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JP3753823B2 - Power supply - Google Patents
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JP3753823B2 - Power supply - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源に直列に接続されたリアクタを介して電源を短絡することにより電源力率を改善した電源装置に関し、特に高速動作が可能で制御性に優れた電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
電源装置からより多くの有効電力を取り出すには、電源力率を改善することが有効であり、多くの有効電力を負荷の機器に供給することにより機器の最大能力を増大することができる。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。
【0003】
電源装置の力率を改善する方法として、従来、例えば特開平7−7946号公報に開示されたものがある。この公報は、短絡素子によりリアクタを介して電源を短絡するものであり、具体的には負荷状態、短絡電流、高調波電流含有率、電源力率、波形歪率などに応じてリアクタの短絡開始までの遅延時間および短絡期間を決定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
電源装置の力率を改善する従来の方法では、力率改善動作を開始する場合または力率改善動作を終了する場合の過渡的な状態における短絡パルスの生成について記載されているものはないが、力率改善動作の開始または終了時には振動、出力電圧の急上昇、急低下などを引き起こして動作が不安定となるとともに、また負荷の動作には悪影響を与えるという問題がある。
【0005】
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、力率改善動作の開始または終了時における動作を安定化し、信頼性を向上した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直流電圧に整流する整流手段、該整流手段に直列に接続されたリアクタ、該リアクタを介して前記交流電源を短絡する短絡手段、および該短絡手段を短絡状態に駆動するための短絡パルスを生成する短絡パルス生成手段を有する電源装置であって、前記短絡パルスの生成終了時には該短絡パルスの幅を徐々に小さくするように前記短絡パルス生成手段を制御するパルス幅縮小制御手段を有することを要旨とする。
【0011】
請求項記載の本発明にあっては、短絡パルスの生成終了時には短絡パルスの幅を徐々に小さくしているので、直流出力電圧の急上昇、電源電流や直流出力電圧の急変を防止し、安定な動作を行うことができる。
【0012】
請求項記載の本発明は、請求項記載の発明において、交流電源の負荷レベルが前記短絡パルスの生成終了時の負荷レベルよりも小さい所定の負荷レベルより小さい場合には、前記短絡パルスの生成を直ちに終了させるように前記短絡パルス生成手段を制御する即時終了制御手段を有することを要旨とする。
【0013】
請求項記載の本発明にあっては、負荷レベルが前記所定の負荷レベルより小さい場合には、短絡パルスの生成を直ちに終了させるため、急激な直流出力電圧の上昇を防止し、負荷を過電圧から保護することができる。
【0014】
【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。
【0015】
図1は、本発明の第1の実施形態に係わる電源装置の回路構成を示す図である。同図に示す電源装置は、交流電源1の一方の出力端に一端が接続されたリアクタ2を有し、該リアクタ2の他端は全波整流器を構成している第1のダイオードブリッジ3および電流の方向を揃えている第2のダイオードブリッジ9のそれぞれの一方の入力端に接続されている。第1および第2のダイオードブリッジ3および9のそれぞれの他方の入力端は交流電源1の他方の出力端に接続されている。
【0016】
第1のダイオードブリッジ3の出力端は平滑用電解コンデンサ4,5,6を介して負荷7に接続され、これにより交流電源1からの交流電圧は第1のダイオードブリッジ3および平滑用電解コンデンサ4,5,6により倍電圧整流され、直流電圧として負荷7に供給されるようになっている。
【0017】
第2のダイオードブリッジ9の両出力端は、例えばIGBT、バイポーラトランジスタ、MOSFET等からなるスイッチング素子である短絡素子10のコレクタおよびエミッタ間に接続され、該短絡素子10がオンした場合に、第2のダイオードブリッジ9およびリアクタ2を介して交流電源1を短絡し、これにより電源装置の電源力率を改善しうるようになっている。短絡素子10のゲートは力率改善制御手段13に接続され、該力率改善制御手段13によって短絡素子10が駆動されることにより短絡素子10はオンするようになっている。
【0018】
また、交流電源1の両出力端にはゼロクロス検出手段12が接続され、ゼロクロス検出手段12は交流電源1の交流電圧がゼロクロス点を通過する時点を検出し、この検出信号を力率改善制御手段13に供給するようになっている。ゼロクロス検出手段12および力率改善制御手段13により制御回路11が構成されるが、該制御回路11は例えばマイクロコンピュータなどで構成される。また、力率改善制御手段13には電源装置の負荷レベルが入力されるようになっている。
【0019】
図2は、本発明の第2の実施形態に係わる電源装置の回路構成を示す図である。同図に示す電源装置は、交流電源1の交流電圧を全波整流する第1のダイオードブリッジ3の一方の出力端にリアクタ2の一端を接続し、該リアクタ2の他端と第1のダイオードブリッジ3の他方の出力端との間にスイッチングトランジスタからなる短絡素子10のコレクタおよびエミッタを接続し、該短絡素子10がオンした場合、リアクタ2および第1のダイオードブリッジ3を介して交流電源1を短絡するように構成している。また、リアクタ2の他端は逆流防止用のダイオード15を介して平滑用電解コンデンサ6および負荷7に接続されている。ダイオード15は短絡素子10がオンしてリアクタ2および第1のダイオードブリッジ3を介して交流電源1を短絡した場合に、コンデンサ6が短絡されないように作用している。
【0020】
また、図1の電源装置と同様に、交流電源1にはゼロクロス検出手段12が接続され、短絡素子10のゲートには力率改善制御手段13が接続されており、これらのゼロクロス検出手段12および力率改善制御手段13は図1に示すものと同じ機能、構成を有するものである。
【0021】
図3は、上述した図1および図2にそれぞれ示した電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための機能構成図であり、特に制御回路11の内部構成を示している。図3に示すように、図1および図2の電源装置の制御回路11はゼロクロス検出手段12および力率改善制御手段13から構成されているが、力率改善制御手段13は負荷レベルを判定する負荷レベル判定手段31と、力率改善動作の開始時および終了時の処理を制御する開始・終了処理手段32と、定常の力率改善処理を行う定常処理手段33とを有し、該定常処理手段33から前記短絡素子10に短絡パルスが供給されるようになっている。
【0022】
次に、図4を参照して、図1,2に示す第1および第2の実施形態の電源装置の作用を説明する。なお、図4において、21は交流電源1の交流電圧の波形であり、22は力率改善制御手段13から短絡素子10に供給される短絡パルスの波形であり、23は力率改善制御手段13に供給される負荷レベルをアナログ値として示しているものである。
【0023】
交流電源1から図4の21で示すような正弦波波形の交流電圧が入力されると、この交流電圧は図1ではリアクタ2を介して第1のダイオードブリッジ3およびコンデンサ4,5,6からなる倍電圧整流回路に供給されて直流電圧に変換され、負荷7に供給される。また、図2では、交流電源1からの交流電圧は第1のダイオードブリッジ3で全波整流されてから、リアクタ2およびダイオード15を介してコンデンサ6で平滑され、直流電圧として負荷7に供給される。また、この場合に、ゼロクロス検出手段12は、交流電源1からの交流電圧を監視して、そのゼロクロス点を検出すると、この検出信号を力率改善制御手段13に供給するようになっている。
【0024】
このように直流電圧が負荷7に供給されている状態において、図4の符号23で示すような負荷レベルが力率改善制御手段13の負荷レベル判定手段31に供給される。負荷レベル判定手段31は、負荷レベルを第1の所定の負荷レベルAと比較し、負荷レベルが第1の所定の負荷レベルAより大きくなると、開始・終了処理手段32を駆動し、開始・終了処理手段32の制御により定常処理手段33から図4の22で示すような短絡パルスをゼロクロス検出手段12からのゼロクロス点検出信号に応じて生成し、該短絡パルスを短絡素子10に供給する。
【0025】
短絡パルス22が短絡素子10に供給されると、短絡素子10は短絡パルス22に応じてオン状態になり、これにより図1においては第2のダイオードブリッジ9およびリアクタ2を介して交流電源1を短絡し、また図2においてはリアクタ2および第1のダイオードブリッジ3を介して交流電源1を短絡し、また短絡パルスがなくなって短絡素子10がオフ状態に開放されると、リアクタ2に蓄積されたエネルギが負荷側に放出される。このようにリアクタ2を介して交流電源1を短絡することにより、従来電流の流れていなかった電源の位相区間にも電源電流が流れて、電流の導通時間を拡大し、これにより電源力率を改善することができる。
【0026】
また、負荷レベル判定手段31は負荷レベルを監視していて、該負荷レベルが図4に示すように第2の所定の負荷レベルBより小さくなると、開始・終了処理手段32を駆動し、開始・終了処理手段32の制御により定常処理手段33からの短絡パルスの生成を停止し、これにより力率改善処理を終了する。
【0027】
このように本実施形態では、負荷レベルを監視し、負荷レベルが小さい場合には、力率改善処理を行わないようにしているが、これは、負荷レベルが小さい場合に力率改善動作を行ったとしても、力率改善効果が少なく、むしろ逆に電流波形が歪んで悪影響が出る場合もあるということを防止しているものである。
【0028】
なお、上述した処理において、第1の所定の負荷レベルAを第2の所定の負荷レベルBよりも大きく設定することにより(A>B)、力率改善処理の開始と終了との切り替わるタイミングでの力率改善動作の発振を防止することができる。この場合のヒステリシス幅の設定は、負荷の特性、電源装置の昇圧特性、電源装置や負荷の応答時間などから負荷を安定に動作させることができるように行われる。電源装置の構成によっては、第2の所定の負荷レベルBをほぼ0に設定する場合もあり、このような場合にも十分に効果を発揮することができる。
【0029】
本発明の力率改善機能を有する電源装置は、昇圧機能を有しており、力率改善処理を行うと、力率改善を行う直前の状態に比べて、電源装置の直流出力電圧が上昇し、電源電流の実効値が低下する。このため、負荷が電動機などの場合には、ヒステリシスがないと、電動機の速度が振動して不安定な動作となり、場合によっては停止してしまうことがある。しかしながら、本発明の電源装置では、力率改善処理の開始と終了との切り替わりの近辺の負荷レベルでは力率改善動作が頻繁に切り替わることがないため、直流出力電圧が振動したり、電源装置の電源電流や直流出力電圧が振動することはなく、力率改善を行っても直流出力電圧は徐々に上昇し、常に安定な動作を継続的に行うことができる。
【0030】
なお、上記各実施形態において、負荷レベルとしては、具体的には電源電流、負荷電流、出力電流、力率、高調波電流、歪率、負荷の制御パラメータ、負荷から検出される例えば回転数、速度、温度、湿度、圧力、重さなどのような負荷の大きさを判定できるような種々のパラメータを利用することができる。
【0031】
次に、図5ないし図7を参照して、本発明の第3の実施形態に係わる電源装置について説明する。
【0032】
図5は、第3の実施形態の電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための要部の機能構成図であり、その具体的回路構成は図1および図2に示すいずれの回路構成の電源装置でも同様に実施し得るものである。なお、図1および図2に示す電源装置の回路構成については既に詳述したので、図5を参照して、第3の実施形態の動作について説明する。
【0033】
第3の実施形態の電源装置は、図5に示すように、力率改善制御手段13の構成が図3に示した第1および第2の実施形態のものと異なり、その他の構成および作用は図3のものと同じである。
【0034】
すなわち、図5に示す力率改善制御手段13は、負荷レベルを判定する負荷レベル判定手段31と、力率改善動作の開始時の処理を制御する開始処理手段34と、定常の力率改善処理を行う定常処理手段33とから構成され、図3における開始・終了処理手段32の代わりに開始処理手段34が設けられたものである。
【0035】
開始処理手段34は、短絡パルスを短絡素子10に供給開始する場合に、パルス幅が図6の24で示すように小さいパルス幅から大きいパルス幅へ徐々に拡大するような短絡パルス24を発生するものである。なお、図6において、21は交流電源1の交流電圧の波形を示し、24はパルス幅が徐々に大きく変化する短絡パルスの波形を示し、25は負荷レベルをアナログ値として示している。
【0036】
図7は、上述したようにパルス幅が徐々に増大する短絡パルス24に対応して変化する本電源装置の直流出力電圧を実線によって符号42で示すとともに、従来の定常処理のみを行った場合の直流出力電圧の変化を点線によって符号41で示している。図7に示すように、本実施形態のように短絡パルスの幅を徐々に大きくしていくことにより、直流出力電圧は徐々に増大していくのに対して、従来のようにパルス幅を徐々に増大することなく、定常処理から急に通常のパルス幅の短絡パルスを供給した場合には、直流出力電圧が急に上昇していることがわかる。
【0037】
更に詳しく説明すると、図5に示す第3の実施形態では、負荷レベル判定手段31が電源装置の負荷レベルを監視して、該負荷レベルが所定の力率改善レベルより大きくなって、力率改善処理の開始時になったことを検出すると、開始処理手段34を駆動して、図6の24で示すようにパルス幅が徐々に大きく変化する短絡パルスを生成させ、この短絡パルスで短絡素子10を駆動し、これによりリアクタ2を介して交流電源1を短絡し、力率改善処理を開始する。
【0038】
そして、短絡パルスのパルス幅が徐々に大きくなり、定常処理手段33で元来出力されるパルス幅と同等になった時点で、負荷レベル判定手段31は開始処理手段34の代わりに定常処理手段33を駆動し、定常処理手段33から定常状態の所定のパルス幅の短絡パルスを生成させ、この定常状態の短絡パルスで短絡素子10を駆動して、定常状態の力率改善処理を行う。なお、図6では、簡単化のため、短絡パルスの数を少なくして示している。
【0039】
なお、短絡パルスのパルス幅を徐々に増大していく速度は、負荷の特性、電源装置の昇圧特性、電源装置や負荷の応答時間などから安定に動作させることができる値に設定される。具体的には、短絡パルスは、例えば1μS/10mSないし50μS/10mS前後あるいはそれより遅い速度で1パルス毎にパルス幅が増大される。なお、10mSは交流電源1の周波数が50Hzの場合には交流電源1の周期の1/2である。
【0040】
本発明の力率改善機能を有する電源装置は、昇圧機能を有しており、力率改善処理を行うと、力率改善を行う直前の状態に比べて、電源装置の直流出力電圧が上昇し、電源電流の実効値が低下する。力率改善のための短絡パルスを従来のように所定のパルス幅で直ちに出力すると、直流出力電圧が急上昇し、負荷電流が急に低下する。このため、負荷が電動機などの場合には、速度が急上昇して不安定な動作となり、場合によっては停止してしまうことがある。しかしながら、本発明の電源装置では、力率改善用の短絡パルスの幅が徐々に増大していくため、直流出力電圧が急上昇したり、電源電流や直流出力電圧が急変することはなく、力率改善動作を開始しても常に安定な動作を継続的に行うことができる。
【0041】
なお、本実施形態では、負荷レベル判定手段31で負荷レベルを監視し、負荷レベルが所定のレベルを超えた場合に短絡パルスを生成して、力率改善動作を行い、負荷レベルが小さい場合には、力率改善処理を行わないようにしているが、これは、負荷レベルが小さい場合に力率改善動作を行ったとしても、力率改善効果が少なく、むしろ逆に電流波形が歪んで悪影響が出る場合もあるということを防止しているものである。しかしながら、負荷レベルがほぼ0の状態から短絡パルスを生成したり(この場合には短絡パルスは力率改善に効果がないほどパルス幅の短いものでもよい)、電源装置の起動と同時に短絡パルスを出力する場合にも本実施形態は同様な効果を発揮し得ることは明らかである。
【0042】
次に、図8ないし図10を参照して、本発明の第4の実施形態に係わる電源装置について説明する。
【0043】
図8は、第4の実施形態の電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための要部の機能構成図であり、その具体的回路構成は図1および図2に示すいずれの回路構成の電源装置でも同様に実施し得るものである。なお、図1および図2に示す電源装置の回路構成については既に詳述したので、図8を参照して、第4の実施形態の動作について説明する。
【0044】
第4の実施形態の電源装置は、図8に示すように、力率改善制御手段13の構成が図5に示した第3の実施形態のものと異なり、その他の構成および作用は図5のものと同じである。
【0045】
すなわち、図8に示す力率改善制御手段13は、負荷レベルを判定する負荷レベル判定手段31と、力率改善動作の終了時の処理を制御する終了処理手段35と、定常の力率改善処理を行う定常処理手段33とから構成され、図5における開始処理手段34の代わりに終了処理手段35が設けられたものである。
【0046】
終了処理手段35は、短絡素子10に供給していた短絡パルスの生成終了時に、すなわち力率改善処理の終了時に、パルス幅が図9の26で示すように定常処理時の大きいパルス幅から小さいパルス幅へ徐々に縮小するような短絡パルス26を生成するものである。なお、図9において、21は交流電源1の交流電圧の波形を示し、26はパルス幅が徐々に小さく変化する短絡パルスの波形を示し、27は負荷レベルをアナログ値として示している。
【0047】
図10は、上述したようにパルス幅が徐々に小さく変化する短絡パルス26に対応して変化する本電源装置の直流出力電圧を実線によって符号44で示すとともに、従来の定常処理のみを行った場合の直流出力電圧の変化を点線によって符号43で点線で示している。図10に示すように、本実施形態のように短絡パルスの幅を徐々に小さくしていくことにより、直流出力電圧は徐々に低減していくのに対して、従来のようにパルス幅を徐々に小さくすることなく、定常処理から急に短絡パルスの供給を停止した場合には、直流出力電圧が急に低減することがわかる。
【0048】
更に詳しく説明すると、図8に示す第4の実施形態では、負荷レベル判定手段31が電源装置の負荷レベル27を監視して、該負荷レベルが所定のレベルより小さくなったことを検出すると、終了処理手段35を駆動して、図9の26で示すようにパルス幅が徐々に小さく変化する短絡パルスを生成させ、この小さくなっていく短絡パルスで短絡素子10を駆動し、これによりリアクタ2を介して交流電源1を短絡する。そして、短絡パルスのパルス幅がほぼ0になった時点で、短絡パルスの生成を終了し、力率改善処理を終了する。なお、図8では、簡単化のため、短絡パルスの数を少なくして示している。
【0049】
なお、短絡パルスのパルス幅を徐々に小さくしていく速度は、負荷の特性、電源装置の昇圧特性、電源装置や負荷の応答時間などから安定に動作させることができる値に設定される。具体的には、短絡パルスは、例えば1μS/10mSないし50μS/10mS前後あるいはそれより遅い速度で1パルス毎にパルス幅が小さくされる。
【0050】
本発明の力率改善機能を有する電源装置は、昇圧機能を有しており、力率改善処理を中止すると、力率改善を行う直前の状態に比べて、直流出力電圧が下降し、電源電流が上昇する。このため、負荷が電動機などの場合には、速度が急低下して不安定な動作となり、場合によっては停止してしまうことがある。しかしながら、本発明の電源装置では、力率改善用の短絡パルスの幅が徐々に小さくなっていくため、直流出力電圧が急上昇したり、電源電流や直流出力電圧が急変することはなく、力率改善動作を終了しても、直流出力電圧は徐々に低下していき、常に安定な動作を継続的に行うことができる。
【0051】
なお、本実施形態では、負荷レベル判定手段31で負荷レベルを監視し、負荷レベルが小さい場合には、短絡パルスを出力せず、従って力率改善処理を行わないようにしているが、これは、負荷レベルが小さい場合に力率改善動作を行ったとしても、力率改善効果が少なく、むしろ逆に電流波形が歪んで悪影響が出る場合もあるということを防止しているものである。しかしながら、負荷レベルがほぼ0の状態になった時に、本実施形態のような処理を行っても同様な効果を発揮し得ることは明らかである。
【0052】
次に、図11および図12を参照して、本発明の第5の実施形態に係わる電源装置について説明する。
【0053】
図11は、第5の実施形態の電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための要部の機能構成図であり、その具体的回路構成は図1および図2に示すいずれの回路構成の電源装置でも同様に実施し得るものである。なお、図1および図2に示す電源装置の回路構成については既に詳述したので、図11を参照して、第5の実施形態の動作について説明する。
【0054】
第5の実施形態の電源装置は、図11に示すように、力率改善制御手段13の構成が図8に示した第4の実施形態において緊急停止処理手段36を追加した点が異なり、その他の構成および作用は図8のものと同じである。
【0055】
すなわち、図11において、新たに追加された緊急停止処理手段36は、終了処理手段35により短絡パルスのパルス幅を徐々に小さくしていく力率改善処理の終了時において、負荷レベルが突然急激に低下し、所定のレベルよりも小さくなった場合に、短絡パルスの生成を停止し、力率改善処理を急激に停止させるように作用するものである。
【0056】
図12は、この様子を示しているが、同図において、21は交流電源1の交流電圧の波形を示し、28は力率改善終了時にパルス幅が徐々に小さく変化する短絡パルスの波形を示し、29は負荷レベルをアナログ値として示し、この負荷レベル29は途中で急激に低下し、所定の負荷レベルCよりも小さいレベルに低減していることが示されている。
【0057】
更に詳しく説明すると、図11に示す第5の実施形態では、負荷レベル判定手段31が電源装置の負荷レベル29(図12)を監視して、該負荷レベルが所定のレベルより小さくなったことを検出すると、終了処理手段35を駆動して、図11の28で示すようにパルス幅が徐々に小さく変化する短絡パルスを生成させ、この小さくなっていく短絡パルスで短絡素子10を駆動し、これによりリアクタ2を介して交流電源1を短絡する。
【0058】
そして、この動作の途中において、負荷レベルが図12の29で示すように突然急激に低下し、所定の負荷レベルCよりも小さいレベル以下になると、負荷レベル判定手段31はこの負荷レベル29の急激な低下を検出し、これにより緊急停止処理手段36を駆動する。この結果、緊急停止処理手段36は終了処理手段35による短絡パルスの生成を停止するように終了処理手段35を制御し、これにより力率改善動作を終了させる。
【0059】
前記所定の負荷レベルCは、負荷の電圧許容範囲、電源回路の昇圧特性、電源回路や負荷の応答時間などから負荷を保護できる値に設定される。このような処理の結果、異常な直流電圧の上昇を防止し、負荷を過電圧から保護することが可能であり、より信頼性の高い電源装置が実現できる。
【0060】
なお、上記各実施形態において、リアクタ、短絡回路、コンデンサ、整流回路などの各構成要素の接続位置を入れ替えても同様の力率改善機能および同様な効果を有する電源装置を構成することができるものであり、本発明はこのように入れ替え変更された種々の電源装置にも同様に適用し得るものである。
【0061】
また、上記各実施形態では、短絡パルスの数はすべて1つの場合について説明したが、2つ以上の複数の短絡パルスを使用しても、本発明と同様な効果を達成することができるものである。例えば、短絡パルスの数が2つである場合には、2つの短絡パルスの幅を同時に広げたり、狭めたりする方法や、2つの短絡パルスのうちの1つの短絡パルスの幅を広げたり、狭めたりした後に、他方の短絡パルスの幅を広げたり、狭めるという方法が考えられる。
【0062】
【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、短絡パルスの生成終了時には短絡パルスの幅を徐々に小さくしているので、直流出力電圧の急上昇、電源電流や直流出力電圧の急変を防止し、安定な動作を行うことができる。
【0065】
請求項記載の本発明によれば、短絡パルスの生成終了時に負荷レベルが第3の所定の負荷レベルより小さい場合には、短絡パルスの生成を直ちに終了させるので、急激な直流出力電圧の上昇を防止し、負荷を過電圧から保護することができる。
【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回路構成を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施形態に係わる電源装置の回路構成を示す図である。
【図3】図1および図2にそれぞれ示した電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための機能構成図である。
【図4】図1,2に示した第1および第2の実施形態の電源装置の作用を説明するための動作波形図である。
【図5】本発明の第3の実施形態の電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための要部の機能構成図である。
【図6】図5に示す電源装置の作用を説明するための動作波形図である。
【図7】図5に示す電源装置の作用を説明するための動作波形図である。
【図8】本発明の第4の実施形態の電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための要部の機能構成図である。
【図9】図8に示す電源装置の作用を説明するための動作波形図である。
【図10】図8に示す電源装置の作用を説明するための動作波形図である。
【図11】本発明の第5の実施形態の電源装置の動作原理をわかりやすく説明するための要部の機能構成図である。
【図12】図11に示す電源装置の作用を説明するための動作波形図である。
【符号の説明】
1 交流電源
2 リアクタ
3 第1のダイオードブリッジ
4,5,6 コンデンサ
7 負荷
9 第2のダイオードブリッジ
10 短絡素子
11 制御回路
12 ゼロクロス検出手段
13 力率改善制御手段
31 負荷レベル判定手段
32 開始・終了処理手段
33 定常処理手段
34 開始処理手段
35 終了処理手段
36 緊急停止処理手段
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power supply device that improves a power factor by short-circuiting a power supply through a reactor connected in series with the power supply, and more particularly to a power supply device that can operate at high speed and has excellent controllability.
[0002]
[Prior art]
In order to extract more active power from the power supply device, it is effective to improve the power source power factor, and the maximum capacity of the device can be increased by supplying more active power to the load device. Further, by improving the power source power factor, it is often possible to reduce the harmonic current of the power source, which has become a problem in recent years, and it is possible to meet domestic and foreign harmonic current regulations.
[0003]
As a method for improving the power factor of the power supply device, there is a conventional method disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7946. In this publication, the power supply is short-circuited through a reactor by a short-circuit element. Specifically, the short-circuit of the reactor is started according to the load state, short-circuit current, harmonic current content rate, power source power factor, waveform distortion factor, etc. Delay time and short-circuit period are determined.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method for improving the power factor of the power supply device, there is no description about generation of a short-circuit pulse in a transient state when starting the power factor correction operation or ending the power factor correction operation. At the start or end of the power factor correction operation, there is a problem that the operation becomes unstable due to vibration, sudden increase or decrease in output voltage, and adversely affects the operation of the load.
[0005]
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a power supply apparatus in which the operation at the start or end of the power factor correction operation is stabilized and the reliability is improved.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 provides:Rectifying means for rectifying an AC voltage from an AC power supply into a DC voltage, a reactor connected in series to the rectifying means, a short-circuit means for short-circuiting the AC power supply via the reactor, and driving the short-circuit means to a short-circuit state A power supply device having a short-circuit pulse generating means for generating a short-circuit pulse for controlling the short-circuit pulse generating means to gradually reduce the width of the short-circuit pulse at the end of the generation of the short-circuit pulse The gist is to have means.
[0011]
  Claim1In the described invention, since the width of the short-circuit pulse is gradually reduced at the end of the generation of the short-circuit pulse, it prevents a sudden increase in the DC output voltage, a sudden change in the power supply current or the DC output voltage, and stable operation. It can be carried out.
[0012]
  Claim2The invention as described is claimed.1In the described invention, the load level of the AC power supply isWhere the load level is lower than the load level at the end of generation of the short-circuit pulseWhen the load level is smaller than a predetermined load level, there is an immediate end control means for controlling the short-circuit pulse generating means so as to immediately stop the generation of the short-circuit pulse.To doAnd the gist.
[0013]
  Claim2In the present invention described, the load level isSaidWhen the load level is lower than the predetermined load level, the generation of the short-circuit pulse is immediately terminated, so that a sudden increase in the DC output voltage can be prevented and the load can be protected from overvoltage.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to the first embodiment of the present invention. The power supply device shown in FIG. 1 has a reactor 2 having one end connected to one output end of an AC power supply 1, and the other end of the reactor 2 includes a first diode bridge 3 constituting a full-wave rectifier and Each of the second diode bridges 9 having the same current direction is connected to one input terminal. The other input terminal of each of the first and second diode bridges 3 and 9 is connected to the other output terminal of the AC power supply 1.
[0016]
The output terminal of the first diode bridge 3 is connected to the load 7 via the smoothing electrolytic capacitors 4, 5, 6, whereby the AC voltage from the AC power source 1 is converted into the first diode bridge 3 and the smoothing electrolytic capacitor 4. , 5 and 6 are double voltage rectified and supplied to the load 7 as a DC voltage.
[0017]
Both output ends of the second diode bridge 9 are connected between the collector and the emitter of the short-circuit element 10 which is a switching element made of, for example, an IGBT, a bipolar transistor, a MOSFET or the like. The AC power supply 1 is short-circuited through the diode bridge 9 and the reactor 2 so that the power factor of the power supply device can be improved. The gate of the short-circuit element 10 is connected to the power factor improvement control means 13, and the short-circuit element 10 is turned on when the short-circuit element 10 is driven by the power factor improvement control means 13.
[0018]
Also, zero cross detection means 12 is connected to both output terminals of the AC power supply 1, and the zero cross detection means 12 detects the time when the AC voltage of the AC power supply 1 passes through the zero cross point, and this detection signal is used as the power factor improvement control means. 13 is supplied. A control circuit 11 is configured by the zero-cross detection unit 12 and the power factor improvement control unit 13, and the control circuit 11 is configured by, for example, a microcomputer. The power factor correction control means 13 is input with the load level of the power supply device.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to the second embodiment of the present invention. The power supply device shown in FIG. 1 has one end of a reactor 2 connected to one output end of a first diode bridge 3 that performs full-wave rectification of the AC voltage of the AC power source 1, and the other end of the reactor 2 and a first diode. When the collector and the emitter of the short-circuit element 10 formed of a switching transistor are connected between the other output terminal of the bridge 3 and the short-circuit element 10 is turned on, the AC power source 1 is connected via the reactor 2 and the first diode bridge 3. Are configured to be short-circuited. The other end of the reactor 2 is connected to a smoothing electrolytic capacitor 6 and a load 7 via a backflow preventing diode 15. The diode 15 acts so that the capacitor 6 is not short-circuited when the short-circuit element 10 is turned on and the AC power supply 1 is short-circuited via the reactor 2 and the first diode bridge 3.
[0020]
As in the power supply apparatus of FIG. 1, the zero cross detection means 12 is connected to the AC power supply 1, and the power factor correction control means 13 is connected to the gate of the short-circuit element 10, and these zero cross detection means 12 and The power factor improvement control means 13 has the same function and configuration as shown in FIG.
[0021]
FIG. 3 is a functional configuration diagram for easily explaining the operation principle of the power supply device shown in FIGS. 1 and 2 described above, and particularly shows the internal configuration of the control circuit 11. As shown in FIG. 3, the control circuit 11 of the power supply apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes a zero-cross detection means 12 and a power factor improvement control means 13. The power factor improvement control means 13 determines the load level. A load level determination unit 31; a start / end processing unit 32 that controls processing at the start and end of the power factor improvement operation; and a steady processing unit 33 that performs steady power factor improvement processing. A short-circuit pulse is supplied from the means 33 to the short-circuit element 10.
[0022]
Next, referring to FIG. 4, the operation of the power supply devices of the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 2 will be described. In FIG. 4, 21 is the waveform of the AC voltage of the AC power supply 1, 22 is the waveform of the short-circuit pulse supplied from the power factor correction control means 13 to the short-circuit element 10, and 23 is the power factor improvement control means 13. The load level supplied to is shown as an analog value.
[0023]
When an AC voltage having a sinusoidal waveform as indicated by 21 in FIG. 4 is input from the AC power source 1, this AC voltage is supplied from the first diode bridge 3 and the capacitors 4, 5, 6 via the reactor 2 in FIG. The voltage doubler rectifier circuit is converted to a DC voltage and supplied to the load 7. In FIG. 2, the AC voltage from the AC power source 1 is full-wave rectified by the first diode bridge 3, smoothed by the capacitor 6 through the reactor 2 and the diode 15, and supplied to the load 7 as a DC voltage. The In this case, the zero cross detection means 12 monitors the AC voltage from the AC power source 1 and detects the zero cross point, and supplies this detection signal to the power factor correction control means 13.
[0024]
In such a state where the DC voltage is supplied to the load 7, a load level as indicated by reference numeral 23 in FIG. 4 is supplied to the load level determination means 31 of the power factor correction control means 13. The load level determination unit 31 compares the load level with the first predetermined load level A. When the load level becomes higher than the first predetermined load level A, the load level determination unit 31 drives the start / end processing unit 32 to start / end. Under the control of the processing means 32, a short-circuit pulse as indicated by 22 in FIG. 4 is generated from the steady-state processing means 33 according to the zero-cross point detection signal from the zero-cross detection means 12, and the short-circuit pulse is supplied to the short-circuit element 10.
[0025]
When the short-circuit pulse 22 is supplied to the short-circuit element 10, the short-circuit element 10 is turned on in response to the short-circuit pulse 22, whereby the AC power supply 1 is turned on via the second diode bridge 9 and the reactor 2 in FIG. When the AC power supply 1 is short-circuited through the reactor 2 and the first diode bridge 3 in FIG. 2 and when the short-circuit pulse disappears and the short-circuit element 10 is opened in the OFF state, the short-circuit element 10 is accumulated. Energy is released to the load side. By short-circuiting the AC power supply 1 through the reactor 2 in this way, the power supply current also flows in the phase section of the power supply where the current did not flow conventionally, and the current conduction time is expanded, thereby reducing the power factor. Can be improved.
[0026]
The load level determination means 31 monitors the load level, and when the load level becomes lower than the second predetermined load level B as shown in FIG. 4, the start / end processing means 32 is driven to start / The generation of the short-circuit pulse from the steady processing means 33 is stopped by the control of the end processing means 32, thereby ending the power factor improvement processing.
[0027]
As described above, in this embodiment, the load level is monitored, and when the load level is low, the power factor improvement processing is not performed. However, this is because the power factor improvement operation is performed when the load level is small. Even so, the effect of improving the power factor is small, and on the contrary, the current waveform is distorted to prevent adverse effects.
[0028]
In the above-described processing, by setting the first predetermined load level A higher than the second predetermined load level B (A> B), the timing at which the start and end of the power factor improvement processing is switched. It is possible to prevent oscillation of the power factor improving operation. In this case, the hysteresis width is set so that the load can be stably operated from the characteristics of the load, the boosting characteristics of the power supply device, the response time of the power supply device and the load, and the like. Depending on the configuration of the power supply device, the second predetermined load level B may be set to almost zero, and even in such a case, the effect can be sufficiently exhibited.
[0029]
The power supply device having the power factor improvement function of the present invention has a boosting function, and when the power factor improvement process is performed, the DC output voltage of the power supply device increases compared to the state immediately before the power factor improvement. The effective value of the power supply current is reduced. For this reason, when the load is an electric motor or the like, if there is no hysteresis, the speed of the electric motor vibrates and an unstable operation occurs, and the operation may stop depending on the case. However, in the power supply device of the present invention, since the power factor correction operation does not frequently switch at the load level near the start and end of the power factor improvement process, the DC output voltage oscillates, The power supply current and the DC output voltage do not vibrate, and even if the power factor is improved, the DC output voltage gradually rises, and a stable operation can always be performed continuously.
[0030]
In each of the above embodiments, specifically, the load level is, for example, power supply current, load current, output current, power factor, harmonic current, distortion factor, load control parameter, for example, the rotation speed detected from the load, Various parameters that can determine the magnitude of the load such as speed, temperature, humidity, pressure, weight, etc. can be utilized.
[0031]
Next, a power supply device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0032]
FIG. 5 is a functional configuration diagram of a main part for easily explaining the operation principle of the power supply device according to the third embodiment. The specific circuit configuration is the power source of any of the circuit configurations shown in FIG. 1 and FIG. The apparatus can be similarly implemented. Since the circuit configuration of the power supply device shown in FIGS. 1 and 2 has already been described in detail, the operation of the third embodiment will be described with reference to FIG.
[0033]
As shown in FIG. 5, the power supply device of the third embodiment is different from that of the first and second embodiments shown in FIG. It is the same as that of FIG.
[0034]
That is, the power factor improvement control unit 13 shown in FIG. 5 includes a load level determination unit 31 that determines the load level, a start processing unit 34 that controls processing at the start of the power factor improvement operation, and a steady power factor improvement process. The start processing means 34 is provided in place of the start / end processing means 32 in FIG.
[0035]
The start processing means 34 generates a short-circuit pulse 24 whose pulse width gradually increases from a small pulse width to a large pulse width as shown by 24 in FIG. 6 when the short-circuit pulse starts to be supplied to the short-circuit element 10. Is. In FIG. 6, 21 indicates the waveform of the AC voltage of the AC power supply 1, 24 indicates the waveform of the short-circuit pulse whose pulse width gradually changes greatly, and 25 indicates the load level as an analog value.
[0036]
FIG. 7 shows the direct-current output voltage of the power supply apparatus that changes corresponding to the short-circuit pulse 24 whose pulse width gradually increases as described above, indicated by a solid line with reference numeral 42, and in the case where only the conventional steady processing is performed. A change in the DC output voltage is indicated by reference numeral 41 by a dotted line. As shown in FIG. 7, the DC output voltage gradually increases by gradually increasing the width of the short-circuit pulse as in this embodiment, whereas the pulse width is gradually increased as in the prior art. When the short-circuit pulse having the normal pulse width is suddenly supplied from the steady process, the DC output voltage is suddenly increased.
[0037]
More specifically, in the third embodiment shown in FIG. 5, the load level determination means 31 monitors the load level of the power supply device, and the load level becomes higher than a predetermined power factor improvement level, thereby improving the power factor. When it is detected that the process has started, the start processing means 34 is driven to generate a short-circuit pulse whose pulse width gradually changes as shown by 24 in FIG. The AC power supply 1 is short-circuited through the reactor 2 by this, and the power factor correction process is started.
[0038]
Then, when the pulse width of the short-circuit pulse gradually increases and becomes equal to the pulse width originally output by the steady processing means 33, the load level determination means 31 replaces the start processing means 34 with the steady processing means 33. Is driven to generate a short-circuit pulse having a predetermined pulse width in a steady state from the steady-state processing means 33, and the short-circuit element 10 is driven by the short-circuit pulse in the steady state to perform a steady-state power factor improvement process. In FIG. 6, the number of short-circuit pulses is reduced for simplification.
[0039]
Note that the speed at which the pulse width of the short-circuit pulse is gradually increased is set to a value that allows stable operation from the characteristics of the load, the boosting characteristics of the power supply device, the response time of the power supply device and the load, and the like. Specifically, the pulse width of the short-circuit pulse is increased for each pulse at a speed of, for example, around 1 μS / 10 mS to about 50 μS / 10 mS or slower. Note that 10 mS is ½ of the cycle of the AC power supply 1 when the frequency of the AC power supply 1 is 50 Hz.
[0040]
The power supply device having the power factor improvement function of the present invention has a boosting function, and when the power factor improvement process is performed, the DC output voltage of the power supply device increases compared to the state immediately before the power factor improvement. The effective value of the power supply current is reduced. If a short-circuit pulse for power factor improvement is immediately output with a predetermined pulse width as in the prior art, the DC output voltage rises rapidly, and the load current suddenly drops. For this reason, when the load is an electric motor or the like, the speed rapidly increases and the operation becomes unstable, and in some cases, the load may stop. However, in the power supply device of the present invention, since the width of the short-circuit pulse for power factor improvement gradually increases, the DC output voltage does not rise rapidly, and the power source current and the DC output voltage do not change suddenly. Even when the improvement operation is started, a stable operation can be continuously performed.
[0041]
In the present embodiment, when the load level is monitored by the load level determination unit 31, a short-circuit pulse is generated when the load level exceeds a predetermined level, a power factor correction operation is performed, and the load level is small. Does not perform the power factor improvement process, but even if the power factor improvement operation is performed when the load level is small, the power factor improvement effect is small, and on the contrary, the current waveform is distorted and adversely affected. This is to prevent that sometimes occurs. However, a short-circuit pulse is generated from a state in which the load level is almost zero (in this case, the short-circuit pulse may have a short pulse width so as not to be effective in improving the power factor), or a short-circuit pulse is generated at the same time as the power supply device is started It is clear that the present embodiment can also exert the same effect when outputting.
[0042]
Next, a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0043]
FIG. 8 is a functional configuration diagram of a main part for easily explaining the operation principle of the power supply device according to the fourth embodiment, and a specific circuit configuration thereof is a power source of any one of the circuit configurations shown in FIGS. 1 and 2. The apparatus can be similarly implemented. Since the circuit configuration of the power supply device shown in FIGS. 1 and 2 has already been described in detail, the operation of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
[0044]
As shown in FIG. 8, the power supply device of the fourth embodiment is different from that of the third embodiment shown in FIG. 5 in the configuration of the power factor correction control means 13, and other configurations and operations are the same as those in FIG. Is the same.
[0045]
That is, the power factor improvement control unit 13 shown in FIG. 8 includes a load level determination unit 31 that determines a load level, an end processing unit 35 that controls processing at the end of the power factor improvement operation, and a steady power factor improvement process. And an end processing means 35 instead of the start processing means 34 in FIG.
[0046]
At the end of generation of the short-circuit pulse supplied to the short-circuit element 10, that is, at the end of the power factor correction process, the end processing unit 35 has a pulse width that is smaller than the large pulse width at the time of steady processing as indicated by 26 in FIG. The short-circuit pulse 26 that gradually decreases to the pulse width is generated. In FIG. 9, 21 indicates the waveform of the AC voltage of the AC power supply 1, 26 indicates the waveform of the short-circuit pulse whose pulse width gradually changes, and 27 indicates the load level as an analog value.
[0047]
FIG. 10 shows the direct-current output voltage of the power supply apparatus that changes in response to the short-circuit pulse 26 whose pulse width gradually changes as described above, indicated by a solid line 44, and when only the conventional steady processing is performed. The change in the DC output voltage is indicated by a dotted line 43 by a dotted line. As shown in FIG. 10, the DC output voltage is gradually reduced by gradually reducing the width of the short-circuit pulse as in the present embodiment, whereas the pulse width is gradually reduced as in the prior art. It can be seen that when the supply of the short-circuit pulse is suddenly stopped from the steady process without reducing the DC output voltage, the DC output voltage is suddenly reduced.
[0048]
More specifically, in the fourth embodiment shown in FIG. 8, when the load level determination means 31 monitors the load level 27 of the power supply device and detects that the load level is lower than a predetermined level, the process is terminated. The processing means 35 is driven to generate a short-circuit pulse whose pulse width gradually changes as indicated by 26 in FIG. 9, and the short-circuit element 10 is driven by this decreasing short-circuit pulse. The AC power supply 1 is short-circuited. Then, when the pulse width of the short-circuit pulse becomes almost zero, the generation of the short-circuit pulse is finished, and the power factor improvement process is finished. In FIG. 8, the number of short-circuit pulses is reduced for simplification.
[0049]
The speed at which the pulse width of the short-circuit pulse is gradually reduced is set to a value that allows stable operation from the load characteristics, the boosting characteristics of the power supply device, the response time of the power supply device and the load, and the like. Specifically, the pulse width of the short-circuit pulse is reduced for each pulse at a speed of, for example, about 1 μS / 10 mS to about 50 μS / 10 mS or slower.
[0050]
The power supply device having the power factor correction function of the present invention has a boosting function. When the power factor correction process is stopped, the DC output voltage decreases compared to the state immediately before the power factor correction is performed, and the power source current Rises. For this reason, when the load is an electric motor or the like, the speed is suddenly reduced and the operation becomes unstable, and in some cases, the load may stop. However, in the power supply device of the present invention, since the width of the short-circuit pulse for power factor improvement is gradually reduced, the DC output voltage does not rise rapidly, and the power supply current and the DC output voltage do not change suddenly. Even after the improvement operation is finished, the DC output voltage gradually decreases, and a stable operation can be continuously performed.
[0051]
In the present embodiment, the load level is monitored by the load level determination means 31. When the load level is small, no short circuit pulse is output, and therefore the power factor correction processing is not performed. Even if the power factor improvement operation is performed when the load level is small, the power factor improvement effect is small, and on the contrary, the current waveform is distorted to prevent adverse effects. However, it is clear that the same effect can be exhibited even if the processing as in the present embodiment is performed when the load level becomes almost zero.
[0052]
Next, a power supply device according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0053]
FIG. 11 is a functional configuration diagram of a main part for easily explaining the operation principle of the power supply device according to the fifth embodiment, and a specific circuit configuration thereof is a power source of any one of the circuit configurations shown in FIGS. 1 and 2. The apparatus can be similarly implemented. Since the circuit configuration of the power supply device shown in FIGS. 1 and 2 has already been described in detail, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to FIG.
[0054]
As shown in FIG. 11, the power supply device of the fifth embodiment is different from the fourth embodiment shown in FIG. 8 in that the configuration of the power factor correction control means 13 is different from that of the fourth embodiment shown in FIG. The configuration and operation of are the same as those of FIG.
[0055]
That is, in FIG. 11, the newly added emergency stop processing means 36 suddenly and suddenly has a load level at the end of the power factor correction process in which the end processing means 35 gradually reduces the pulse width of the short-circuit pulse. When the voltage decreases and becomes lower than a predetermined level, the generation of a short-circuit pulse is stopped, and the power factor correction process is stopped suddenly.
[0056]
FIG. 12 shows this state. In FIG. 12, 21 indicates the waveform of the AC voltage of the AC power supply 1, and 28 indicates the waveform of the short-circuit pulse whose pulse width gradually changes at the end of the power factor improvement. , 29 indicates the load level as an analog value, and it is indicated that the load level 29 rapidly decreases in the middle and is reduced to a level lower than the predetermined load level C.
[0057]
More specifically, in the fifth embodiment shown in FIG. 11, the load level determination means 31 monitors the load level 29 (FIG. 12) of the power supply device, and the load level becomes smaller than a predetermined level. When detected, the termination processing means 35 is driven to generate a short-circuit pulse whose pulse width gradually changes as indicated by 28 in FIG. 11, and the short-circuit element 10 is driven by this decreasing short-circuit pulse. As a result, the AC power supply 1 is short-circuited through the reactor 2.
[0058]
In the middle of this operation, when the load level suddenly drops as shown by 29 in FIG. 12 and becomes lower than a predetermined load level C, the load level determination means 31 makes the load level 29 sudden. Thus, the emergency stop processing means 36 is driven. As a result, the emergency stop processing means 36 controls the end processing means 35 so as to stop the generation of the short-circuit pulse by the end processing means 35, thereby ending the power factor improving operation.
[0059]
The predetermined load level C is set to a value that can protect the load from the allowable voltage range of the load, the boosting characteristics of the power supply circuit, the response time of the power supply circuit and the load, and the like. As a result of such processing, it is possible to prevent an abnormal DC voltage increase and protect the load from overvoltage, and a more reliable power supply device can be realized.
[0060]
In each of the above embodiments, a power supply device having the same power factor improvement function and the same effect can be configured even if the connection positions of the respective components such as the reactor, the short circuit, the capacitor, and the rectifier circuit are switched. Thus, the present invention can be similarly applied to various power supply devices that have been replaced and changed in this way.
[0061]
In each of the above embodiments, the number of short-circuit pulses has been described as being one. However, even when two or more short-circuit pulses are used, the same effect as the present invention can be achieved. is there. For example, when the number of short-circuit pulses is two, a method of expanding or narrowing the width of two short-circuit pulses simultaneously, a method of expanding or narrowing the width of one short-circuit pulse of two short-circuit pulses, or the like. Or the like, the width of the other short-circuit pulse may be widened or narrowed.
[0062]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention described in claim 1,Since the width of the short-circuit pulse is gradually reduced at the end of the generation of the short-circuit pulse, it is possible to prevent a sudden increase in the DC output voltage and a sudden change in the power supply current or the DC output voltage, and a stable operation can be performed.
[0065]
  Claim2According to the described invention, when the load level is smaller than the third predetermined load level at the end of the generation of the short-circuit pulse, the generation of the short-circuit pulse is immediately ended, so that an abrupt increase in the DC output voltage is prevented. The load can be protected from overvoltage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration of a power supply device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a functional configuration diagram for easily explaining the operation principle of the power supply device shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the power supply devices of the first and second embodiments shown in FIGS.
FIG. 5 is a functional configuration diagram of a main part for easily explaining an operation principle of a power supply device according to a third embodiment of the present invention.
6 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the power supply device shown in FIG. 5;
7 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the power supply device shown in FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a functional configuration diagram of a main part for easily explaining an operation principle of a power supply device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the power supply device shown in FIG. 8;
10 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the power supply device shown in FIG.
FIG. 11 is a functional configuration diagram of a main part for easily explaining an operation principle of a power supply device according to a fifth embodiment of the present invention.
12 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the power supply device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1 AC power supply
2 reactors
3 First diode bridge
4, 5, 6 capacitors
7 Load
9 Second diode bridge
10 Short-circuit element
11 Control circuit
12 Zero cross detection means
13 Power factor improvement control means
31 Load level judgment means
32 Start / end processing means
33 Regular processing means
34 Start processing means
35 End processing means
36 Emergency stop processing means

Claims (2)

交流電源からの交流電圧を直流電圧に整流する整流手段、該整流手段に直列に接続されたリアクタ、該リアクタを介して前記交流電源を短絡する短絡手段、および該短絡手段を短絡状態に駆動するための短絡パルスを生成する短絡パルス生成手段を有する電源装置であって、
前記短絡パルスの生成終了時には該短絡パルスの幅を徐々に小さくするように前記短絡パルス生成手段を制御するパルス幅縮小制御手段を有することを特徴とする電源装置。
Rectifying means for rectifying an AC voltage from an AC power supply into a DC voltage, a reactor connected in series to the rectifying means, a short-circuit means for short-circuiting the AC power supply via the reactor, and driving the short-circuit means to a short-circuit state A power supply device having a short-circuit pulse generating means for generating a short-circuit pulse for
A power supply apparatus comprising: a pulse width reduction control unit that controls the short-circuit pulse generation unit so that the width of the short-circuit pulse is gradually reduced at the end of the generation of the short-circuit pulse.
交流電源の負荷レベルが前記短絡パルスの生成終了時の負荷レベルよりも小さい所定の負荷レベルより小さい場合には、前記短絡パルスの生成を直ちに終了させるように前記短絡パルス生成手段を制御する即時終了制御手段を有することを特徴とする請求項記載の電源装置。When the load level of the AC power supply is less than the smaller at constant load level than the load level at completion of generation of the short pulse, immediately to control the short pulse generating means to immediately terminate the generation of the short pulse power supply according to claim 1, wherein Rukoto to have a termination control means.
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