DE112010000459T5 - Leistungsversorgungsschaltung zum Antreiben eines Wechselrichters - Google Patents

Leistungsversorgungsschaltung zum Antreiben eines Wechselrichters Download PDF

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Abstract

Eine Implementierung einer Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung, die in der Lage ist, eine Reduzierung der Ausgangsspannung einer Sekundärwicklung zu verhindern und einen normalen Wechselrichterbetrieb durchzuführen, selbst wenn ein Fehler in einer Primärwicklung auftritt. Die Anzahl N von Transformatoren T1 bis T6 (N ist ganzzahlig gleich oder größer als 2), die für ein „Push-Pull”-Verfahren angepasst sind, wird bereitgestellt. Jeweilige erste Wicklungen T1A bis T6A der Anzahl N von Primärwicklungen T11 bis T61 sind parallel zu einer primärseitigen Leistungsquelle 4 geschaltet, die durch einen ersten Leistungslieferungssteuerungsabschnitt 5 gesteuert wird, und entsprechende zweite Wicklungen T1B bis T6B der Anzahl N der Primärwicklungen sind parallel zu der primärseitigen Leistungsquelle 4 geschaltet, die durch einen zweiten Leistungssteuerungsabschnitt 6 gesteuert werden, Eine Sättigungsmagnetflussdichte eines Kerns jedes Transformators T1 bis T6 ist auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer ist als das {1 + 1/(N – 1)}-fache einer erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte, die eine minimale Sättigungsmagnetflussdichte ist, die erforderlich ist, um eine magnetische Sättigung selbst bei einem größten Wert eines Stroms zu verhindern, der in den Primärwicklungen T11 bis T61 in einem normalen Zustand fließt, bei dem kein fehlerhafter Bereich in der Schaltung, in der die Anzahl N von Transformatoren T1 bis T6 gebildet sind, vorliegt.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leistungsversorgungsschaltung für einen Wechselrichterantrieb zum Antreiben einer Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen, die eine Wechselrichterschaltung bilden.
  • Hintergrund Technik
  • Um eine Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen anzusteuern, die eine Wechselrichterschaltung bilden, werden manchmal erdfreie Leistungsquellen verwendet, die voneinander isoliert sind und eine Ausgangsspannung an die jeweiligen Wechselrichterschaltvorrichtungen liefern. Beispielsweise beschreibt das im Folgenden angegebene Patentdokument 1 den Aufbau einer „Flyback”-Leistungsversorgungsschaltung, die sechs Transformatoren enthält, die jeweils eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung haben, und eine Ausgangsspannung der entsprechenden Sekundärwicklung an die entsprechende Wechselrichterschaltvorrichtung liefern, wobei die sechs Primärwicklungen parallel zu einer primärseitigen Leistungsquelle geschaltet sind. Diese Leistungsversorgungsschaltung hat eine Steuerungsschaltung zum Kontrollieren der Ausgangsspannung der Sekundärwicklung, um die Spannung der primärseitigen Leistungsquelle zu steuern.
  • [Betreffendes Stand der Technik-Dokument]
  • [Patentdokument]
    • [Patendokument 1] Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. JP-A-H11-178356
  • Offenbarung der Erfindung
  • [Das von der Erfindung zu lösende Problem]
  • Der Aufbau der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Leistungsversorgungsschaltung hat das folgende Problem. Wenn auch nur an einer Stelle in irgendeinem von der Mehrzahl von Transformatoren ein Fehler auftritt, beispielsweise eine Unterbrechung der Primärwicklung oder ein fehlerhafter Kontakt aufgrund eines Lötfehlers an einem Eingangsanschluss der Primärwicklung, nimmt die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung dieses Transformators ab, wodurch es unmöglich wird, eine normale Wechselrichteransteuerung- bzw. antriebsschaltung zu steuern. Wenn beispielsweise diese Wechselrichterschaltung eine Schaltung zum Antreiben eines Elektromotors ist, kann eine derartige Reduzierung der Ausgangsspannung der Sekundärwicklung es unmöglich machen, den Elektromotor zu steuern.
  • Folglich wünscht man sich die Implementierung von Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltungen, die in der Lage sind, eine Reduzierung der Ausgangsspannung einer Sekundärwicklung zu unterdrücken und einen normalen Wechselrichterbetrieb durchzuführen, selbst wenn ein Fehler auftritt, wie beispielsweise eine Unterbrechung einer Primärwicklung oder ein defekter Kontakt.
  • [Mittel zum Lösen des Problems]
  • Um die obige Aufgabe zu lösen weist eine Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung zum Antreiben bzw. Ansteuern einer Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen einer Wechselrichterschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung einen charakteristischen Aufbau auf, bei dem die Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung eine Anzahl N von Transformatoren enthält (N ist ganzzahlig gleich oder größer als 2), die angepasst sind für ein Gegentaktverfahren bzw. „Push-Pull”-Verfahren, die jeweils eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung für eine Primärwicklung und eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung für eine Sekundärwicklung haben, und eine Ausgangsspannung der Sekundärwicklung an die Wechselrichterschaltvorrichtungen liefern, wobei die jeweiligen ersten Wicklungen der Anzahl N von Primärwicklungen parallel zu einer primärseitigen Leistungsquelle geschaltet sind, die durch einen ersten Leistungsversorungssteuerungsabschnitt gesteuert wird, und die jeweiligen zweiten Wicklungen von der Anzahl N von Primärwicklungen parallel zu der primärseitigen Leistungsquelle geschaltet sind, die durch einen zweiten Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt gesteuert wird, und eine Sättigungsmagnetflussdichte eines Kerns jedes Transformators auf einen Wert gesetzt ist, der gleich oder {1 + 1/(N – 1)}-Mal größer ist als eine erforderliche Sättigungsmagnetflussdichte, die eine minimale Sättigungsmagnetflussdichte ist, die erforderlich ist, um das Auftreten einer magnetischen Sättigung zu verhindern, selbst bei einem größten Wert eines Stroms, der in den Primärwicklungen in einem normalen Zustand fließt, bei dem kein fehlerhafter Bereich in der Schaltung vorliegt, in der die Anzahl N von Transformatoren gebildet ist.
  • Gemäß diesem charakteristischen Aufbau wird, selbst wenn ein Fehler, wie beispielsweise eine Unterbrechung oder ein fehlerhafter Kontakt in einem Bereich einer Verdrahtung in der Primärwicklung von irgendeinem von der Anzahl N von Transformatoren auftritt, eine Reduzierung der Ausgangsspannung der Sekundärwicklungen der Transformatoren verhindert, einschließlich des Transformators, in welchem ein Fehler aufgetreten ist, wodurch ein normaler Wechselrichterbetrieb durchgeführt werden kann. Die entsprechenden ersten Wicklungen von der Anzahl N von Primärwicklungen sind also parallel zu der primärseitigen Leistungsversorgung geschaltet, die durch den ersten Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt gesteuert wird, und die entsprechenden Sekundärwicklungen von der Anzahl N von Primärwicklungen sind parallel zu der primärseitigen Leistungsversorgung geschaltet, die durch den zweiten Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt gesteuert wird. Wenn ein Fehler in einem Bereich einer Wicklung in der Primärwicklung von irgendeinem von der Anzahl N von Transformatoren auftritt, wird ein Potential an beiden Enden einer Wicklung, die eine Schaltung bildet, die sich nicht durch den Bereich der Primärwicklung erstreckt, in der der Fehler aufgetreten ist, gleich einem Potential eines Bereichs, der der Primärwicklung in jedem Transformator entspricht, wo kein Fehler aufgetreten ist. Dies erlaubt dem Transformator, in dem ein Fehler aufgetreten ist, in ähnlicher Weise zu arbeiten wie die Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist, wodurch die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung des Transformators, in dem ein Fehler aufgetreten ist, sichergestellt werden kann, in ähnlicher Weise wie bei den Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist.
  • Zu diesem Zeitpunkt wird ein Strom, der in der Primärwicklung fließt, in der ein Fehler aufgetreten ist, paritätisch geteilt, und die resultierenden Ströme fließen jeweils in der Primärwicklung von einem oder mehreren Transformatoren, wo kein Fehler aufgetreten ist, zusätzlich zu dem Strom, der in dem normalen Zustand fließt. Gemäß dem obigen charakteristischen Aufbau ist jedoch die Sättigungsmagnetflussdichte des Kerns jedes Transformators auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer als das {1 + 1/[N – 1)}-fache der erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte ist, die die minimale Sättigungsmagnetflussdichte ist, die erforderlich ist, um zu verhindern, dass in dem normalen Zustand eine magnetische Sättigung verursacht wird. Es kann folglich verhindert werden, dass die magnetische Sättigung in dem Kern der Primärwicklung des Transformators, in dem kein Fehler auftritt, verhindert wird. Der Strom, der in der Primärwicklung des Transformators fließt, in dem ein Fehler aufgetreten ist, kann von den anderen Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist, geliefert werden. Als Ergebnis kann erreicht werden, dass die Primärwicklung des Transformators, in dem ein Fehler aufgetreten ist, zuverlässig in einer gleichen Art und Weise arbeitet, wie die bei den Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Leistungsversorgungsschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Wechselrichterschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Betrieb in einem normalen Zustand gemäß der Leistungsversorgungsschaltung des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Betrieb in einem normalen Zustand der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Fehler in einer der Wicklungen einer Primärwicklung aufgetreten ist.
  • 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Fehler in einer der Wicklungen der Primärwicklung aufgetreten ist.
  • 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Fehler in einer der Wicklungen der Primärwicklungen aufgetreten ist.
  • 8 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Fehler in einem Mittelabgriff der Primärwicklung aufgetreten ist.
  • 9. ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Fehler in einem Mittelabgriff der Primärwicklung aufgetreten ist.
  • 10 ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt, wenn ein Fehler in einem Mittelabgriff der Primärwicklung aufgetreten ist.
  • Beste Ausführungsformen der Erfindung
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Eine Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung 1 (im Folgenden einfach bezeichnet als „Leistungsversorgungsschaltung 1”) gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Leistungsversorgungsschaltung zum Ansteuern bzw. Antreiben einer Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen 3, die eine Wechselrichterschaltung 2 bilden. Das vorliegende Ausführungsbeispiel wird bezüglich eines Beispiels beschrieben, bei dem die Wechselrichterschaltung 2 als eine Schaltung zum Antreiben eines Elektromotors 21 aufgebaut ist. Wie in 2 gezeigt ist der Elektromotor 21 ein Dreiphasenwechselstrom(AC)-Elektromotor, und die Wechselrichterschaltung 2 hat ein Paar von Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 für jede der drei Phasen des Elektromotors 21. Die Wechselrichterschaltung 2 hat also insgesamt sechs Wechselrichterschaltvorrichtungen 3. Andererseits, wie in 1 gezeigt, ist die Leistungsversorgungsschaltung 1 als eine Gegentaktschalt-Leistungsquelle aufgebaut. Die Leistungsversorgungsschaltung 1 enthält sechs Transformatoren, nämlich einen ersten bis sechsten Transformator T1 bis T6, um eine Antriebsspannung an jede Wechselrichterschaltvorrichtung 3 zu liefern, und ist aufgebaut, um im Wesentlichen gleiche Ausgangsspannungen V1 bis V6 zwischen jedem von sechs Sätzen von Ausgangsanschlüssen O1 bis O6 auszugeben. Die Leistungsversorgungsschaltung 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass selbst wenn ein Fehler, wie beispielsweise eine Unterbrechung oder ein fehlerhafter Kontakt oder dergleichen in einem Bereich einer Verdrahtung in Primärwicklungen T11 bis T61 von irgendeinem der sechs Transformatoren aus T1 bis T6 auftritt, eine Reduzierung der Ausgangsspannung V1 bis V6 jedes Transformators T1 bis T6, einschließlich des Transformators, in dem der Fehler aufgetreten ist, derart unterdrückt wird, dass die Wechselrichterschaltung 2 normal betrieben wird. Die Leistungsversorgungsschaltung 1 wird im Folgenden genau beschrieben.
  • 1. Aufbau der Leistungsversorgungsschaltung
  • Zuerst wird der Aufbau der Leistungsversorgungsschaltung 1 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist die Leistungsversorgungsschaltung 1 als eine gegentaktschaltende Leistungsquelle aufgebaut, und enthält sechs Transformatoren T1 bis T6, die an das Gegentaktverfahren angepasst sind. Die Transformatoren T1 bis T6 haben die Primärwicklungen T11 bis T61 bzw. Sekundärwicklungen T12 bis T62. Die Primärwicklungen T11 bis T61 sind mit einer primärseitigen Leistungsversorgung 4 verbunden, und die jeweiligen Ausgangsspannungen V1 bis V6 der Sekundärwicklungen T12 bis T62 werden jeweils an die sechs Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 der Wechselrichterschaltung 2, die nachfolgend beschrieben werden, geliefert. Die Leistungsversorgungsschaltung 1 ist eine erdfreie Leistungsversorgung, bei der die sechs Sätze von Ausgangsanschlüssen O1 bis O6 zum Ausgeben der Ausgangsspannungen V1 bis V6 jeweils voneinander isoliert sind.
  • Die Primärwicklungen T11 bis T61 und die Sekundärwicklungen T12 bis T62 der Transformatoren T1 bis T6 enthalten jeweils zwei Wicklungen, um an das Gegentaktverfahren bzw. „Push-Pull”-Verfahren angepasst zu sein. Die Primärwicklungen T11 bis T61 enthalten also erste Wicklungen T1A bis T6A bzw. zweite Wicklungen T1B bis T6B, und die Sekundärwicklungen T12 bis T62 enthalten erste Wicklungen T1C bis T6C bzw. zweite Wicklungen T1D bis T6D. In jeder Primärwicklung T11 bis T61 sind ein Ende der ersten Wicklung T1A bis T6A und ein Ende der zweiten Wicklung T1B bis T6B über einen Mittelabgriff miteinander verbunden. Ähnlich sind in jeder Sekundärwicklung T12 bis T62 ein Ende der ersten Wicklung T1C bis T6C und ein Ende der zweiten Wicklung T1D bis T6D über einen Mittelabgriff miteinander verbunden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die ersten Wicklungen T1A bis T6A und die zweiten Wicklungen T1B bis T6B der Primärwicklungen T11 bis T61 die gleiche Anzahl von Windungen „Np”, und die ersten Wicklungen T1C bis T6C und die zweiten Wicklungen T1D bis T6D der Sekundärwicklungen T12 bis T62 haben die gleiche Anzahl von Windungen „Ns”. Man beachte, dass die Werte Np, Ns entsprechend eingestellt werden können, und die Transformationsrate jedes Transformators T1 bis T6 durch „Ns/Np” bestimmt ist. Ein schwarzer Punkt, der an einem Ende jeder Wicklung in 1 gezeigt ist, gibt die Polarität jeder Wicklung an. Folglich sind die Polaritäten der Wicklungen derart gesetzt, dass die ersten Wicklungen T1A bis T6A und die zweiten Wicklungen T1B bis T6B der Primärwicklungen T11 bis T61 die gleiche Polarität haben, und die ersten Wicklungen T1C bis T6C und die zweiten Wicklungen T1D bis T6D der Sekundärwicklungen T12 bis T62 die gleiche Polarität haben.
  • Die primärseitige Leistungsquelle 4 ist eine Leistungsquelle zum Liefern einer primärseitigen Spannung Vin an die Primärwicklungen T11 bis T61 der Transformatoren T1 bis T6. Folglich ist eine positive Leitung 41 der primärseitigen Leistungsquelle 4, an der die primärseitige Spannung Vin angelegt wird, mit dem Mittelabgriff jeder Primärwicklung T11 bis T61 verbunden, der eine Verbindung zwischen der ersten Wicklung T1A bis T6A und der zweiten Wicklung T1B bis T6B jeder Primärwicklung T11 bis T61 ist. Die primärseitige Spannung Vin, die an der positiven Leitung 41 anliegt, wird durch einen primärseitigen Spannungsglättungskondensator C7 geglättet. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist die primärseitige Spannung Vin auf einen Wert gesetzt, der signifikant kleiner als die Spannung der im Nachfolgenden beschriebenen Elektromotorantriebsleistungsquelle 23 ist, und ist beispielsweise auf ungefähr mehrere bis mehrere zehn Volt gesetzt. Die Leistungsversorgungsschaltung 1 hat eine erste Ansteuerleitung 42 und eine zweite Ansteuerleitung 43 als Verdrahtungen zum Steuern des Treibens der primärseitigen Spannung Vin jedes Transformators T1 bis T6. Die erste Ansteuerleitung 42 ist mit einem Ende (einem Endpunkt) verbunden, das sich auf der Seite befindet, die dem Mittelabgriff in jeder ersten Wicklung T1A bis T6A gegenüberliegt, und ist mit Masse über eine erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 verbunden, die gemeinsam für die sechs ersten Wicklungen T1A bis T6A verwendet wird. Ähnlich ist die zweite Ansteuerleitung 43 mit einem Ende (einem Endpunkt), das sich auf der Seite befindet, die dem Mittelabgriff in den zweiten Wicklungen T1B bis T6B jeder Primärwicklung T11 bis T61 gegenüberliegt, und mit der Masse über eine zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 verbunden, die den sechs zweiten Wicklungen T1B bis T6B gemeinsam ist. Folglich sind die ersten Wicklungen T1A bis T6A der sechs Primärwicklungen T11 bis T61 parallel zu der primärseitigen Leistungsquelle 4 geschaltet, und die zweiten Wicklungen T1B bis T6B der sechs Primärwicklungen T11 bis T61 sind parallel zu der gleichen primärseitigen Leistungsquelle 4 geschaltet. Man beachte, dass in der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels die entsprechenden Enden, die sich auf der Seite befinden, die den jeweiligen Mittelabgriffen in den ersten Wicklungen T1A bis T6A, T1C bis T6C und in den zweiten Wicklungen T1B bis T6B, T1D bis T6D, die die Primärwicklungen T11 bis T61 und die Sekundärwicklungen T12 bis T62 bilden, gegenüberliegt, als „Endpunkte” bezeichnet werden, sofern dies zweckdienlich ist.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Feldeffekttransistoren (FETs) als die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 verwendet. Das Ansteuern bzw. Antreiben der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 wird durch eine Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC gesteuert. Speziell werden in Antwort auf eine vorbestimmte Ansteuerspannung (eine Gateansteuerspannung), die von der Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC angelegt wird, die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet, um die erste Ansteuerleitung 42 oder die zweite Ansteuerleitung 43 mit Masse zu verbinden. In dem Zustand, bei dem keine Ansteuerspannung von der Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC angelegt wird, sind die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 aus, und geben die erste Ansteuerleitung 42 oder die zweite Ansteuerleitung 43 von der Masse frei. Wie nachfolgend beschrieben führt die Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC eine „Push-Pull”-Leistungsversorgung (auch als Gegentaktleistungsversorgung bezeichnet) durch, indem die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 abwechselnd eingeschaltet werden. Die Spannung, die an die sechs parallel geschalteten ersten Wicklungen T1A bis T6A angelegt wird, wird folglich durch die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC gesteuert, und die Spannung, die an die sechs parallel geschalteten zweiten Wicklungen T1B bis T6B angelegt wird, wird durch die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 und die Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC gesteuert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird folglich ein erster Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt 5 der vorliegenden Erfindung durch die Leistungsversorgungssteuerungsschaltung CC und die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 gebildet, und ein zweiter Leistungsversorgungssteuerungsabschnitt 6 der vorliegenden Erfindung wird durch die Leistungsversorgungsteuerungsschaltung CC und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 gebildet.
  • Die Transformatoren T1 bis T6 haben jeweils von der Sekundärwicklung T12 bis T62 bis zu den Ausgangsanschlüssen O1 bis O6 den gleichen Aufbau. Folglich wird nachfolgend der erste Transformator T1 stellvertretend beschrieben. Die Ausgangsspannung V1 der Sekundärwicklung T12 des ersten Transformators T1 wird zwischen den Ausgangsanschlüssen O1 ausgegeben. Die Ausgangsanschlüsse O1 werden durch ein ausgangsseitiges Ende einer positiven Ausgangsleitung 51 gebildet, bzw. durch ein ausgangsseitiges Ende einer negativen Ausgangsleitung 52. Der Mittelabgriff, der eine Verbindung zwischen der ersten Wicklung T1C und der zweiten Wicklung T1D der Sekundärwicklung T12 ist, ist mit der negativen Ausgangsleitung 52 verbunden. Das Ende (der Endpunkt), das sich auf der Seite befindet, die dem Abgriffpunkt in der ersten Wicklung T1C der Sekundärwicklung T12 gegenüberliegt, ist mit der positiven Ausgangsleitung 51 über eine erste Diode D1 verbunden, um einen Strom, der in Richtung von den Ausgangsanschlüssen O1 in Richtung Sekundärwicklung T12 fließt, zu begrenzen. Das Ende (der Endpunkt), das sich auf der Seite befindet, die dem Mittelabgriff in der zweiten Wicklung T1D der Sekundärwicklung T12 gegenüberliegt, ist mit der positiven Ausgangsleitung 51 über eine zweite Diode D2 verbunden zur Begrenzung eines Stroms, der in einer Richtung von den äußeren Anschlüssen O1 zu der zweiten Wicklung T12 fließt. Eine erste Spule L1 ist in Serie mit der positiven Ausgangsleitung 51 geschaltet, die eine Leitung ist, die sich auf der Ausgangsanschlussseite O1 einer Verbindung zwischen der Ausgangsleitung der ersten Diode D1 und der Ausgangsleitung der zweiten Diode D2 befindet. Ein erster Ausgangsglättungskondensator C1 ist zwischen der positiven Ausgangsleitung 51 und der negativen Ausgangsleitung 52 an einer Position bereitgestellt, die sich auf der Ausgangsanschlussseite O1 der ersten Spule L1 auf der positiven Ausgangsleitung 51 befindet. Die erste Spule L1 und der erste Ausgangsglättungskondensator C1 sind bereitgestellt, um die Ausgangsspannung V1 zu glätten. Man beachte, dass der Aufbau ohne die erste Spule L1 ebenso bevorzugt wird.
  • Der Aufbau von den Sekundärwicklungen T22 bis T62 bis zu den jeweiligen Ausgangsanschlüssen O2 bis O6 in den zweiten bis sechsten Transformatoren T2 bis T6 ist ähnlich zu dem in dem ersten Transformator T1, ausgenommen, dass die Namen der entsprechenden Teile bei Bedarf ersetzt sind durch eine dritte Diode D3 bis zwölfte Diode D12, eine zweite Spule L2 bis sechste Spule L6 und ein zweiter Ausgangsglättungskondensator C2 bis sechster Ausgangsglättungskondensator C6, und dergleichen. Folglich wird eine detaillierte Beschreibung von diesen weggelassen.
  • In der Leistungsversorgungsschaltung 1 wird eine Sättigungsmagnetflussdichte des Kerns jedes Transformators T1 bis T6 entsprechend derart gesetzt, dass selbst wenn ein Fehler, beispielsweise eine Unterbrechung oder ein fehlerhafter Kontakt oder dergleichen in einem Bereich einer Verdrahtung in der Primärwicklung T11 bis T61 von irgendeinem der sechs Transformatoren T1 bis T6 auftritt, eine Reduzierung der Ausgangsspannung V1 bis V6 jedes Transformators T1 bis T6, einschließlich des Transformators, in dem der Fehler aufgetreten ist, unterdrückt wird. Speziell wird der Kern jedes Transformators T1 bis T6 derart gesetzt, dass die Sättigungsmagnetflussdichte Bs jedes Kerns mindestens das 6/5-fache einer erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte Bn ist. Die „erforderliche Sättigungsmagnetflussdichte Bn” bezieht sich auf die minimale Sättigungsmagnetflussdichte, die erforderlich ist, um selbst bei dem größten Wert des Stroms, der in den Primärwicklungen T11 bis T61 in dem normalen Zustand fließt, bei dem kein defekter Bereich in der Schaltung der sechs Transformatoren T1 bis T6 vorhanden ist, eine magnetische Sättigung zu verhindern.
  • Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel bezüglich eines Beispiels beschrieben wurde, bei dem die Leistungsversorgungsschaltung 1 sechs Transformatoren aufweist. In dem Fall, bei dem die Leistungsversorgungsschaltung eine Mehrzahl von Transformatoren enthält, kann jedoch die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators durch folgenden allgemeinen Ausdruck (1) dargestellt werden, indem die Anzahl von Transformatoren „N”, die in der Leistungsversorgungsschaltung 1 enthalten sind, und die erforderliche Sättigungsmagnetflussdichte Bn jedes Kerns verwendet werden. Bs ≥ {1 + 1/(N – 1)}Bn (1)
  • In dem obigen Ausdruck ist N ganzzahlig gleich oder größer als 2. Wie durch diesen Ausdruck (1) gezeigt, wird also die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns von jedem der Anzahl N von Transformatoren auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer ist als das {1 + 1/(N – 1)}-fache der erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte Bn. Die Sättigungsmagnetflussdichte Bs wird in dieser Weise durch entsprechendes Bestimmen des Materials, der Struktur, der Form und dergleichen des Kerns eingestellt.
  • 2. Aufbau der Wechselrichterschaltung
  • Der Aufbau der Wechselrichterschaltung 2 der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Die Wechselrichterschaltung 2 ist eine Schaltung zum Umwandeln einer Gleichstrom(DC)-Spannung der Elektromotortreiberleistungsquelle 23 in eine Wechselstrom(AC)-Spannung, um die AC-Spannung an den Elektromotor 21 zu liefern. Die Spannung der Elektromotorantriebsleistungsquelle 23 ist auf einen Wert gesetzt, der signifikant größer ist als die oben beschriebene primärseitige Spannung Vin, und ist beispielsweise auf mehrere hundert Volt gesetzt.
  • Die Wechselrichterschaltung 2 enthält eine Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 und eine Mehrzahl von Freilaufdioden 17. Die Wechselrichterschaltung 2 enthält ein Paar von Schaltvorrichtungen für jede Phase (U-Phase, V-Phase und W-Phase) des Elektromotors 21. Speziell enthält die Wechselrichterschaltung 2 sechs Schaltvorrichtungen, die eine obere U-Phasenzweigvorrichtung 11, eine untere U-Phasenzweigvorrichtung 12, eine obere V-Phasenzweigvorrichtung 13 und eine untere V-Phasenzweigvorrichtung 14 und eine obere W-Phasenzweigvorrichtung 15 und eine untere W-Phasenzweigvorrichtung 16 sind. Man beachte, dass in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel diese Wechselrichterschaltvorrichtungen einfach als „Wechselrichterschaltvorrichtungen 3” bezeichnet werden, sofern die individuellen Vorrichtungen 11 bis 16 nicht speziell genannt sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) für die sechs Schaltvorrichtungen 3 verwendet. Der Emitter von jeder der oberen Zweigvorrichtungen 11, 13, 15 und der Kollektor von jeder der unteren Zweigvorrichtungen 12, 14, 16 der drei Phasen sind mit der Spule der entsprechenden Phase des Elektromotors 21 verbunden. Darüber hinaus ist der Kollektor von jeder der oberen Zweigvorrichtungen 11, 13, 15 der drei Phasen mit der positiven Seite der Elektromotorantriebsleistungsquelle 23 verbunden, und der Emitter von jeder der unteren Zweigvorrichtungen 12, 14, 16 ist mit der negativen Seite der Elektromotorantriebsleistungsquelle 23 verbunden. Die Freilaufdioden 17 sind jeweils parallel zu den Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 geschaltet.
  • Jede der Ausgangsspannungen V1 bis V6 der Leistungsversorgungsschaltung 1 wird als Gateansteuerspannung zwischen das Gate und den Emitter der entsprechenden Wechselrichterschaltvorrichtung 3 über entsprechende Gatetreiberschaltungen 20 angelegt. Jede Gatetreiberschaltung 20 wird gemäß einem Gateansteuersignal als ein Schaltsteuerungssignal, das von einer Steuerungseinheit 22 ausgegeben wird, ein- und ausgeschaltet. Wenn die Gatetreiberschaltung 20 eingeschaltet wird, wird die Ausgangsspannung V1 bis V6 zwischen das Gate und den Emitter der Wechselrichterschaltvorrichtung 3 angelegt, wodurch die Wechselrichterschaltvorrichtung 3 eingeschaltet wird. Wenn dagegen die Gatetreiberschaltung 20 ausgeschaltet wird, wird die Spannung zwischen dem Gate und dem Emitter der Wechselrichterschaltvorrichtung 3 gleich Null, wodurch die Wechselrichterschaltvorrichtung 3 ausgeschaltet wird. Die Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 werden durch eine Pulsbreitenmodulationssteuerung (PWM-Steuerung) oder dergleichen gemäß dem Gateansteuerungssignal geschaltet. Die Wechselrichterschaltung 2 wandelt folglich eine DC-Spannung der Elektromotorantriebsleistungsquelle 23 in eine AC-Spannung, und liefert die AC-Spannung an den Elektromotor 21, um den Elektromotor 21 anzutreiben. Man beachte, dass in dem Fall, bei dem der Elektromotor 21 als ein elektrischer Generator dient, die Wechselrichterschaltung 2 die erzeugte AC-Spannung in eine DC-Spannung wandelt, und die DC-Spannung an die Elektromotorantriebsleistungsquelle 23 liefert.
  • Ein Strom jeder Phase, der zwischen der Wechselrichterschaltung 2 und der Spule jeder Phase des Elektromotors 21 fließt, wird durch Stromsensoren 24 detektiert und an die Steuerungseinheit 22 ausgegeben. Man beachte, dass nur Ströme von zwei Phasen, die die U-Phase und die V-Phase sind, von den Stromsensoren 24 in dem in 2 gezeigten Beispiel gemessen werden. Die Ströme der drei Phasen, U-Phase, V-Phase und W-Phase, sind in einem symmetrischen bzw. ausgeglichenen Zustand, und die Summe der momentanen Stromwerte der drei Phasen ist Null. Folglich genügt es die Ströme von zwei Phasen zu messen, und der Strom der verbleibenden einen Phase kann durch Berechnung erhalten werden. Die Magnetpolposition des Rotors des Elektromotors 21 wird durch einen Drehsensor 25 für jeden Moment detektiert und an die Steuerungseinheit 22 ausgegeben. Der Drehsensor 25 ist beispielsweise durch einen Resolver oder dergleichen gebildet. Die Magnetpolposition stellt den Drehwinkel des Rotors als einen elektrischen Winkel dar.
  • 3. Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung in einem normalen Zustand
  • Ein Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird in dem normalen Zustand unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Man beachte, dass obwohl die Leistungsversorgungsschaltung 1 sechs Transformatoren T1 bis T6 enthält, Bereiche, die zu den Transformatoren T3 bis T6 gehören, die andere sind als der erste und zweite Transformator T1, T2, in 3 und in den Schaltungsdiagrammen gemäß den 5 und 8 weggelassen sind, die verwendet werden, um einen Betrieb im Falle eines Fehlers zu beschreiben. Die 4 und 6, 7, 9 und 10, die verwendet werden, um den Betrieb im Falle eines Fehlers zu beschreiben, sind Zeitablaufdiagramme, die eine zeitliche Änderung der Spannung oder des Stroms jedes Bereichs während des Betriebs der Leistungsversorgungsschaltung 1 zeigen. Jeder Spannungs- oder Stromwert, der in dem Zeitablaufdiagramm von 4 gezeigt ist, gibt einen Wert an, der erhalten wird basierend auf einer Richtung, die durch einen Pfeil in jedem Bereich in dem Schaltungsdiagramm von 3 angegeben ist. Bezüglich des Spannungswerts ist also das Basisende des Pfeils ein Referenzpotential (0 V). Der Spannungswert ist positiv, wenn das Potential auf der Spitzenseite des Pfeils größer ist als das Referenzpotential, und ist negativ, wenn das Potential auf der Spitzenseite des Pfeils kleiner als das Referenzpotential ist. Bezüglich des Stromwerts ist ein Strom, der in einer Richtung von dem Basisende des Pfeils in Richtung seiner Spitze fließt, positiv, und ein Strom, der in einer Richtung entgegengesetzt dazu fließt, ist negativ. Das Gleiche gilt für die Beziehung zwischen dem Schaltungsdiagramm von 5 und den Zeitablaufdiagrammen der 6 und 7, und für die Beziehung zwischen dem Schaltungsdiagramm von 8 und den Zeitablaufdiagrammen von 9 und 10.
  • Da die sechs Transformatoren T1 bis T6 während des Betriebs in dem normalen Zustand in gleicher Weise arbeiten, wird nachfolgend nur der Betrieb eines Bereichs, beschrieben, der zu dem ersten Transformator T1 der Leistungsversorgungsschaltung 1 gehört. Während des Betriebs der Leistungsversorgungsschaltung 1 werden die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 abwechselnd durch die Leistungslieferungssteuerungsschaltung CC eingeschaltet. In diesem Beispiel haben die jeweiligen EIN/AUS-Wellenformen der Leistungslieferungsschaltvorrichtungen S1, S2 eine Phasendifferenz von 180° zueinander. Die Einschaltdauer jeder Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, S2 ist auf weniger als 50% eingestellt, und eine Totzeit ist zwischen der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und einer „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 bereitgestellt. Man beachte, dass die Einschaltdauer jeder Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, S2 erhalten wird, indem die Länge Lein der „EIN”-Periode S1 ein, S2 ein der Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, S2 durch einen Zyklus T des EIN-AUS-Betriebs der Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, S2 geteilt wird.
  • Zuerst wird ein Betrieb auf der Seite der Primärwicklung T11 des Transformators T1 unter Bezugnahme auf die 4A bis 4D beschrieben. Wenn die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eingeschaltet ist, wird das Potential an dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A gleich dem Massepotential (0 V). Zu diesem Zeitpunkt ist das Potential des Mittelabgriffs der Primärwicklung T11 gleich der primärseitigen Spannung Vin. Wie in 4A gezeigt, ist folglich eine Spannung V-T1A der ersten Wicklung T1A, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „–Vin” V während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1. Da die erste Wicklung T1A und die zweite Wicklung T1B der Primärwicklung T11 die gleiche Anzahl von Windungen (Np) haben und die gleiche Polarität, wird eine Spannung mit gleicher Größe und gleicher Richtung wie die der ersten Wicklung T1A in der zweiten Wicklung T1B der Primärwicklung T11 durch gegenseitige Induktion erzeugt. Wie in 4B gezeigt, ist folglich eine Spannung V-T1B der zweiten Wicklung T1B, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „Vin” V während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 4C gezeigt, erhöht sich ein Strom I-T1A, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A fließt, kontinuierlich bis zu einem festgelegten Wert unverzüglich zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Der größte Wert des Stroms I-T1A, der am Ende der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 erreicht wird, ist „Ip”. Andererseits, da die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 aus ist, fließt kein Strom in der zweiten Wicklung T1B, und wie in 4D gezeigt, ist ein Strom I-T1B, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der zweiten Wicklung T1B fließt, gleich „0”.
  • Wenn die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet ist, wird das Potential am Endpunkt der zweiten Wicklung T1B gleich dem Massepotential (0 V). Zu diesem Zeitpunkt ist das Potential am Mittelabgriff der Primärwicklung T11 gleich der primärseitigen Spannung Vin. Folglich, wie in 4B gezeigt, ist die Spannung V-T1B der zweiten Wicklung T1B gleich ”–Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung mit der gleichen Größe und der gleichen Richtung, wie die der Spannung der zweiten Wicklung T1B in der ersten Wicklung T1A der Primärwicklung T11 durch wechselseitige Induktion erzeugt. Wie in 4A gezeigt, ist folglich die Spannung V-T1A der ersten Wicklung T1A gleich „Vin” V während der „EIN”-Periode der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Zu diesem Zeitpunkt, wie in 4D gezeigt, nimmt der Strom I-T1B, der in der zweiten Wicklung T1B fließt, schlagartig bis zu einem festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Der größte Wert des Stroms I-T1B, der am Ende der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 erreicht wird, ist „Ip”, was gleich dem größten Wert des Stroms I-T1A ist. Andererseits, da die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 aus ist, fließt kein Strom in der ersten Wicklung T1A, und wie in 4C gezeigt, ist der Strom I-T1A, der in der ersten Wicklung T1A fließt, gleich „0”. Man beachte, dass während der Totzeit, bei der beide, die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 ausgeschaltet sind, die Spannung V-T1A, die Spannung V-T1B, der Strom I-T1A und der Strom I-T1B alle gleich „0” sind.
  • Ein Betrieb auf der Seite der Sekundärwicklung T12 des Transformators T1 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4E bis 4I beschrieben. Wie oben beschrieben, wenn die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eingeschaltet ist, nimmt der Strom I-T1A, der in der ersten Wicklung T1A der Primärwicklung T11 fließt, allmählich mit der Zeit zu, wie in 4C gezeigt. Die Anzahl von Windungen der ersten Wicklung T1A und der zweiten Wicklung T1B der Primärwicklung T11 ist gleich „Np”, und die Anzahl von Windungen der ersten Wicklung T1C und der zweiten Wicklung T1D der Sekundärwicklung T12 ist gleich „Ns”.
  • Wie in 4E gezeigt, ist folglich während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eine Spannung V-T1C der ersten Wicklung T1C, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „–(Ns/Np)Vin” V aufgrund der wechselseitigen Induktion des Transformators T1. Da die erste Diode D1 in Sperrrichtung vorgespannt ist, fließt zu diesem Zeitpunkt kein Strom in der ersten Wicklung T1C der Sekundärwicklung T12, und wie in 4G gezeigt, ist ein Strom I-D1, der in der ersten Diode D1 in Richtung zu der positiven Ausgangsleitung 51 fließt, gleich „0”. Andererseits, wie in 4F gezeigt, ist während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, die Spannung V-T1D der zweiten Wicklung T1D, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „(Ns/Np)Vin” V, aufgrund der wechselseitigen Induktion des Transformators T1. Da die zweite Diode D2 in Durchlassrichtung vorgespannt ist, fließt zu diesem Zeitpunkt ein Strom in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der zweiten Wicklung T1D der Sekundärwicklung T12. Speziell, wie in 4H gezeigt, nimmt ein Strom I-D2, der in der zweiten Diode D2 in Richtung zu der positiven Ausgangsleitung 51 fließt, steigt auf den gleichen Wert, wie der Strom I-L1 (siehe 4I), der in der ersten Spule L1 geflossen ist, unmittelbar bevor die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eingeschaltet worden ist, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu.
  • Wie in 4D gezeigt, wenn die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet wird, nimmt ein Strom I-T1B, der in der zweiten Wicklung T1B der Primärwicklung T11 fließt, allmählich mit der Zeit zu. Die Anzahl von Windungen der ersten Wicklung T1A und der zweiten Wicklung T1B der Primärwicklung T11 ist gleich „Np”, und die Anzahl von Windungen der ersten Wicklung T1C und der zweiten Wicklung T1D der Sekundärwicklung T12 ist gleich „Ns”. Wie in 4F gezeigt, ist während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 folglich ein Strom V-T1D der zweiten Wicklung T1D, der auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „–(Ns/Np)Vin” V aufgrund der wechselseitigen Induktion des Transformators T1. Da die zweite Diode D2 in Sperrrichtung vorgespannt ist, fließt zu diesem Zeitpunkt kein Strom in der zweiten Wicklung T1D der Sekundärwicklung T12, und wie in 4H gezeigt, ist der Strom I-D2, der in der zweiten Diode D2 in Richtung zu der positiven Ausgangsleitung 51 fließt, gleich „0”. Wie in 4E gezeigt, ist dagegen während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2, die Spannung V-T1C der ersten Wicklung T1C, die auf dem Potential an dem Mittelabgriff basiert, gleich „(Ns/Np)Vin” V, aufgrund der wechselseitigen Induktion des Transformators T1. Da die erste Diode D1 in Durchlassrichtung vorgespannt ist, fließt zu diesem Zeitpunkt ein Strom in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T1C der Sekundärwicklung T12. Wie in 4G gezeigt, nimmt speziell der Strom I-D1, der in der ersten Diode D1 fließt, in Richtung zu der positiven Ausgangsleitung 51 schlagartig bis auf den gleichen Wert zu, wie der des Stroms I-L1 (siehe 4I), der in der ersten Spule L1 geflossen ist, unmittelbar bevor die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet worden ist, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu.
  • Wie in 4I gezeigt, ist dann die Summe des Stroms I-D1, der in der ersten Diode D1 fließt, und des Stroms I-D2, der in der zweiten Diode fließt, wie oben beschrieben, der Strom I-L1, der in der Spule L1 in der positiven Ausgangsleitung 51 fließt. Man beachte, dass während der Totzeit, bei der beide, die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 ausgeschaltet sind, der Strom I-L1, der zu der Seite des Ausgangsanschlusses O1 der Spule L1 fließt, von dem Wert des Stroms I-L1, der während des EIN-Zustands von einer von der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 geflossen ist, allmählich abnimmt. Dies geschieht aufgrund der Funktion der Spule L1, eine Änderung des Stroms I-L1, der durch die positive Ausgangsleitung 51 fließt, zu unterdrücken. Damit ein derartiger Strom I-L1 in der Spule L1 fließt, wie in den 4G und 4H gezeigt, fließen Ströme, die erhalten werden, indem der Strom I-L1 mit einem vorbestimmten Verhältnis geteilt wird, durch einen Pfad durch die erste Wicklung T1C und die erste Diode D1, und einen Pfad durch die zweite Wicklung T1D und die zweite Diode D2.
  • Die Ausgangsspannung V1, die durch die Spule L1 und den Ausgangsglättungskondensator C1 geglättet ist, wird folglich zwischen der positiven Ausgangsleitung 51 und der negativen Ausgangsleitung 52 ausgegeben, also zwischen den Ausgangsanschlüssen O1. Diese Ausgangsspannung V1 ist ein Potential der positiven Ausgangsleitung 51 basierend auf dem Potential der negativen Ausgangsleitung 52, und hat einen Wert, der in dem folgenden Ausdruck (2) gezeigt ist. In dem Ausdruck entspricht „Lein/T” der Einschaltdauer jeder Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, S2. Man beachte, um die Beschreibung zu vereinfachen, wird hier angenommen, dass die jeweiligen Vorwärtsspannungen der ersten Diode D1 und der zweiten Diode D2 gleich 0 V sind. V1 = 2(Lein/T)(Ns/Np)Vin[V] (2)
  • Die verbleibenden fünf Transformatoren T2 bis T6 arbeiten in exakt gleicher Art und Weise, und deren jeweilige Ausgangsspannungen V2 bis V6 haben den gleichen Wert wie die Ausgangsspannung V1.
  • 4. Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung, wenn ein Fehler in einer der Wicklungen der Primärwicklung aufgetreten ist
  • Der Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung 1, wenn ein Fehler in einer von der ersten Wicklung T1A bis T6A und der zweiten Wicklung T1B bis T6B der Primärwicklung T11 bis T61 aufgetreten ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 bis 7 beschrieben. Es sei hier angenommen, dass die zweite Wicklung T1B der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 aufgrund eines Fehlers nicht arbeitet, wie in 5 gezeigt.
  • Zuerst wird der Betrieb des ersten Transformators T1, in dem der Fehler aufgetreten ist, basierend auf dem Zeitablaufdiagramm von 6 beschrieben. Man beachte, dass 6 der 4, die einen Betrieb des ersten Transformators T1 in dem normalen Zustand zeigt, entspricht. Da jedoch die zweite Wicklung T1B der Primärwicklung T11 in diesem Beispiel nicht arbeitet, sind jedoch die Spannung V-T1B der Sekundärwicklung T1B und der Strom I-T1B, der in der zweiten Wicklung T1B fließt, nicht in 6 gezeigt.
  • Selbst wenn ein Fehler in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 auftritt, werden die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 abwechselnd durch die Leistungslieferungssteuerungsschaltung CC eingeschaltet, wie in dem Fall des Betriebs in einem normalen Zustand. Wenn die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eingeschaltet ist, wird das Potential am Endpunkt der ersten Wicklung T1A der Primärwicklung T11 gleich dem Massepotential (0 V). Zu diesem Zeitpunkt ist das Potential am Mittelabgriff der ersten Wicklung T11 gleich der primärseitigen Spannung Vin, Wie in 6A gezeigt ist folglich die Spannung V-T1A der ersten Wicklung T1A, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „–Vin” V, während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1. Wie in 6B gezeigt, nimmt zu diesem Zeitpunkt der Strom I-T1A, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A fließt, schlagartig auf einen festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Ein derartiger Betrieb während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 ist ähnlich zu dem oben beschriebenen Betrieb in dem Normalzustand. Der größte Wert des Stroms I-T1A, der am Ende der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 erreicht wird, ist folglich gleich „Ip”.
  • Wenn dagegen die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet ist, arbeitet die zweite Wicklung T1B der Primärwicklung T11, die vermeintlich arbeitet, nicht. Folglich wird keine Spannung in der Primärwicklung T1 von nur dem ersten Transformator T1 erzeugt. Wie oben bezüglich des Betriebs in dem normalen Zustand beschrieben, sind jedoch in den anderen Transformatoren T2 bis T6, in denen kein Fehler aufgetreten ist, die jeweiligen Spannungen der zweiten Wicklungen T2B bis T6B gleich „–Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 (siehe 7B). Die jeweiligen Spannungen der ersten Wicklungen T2 bis T6 werden folglich „Vin” V durch wechselseitige Induktion (siehe 7A). Während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2, sind folglich die Potentiale an den jeweiligen Endpunkten der ersten Wicklungen T2A bis T6A in den Primärwicklungen T21 bis T61 der Transformatoren T2 bis T6 gleich „2Vin” V, während die Potentiale an entsprechenden Endpunkten der Sekundärwicklungen T2B bis T6B gleich dem Massepotential (0 V) sind. Das Potential an dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A des ersten Transformators T1, die mit den entsprechenden Endpunkten der ersten Wicklungen T2A bis T6A der Transformatoren T2 bis T6 in dem normalen Zustand elektrisch verbunden sind, wird gleich dem Potential „2Vin” V. Dieses Potential ist größer als das Potential „Vin” V am Mittelabgriff der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1. Wie in 6A gezeigt, ist folglich die Spannung V-T1A der ersten Wicklung T1A in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 gleich „Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Selbst wenn die zweite Wicklung T1B der Primärwicklung T11 in dem ersten Transformator T1 nicht arbeitet, wird folglich eine Spannung in der ersten Wicklung T1A der Primärwicklung T11 erzeugt, die ähnlich zu der im normalen Zustand ist.
  • Das Potential am Endpunkt der ersten Wicklung T1A in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 ist kein Potential, das von der ersten Wicklung T1A erzeugt wird, sondern ein Potential, das durch die Potentiale der anderen Transformatoren T2 bis T6, die mit dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A verbunden sind, angehoben worden ist. Während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 fließt folglich ein negativer Strom I-T1A in einer Richtung von dem Endpunkt zu dem Mittelabgriff in der ersten Wicklung T1A. Wie in 6B gezeigt, nimmt der absolute Wert dieses Stroms I-T1A schlagartig bis zu einem festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Der größte Wert des Stroms I-T1A, der am Ende der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 erreicht wird, ist gleich „Ip” (tatsächlich „–Ip” bei Berücksichtigung des Vorzeichens). Wie in 3 gezeigt, ist in dem normalen Zustand die Referenzrichtung des Stroms I-T1B, der in der zweiten Wicklung T1B fließt, zu der des Stroms I-T1A entgegengesetzt. Folglich hat der Strom I-T1A, der in der ersten Wicklung T1A während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 fließt, die gleiche Größe und Richtung, wie der Strom I-T1B, der in der zweiten Wicklung T1B der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 in dem normalen Zustand fließt. Man beachte, wie nachfolgend beschrieben, dass der Strom, der in der ersten Wicklung T1A zu diesem Zeitpunkt fließt, von den Primärwicklungen T21 bis T61 der anderen Transformatoren T1 bis T6 kommt, die mit der ersten Wicklung T1A verbunden sind.
  • Wie oben beschrieben, fließt gemäß dem Aufbau der Leistungsversorgungsschaltung 1 der gleiche Strom, wie der Strom I-T1B, der in der zweiten Wicklung T1B in dem normalen Zustand fließt, in der ersten Wicklung T1A, wenn die zweite Wicklung T1B, die die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 bildet, nicht arbeitet. Die erste Wicklung T1A arbeitet also als erste und zweite Wicklung T1A, T1B. Wie in den 6C bis 6G gezeigt, ist folglich der Betrieb auf der Seite der Sekundärwicklung T12 des ersten Transformators T1 exakt der gleiche wie bei dem normalen Betrieb (siehe 4E bis 4I). Folglich wird die Ausgangsspannung V1, die durch die Spule L1 und den Ausgangsglättungskondensator C1 geglättet wird, zwischen der positiven Ausgangsleitung 51 und der negativen Ausgangsleitung 52, also zwischen den Ausgangsanschlüssen O1 ausgegeben, wie in dem Fall des normalen Zustands.
  • Ein Betrieb der Transformatoren T2 bis T6, in denen kein Fehler aufgetreten ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagramm von 7 beschrieben. Ein Betrieb des zweiten Transformators T2 wird stellvertretend beschrieben. Man beachte, dass, da die anderen Transformatoren T3 bis T6 in einer Art und Weise ähnlich zu der des zweiten Transformators T2 arbeiten, deren Beschreibung weggelassen wird.
  • Wie oben beschrieben, werden die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 durch die Leistungslieferungssteuerungsschaltung CC abwechselnd eingeschaltet. Wenn die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eingeschaltet ist, wird das Potential an dem Endpunkt der ersten Wicklung T2A der Primärwicklung T21 gleich dem Massepotential (0 V). Zu diesem Zeitpunkt ist das Potential am Mittelabgriff der Primärwicklung T21 gleich der primärseitigen Spannung Vin. Wie in 7A gezeigt, ist folglich die Spannung V-T2A der ersten Wicklung T2A, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „–Vin” V während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1. Da die erste Wicklung T2A und die zweite Wicklung T2B der Primärwicklung T21 die gleiche Anzahl von Windungen (Np) und die gleiche Polarität haben, wird eine Spannung gleicher Größe und gleicher Richtung wie die Spannung der ersten Wicklung T2A in der zweiten Wicklung T2B der Primärwicklung T21 durch wechselseitige Induktion erzeugt. Wie in 7B gezeigt, ist die Spannung V-T2B der zweiten Wicklung T2B, die auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, gleich „Vin” V während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1. Wie in 7C gezeigt, nimmt zu diesem Zeitpunkt ein Strom I-T2A, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T2A fließt, schlagartig auf einen festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Ein, derartiger Betrieb der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 während der „EIN”-Periode S1 ein ist ähnlich wie in dem normalen Zustand, wie oben beschrieben (siehe 4A und 4B). Der größte Wert des Stroms I-T2A, der am Ende der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 erreicht wird, ist „Ip”. Da die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 ausgeschaltet ist, fließt dagegen kein Strom in der zweiten Wicklung T2B, und wie in 7D gezeigt, ist ein Strom I-T2B, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt der zweiten Wicklung T2B fließt, gleich „0”.
  • Wenn die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet wird, wird das Potential am Endpunkt der zweiten Wicklung T2 gleich dem Massepotential (0 V). Zu diesem Zeitpunkt ist das Potential am Mittelabgriff der Primärwicklung T21 gleich der primärseitigen Spannung Vin. Wie in 7B gezeigt, ist die Spannung V-T2B der zweiten Wicklung T2B gleich „–Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Spannung gleicher Größe und gleicher Richtung wie die Spannung der zweiten Wicklung T2B in der ersten Wicklung T2A der Primärwicklung T21 durch wechselseitige Induktion erzeugt. Wie in 7A gezeigt, ist die Spannung V-T2A der ersten Wicklung T2A folglich gleich „Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Die Spannung V-T2B der zweiten Wicklung T2B und die Spannung V-T2A der ersten Wicklung T2A während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 verhält sich in einer Art und Weise ähnlich zu der oben beschriebenen in dem normalen Zustand (siehe 4A und 4B). Der Strom I-T2A, der in der ersten Wicklung T2A fließt, und der Strom I-T2B, der in der zweiten Wicklung T2B fließt, verhalten sich dagegen während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 in einer Art und Weise, die verschieden von der in dem normalen Zustand ist.
  • Wie oben beschrieben fließt also ein negativer Strom I-T1A in einer Richtung von dem Endpunkt zu dem Mittelabgriff in der ersten Wicklung T1A der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1. Wie in 6B gezeigt, nimmt der absolute Wert dieses Stroms I-T1A schlagartig auf einen festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Der größte Wert des Stroms I-T1A ist gleich „Ip” (tatsächlich „–Ip” bei Berücksichtigung des Vorzeichens). Dieser Strom I-T1A fließt in die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 durch die Primärwicklungen T21 bis T61 der Transformatoren T2 bis T6, die andere sind als der erste Transformator T1. Speziell wird der Strom I-T1A, der in der ersten Wicklung T1A fließt, die die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 bildet, gleichmäßig durch fünf geteilt, und die resultierenden fünf Ströme fließen jeweils in den ersten Wicklungen T2A bis T6A der Primärwicklungen T21 bis T61 der verbleibenden fünf Transformatoren T2 bis T6. Obwohl die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 ausgeschaltet ist, fließt folglich der Strom I-T2A, der einen Wert gleich „1/5 (ein Fünftel)” des Stroms I-T1A aufweist, der in der ersten Wicklung T1A des ersten Transformators T1 fließt, in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der ersten Wicklung T2A, die die Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2 bildet, wie in 7C gezeigt. Folglich erreicht der größte Wert des Stroms I-T2A, der am Ende der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung 52 erreicht wird, gleich „Ip/5”.
  • Wie in 7D gezeigt, nimmt dagegen der Strom I-T2B, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der zweiten Wicklung T2B fließt, die die Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2 bildet, schlagartig auf einen festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Ein derartiges Verhalten des Stroms I-T2B selbst ist ähnlich zu dem in dem normalen Zustand. Der Strom, der einem Anstieg des Stroms I-T2A entspricht, der in der ersten Wicklung T2A fließt (der größte Wert ist „Ip/5”), fließt jedoch in der zweiten Wicklung T2B, zusätzlich zu dem Strom, der in der zweiten Wicklung T2B in dem normalen Zustand fließt (der größte Wert ist „Ip”). Der Strom, der einem Anstieg des Stroms I-T2A entspricht, fließt in einer Richtung entgegengesetzt zu der des Stroms I-T2A, also eine Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der zweiten Wicklung T2B. Folglich ist der Strom I-T2B, der in der zweiten Wicklung T2B fließt, um 20% (1/5 (ein Fünftel)) größer als der Wert des Stroms, der in dem normalen Zustand fließt. Folglich ist ein größter Wert des Stroms I-T2B, der am Ende der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 erreicht wird, gleich „6Ip/5”.
  • Wie in den 7E bis 7I gezeigt, ist der Betrieb auf der Seite der Sekundärwicklung T22 des zweiten Transformators T2 exakt gleich dem in dem normalen Zustand (siehe 4E bis 4I). Folglich wird die Ausgangsspannung V2, die von der Spule L2 und dem Ausgangsglättungskondensator C2 geglättet wird, zwischen der positiven Ausgangsleitung 51 und der negativen Ausgangsleitung 52, also zwischen den Ausgangsanschlüssen O2, ausgegeben, wie in dem normalen Zustand.
  • Man beachte, dass, obwohl das obige Beispiel bezüglich des Falls beschrieben wurde, bei dem ein Fehler in der zweiten Wicklung T1B aufgetreten ist, die die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 bildet, die Leistungsversorgungsschaltung 1 ähnlich arbeitet, selbst wenn die erste Wicklung T1A der Primärwicklung T11 nicht arbeitet aufgrund eines Fehlers. Darüber hinaus arbeitet die Leistungsversorgungsschaltung 1 ähnlich, auch wenn eine von der ersten Wicklung T2A bis T6A und der zweiten Wicklung T2B bis T6B der Primärwicklung T21 bis T61 in irgendeinem von den Transformatoren T2 bis T6, der ein anderer ist als der erste Transformator T1, aufgrund eines Fehlers nicht arbeitet.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist bezüglich eines Beispiels beschrieben, bei dem die Leistungsversorgungsschaltung 1 sechs Transformatoren aufweist. Der größte Wert des Stroms, der in den Primärwicklungen der verbleibenden Transformatoren (die Transformatoren, in denen kein Fehler auftritt) fließt, wenn ein Fehler in einer von der ersten und der zweiten Wicklung der Primärwicklung von irgendeinem der Transformatoren auftritt, kann durch einen allgemeinen Ausdruck dargestellt werden, indem die Anzahl „N” von Transformatoren, die in der Leistungsversorgungsschaltung 1 enthalten sind, und der größte Wert „Ip” des Stroms, der in jeder von der ersten und zweiten Wicklung fließt, die die Primärwicklungen bilden, wenn alle Transformatoren in dem normalen Zustand sind, verwendet werden. Es wird hier also angenommen, dass ein Fehler in einer von der ersten und zweiten Wicklung der Primärwicklung von irgendeinem der Transformatoren auftritt, und die andere Wicklung in dem normalen Zustand ist. Wenn eine von der ersten und zweiten Wicklung von jedem der anderen Transformatoren, in dem kein Fehler aufgetreten ist, als fehlerseitige Wicklung bezeichnet wird, und die andere Wicklung als normalseitige Wicklung bezeichnet wird, ist der größte Wert des Stroms, der in jeder von den jeweiligen normalseitigen Wicklungen der Transformatoren fließt, in denen kein Fehler aufgetreten ist, gleich „Ip”. Wie oben beschrieben, wird dagegen der Strom, der in dem Transformator fließt, in dem ein Fehler aufgetreten ist, gleichmäßig in (N – 1) geteilt, und die resultierenden (N – 1) Ströme fließen in den fehlerseitigen Wicklungen der verbleibenden Anzahl (N – 1) der Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist. Die Summe des größten Werts „Ip” des Stroms in dem normalen Zustand und „{1/(N – 1)}Ip” fließt als der größte Wert. Der größte Wert des Stroms, der in den jeweiligen fehlerseitigen Wicklungen der Transformatoren fließt, in denen kein Fehler aufgetreten ist, ist also gleich „{1 + 1/(N – 1)}Ip”. Der größte Wert des Stroms in der gesamten Primärwicklung jedes Transformators, in dem kein Fehler aufgetreten ist, ist folglich ebenfalls gleich „{1 + 1/(N – 1)}Ip”.
  • 5. Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung, wenn ein Fehler in dem Mittelabgriff aufgetreten ist
  • Der Betrieb der Leistungsversorgungsschaltung 1, wenn ein Fehler in dem Mittelabgriff der Primärwicklung T11 bis T61 aufgetreten ist, wird unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben. Wie in 8 gezeigt, wird hier ein Beispiel beschrieben, bei dem der Mittelabgriff der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 aufgrund eines Fehlers nicht arbeitet, und die primärseitige Spannung Vin von der primärseitigen Leistungsquelle 4 nicht an die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 angelegt wird.
  • Zuerst wird der Betrieb des ersten Transformators T1, in dem ein Fehler aufgetreten ist, unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagramm von 9 beschrieben. Man beachte, dass 9 der 4 entspricht, die den Betrieb des ersten Transformators T1 in dem normalen Zustand zeigt. Da der Mittelabgriff der Primärwicklung T11 in diesem Beispiel nicht arbeitet, ist jedoch die Spannung, die an die Primärwicklung T11 angelegt wird, als eine Spannung V-T1AB der Primärwicklung T11 dargestellt, die nicht auf dem Potential am Mittelabgriff basiert, sondern auf dem Potential an dem Endpunkt der Sekundärwicklung T1B.
  • Selbst wenn ein Fehler in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 auftritt, werden die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 abwechselnd durch die Leistungslieferungssteuerungsschaltung CC eingeschaltet, wie in dem Fall des Betriebs in dem normalen Zustand. Wenn die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 eingeschaltet wird, wird das Potential an dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 gleich dem Massepotential (0 V). Wenn die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 eingeschaltet wird, wird das Potential an dem Endpunkt der zweiten Wicklung T1B in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 gleich dem Massepotential (0 V). in diesem Beispiel, da der Mittelabgriff der Primärwicklung T11 aufgrund eines Fehlers nicht arbeitet, wird jedoch die primärseitige Spannung Vin von der primärseitigen Leistungsquelle 4 nicht an die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 angelegt. Folglich wird keine Spannung in der Primärwicklung T11 nur durch den ersten Transformator T1 erzeugt.
  • Wie oben bezüglich des Betriebs in dem normalen Zustand beschrieben, sind dagegen während des „EIN”-Zustands S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 die jeweiligen Spannungen der zweiten Wicklungen T2B bis T6B der anderen Transformatoren T2 bis T6, in denen kein Fehler aufgetreten ist, gleich „Vin” V, aufgrund der wechselseitigen Induktion (siehe 10B), und das Potential bezüglich Masse wird „2Vin” V. Ähnlich sind während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 die jeweiligen Spannungen der ersten Wicklungen T2A bis T6A gleich „Vin” V, aufgrund einer wechselseitigen Induktion (siehe 10A), und das Potential bezüglich Masse ist „2Vin” V. Da die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1, in der ein Fehler aufgetreten ist, mit den Primärwicklungen T21 bis T61 der Transformatoren T2 bis T6 in dem normalen Zustand elektrisch verbunden ist, ist das Potential an beiden Enden der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 das gleiche wie das Potential an beiden Enden der jeweiligen Primärwicklungen T21 bis T61 der anderen Transformatoren T2 bis T6 in dem normalen Zustand. Das Potential an dem Endpunkt der zweiten Wicklung T1B in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 ist „2Vin” V während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, und das Potential an dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 ist „2Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Wie in 9A gezeigt, ist folglich die Spannung V-T1AB der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 gleich „–2Vin” V während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1, und die Spannung V-T1AB der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 ist gleich „2Vin” V während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2. Selbst wenn der Mittelabgriff in dem ersten Transformator T1 nicht arbeitet, wird folglich eine Spannung ähnlich zu der in dem Normalzustand an beiden Enden der Primärwicklung T11 erzeugt.
  • Das größere Potential („2Vin” V) in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 ist kein Potential, das von der Primärwicklung T11 erzeugt wird, sondern ein Potential, das durch die Potentiale der anderen Transformatoren T2 bis T6 angehoben worden ist, die mit dem Endpunkt der Primärwicklung T11 verbunden sind. Während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 fließt ein positiver Strom I-T1AB in einer Richtung von dem Endpunkt der zweiten Wicklung T1B zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A in der Primärwicklung T11. Wie in 9B gezeigt, nimmt dieser Strom I-T1AB schlagartig auf einen festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Der größte Wert des Strom I-T1AB, der am Ende der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 erreicht wird, ist „Ip/2”. Während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 fließt ähnlich ein negativer Strom I-T1AB in einer Richtung von dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A zu dem Endpunkt der zweiten Wicklung T1B in der Primärwicklung T11. Wie in 9B gezeigt, nimmt der absolute Wert des Stroms I-T1AB schlagartig auf einen festgelegten Wert zu, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu. Der größte Wert des Stroms I-T1AB, der am Ende der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 erreicht wird, ist gleich „Ip/2” (tatsächlich „–Ip/2” bei Berücksichtigung des Vorzeichens).
  • Wie in 8 gezeigt, arbeitet der Mittelabgriff nicht in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1, und die erste Wicklung T1A und die zweite Wicklung T1B der Primärwicklung T11 arbeiten integral bzw. ganzheitlich. In der Primärwicklung T11 ist folglich die Anzahl an Windungen verdoppelt (2Np), und die Spannung an beiden Enden ist ebenfalls verdoppelt („2Vin” V) bezüglich der ersten Wicklung T1A oder der zweiten Wicklung T1B in dem normalen Zustand. Folglich ist die Größe des Stroms, der in der Primärwicklung T11 fließt, gleich „1/2 (die Hälfte)” von dem Strom, der in dem normalen Zustand fließt. Wie nachfolgend beschrieben, kommt der Strom, der in der Primärwicklung T11 während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 fließt, von den Primärwicklungen T21 bis T61 der anderen Transformatoren T2 bis T6, die mit der Primärwicklung T11 verbunden sind.
  • Wie oben beschrieben wird gemäß dem Aufbau der Leistungsversorgungsschaltung 1 die Anzahl von Windungen der Primärwicklung T11 verdoppelt (2Np), und die Größe des Stroms I-T1AB, der in der Primärwicklung T11 fließt, ist „1/2 (die Hälfte)” des Stroms, der in dem normalen Zustand fließt, in dem Fall, bei dem der Mittelabgriff der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 nicht arbeitet. Der Betrieb auf der Seite der Primärwicklung T11 ist folglich verschieden von dem in dem normalen Zustand. Der Betrieb auf der Seite der Sekundärwicklung T12 des ersten Transformators T1 ist exakt der gleiche wie in dem normalen Zustand, wie in den 9C bis 9G gezeigt (siehe 4E bis 4I). Die Ausgangsspannung V1, die durch die Spule L1 und den Ausgangsglättungskondensator C1 geglättet wird, wird zwischen der positiven Ausgangsleitung 51 und der negativen Ausgangsleitung 52, also zwischen den Ausgangsanschlüssen O1, ausgegeben, wie in dem Fall des normalen Zustands.
  • Der Betrieb der Transformatoren T2 bis T6, in denen kein Fehler aufgetreten ist, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf das Zeitablaufdiagramm gemäß 10 beschrieben. Der zweite Transformator T2 wird im Folgenden repräsentativ beschrieben. Man beachte, dass, da die verbleibenden Transformatoren T3 bis T6 in einer Art und Weise arbeiten, die ähnlich ist zu der des zweiten Transformators T2, ihre Beschreibung weggelassen wird.
  • Wie oben beschrieben werden die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 abwechselnd durch die Leistungslieferungssteuerungsschaltung CC eingeschaltet. Wie in den 10A und 10B gezeigt, verhalten sich die Spannung V-T2A der ersten Wicklung T2A und die Spannung V-T2B der zweiten Wicklung T2B in der Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2, in dem kein Fehler aufgetreten ist, in einer Art und Weise ähnlich zu der in dem normalen Zustand (siehe 4A und 4B). Der Strom I-T2A, der in der ersten Wicklung T2A fließt und der Strom I-T2B, der in der zweiten Wicklung T2B fließt, während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 verhalten sich in einer Art und Weise, die von dem normalen Zustand ein wenig unterschiedlich ist.
  • Wie oben beschrieben, fließt ein positiver Strom I-T1AB in einer Richtung von dem Endpunkt der zweiten Wicklung T1B zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1. Ein negativer Strom I-T1AB fließt in einer Richtung von dem Endpunkt der ersten Wicklung T1A zu dem Endpunkt der zweiten Wicklung T1B in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungsleiferungsschaltvorrichtung S2. Wie in 9B gezeigt, erhöht sich der absolute Wert dieses Stroms I-T1AB schlagartig auf einen festgelegten Wert, und erhöht sich dann allmählich mit der Zeit. Der größte absolute Wert dieses Stroms I-T1AB ist „Ip/2”. Dieser Strom I-T1AB fließt in die Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 durch die jeweiligen Primärwicklungen T21 bis T61 der Transformatoren T2 bis T6, die andere sind als der erste Transformator T1. Speziell wird der Strom I-T1AB, der in die erste Wicklung T1A der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 fließt, gleichmäßig durch fünf geteilt, und die resultierenden fünf Ströme fließen in die ersten Wicklungen T2A bis T6A der Primärwicklung T21 bis T61 der verbleibenden fünf Transformatoren T2 bis T6.
  • Während der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 fließt folglich der Strom I-T2B, der einen Wert gleich „1/5 (ein Fünftel)” des Stroms I-T1AB auf weist, der in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 fließt, in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der zweiten Wicklung T2B der Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2, wie in 10D gezeigt, obwohl die zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 aus ist. Der größte Wert des Stroms I-T2B, der am Ende der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 erreicht wird, ist gleich „Ip/10”. Der Strom I-T2A, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der ersten Wicklung T2A fließt, die die Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2 bildet, nimmt schlagartig zu auf einen festgelegten Wert, und nimmt dann allmählich mit der Zeit zu, wie in 10C gezeigt. Ein derartiges Verhalten des Stroms I-T2A selbst ist ähnlich zu dem in dem normalen Zustand. Ein Strom, der einem Anstieg des Stroms I-T2B entspricht, der in der zweiten Wicklung T2B fließt (der größte Wert ist „Ip/10”), fließt in der ersten Wicklung T2A, zusätzlich zu dem Strom, der in der ersten Wicklung T2A in dem normalen Zustand fließt (der höchste Wert ist „Ip”). Der Strom, der einem Anstieg des Stroms I-T2B entspricht, fließt in einer Richtung entgegengesetzt zu der des Stroms I-T2B, also in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt der ersten Wicklung T2A. Der Strom I-T2A, der in der ersten Wicklung T2A fließt, ist folglich um 10% (1/10 (ein Zehntel)) größer als der Wert des Stroms, der in dem normalen Zustand fließt, Folglich ist der größte Wert des Stroms I-T2A, der am Ende der „EIN”-Periode S1 ein der ersten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 erreicht wird, gleich „11Ip/10”.
  • Während der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferschaltvorrichtung S2 fließt in ähnlicher Weise der Strom I-T2A, der einen Wert von „1/5 (ein Fünftel)” des Stroms I-T1AB aufweist, der in der Primärwicklung T11 des ersten Transformators T1 fließt, in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der ersten Wicklung T2A der Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2, wie in 10 gezeigt, obwohl die erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 ausgeschaltet ist. Der Strom I-T2B, der in einer Richtung von dem Mittelabgriff zu dem Endpunkt in der zweiten Wicklung T2B der Primärwicklung T21 des zweiten Transformators T2 fließt, erhöht sich dagegen schlagartig auf einen festgelegten Wert, und erhöht sich dann allmählich mit der Zeit, wie in 10D gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom, der einem Anstieg des Stroms I-T2A, der in der ersten Wicklung T2A (der größte Wert ist „Ip/10”) fließt, entspricht, in der zweiten Wicklung T2B, zusätzlich zu dem Strom, der in der zweiten Wicklung T2B in dem normalen Zustand fließt (der größte Wert ist „Ip”). Folglich ist der Strom I-T2B, der in der zweiten Wicklung T2B fließt, um 10% (1/10 (ein Zehntel)) größer als der Wert des Stroms, der in dem normalen Zustand fließt. Folglich ist der größte Wert des Stroms I-T2B, der am Ende der „EIN”-Periode S2 ein der zweiten Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 erreicht wird, gleich „11Ip/10”.
  • Wie in den 10E bis 10I gezeigt, ist der Betrieb auf der Seite der Sekundärwicklung T22 des zweiten Transformators T2 exakt der gleiche wie in dem normalen Zustand (siehe 4E bis 4I). Folglich wird die Ausgangsspannung V2, die durch die Spule L2 und den Ausgangsglättungskondensator C2 geglättet ist, zwischen der positiven Ausgangsleitung 51 und der negativen Ausgangsleitung 52, also zwischen den Ausgangsanschlüssen O2 ausgegeben, wie in dem Fall des normalen Zustands.
  • Man beachte, dass das obige Beispiel in Bezug auf einen Fall beschrieben wurde, bei dem ein Fehler in dem Mittelabgriff der Primärwicklung W11 des ersten Transformators T1 aufgetreten ist. Die Leistungsversorgungsschaltung 1 arbeitet jedoch in einer Art und Weise ähnlich zu der oben beschriebenen, wenn der Mittelabgriff der Primärwicklung T21 bis T61 in irgendeinem der Transformatoren T2 bis T6, der ein anderer ist als der erste Transformator T1, aufgrund eines Fehlers nicht arbeitet. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt, bei dem ein Fehler in dem Mittelabgriff selbst aufgetreten ist, sondern die Leistungsversorgungsschaltung 1 arbeitet in einer Art und Weise ähnlich zu der oben beschriebenen, selbst wenn ein Fehler in einem Bereich der Verdrahtung von dem positiven Anschluss der primärseitigen Leistungsversorgung 4 zu dem Mittelabgriff in irgendeinem der Transformatoren T1 bis T6 auftritt.
  • Die vorliegende Erfindung ist bezüglich des Beispiels beschrieben worden, bei dem die Leistungsversorgungsschaltung 1 sechs Transformatoren aufweist. Wie oben beschrieben, wenn ein Fehler in dem Mittelabgriff der Primärwicklung von irgendeinem der Transformatoren aufgetreten ist, kann jedoch der größte Wert des Stroms, der in den Primärwicklungen der anderen Transformatoren fließt (die Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist), durch einen allgemeinen Ausdruck dargestellt werden, indem die Anzahl „N” von Transformatoren, die in der Leistungsversorgungsschaltung 1 enthalten sind, und der größte Wert „Ip” des Stroms, der in jeder von der ersten und zweiten Wicklung der Primärwicklungen fließt, verwendet werden, wenn alle Transformatoren in dem normalen Zustand sind. In dem Fall, bei dem ein Fehler in dem Mittelabgriff der Primärwicklung von irgendeinem der Transformatoren aufgetreten ist, wird also der Strom, der in dem Transformator fließt, in dem der Fehler aufgetreten ist, gleichmäßig durch (N – 1) geteilt, und die resultierenden (N – 1) Ströme fließen jeweils in den ersten Wicklungen oder zweiten Wicklungen der entsprechenden Primärwicklungen der Anzahl (N – 1) von Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist. Die Summe des größten Werts „Ip” des Stroms in dem normalen Zustand und „[1/{2(N – 1)}]Ip” fließt also als größter Wert. Der größte Wert des Stroms, der in jeder der jeweiligen fehlerseitigen Wicklungen der Transformatoren fließt, in denen kein Fehler aufgetreten ist, ist gleich „[1 + 1/{2(N – 1)}]Ip”. Der größte Wert des Stroms in der gesamten Primärwicklung jedes Transformators, in dem kein Fehler aufgetreten ist, ist ebenfalls „[1 + 1/{2(N – 1)}]Ip”.
  • 6. Einstellen der Kerne der Transformatoren
  • Wie oben beschrieben ist der größte Wert des Stroms, der in der Primärwicklung jedes Transformators fließt, in dem kein Fehler aufgetreten ist, wenn ein Fehler in einer von der ersten und zweiten Wicklung der Primärwicklung von irgendeinem der Transformatoren aufgetreten ist, größer als der größte Wert des Stroms, der in der Primärwicklung jedes Transformators fließt, in dem kein Fehler aufgetreten ist, wenn ein Fehler in dem Mittelabgriff der Primärwicklung von jedem der Transformatoren auftritt. Der größte Wert des Stroms, der in der Primärwicklung jedes Transformators fließt, in dem kein Fehler aufgetreten ist, wird dargestellt durch „{1 + 1/(N – 1)}Ip”. Durch Einstellen der Sättigungsmagnetflussdichte Bs jedes Kerns, so dass die Magnetflusssättigung des Kerns jedes Transformators nicht auftritt bei „{1 + 1/(N – 1)}Ip”, kann folglich der Betrieb jedes Transformators sichergestellt werden, selbst wenn ein Fehler, beispielsweise eine Unterbrechung oder ein fehlerhafter Kontakt in oder nahe der Primärwicklung von irgendeinem der Transformatoren auftritt.
  • Der Magnetfluss, der in dem Kern jedes Transformators fließt, ist proportional zu dem Strom, der in den Wicklungen jedes Transformators fließt. In dieser Leistungsversorgungsschaltung 1, wie durch den obigen Ausdruck (1) gezeigt, wird folglich die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer ist als das {1 + 1/(N – 1)}-fache der erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte Bn, wobei die erforderliche Sättigungsmagnetflussdichte Bn die minimale Sättigungsmagnetflussdichte ist, die erforderlich ist, um zu verhindern, dass selbst durch den größten Wert Ip des Stroms, der in den Primärwicklungen in dem normalen Zustand fließt, bei dem kein defekter Bereich in der Schaltung vorliegt, in der die Anzahl N von Transformatoren bereitgestellt ist, keine magnetische Sättigung verursacht wird. In der vorliegenden Erfindung enthält die Leistungsversorgungsschaltung 1 sechs Transformatoren T1 bis T6 (N = 6). Folglich ist die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators T1 bis T6 auf einen Wert gesetzt, der gleich oder größer ist als das „6/5(sechs Fünftel)”-fache der erforderlichen Sättigungsmagnetdichte Bn.
  • Das Einstellen der Sättigungsmagnetflussdichte Bs jedes Kerns hat die folgende Wirkung. Wenn ein Fehler in einem Bereich einer Primärwicklung von irgendeinem der Mehrzahl von Transformatoren auftritt, wird ein Strom, der in der Primärwicklung fließt, in der ein Fehler aufgetreten ist, gleichmäßig geteilt, und die resultierenden Ströme fließen jeweils in den anderen Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist. Dies verhindert das Auftreten einer magnetischen Sättigung in den Kernen der Primärwicklungen der Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist. Folglich kann der Strom, der in der Primärwicklung des Transformators, in dem ein Fehler aufgetreten ist, fließt, an die Transformatoren geliefert werden, in denen kein Fehler aufgetreten ist. Als Ergebnis kann die Primärwicklung des Transformators, in dem ein Fehler aufgetreten ist, zuverlässig dazu gebracht werden, in einer Art und Weise zu arbeiten, ähnlich der der Transformatoren, in denen kein Fehler aufgetreten ist.
  • Das Einstellen der unteren Grenze der Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators ist im Vorangegangenen beschrieben worden. Die obere Grenze der Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators ist jedoch nicht speziell begrenzt und kann willkürlich gesetzt werden. Folglich wird vorzugsweise ein geeignetes Material, eine Struktur, eine Form und dergleichen bestimmt aus Sicht der Einfachheit und Herstellungskosten und dergleichen, innerhalb eines derartigen Bereichs, dass die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns gleich oder größer wird als die obige untere Grenze. Bezüglich des größten Werts des Stroms, der in der Primärwicklung von einem Transformator in dem Zustand fließt, bei dem die Ausgangsspannung ähnlich wie in dem normalen Betrieb erzeugt werden kann, selbst wenn ein Fehler in den Primärwicklungen aufgetreten ist, ist ein derartiger größter Wert des Stroms gleich „N·Ip”. Dieser größte Stromwert (N·Ip) entspricht dem Wert des Stroms, der in der Primärwicklung fließt, in der kein Fehler aufgetreten ist, in dem Fall, bei dem kein Fehler in nur einer der Primärwicklungen von der Anzahl N von Transformatoren aufgetreten ist, und ein Fehler in einer von der ersten und zweiten Wicklung in jeder Primärwicklung der verbleibenden Anzahl (N – 1) von Transformatoren auftritt. Durch Einstellen der Sättigungsmagnetflussdichte Bs jedes Kerns derart, dass die Magnetflusssättigung nicht durch diesen größten Stromwert (N·Ip) in dem Kern jedes Transformators verursacht wird, kann der Betrieb jedes Transformators sichergestellt werden, selbst wenn ein Fehler in den Primärwicklungen von der Anzahl (N – 1) von Transformatoren aufgetreten ist, wie oben beschrieben. Dagegen fließt kein Strom, der den größten Stromwert (N·Ip) übersteigt, in den Primärwicklungen in dem Zustand, bei dem die Ausgangsspannung ähnlich wie in dem normalen Betrieb erzeugt werden kann. Folglich ist es nicht notwendig die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators unter Berücksichtigung eines Stromwerts größer als (N·Ip) einzustellen. Aus dieser Sicht wird die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators vorzugsweise auf einen Wert gesetzt, der gleich oder kleiner als das N-fache der erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte Bn ist. In diesem Fall kann die Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators gemäß dem folgenden Ausdruck (3) eingestellt werden, aus Sicht der oben beschriebenen unteren Grenze. {1 + 1/(N – 1)}Bn ≤ Bs ≤ N·Bn (3)
  • Man beachte, dass zusätzlich zu dem oben genannten Einstellen der Sättigungsmagnetflussdichte Bs, in dem Fall von beispielsweise einem Einstellen der Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators derart, dass ein Fehler, der in den Primärwicklungen von bis zu der Anzahl (N/2) von den Transformatoren, von der Anzahl N von Transformatoren toleriert wird, vorzugsweise die Sättigungsmagnetflussdichte Bs auf einen Wert gesetzt wird, der gleich oder kleiner als das Zweifache der erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte Bn ist. Folglich wird vorzugsweise die obere Grenze der Sättigungsmagnetflussdichte Bs des Kerns jedes Transformators geeignet gemäß dem akzeptablen Fehlerniveau eingestellt, aus Sicht von Bedingungen der Verwendung der Leistungsversorgungsschaltung 1 und dergleichen.
  • 7. Andere Ausführungsbeispiele
    • (1) Das obige Ausführungsbeispiel ist in erster Linie bezüglich des Beispiels beschrieben worden, bei dem die Leistungsversorgungsschaltung 1 sechs Transformatoren T1 bis T6 enthält, und die Anzahl von Transformatoren ist nur in einem Teil der Beschreibung, der die Ausdrücke und dergleichen betrifft, als N (N ist ganzzahlig gleich oder größer als 2) verallgemeinert ausgedrückt. Es soll verstanden werden, dass die Anzahl der Transformatoren, die in der Leistungsversorgungsschaltung 1 der vorliegenden Erfindung enthalten sind, nicht auf sechs beschränkt ist, und die vorliegende Erfindung ähnlich auf irgendeine Anzahl von Transformatoren gleich oder größer als 2 angewendet werden kann. Folglich ist auch eines der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, dass die Leistungsversorgungsschaltung 1 beispielsweise vier Transistoren oder zwölf Transistoren oder sieben oder mehr Transformatoren enthält.
    • (2) Das obige Ausführungsbeispiel ist bezüglich des Beispiels beschrieben worden, bei dem FETs als erste Leistungslieferungsschaltvorrichtung S1 und zweite Leistungslieferungsschaltvorrichtung S2 verwendet werden. Der spezifische Aufbau dieser Schaltvorrichtungen ist jedoch nicht darauf beschränkt, und beispielsweise können Leistungstransistoren verschiedener bekannter Strukturen, beispielsweise IGBTs oder Bipolartransistoren vorzugsweise als Leistungslieferungsschaltvorrichtungen S1, S2 verwendet werden. Ähnlich sind die Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 der Wechselrichterschaltung 2 nicht auf IGBTs beschränkt, und Leistungstransistoren verschiedener bekannter Strukturen, beispielsweise FETs oder Bipolartransistoren, können bevorzugt als Wechselrichterschaltvorrichtungen 3 verwendet werden.
    • (3) Das obige Beispiel ist bezüglich des Beispiels beschrieben worden, bei dem die Leistungsversorgungsschaltung 1 der vorliegenden Erfindung die Wechselrichterschaltung 2 zum Antreiben des Elektromotors 21 antreibt bzw. ansteuert. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung vorzugsweise als Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung verwendet werden zum Antreiben einer Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen in Wechselrichterschaltungen zur Verwendung in verschiedenen bekannten Anwendungen, beispielsweise als Leistungsversorgungseinheit.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Die vorliegende Erfindung kann vorzugsweise verwendet werden als Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung zum Antreiben einer Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen, die eine Wechselrichterschaltung bilden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung
    2
    Wechselrichterschaltung
    3
    Wechselrichterschaltvorrichtung
    4
    primärseitige Leistungsquelle
    5
    erste Leistungslieferungssteuerungsschaltung
    6
    zweite Leistungslieferungssteuerungsschaltung
    T1 bis T6
    Transformator
    T11 bis T61
    Primärwicklung
    T1A bis T6A
    erste Wicklung der Primärwicklung
    T1B bis T6B
    zweite Wicklung der Primärwicklung
    T12 bis T62
    Sekundärwicklung
    T1C bis T6C
    erste Wicklung der Sekundärwicklung
    T1D bis T6D
    zweite Wicklung der Sekundärwicklung
    V1 bis V6
    Ausgangsspannung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 11-178356 A [0003]

Claims (1)

  1. Wechselrichterantriebs-Leistungsversorgungsschaltung zum Antreiben einer Mehrzahl von Wechselrichterschaltvorrichtungen, die eine Wechselrichterschaltung bilden, enthaltend: eine Anzahl N von Transformatoren (N ist ganzzahlig gleich oder größer als 2), die angepasst sind für ein „Push-Pull”-Verfahren, wobei jeder eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung für eine Primärwicklung aufweist und eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung für eine Sekundärwicklung aufweist, und zum Liefern einer Ausgangsspannung der Sekundärwicklung an die Wechselrichterschaltvorrichtungen, wobei die jeweiligen ersten Wicklungen von der Anzahl N der Primärwicklungen parallel zu einer primärseitigen Leistungsquelle geschaltet sind, die durch einen ersten Leistungslieferungssteuerungsabschnitt gesteuert wird, und die jeweiligen zweiten Wicklungen von der Anzahl N der Primärwicklungen parallel zu der primärseitigen Leistungsquelle geschaltet sind, die durch einen zweiten Leistungslieferungssteuerungsabschnitt gesteuert wird, und eine Sättigungsmagnetflussdichte eines Kerns jedes Transformators auf einen Wert gesetzt ist, der gleich oder größer ist als das {1 + 1/(N – 1)}-fache einer erforderlichen Sättigungsmagnetflussdichte, die eine minimale Sättigungsmagnetflussdichte ist, die erforderlich ist, um eine magnetische Sättigung selbst bei einem größten Wert eines Stroms zu verhindern, der in den Primärwicklungen in einem normalen Zustand fließt, bei dem kein fehlerhafter Bereich in der Schaltung, in der die Anzahl N der Transformatoren gebildet ist, vorliegt.
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