(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給される入力信号の電圧と、前記入力信号に基づき作成される基準信号の電圧との電圧差を検出する差検出回路と、
前記差検出回路が検出した電圧差を、前記電源から供給され前記入力信号と対をなす回路基点信号の電圧に加えて出力信号の一方とする補正量発生回路と、を備え、
前記入力信号を、そのまま前記電圧差が加えられた前記回路基点信号と対をなす前記出力信号の他方とする電力補正装置。
【請求項２】
電源から供給される入力信号に基づき基準信号を作成し、
前記入力信号と前記基準信号の電圧差を求め、
前記電圧差を補正電圧として、前記電源から供給され前記入力信号と対をなす回路基点信号の電圧に加えて出力信号の一方とし、
前記入力信号を、そのまま前記電圧差が加えられた前記回路基点信号と対をなす前記出力信号の他方とする電力補正方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力補正装置及び電力補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
家庭用の電子機器、例えばハイエンドオーディオや液晶ディスプレイ等は、電力会社から供給される商用電源に、コンセントを直接接続して使用するのが一般的である。通常、電力会社から家庭に供給される電力は、電圧１００Ｖ又は２００Ｖ、周波数５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのサイン波の交流によって構成されており、家庭用電子機器も上記電圧、周波数に対応するよう設計されている。
【０００３】
しかしながら、電力会社から供給される電力は、経由する変電所、電線等の外部による影響、更には、接続されている家電製品に備えられている半導体素子の動作等の家庭内の他の機器による影響によって完全なサイン波とはなっておらず、高調波を含む歪みが生じてしまっている。例えば従来のＰＷＭ技術を用いたスイッチング方式のインバータ制御では、たとえ軽量でも内蔵されたスイッチング回路よりノイズが発生するため、電源装置自信よりのノイズが電源出力に混入してしまう、またそのノイズ低減のためにフィルター回路を付加しなければならず、例えば上記ハイエンドオーディオ等では聴感等の性能に影響を与えてしまう、といった課題がある。
【０００４】
このように歪みを含む電圧波形に対し補正を行おうとする技術は、例えば下記特許文献１等によって提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９４３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような技術は、基準のサイン波を構成したとしてもその波形増幅には大きなアンプを備えなければならない等装置の大型化、構成の複雑化をもたらすことになる。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、より簡易な構成でより高速かつ高精度な電力補正装置及び電力補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の一観点に係る電力補正装置は、入力信号の電圧と基準信号の電圧の電圧差を検出する差検出回路と、差検出回路が検出した電圧差を回路基点信号の電圧に加える補正量発生回路と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一観点に係る電力補正方法は、基準信号電圧を作成し、入力信号と基準信号の電圧差を求め、電圧差を補正電圧として回路基点信号の電圧に加えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上、本発明によって、より簡易な構成でより高速かつ高精度な電力補正装置及び電力補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電力補正装置の機能ブロックを示す図である。
【図２】基準信号作成回路の一例を示す図である。
【図３】入力信号と基準電圧信号の波形の違いのイメージを示す図である。
【図４】差検出回路３の一例を示す図である。
【図５】電力補正のイメージ図である。
【図６】電力補正量発生回路の一例を示す図である。
【図７】実施例の電力補正装置の電圧波形を示す図である。
【図８】ＡＣライン（非線形負荷）の結果を示す図である。
【図９】本実施例の電源（線形負荷）の結果を示す図である。
【図１０】本実施例の電源（非線形負荷）の結果を示す図である。
【図１１】他社の電源（線形負荷）の結果を示す図である。
【図１２】他社の電源（非線形負荷）の結果を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は多くの異なる形態による実施が可能であり、以下に示す実施形態における例示に限定されるわけではない。
【００１３】
図１は、本実施形態に係る電力補正装置（以下「本装置」という。）１の機能ブロックを示す図である。本図で示すように、本装置１は、基準信号を作成する基準信号作成回路２、入力信号の電圧と基準信号の電圧の電圧差を検出する差検出回路３と、差検出回路３が検出した電圧差を回路基点信号の電圧に加える補正量発生回路４と、を備えている。本装置１は、これらの回路を備えて電圧補正を行う。
【００１４】
本装置１における基準信号作成回路２は、基準信号を作成する回路である。ここで「基準信号」とは、本装置１が出力する理想的な波形の信号をいう。本実施形態では、説明の観点から、時間の経過とともに電圧の正負の値が反転する交流信号、より具体的には時間経過とともにサイン波的に電圧が変動するサイン波信号として説明する。ただし、基準信号はサイン波信号に限られず矩形波的、三角波的に変動する電圧信号、更には常に一定の電圧となっている直流電圧信号であっても良い。
【００１５】
本装置１における基準信号作成回路２は、上記のとおり基準信号を作成する回路であり、基準信号は入力信号を参照して作成される。ここで「入力信号」とは、電源、好ましくは外部の商用電源から供給される交流信号であるが、これに限定されず、後述するように直流電源から供給される直流信号であっても良い。ここでは上記基準信号と同じく説明の観点からまず交流電圧、より具体的にはサイン波的に変化するサイン波信号を例に説明する。
【００１６】
本実施形態において、電源から供給される信号は、少なくとも入力信号と回路基点信号に分けられて供給される。具体的には、本装置１では少なくとも二本の導線を備え、一方には入力信号を、他方には回路基点信号をそれぞれ電気的に接続し、装置内に伝播させる。ここで「回路基点信号」とは、上記入力信号と対になって入力される信号であり、一般には接地され、変動する入力信号と異なり理想的には常時対地０Ｖとなっている。この結果、入力信号と回路基点信号の間の電圧差が入力電圧となる。このような電圧供給は、例えば二穴のコンセント及びこれに挿入される二つのプラグによって一般に普及している電圧供給方法である。
【００１７】
また本実施形態において、電源から供給される回路基点信号は、本装置においてそのまま接地される。一方、入力信号は、基準信号作成回路２に入力される一方、そのまま負荷に接続され、出力信号の一方の出力となっている。
【００１８】
また基準信号作成回路２は、入力信号の入力を受けた後、入力信号の電圧に基づき起動信号を作成し、この起動信号に基づき基準信号の作成を開始する。すなわち、基準信号と入力信号の電圧との同期を取る。この結果、基準信号作成回路２は常時入力される電圧を監視し、サイン波の周期に合わせて基準信号を作成する。図２は、入力信号と同期をとりながらサイン波信号を作成する回路の一例を示す。
【００１９】
また本装置１において差検出回路３は、上記のとおり入力信号の電圧と基準信号の電圧差を検出し、その値を出力する。この入力信号と基準信号との間の電圧差は電圧補正を行う期間内において瞬時かつ継続的に行われる。図３に、入力信号と基準電圧信号の波形の違いのイメージを示しておく。本図の例では、各時刻における入力信号と基準電圧信号の電圧差がここで検出される電圧差となる。本装置１では、この二つの信号の電圧差を常時監視し、補正量発生回路に出力する。なお、作成した基準信号の電圧と入力信号の電圧のゲインとが異なる場合は、抵抗等の電気素子や、これらを組み合わせた増幅回路によってゲインを合わせた後に差を検出しておくことが好ましい。また、差検出回路３は回路基準信号にも接続されていることが好ましい。図４に、差検出回路３の一例について示しておく。
【００２０】
また本実施形態における補正量発生回路４は、差検出回路３が検出した電圧差を回路基点信号の電圧に加え、装置外部の負荷に電気的に接続される。これが出力信号の一方の出力となる。この補正のイメージ図を図５に示しておく。また、補正量発生回路の一例について図６に示しておく。
【００２１】
以上、本装置１は、入力信号と基準信号の差を検出する一方、その検出した電圧差を入力信号側に加えるのではなく、本来設置されている回路基点信号の電圧に加えることで、出力電圧を理想的な電圧値に調整する。通常、入力信号側に補正電圧を加えようとすると、非常に大きな出力のアンプが必要となるところ、本装置１の構成を採用することで、回路基点信号側の電圧を変化させるだけで出力電圧を理想的な値に調整することができ、非常に簡易な構成でより高速かつ高精度な電力補正を行うことができるようになる。
【００２２】
（電圧補正）  
ここで、本装置１を用いた電圧補正方法（以下「本方法」１という。）について説明する。本方法は、（１）基準信号電圧を作成し、（２）入力信号と基準信号との電圧差を求め、（３）電圧差を補正電圧として回路基点信号の電圧に加える。各動作については、上記の構成及び機能のとおりである。
【００２３】
以上、本装置及び本方法は、より簡易な構成でより高速かつ高精度な電力補正装置及び電力補正方法となる。本装置では、常時入力信号と基準信号とを監視し、その差分だけをリアルタイムに回路基点信号の電圧に重畳させるものであるため、極めて補正が簡単に行われる。さらに、差分だけを補正するものであるため出力の大きなアンプを用いる必要がなく、小型化が容易になる。
【００２４】
なお、実施形態では、入力信号が交流電圧である場合について説明したが、本発明に係る電力補正装置は直流電圧に対しても同様に対応することができる。
【実施例】
【００２５】
なおここで、実際に上記電圧補正装置を作製し、その効果をオシロスコープ（ＬｅＣｒｏｙ社、９３１０）にて確認した。装置は、上記図２、４、６の回路構成を使用した。図７に電圧波形の結果を示す。一般の交流１００Ｖラインのオシロスコープの波形は波形が崩れているのに対し、本実施例のオシロスコープの波形は非常に綺麗な波形を示していることが確認できる。
【００２６】
また、本実施形態に係る装置の出力スペクトラム計測も行った（アドバンテスト社、Ｒ３２６５Ａ）。この結果を図８乃至１２に示しておく。なお測定パラメータは、下記の通りである。なお図８はＡＣライン（非線形負荷）の結果を、図９は本実施例の電源（線形負荷）の結果を、図１０は本実施例の電源（非線形負荷）の結果を、図１１は他社の電源（線形負荷）の結果を、図１２は他社の電源（非線形負荷）の結果をそれぞれ示す。
【表１】
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【００２７】
以上の結果からも、本実施例にかかる電源補正装置の優れた効果を確認することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、電源補正装置、電源補正方法として産業上の利用可能性がある。
【要約】
【課題】より簡易な構成でより高速かつ高精度な電力補正装置及び電力補正方法を提供する
【解決手段】本発明の一観点に係る電力補正装置は、入力信号の電圧と基準信号の電圧の電圧差を検出する差検出回路と、差検出回路が検出した電圧差を回路基点信号の電圧に加える補正量発生回路と、を備える。
また、本発明の他の一観点に係る電力補正方法は、基準信号電圧を作成し、入力信号と基準信号との電圧差を求め、電圧差を補正電圧として回路基点信号の電圧に加え、出力信号として出力することを特徴とする。
【選択図】  図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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