JPH053678A - Dc/ac電源装置 - Google Patents
Dc/ac電源装置Info
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- JPH053678A JPH053678A JP3152938A JP15293891A JPH053678A JP H053678 A JPH053678 A JP H053678A JP 3152938 A JP3152938 A JP 3152938A JP 15293891 A JP15293891 A JP 15293891A JP H053678 A JPH053678 A JP H053678A
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Abstract
電圧VRを比較して電圧偏差に応じて電流基準Id * を
出力すると共に該電圧偏差に応じてId * の制限値が変
化する電圧制御手段(12,23,24)と、Id * に
応じて直流電源(1)から供給される電流iDCを制御す
る電流制御手段(25)を設けたもの。 【効果】 負荷に供給する瞬時電力が変動する場合にお
いても直流電源(1)から供給する電流の波形率を小さ
く抑えることができ、損失が減少し、効率が向上する。
Description
交流電源を得るように改良したDC/AC電源装置に関
する。
得る装置は計算機の無停電電源装置(UPS)として用
いられているが、近年、自動車のバッテリー(一般にD
C12V又は24V)から交流100Vを得て一般の家
電製品を使用する要求が増加している。この種の従来の
DC/AC電源装置の構成を図5に示し、その動作を説
明する。
ンタータップとMOSFET3,4の一端に加えられ、
MOSFET3,4を交互にスイッチすることにより変
圧器2の一次側に交流の高周波電力が供給される。
ジ5により整流され、リアクトル6、コンデンサ7によ
り平滑化された第2の直流電圧が得られる。この第2の
直流電圧はインバータブリッジ8によりPWM制御さ
れ、正弦波に近い波形で出力され、リアクトル9、コン
デンサ10により高調波を除去した交流出力を得る。な
お、インバータ制御部22はインバータブリッジ8のP
WM制御を行うものであるが本発明に直接関係しないの
で詳細説明は省略する。
されたコンデンサ7の電圧Vd と一定の基準電圧VR と
を比較しPWM制御部15を介して電圧偏差が減少する
ようにMOSFET3,4を制御する。
ド19を介して検出された変圧器2の出力電流Iaxと電
流制限値IL を比較して所定電流以上のときPWM制御
部15の入力信号を制限して出力電流Iaxを制限する。
を供給しているときの各部の波形を図6に示す。この場
合、交流の出力電圧Va と出力電流Ia は同相で単相交
流出力のとき、瞬時電力P(t)は sin2 (wt)の関
数となり図2のPa に示すように(1−cos2wt)/2
の波形となる。図5の制御は一般にDC/DCコンバー
タに採用されている方式でダイオードブリッジ5の左側
は電圧源とみなされるような制御となっている。
のPa の波形のように発生すると直流電源1からiDCの
ような類似波形の電流を流し直流電圧Vd はほとんど変
化しないように制御される。一般のDC/DCコンバー
タの負荷は直流であるので瞬時電力の変動は少なく従来
の方式に問題はなかった。
源装置では交流出力なので負荷の瞬時電力は変化し、力
率100%において変動電力は最大となる。
めにiDCが変動して流れるとその平均値に対する実効
値、すなわち波形率が大きくなり電力損失が増大すると
いう問題である。iDCの実効電流をirms とすると損失
(主に銅損)はi2 rms に比例し平滑直流時の損失に対
して波形率の2乗倍となる。
あるので平滑直流に対して損失は20%程度増加する。
また、半波整流波形では波形率は2.2であり、損失は
約5倍となる。図6のiDCの波形は半波整流波形に近い
ので損失は約5倍となる。このため、DC/DCコンバ
ータの制御方式をDC/AC電源装置に用いた図5の従
来装置は効率が4〜5%低下する欠点がある。
ので、その目的とするところは、交流負荷の瞬時電力が
変動する場合でも、直流電源から供給する電流の波高率
が大きくならないように制御して損失を減少させ効率の
高いDC/AC電源装置を提供することにある。 [発明の構成]
めに、本発明は、直流電源の電圧を高周波電圧に変換し
て変圧器の一次側に供給するチョッパ手段を備え、該変
圧器の二次側の高周波電圧を整流して第2の直流電圧を
得、この第2の直流電圧から単相交流電圧を得るように
した装置において、該第2の直流電圧と基準電圧を比較
して電圧偏差に応じて電流基準を出力すると共に、該電
圧偏差に応じて該電流基準の制限値が変化する電圧制御
手段と、該電流基準に応じて該直流電源から供給される
電流を制御する電流制御手段を設けてDC/AC電源装
置を構成する。
制限値が小さく、電圧偏差が大きいときは電流制限値を
大きくするように動作させ、上記電流基準に応じて直流
電源から電流が供給され、該電流のピーク付近が電流制
限値に制限される。この作用により該電流の波形率が小
さく制御され損失が減少する。
する部分には同一番号を付して説明を省略する。図1に
おいて、電圧制御部12は電圧検出部16で検出したコ
ンデンサ7の電圧Vd と基準電圧VR を比較し電流基準
Id * を出力する。
たダイオードブリッジ5の出力電流id と電流基準Id
* を比較し電流偏差が減少する方向にPWM制御部15
を介してMOSFET3,4をPWM制御する。
制限するもので、電流基準Id * がリミッタ24に入力
される信号fを越えると電圧制御部12の入力を相殺し
Id * を信号fの値に制限する。関数器23は基準電圧
VR と電圧検出部16による検出電圧Vdxの偏差値に応
じて図2に示すような電流制限信号fを出力しリミッタ
24に入力する。
偏差値に応じて電流基準Id * の最大値が制限され、軽
負荷で偏差値が小さいときは電流制限値も小さく、ま
た、重負荷で偏差値が大きいときは電流制限値も大きく
なる。これによりIdcの通電幅は図3に示すように全体
的に広がるように作用する。
に示すように大きく変動しているが電力のピーク付近は
主としてコンデンサ7から電力が供給され、直流電源1
から供給する電流iDCは電力のピーク付近(太線の部
分)が制限される。この作用により、負荷の軽重に無関
係にiDCの波形率を小さく(1.1以下)にすることが
できる。
しても電流iDCのピーク値が制限され波形率が小さく制
御され、抵抗損が1/4〜1/5に減少し、高効率化し
たDC/AC電源装置を提供することができる。本発明
は、図4に示す第2実施例の構成に変形することができ
る。
VR とコンデンサ7の検出電圧Vdxの偏差値を比例増幅
して誤差電圧ΔVを出力する。制御増幅器12は比例積
分の増幅機能を有しその出力Id * はリミッタ24によ
り電流制限値fの値に制限される。関数器23は誤差電
圧ΔVを入力偏差値として図2のような関数値fを出力
しこれを電流制限値として動作する。これにより図1の
場合と同様の効果が得られる。なお、以上の説明では、
ダイオードブリッジ5の出力電流を検出する例で示した
が、変圧器2の二次側あるいは一次側の電流を検出する
ようにしてもよい。
力が変動するDC/AC電源装置において、直流電源側
から供給する電流の波形率を小さく抑えることができ、
損失が少ない効率の向上したDC/AC電源装置を提供
することができる。
…ダイオードブリッジ、6…リアクトル、7…コンデン
サ、8…インバータブリッジ、12…電圧制御部、15
…PWM制御部、16…電圧検出部、22…インバータ
制御部、23…関数器、24…リミッタ、25…電流制
御部、27…電流検出器、30…比例増幅器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 直流電源の電圧を高周波電圧に変換して
変圧器の一次側に供給するチョッパ手段を備え、該変圧
器の二次側の高周波電圧を整流して第2の直流電圧を
得、この第2の直流電圧から単相交流電圧を得るように
した装置において、該第2の直流電圧と基準電圧を比較
して電圧偏差に応じて電流基準を出力すると共に、該電
圧偏差に応じて該電流基準の制限値が変化する電圧制御
手段と、該電流基準に応じて該直流電源から供給される
電流を制御する電流制御手段を設けたことを特徴とする
DC/AC電源装置。
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