JPH11289766A

JPH11289766A - 電源装置

Info

Publication number: JPH11289766A
Application number: JP9203498A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Ono; 雅昭大野; Toshimasa Tanaka; 俊雅田中
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba AVE Co Ltd
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷に供給される電力が小さい場合において
も電源力率の改善効果が得られる電源装置を提供する。【解決手段】交流電源１に直列に接続されたリアクタ
２をリアクタ並列スイッチ４で短絡するとともに、平滑
コンデンサ１２に直列にコンデンサ直列スイッチ１１を
接続して該平滑コンデンサ１２を回路に対して接離し得
るように構成し、電流検出手段３１で検出した入力電流
が小さい場合に、リアクタ並列スイッチ４でリアクタ２
を短絡するとともに、コンデンサ直列スイッチ１１をオ
フにして平滑コンデンサ１２を回路から切り離すことに
より、リアクタンスおよびコンデンサ容量を小さくし、
低電力値でも力率および効率を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧を整流し
て、例えば空気調和機のコンプレッサをインバータ駆動
するための直流電圧を生成する電源装置に関し、特に低
電力域での電源力率の改善、高調波電流の低減、効率の
向上を図った電源装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電源装置として、交流電源電圧
のゼロクロス付近で交流電源をリアクタを介して一時的
に短絡し、電気機器の電源力率を改善するものが提案さ
れている。電源力率を改善することにより、同一電源か
らより多くの有効電力を取り出すことが可能となり、機
器の最大能力を向上させることができる。

【０００３】また、電源力率を改善することにより、近
年問題となりつつある電源の高調波電流を低減できる場
合が多く、国内外の高調波電流規制にも対応することが
できるようになる。更に、力率改善回路は、チョッパ方
式の電源回路と構成が同一であるため、直流出力電圧を
可変させることも可能である。

【０００４】また、交流電圧を直流電圧に変換する電源
装置の整流方式として、従来、整流回路を全波整流回路
と倍電圧整流回路に適宜切り替えて、電源装置の直流出
力電圧を２段階に変更し、負荷となるインバータの性能
向上を図ったものも提案されている。一般に、負荷に供
給される電力が大きい場合には、整流方式を倍電圧整流
回路に固定として直流出力電圧を増大し、これにより出
力電流を低減して、大きな電流が流れることにより損失
（銅損）を低減させている。

【０００５】しかしながら、整流回路を倍電圧整流回路
に固定とした場合には、負荷に供給される電力が小さい
場合には、直流出力電圧が高いため、効率の悪化、静音
の発生、リーク電流の増大、負荷がインバータ回路の場
合にはＰＷＭ制御ではデューティ比が小さくなることに
よる制御性の悪化等の問題が生じる。従って、負荷に供
給される電力が小さい場合には、整流回路を全波整流回
路に切り替えて、電源装置の直流出力電圧を低減して、
負荷の効率向上、静音化、リーク電流の削減、制御性の
向上を図っている。また、このような整流回路の切り替
えとリアクタを介した電源の短絡による力率改善の両機
能を設けることにより、両方の特徴を生かした電源装置
も提案されている。

【０００６】また、一般に全波整流または倍電圧整流方
式によって交流電力を直流電力に変換する電源装置で
は、負荷に供給される電力が最大になる時を基準に整流
に用いられるリアクタのリアクタンスおよび平滑コンデ
ンサのコンデンサ容量が決定されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源装
置では、負荷が小さい場合に、電源電流が歪み、十分な
力率改善効果が得られないという問題がある。

【０００８】また、従来の電源装置では、上述したよう
に、負荷に供給される電力が最大になる時を基準に整流
に用いられるリアクタのリアクタンスおよび平滑コンデ
ンサのコンデンサ容量が決定されているため、負荷に供
給される電力が小さい場合には、リアクタのリアクタン
スおよび平滑コンデンサのコンデンサ容量が適切な値で
なく、負荷が大きい場合に比較して、力率や効率の悪化
の原因になっている。

【０００９】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、負荷に供給される電力が小さ
い場合においても電源力率の改善効果が得られる電源装
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の本発明は、交流電源からの交流電圧
を整流して直流電圧を生成する整流回路と、前記交流電
源に直列に接続されたリアクタと、該リアクタを介して
交流電源を短絡するように制御する短絡制御手段と、前
記整流回路を全波整流回路または倍電圧整流回路に切り
替えるように制御する整流切替制御手段と、前記整流回
路の出力に接続され、該整流回路からの整流電圧を平滑
し、出力電圧として負荷に出力する平滑コンデンサと、
前記リアクタのリアクタンスを可変制御するリアクタン
ス可変制御手段と、前記平滑コンデンサのコンデンサ容
量を可変制御するコンデンサ容量可変制御手段とを有す
ることを要旨とする。

【００１１】請求項１記載の本発明にあっては、交流電
源に直列に接続されたリアクタを介して交流電源を短絡
するように制御するとともに、該リアクタのリアクタン
スおよび整流電圧を平滑する平滑コンデンサのコンデン
サ容量を可変制御しているため、低電力域においてリア
クタンスおよびコンデンサ容量を低減することにより、
電源装置の力率および効率を負荷に依らず最適な値に改
善することができる。

【００１２】また、請求項２記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記リアクタンス可変制御手段お
よび前記コンデンサ容量可変制御手段が、少なくとも前
記交流電源からの入力電流または前記平滑コンデンサか
ら負荷に供給される出力電流に基づいて前記リアクタの
リアクタンスおよび前記平滑コンデンサのコンデンサ容
量をそれぞれ可変制御するように構成されていることを
要旨とする。

【００１３】請求項２記載の本発明にあっては、交流電
源からの入力電流または出力電流によりリアクタのリア
クタンスおよび平滑コンデンサのコンデンサ容量を可変
制御するため、入力電流または出力電流が小さい場合に
リアクタンスおよびコンデンサ容量を小さく制御するこ
とにより電源力率および効率の低下を防止して最適化す
ることができる。

【００１４】更に、請求項３記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記負荷がインバータ回路を有
し、前記リアクタンス可変制御手段および前記コンデン
サ容量可変制御手段が、前記インバータ回路のＰＷＭ信
号のデューティ比に基づいて前記リアクタンスおよび前
記コンデンサ容量をそれぞれ可変制御するように構成さ
れていることを要旨とする。

【００１５】請求項３記載の本発明にあっては、負荷が
インバータ回路である場合、インバータ回路のＰＷＭ信
号のデューティ比に基づいてリアクタンスおよびコンデ
ンサ容量を可変制御するため、ＰＷＭ信号のデューティ
比が所定値以下の場合に、リアクタンスおよびコンデン
サ容量を小さくすることにより、力率および効率を改善
することができる。

【００１６】請求項４記載の本発明は、請求項１記載の
発明において、前記リアクタンス可変制御手段および前
記コンデンサ容量可変制御手段が、前記整流切替制御手
段による前記整流回路の切り替え指令信号に基づいて前
記リアクタンスおよび前記コンデンサ容量をそれぞれ可
変制御するように構成されていることを要旨とする。

【００１７】請求項４記載の本発明にあっては、整流切
替制御手段による整流回路の切り替え指令信号によりリ
アクタンスおよびコンデンサ容量を可変制御するため、
負荷に供給される電力が小さい場合に、整流回路を全波
整流回路に切り替えると同時にリアクタンスおよびコン
デンサ容量も小さい値に切り替えることができ、力率お
よび効率を改善することができるとともに、回路の簡略
化を図ることができる。

【００１８】また、請求項５記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、負荷に供給される前記出力電圧に
含まれるリプル電圧を検出するリプル電圧検出手段を有
し、前記リアクタンス可変制御手段および前記コンデン
サ容量可変制御手段は、前記リプル電圧に基づいて前記
リアクタンスおよび前記コンデンサ容量をそれぞれ可変
制御するように構成されていることを要旨とする。

【００１９】請求項５記載の本発明にあっては、出力電
圧に含まれるリプル電圧に基づいてリアクタンスおよび
コンデンサ容量を可変制御するため、負荷に供給される
電力が小さく、従ってリプル電圧が小さい場合に、リア
クタンスおよびコンデンサ容量を小さくすることによ
り、力率および効率を改善することができる。

【００２０】更に、請求項６記載の本発明は、請求項１
記載の発明において、前記コンデンサ容量可変制御手段
が、前記整流回路が前記全波整流回路に切り替えられて
いて、前記平滑コンデンサの電圧が最大であるときに、
前記コンデンサ容量を可変制御し、前記整流回路が前記
倍電圧整流回路に切り替えられていて、前記平滑コンデ
ンサの電圧が最小であるときに、前記コンデンサ容量を
可変制御するように構成されていることを要旨とする。

【００２１】請求項６記載の本発明にあっては、全波整
流回路に切り替えられている場合には平滑コンデンサの
電圧が最大であるときに、コンデンサ容量を切り替え、
倍電圧整流回路に切り替えられている場合には平滑コン
デンサの電圧が最小であるときに、コンデンサ容量を切
り替えるため、コンデンサ容量の切り替えによる出力電
圧の変動を最小限に抑えることができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施
形態に係わる電源装置の構成を示す回路図である。同図
に示す電源装置は、交流電源１の一方の出力端に第１の
リアクタ２および第２のリアクタ３が直列に接続され、
他方の出力端に電流検出手段３１が設けられ、該電流検
出手段３１により交流電源１からの入力電流を検出する
ようになっている。また、第１のリアクタ２の両端には
リアクタンス可変制御手段を構成するリアクタ並列スイ
ッチ４が接続されている。

【００２３】交流電源１の両端には第１のリアクタ２、
第２のリアクタ３を介して短絡回路５が接続され、該短
絡回路５によりリアクタ２，３を介して交流電源１を短
絡し、これにより電源力率を改善するようになってい
る。短絡回路５の両端、すなわちリアクタ２，３を介し
て交流電源１の両端にはダイオードブリッジ６が接続さ
れ、該ダイオードブリッジ６の出力側には直列接続され
た平滑コンデンサ８，９が接続され、該ダイオードブリ
ッジ６と平滑コンデンサ８，９とにより整流回路を構成
している。また、平滑コンデンサ８，９の接続点とダイ
オードブリッジ６の入力側との間には整流切替制御手段
を構成する全波／倍電圧整流切り替えスイッチ７が接続
され、該全波／倍電圧整流切り替えスイッチ７がオフの
場合にはダイオードブリッジ６と平滑コンデンサ８，９
からなる整流回路は全波整流回路を構成し、全波／倍電
圧整流切り替えスイッチ７がオンの場合には、ダイオー
ドブリッジ６と平滑コンデンサ８，９からなる整流回路
は倍電圧整流回路を構成するようになっている。なお、
全波／倍電圧整流切り替えスイッチ７は倍電圧／全波整
流制御手段１７によってオン／オフ制御されるようにな
っている。

【００２４】ダイオードブリッジ６および平滑コンデン
サ８，９からなる整流回路の出力には他の平滑コンデン
サ１０が接続され、また該平滑コンデンサ１０の両端に
はコンデンサ直列スイッチ１１と別の平滑コンデンサ１
２からなる直列回路が並列に接続されている。該直列回
路の両端に負荷１３が接続されている。

【００２５】更に、交流電源１の両端にはゼロクロス検
出手段１４が接続され、これにより交流電源１の交流電
圧のゼロポイントを検出し、この検出した交流電圧のゼ
ロポイントで前記短絡回路５を制御すべくこのゼロポイ
ント検出信号は短絡回路５を制御する力率改善制御手段
１６に供給されている。また、前記リアクタ並列スイッ
チ４を制御するリアクタンス制御手段１５が設けられ、
該リアクタンス制御手段１５によりリアクタ並列スイッ
チ４をオン／オフ制御するようになっている。リアクタ
並列スイッチ４がオンに制御された場合には、第１のリ
アクタ２は短絡され、交流電源１に直列に接続されるリ
アクタンスは第２のリアクタ３のリアクタンス分のみと
なり、またリアクタ並列スイッチ４がオフに制御された
場合には、第１のリアクタ２の短絡は解放されて第１の
リアクタ２は有効となり、交流電源１に直列に接続され
るリアクタンスは第１のリアクタ２および第２のリアク
タ３のリアクタンスの和になる。

【００２６】コンデンサ直列スイッチ１１は、コンデン
サ容量制御手段１８でオン／オフ制御されるように構成
され、コンデンサ直列スイッチ１１がコンデンサ容量制
御手段１８によってオンに制御された場合には、平滑コ
ンデンサ１２は平滑コンデンサ１０に並列に接続され、
これらのコンデンサによる平滑コンデンサ容量は最大
し、またコンデンサ直列スイッチ１１がオフに制御され
た場合には、平滑コンデンサ１２は切り離され、該平滑
コンデンサ１２のコンデンサ容量分だけ平滑コンデンサ
容量が低減するようになっている。コンデンサ容量制御
手段１８は電流検出手段３１で検出した入力電流または
電源装置の出力電流または力率改善制御手段１６の出力
に基づいてコンデンサ直列スイッチ１１をオン／オフ制
御するようになっている。なお、ゼロクロス検出手段１
４、リアクタンス制御手段１５、力率改善制御手段１
６、倍電圧／全波整流制御手段１７およびコンデンサ容
量制御手段１８はコントローラ１９を構成している。

【００２７】以上のように構成される本実施形態の電源
装置は、力率改善制御手段１６の制御により短絡回路５
によってリアクタ２，３を介して交流電源１を短絡する
ことにより電源電流の導通角を広げて力率を改善し得る
ようになっている。また、力率改善制御手段１６の制御
により短絡回路５の短絡時間を可変することにより電源
装置の直流出力電圧を増減可能となり、所望の直流出力
電圧を発生することができる。更に、倍電圧／全波整流
制御手段１７により全波／倍電圧整流切り替えスイッチ
７を制御することによりダイオードブリッジ６および平
滑コンデンサ８，９からなる整流回路を全波整流回路ま
たは倍電圧整流回路に切り替えて、電源装置の直流出力
電圧を可変することができる。

【００２８】また、リアクタンス制御手段１５によりリ
アクタ並列スイッチ４をオン／オフ制御して、第１のリ
アクタ２を短絡したり短絡を解除することにより交流電
源１に直列なリアクタンスを第２のリアクタ３の分のみ
としたり、第１のリアクタ２と第２のリアクタ３のリア
クタンスの和とするというようにリアクタンスを可変制
御することができる。また、コンデンサ容量制御手段１
８によりコンデンサ直列スイッチ１１をオン／オフ制御
することにより平滑コンデンサ１２を有効としたり無効
とすることにより平滑コンデンサのコンデンサ容量を可
変制御することができる。

【００２９】次に、図２を参照して、図１の電源装置の
作用について具体的に説明する。図２は、横軸に電源装
置の入力電流または出力電流等の電流を示し、縦軸に力
率、リアクタンスおよびコンデンサ容量を示し、それぞ
れを、、で示している。一般に負荷に供給される
電力、すなわち前記電流が小さい場合には、力率の改善
を行うか否かに関わらず、力率は悪化し、電源電流が歪
むので、本実施形態ではこれを改良するために、図２に
示すように、入力電流または出力電流が所定値よりも小
さい場合には、リアクタンス制御手段１５の制御により
リアクタ並列スイッチ４をオンとしてリアクタンスを小
さく制御し、またコンデンサ容量制御手段１８の制御に
よりコンデンサ直列スイッチ１１をオフとして平滑コン
デンサ容量を低減して最適化し、これにより力率の向上
および効率向上を図っている。

【００３０】図３は、本発明の第２の実施形態に係わる
電源装置の構成を示す回路図である。同図に示す電源装
置は、図１に示した実施形態において負荷１３としてイ
ンバータ回路２０および該インバータ回路２０によって
制御される電動機２２を使用し、該インバータ回路２０
におけるＰＷＭ信号のデューティ比を前記コンデンサ容
量制御手段１８およびリアクタンス制御手段１５に供給
し、このデューティ比に基づいて両制御手段１５，１８
がそれぞれリアクタンスおよび平滑コンデンサ容量を可
変制御するように構成するとともに、リアクタ並列スイ
ッチ４を第１のリアクタ２に直列に接続し、この第１の
リアクタ２およびリアクタ並列スイッチ４からなる直列
回路に第２のリアクタ３を並列に接続するように構成し
た点が異なるものである。

【００３１】このように構成される図３の電源装置の作
用について図４を参照して説明する。図４はＰＷＭデュ
ーティ比を横軸に取り、縦軸に力率、リアクタンス、コ
ンデンサ容量を示す図２に類似した図である。同図に示
すように、図３の電源装置では、インバータ回路２０の
ＰＷＭ信号のデューティ比が所定の値以下の場合、すな
わち負荷が所定の値より小さい場合には、リアクタンス
制御手段１５によりリアクタ並列スイッチ４をオフとし
てリアクタンスを小さく制御するとともに、またコンデ
ンサ容量制御手段１８によりコンデンサ直列スイッチ１
１をオフとして平滑コンデンサ容量を小さく制御するこ
とにより、電源装置の力率および効率の低下を防止して
いる。なお、本実施形態に示すように、リアクタ２，３
を並列に接続し、一方のリアクタにリアクタ並列スイッ
チ４を接続することによりそのオン／オフ制御によりリ
アクタンスを可変制御してもよいものである。

【００３２】図５は、本発明の第３の実施形態に係わる
電源装置の構成を示す回路図である。同図に示す電源装
置は、図１の実施形態においてリアクタンス制御手段１
５、倍電圧／全波整流制御手段１７、コンデンサ容量制
御手段１８を削除し、この代わりに負荷制御手段２３を
設け、この負荷制御手段２３によりリアクタ並列スイッ
チ４、全波／倍電圧整流切り替えスイッチ７、コンデン
サ直列スイッチ１１を制御するように構成した点が異な
るものである。

【００３３】すなわち、負荷制御手段２３は、負荷を監
視し、負荷が軽い場合には、リアクタ並列スイッチ４を
オンにしてリアクタンスを小さくし、全波／倍電圧整流
切り替えスイッチ７をオフにして整流回路を全波整流回
路に切り替え、コンデンサ直列スイッチ１１をオフにし
て平滑コンデンサ容量を小さくするという動作を同時に
行うことにより軽負荷時、すなわち低電力時での力率お
よび効率を改善しているものである。このように構成す
ることにより制御信号および駆動回路が１つで済み、回
路の簡略化および経済化を図ることができる。

【００３４】図６は、本発明の第４の実施形態に係わる
電源装置の構成を示す回路図である。同図に示す電源装
置は、図１に示す実施形態においてコンデンサ直列スイ
ッチ１１と平滑コンデンサ１２からなる直列回路に並列
に、すなわち負荷１３に並列にリプル電圧検出回路２４
を設けるとともに、このリプル電圧検出回路２４にリプ
ル電圧検出手段２５を接続して電源装置のリプル電圧を
検出し、この検出したリプル電圧によりリアクタンス制
御手段１５およびコンデンサ容量制御手段１８を制御す
るとともに、また倍電圧／全波整流制御手段１７からの
整流回路切り替え信号でリアクタンス制御手段１５およ
びコンデンサ容量制御手段１８を制御するように構成し
た点が異なるものである。

【００３５】リプル電圧は、負荷が大きくなると、増大
し、負荷が小さくなると、低減する。従って、リプル電
圧検出手段で検出したリプル電圧が所定値より大きくな
った場合には、リアクタンス制御手段１５によりリアク
タ並列スイッチ４をオフとしてリアクタンスを大きくす
るとともに、コンデンサ容量制御手段１８によりコンデ
ンサ直列スイッチ１１をオンとして平滑コンデンサ容量
を増大することにより、リプル電圧を低減することがで
きる。なお、リプル電圧の増大はインバータ回路ではそ
のまま電動機の回転数の変動となって現れるため、リプ
ル電圧を小さくすることにより負荷を安定に制御するこ
とができ、また効率の悪化を防止することができる。

【００３６】図７は、図６の電源装置の作用を示す図で
ある。図７に示すように、負荷が小さい場合には、電圧
リプルは所定値よりも小さく、また平滑コンデンサの両
端電圧も小さい。従って、リアクタンスおよびコンデン
サ容量を小さく制御し、これにより低負荷時における力
率および効率を改善している。これに対して、負荷が図
７の途中に示すように増大すると、電圧リプルおよび平
滑コンデンサの両端電圧も瞬時増大するが、この増大し
た電圧リプルによりリアクタンス制御手段１５およびコ
ンデンサ容量制御手段１８をそれぞれ介してリアクタン
スおよびコンデンサ容量を増大することにより電圧リプ
ルを低減することができ、負荷を安定に制御することが
可能となり、更に効率の悪化を防止することができる。

【００３７】なお、上述した各実施形態において、電源
投入時にはリアクタンスおよびコンデンサ容量を最小と
するように制御するとともに、整流回路を全波整流回路
に制御することにより、電源投入時のコンデンサへの充
電による突入電流を最小に抑制することができる。

【００３８】図８は、上述した各実施形態において平滑
コンデンサ１２をコンデンサ容量制御手段１８でオン／
オフ制御する切り替えタイミングを説明するための図で
ある。まず、全波整流から倍電圧整流に切り替える場合
について説明すると、この場合には、同図（ａ）に示す
ように、整流回路が全波整流となっている場合において
整流回路の出力電圧、すなわち平滑コンデンサの電圧が
最大になった時点においてコンデンサ直列スイッチ１１
を制御するコンデンサ容量制御手段１８からのコンデン
サ容量制御信号を高レベルから低レベルに切り替えて平
滑コンデンサ１２を回路から切り離し、また整流回路が
倍電圧整流回路に切り替えられた場合においては、平滑
コンデンサの両端の電圧が最小となった時点でコンデン
サ容量制御信号を低レベルから高レベルに切り替えて、
平滑コンデンサ１２を回路に接続し、これにより平滑コ
ンデンサ１２を回路に接続する場合の回路の出力電圧と
平滑コンデンサ１２の電圧の電圧差が最小となり、コン
デンサ容量の切り替えが回路に与える影響や出力電圧の
変動を最小限に抑えることができる。

【００３９】また、倍電圧整流回路から全波整流回路に
切り替える場合についても図８（ｂ）に示すように同様
である。すなわち、整流回路が倍電圧整流となっている
場合において平滑コンデンサの電圧が最小になった時点
においてコンデンサ容量制御信号を高レベルから低レベ
ルに切り替えて平滑コンデンサ１２を回路から切り離
し、また整流回路が全波整流回路に切り替えられた場合
においては、平滑コンデンサの両端の電圧が最大となっ
た時点でコンデンサ容量制御信号を低レベルから高レベ
ルに切り替えて、平滑コンデンサ１２を回路に接続し、
これにより平滑コンデンサ１２を回路に接続する場合の
回路の出力電圧と平滑コンデンサ１２の電圧の電圧差を
最小とし、コンデンサ容量の切り替えが回路に与える影
響や出力電圧の変動を最小限に抑えることができる。

【００４０】なお、上述した実施形態において、リアク
タンス制御手段１５によるリアクタ２に対する制御は、
ゼロクロス検出手段１４による電源電圧のゼロクロス検
出から入力電流のゼロクロスを検出し、このゼロクロス
検出と同時または所定の時間後に、リアクタに貯えられ
ている磁束が０になる時にリアクタンス制御手段１５に
よりリアクタ２を短絡制御することにより、リアクタと
リアクタ並列スイッチ４の間で還流する電流を最小限に
抑えることができるとともに、またリアクタの短絡に伴
う騒音の発生を抑制することもできる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明によれば、交流電源に直列に接続されたリアクタを
介して交流電源を短絡するように制御するとともに、該
リアクタのリアクタンスおよび整流電圧を平滑する平滑
コンデンサのコンデンサ容量を可変制御しているので、
低電力域においてリアクタンスおよびコンデンサ容量を
低減することにより、電源装置の力率および効率を負荷
に依らず最適な値に改善することができるとともに、ま
た高調波電流を低減でき、更にリアクタおよびコンデン
サでの損失を減少でき、効率を向上することができる。

【００４２】また、請求項２記載の本発明によれば、交
流電源からの入力電流または出力電流によりリアクタの
リアクタンスおよび平滑コンデンサのコンデンサ容量を
可変制御するので、入力電流または出力電流が小さい場
合にリアクタンスおよびコンデンサ容量を小さく制御す
ることにより電源力率および効率の低下を防止して最適
化することができるとともに、また高調波電流を低減で
きる。

【００４３】更に、請求項３記載の本発明によれば、負
荷がインバータ回路である場合、インバータ回路のＰＷ
Ｍ信号のデューティ比に基づいてリアクタンスおよびコ
ンデンサ容量を可変制御するので、ＰＷＭ信号のデュー
ティ比が所定値以下の場合に、リアクタンスおよびコン
デンサ容量を小さくすることにより、力率および効率を
改善することができる。

【００４４】請求項４記載の本発明によれば、整流切替
制御手段による整流回路の切り替え指令信号によりリア
クタンスおよびコンデンサ容量を可変制御するので、負
荷に供給される電力が小さい場合に、整流回路を全波整
流回路に切り替えると同時にリアクタンスおよびコンデ
ンサ容量も小さい値に切り替えることができ、力率およ
び効率を改善することができるとともに、回路の簡略化
を図ることができる。

【００４５】また、請求項５記載の本発明によれば、出
力電圧に含まれるリプル電圧に基づいてリアクタンスお
よびコンデンサ容量を可変制御するので、負荷に供給さ
れる電力が小さく、従ってリプル電圧が小さい場合に、
リアクタンスおよびコンデンサ容量を小さくすることに
より、力率および効率を改善することができる。

【００４６】更に、請求項６記載の本発明によれば、全
波整流回路に切り替えられている場合には平滑コンデン
サの電圧が最大であるときに、コンデンサ容量を切り替
え、倍電圧整流回路に切り替えられている場合には平滑
コンデンサの電圧が最小であるときに、コンデンサ容量
を切り替えるので、コンデンサ容量の切り替えによる回
路への影響および出力電圧の変動を最小限に抑えること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わる電源装置の構
成を示す回路図である。

【図２】図１に示す電源装置の作用を示す図である。

【図３】本発明の第２の実施形態に係わる電源装置の構
成を示す回路図である。

【図４】図３に示す電源装置の作用を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施形態に係わる電源装置の構
成を示す回路図である。

【図６】本発明の第４の実施形態に係わる電源装置の構
成を示す回路図である。

【図７】図６に示す電源装置の作用を示す図である。

【図８】各実施形態において平滑コンデンサをゼロクロ
ス検出手段でオン／オフ制御する切り替えタイミングを
説明するための図である。

【符号の説明】２，３リアクタ４リアクタ並列スイッチ５短絡回路６ダイオードブリッジ７全波／倍電圧整流切り替えスイッチ８，９，１０，１２平滑コンデンサ１１コンデンサ直列スイッチ１３負荷１５リアクタンス制御手段１６力率改善制御手段１７倍電圧／全波整流制御手段１８コンデンサ容量制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からの交流電圧を整流して直流
電圧を生成する整流回路と、前記交流電源に直列に接続
されたリアクタと、該リアクタを介して交流電源を短絡
するように制御する短絡制御手段と、前記整流回路を全
波整流回路または倍電圧整流回路に切り替えるように制
御する整流切替制御手段と、前記整流回路の出力に接続
され、該整流回路からの整流電圧を平滑し、出力電圧と
して負荷に出力する平滑コンデンサと、前記リアクタの
リアクタンスを可変制御するリアクタンス可変制御手段
と、前記平滑コンデンサのコンデンサ容量を可変制御す
るコンデンサ容量可変制御手段とを有することを特徴と
する電源装置。
【請求項２】前記リアクタンス可変制御手段および前
記コンデンサ容量可変制御手段は、少なくとも前記交流
電源からの入力電流または前記平滑コンデンサから負荷
に供給される出力電流に基づいて前記リアクタのリアク
タンスおよび前記平滑コンデンサのコンデンサ容量をそ
れぞれ可変制御するように構成されていることを特徴と
する請求項１記載の電源装置。
【請求項３】前記負荷はインバータ回路を有し、前記
リアクタンス可変制御手段および前記コンデンサ容量可
変制御手段は、前記インバータ回路のＰＷＭ信号のデュ
ーティ比に基づいて前記リアクタンスおよび前記コンデ
ンサ容量をそれぞれ可変制御するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
【請求項４】前記リアクタンス可変制御手段および前
記コンデンサ容量可変制御手段は、前記整流切替制御手
段による前記整流回路の切り替え指令信号に基づいて前
記リアクタンスおよび前記コンデンサ容量をそれぞれ可
変制御するように構成されていることを特徴とする請求
項１記載の電源装置。
【請求項５】負荷に供給される前記出力電圧に含まれ
るリプル電圧を検出するリプル電圧検出手段を有し、前
記リアクタンス可変制御手段および前記コンデンサ容量
可変制御手段は、前記リプル電圧に基づいて前記リアク
タンスおよび前記コンデンサ容量をそれぞれ可変制御す
るように構成されていることを特徴とする請求項１記載
の電源装置。
【請求項６】前記コンデンサ容量可変制御手段は、前
記整流回路が前記全波整流回路に切り替えられていて、
前記平滑コンデンサの電圧が最大であるときに、前記コ
ンデンサ容量を可変制御し、前記整流回路が前記倍電圧
整流回路に切り替えられていて、前記平滑コンデンサの
電圧が最小であるときに、前記コンデンサ容量を可変制
御するように構成されていることを特徴とする請求項１
記載の電源装置。