JPH0662575A - アクティブ・フィルタ - Google Patents

アクティブ・フィルタ

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JPH0662575A
JPH0662575A JP21050292A JP21050292A JPH0662575A JP H0662575 A JPH0662575 A JP H0662575A JP 21050292 A JP21050292 A JP 21050292A JP 21050292 A JP21050292 A JP 21050292A JP H0662575 A JPH0662575 A JP H0662575A
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JP
Japan
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voltage
phase
full
switching
output
Prior art date
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Withdrawn
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JP21050292A
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English (en)
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Motoomi Goto
元臣 後藤
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Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
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Publication date
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  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路の電流伝送効率が向上すると共に、所望
の出力電圧レベルを得るアクティブ・フィルタを実現す
る。 【構成】 全波整流出力を2系統に分割し、各系統毎に
設けられたアクティブ・フィルタ10−1〜10−2が
位相制御器13−1〜13−2から出力されるスイチン
グ信号PW1,PW2によって交互にオンオフ動作し、
これにより全波整流電圧と入力電流とが同相になる。ま
た、このオンオフ動作を指示するスイッチング信号PW
1,PW2のパルス幅を制御して出力電圧レベルを基準
電圧Vrに設定するから、電流伝送効率を向上させなが
らも所望の出力電圧を得ることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
【0001】この発明は、例えば、直流電源回路等に用
いて好適なアクティブ・フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、直流電源回路などにおい
ては、当該回路の電流伝送効率(換言すれば、回路の力
率)を向上させる目的でアクティブ・フィルタを備える
場合が多い。ここで、図4に示すコンデンサ入力整流回
路1を例に採り、該回路の電流伝送効率について説明す
る。
【0003】図4において、2は周知の全波整流ブリッ
ジ、Cは平滑コンデンサ、Lは出力端子T1,T2に接
続される負荷である。このような構成において、交流電
源から図5(イ)に示す入力電圧Vinが全波整流ブリ
ッジに供給されると、入力電流Isは同図(ロ)に示す
ものとなる。すなわち、負荷Lが一定である条件の下で
は、入力電圧Vinが平滑コンデンサCの充電源となる
から、該コンデンサCに残留した電圧を超過する期間T
cにだけ入力電流Isが流れる。このため、コンデンサ
入力整流回路1においては、平滑コンデンサCをチャー
ジしない期間、つまり、入力電流Isが流れない期間T
dが存在し、これにより回路の電流供給効率が低下する
要因となっている。
【0004】そこで、このような状態を改善するために
アクティブ・フィルタが用いられる訳である。図6は、
アクティブ・フィルタを備えたコンデンサ入力整流回路
1の構成を示すブロック図である。この図において、3
はカレントプローブであり、交流電源ラインに流れる入
力電流を検出する。4はスイッチング制御回路である。
このスイッチング制御回路4は、全波整流電圧レベルと
入力電流レベルとに応じた制御信号Scを発生する。5
は、この制御信号Scがゲート端子に供給されることに
よりオンオフ動作するスイッチングトランジスタであ
る。6は全波整流回路2の出力ラインに介挿される昇圧
トランス、7はこの昇圧トランスの出力が供給されるダ
イオードである。そして、これら構成要素4〜7によっ
てアクティブ・フィルタ10が形成されている。
【0005】上記構成によるコンデンサ入力整流回路に
おいては、制御信号Scに応じてスイッチングトランジ
スタ5がオンオフ動作し、全波整流電圧と入力電流とが
同位相となるようにコンデンサCの充電/放電タイミン
グが制御される。つまり、このアクティブ・フィルタ1
0を用いることで、入力電流ピークの減少や、電流波形
の平滑化がなされることになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のアクティブ・フィルタ10は、回路の電流伝送効率
を向上させるものの、昇圧トランスを備える構成となっ
ているので、入力電圧(交流電源電圧)の1.4倍程度
が出力電圧として現れてしまう。このため、所望の出力
電圧を得るには、出力端子T1,T2にDC/DCコン
バータを接続し、該コンバータによって所望のレベルに
調整された出力電圧を発生させる。このように、昇圧ト
ランスを備える従来のアクティブ・フィルタ10には、
所望の出力電圧を得ることができないという問題があ
る。この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、
電流伝送効率の向上を図ると共に、所望の出力電圧レベ
ルを得ることができるアクティブ・フィルタを提供する
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、全波整流出
力経路に設けられ、外部から供給されるスイッチング信
号に応じて出力端に並列接続されるコンデンサを、充電
状態あるは放電状態に設定するスイッチング手段と、前
記スイッチング手段に供給される入力電流と全波整流電
圧との位相を比較して位相比較信号を発生すると共に、
予め定めておいた基準電圧と前記出力端の出力電圧とを
比較して電圧比較信号を発生する比較手段と、発振手段
から供給される一定周期のパルス信号を、パルス幅変調
して出力する手段であって、前記位相比較信号および前
記電圧比較信号に従って前記スイッチング信号を発生す
る位相制御手段とを具備する系統を少なくとも2系統備
え、各系統毎に設けられた前記スイッチング手段を交互
にオンオフ動作させて前記全波整流電圧と前記入力電流
とを同相にしつつ、このオンオフ動作を指示する前記ス
イッチング信号のパルス幅を制御して前記出力電圧を前
記基準電圧に設定することを特徴としている。
【0008】
【作用】上記構成によれば、各系統毎のスイッチング手
段を交互にオンオフ動作させて全波整流電圧と入力電流
とを同相にしつつ、このオンオフ動作を指示するスイッ
チング信号のパルス幅を制御して出力電圧を基準電圧に
設定する。この結果、回路の電流伝送効率が向上すると
共に、所望の出力電圧レベルを得ることが可能になる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例につ
いて説明する。図1はこの発明による一実施例の全体構
成を示すブロック図である。この図において、図6の各
部と共通する部分には同一の番号を付し、その説明を省
略する。図1において、11は交流電源ラインに介挿さ
れ、ラインノイズを除去するノイズフィルタである。1
2は、一定周期のクロック信号CLKを出力する発振回
路である。13−1〜13−2は、それぞれクロック信
号CLKをパルス幅変調して出力する位相制御器であ
る。
【0010】この位相制御器13−1〜13−2は、比
較器14−1〜14−2(後述する)からそれぞれ出力
される位相制御信号Sp1,Sp2に応じてクロック信
号CLKのパルス幅を制御し、その結果をスイッチング
信号PW1(あるいはPW2)としてアクティブ・フィ
ルタ10−1〜10−2に供給する。なお、アクティブ
・フィルタ10においては、このスイッチング信号PW
1(あるいはPW2)を受けて、該フィルタ10の構成
要素であるスイッチングトランジスタ5(図6参照)が
オンオフ動作するようになっている。
【0011】比較器14−1〜14−2は、全波整流電
圧と、カレントプローブ3−1〜3−2によって検出さ
れる入力電流とを比較すると共に、予め与えられた基準
電圧Vrとアクティブ・フィルタ10の出力電圧Voと
を比較し、これら比較結果に基づいた位相制御信号Sp
1,Sp2を発生する。すなわち、この比較器14は、
全波整流電圧と入力電流とを同相としつつ、出力電圧レ
ベルを基準電圧Vrに設定するための位相制御信号Sp
1,Sp2を発生する。
【0012】このように、比較器14は、アクティブ・
フィルタ10の入力と出力との関係に対応した位相制御
信号Sp1(Sp2)を発生する。そして、位相制御器
13−1(あるいは13−2)が、この位相制御信号S
p1(Sp2)に従ってスイッチング信号PW1(PW
2)を発生し、該信号PW1(PW2)によってアクテ
ィブ・フィルタ10−1(10−2)が各々、全波整流
電圧と入力電流とを同位相にして電流伝送効率を向上さ
せ、かつ、基準電圧Vrに相当するレベルの出力電圧を
生成させる。なお、こうした動作の詳細に関しては後述
する。C1,C2は、それぞれアクティブ・フィルタ1
0−1,10−2の各出力ライン間に接続される平滑コ
ンデンサである。
【0013】次に、図2および図3を参照し、上記構成
による実施例の動作について説明する。まず、ノイズフ
ィルタ11を介してラインノイズが除去された交流電圧
は、全波整流回路2で全波整流された後、2系統に分割
されたアクティブ・フィルタ10−1,10−2へ各々
供給される。ここで、比較器14−1,14−2は、そ
れぞれ該フィルタ10−1,10−2に供給される全波
整流波形とその入力電流とを比較すると共に、予め与え
られた基準電圧Vrと出力電圧Voとを比較する。そし
て、これら比較結果に基づいた位相制御信号Sp1,S
p2を発生する。
【0014】一方、発振回路12は、図2(イ)に示す
ように、一定周期のクロック信号CLKを出力する。こ
のクロック信号CLKでは、「H」レベル状態で「Aモ
ード」、「L」レベル状態で「Bモード」が定義されて
いる。この「Aモード」では、位相制御器13−1が位
相制御信号Sp1に従って該クロック信号CLKのパル
ス幅を制御する。また、「Bモード」では、位相制御器
13−2が位相制御信号Sp2に従ってクロック信号C
LKのパルス幅を制御する。以下、この「Aモード」お
よび「Bモード」の動作について順次説明する。
【0015】Aモードの動作 このモードでは、クロック信号CLKの立上がりに同期
してスイッチング信号PW1が生成される。この場合、
図3に示すように、平滑コンデンサC1が「充電状態」
となると共に、平滑コンデンサC2が「放電状態」とな
る。すなわち、アクティブ・フィルタ10−1のスイッ
チングトランジスタ5は、スイッチング信号PW1を受
けてオン状態となり、これによって平滑コンデンサC1
が充電される。一方、アクティブ・フィルタ10−2の
スイッチングトランジスタ5は、スイッチング信号PW
2が供給されずオフ状態を維持し、これによって平滑コ
ンデンサC2が放電する。
【0016】Bモードの動作 このモードでは、クロック信号CLKの立ち下がりに同
期してスイッチング信号PW2が生成される。この場
合、上述のAモードとは逆に、アクティブ・フィルタ1
0−1のスイッチングトランジスタ5がオフ状態を維持
するため、平滑コンデンサC1が「放電状態」になる。
一方、アクティブ・フィルタ10−2のスイッチングト
ランジスタ5は、スイッチング信号PW2を受けてオン
状態となり、平滑コンデンサC2が「充電状態」とな
る。
【0017】そして、こうしたモードが繰り返されるこ
とにより、出力系統V1,V2(図1参照)のいずれか
一方が「充電状態」となる時に他方が「放電状態」にな
る。つまり、平滑コンデンサC1,C2の充放電タイミ
ングが一致することによって、回路の電流伝送効率が極
めて向上する訳である。さらに、上記モード動作におい
ては、出力系統V1,V2に現れる出力電圧がスイッチ
ング信号PW1,PW2の各パルス幅に応じてレベル制
御されるので、従来のアクティブ・フィルタように、次
段にDC/DCコンバータを備えることなく、所望の出
力レベルを得ることが可能になる。例えば、スイッチン
グ信号PW1,PW2のパルス幅を長くすれば出力レベ
ルが上昇し、パルス幅を短くすればレベル低下する。な
お、このパルス幅は、前述した位相制御信号Sp1,S
p2により定まるものであり、基準電圧Vrに対応して
変化する。
【0018】このように、上述した実施例によれば、全
波整流出力を2系統に分割し、各系統毎に設けられたア
クティブ・フィルタを交互にオンオフ動作させて全波整
流電圧と入力電流とを同相とし、しかも、このオンオフ
動作を指示するスイッチング信号PW1,PW2のパル
ス幅を制御して出力電圧レベルを基準電圧Vrに設定す
るから、電流伝送効率を向上させながらも所望の出力電
圧を得ることが可能になっている。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、各系統毎のスイッチング手段を交互にオンオフ動作
させて全波整流電圧と入力電流とを同相にしつつ、この
オンオフ動作を指示するスイッチング信号のパルス幅を
制御して出力電圧を基準電圧に設定するので、回路の電
流伝送効率が向上すると共に、所望の出力電圧レベルを
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明による一実施例の構成を示すブロッ
ク図。
【図2】 同実施例おけるクロック信号CLKとスイッ
チング信号PW1,PW2との関係を示す図。
【図3】 同実施例における動作モードを説明するため
の図。
【図4】 従来例を説明するための図。
【図5】 従来例を説明するための図。
【図6】 従来例を説明するための図。
【符号の説明】
5…スイッチングトランジスタ(スイッチング手段)、
10−1〜10−2…アクティブ・フィルタ、12…発
振回路(発振手段)、13−1〜13−2…位相制御器
(位相制御手段)、14−1〜14−2…比較器(比較
手段)、PW1,PW2…スイッチング信号。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】変更
【補正内容】
【図6】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 全波整流出力経路に設けられ、外部から
    供給されるスイッチング信号に応じて出力端に並列接続
    されるコンデンサを、充電状態あるは放電状態に設定す
    るスイッチング手段と、 前記スイッチング手段に供給される入力電流と全波整流
    電圧との位相を比較して位相比較信号を発生すると共
    に、予め定めておいた基準電圧と前記出力端の出力電圧
    とを比較して電圧比較信号を発生する比較手段と、 発振手段から供給される一定周期のパルス信号を、パル
    ス幅変調して出力する手段であって、前記位相比較信号
    および前記電圧比較信号に従って前記スイッチング信号
    を発生する位相制御手段と、 を具備する系統を少なくとも2系統備え、 各系統毎に設けられた前記スイッチング手段を交互にオ
    ンオフ動作させて前記全波整流電圧と前記入力電流とを
    同相にしつつ、このオンオフ動作を指示する前記スイッ
    チング信号のパルス幅を制御して前記出力電圧を前記基
    準電圧に設定することを特徴とするアクティブ・フィル
    タ。
JP21050292A 1992-08-06 1992-08-06 アクティブ・フィルタ Withdrawn JPH0662575A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097319A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 交直変換回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007097319A (ja) * 2005-09-29 2007-04-12 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 交直変換回路
JP4715429B2 (ja) * 2005-09-29 2011-07-06 富士電機システムズ株式会社 交直変換回路

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Effective date: 19991102