JPS61251479A - 交流電源装置 - Google Patents
交流電源装置Info
- Publication number
- JPS61251479A JPS61251479A JP60089713A JP8971385A JPS61251479A JP S61251479 A JPS61251479 A JP S61251479A JP 60089713 A JP60089713 A JP 60089713A JP 8971385 A JP8971385 A JP 8971385A JP S61251479 A JPS61251479 A JP S61251479A
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- JP
- Japan
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- inverter
- output
- pulse
- oscillator
- frequency
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明はインバータ装置を用いた交流ｍ源装置に関する
ものである。
ものである。
（従来の技術〕
従来、電子計算機、用電源装置や放送用無停電電源装置
などには、インバータ装置が広く使われている。
などには、インバータ装置が広く使われている。
インバータ装置の出力電圧制御には種々の方式があるが
、その中でＰＷＭ （パルス幅制御）方式を採用したも
のが、負荷の急変などの過度応答が速く、安定性に優れ
ている。
、その中でＰＷＭ （パルス幅制御）方式を採用したも
のが、負荷の急変などの過度応答が速く、安定性に優れ
ている。
第５図は上記パルス幅制御方式インバータ装置を用いた
交流電源装置の要部構成を示したものである。図におい
て１は交流入力の入力端子、２は交流入力を整流する整
＊ａ、３は平滑用の直流フィルタ、４はインバータ、５
はインバータ制御部、６は交流フィルタ、７は出力端子
、８は負荷である。
交流電源装置の要部構成を示したものである。図におい
て１は交流入力の入力端子、２は交流入力を整流する整
＊ａ、３は平滑用の直流フィルタ、４はインバータ、５
はインバータ制御部、６は交流フィルタ、７は出力端子
、８は負荷である。
インバータ制御部５は、交流フィルタ６を介して得られ
るインバータの出力電圧の検出値とインバータの出力電
圧設定値（基準電圧）を入力してその差（設定値−検出
値）をとり電圧指令信号を出力する誤差増幅器（差動増
幅器）５１と、上記電圧指令信号を受けてインバータ４
の駆動用信号〈スイッチング制御用ＰＷＭ信号）を発生
するパルス幅制御回路５２とを備えて構成されている。
るインバータの出力電圧の検出値とインバータの出力電
圧設定値（基準電圧）を入力してその差（設定値−検出
値）をとり電圧指令信号を出力する誤差増幅器（差動増
幅器）５１と、上記電圧指令信号を受けてインバータ４
の駆動用信号〈スイッチング制御用ＰＷＭ信号）を発生
するパルス幅制御回路５２とを備えて構成されている。
インバータ４は、第６図に一例［プッシュプル方式（セ
ンタタップ形）インバータ］を示すように、半導体スイ
ッチング素子（トランジスタ）４１．４２及びインバー
タトランス４３を用いて構成されており、上記インバー
タ制御部５によって制御され、出力電圧変動に応じてそ
れを設定値に近づけるようにパルス幅が変えられた複数
のパルスの列を出力する。
ンタタップ形）インバータ］を示すように、半導体スイ
ッチング素子（トランジスタ）４１．４２及びインバー
タトランス４３を用いて構成されており、上記インバー
タ制御部５によって制御され、出力電圧変動に応じてそ
れを設定値に近づけるようにパルス幅が変えられた複数
のパルスの列を出力する。
このパルス列をなすインバータの出力を交流フィルタ６
に通して正弦波交流出力を得ている。
に通して正弦波交流出力を得ている。
ところで最近、インバータ回路を高周波化し、インバー
タトランス４３や交流フィルタ６の小形化をはかること
が行なわれている。この場合のインバータ４（第６図に
示したもの）の出力波形と、交流フィルタ６を通した後
のｆｉｌｌとしての出力電圧波形を第７図に示す。
タトランス４３や交流フィルタ６の小形化をはかること
が行なわれている。この場合のインバータ４（第６図に
示したもの）の出力波形と、交流フィルタ６を通した後
のｆｉｌｌとしての出力電圧波形を第７図に示す。
第７図（ａ）はインバータの出力波形であり、パルスの
周波数は例えば２０ｋＨｚである。この出力を交流フィ
ルタに通すと同図（ｂ）に示した交＊＜例えば５０Ｈｚ
＞出力電圧を得ている。
周波数は例えば２０ｋＨｚである。この出力を交流フィ
ルタに通すと同図（ｂ）に示した交＊＜例えば５０Ｈｚ
＞出力電圧を得ている。
インバータの動作を高速化（高周波化）させることによ
り、前述したようにインバータトランスや交流フィルタ
の小形化が実現するばかりでなく、インバータ入力波形
歪率が小さく、直流フィルタも小形化できるし、また負
荷急変等の外乱に対し出力電圧変動特性が良くなるなど
の副次的効果も得られている。
り、前述したようにインバータトランスや交流フィルタ
の小形化が実現するばかりでなく、インバータ入力波形
歪率が小さく、直流フィルタも小形化できるし、また負
荷急変等の外乱に対し出力電圧変動特性が良くなるなど
の副次的効果も得られている。
〔解決しようとする問題点）
上述したようにインバータ回路を高周波動作（高周波パ
ルス幅変調）させることにより、種々の利点が得られて
いるが、まだ改良すべき問題点が残されている。その主
な点をあげると、インバータ１ｉＩＪ １１１回路が複
雑化していること、及びインバータトランスが期待した
ほど小形化できないことである。
ルス幅変調）させることにより、種々の利点が得られて
いるが、まだ改良すべき問題点が残されている。その主
な点をあげると、インバータ１ｉＩＪ １１１回路が複
雑化していること、及びインバータトランスが期待した
ほど小形化できないことである。
インバータトランスが小形化できない理由は、第７図（
ａ ）に示したように、インバータの出力波形は正極性
のパルスと負極性のパルスが対をなしており、交流フィ
ルタを通したときにその差分が交流出力に寄与するので
、インバータトランスの利用率が悪いことにある。その
ため例えば２０ｋＨ７で動作させていても、１２〜１３
ｋＨｚ用ぐらいの大きさのトランスが必要になるからで
ある。
ａ ）に示したように、インバータの出力波形は正極性
のパルスと負極性のパルスが対をなしており、交流フィ
ルタを通したときにその差分が交流出力に寄与するので
、インバータトランスの利用率が悪いことにある。その
ため例えば２０ｋＨ７で動作させていても、１２〜１３
ｋＨｚ用ぐらいの大きさのトランスが必要になるからで
ある。
本発明の目的は上記問題点を解消し、インバータ回路の
動作を高周波化（例えば２０ｋ Ｈｚ ＞ した利点が
十分に生かせ、インバータトランスを小形化（例えば２
０ｋＨｚ相肖のもの）でき、しかも制御部が比較的簡単
な回路で構成できるインバータ装置を備えた交流１！源
装置を提供することにある。
動作を高周波化（例えば２０ｋ Ｈｚ ＞ した利点が
十分に生かせ、インバータトランスを小形化（例えば２
０ｋＨｚ相肖のもの）でき、しかも制御部が比較的簡単
な回路で構成できるインバータ装置を備えた交流１！源
装置を提供することにある。
（問題点を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本発明の交流電源装置が
使用するインバータは、すべて同一極性の方形波パルス
［第４因■参照］のみを出力するものを用いており、交
流フィルタを通して得られる出力波形［第４図■］を半
周期（Ｔ／２＞ごとに極性を切換えて交流出力波形［第
４図■］を得るようにした。
使用するインバータは、すべて同一極性の方形波パルス
［第４因■参照］のみを出力するものを用いており、交
流フィルタを通して得られる出力波形［第４図■］を半
周期（Ｔ／２＞ごとに極性を切換えて交流出力波形［第
４図■］を得るようにした。
本発明に使用するインバータは例えば第２図に示すよう
な回路構成のものである。主制御用半導体スイッチング
素子（トランジスタ：ＴＲ）を１個用いたいわゆる１石
式のもので、インバータトランス４４は一次側にリセッ
ト巻ＷＡ４５を有している。二次側にはフライホイール
ダイオード４６が接続され、半導体スイッチング素子（
ＴＲ）がオフしている期間の出力電流を持続させる役割
をはたしている。図中に実線の矢印で示したように一次
電流１冨、二次電流１２が流れ、リセット電８１１３は
点線で示したように流れる。それぞれの波形を半導体ス
イッチング素子の動作に対応させて示すと第３図のよう
になっている。第３図においてｔはＰＷＭ信号の周期（
例えば５０μＳ）であり、ハツチングを施した部分はリ
セット電流１３で、インバータトランス４４をリセット
する役割をはたしている。
な回路構成のものである。主制御用半導体スイッチング
素子（トランジスタ：ＴＲ）を１個用いたいわゆる１石
式のもので、インバータトランス４４は一次側にリセッ
ト巻ＷＡ４５を有している。二次側にはフライホイール
ダイオード４６が接続され、半導体スイッチング素子（
ＴＲ）がオフしている期間の出力電流を持続させる役割
をはたしている。図中に実線の矢印で示したように一次
電流１冨、二次電流１２が流れ、リセット電８１１３は
点線で示したように流れる。それぞれの波形を半導体ス
イッチング素子の動作に対応させて示すと第３図のよう
になっている。第３図においてｔはＰＷＭ信号の周期（
例えば５０μＳ）であり、ハツチングを施した部分はリ
セット電流１３で、インバータトランス４４をリセット
する役割をはたしている。
なお、本発明の交流電源装置の全体的な構成は従来（第
５図）とほとんど同じであるが、上述したように半周期
（Ｔ／２）ごとに極性を切換えるための切換スイッチ（
第１図の９）が付加された点が興なっている。そしてそ
の切換スイッチを駆動するための回路がインバータ制御
部に設けられている。すなわち、インバータ制御部は、
インバータの動作基準信号を発生する発振器と、その発
振器出力を基準にしてインバータを駆動するパルス幅制
御回路と、同じく上記発振器出力を基準にして交流電源
出力周波数を定めるための基準波発生回路と、その基準
波出力を受けて上記切換スイッチを切換駆動するスイッ
チングパルス発生回路を備えて構成されている。
５図）とほとんど同じであるが、上述したように半周期
（Ｔ／２）ごとに極性を切換えるための切換スイッチ（
第１図の９）が付加された点が興なっている。そしてそ
の切換スイッチを駆動するための回路がインバータ制御
部に設けられている。すなわち、インバータ制御部は、
インバータの動作基準信号を発生する発振器と、その発
振器出力を基準にしてインバータを駆動するパルス幅制
御回路と、同じく上記発振器出力を基準にして交流電源
出力周波数を定めるための基準波発生回路と、その基準
波出力を受けて上記切換スイッチを切換駆動するスイッ
チングパルス発生回路を備えて構成されている。
上述したように、本発明によればインバータは常に同一
極性のパルスを発生しているので、効率のよい波形整形
がぐきるし、所望の周波数の正弦波交流出力を発生させ
るために行なう切換スイッチ操作もインバータ出力パル
スと同期がとれ【いるので簡単な回路で円滑に行なわれ
る。
極性のパルスを発生しているので、効率のよい波形整形
がぐきるし、所望の周波数の正弦波交流出力を発生させ
るために行なう切換スイッチ操作もインバータ出力パル
スと同期がとれ【いるので簡単な回路で円滑に行なわれ
る。
（実施例）
次に本発明を実施例によって説明する。
第１図は本発明の交流電源装置の構成を示すブロック図
である。図において、前出のものと同一符号のものは同
−又は均等部分を示すものとし、説明は適宜省略する。
である。図において、前出のものと同一符号のものは同
−又は均等部分を示すものとし、説明は適宜省略する。
９が出力波形の１．／２周期ごとに極性を切換える切換
スイッチ（ＡＣスイッチ二半導体スイッチング素子で構
成）である。
スイッチ（ＡＣスイッチ二半導体スイッチング素子で構
成）である。
５′はインバータ制御部で、上記切換スイッチ９を切換
！！！動するための回路が付設されている。
！！！動するための回路が付設されている。
すなわち、インバータの動作基準信号（例えば２０ｋ
Ｈｚ ）を発生する発振器５３と、該発振器５３の出力
を基準にインバータを駆動するパルス幅制御回路５２−
と、上記動作基準信号と同期をとり交流電源装置の出力
周波数（例えば５０Ｈ２）を定める基準波（理想正弦波
）を発生する基準波発生回路５４と、該基準波発生回路
の出力を基準に上記切換スイッチ９を切換駆動するスイ
ッチングパルス発生回路５５を備えている。
Ｈｚ ）を発生する発振器５３と、該発振器５３の出力
を基準にインバータを駆動するパルス幅制御回路５２−
と、上記動作基準信号と同期をとり交流電源装置の出力
周波数（例えば５０Ｈ２）を定める基準波（理想正弦波
）を発生する基準波発生回路５４と、該基準波発生回路
の出力を基準に上記切換スイッチ９を切換駆動するスイ
ッチングパルス発生回路５５を備えている。
なお、パルス幅制御回路５２′はパルス＠１ｂＩＪＩ１
１方式インバータの駆動回路として通常よく用いられる
公知のものであり、発振器５３が発生した基準信号から
三角波を作る三角波発生回路５６と、該三角波発生回路
の出力とＭ！！増幅器５１の出力（電圧指令信号）を受
けてインバータ駆動制御用のパルスを発生するパルス発
生回路５７と、その出力を増幅する増幅器５８を備えて
構成されている。
１方式インバータの駆動回路として通常よく用いられる
公知のものであり、発振器５３が発生した基準信号から
三角波を作る三角波発生回路５６と、該三角波発生回路
の出力とＭ！！増幅器５１の出力（電圧指令信号）を受
けてインバータ駆動制御用のパルスを発生するパルス発
生回路５７と、その出力を増幅する増幅器５８を備えて
構成されている。
第４図は上記本発明の装置の各部分［第１図に付した■
〜■］における波形図である。■は発振器５３の出力、
■は交流出力の周波数を定める基準波、■は切換スイッ
チを駆動するスイッチングパルスである。図に児られる
ように、高周波化された（例えば２０ｋ Ｈｚ ＞され
たインバータ出力■から所望の周波数（例えば５０Ｈｚ
）の正弦波交流出力■が得られる。
〜■］における波形図である。■は発振器５３の出力、
■は交流出力の周波数を定める基準波、■は切換スイッ
チを駆動するスイッチングパルスである。図に児られる
ように、高周波化された（例えば２０ｋ Ｈｚ ＞され
たインバータ出力■から所望の周波数（例えば５０Ｈｚ
）の正弦波交流出力■が得られる。
（効果〕
以上説明したように、本発明の交流電源装置が使用する
インバータ装置は、同一極性の方形波パルス列から交流
出力を得るようにしているので従来の方法に比してトラ
ンスの利用率が良く、高周波化することによりその周波
数に応じてインバータトランスの小形化が可能になる。
インバータ装置は、同一極性の方形波パルス列から交流
出力を得るようにしているので従来の方法に比してトラ
ンスの利用率が良く、高周波化することによりその周波
数に応じてインバータトランスの小形化が可能になる。
また、制御回路を簡単にすることができる。
第１図は本発明の＠置のブロック図、第２因は本発明で
使用するインバータの回路図、第３図は第２図に示した
インバータの動作説明図である。 第４図は本発明の装置の各部における波形図で、■〜■
はそれぞれ第１図に付した■〜■の部分に対応している
。第５図は従来の装置のブロック図、第６図は従来の装
置で使用しているインバータの回路図、第７図（ａ）は
第６図に示したインバータの出力波形図、第７図（ｂ）
は（ａ）のインバ−タ出力を交流フィルタに通して得ら
れた波形図である。 ４・・・・・・インバータ、 ５．５−・・・・・・インバータ制御部、６・・・・・
・交流フィルタ、 ９・・・・・・切換スイッチ、 ５１・・・・・・誤差増幅器、 ５２．５２′・・・・・・パルス幅１１１１！１回路、
５３・・・・・・発振器、 ５４・・・・・・基準波発生回路、 ５５・・・・・・スイッチングパルス発生回路。
使用するインバータの回路図、第３図は第２図に示した
インバータの動作説明図である。 第４図は本発明の装置の各部における波形図で、■〜■
はそれぞれ第１図に付した■〜■の部分に対応している
。第５図は従来の装置のブロック図、第６図は従来の装
置で使用しているインバータの回路図、第７図（ａ）は
第６図に示したインバータの出力波形図、第７図（ｂ）
は（ａ）のインバ−タ出力を交流フィルタに通して得ら
れた波形図である。 ４・・・・・・インバータ、 ５．５−・・・・・・インバータ制御部、６・・・・・
・交流フィルタ、 ９・・・・・・切換スイッチ、 ５１・・・・・・誤差増幅器、 ５２．５２′・・・・・・パルス幅１１１１！１回路、
５３・・・・・・発振器、 ５４・・・・・・基準波発生回路、 ５５・・・・・・スイッチングパルス発生回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、高周波パルス幅変調された同一極性の方形波パルス
列を出力するインバータと、該インバータの出力したパ
ルス列を正弦波形に整形する交流フィルタと、該交流フ
ィルタを介して得られた出力波形の１／２周期ごとに極
性切換を行なうスイッチと、該切換スイッチを介して得
られた交流出力電圧の電圧変動を監視し出力電圧が一定
に保たれるよう上記インバータをパルス幅制御するイン
バータ制御部とを備えてなる交流電源装置であって、 上記インバータ制御部は、インバータの動作基準信号を
発生する発振器と、該発振器の出力を基準にインバータ
を駆動するパルス幅制御回路と、上記動作基準信号と同
期をとり交流電源装置の出力周波数を定める基準波を発
生する基準波発生回路と、該基準波発生回路の出力を基
準に上記切換スイッチを切換駆動するスイッチングパル
ス発生回路とを備えたことを特徴とする交流電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089713A JPS61251479A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 交流電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60089713A JPS61251479A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 交流電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61251479A true JPS61251479A (ja) | 1986-11-08 |
Family
ID=13978410
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60089713A Pending JPS61251479A (ja) | 1985-04-25 | 1985-04-25 | 交流電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61251479A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285471A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-10-09 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ３相／単相コンバータ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52122833A (en) * | 1976-04-08 | 1977-10-15 | Japan Storage Battery Co Ltd | Inverter |
| JPS5681079A (en) * | 1979-11-30 | 1981-07-02 | Aichi Electric Mfg Co Ltd | Ac stabilized power source device |
-
1985
- 1985-04-25 JP JP60089713A patent/JPS61251479A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52122833A (en) * | 1976-04-08 | 1977-10-15 | Japan Storage Battery Co Ltd | Inverter |
| JPS5681079A (en) * | 1979-11-30 | 1981-07-02 | Aichi Electric Mfg Co Ltd | Ac stabilized power source device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285471A (ja) * | 1990-08-31 | 1992-10-09 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ３相／単相コンバータ |
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