K3 is the third state, that is, It is a waveform which shows the relationship between the input voltage and output voltage in the state in which switch SW1 is switched to the switching contact u3. As shown in the graph of the figure, it is apparent that the output voltage can be appropriately controlled by switching the switch SW1 based on the magnitude of the monitor voltage monitored by the voltage monitoring circuit VS.
[0043]
On the other hand, FIG. 2B is a graph showing the relationship between the input voltage between the input terminals R1 and N1 and the output voltage between the output terminals R2 and N2 when the turns ratio (n2 / n1) is 0.075. . As in the case of FIG. 2A, the input voltage between the input terminals R1 and N1 is 100V. In the figure, L1 is a waveform indicating the relationship between the input voltage and the output voltage in the first state, that is, the state where the switch SW1 is switched to the switching contact u1, and K2 is the second state, that is, , K3 is a waveform showing the relationship between the input voltage and the output voltage when the switch SW1 is switched to the switching contact u2, and K3 is the third state, that is, the state where the switch SW1 is switched to the switching contact u3. It is a waveform which shows the relationship between the input voltage and output voltage in. As apparent from comparison with the graph of FIG. 9A, the interval between the respective waveforms is large. That is, it shows that the control range of the output voltage can be varied by increasing the turns ratio.
[0044]
For example, the fluctuation range of the supply voltage varies depending on the power situation, but if the voltage fluctuation is small, the turn ratio may be set small. Conversely, if the voltage fluctuation is large, the turn ratio is Just set a large value.
[0045]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of voltage control of the AC voltage control apparatus according to the first embodiment. The graph shown in the figure shows the input voltage between the input terminals R1 and N1 and the output voltage between the output terminals R2 and N2 when the turns ratio (n2 / n1) shown in FIG. 2A is 0.05. This is a reprint of the waveform showing the relationship. In FIG. 3, when the input voltage is high, the voltage monitoring circuit VS first switches the switch SW1 so that the other end of the primary winding is connected to the switching contact u3 of the switch SW1, as indicated by a thick line on the waveform K3. Is switched. Next, when the input voltage is lower than the predetermined voltage (set to about 100 V on the graph of FIG. 3), the voltage monitoring circuit VS shifts the primary winding so as to shift to the thick line on the waveform K2. The switch SW1 is switch-controlled so that the other end is connected to the switch contact u2 of the switch SW1. Further, when the input voltage is lower than the predetermined voltage (set to about 95 V on the graph of FIG. 3), the voltage monitoring circuit VS shifts the primary winding so as to shift to the thick line on the waveform K1. The switch SW1 is switch-controlled so that the other end is connected to the switch contact u1 of the switch SW1. In this way, the AC voltage control device can output an appropriate output voltage according to the fluctuation of the input voltage.
[0046]
In this embodiment, the voltage monitoring circuit VS is connected in parallel between the input terminals R1 and N1, and the voltage generated between these input terminals is monitored. However, the present invention is not limited to this connection. For example, even when the input terminals R1 to T1 are connected in parallel, the output voltage can be controlled. In the case of an AC input in which the input voltage between the input terminals R1 and N1 and the input voltage between the input terminals N1 and T1 fluctuate in conjunction with each other, the voltage monitoring circuit VS is connected in parallel between the input terminals N1 and T1. Even in this case, the output voltage can be controlled.
[0047]
Further, when it is desired to increase the width of decrease in the output voltage (200 V) between the output terminals R2 and T2, a second transformer having the same configuration as the transformer TR is connected between the input terminal T1 and the output terminal T2. At the same time, a second switch is connected to the other end of the primary winding of the second transformer, and the second switch is controlled based on the monitor voltage of the voltage monitoring circuit VS. The output voltage may be controlled by switching the connection destination at the other end. Further, a second voltage monitoring circuit different from the voltage monitoring circuit VS is connected between the input terminals N1 and T1, and the second switch is controlled based on the monitor voltage of the second voltage monitoring circuit. Good.
[0048]
As described above, according to the AC voltage control device according to this embodiment, the voltage monitoring circuit includes the input voltages at the three input terminals of the AC input, that is, the input between the positive-phase input terminal and the input-side neutral terminal. One input voltage is monitored between the side neutral terminal and the negative phase input terminal and between the positive phase input terminal and the negative phase input terminal. Based on this monitor voltage, the other end of the primary winding of the transformer is connected to the positive phase input terminal. Because it is connected to any one of the input side neutral terminal and the negative phase input terminal, the output voltage can be controlled by simple means, and the volume, scale and complexity of the AC voltage control device itself can be realized. The increase in the degree and the increase in the price of the equipment can be suppressed. In addition, existing power supply means in Japan can be used effectively, and the reliability of the apparatus itself is not reduced. Furthermore, it is possible to realize a two-stage switching control that increases the voltage decrease range when the input voltage is relatively large, and conversely decreases the voltage decrease range when the input voltage is relatively small. As a result, it is possible to greatly contribute to both stable load operation and increased energy saving effect.
[0049]
Further, according to the AC voltage control apparatus of this embodiment, the first voltage monitoring circuit monitors the input voltage between the positive phase input terminal and the input-side neutral terminal, and based on the monitor voltage, the first voltage monitoring circuit The other end of the primary winding of the transformer is connected to any one of the positive phase input terminal, the input side neutral terminal, and the negative phase input terminal, and the second voltage monitoring circuit has the negative phase input terminal-the input side neutral terminal And the other end of the primary winding of the second transformer is connected to any one of the positive-phase input terminal, the input-side neutral terminal, and the negative-phase input terminal based on the monitor voltage. Therefore, the output voltage can be controlled by simple means, and an increase in the volume of the AC voltage control device itself and an increase in cost can be suppressed. In addition, by a simple means, a two-step switching control is realized such that the reduction amount when the input voltage is relatively large is increased, and conversely, the reduction amount when the input voltage is relatively small is reduced, and 200 V As a result, fine control of the output voltage can be realized with respect to the output of the power source, which can further contribute to both the stable operation of the load and the increase of the energy saving effect.
[0050]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the AC voltage control apparatus according to the second embodiment. This AC voltage control device is provided with a switch SW2 for switching the connection polarity between the primary winding and the secondary winding of the transformer TR. Other configurations are the same as those of the AC voltage control apparatus shown in Embodiment 1 of FIG. 1, and the same portions are denoted by the same reference numerals.
[0051]
In the first embodiment, the step-down input obtained by stepping down the AC input is supplied to the load in order to increase the energy saving effect. On the other hand, in a building where the power situation is not so good, the operation of the device may become unstable due to a decrease in the supply voltage. In such a case, it is necessary to increase the AC input. Therefore, the AC voltage control device shown in FIG. 4 is realized as a device having both functions of step-down and step-up of AC input.
[0052]
In FIG. 4, the state in which the base point b1 of the switch SW2 is connected to the switching contact w1 and the base point b2 is connected to the switching contact w2 is the same state connection as in the first embodiment. Since the operation at this time is the same as the operation of the first embodiment, description thereof is omitted here.
[0053]
Next, consider a state where the base point b1 of the switch SW2 is connected to the switching contact w2, and the base point b2 is connected to the switching contact w1. In this state, it is in a reverse connection state with respect to the first embodiment, and the direction of the induced voltage induced in each of the primary winding and the secondary winding by mutual induction is the reverse of the case of the first embodiment. Polarity. That is, when a positive voltage is induced on the black circle side of the primary winding, a voltage in the negative direction is induced on the black side of the secondary winding and becomes negative on the black circle side of the primary winding. When a voltage in the direction is induced, a voltage in a direction in which the black circle side of the secondary winding is positive is induced. That is, a voltage in the direction of boosting the AC input is induced in the secondary winding.
[0054]
In addition, the switch SW2 is in the above state, and at this time, the operation in the state where the switch SW1 is connected to any one of the switching contacts u1, u2, and u3 is induced in the secondary winding of the transformer TR. Except that the voltage is a boosted voltage, it is the same as in the first embodiment. Therefore, detailed description of the operation is omitted, and only the voltages generated at the respective output terminals are listed.
[0055]
In the first state (switch SW1 is connected to switching contact u1), the AC input voltage applied between input terminals R1-N1 and the voltage applied between input terminals N1-T1 are both Vi. Yes, if the voltage generated at the output terminal R2-N2 is V11 and the voltage generated at the output terminal R2-T2 is V12,
V11 = Vi (7)
V12 = 2Vi (8)
It can be expressed as
[0056]
Similarly, in the second state (the switch SW1 is connected to the switching contact u2), the voltage generated at the output terminal R2-N2 is V21, and the voltage generated at the output terminal R2-T2 is V22.
V21 = Vi + (n2 / n1) Vi (9)
V22 = 2Vi + (n2 / n1) Vi (10)
It can be expressed as
[0057]
Furthermore, in the third state (the switch SW1 is connected to the switching contact u3), the voltage generated at the output terminal R2-N2 is V31, and the voltage generated at the output terminal R2-T2 is V32.
V31 = Vi + 2 (n2 / n1) Vi (11)
V22 = 2Vi + 2 (n2 / n1) Vi (12)
It can be expressed as
[0058]
As shown in the above equations (7) to (12), the position of the switching contact of the switch SW1 is controlled, and the other end of the primary winding of the transformer TR is connected to any one of the input terminals R1, N1, and T1. By switching to one, the output voltage can be controlled (boosted). The output voltage is controlled by the voltage monitoring circuit VS.
[0059]
That is, the voltage monitoring circuit VS monitors the voltage value between the input terminals R1 and N1, and switches the switch SW1 according to the magnitude of the monitor voltage. When the monitor voltage is large, the switch SW1 is switched to the switching contact u1. As the monitor voltage decreases, the switch SW1 is switched to the switching contact u2, and as the monitor voltage decreases, the switch SW1 is switched to the switching contact u3.
[0060]
The above description is about the operation when the AC voltage control device functions as a voltage booster. The operation when this AC voltage control device functions as a voltage step-down device is as follows. In this case, the base point b1 of the switch SW2 is connected to the switching contact w1, and the base point b2 is connected to the switching contact w2. That is, the voltage monitoring circuit VS monitors the voltage value between the input terminals R1 and N1, and switches the switch SW1 depending on the magnitude of the monitor voltage. When the monitor voltage is large, the switch SW1 is switched to the switching contact u3. As the monitor voltage decreases, the switch SW1 is switched to the switching contact u2, and when the monitor voltage further decreases, the switch SW1 is switched to the switching contact u1.
[0061]
In this embodiment, the voltage monitoring circuit VS is connected in parallel between the input terminals R1 and N1, and the voltage generated between these input terminals is monitored. However, the present invention is not limited to this connection. For example, even when the input terminals R1 to T1 are connected in parallel, the output voltage can be controlled. In the case of an AC input in which the input voltage between the input terminals R1 and N1 and the input voltage between the input terminals N1 and T1 fluctuate in conjunction with each other, the voltage monitoring circuit VS is connected in parallel between the input terminals N1 and T1. Even in this case, the output voltage can be controlled.
[0062]
As described above, according to the AC voltage control apparatus according to this embodiment, the voltage monitoring circuit is configured so that the third switch (referred to above) is based on the voltage difference between the monitor voltage of the AC input and the predetermined reference voltage. However, the switch SW2) is controlled so that one end or the other end of the primary winding is connected to the positive phase input terminal and the other end or one end of the primary winding not connected to the positive phase input terminal is connected to the first switch (above). The first switch is controlled based on the monitor voltage of the AC input, and one end or the other end of the primary winding connected to the first switch is connected to the switch SW1) as a positive phase input. Since it is connected to any one of the terminal, the input-side neutral terminal, and the negative-phase input terminal, the output voltage can be controlled (step-up / step-down) by simple means, and the AC voltage control device itself of Product, it is possible to suppress an increase in size and complexity, and a rise in price of the equipment. Further, in the case of step-down by simple means, two-step switching control and step-up control are performed such that the amount of decrease when the input voltage is relatively large is increased, and the amount of decrease when the input voltage is relatively small. In this case, it is possible to realize two-step switching control that reduces the increase amount when the input voltage is relatively large and increases the increase amount when the input voltage is relatively small. Thus, an AC voltage control device that can be flexibly handled can be realized.
[0063]
【The invention's effect】
As described above, according to the AC voltage control apparatus of the present invention, any one of the three input terminals of the single-phase three-wire AC input is monitored, and the transformer is based on the monitor voltage. Since the other end of the primary winding is connected to one of the positive phase input terminal, the input side neutral terminal and the negative phase input terminal, the output voltage can be controlled by simple means. There is an effect that an increase in the volume of the AC voltage control device itself and an increase in cost can be suppressed.
[0064]
Further, according to the AC voltage control apparatus of the present invention, the reduction amount when the input voltage is relatively large is increased by simple means, and conversely, the reduction amount when the input voltage is relatively small is decreased. Therefore, two-step switching control can be realized, which can greatly contribute to both the stable operation of the device and the increase of the energy saving effect.
[Brief description of the drawings]
1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an AC voltage control apparatus according to a first embodiment;
FIG. 2A is a graph showing the relationship between the input voltage between the input terminals R1 and N1 and the output voltage between the output terminals R2 and N2 when the turns ratio (n2 / n1) is 0.05. (B) is a graph which shows the relationship between the input voltage between the input terminals R1-N1 and the output voltage between the output terminals R2-N2 when the turns ratio (n2 / n1) is 0.075.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of voltage control of an output voltage of the AC voltage control apparatus according to the first embodiment;
FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of an AC voltage control device according to a second embodiment;
[Explanation of symbols]
R1, N1, T1 input terminals
R2, N2, T2 output terminals
SW1, SW2 switch
TR transformer
b1, b2 base point
u1, u2, u3, w1, w2 switching contact
VS voltage monitoring circuit

Claims

単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも正相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、
前記正相入力端に一端が接続された一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該正相入力端と前記正相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、
前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端の間の電圧をモニタする電圧監視回路と、
前記一次巻線の他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替えるスイッチと、
を備え、
前記電圧監視回路は、自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記スイッチを制御し、
前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、
前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、
前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とすることを特徴とする交流電圧制御装置。Positive phase input terminal AC input of the single-phase three-wire system is input, the input-side neutral terminal contact and the negative phase input terminal, an AC output of the single-phase three-wire obtained by stepping down the voltage of the AC input is output An AC voltage control device comprising at least a positive phase output end and an output side neutral end ,
A primary winding having one end connected to the positive phase input end ; and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding and connected between the positive phase input end and the positive phase output end. With a transformer,
One or more between the positive phase input end and the input side neutral end , between the negative phase input end and the input side neutral end, or between the positive phase input end and the negative phase input end . A voltage monitoring circuit connected between the ends and monitoring the voltage between these ends ;
A switch that switches the connection destination of the other end of the primary winding to any one of the positive-phase input end, the input-side neutral end, or the negative-phase input end ;
With
The voltage monitoring circuit controls the switch based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the switch, the voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end is not changed,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the switch, the voltage output to the positive-phase output end and the output-side neutral end is a first step-down output,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the negative phase input terminal by the switch, the voltage output to the positive phase output terminal and the output side neutral terminal is set as the second step-down output. An AC voltage controller characterized by that.

単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも逆相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、
前記逆相入力端に一端が接続された一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該逆相入力端と前記逆相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、
前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端の間の電圧をモニタする電圧監視回路と、
前記一次巻線の他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替えるスイッチと、
を備え、
前記電圧監視回路は、自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記スイッチを制御し、
前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、
前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、
前記スイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とすることを特徴とする交流電圧制御装置。 At least the AC input of the single-phase three-wire system is positive-phase input terminal being input, the input-side neutral terminal and the negative phase input terminal, an AC output of the single-phase three-wire obtained by stepping down the voltage of the AC input is output An AC voltage control device having a negative phase output end and an output side neutral end ,
A primary winding having one end connected to the negative phase input end ; and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding and connected between the negative phase input end and the negative phase output end. With a transformer,
One or more between the positive phase input end and the input side neutral end , between the negative phase input end and the input side neutral end, or between the positive phase input end and the negative phase input end . A voltage monitoring circuit connected between the ends and monitoring the voltage between these ends ;
A switch that switches the connection destination of the other end of the primary winding to any one of the positive-phase input end, the input-side neutral end, or the negative-phase input end ;
With
The voltage monitoring circuit controls the switch based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the reverse phase input end by the switch, the voltage output to the reverse phase output end and the output side neutral end is not changed,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the switch, the voltage output to the negative-phase output end and the output-side neutral end is a first step-down output,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive-phase input terminal by the switch, the voltage output to the negative-phase output terminal and the output-side neutral terminal is set as a second-stage step-down output. An AC voltage controller characterized by that.

単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧または昇圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも正相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、
前記正相入力端に一端または他端が接続されるべき一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該正相入力端と前記正相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、
前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端間の電圧をモニタする電圧監視回路と、
前記一次巻線の一端に接続される第１の基点と該一次巻線の他端に接続される第２の基点とを具備し、該一次巻線の一端または他端のいずれかの端の接続先を前記正相入力端に切り替える第１のスイッチと、
前記第１の基点の接続先または前記第２の基点の接続先を自己の基点に接続させるとともに、該自己の基点の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替える第２のスイッチと、
を備え、
前記電圧監視回路は、
自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第１のスイッチを制御し、前記一次巻線の一端または他端を前記正相入力端に接続しかつ該正相入力端に接続されていない該一次巻線の他端または一端を前記第２のスイッチの基点に接続するとともに、
前記モニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第２のスイッチを制御し、該第２のスイッチに接続された前記一次巻線の一端または他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに接続するようにして、
前記一次巻線の一端が前記正相入力端に接続されている状態で、
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とし、
前記一次巻線の他端が前記正相入力端に接続されている状態で、
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の昇圧出力とし、
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記正相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の昇圧出力とすることを特徴とする交流電圧制御装置。Positive phase input terminal AC input of the single-phase three-wire system is input, the input side and the neutral end contact and the negative phase input terminal, an AC output is the output of the AC input voltage buck or boost the single-phase three-wire was the An AC voltage control device comprising at least a positive-phase output end and an output-side neutral end ,
A primary winding whose one end or the other end is to be connected to the positive phase input end , and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding and connected between the positive phase input end and the positive phase output end A transformer having a line;
One or more between the positive phase input end and the input side neutral end , between the negative phase input end and the input side neutral end, or between the positive phase input end and the negative phase input end . A voltage monitoring circuit connected between the ends and monitoring the voltage between these ends ;
A first base point connected to one end of the primary winding and a second base point connected to the other end of the primary winding; A first switch for switching the connection destination to the positive phase input terminal;
The connection destination of the first base point or the connection destination of the second base point is connected to its own base point, and the connection destination of the self base point is connected to the positive phase input end, the input side neutral end, or the reverse phase input A second switch that switches to any one of the ends;
With
The voltage monitoring circuit includes:
The first switch is controlled based on a difference voltage between a monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage, one end or the other end of the primary winding is connected to the positive phase input end, and the positive phase input the other end or one end of the primary winding which is not connected to an end while connected to the base point of the second switch,
Wherein controlling said second switch based on the voltage difference between the monitor voltage and a predetermined reference voltage, the positive-phase input to connect to one end or the other end of the second switch is to connect the said primary winding End, connected to any one of the input side neutral end or the reverse phase input end ,
With one end of the primary winding connected to the positive phase input end,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch, the voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end is not changed,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected to be the input-side neutral end by the second switch, the voltage output to the positive-phase output end and the output-side neutral end is reduced in the first step. As output,
When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the negative phase input end by the second switch, the voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end is stepped down in a second stage. As output,
With the other end of the primary winding connected to the positive phase input end,
When the connection destination of one end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch, the voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end is not changed,
When the connection destination of one end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch, the voltage output to the positive-phase output end and the output-side neutral end is output as a first step boost output age,
When the connection destination of one end of the primary winding is selected as the negative phase input end by the second switch, the voltage output to the positive phase output end and the output side neutral end is output as a second stepped boost output An AC voltage control device characterized by that.

単相３線式の交流入力が入力される正相入力端、入力側中立端および逆相入力端と、該交流入力の電圧を降圧または昇圧させた単相３線式の交流出力が出力される少なくとも逆相出力端および出力側中立端と、を備えた交流電圧制御装置であって、A positive-phase input terminal to which a single-phase three-wire AC input is input, an input-side neutral terminal and a negative-phase input terminal, and a single-phase three-wire AC output in which the voltage of the AC input is stepped down or boosted are output. An AC voltage control device comprising at least a reverse phase output end and an output side neutral end,
前記逆相入力端に一端または他端が接続されるべき一次巻線と、該一次巻線に磁気結合されて該逆相入力端と前記逆相出力端との間に接続された二次巻線とを有するトランスと、  A primary winding whose one end or the other end is to be connected to the negative phase input end, and a secondary winding magnetically coupled to the primary winding and connected between the negative phase input end and the negative phase output end A transformer having a line;
前記正相入力端と前記入力側中立端との間、前記逆相入力端と前記入力側中立端との間または前記正相入力端と前記逆相入力端との間の一つまたは複数の端間に接続され、これらの端間の電圧をモニタする電圧監視回路と、  One or more between the positive phase input end and the input side neutral end, between the negative phase input end and the input side neutral end, or between the positive phase input end and the negative phase input end. A voltage monitoring circuit connected between the ends and monitoring the voltage between these ends;
前記一次巻線の一端に接続される第１の基点と該一次巻線の他端に接続される第２の基点とを具備し、該一次巻線の一端または他端のいずれかの端の接続先を前記逆相入力端に切り替える第１のスイッチと、  A first base point connected to one end of the primary winding and a second base point connected to the other end of the primary winding; A first switch for switching a connection destination to the reverse phase input terminal;
前記第１の基点の接続先または前記第２の基点の接続先を自己の基点に接続させるとともに、該自己の基点の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに切り替える第２のスイッチと、  The connection destination of the first base point or the connection destination of the second base point is connected to its own base point, and the connection destination of the self base point is connected to the positive phase input end, the input side neutral end, or the reverse phase input A second switch that switches to any one of the ends;
を備え、  With
前記電圧監視回路は、  The voltage monitoring circuit includes:
自己がモニタしたモニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第１のスイッ  The first switch is based on a difference voltage between the monitor voltage monitored by itself and a predetermined reference voltage. チを制御し、前記一次巻線の一端または他端を前記逆相入力端に接続しかつ該逆相入力端に接続されていない該一次巻線の他端または一端を前記第２のスイッチの基点に接続するとともに、And the other end or one end of the primary winding not connected to the opposite phase input end is connected to the opposite phase input end of the second switch. Connect to the base point,
前記モニタ電圧と所定の基準電圧との差電圧に基づいて前記第２のスイッチを制御し、該第２のスイッチに接続された前記一次巻線の一端または他端の接続先を前記正相入力端、前記入力側中立端または前記逆相入力端のいずれか一つに接続するようにして、  The second switch is controlled based on a difference voltage between the monitor voltage and a predetermined reference voltage, and the connection destination of one end or the other end of the primary winding connected to the second switch is the positive phase input. End, connected to any one of the input side neutral end or the reverse phase input end,
前記一次巻線の一端が前記逆相入力端に接続されている状態で、  With one end of the primary winding connected to the negative phase input end,
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、  When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the reverse phase input end by the second switch, the voltage output to the negative phase output end and the output side neutral end is not changed,
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の降圧出力とし、  When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch, the voltage output to the negative-phase output end and the output-side neutral end is reduced in the first step. As output,
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の他端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の降圧出力とし、  When the connection destination of the other end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch, the voltage output to the negative phase output end and the output side neutral end is reduced in a second step. As output,
前記一次巻線の他端が前記逆相入力端に接続されている状態で、  In the state where the other end of the primary winding is connected to the negative phase input end,
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記逆相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を変化させず、  When the connection destination of one end of the primary winding is selected as the reverse phase input end by the second switch, the voltage output to the negative phase output end and the output side neutral end is not changed,
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記入力側中立端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第１段階の昇圧出力とし、  When the connection destination of one end of the primary winding is selected as the input-side neutral end by the second switch, the voltage output to the negative-phase output end and the output-side neutral end is output as a first step boost output age,
前記第２のスイッチにより前記一次巻線の一端の接続先が前記正相入力端に選択されたとき、前記逆相出力端と前記出力側中立端に出力される電圧を第２段階の昇圧出力とすることを特徴とする交流電圧制御装置。  When a connection destination of one end of the primary winding is selected as the positive phase input end by the second switch, a voltage output to the negative phase output end and the output side neutral end is output as a second stepped boost output. An AC voltage control device characterized by that.