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公開番号2024062558
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-10
出願番号2022170462
出願日2022-10-25
発明の名称制御回路、回路
出願人富士電機株式会社
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類H02M 7/12 20060101AFI20240501BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】全波整流回路において交流電流の歪みを抑制する制御回路を提供する。
【解決手段】並列にダイオードを備えた第1~第4スイッチ60~63を制御する制御回路であって、第1ラインL1及び第2ラインL2に交流電圧が印加されている状態で、第1ラインからの電流を流す第1ダイオード50と、第2ラインからの電流を流す第2ダイオード52と、第1ラインへ電流を流す第3ダイオード51と、第2ラインへ電流を流す第4ダイオード53と、がオフするオフ期間を判定する判定部と、オフ期間のうち、第2ダイオード及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、第1ダイオード及び第4ダイオードがオフする第1期間に第1スイッチ及び第4スイッチをオンし、第1ダイオ―ド及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、第2ダイオード及び第3ダイオードがオフする第2期間に第2スイッチ及び第3スイッチをオンする制御部と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサとを備える回路の前記第1~第4スイッチを制御する制御回路であって、
前記第1及び第2ラインに前記交流電圧が印加されている状態で、前記第1ラインからの電流を流す前記第1ダイオードと、前記第2ラインからの電流を流す前記第2ダイオードと、前記第1ラインへ電流を流す前記第3ダイオードと、前記第2ラインへ電流を流す第4ダイオードと、がオフするオフ期間を判定する判定部と、
前記オフ期間のうち、前記第2及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、前記第1及び第4ダイオードがオフする第1期間に前記第1及び第4スイッチをオンし、前記第1及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、前記第2及び第3ダイオードがオフする第2期間に前記第2及び第3スイッチをオンする制御部と、
を含む制御回路。
続きを表示(約 2,800 文字)【請求項2】
請求項1に記載の制御回路であって、
前記判定部は、
前記交流電圧と、前記コンデンサの電圧とに基づいて前記オフ期間を判定する、
制御回路。
【請求項3】
請求項2に記載の制御回路であって、
前記回路は、
前記交流電圧を全波整流する第2全波整流回路と、
前記第2全波整流回路からの第2整流電圧を分圧する第1分圧回路と、
前記コンデンサの電圧を分圧する第2分圧回路と、
を含み、
前記判定部は、
前記第1分圧回路の第1分圧電圧と、前記第2分圧回路の第2分圧電圧とに基づいて、前記オフ期間を判定する、
制御回路。
【請求項4】
請求項1に記載の制御回路であって、
前記回路は、
前記第3又は第4ダイオードに流れる電流を検出する抵抗を含み、
前記判定部は、
前記第3又は第4ダイオードに流れる電流に基づいて、前記オフ期間を判定する、
制御回路。
【請求項5】
請求項1~4の何れか一項に記載の制御回路であって、
前記制御部は、
前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高いか否かを検出する第1検出回路と、
前記第2ラインの電圧が前記第1ラインの電圧より高いか否かを検出する第2検出回路と、
前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高い場合、前記オフ期間に前記第1及び第4スイッチをオンし、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より低い場合、前記オフ期間に前記第2及び第3スイッチをオンするスイッチ制御回路と、
を含む制御回路。
【請求項6】
請求項1に記載の制御回路であって、
前記判定部は、
前記交流電圧の実効値と、前記交流電圧の周波数と、前記交流電圧に基づいて動作する負荷の消費電力と、前記コンデンサの容量値とに基づいて、第3期間を算出する算出部と、
前記交流電圧がゼロとなるタイミングと、前記第3期間とに基づいて、前記オフ期間を判定するオフ期間判定部と、
を含む制御回路。
【請求項7】
第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサとを備える回路の前記第1~第4スイッチを制御する制御回路であって、
前記交流電圧の実効値と、前記交流電圧の周波数と、前記交流電圧に基づいて動作する負荷の消費電力と、前記コンデンサの容量値とに基づいて、前記第1及び第2ラインに前記交流電圧が印加されている状態で、前記第1ラインからの電流を流す前記第1ダイオードと、前記第2ラインからの電流を流す前記第2ダイオードと、前記第1ラインへ電流を流す前記第3ダイオードと、前記第2ラインへ電流を流す第4ダイオードとがオフする所定期間を算出する算出部と、
前記第2及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、前記第1及び第2ラインに流れる電流がゼロとなった後、前記第1及び第4ダイオードがオフする前記所定期間に前記第1及び第4スイッチをオンし、前記第1及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、前記第1及び第2ラインに電流がゼロとなった後、前記第2及び第3ダイオードがオフする前記所定期間に前記第2及び第3スイッチをオンする制御部と、
を含む制御回路。
【請求項8】
第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、
前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサと、
前記第1~第4スイッチを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第1及び第2ラインに前記交流電圧が印加されている状態で、前記第1ラインからの電流を流す前記第1ダイオードと、前記第2ラインからの電流を流す前記第2ダイオードと、前記第1ラインへ電流を流す前記第3ダイオードと、前記第2ラインへ電流を流す第4ダイオードと、がオフするオフ期間を判定する判定部と、
前記オフ期間のうち、前記第2及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、前記第1及び第4ダイオードがオフする第1期間に第1及び第4スイッチをオンし、前記第1及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、前記第2及び第3ダイオードがオフする第2期間に前記第2及び第3スイッチをオンする制御部と、
を含む回路。
【請求項9】
第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサとを備える回路の前記第1~第4スイッチを制御する制御回路であって、
前記第1ラインに流れる電流の向きを判定する第1判定回路と、
前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高いか否かを判定する第2判定回路と、
前記電流が前記第2ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高い場合、前記第1及び第4スイッチをオンし、前記電流が前記第1ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より低い場合、前記第2及び第3スイッチをオンするオン回路と、
を含む制御回路。
【請求項10】
第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、
前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサと、
前記第1~第4スイッチを制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
前記第1ラインに流れる電流の向きを判定する第1判定回路と、
前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高いか否かを判定する第2判定回路と、
前記電流が前記第2ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高い場合、前記第1及び第4スイッチをオンし、前記電流が前記第1ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より低い場合、前記第2及び第3スイッチをオンするオン回路と、
を含む回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、制御回路、及び回路に関する。
続きを表示(約 2,900 文字)【背景技術】
【0002】
一般的に、全波整流回路、平滑化コンデンサ、及び力率改善回路を用いたAC-DCコンバータがある。また、このようなAC-DCコンバータでは、交流電圧と、平滑化コンデンサの電圧との関係により、全波整流回路を構成するダイオードがオフすることがある。この結果、AC-DCコンバータの交流電流が流れなくなり、交流電流に歪みが生じる(例えば、特許文献1及び2)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2013-251951号公報
国際公開第2021/210289号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記のような従来の問題に鑑みてなされたものであって、全波整流回路において交流電流の歪みを抑制することが可能な制御回路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】
【0005】
前述した課題を解決する本発明の第1の態様は、第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサとを備える回路の前記第1~第4スイッチを制御する制御回路であって、前記第1及び第2ラインに前記交流電圧が印加されている状態で、前記第1ラインからの電流を流す前記第1ダイオードと、前記第2ラインからの電流を流す前記第2ダイオードと、前記第1ラインへ電流を流す前記第3ダイオードと、前記第2ラインへ電流を流す第4ダイオードと、がオフするオフ期間を判定する判定部と、前記オフ期間のうち、前記第2及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、前記第1及び第4ダイオードがオフする第1期間に第1及び第4スイッチをオンし、前記第1及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、前記第2及び第3ダイオードがオフする第2期間に前記第2及び第3スイッチをオンする制御部と、を含む。
【0006】
前述した課題を解決する本発明の第2の態様は、第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサとを備える回路の前記第1~第4スイッチを制御する制御回路であって、前記交流電圧の実効値と、前記交流電圧の周波数と、前記交流電圧に基づいて動作する負荷の消費電力と、前記コンデンサの容量値とに基づいて、前記第1及び第2ラインに前記交流電圧が印加されている状態で、前記第1ラインからの電流を流す前記第1ダイオードと、前記第2ラインからの電流を流す前記第2ダイオードと、前記第1ラインへ電流を流す前記第3ダイオードと、前記第2ラインへ電流を流す第4ダイオードとがオフする所定期間を算出する算出部と、前記第2及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、前記第1及び第2ラインに流れる電流がゼロとなった後、前記第1及び第4ダイオードがオフする前記所定期間に前記第1及び第4スイッチをオンし、前記第1及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、前記第1及び第2ラインに電流がゼロとなった後、前記第2及び第3ダイオードがオフする前記所定期間に前記第2及び第3スイッチをオンする制御部と、を含む。
【0007】
また、前述した課題を解決する本発明の第3の態様は、第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサと、前記第1~第4スイッチを制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第1及び第2ラインに前記交流電圧が印加されている状態で、前記第1ラインからの電流を流す前記第1ダイオードと、前記第2ラインからの電流を流す前記第2ダイオードと、前記第1ラインへ電流を流す前記第3ダイオードと、前記第2ラインへ電流を流す第4ダイオードと、がオフするオフ期間を判定する判定部と、前記オフ期間のうち、前記第2及び第3ダイオードがオフしている第1状態において、前記第1及び第4ダイオードがオフする第1期間に第1及び第4スイッチをオンし、前記第1及び第4ダイオードがオフしている第2状態において、前記第2及び第3ダイオードがオフする第2期間に前記第2及び第3スイッチをオンする制御部と、を含む。
【0008】
また、前述した課題を解決する本発明の第4の態様は、第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサとを備える回路の前記第1~第4スイッチを制御する制御回路であって、前記第1ラインに流れる電流の向きを判定する第1判定回路と、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高いか否かを判定する第2判定回路と、前記電流が前記第2ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高い場合、前記第1及び第4スイッチをオンし、前記電流が前記第1ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より低い場合、前記第2及び第3スイッチをオンする論理回路と、を含む。
【0009】
また、前述した課題を解決する本発明の第5の態様は、第1~第4ダイオード、及び前記第1~第4ダイオードにそれぞれ並列に接続される第1~第4スイッチを含み、第1及び第2ラインに印加される交流電圧を整流する第1全波整流回路と、前記交流電圧が整流された第1整流電圧が印加されるコンデンサと、前記第1~第4スイッチを制御する制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第1ラインに流れる電流の向きを判定する第1判定回路と、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高いか否かを判定する第2判定回路と、前記電流が前記第2ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より高い場合、前記第1及び第4スイッチをオンし、前記電流が前記第1ラインから前記第1全波整流回路へ流れ、前記第1ラインの電圧が前記第2ラインの電圧より低い場合、前記第2及び第3スイッチをオンする論理回路と、を含む。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、全波整流回路において交流電流の歪みを抑制することが可能な制御回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
(【0011】以降は省略されています)

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