(57)【要約】【課題】高調波電流低減と力率改善を図った直流電源装置において、交流電源の電圧変動による高調波電流の増大を防ぐこと。【解決手段】交流電源１と、ブリッジ整流回路６と、平滑用の電解コンデンサ７と、負荷８と、交流電源１に接続されたリアクトル９と、リアクトル９に流れる電流をオン、オフするスイッチ１０と、電源電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出手段１１と、電源電圧検出手段１２と、直流電圧検出手段１３と、目標直流電圧決定手段１４と、スイッチ駆動信号生成手段１５と、スイッチ駆動手段１６とを備えた高調波電流低減と力率改善を図る直流電源装置において、交流電源１の電圧を電源電圧検出手段１２で検出し、その値に応じて高調波電流を低減するために最適な直流電圧の目標値を目標直流電圧決定手段１４によって決定することにより、高調波電流の増加を防止することが可能となる。【選択図】図１
2005269797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、前記交流電源からの交流を全波整流する４個のダイオードで形成されたブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の出力を平滑する電解コンデンサと、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の２つの交流入力端子のどちらか一方との間に接続されたリアクトルと、前記ブリッジ整流回路の交流入力端子間に接続されたスイッチと、前記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス検出手段と、前記交流電源の電圧値を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段の検出値に応じて直流電圧の目標値を決定する目標直流電圧決定手段と、前記電解コンデンサの両端の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記ゼロクロス検出手段の出力と前記直流電圧検出手段の出力に基づき直流電圧が前記直流電圧決定手段で定めた目標値に等しくなるように前記スイッチを駆動する駆動信号を発生するスイッチ駆動信号生成手段と、前記スイッチ駆動信号生成手段の出力に基づき前記スイッチを駆動するスイッチ駆動手段とを備えたことを特徴とする直流電源装置。
【請求項２】
交流電源と、前記交流電源からの交流を全波整流する４個のダイオードで形成されたブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の出力を平滑する電解コンデンサと、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の２つの交流入力端子のどちらか一方との間に接続されたリアクトルと、前記ブリッジ整流回路の２つの交流入力端子のどちらかに一方の端子を接続するコンデンサと、前記コンデンサの他方の端子と前記ブリッジ整流回路の正出力端子または負出力端子との間に接続されたスイッチと、前記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス検出手段と、前記交流電源の電圧値を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段の検出値に応じて直流電圧の目標値を決定する目標直流電圧決定手段と、前記電解コンデンサの電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記ゼロクロス検出手段の出力と前記直流電圧検出手段の出力に基づき直流電圧が前記直流電圧決定手段で定めた目標値に等しくなるように前記スイッチを駆動する駆動信号を発生するスイッチ駆動信号生成手段と、前記スイッチ駆動信号生成手段の出力に基づき前記スイッチを駆動するスイッチ駆動手段とを備えたことを特徴とする直流電源装置。
【請求項３】
電源電圧検出手段に代えて直流電圧検出手段の検出値から交流電源の電圧値を推定する電源電圧推定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の直流電源装置。
【請求項４】
直流電圧検出手段が高周波トランスと、スイッチング素子と、高周波整流ダイオードと、高周波整流コンデンサによって構成されることを特徴とする請求項３に記載の直流電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流を直流に変換するとともに交流電源に流れる高調波電流を低減し、力率の改善を図る直流電源装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、数ｋＷ出力程度までの直流電源装置においては、１個ないしは２個のスイッチを用いて、そのスイッチを交流電源の半周期に１度ないしは数度動作させることで交流電源の高調波電流を低減するとともに力率を改善し、交流を目標の直流電圧に変換する方式が取られてきた。
【０００３】
例えば従来の直流電源装置としては、ブリッジ整流回路と、リアクトルと、スイッチと、逆流防止ダイオードの組み合わせから構成されたもの（例えば、特許文献１参照）がある。
【０００４】
以下、図面を参照しながら従来の直流電源装置について図１０と図１１を用いて説明する。図１０は特許文献１の実施例１１に記載されている従来の直流電源装置の回路図を示している。交流電源１は単相の商用交流電源であり、ブリッジ整流回路６は４個のダイオード２から５で構成されている。リアクトル９はブリッジ整流回路６の正極出力６ｃとスイッチ１０および逆流防止用ダイオード２３のアノード端子に接続され、電解コンデンサ７は逆流防止用ダイオード２３のカソード端子に接続されて直流電圧を平滑し、負荷８に脈動の小さな直流電圧を供給する。そして、スイッチ制御回路２４はスイッチ１０の可変オンタイミング発生回路２５と、オフタイミング発生回路２６と、スイッチ駆動回路２７および電解コンデンサ７の電圧を検出する負荷状態検出手段２８とから構成されている。
【０００５】
次に、このように構成された直流電源装置についてその動作を説明する。可変オンタイミング発生回路２５は交流電源１の電源電圧と同期し、かつ、負荷状態検出手段２８によって検出された負荷状態、つまり直流電圧に応じてスイッチ１０を駆動するための信号をスイッチ駆動回路２７を介して送出する。そして、スイッチ１０が閉じると交流電源１にはリアクトル９と、ブリッジ整流回路６を介して短絡電流が流れ始め、次第に増加する。
【０００６】
次いで、電源電圧に同期してオフタイミング発生回路２６からスイッチ１０を停止するための信号がスイッチ駆動回路２７を介して送出されるとスイッチ１０は開放され、それまでリアクトル９を流れていた短絡電流は逆流防止用ダイオード２３を介して電解コンデンサ７の充電電流となって減少し始める。その後、交流電源１の電源電圧がピーク電圧付近になると交流電源１からブリッジ整流回路６、リアクトル９、逆流防止ダイオード２３を通して電解コンデンサ７に充電電流が流れることとなる。このときの交流電源１の電源電圧Ｖｉと、交流電源１の低負荷時入力電流Ｉ１および高負荷時入力電流Ｉ２を図１１に示す。同図においてわかるように、低負荷時は高負荷時に比べて可変オンタイミング発生回路２５からのオンタイミングの信号が遅れるように制御している。そして、このように制御することによって直流電圧は所定の値を維持できるとともに交流電源１からの入力電流は通流角度が広がり、高調波電流低減と力率改善が実現されている。
【特許文献１】特開平７−７９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来の直流電源装置は、一定の交流電源電圧のもとで高調波電流低減を図るために、最も適切な値の直流電圧を直流電圧目標値としてその値を維持するよう
にスイッチ１０の動作が制御されているものであり、同じ２００Ｖ系であっても２００Ｖと２２０Ｖのように交流電源電圧が異なる地域で使用される場合や、定常的に交流電源の電圧が定格電圧に対して電圧差をもつ需要家において使用される場合には、高調波電流低減に最適な直流電圧の値が変わるために高調波電流低減の効果が十分発揮できず、高調波電流が増大するという課題を有していた。例えば、一般的に高調波電流のうち最もその含有率が高いことによりその変動の影響が大きい３次高調波電流についてみれば、図１２に示すように交流電源電圧が上昇すると高調波電流値が最低となる直流電圧値も上昇するため、交流電源電圧を２００Ｖとして直流電圧を一定に制御していれば、交流電源電圧が２２０Ｖとなった場合に高調波電流が増大し、力率も低下することとなっていた。
【０００８】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、交流電源の電圧が変動しても高調波電流低減に最適な直流電圧を目標値に設定することができ、交流電源の電圧変動に伴う高調波電流の増大を防止することができる直流電源装置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】
【０００９】
前記従来の課題を解決するために、本発明の直流電源装置は、電源電圧検出手段によって検出された交流電源の電圧値に応じて、目標直流電圧決定手段で高調波電流低減に最適な直流電圧の目標値を決定し、スイッチ駆動信号生成手段によって直流電圧がその目標値に一致するようスイッチの動作を制御するよう構成したものである。
【００１０】
このことによって、直流電源装置の直流電圧は高調波電流を低減するために最適な値となり、交流電源の電圧変動による高調波電流増大を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の直流電源装置は、交流電源の電圧が変動しても高調波電流低減に最適な直流電圧を目標値に設定することができ、交流電源の電圧変動に伴う高調波電流の増大を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
第１の発明は、交流電源と、前記交流電源からの交流を全波整流する４個のダイオードで形成されたブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の出力を平滑する電解コンデンサと、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の２つの交流入力端子のどちらか一方との間に接続されたリアクトルと、前記ブリッジ整流回路の交流入力端子間に接続されたスイッチと、前記交流電源の電圧のゼロ点を検出するゼロクロス検出手段と、前記交流電源の電圧値を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段の検出値に応じて直流電圧の目標値を決定する目標直流電圧決定手段と、前記電解コンデンサの両端の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記ゼロクロス検出手段の出力と前記直流電圧検出手段の出力に基づき直流電圧が前記直流電圧決定手段で定めた目標値に等しくなるように前記スイッチを駆動する駆動信号を発生するスイッチ駆動信号生成手段と、前記スイッチ駆動信号生成手段の出力に基づき前記スイッチを駆動するスイッチ駆動手段とを備えたことにより、前記交流電源の電圧値に応じて直流電圧の目標値を高調波電流低減のために最適な値に設定することができ、前記交流電源の電圧変動に対して高調波電流が増大することを防止することができる。
【００１３】
第２の発明は、交流電源と、前記交流電源からの交流を全波整流する４個のダイオードで形成されたブリッジ整流回路と、前記ブリッジ整流回路の出力を平滑する電解コンデンサと、前記交流電源と前記ブリッジ整流回路の２つの交流入力端子のどちらか一方との間に接続されたリアクトルと、前記ブリッジ整流回路の２つの交流入力端子のどちらかに一方の端子を接続するコンデンサと、前記コンデンサの他方の端子と前記ブリッジ整流回路の正出力端子または負出力端子との間に接続されたスイッチと、前記交流電源の電圧のゼ
ロ点を検出するゼロクロス検出手段と、前記交流電源の電圧値を検出する電源電圧検出手段と、前記電源電圧検出手段の検出値に応じて直流電圧の目標値を決定する目標直流電圧決定手段と、前記電解コンデンサの電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記ゼロクロス検出手段の出力と前記直流電圧検出手段の出力に基づき直流電圧が前記直流電圧決定手段で定めた目標値に等しくなるように前記スイッチを駆動する駆動信号を発生するスイッチ駆動信号生成手段と、前記スイッチ駆動信号生成手段の出力に基づき前記スイッチを駆動するスイッチ駆動手段とを備えたことにより、前記交流電源の電圧値に応じて直流電圧目標値を高調波電流低減のために最適な値に設定することができ、前記交流電源の電圧変動に対して高調波電流が増大することを防止することができる。
【００１４】
第３の発明は、第１または第２の発明について電源電圧検出手段に代えて、直流電圧検出手段の検出値から交流電源の電圧値を推定する電源電圧推定手段を備え、起動時に前記交流電源を整流することによって得られる直流電圧から前記交流電源の電圧値を推定し、その電圧値に応じて直流電圧の目標値を高調波電流低減のために最適な値に設定することができ、トランスなどを用いた電源電圧検出手段を設けることなく前記交流電源の電圧変動に対して高調波電流が増大することを防止することができる。
【００１５】
第４の発明は、第３の発明について直流電圧検出手段を高周波トランスと、スイッチング素子と、高周波整流ダイオードと、高周波整流コンデンサによって構成することにより、直流電圧を絶縁検出することが可能となり、起動時に前記交流電源を整流することによって得られる直流電圧から前記交流電源の電圧値を推定し、その電圧値に応じて直流電圧の目標値を高調波電流低減のために最適な値に設定することで、前記交流電源の電圧変化に対して高調波電流が増大することを防止することができる。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明するが、従来例と同一構成については同一符号を付してその詳細な説明は省略する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における直流電源装置のブロック図である。
【００１８】
図１において、交流電源１がブリッジ整流回路６で整流されたのち電解コンデンサ７で直流に平滑され、負荷８に直流電圧を供給する構成は従来と同様である。そして、リアクトル９は交流電源１とブリッジ整流回路６の第１の交流入力端子６ａとの間に接続され、スイッチ１０はブリッジ整流回路６の第１の交流入力端子６ａと第２の交流入力端子６ｂに接続される。ゼロクロス検出手段１１は交流電源１のゼロ電圧点を検出するものであり、電源電圧検出手段１２は交流電源１の電圧値を、直流電圧検出手段１３は電解コンデンサ７の両端の直流電圧を検出するためのものである。そして、目標直流電圧決定手段１４は直流電圧の目標値を決定するためのものであり、スイッチ駆動信号生成手段１５はスイッチ１０を駆動するスイッチ駆動手段１６に駆動信号を送出する。
【００１９】
以上の構成において、以下その動作、作用を説明する。
【００２０】
交流電源１から入力された電圧により、この交流電圧のゼロ電圧点がゼロクロス検出手段１１で検出されてそのゼロクロスタイミング信号がスイッチ駆動信号生成手段１５に送出されるとともに、その電圧値は電源電圧検出手段１２で検出されて目標直流電圧決定手段１４に送出される。目標直流電圧決定手段１４ではあらかじめ検出された交流電源１の電圧値に応じて高調波電流低減に最適な直流電圧の値が一義的に求めることができるように用意されており、その対応する値を直流電圧の目標値としてスイッチ駆動信号生成手段１５に送出する。また、電解コンデンサ７の両端の直流電圧は直流電圧検出手段１３で検
出され、その検出値もスイッチ駆動信号生成手段１５に送出される。
【００２１】
スイッチ駆動信号生成手段１５では、直流電圧の目標値と直流電圧の検出値が一致するようにゼロクロスタイミング信号からのスイッチ１０の駆動遅延時間とその駆動時間を計算し、スイッチ駆動手段１６に駆動信号を送出する。そして、スイッチ駆動手段１６によって電圧ゼロ点から駆動遅延時間だけ遅れて駆動されたスイッチ１０は、交流電源１をリアクトル９を介して短絡することとなり、その電流は時間とともに増加する。次いで、駆動時間経過後にスイッチ１０が停止すると、それまでリアクトル９を流れていた短絡電流は交流電源１からブリッジ整流回路６を介して電解コンデンサ７の充電電流となって減少し始める。その後、交流電源１からの入力電圧がピーク電圧付近になると交流電源１からリアクトル９、ブリッジ整流回路６を通して電解コンデンサ７に充電電流が流れることとなる。このため、直流電源装置の入力電流の通流角度が広がり高調波電流の低減と力率改善が可能となる。そして、本実施の形態においては交流電源１の電圧値に応じた最適な直流電圧値を直流電圧の目標値として設定できるため、交流電源１の電圧変化に対して高調波電流が増大することを防ぐことが可能となる。なお、本実施の形態においてはリアクトル８とスイッチ９をブリッジ整流回路６の交流電源１側に配置したが、従来例における図１０のようにブリッジ整流回路６の直流出力側に配置してもよい。
【００２２】
（実施の形態２）
図２は、本発明の第２の実施の形態における直流電源装置のブロック図である。
【００２３】
図２において、交流電源１がブリッジ整流回路６で整流されたのち電解コンデンサ７で直流に平滑され、負荷８に直流電圧を供給する構成は従来と同様である。そして、リアクトル９は交流電源１とブリッジ整流回路６の第１の交流入力端子６ａとの間に接続され、スイッチ１０はコンデンサ１７の一方の端子とブリッジ整流回路６の第１の交流入力端子６ａとの間に接続される。コンデンサ１７の他方の端子はブリッジ整流回路６の負極出力端子６ｄに接続される。ゼロクロス検出手段１１は交流電源１のゼロ電圧点を検出するものであり、電源電圧検出手段１２は交流電源１の電圧値を、直流電圧検出手段１３は電解コンデンサ７の両端の直流電圧を検出するためのものである。そして、目標直流電圧決定手段１４は直流電圧の目標値を決定するためのものであり、スイッチ駆動信号生成手段１５はスイッチ１０を駆動するスイッチ駆動手段１６に駆動信号を送出する。
【００２４】
以上の構成において、以下その動作、作用を説明する。
【００２５】
交流電源１から入力された電圧により、ゼロ電圧点がゼロクロス検出手段１１で検出されて、そのゼロクロスタイミング信号がスイッチ駆動信号生成手段１５に送出されるとともに、その電圧値は電源電圧検出手段１２で検出されて目標直流電圧決定手段１４に送出される。目標直流電圧決定手段１４では検出された交流電源１の電圧値に応じて高調波電流低減に最適な直流電圧の値が一義的に求めることができるようにあらかじめ用意されており、その対応する値を直流電圧の目標値としてスイッチ駆動信号生成手段１５に送出する。また、電解コンデンサ７の両端の直流電圧は直流電圧検出手段１３で検出され、その検出値もスイッチ駆動信号生成手段１５に送出される。
【００２６】
スイッチ駆動信号生成手段１５では、直流電圧の目標値と直流電圧の検出値が一致するようにゼロクロスタイミング信号からのスイッチ１０の駆動遅延時間とその駆動時間を計算し、スイッチ駆動手段１６に駆動信号を送出する。
【００２７】
次に、各部の電圧と電流の挙動について図３から図７を用いて説明する。ここで、図３と図４は交流電源１の電源電圧Ｖｉが正の半周期の間の動作を示し、図５と図６は電源電圧Ｖｉが負の半周期の間の動作を示す。また、図７は交流電源１の電源電圧Ｖｉとリアク
トル９を流れるリアクトル電流ＩＬ、コンデンサ１７を流れるコンデンサ電流Ｉｃとコンデンサ電圧Ｖｃ、スイッチ駆動手段１６の駆動出力Ｖｇおよび直流電圧Ｖｄｃを示したものである。
【００２８】
図３はゼロクロスからの駆動遅延時間の経過後に駆動出力Ｖｇによってスイッチ１０が導通したときの状態を示している。図３における矢印はその時の電流の流れを示したものである。（以下、図４から図６でも同様に矢印で電流の流れを示すものとする。）コンデンサ１７にはスイッチ１０の導通によりリアクトル９を介して充電が開始され、コンデンサ電流Ｉｃが流れ始める。そして、駆動時間の経過後にスイッチ１０を開放するよう駆動出力Ｖｇを停止する。
【００２９】
図４は駆動時間の経過後の状態を示し、リアクトル９はスイッチ１０が開放した時点のリアクトル電流ＩＬによって蓄えられたエネルギーを放出するため、電源電圧Ｖｉと直流電圧Ｖｄｃとの差電圧を発生して電解コンデンサ７を充電するよう電流を流す。
【００３０】
次に、電源電圧Ｖｉが負の半周期の動作について説明する。電源電圧Ｖｉのゼロクロスからの駆動遅れ時間の経過後に駆動出力Ｖｇによりスイッチ１０が導通した状態を図５に示す。このとき、コンデンサ１７には直流電圧Ｖｄｃに近い電圧まで充電されているため、コンデンサ１７は放電のためのコンデンサ電流Ｉｃを流すことになる。そして、駆動時間の経過後に駆動出力Ｖｇを停止することでスイッチ１０は開放される。また、図６はその駆動時間の経過後、スイッチ１０が開放された状態を示している。
【００３１】
図６では、リアクトル９はスイッチ１０が開放された時点に流れていたリアクトル電流ＩＬによって蓄積されたエネルギーを放出するため、電源電圧Ｖｉと直流電圧Ｖｄｃの差電圧を発生して電解コンデンサ７を充電するよう電流を流し、リアクトル電流ＩＬが流れなくなると図３のスイッチ１０が投入される前の初期状態に戻る。
【００３２】
以上の一連の動作により、本実施の形態においてはリアクトル電流ＩＬの通流角度を大きく広げることができ、リアクトル電流ＩＬが正弦波に近づくことで高調波電流の低減と力率改善が実現できる。また、交流電源１の電圧値に応じた最適な直流電圧値を直流電圧の目標値として設定できるため、交流電源１の電圧変動に対して高調波電流が増大することを防ぐことが可能となる。
【００３３】
（実施の形態３）
図８は、本発明の第３の実施の形態における直流電源装置のブロック図である。
【００３４】
本実施の形態においては、実施の形態１の構成に対して交流電源１の電源電圧を直接検出せず、抵抗器の分圧等の手段によって実現される直流電圧検出手段１３の検出値から電源電圧推定手段１８によって電源電圧を推定し、その値を目標直流電圧決定手段１４に出力するよう構成している。従って、直流電圧が目標値に一致するようにスイッチ１０を制御する動作については実施の形態１と同様である。以下、実施の形態１と異なる直流電圧の目標値決定の方法について説明する。
【００３５】
本実施の形態の直流電源装置では、スイッチ１０の制御を開始する以前の起動時に検出された直流電圧の値から電源電圧推定手段１８によって交流電源１の電源電圧を推定する。
【００３６】
これは、スイッチ１０の制御開始前においては電解コンデンサ７の両端の直流電圧は、交流電源１のピーク電圧にほぼ一致することを利用している。つまり、直流電圧検出手段１３によって検出された電圧値を電源電圧推定手段１８にておよそ１／２乗することによ
って交流電源１の電源電圧を推定している。そして、電源電圧推定手段１８はスイッチ１０の制御開始後もこの推定値を保持し、直流電源装置の起動の度に電源電圧の推定を行うよう動作する。
【００３７】
以上のことより、本実施の形態においては高調波電流の低減と力率改善が実現できる直流電源装置において、交流電源１の電圧値に応じた最適な直流電圧値を直流電圧の目標値として設定できるため、交流電源１の電圧変動に対して高調波電流が増大することを防ぐことが可能となるとともに、交流電源１の電圧を検出するトランス等から構成される電源電圧を検出するための手段を設ける必要がなくなる。
【００３８】
（実施の形態４）
本実施の形態では実施の形態３の直流電圧検出手段１３の構成を高周波絶縁検出する構成としたことを特徴とするものであり、回路構成は実施の形態３と同様であるため図８によって示される。また、直流電源装置の起動時に直流電圧の検出値から電源電圧を推定して直流電圧の目標値を決定すること、直流電圧を目標値に制御することに関しても実施の形態３と同様である。よって、以下、本実施の形態における直流電圧検出手段１３の構成とその動作について説明する。
【００３９】
本実施の形態における直流電圧検出手段１３は、スイッチング素子１９と、高周波トランス２０と、高周波整流ダイオード２１と、高周波整流コンデンサ２２とから構成され、図９によって示される。そして、直流電圧の検出動作については、まず電解コンデンサ７の直流電圧がスイッチング素子１９によって高周波パルス電圧として高周波トランス２０の１次側に印加されて２次側に伝達される。そして、２次側に伝達された高周波パルス電圧は高周波整流ダイオード２１と高周波整流コンデンサ２２によって直流電圧に変換される。このとき、図９に示すように高周波トランス２０の極性をスイッチング素子１９がオンする際に２次側に電力が伝達するいわゆるフォワード巻き線とすることにより、２次側の直流電圧の検出値は１次側の直流電圧に対して高周波トランス２０の巻き数比に比例した電圧となる。このようにして得られた直流電圧の検出値を電源電圧推定手段１８に送出することにより、電源電圧を推定するよう動作するものである。なお、本実施の形態においては直流電圧を絶縁検出できる構成のみを図９において示したが、図９の高周波トランス２０に逆極性となる第３の巻き線、いわゆるフライバック巻き線を設け、そのあとに整流回路を設けて制御電源を得るようにすれば、制御のための電源供給と直流電圧の検出とを同時に実施することが可能となる。逆に言えば、通常、電解コンデンサ７の直流電圧から制御用の電源を得るために設けられているフライバック型の制御電源にフォワード巻き線を施して補助電源を構成することにより、直流電圧検出専用のスイッチング素子やトランスを設けることなく、補助電源の電圧を直流電圧検出に利用することが可能となる。
【００４０】
以上のことより、本実施の形態においては高調波電流の低減と力率改善が実現できる直流電源装置において、交流電源１の電圧値に応じた最適な直流電圧値を直流電圧の目標値として設定できるため、交流電源１の電圧変化に対して高調波電流が増大することを防ぐことが可能となるとともに、直流電圧を絶縁検出する回路を、制御用電源を構成するための高周波トランスやスイッチング素子を共用して構成することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように、本発明にかかる直流電源装置は、高調波電流を低減するとともに力率を改善し、直流電圧を目標値に制御することが可能となるので、汎用インバータの入力段回路やエアコンまたは冷蔵庫などのコンプレッサーを用いた家電機器の入力段回路の用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における直流電源装置のブロック図
【図２】本発明の実施の形態２における直流電源装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態２の正の半周期におけるスイッチオン時の動作説明図
【図４】本発明の実施の形態２の正の半周期におけるスイッチオフ時の動作説明図
【図５】本発明の実施の形態２の負の半周期におけるスイッチオン時の動作説明図
【図６】本発明の実施の形態２の負の半周期におけるスイッチオフ時の動作説明図
【図７】本発明の実施の形態２における各部電圧電流波形図
【図８】本発明の実施の形態３における直流電源装置のブロック図
【図９】本発明の実施の形態４における直流電圧検出手段の構成図
【図１０】従来の直流電源装置のブロック図
【図１１】従来の直流電源装置の各部電圧電流波形図
【図１２】電源電圧変化による３次高調波電流と直流電圧特性図
【符号の説明】
【００４３】
１  交流電源
２，３，４，５  ダイオード
６  ブリッジ整流回路
７  電解コンデンサ
８  負荷
９  リアクトル
１０  スイッチ
１１  ゼロクロス検出手段
１２  電源電圧検出手段
１３  直流電圧検出手段
１４  目標直流電圧決定手段
１５  スイッチ駆動信号生成手段
１６  スイッチ駆動手段
１７  コンデンサ
１８  電源電圧推定手段
１９  高周波トランス
２０  高周波整流ダイオード
２１  高周波整流コンデンサ
【図１】
2005269797.tif 000003
【図２】
2005269797.tif 000004
【図３】
2005269797.tif 000005
【図４】
2005269797.tif 000006
【図５】
2005269797.tif 000007
【図６】
2005269797.tif 000008
【図７】
2005269797.tif 000009
【図８】
2005269797.tif 000010
【図９】
2005269797.tif 000011
【図１０】
2005269797.tif 000012
【図１１】
2005269797.tif 000013
【図１２】
2005269797.tif 000014