JPS61251481A - 交流電源装置 - Google Patents

交流電源装置

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Publication number
JPS61251481A
JPS61251481A JP60089715A JP8971585A JPS61251481A JP S61251481 A JPS61251481 A JP S61251481A JP 60089715 A JP60089715 A JP 60089715A JP 8971585 A JP8971585 A JP 8971585A JP S61251481 A JPS61251481 A JP S61251481A
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JP
Japan
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inverter
pulse
inverters
output
outputs
Prior art date
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Pending
Application number
JP60089715A
Other languages
English (en)
Inventor
Toyohisa Sugiyama
杉山 豊久
Kunio Shinozaki
篠崎 邦雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Industry Co Ltd filed Critical Nippon Electric Industry Co Ltd
Priority to JP60089715A priority Critical patent/JPS61251481A/ja
Publication of JPS61251481A publication Critical patent/JPS61251481A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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。

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電源装置に関する
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。
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。そのため、PWM方式インバータ装置が普及し
て来ているが、最近このインバータ回路を高周波化(例
えば20kH2で駆動)シ、インバータを構成するイン
バータトランスや出力側に接続する交流フィルタの小形
軽量化をはかることが行なわれている。
その−環として本願の発明者らが先に開発した装置(先
行技術)の構成を示すと第3図のようになっている。
第3図において、1は交流入力の入力端子、2は交流入
力を整流する整流器、3は平滑用の直流フィルタ、4は
インバータ回路、5はインバータトランス、6はインバ
ータ制御部、7は交流フィルタ、8は切換スイッチで交
流フィルタ7を通して出力される正弦波形の半波〔半周
期(T/2>)ごとに極性を切換えて一連の正弦波交流
出力波形を得るためのもの、9は出力端子である。10
は切換スイッチ8を切換える信号を出力するスイッチ制
御回路、11はインバータ制御部6及びスイッチ制御回
路10に動作基準信号を与えるための発振器である。な
お、説明がしやすいように上記インバータ回路4とイン
バータトランス5を合せてインバータと呼び、該インバ
ータにインバータ制御部6を加えたものをインバータ装
置と呼ぶことにする。
インバータ制御部6は、交流フィルタ7及び切換スイッ
チ8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!!(設定値−検出値)をとり電圧指令信号を出力す
るl!!増幅器(差動増幅器)61と、上記電圧指令信
号を受けてインバータの駆動用信号(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62とを備
えて構成されている。
インバータ回路4は、主制御用半導体スイッチング素子
(トランジスタ:TR)を11il用いたいわゆる1石
式のものであり、インバータトランス5は一次側にリセ
ット巻線を有し、二次側にはフライホイールダイオード
FDが接続されている。
インバータは上記インバータ制御部6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7
に通し、切換スイッチ8を介して正弦波交流出力が得ら
れる。
第4図は上記第3図の装置の各部分[■〜■コにおける
波形図である。インバータを例えば20kHzで駆動し
、交流電源装置として50H2の正弦波交流出力を得る
場合を想定すると、図に示したTは20曽Sである。
■、■はインバータ及びインバータI!Il1部の出力
で、いずれも正極性(同一極性)の幅制御されたパルス
であり、T/2すなわち1013の中に200パルスを
含んでいる。
■は交流フィルタを通った出力である。
■は切換スイッチでT/2ごとに極性を切換えて得られ
たインバータ装置の出力波形である。
■は発振器が出力した20k H2の動作基準信号であ
る。
■は切換スイッチを切換動作させる信号である。
上述したようにインバータの動作を高速化(高周波化)
させると、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〕
インバータ回路を高周波動作(高周波パルス帽変1m)
させることにより、種々の利点が得られているが、まだ
残された問題点がある。
それはインバータの動作に起因するものである。
すなわちインバータの設計においてパルス幅最大を条件
にするため、インバータトランスのリセット巻線を少く
巻く必要があり、半導体スイッチング素子(TR)の高
耐圧化を必要とすることである。以下、その理由を説明
する。
第3図の中に実線の矢印で示したように一次電流115
.二次電流12が流れ、リセット電流i3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(TR)の動作に対応させて示すと第5図のように
なっている。第5図においてtはP W M信号の周期
(例えば50μs)であり、八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5をリセット
する役割をはたしている。このリセットのためには一次
電all +によるオン側のインバータ出力が占める面
積A1.A2.A3.・・・・・・とオフ側のリセット
電流13が占める面積Bz、Bz、Bg・・・・・・が
等しくなければならない。インバータの出力は第4図■
に示したよたうに正弦波■のビーク点の付近ではパルス
幅が広くなっており、オン領域)オフ領域の関係となっ
ている。そのため第5図に示した波形の一番右側のよう
にリセット電流1.のビーク値が高くならざるを得ない
。すなわちリセット電1i 3を沢山流すためにインバ
ータトランス(第3図の5)のリセットIIIのtIs
数を少くする必要がある。このためリセット電圧が高く
なり主制御用の半導体スイッチング素子の耐圧〔トラン
ジスタ(TR)のコレクタ・−エミッタ間耐圧〕を上げ
なければならないという問題が発生する。
本発明の目的は、上記の問題点を解消し、半導体スイッ
チング素子(TR)の耐圧が低くてすむようにしたイン
バータを備えた交流電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は
、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を2組と、該2組のインバータの
出力を共通に接続して1パルスごとに合成したパルス列
を正弦波形に波形整形する交流フィルタと、該交流フィ
ルタを通して出力される正弦波形の半波ごとに極性切換
を行なう極性切換手段と、該切換手段によって得られた
正弦波交流出力電圧の電圧変動を監視して出力電圧が一
定に保たれるよう上記2@のインバータをパルス幅制御
するインバータ制御部を用いて構成した。そして上記2
組のインバータのうちの一方は上記合成パルス列を形成
する各パルスのそれぞれ前半部を出力し、他方は各パル
スのそれぞれ後半部を受持つようにタイミングをずらし
て出力させるようにした。
〔作用〕
上述したように、本発明の装置は、パルス列を形成する
各パルスを、タイミングをずらせて運転している2つの
インバータの出力を合成することにより作っている。
合成されたパルスで形成されたパルス列はいずれも同一
極性のものであり、交流フィルタを通した後、正弦波形
の半波ごとに極性切換を行なうと一連の正弦波交流にな
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回路図であ
る。図において、前出のものと同一符号のものは四−又
は均等部分を示すものとし、説明は適宜省略する。4−
+、4−:はインバータ回路、5−1.5−2はインバ
ータトランスであり、図に見られるように91.#2の
2台のインバータが構成され、並列に配置されている。
2台のインバータの出力側にはそれぞれダイオードD+
D?が挿入されており、該ダイオードを通った出力は共
通に結ばれ交流フィルタ7に接読されている。
インバータ制御部6は#1.#2の2台のインバータを
制御するために2つのパルス幅制御回路62−1.62
−=を備えている。該パルス幅制御回路は、パルス幅制
御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、それぞれ発振器11が発生した基準
信号から三角波を作る三角波発生回路621−+ 、6
21−2と、該三角波発生回路の出力と誤差増幅器61
の出力(ml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622−+、62
2−2と、その出力を増幅する増幅器623−1,62
3−2を備えて構成されている。
そして#1.#2インバータの出力が合成された時にそ
れぞれパルスの前半部、後半部を受持って一つのパルス
を形成するようにタイミングをずらせた制御を行なって
いる。
ダイオードDI、D2は、2台のインバータの出力がそ
れぞれ同一極性で加え合わされるようにするために挿入
されたものである。
なお、上記以外の部分の構成は第3図で説明したものと
同じである。
第2図は上記本発明の装置の動作説明図である。
インバータ5ilJt11部6は、発振器11の出力を
基準にして三角波発生回路621−+、621−zで作
られる三角波(a)、(b)を用いてそれぞれ#1.#
2インバータを駆動するパルス〈C)。
(d )をパルス発生回路622−+ 、622−2で
作っている。#1.#2インバータの出力波形及びその
タイミングは(c)、(d>と同じものであり、それを
合成すると<e)に示した合成出力波形が得られる。こ
れが交流フィルタ7に送られ第4因■に示したように正
弦波形に整形され、切換スイッチ8を介して第4因■の
正弦波交流出力になる。
(効果〕 以上説明したように本発明の装置は2台のインバータを
備え、この出力を合成して正弦波交流出力を得るように
したので、それぞれのインバータの出力はオン領域師オ
フ領域となり、インバータトランスのリセット巻線の巻
数を特にへらさなくてもリセットが可能になり、また半
導体スイッチング素子(TR)の耐圧も低くてすむよう
になる。
なお、2台のインバータによって交流?!!!源装置と
しての出力を分担しているので、それぞれのインバータ
トランス及び半導体スイッチング素子(TR>の容量は
1台のインバータで全てをまかなう場合の1/2でよい
から、インバータを2台使っても、小型軽量化をはかる
上にそれほど問題にはならず、半導体スイッチング素子
の耐圧を低くすることによる利点の方が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の回路図、第2図(a )〜(e
)は本発明の#sWの動作説明用の波形図、第3図は先
行技術の装置のブロック図、第4図■〜■は第3図の′
@瞳の各部■〜■における波形図、第5図はインバータ
の動作を説明するための波形図である。 4.4−1.4−:!・・・・・・インバータ回路、5
.5−t、5−2・・・・・・インバータトランス、6
・・・・・・インバータ制御部、 7・・・・・・交流フィルタ、 8・・・・・・切換スイッチ、 10・・・・・・スイッチ制御回路、 #1.#2・・・・・・インバータ。 第   4  図 第2諷 第3図 第4図 第5図 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 昭和60年特許118°9715号 2、発明の名称 交流電!l装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所 東京都墨田区堤通−丁目19番18号名 称 
<424)日本電気精器株式会社代表者  細 川 悦
 利 4゜代理人 〒f04  東京都中央区銀座二丁目10番5@銀座オ
オイピル3N 電話03 (545) 28111(代
)各、補正の対象 も補正の内容 明III第12頁第7行目〜第12行目、[第1図は・
・・・・・である。」を削除して洗立を挿入する。

Claims (1)

  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を2組と、該2組のインバータ
    の出力を共通に接続して1パルスごとに合成したパルス
    列を正弦波形に波形整形する交流フィルタと、該交流フ
    ィルタを通して出力される正弦波形の半波ごとに極性切
    換を行なう極性切換手段と、該切換手段によって得られ
    た正弦波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2組の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
    つて、 上記2組のインバータのうちの一方は上記合成パルス列
    を形成する各パルスのそれぞれ前半部を、他方は各パル
    スのそれぞれ後半部を受持つように出力するもであるこ
    とを特徴とする交流電源装置。
JP60089715A 1985-04-25 1985-04-25 交流電源装置 Pending JPS61251481A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63194577A (ja) * 1987-01-23 1988-08-11 フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェンノートシャップ 電源回路
EP1903669A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Modulation control of power generating system
US8076882B2 (en) 2007-12-26 2011-12-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Motor drive architecture with active snubber
US8279648B2 (en) 2008-03-20 2012-10-02 Pratt & Whitney Canada Corp. Power inverter and method

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