JP2001028879A - 供給電力制御装置 - Google Patents
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- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
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- H02M1/007—Plural converter units in cascade
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アクティブフイルタのスイッチング周期は、
予め設定された規定値であり、温度変化、充放電コンデ
ンサの容量、コイルの自己インダクタンスに応じて自己
調整でき、温度変化、回路定数の誤差等に対応させたパ
ルス周期に変更することができないという課題があっ
た。 【解決手段】 直流電源からコイル、逆流防止用ダイオ
ードを介して充電した充放電コンデンサと、この充電電
圧を交流に変換して負荷に供給する断続回路とを備え、
マイクロコンピュータは前記直流電源と並列に接続した
スイッチング素子を、前記コイルに発生している磁場エ
ネルギーのゼロまたはコイルに流れる電流のゼロを検出
して動作させるものである。
予め設定された規定値であり、温度変化、充放電コンデ
ンサの容量、コイルの自己インダクタンスに応じて自己
調整でき、温度変化、回路定数の誤差等に対応させたパ
ルス周期に変更することができないという課題があっ
た。 【解決手段】 直流電源からコイル、逆流防止用ダイオ
ードを介して充電した充放電コンデンサと、この充電電
圧を交流に変換して負荷に供給する断続回路とを備え、
マイクロコンピュータは前記直流電源と並列に接続した
スイッチング素子を、前記コイルに発生している磁場エ
ネルギーのゼロまたはコイルに流れる電流のゼロを検出
して動作させるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力を負荷に対
し効率よく供給する供給電力制御装置、特に、アクティ
ブフイルタを用いて効率よく負荷に電力を供給する供給
電力制御装置に関するものである。
し効率よく供給する供給電力制御装置、特に、アクティ
ブフイルタを用いて効率よく負荷に電力を供給する供給
電力制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】各種の電気製品の電源には、図６に示す
ように、整流回路９１と大容量の平滑コンデンサ９２を
用いて、商用交流電源から直流電圧を取り出している。
この整流回路９１は、交流電源電圧がコンデンサ充電電
圧を超えたときに、交流電源から電力を瞬時に取り込
み、このコンデンサ充電電圧を断続回路としてのコンバ
ータ９３で交流に変換して、負荷９４に供給する。図７
から明らかなように、電力は交流ライン電圧のピーク付
近でのみ、実線波形のように取り込まれるため、実際に
使用できる電力は、交流電源電圧の見かけ上の電力より
小さくなる低力率状態となり、電気製品の力率は５割〜
７割程度である。
ように、整流回路９１と大容量の平滑コンデンサ９２を
用いて、商用交流電源から直流電圧を取り出している。
この整流回路９１は、交流電源電圧がコンデンサ充電電
圧を超えたときに、交流電源から電力を瞬時に取り込
み、このコンデンサ充電電圧を断続回路としてのコンバ
ータ９３で交流に変換して、負荷９４に供給する。図７
から明らかなように、電力は交流ライン電圧のピーク付
近でのみ、実線波形のように取り込まれるため、実際に
使用できる電力は、交流電源電圧の見かけ上の電力より
小さくなる低力率状態となり、電気製品の力率は５割〜
７割程度である。
【０００３】そこで、図８に示すように、アクティブフ
イルタ１００を利用して、力率を改善した供給電力制御
装置がある。図において、１０１は交流電源、１０２は
全波整流器による直流電源回路、１０３は直流電源回路
１０２の出力側にアクティブフイルタのコイル１０４を
介して並列接続したスイッチング素子、１０５は逆流防
止ダイオード１０６を介してスイッチング素子１０３と
並列接続した充放電コンデンサ、１０７は充放電コンデ
ンサの電荷を断続させて蛍光灯１０８に供給するコンバ
ータ、１０９は交流のゼロクロスを検出するゼロクロス
検出回路、１１０は消費電流を検出する入力電流検出回
路、１１１はゼロクロス検出回路１０９，入力電流検出
回路１１０からの検出信号を受けるマイコン（マイクロ
コンピュータ）、１１２はマイコン１１１からの制御信
号を受けて、スイッチング素子１０３を導通させるドラ
イバである。
イルタ１００を利用して、力率を改善した供給電力制御
装置がある。図において、１０１は交流電源、１０２は
全波整流器による直流電源回路、１０３は直流電源回路
１０２の出力側にアクティブフイルタのコイル１０４を
介して並列接続したスイッチング素子、１０５は逆流防
止ダイオード１０６を介してスイッチング素子１０３と
並列接続した充放電コンデンサ、１０７は充放電コンデ
ンサの電荷を断続させて蛍光灯１０８に供給するコンバ
ータ、１０９は交流のゼロクロスを検出するゼロクロス
検出回路、１１０は消費電流を検出する入力電流検出回
路、１１１はゼロクロス検出回路１０９，入力電流検出
回路１１０からの検出信号を受けるマイコン（マイクロ
コンピュータ）、１１２はマイコン１１１からの制御信
号を受けて、スイッチング素子１０３を導通させるドラ
イバである。
【０００４】次に動作について説明する。交流電源１０
１からの交流出力を直流電源回路１０２で直流出力と
し、この直流出力でコイル１０４，逆流防止ダイオード
１０６を介して充放電コンデンサ１０５を充電する。そ
して、この充放電コンデンサ１０５の充電電圧を基にし
て、コンバータ１０７をＯＮ／ＯＦＦさせて高周波の交
流を作り出し、蛍光灯１０８に供給している。
１からの交流出力を直流電源回路１０２で直流出力と
し、この直流出力でコイル１０４，逆流防止ダイオード
１０６を介して充放電コンデンサ１０５を充電する。そ
して、この充放電コンデンサ１０５の充電電圧を基にし
て、コンバータ１０７をＯＮ／ＯＦＦさせて高周波の交
流を作り出し、蛍光灯１０８に供給している。
【０００５】上記の交流電源１０１から充放電コンデン
サ１０５の充電を行うとき、交流電源１０１の出力電圧
が充放電コンデンサ１０５の充電電圧の絶対値以下の場
合は、交流電源１０１から充放電コンデンサ１０５に電
流が流れない。すなわち、交流電源１０１の出力電圧の
絶対値が充放電コンデンサ１０５の充電電圧以上の場合
のみ電流が流れることになり、低力率、高周波ノイズの
発生原因となる。
サ１０５の充電を行うとき、交流電源１０１の出力電圧
が充放電コンデンサ１０５の充電電圧の絶対値以下の場
合は、交流電源１０１から充放電コンデンサ１０５に電
流が流れない。すなわち、交流電源１０１の出力電圧の
絶対値が充放電コンデンサ１０５の充電電圧以上の場合
のみ電流が流れることになり、低力率、高周波ノイズの
発生原因となる。
【０００６】そこで、特開平５−３００７９４号公報に
示されるように、マイコン１１１による制御は、ゼロク
ロス検出回路１０９の検出信号に基づいて入力電圧と同
位相の正弦波となるように、所定のスイッチングパター
ンでスイッチングするとともに、入力電流検出回路１１
０で入力電流波形の瞬時値を検出し、前もって記憶して
いる基準値と等しくなるように、ドライバ１１２を介し
てスイッチング素子１０３のＯＮ／ＯＦＦを制御し、図
９に示すようにデューティサイクルのＯＮ時間を変化さ
せることで実現している。
示されるように、マイコン１１１による制御は、ゼロク
ロス検出回路１０９の検出信号に基づいて入力電圧と同
位相の正弦波となるように、所定のスイッチングパター
ンでスイッチングするとともに、入力電流検出回路１１
０で入力電流波形の瞬時値を検出し、前もって記憶して
いる基準値と等しくなるように、ドライバ１１２を介し
てスイッチング素子１０３のＯＮ／ＯＦＦを制御し、図
９に示すようにデューティサイクルのＯＮ時間を変化さ
せることで実現している。
【０００７】また、専用ＩＣ等によりスイッチングデバ
イスとインダクタンス、ダイオードにより、交流電源の
電圧が直流電源電圧以下の場合でも、充電が行われるア
クティブフイルタ（力率改善）制御が行われている。
イスとインダクタンス、ダイオードにより、交流電源の
電圧が直流電源電圧以下の場合でも、充電が行われるア
クティブフイルタ（力率改善）制御が行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の供給電力制御装
置は以上のように構成されているので、アクティブフイ
ルタの構成要素であるスイッチング素子に対する導通用
のパルス周期は、予め設定された規定値であり、温度変
化、回路定数の誤差等に対応させたパルス周期に変更す
るためには、消費電流と電源電圧とを瞬時に計算して、
アクティブフイルタの制御パルスを出力する高性能マイ
コンが必要であるという課題があった。また、コイルの
残留磁場が大きい時、スイッチング素子をＯＮ状態にす
ると、短絡が発生し、エネルギーロスや高調波ノイズが
発生するため、短絡が発生しないように、余裕を見たパ
ルス周期としているため、力率改善効果が低下するとい
う課題があった。
置は以上のように構成されているので、アクティブフイ
ルタの構成要素であるスイッチング素子に対する導通用
のパルス周期は、予め設定された規定値であり、温度変
化、回路定数の誤差等に対応させたパルス周期に変更す
るためには、消費電流と電源電圧とを瞬時に計算して、
アクティブフイルタの制御パルスを出力する高性能マイ
コンが必要であるという課題があった。また、コイルの
残留磁場が大きい時、スイッチング素子をＯＮ状態にす
ると、短絡が発生し、エネルギーロスや高調波ノイズが
発生するため、短絡が発生しないように、余裕を見たパ
ルス周期としているため、力率改善効果が低下するとい
う課題があった。
【０００９】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、効率よく負荷に電力を供給するこ
とのできる供給電力制御装置を提供することを目的とす
る。
めになされたもので、効率よく負荷に電力を供給するこ
とのできる供給電力制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係るマイコン
による供給電力制御装置は、直流電源の直流出力でコイ
ル、逆流防止用ダイオードを介して充電する充放電コン
デンサと、この充放電コンデンサの充電電圧を交流に変
換して負荷に供給する断続回路と、前記コイルと逆流防
止用ダイオードの接続点において前記直流電源と並列に
接続したスイッチング素子とを備え、マイクロコンピュ
ータは前記コイルに発生している磁場エネルギーのゼロ
またはコイルに流れる電流のゼロを検出して前記スイッ
チング素子を動作させるものである。
による供給電力制御装置は、直流電源の直流出力でコイ
ル、逆流防止用ダイオードを介して充電する充放電コン
デンサと、この充放電コンデンサの充電電圧を交流に変
換して負荷に供給する断続回路と、前記コイルと逆流防
止用ダイオードの接続点において前記直流電源と並列に
接続したスイッチング素子とを備え、マイクロコンピュ
ータは前記コイルに発生している磁場エネルギーのゼロ
またはコイルに流れる電流のゼロを検出して前記スイッ
チング素子を動作させるものである。
【００１１】この発明に係るマイコンによる供給電力制
御装置のマイクロコンピュータは、動作中にＨ信号非動
作中にＬ信号が出力されるワンショットタイマと、充放
電コンデンサの充電電圧やコイルに発生している電圧を
検出するＡ／Ｄ変換器を備え、コイルに発生している電
圧が充放電コンデンサの充電電圧以下の時、前記ワンシ
ョットタイマを動作させるものである。
御装置のマイクロコンピュータは、動作中にＨ信号非動
作中にＬ信号が出力されるワンショットタイマと、充放
電コンデンサの充電電圧やコイルに発生している電圧を
検出するＡ／Ｄ変換器を備え、コイルに発生している電
圧が充放電コンデンサの充電電圧以下の時、前記ワンシ
ョットタイマを動作させるものである。
【００１２】この発明に係るマイコンによる供給電力制
御装置のマイクロコンピュータは、充放電コンデンサの
充電電圧が設定された充電電圧以上になった場合、ワン
ショットタイマのカウント値をその差に応じて増減させ
るものである。
御装置のマイクロコンピュータは、充放電コンデンサの
充電電圧が設定された充電電圧以上になった場合、ワン
ショットタイマのカウント値をその差に応じて増減させ
るものである。
【００１３】この発明に係るマイコンによる供給電力制
御装置は、ワンショットタイマのカウント値を増減させ
るタイミングを、交流のゼロクロスに同期させたもので
ある。
御装置は、ワンショットタイマのカウント値を増減させ
るタイミングを、交流のゼロクロスに同期させたもので
ある。
【００１４】この発明に係るマイコンによる供給電力制
御装置は、充放電コンデンサの充電電圧が設定された最
大充電電圧以上になった場合、ワンショットタイマの動
作を停止させるものである。
御装置は、充放電コンデンサの充電電圧が設定された最
大充電電圧以上になった場合、ワンショットタイマの動
作を停止させるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるマ
イコンによるアクティブフイルタ制御方式の構成回路図
であり、図１において、１は交流電源、２は全波整流器
による直流電源回路、３は直流電源回路２の出力側にア
クティブフイルタのコイル４を介して並列接続したスイ
ッチング素子、５は逆流防止ダイオード６を介してスイ
ッチング素子３と並列接続した充放電コンデンサ、７は
充放電コンデンサ５の電荷を断続させて蛍光灯８に供給
する断続回路としてのコンバータ、９は交流のゼロクロ
スを検出するゼロクロス検出回路、１０はゼロクロス検
出回路９からの検出信号を受けるマイコン（マイクロコ
ンピュータ）、１１はマイコン１０からの制御信号を受
けて、スイッチング素子３を導通させるドライバ、Ｒ
１，Ｒ２は互いに直列に接続してスイッチング素子３と
並列に接続した抵抗器、Ｒ３，Ｒ４は互いに直列に接続
して充放電コンデンサ５と並列に接続した抵抗器であ
る。
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるマ
イコンによるアクティブフイルタ制御方式の構成回路図
であり、図１において、１は交流電源、２は全波整流器
による直流電源回路、３は直流電源回路２の出力側にア
クティブフイルタのコイル４を介して並列接続したスイ
ッチング素子、５は逆流防止ダイオード６を介してスイ
ッチング素子３と並列接続した充放電コンデンサ、７は
充放電コンデンサ５の電荷を断続させて蛍光灯８に供給
する断続回路としてのコンバータ、９は交流のゼロクロ
スを検出するゼロクロス検出回路、１０はゼロクロス検
出回路９からの検出信号を受けるマイコン（マイクロコ
ンピュータ）、１１はマイコン１０からの制御信号を受
けて、スイッチング素子３を導通させるドライバ、Ｒ
１，Ｒ２は互いに直列に接続してスイッチング素子３と
並列に接続した抵抗器、Ｒ３，Ｒ４は互いに直列に接続
して充放電コンデンサ５と並列に接続した抵抗器であ
る。
【００１６】上記のマイコン１０は、コイル４に発生し
た電圧を取り込んでディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換
器２１と、充放電コンデンサの充電電圧を取り込んでデ
ィジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、両Ａ／Ｄ変
換器２１，２２の出力を比較する比較器２３と、Ａ／Ｄ
変換器２２の出力と設定された充電電圧２６とを比較す
る比較器２４と、Ａ／Ｄ変換器２２の出力と設定された
最大充電電圧２７とを比較する比較器２５と、各比較器
の出力およびゼロクロス検出回路の出力で制御されると
ともに、クロックパルス発生器２９からのパルスをカウ
ントして上記スイッチング素子３の制御信号を出力する
ワンショットタイマ２８を備えている。
た電圧を取り込んでディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換
器２１と、充放電コンデンサの充電電圧を取り込んでデ
ィジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、両Ａ／Ｄ変
換器２１，２２の出力を比較する比較器２３と、Ａ／Ｄ
変換器２２の出力と設定された充電電圧２６とを比較す
る比較器２４と、Ａ／Ｄ変換器２２の出力と設定された
最大充電電圧２７とを比較する比較器２５と、各比較器
の出力およびゼロクロス検出回路の出力で制御されると
ともに、クロックパルス発生器２９からのパルスをカウ
ントして上記スイッチング素子３の制御信号を出力する
ワンショットタイマ２８を備えている。
【００１７】次に動作について説明する。図２は実施の
形態１の動作を説明するフローチャートであり、まず、
マイコン１０はゼロクロス検出回路９がゼロクロスを検
出したかを判断し（ステップＳＴ１）、ＮＯならば、そ
の動作を繰り返し、ＹＥＳならば、指定された幅のワン
ショットパルスを発生する（ステップＳＴ２）。ここ
で、指定された幅のワンショットパルスとは、消費され
る電力に応じて以下の式により計算された幅のパルスで
ある。このパルスｔonにより、スイッチング素子３が動
作し、ＯＮ状態となる。
形態１の動作を説明するフローチャートであり、まず、
マイコン１０はゼロクロス検出回路９がゼロクロスを検
出したかを判断し（ステップＳＴ１）、ＮＯならば、そ
の動作を繰り返し、ＹＥＳならば、指定された幅のワン
ショットパルスを発生する（ステップＳＴ２）。ここ
で、指定された幅のワンショットパルスとは、消費され
る電力に応じて以下の式により計算された幅のパルスで
ある。このパルスｔonにより、スイッチング素子３が動
作し、ＯＮ状態となる。
【００１８】ｔon＝２Ｐo Ｌp ／ηＶac 2 ここで、 Ｐo ：出力電力 Ｌp ：インダクタンス η：力率 Ｖac：商用電圧 である。このパルスｔonにより、スイッチング素子３が
動作し、ＯＮ状態となる。
動作し、ＯＮ状態となる。
【００１９】そして、整流された直流電源回路２からコ
イル４，スイッチング素子３，グランドＥに流れ、コイ
ル４に磁場が発生する。ワンショットパルス発生中かを
判断し、ＹＥＳの間はこの動作を繰り返し、ＮＯ、つま
り、パルスが終了すると、スイッチング素子３が不動作
になり、コイル４に流れている電流が停止するが、コイ
ルとコイルに発生している磁場が電流を流し続けようと
するため、コイル４とダイオードＥの間の電圧が上昇
し、充放電コンデンサ５の充電電圧以上の電圧が発生す
る。
イル４，スイッチング素子３，グランドＥに流れ、コイ
ル４に磁場が発生する。ワンショットパルス発生中かを
判断し、ＹＥＳの間はこの動作を繰り返し、ＮＯ、つま
り、パルスが終了すると、スイッチング素子３が不動作
になり、コイル４に流れている電流が停止するが、コイ
ルとコイルに発生している磁場が電流を流し続けようと
するため、コイル４とダイオードＥの間の電圧が上昇
し、充放電コンデンサ５の充電電圧以上の電圧が発生す
る。
【００２０】すると、この発生電圧は逆流防止ダイオー
ド６を通して充放電コンデンサ７を充電する。すなわ
ち、コイル４の磁場エネルギーが電気エネルギーに変換
され、充放電コンデンサ５に充電される。
ド６を通して充放電コンデンサ７を充電する。すなわ
ち、コイル４の磁場エネルギーが電気エネルギーに変換
され、充放電コンデンサ５に充電される。
【００２１】しかし、コイル４に発生している磁場エネ
ルギーが少なくなると、コイル４と逆流防止用ダイオー
ド６間の電圧が低下するので、マイコン１０は抵抗器Ｒ
１，Ｒ２の接続点Ｐ１と抵抗器Ｒ３，Ｒ４の接続点Ｐ２
から取り出した電圧から、コイル４による発生電圧＞充
放電コンデンサの充電電圧かを判断し（ステップＳＴ
４）、ＹＥＳの間は充電動作を続けるが、ＮＯ、つま
り、コイル４に発生している磁気エネルギーのゼロまた
はコイルに流れる電流のゼロを、比較器２３に対するＡ
／Ｄ変換器２１＜Ａ／Ｄ変換器２２であることを検出し
た後、コイル４と逆流防止用ダイオード６間の電圧が充
放電コンデンサ５の電圧を下回ったとき、次のワンショ
ットパルスを発生させ、再びスイッチング素子３を動
作、つまりＯＮさせ、前記図９に示すように、半周波内
で複数回ＯＮ／ＯＦＦ動作させて、充放電コンデンサ５
の充放電を繰り返す。
ルギーが少なくなると、コイル４と逆流防止用ダイオー
ド６間の電圧が低下するので、マイコン１０は抵抗器Ｒ
１，Ｒ２の接続点Ｐ１と抵抗器Ｒ３，Ｒ４の接続点Ｐ２
から取り出した電圧から、コイル４による発生電圧＞充
放電コンデンサの充電電圧かを判断し（ステップＳＴ
４）、ＹＥＳの間は充電動作を続けるが、ＮＯ、つま
り、コイル４に発生している磁気エネルギーのゼロまた
はコイルに流れる電流のゼロを、比較器２３に対するＡ
／Ｄ変換器２１＜Ａ／Ｄ変換器２２であることを検出し
た後、コイル４と逆流防止用ダイオード６間の電圧が充
放電コンデンサ５の電圧を下回ったとき、次のワンショ
ットパルスを発生させ、再びスイッチング素子３を動
作、つまりＯＮさせ、前記図９に示すように、半周波内
で複数回ＯＮ／ＯＦＦ動作させて、充放電コンデンサ５
の充放電を繰り返す。
【００２２】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、コイルに発生している磁場エネルギーのゼロまたは
コイルに流れる電流のゼロを検出して、充放電コンデン
サと並列接続されたスイッチング素子を動作させるよう
にしたことにより、パルス周期を、温度変化、コンデン
サの容量、コイル４の自己インダクタンスに応じて自己
調整するため、温度変化、回路定数の誤差など、不確定
要素に柔軟に対応できる。また、コイルの残留磁場がな
くなった直後に、スイッチング素子３をＯＮ状態にする
ことができ、力率改善効果が大きい。
ば、コイルに発生している磁場エネルギーのゼロまたは
コイルに流れる電流のゼロを検出して、充放電コンデン
サと並列接続されたスイッチング素子を動作させるよう
にしたことにより、パルス周期を、温度変化、コンデン
サの容量、コイル４の自己インダクタンスに応じて自己
調整するため、温度変化、回路定数の誤差など、不確定
要素に柔軟に対応できる。また、コイルの残留磁場がな
くなった直後に、スイッチング素子３をＯＮ状態にする
ことができ、力率改善効果が大きい。
【００２３】実施の形態２．図３は実施の形態２の動作
を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ２１〜
ステップＳＴ２４までは実施の形態１のステップＳＴ１
〜ステップＳＴ４と同じであるから説明を省略する。ス
テップＳＴ２４において、コイル４と逆流防止用ダイオ
ード６間の電圧が充放電コンデンサ５の電圧を下回った
ことが比較器２３によって判断された後、充放電コンデ
ンサ５の充電電圧が設定された充電電圧より小さいかを
比較器２２の出力により判断し（ステップＳＴ２５）、
充放電コンデンサ５の充電電圧が低い場合は、ワンショ
ットタイマ２８のカウント数を増やしてパルス幅を大き
くする（ステップＳＴ２６）。
を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ２１〜
ステップＳＴ２４までは実施の形態１のステップＳＴ１
〜ステップＳＴ４と同じであるから説明を省略する。ス
テップＳＴ２４において、コイル４と逆流防止用ダイオ
ード６間の電圧が充放電コンデンサ５の電圧を下回った
ことが比較器２３によって判断された後、充放電コンデ
ンサ５の充電電圧が設定された充電電圧より小さいかを
比較器２２の出力により判断し（ステップＳＴ２５）、
充放電コンデンサ５の充電電圧が低い場合は、ワンショ
ットタイマ２８のカウント数を増やしてパルス幅を大き
くする（ステップＳＴ２６）。
【００２４】一方、充放電コンデンサ５の充電電圧が高
い場合は、再度充放電コンデンサ５の充電電圧が設定さ
れた充電電圧より大きいかを判断し（ステップＳＴ２
７）、ＹＥＳならば、ワンショットタイマ２８のカウン
ト数を減らしてパルス幅を小さくする（ステップＳＴ２
８）。このとき、電圧差の大きさ、コンデンサＤの容量
やコイル４の自己インダクタンスに応じて増減するが、
充放電コンデンサ５の充電電圧が設定された充電電圧と
等しい範囲にある場合は、カウント数、つまり、パルス
幅は変化させない。
い場合は、再度充放電コンデンサ５の充電電圧が設定さ
れた充電電圧より大きいかを判断し（ステップＳＴ２
７）、ＹＥＳならば、ワンショットタイマ２８のカウン
ト数を減らしてパルス幅を小さくする（ステップＳＴ２
８）。このとき、電圧差の大きさ、コンデンサＤの容量
やコイル４の自己インダクタンスに応じて増減するが、
充放電コンデンサ５の充電電圧が設定された充電電圧と
等しい範囲にある場合は、カウント数、つまり、パルス
幅は変化させない。
【００２５】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、所定の設定電圧と充放電コンデンサの充電電圧との
大小関係によって、パルス幅を増減することにより、パ
ルス幅、パルス同期を、消費電力や温度変化、充放電コ
ンデンサ５の容量、コイル４の自己インダクタンスに応
じて自己調整するため、消費電力の誤差、温度変化、回
路定数の誤差等、不確定要素に柔軟に対応できる。
ば、所定の設定電圧と充放電コンデンサの充電電圧との
大小関係によって、パルス幅を増減することにより、パ
ルス幅、パルス同期を、消費電力や温度変化、充放電コ
ンデンサ５の容量、コイル４の自己インダクタンスに応
じて自己調整するため、消費電力の誤差、温度変化、回
路定数の誤差等、不確定要素に柔軟に対応できる。
【００２６】実施の形態３．図４は実施の形態３の動作
を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ３１〜
ステップＳＴ３７までは実施の形態２のステップＳＴ２
１〜ステップＳＴ２７と同じであるから説明を省略す
る。
を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ３１〜
ステップＳＴ３７までは実施の形態２のステップＳＴ２
１〜ステップＳＴ２７と同じであるから説明を省略す
る。
【００２７】この実施の形態３は、所定の設定電圧より
充放電コンデンサ５の充電電圧が大きいと判断される
と、比較器２５によって最大充電設定電圧が充放電コン
デンサ５の充電電圧より小さいかを判断し（ステップＳ
Ｔ３８）、ＹＥＳの場合はワンショットタイマ２８を制
御してワンショットパルスの発生を停止する（ステップ
ＳＴ４０）。一方、ＮＯ、つまり、大きいと判断された
場合は、パルス幅を小さくして（ステップＳＴ３９）、
ステップＳＴ３２に戻る。
充放電コンデンサ５の充電電圧が大きいと判断される
と、比較器２５によって最大充電設定電圧が充放電コン
デンサ５の充電電圧より小さいかを判断し（ステップＳ
Ｔ３８）、ＹＥＳの場合はワンショットタイマ２８を制
御してワンショットパルスの発生を停止する（ステップ
ＳＴ４０）。一方、ＮＯ、つまり、大きいと判断された
場合は、パルス幅を小さくして（ステップＳＴ３９）、
ステップＳＴ３２に戻る。
【００２８】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、電力を消費する負荷が急になくなった場合等では、
アクティブフイルタがあるため、充放電コンデンサ５の
充電電圧が急激に上昇する。そのため、充放電コンデン
サ５を保護する必要がある。また、急激に電圧が上昇す
るため、急速な対策が必要であり、この処理をマイコン
によるワンショットパルスの停止により実現することが
できる。
ば、電力を消費する負荷が急になくなった場合等では、
アクティブフイルタがあるため、充放電コンデンサ５の
充電電圧が急激に上昇する。そのため、充放電コンデン
サ５を保護する必要がある。また、急激に電圧が上昇す
るため、急速な対策が必要であり、この処理をマイコン
によるワンショットパルスの停止により実現することが
できる。
【００２９】実施の形態４．図５は実施の形態４の動作
を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ４１〜
ステップＳＴ５０は実施の形態３のステップＳＴ３１〜
ステップＳＴ４０と同じであるから説明を省略する。こ
の実施の形態４はゼロクロスがあるか、つまり、検出回
路９からゼロクロス検出の信号が供給されたかを判断し
（ステップＳＴ５１，ＳＴ５２）、ゼロクロスからパル
ス幅の増減、つまり、ワンショットタイマのカウントを
開始する。すなわち、パルス幅の変化を交流電源の周波
のタイミングに合わせることで、１交流周波内での消費
電力を電力カーブに合わせる。
を説明するフローチャートであり、ステップＳＴ４１〜
ステップＳＴ５０は実施の形態３のステップＳＴ３１〜
ステップＳＴ４０と同じであるから説明を省略する。こ
の実施の形態４はゼロクロスがあるか、つまり、検出回
路９からゼロクロス検出の信号が供給されたかを判断し
（ステップＳＴ５１，ＳＴ５２）、ゼロクロスからパル
ス幅の増減、つまり、ワンショットタイマのカウントを
開始する。すなわち、パルス幅の変化を交流電源の周波
のタイミングに合わせることで、１交流周波内での消費
電力を電力カーブに合わせる。
【００３０】以上のように、この実施の形態４によれ
ば、パルス幅変更をゼロクロスに合わせることで、１半
波内で消費電力カーブが変動しないため、力率の変動が
なくなる。
ば、パルス幅変更をゼロクロスに合わせることで、１半
波内で消費電力カーブが変動しないため、力率の変動が
なくなる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、直流
電源の直流出力でコイル、逆流防止用ダイオードを介し
て充電する充放電コンデンサと、この充放電コンデンサ
の充電電圧を交流に変換して負荷に供給する断続回路と
を備え、マイクロコンピュータは前記コイルと逆流防止
用ダイオードの接続点において前記直流電源と並列に接
続したスイッチング素子を、前記コイルに発生している
磁場エネルギーのゼロまたはコイルに流れる電流のゼロ
を検出してスイッチング素子を動作させるように構成し
たので、このスイッチング素子のスイッチング周期を温
度変化、充放電コンデンサの容量、コイルの自己インダ
クタンスに応じて自己調整でき、温度変化、回路定数の
誤差等の不確定要素に柔軟に対応できる効果がある。
電源の直流出力でコイル、逆流防止用ダイオードを介し
て充電する充放電コンデンサと、この充放電コンデンサ
の充電電圧を交流に変換して負荷に供給する断続回路と
を備え、マイクロコンピュータは前記コイルと逆流防止
用ダイオードの接続点において前記直流電源と並列に接
続したスイッチング素子を、前記コイルに発生している
磁場エネルギーのゼロまたはコイルに流れる電流のゼロ
を検出してスイッチング素子を動作させるように構成し
たので、このスイッチング素子のスイッチング周期を温
度変化、充放電コンデンサの容量、コイルの自己インダ
クタンスに応じて自己調整でき、温度変化、回路定数の
誤差等の不確定要素に柔軟に対応できる効果がある。
【００３２】この発明によれば、動作中にＨ信号、非動
作中にＬ信号が出力されるワンショットタイマと、充放
電コンデンサの充電電圧やコイルに発生している電圧を
検出するＡ／Ｄ変換器を備え、コイルに発生している電
圧が充放電コンデンサの充電電圧以下の時、前記ワンシ
ョットタイマを動作させ、出力されるＨ信号でスイッチ
ング素子を動作させるように構成したので、上記と同様
の効果を得ることができる。
作中にＬ信号が出力されるワンショットタイマと、充放
電コンデンサの充電電圧やコイルに発生している電圧を
検出するＡ／Ｄ変換器を備え、コイルに発生している電
圧が充放電コンデンサの充電電圧以下の時、前記ワンシ
ョットタイマを動作させ、出力されるＨ信号でスイッチ
ング素子を動作させるように構成したので、上記と同様
の効果を得ることができる。
【００３３】この発明によれば、充放電コンデンサの充
電電圧が所定の電圧値と比較した結果、その差が大きい
場合、ワンショットタイマのカウント値をその差に応じ
て増減させるように構成したので、スイッチング素子の
スイッチング周期を温度変化、充放電コンデンサの容
量、コイルの自己インダクタンスに応じて自己調整で
き、温度変化、回路定数の誤差等の不確定要素に柔軟に
対応できる効果がある。
電電圧が所定の電圧値と比較した結果、その差が大きい
場合、ワンショットタイマのカウント値をその差に応じ
て増減させるように構成したので、スイッチング素子の
スイッチング周期を温度変化、充放電コンデンサの容
量、コイルの自己インダクタンスに応じて自己調整で
き、温度変化、回路定数の誤差等の不確定要素に柔軟に
対応できる効果がある。
【００３４】この発明によれば、ワンショットタイマの
カウント値を増減させるタイミングを、交流のゼロクロ
スに同期させるように構成したので、１半波内での消費
電力カーブが変動しないため、力率の変動がなくなると
いう効果がある。
カウント値を増減させるタイミングを、交流のゼロクロ
スに同期させるように構成したので、１半波内での消費
電力カーブが変動しないため、力率の変動がなくなると
いう効果がある。
【００３５】この発明によれば、充放電コンデンサの充
電電圧が設定された最大充電電圧以上になった場合、ワ
ンショットタイマの動作を停止させるように構成したも
ので、急激な電圧上昇から、充放電コンデンサを確実に
保護することができる効果がある。
電電圧が設定された最大充電電圧以上になった場合、ワ
ンショットタイマの動作を停止させるように構成したも
ので、急激な電圧上昇から、充放電コンデンサを確実に
保護することができる効果がある。
【図１】 この発明による供給電力制御装置の構成を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態２による動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態３による動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態４による動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図６】 従来の供給電力制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】 その装置における充放電コンデンサの充電状
態図である。
態図である。
【図８】 従来の他の供給電力制御装置の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図９】 その装置におけるインダクタンス電流とスイ
ッチング素子のスイッチング用ゲート電圧波形図であ
る。
ッチング素子のスイッチング用ゲート電圧波形図であ
る。
１ 交流電源、２ 直流電源回路、３ スイッチング素
子、４ コイル、５充放電コンデンサ、７ コンバー
タ、９ ゼロクロス検出回路、１０ マイコン（マイク
ロコンピュータ）、１１ ドライバ、Ｒ１，Ｒ２ 互い
に直列に接続した抵抗器、Ｒ３，Ｒ４ 互いに直列に接
続して充放電コンデンサ５と並列に接続した抵抗器、９
１ 整流回路、９２ 平滑コンデンサ、１０１ 交流電
源、１０２ 全波整流器による直流電源回路、１０３
スイッチング素子、１０４ コイル、１０５ 充放電コ
ンデンサ、１０６ 逆流防止ダイオード、１０７ コン
バータ、１０９ ゼロクロス検出回路、１１０は入力電
流検出回路、１１１ マイコン（マイクロコンピュー
タ）、１１２ドライバ。
子、４ コイル、５充放電コンデンサ、７ コンバー
タ、９ ゼロクロス検出回路、１０ マイコン（マイク
ロコンピュータ）、１１ ドライバ、Ｒ１，Ｒ２ 互い
に直列に接続した抵抗器、Ｒ３，Ｒ４ 互いに直列に接
続して充放電コンデンサ５と並列に接続した抵抗器、９
１ 整流回路、９２ 平滑コンデンサ、１０１ 交流電
源、１０２ 全波整流器による直流電源回路、１０３
スイッチング素子、１０４ コイル、１０５ 充放電コ
ンデンサ、１０６ 逆流防止ダイオード、１０７ コン
バータ、１０９ ゼロクロス検出回路、１１０は入力電
流検出回路、１１１ マイコン（マイクロコンピュー
タ）、１１２ドライバ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5G065 AA00 AA06 DA06 EA06 HA12 JA07 LA01 MA01 MA02 MA07 MA09 MA10 NA01 NA03 NA06 5H006 AA02 CA02 CA07 CB01 CB03 CC08 DB07 DC05 5H007 AA02 BB03 CA02 CB17 CC12 DA06 DB07 DC05 EA02
Claims (5)
- 【請求項１】 交流を整流した電源からコイル、逆流防
止用ダイオードを介して充電する充放電コンデンサと、
この充放電コンデンサの充電電圧を交流に変換して負荷
に供給する断続回路と、前記コイルと逆流防止用ダイオ
ードの接続点において前記直流電源と並列に接続したス
イッチング素子と、前記コイルに発生している磁場エネ
ルギーのゼロまたはコイルに流れる電流のゼロを検出し
て前記スイッチング素子を動作させるマイクロコンピュ
ータとを備えた供給電力制御装置。 - 【請求項２】 マイクロコンピュータは、動作中にＨ信
号、非動作中にＬ信号が出力されるワンショットタイマ
と、充放電コンデンサの充電電圧やコイルに発生してい
る電圧を検出するＡ／Ｄ変換器を備え、コイルに発生し
ている電圧が充放電コンデンサの充電電圧以下の時、前
記ワンショットタイマを動作させることを特徴とする請
求項１記載の供給電力制御装置。 - 【請求項３】 マイクロコンピュータは、充放電コンデ
ンサの充電電圧が設定された充電電圧と差がある場合、
ワンショットタイマのカウント値をその差に応じて増減
させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
供給電力制御装置。 - 【請求項４】 ワンショットタイマのカウント値を増減
させるタイミングを、交流のゼロクロスに同期させたこ
とを特徴とする請求項３記載の供給電力制御装置。 - 【請求項５】 充放電コンデンサの充電電圧が設定され
た最大充電電圧以上になった場合、ワンショットタイマ
の動作を停止させることを特徴とする請求項１から請求
項３のうちのいずれか１項記載の供給電力制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199086A JP2001028879A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 供給電力制御装置 |
| US09/456,427 US6304465B1 (en) | 1999-07-13 | 1999-12-08 | Power regulator using active filter |
| DE10023091A DE10023091A1 (de) | 1999-07-13 | 2000-05-11 | Ein aktives Filter verwendender Leistungsregler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199086A JP2001028879A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 供給電力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001028879A true JP2001028879A (ja) | 2001-01-30 |
Family
ID=16401879
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11199086A Pending JP2001028879A (ja) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | 供給電力制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6304465B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001028879A (ja) |
| DE (1) | DE10023091A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102023286A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-04-20 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 串联谐振充电电源的零电流检测电路及设计方法 |
| JP2020014325A (ja) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 三菱電機株式会社 | 点灯装置、照明器具 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6621236B1 (en) * | 2000-02-14 | 2003-09-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Discharge lamp lighting device and illumination device |
| JP3729072B2 (ja) * | 2001-01-26 | 2005-12-21 | 松下電器産業株式会社 | 電源装置 |
| JP4880828B2 (ja) * | 2001-06-19 | 2012-02-22 | 株式会社東芝 | インバータ装置 |
| DE10241836A1 (de) * | 2002-09-09 | 2004-03-25 | Hilti Ag | Leistungsfaktorkorrektur für Gleichstromverbraucher |
| KR100738755B1 (ko) * | 2003-04-22 | 2007-07-12 | 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 | 모터 제어 장치, 압축기, 공기 조화기, 및 냉장고 |
| DE102004025597B4 (de) * | 2004-05-25 | 2014-08-21 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Verfahren und Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC) |
| DE102004051162B4 (de) * | 2004-10-20 | 2019-07-18 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Modulation eines PFC bei DC-Betrieb |
| US7224589B2 (en) * | 2005-08-12 | 2007-05-29 | Zippy Technology Corp. | Inverter circuit for producing power factor correction effect |
| CN101320910A (zh) * | 2007-06-07 | 2008-12-10 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 开关电源保护电路 |
| US20090256534A1 (en) * | 2008-04-14 | 2009-10-15 | Twisthink, L.L.C. | Power supply control method and apparatus |
| US8237419B2 (en) * | 2009-02-27 | 2012-08-07 | Schneider Electric USA, Inc. | Microcontroller operated current limited switching power supply for circuit protective devices |
| DE102009034349A1 (de) * | 2009-07-23 | 2011-02-03 | Tridonicatco Gmbh & Co. Kg | Verfahren und Schaltung zur Leistungsfaktor-Korrektur |
| DE102009054692A1 (de) * | 2009-12-15 | 2011-06-16 | Tridonic UK Ltd., Basingstoke | PFC mit verringerten Pinanzahlanforderungen für einen Steuer-/Regel-IC |
| GB201107174D0 (en) * | 2011-04-28 | 2011-06-15 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Power factor correction |
| GB201107171D0 (en) * | 2011-04-28 | 2011-06-15 | Tridonic Gmbh & Co Kg | Power factor correction |
| FR2997241B1 (fr) * | 2012-10-18 | 2014-11-14 | IFP Energies Nouvelles | Systeme electrique a puissance continue stabilise par un filtrage actif integre |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2661611B2 (ja) | 1992-04-21 | 1997-10-08 | 株式会社富士通ゼネラル | 空気調和機の制御方法 |
| EP0695024B1 (en) * | 1994-07-01 | 2003-02-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Air conditioning device |
| JPH0835712A (ja) | 1994-07-26 | 1996-02-06 | Fujitsu General Ltd | 空気調和機の制御装置 |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP11199086A patent/JP2001028879A/ja active Pending
- 1999-12-08 US US09/456,427 patent/US6304465B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-11 DE DE10023091A patent/DE10023091A1/de not_active Ceased
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102023286A (zh) * | 2010-11-30 | 2011-04-20 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 串联谐振充电电源的零电流检测电路及设计方法 |
| CN102023286B (zh) * | 2010-11-30 | 2013-01-09 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 串联谐振充电电源的零电流检测电路及设计方法 |
| JP2020014325A (ja) * | 2018-07-18 | 2020-01-23 | 三菱電機株式会社 | 点灯装置、照明器具 |
| JP7081363B2 (ja) | 2018-07-18 | 2022-06-07 | 三菱電機株式会社 | 点灯装置、照明器具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6304465B1 (en) | 2001-10-16 |
| DE10023091A1 (de) | 2001-03-08 |
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