JP2000166221A - Double chopper - Google Patents

Double chopper

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JP2000166221A
JP2000166221A JP10335784A JP33578498A JP2000166221A JP 2000166221 A JP2000166221 A JP 2000166221A JP 10335784 A JP10335784 A JP 10335784A JP 33578498 A JP33578498 A JP 33578498A JP 2000166221 A JP2000166221 A JP 2000166221A
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亘 奥田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect failure in the short-circuit of a switching element positively by detecting the voltage difference or the voltage ratio of the first and second input-side capacitors, and regarding the first or second switching element as abnormal for protective detection when a detected value is equal to a prescribed set area or higher. SOLUTION: Both switching elements 8a, 8b are energized at 180 deg. alternately under normal conditions, and output the voltage, or voltage E/2 of filter capacitors 7a, 7b as the first and second input-side capacitors having the same specification as each other. Both voltages of the filter capacitors 7a, 7b are E/2, so that the absolute value of the difference of detected values from voltage detectors 13a, 13b become 0. When the detected voltage difference from the voltage detectors 13a, 13b is equal to a prescribed set area or higher, a control circuit 14 regards a switching element 8a or 8b as abnormal for protective detection. It is thus possible to detect failure in the short-circuit of both switching elements 8a, 8b positively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は2重チョッパ装置
に係り、特にそのスイッチング素子の異常を確実に保護
検知する技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double chopper device, and more particularly to a technology for reliably detecting and detecting an abnormality in a switching element.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、例えば昭和62年電気学会全国
大会論文集889「車両補助電源用GTO2重チョッパ
トランジスタインバータ装置(その2)」に示された、
2重チョッパを使用した従来の車両用補助電源装置を示
す回路構成図である。図において、51は直流饋電線で
ある高圧架線65から電力を受電するパンタグラフ、5
2は変動の大きい直流電圧を安定した電圧に変換する2
重チョッパで、その回路構成および特徴については更に
後述する。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a GTO double chopper transistor inverter device for vehicle auxiliary power supply (No. 2), for example, in the Proceedings of the Institute of Electrical Engineers of Japan 1987, 889.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional vehicle auxiliary power supply device using a double chopper. In the figure, reference numeral 51 denotes a pantograph which receives power from a high voltage overhead line 65 which is a DC feeder,
2 converts a DC voltage having a large fluctuation into a stable voltage 2
The circuit configuration and features of the heavy chopper will be further described later.

【0003】53はチョッパ出力電圧を平滑化するフィ
ルタ部で、リアクトル53a、コンデンサ53bから構
成されている。54は直流電力を交流電力へ変換する三
相インバータ(インバータ回路)である。55はインバ
ータ出力を負荷の要求する電圧へ変換し、かつ高圧側と
低圧側回路を電気的に絶縁するリーケージトランス、5
6は三相フィルタコンデンサ、57は補助電源装置に接
続される負荷、58は出力電圧を検出する出力電圧検出
器、59は後述するコントローラの出力電圧基準、60
はチョッパ出力を検出するチョッパ出力電圧検出器、6
1はコントローラのチョッパ出力電圧基準、62は制御
電圧指令によりチョッパが動作すべき所定の通流率のパ
ルスを出力するパルス発生回路、63はトランス55等
の負荷電流により発生する出力電圧のレギュレーション
ドロップを補正するための電圧コントローラ、64は入
力電圧変動に対して、チョッパ出力電圧を安定した一定
電圧となるようにチョッパを制御するためのチョッパ出
力電圧コントローラである。
[0005] Reference numeral 53 denotes a filter unit for smoothing the output voltage of the chopper, which comprises a reactor 53a and a capacitor 53b. Reference numeral 54 denotes a three-phase inverter (inverter circuit) that converts DC power into AC power. Reference numeral 55 denotes a leakage transformer which converts an inverter output into a voltage required by a load and electrically insulates a high voltage side and a low voltage side circuit.
6 is a three-phase filter capacitor, 57 is a load connected to the auxiliary power supply, 58 is an output voltage detector for detecting an output voltage, 59 is an output voltage reference of a controller described later, 60
Is a chopper output voltage detector for detecting a chopper output;
1 is a chopper output voltage reference of the controller, 62 is a pulse generating circuit that outputs a pulse having a predetermined duty ratio that the chopper should operate according to a control voltage command, 63 is a regulation drop of an output voltage generated by a load current of the transformer 55 or the like. Is a chopper output voltage controller for controlling the chopper so that the chopper output voltage becomes a stable constant voltage with respect to the input voltage fluctuation.

【0004】次に動作について説明する。パンタグラフ
51によって大きな電圧変動をもつ高圧架線65より入
力された高電圧は、2重チョッパ52によって安定した
一定値の低電圧へ電力変換される。2重チョッパ出力電
圧のリップル分はチョッパ出力フィルタ部53のリアク
トル53aとコンデンサ53bから成るフィルタにより
除去され、リップルの少ない直流電圧となってインバー
タ回路54へ入力される。インバータ回路54はチョッ
パ出力の直流電圧を三相交流電圧へ変換し、12/パル
ス運転を行っている。そして、車両用補助電源装置全体
としては、2重チョッパ52以外には電圧制御機能をも
っていない。この三相交流電圧はトランス55を介して
絶縁・昇圧され、三相フィルタコンデンサ56にて高調
波が除去され、負荷57へ出力される。このインバータ
回路54後段のトランス55、三相フィルタコンデンサ
56の回路には、電圧波形改善の目的で、トランス55
のリーケージインダクタンスと三相フィルタコンデンサ
56の等価的なLCフィルタ構成によって、インバータ
回路54の出力電圧に含まれる高調波を十分に減衰させ
て負荷57に正弦波出力電圧を供給する。この出力電圧
は2重チョッパ52にて電圧制御するため、出力電圧検
出器58により出力電圧を検出し、出力電圧基準59の
出力とともに出力電圧コントローラ63へ入力され、そ
の両者の差分が出力される。この出力電圧コントローラ
63の出力はチョッパ出力電圧基準61とチョッパ出力
電圧検出器60の出力とともにチョッパ出力電圧コント
ローラ64へ入力され、2重チョッパ52が動作すべき
通流率が決定される。パルス発生回路(チョッパ制御
器)62では、チョッパ出力電圧コントローラ64から
の出力をもとにゲートパルスを2重チョッパ52へ出力
し、2重チョッパ52はこのゲートパルスに従って出力
電圧を制御する。
Next, the operation will be described. The high voltage input from the high voltage overhead line 65 having a large voltage fluctuation by the pantograph 51 is converted into a stable low voltage by the double chopper 52. The ripple of the double chopper output voltage is removed by a filter composed of the reactor 53a and the capacitor 53b of the chopper output filter unit 53, and is input to the inverter circuit 54 as a DC voltage with little ripple. The inverter circuit 54 converts the DC voltage output from the chopper into a three-phase AC voltage, and performs a 12 / pulse operation. The vehicle auxiliary power supply as a whole has no voltage control function other than the double chopper 52. This three-phase AC voltage is insulated and boosted through a transformer 55, and a harmonic is removed by a three-phase filter capacitor 56, and is output to a load 57. The circuit of the transformer 55 and the three-phase filter capacitor 56 at the subsequent stage of the inverter circuit 54 has a transformer 55 for the purpose of improving the voltage waveform.
And the equivalent LC filter configuration of the three-phase filter capacitor 56 sufficiently attenuates the harmonics contained in the output voltage of the inverter circuit 54 to supply the load 57 with a sine wave output voltage. Since this output voltage is voltage-controlled by the double chopper 52, the output voltage is detected by the output voltage detector 58, input to the output voltage controller 63 together with the output of the output voltage reference 59, and the difference between the two is output. . The output of the output voltage controller 63 is input to the chopper output voltage controller 64 together with the output of the chopper output voltage reference 61 and the output of the chopper output voltage detector 60, and the conduction ratio at which the double chopper 52 should operate is determined. The pulse generation circuit (chopper controller) 62 outputs a gate pulse to the double chopper 52 based on the output from the chopper output voltage controller 64, and the double chopper 52 controls the output voltage according to the gate pulse.

【0005】次に、2重チョッパ52の内部構成を示す
図8に基づき、2重チョッパの特徴および本願の主題で
あるその保護検知動作について説明する。図8におい
て、70a、70bは互いに直列に接続され、直流電圧
入力端に接続されたコンデンサ、71a、71bはGT
O等のスイッチング素子、72a、72bはフライホイ
ルダイオードである。73a、73bはそれぞれコンデ
ンサ70a、70bの電圧を検出する電圧検出器、74
a、74bはそれぞれ電圧検出器73a、73bからの
検出値と電圧保護設定値75との比較から保護検知を行
う比較器である。
Next, the features of the double chopper and its protection detection operation, which is the subject of the present application, will be described with reference to FIG. 8 showing the internal configuration of the double chopper 52. In FIG. 8, 70a and 70b are connected in series with each other, and capacitors connected to a DC voltage input terminal, and 71a and 71b are GT
Switching elements such as O, and 72a and 72b are flywheel diodes. 73a and 73b are voltage detectors for detecting the voltages of the capacitors 70a and 70b, respectively.
Reference numerals “a” and “74b” denote comparators that perform protection detection by comparing the detection values from the voltage detectors 73a and 73b with the voltage protection set value 75, respectively.

【0006】2重チョッパは1重チョッパと対比して呼
称されるもので、1重チョッパは回路にスイッチング素
子を1個有し、この1個のスイッチング素子のオンオフ
のみで直流電圧制御を行う。この場合、チョッパ入力電
圧をE(V)とすると、チョッパ出力電圧としては、0
と+Eの2レベルしかないため、出力電圧、電流がリッ
プルの大きな波形となり、これを平滑するためのフィル
タ回路も大きくする必要がある。
The double chopper is called a single chopper in comparison with the single chopper. The single chopper has one switching element in a circuit, and performs DC voltage control only by turning on and off the one switching element. In this case, assuming that the chopper input voltage is E (V), the chopper output voltage is 0 (zero).
And + E, the output voltage and current have waveforms with large ripples, and it is necessary to increase the size of a filter circuit for smoothing the waveform.

【0007】これに対し、2重チョッパは、図8に示す
ように、回路にスイッチング素子を2個有し、それぞれ
正側、負側に設けられており、スイッチング動作として
は、両者を互いに180°位相をずらしてオンオフさせ
る方式を採用する。そして、容量の等しい2個のコンデ
ンサにそれぞれ、チョッパ入力電圧E(V)の半分、
0.5E(V)を分担させることで、3レベルの電圧出
力を可能とする。即ち、スイッチング素子の両者ともオ
フの時は、チョッパ出力電圧は0(V)、一方がオンで
他方がオフの時は0.5E(V)、両者ともオンの時は
E(V)になる。これによって、出力電圧、電流のリッ
プルを小さくすることができ、フィルタ回路も簡便なも
のとなる。
On the other hand, the double chopper has two switching elements in a circuit as shown in FIG. 8 and is provided on the positive side and the negative side, respectively. ° Adopt a method of turning on and off by shifting the phase. Then, each of the two capacitors having the same capacitance has a half of the chopper input voltage E (V),
By sharing 0.5E (V), three-level voltage output is enabled. That is, when both of the switching elements are off, the chopper output voltage is 0 (V), when one is on and the other is off, 0.5 E (V), and when both are on, E (V). . As a result, the output voltage and current ripples can be reduced, and the filter circuit can be simplified.

【0008】スイッチング素子71aまたは71bが短
絡異常等になると、いずれかのコンデンサ70a、70
bの電圧が通常時より上昇するので、これを電圧検出器
73a、73bで検出し、所定の電圧保護設定値75以
上となると比較器74aまたは74bが信号を出力して
保護検知を行う。
When the switching element 71a or 71b becomes short-circuited or the like, any one of the capacitors 70a and 70b
Since the voltage of b rises more than usual, this is detected by the voltage detectors 73a and 73b. When the voltage becomes equal to or higher than the predetermined voltage protection set value 75, the comparator 74a or 74b outputs a signal to perform protection detection.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、長距離を走
行する列車では、交流電化区間と直流電化区間とを通し
て運行する場合があり、これらの電気車両においては、
直流の架線から直接供給される直流電源と、交流架線か
ら変圧器、整流器を経て供給される直流電源とを走行区
間に応じて切り換えて使用することになる。このような
場合、従来の2重チョッパ装置の特にその保護検知は以
上のように構成されているので、確実な保護検知の実現
が困難になるという問題点があった。即ち、保護検知の
誤動作を避けるため、その電圧保護設定値75は、直流
入力電圧の変動範囲を考慮して決める必要があるが、上
述した交流/直流区間で供給される直流電源が切り換え
る場合、一般的に電圧変動範囲が大きい交流区間での電
源電圧変動を考慮して電圧保護設定値を決定する。この
結果、例えば、直流区間での電源が供給されている場合
には、この保護検知レベルが高過ぎ、スイッチング素子
の短絡異常を確実に検知できない可能性が生じることに
なる。
Incidentally, a train that travels over a long distance sometimes runs through an AC electrified section and a DC electrified section. In these electric vehicles,
A DC power supply directly supplied from a DC overhead wire and a DC power supply supplied from an AC overhead wire via a transformer and a rectifier are switched and used according to a traveling section. In such a case, since the protection detection of the conventional double chopper device in particular is configured as described above, there is a problem that it is difficult to realize reliable protection detection. That is, in order to avoid malfunction of protection detection, the voltage protection set value 75 must be determined in consideration of the fluctuation range of the DC input voltage. However, when the DC power supplied in the AC / DC section described above is switched, Generally, the voltage protection set value is determined in consideration of the power supply voltage fluctuation in an AC section having a large voltage fluctuation range. As a result, for example, when power is supplied in a DC section, the protection detection level is too high, and there is a possibility that a short circuit abnormality of the switching element cannot be reliably detected.

【0010】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、電圧変動範囲が異なる2つの
直流電源を切り換えて動作する場合にあっても、確実な
保護検知動作が得られる2重チョッパ装置を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a reliable protection detection operation can be obtained even when switching between two DC power supplies having different voltage fluctuation ranges. It is an object of the present invention to provide a double chopper device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、第1の直流
電源と電圧変動範囲が上記第1の直流電源のそれと異な
る第2の直流電源とのいずれかを切り換えて出力する電
源回路、この電源回路の出力端子間に接続された第1お
よび第2の入力側コンデンサの直列接続体、その中間接
続点が上記第1および第2の入力側コンデンサの中間接
続点に接続された第1および第2のフライホイルダイオ
ードの直列接続体、上記第1の入力側コンデンサの正極
側と上記第1のフライホイルダイオードのカソードとの
間に接続された第1のスイッチング素子、上記第2の入
力側コンデンサの負極側と上記第2のフライホイルダイ
オードのアノードとの間に接続された第2のスイッチン
グ素子、および上記第1および第2のフライホイルダイ
オードの直列接続体と並列に接続された出力側コンデン
サを備え、上記第1および第2のスイッチング素子をオ
ンオフすることにより上記出力側コンデンサの電圧を所
望の値に制御する2重チョッパ装置であって、その請求
項1に係る2重チョッパ装置は、上記第1および第2の
入力側コンデンサの電圧差または電圧比を検出しこの検
出値が所定の設定範囲以上となったとき上記第1または
第2のスイッチング素子の異常とみなして保護検知する
手段を備えたものである。
According to the present invention, there is provided a power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply. A series connection of first and second input-side capacitors connected between output terminals of a power supply circuit, and an intermediate connection point between the first and second input-side capacitors connected to an intermediate connection point between the first and second input-side capacitors. A second flywheel diode connected in series, a first switching element connected between a positive electrode side of the first input-side capacitor and a cathode of the first flywheel diode, the second input side A second switching element connected between the negative electrode side of the capacitor and the anode of the second flywheel diode, and a series connection of the first and second flywheel diodes A double-side chopper device for controlling the voltage of the output-side capacitor to a desired value by turning on and off the first and second switching elements. The double chopper device according to the first aspect detects a voltage difference or a voltage ratio between the first and second input-side capacitors, and when the detected value exceeds a predetermined set range, the first or second switching element. It is provided with a means for performing protection detection by regarding the abnormality as an abnormal state.

【0012】また、請求項2に係る2重チョッパ装置
は、上記出力側コンデンサの電圧を検出しこの検出値が
所定の設定値以上となったとき上記第1または第2のス
イッチング素子の異常とみなして保護検知する手段を備
えたものである。
A double chopper device according to a second aspect of the present invention detects the voltage of the output-side capacitor, and when the detected value is equal to or greater than a predetermined set value, the abnormality of the first or second switching element is determined. It is provided with means for deeming protection and detection.

【0013】また、請求項3に係る2重チョッパ装置
は、上記第1および第2の入力側コンデンサの電圧を検
出する手段、上記電源回路が第1または第2の直流電源
のいずれを選択しているかを判別する手段、上記電圧検
出値が所定の設定値以上のとき上記第1または第2のス
イッチング素子の異常とみなして保護検知する手段、お
よび上記判別した直流電源の種別により上記保護検知手
段の設定値を変更する手段を備えたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a double chopper device for detecting a voltage of the first and second input-side capacitors, and wherein the power supply circuit selects one of a first and a second DC power supply. Means for judging whether or not the voltage detection value is equal to or greater than a predetermined set value, means for detecting that the first or second switching element is abnormal, and detecting the protection. A means for changing the set value of the means is provided.

【0014】また、請求項4に係る2重チョッパ装置
は、上記第1および第2のスイッチング素子の電流を検
出し、該スイッチング素子にオフ指令が出されているに
も拘らず上記電流が検出されたとき上記スイッチング素
子の異常とみなして保護検知する手段を備えたものであ
る。
A double chopper device according to a fourth aspect of the present invention detects the currents of the first and second switching elements, and detects the currents in spite of the fact that an OFF command is issued to the switching elements. In this case, the switching device is provided with a means for performing protection detection by assuming that the switching device is abnormal.

【0015】また、請求項5に係る2重チョッパ装置
は、第1の直流電源は電鉄の直流饋電線から供給される
電源であり、第2の直流電源は電鉄の交流饋電線からの
交流を整流器で直流にしたもので電圧変動範囲が上記第
1の直流電源のそれより大きい電源であるものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the double chopper device, the first DC power supply is a power supply supplied from a railway DC feeder, and the second DC power supply is an AC supply from a railway AC feeder. The power supply is a DC power supply with a rectifier and has a voltage fluctuation range larger than that of the first DC power supply.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1における2重チョッパ装置の回路図であ
る。図1において、1は電鉄の交流饋電線から図示しな
いパンタグラフや変圧器を介して供給される交流電源、
2は交流電圧を直流電圧に変換する整流器、3は電鉄の
直流饋電線から図示しないパンタグラフを介して供給さ
れる直流電源、4a、4b、4c、4dは入力側に設け
られた切り換えスイッチで、4a、4b、4c、4dは
連動して開閉操作され上記交流電源1と直流電源3との
切り換えを行う。5は直流高速度遮断器、6はフィルタ
リアクトル、7a、7bは互いに同一仕様の第1および
第2の入力側コンデンサとしてのフィルタコンデンサで
あり、フィルタリアクトル6とフィルタコンデンサ7
a、7bにより入力フィルタ回路を形成している。8
a、8bはインバータ回路入力を所定の電圧値に制御す
るためのチョッパ用の第1および第2のスイッチング素
子であり、9a、9bはチョッパ回路用の第1および第
2のフライホイルダイオード、10はフィルタリアクト
ル、11a、11bは出力側コンデンサであるフィルタ
コンデンサであり、フィルタリアクトル10とフィルタ
コンデンサ11a、11bによりチョッパ出力を平滑化
する。12は直流電圧を交流電圧に変換するインバータ
回路、13a、13bはフィルタコンデンサ7a、7b
の各端子間電圧を検出する電圧検出器、14は電圧検出
器13a、13bの出力により保護検知を判定する制御
回路である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram of a double chopper device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power supplied from a railway AC feeder via a pantograph or a transformer (not shown);
Reference numeral 2 denotes a rectifier for converting an AC voltage to a DC voltage. Reference numeral 3 denotes a DC power supply supplied from a railway DC feeder through a pantograph (not shown). Reference numerals 4a, 4b, 4c, and 4d denote switches provided on the input side. 4a, 4b, 4c, and 4d are opened and closed in conjunction with each other to switch between the AC power supply 1 and the DC power supply 3. 5 is a DC high-speed circuit breaker, 6 is a filter reactor, 7a and 7b are filter capacitors as first and second input-side capacitors having the same specifications, and a filter reactor 6 and a filter capacitor 7 are provided.
The input filter circuit is formed by a and 7b. 8
Reference numerals a and 8b denote first and second switching elements for the chopper for controlling the inverter circuit input to a predetermined voltage value, and reference numerals 9a and 9b denote first and second flywheel diodes 10 and 10 for the chopper circuit. Is a filter reactor, and 11a and 11b are filter capacitors which are output side capacitors. The filter reactor 10 and the filter capacitors 11a and 11b smooth the chopper output. Reference numeral 12 denotes an inverter circuit for converting a DC voltage to an AC voltage, and reference numerals 13a and 13b denote filter capacitors 7a and 7b.
Is a control circuit for determining protection detection based on the outputs of the voltage detectors 13a and 13b.

【0017】次に動作について説明する。入力が直流電
源3である状態では、切り換えスイッチ4a、4cは開
いており、切り換えスイッチ4b、4dは閉じている。
そして直流電源3→切り換えスイッチ4b→高速度遮断
器5→フィルタリアクトル6→フィルタコンデンサ7a
→フィルタコンデンサ7b→切り換えスイッチ4d→直
流電源3の経路でフィルタコンデンサ7a、7bが充電
され、さらにフィルタコンデンサ7a、7bの各端子間
電圧は直流電源電圧の1/2になる。また入力が交流電
源1である状態では、切り換えスイッチ4a、4cは閉
じており、切り換えスイッチ4b、4dは開いている。
そして交流電源1は整流器2により直流電圧に変換され
た後、整流器2→切り換えスイッチ4a→高速度遮断器
5→フィルタリアクトル6→フィルタコンデンサ7a→
フィルタコンデンサ7b→切り換えスイッチ4c→整流
器2の経路でフィルタコンデンサ7a、7bが充電さ
れ、さらにフィルタコンデンサ7a、7bの各端子間電
圧は整流器2の出力の1/2になる。
Next, the operation will be described. When the input is the DC power supply 3, the changeover switches 4a and 4c are open and the changeover switches 4b and 4d are closed.
And DC power supply 3 → changeover switch 4 b → high speed circuit breaker 5 → filter reactor 6 → filter capacitor 7 a
The filter capacitors 7a and 7b are charged along the path of the filter capacitor 7b, the changeover switch 4d, and the DC power supply 3, and the voltage between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b becomes half the DC power supply voltage. When the input is the AC power supply 1, the changeover switches 4a and 4c are closed and the changeover switches 4b and 4d are open.
After the AC power supply 1 is converted into a DC voltage by the rectifier 2, the rectifier 2 → the changeover switch 4a → the high speed circuit breaker 5 → the filter reactor 6 → the filter capacitor 7a →
The filter capacitors 7a and 7b are charged through the path of the filter capacitor 7b, the changeover switch 4c, and the rectifier 2, and the voltage between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b becomes 1/2 of the output of the rectifier 2.

【0018】いまスイッチング素子8aおよび8bがと
もにオンの場合は、フィルタコンデンサ7a→スイッチ
ング素子8a→フィルタリアクトル10→フィルタコン
デンサ11a→フィルタコンデンサ11b→スイッチン
グ素子8b→フィルタコンデンサ7bの経路でフィルタ
コンデンサ7a、7bからフィルタコンデンサ11a、
11bを充電する。次にスイッチング素子8aがオンで
スイッチング素子8bがオフの場合は、フィルタコンデ
ンサ7a→スイッチング素子8a→フィルタリアクトル
10→フィルタコンデンサ11a→フィルタコンデンサ
11b→フライホイルダイオード9b→フィルタコンデ
ンサ7aの経路でフィルタコンデンサ7aからフィルタ
コンデンサ11a、11bを充電する。逆にスイッチン
グ素子8aがオフでスイッチング素子8bがオンの場合
は、フィルタコンデンサ7b→フライホイルダイオード
9a→フィルタリアクトル10→フィルタコンデンサ1
1a→フィルタコンデンサ11b→スイッチング素子8
b→フィルタコンデンサ7bの経路でフィルタコンデン
サ7bからフィルタコンデンサ11a、11bを充電す
る。さらにスイッチング素子8aおよび8bがともにオ
フの場合は、フィルタコンデンサ11a、11bはフィ
ルタコンデンサ7a、7bからは充電されない。従っ
て、このようにスイッチング素子8a、8bをオン・オ
フ制御することによりフィルタコンデンサ11a、11
bの端子間電圧を制御することができる。現実には、入
力電圧の変動を吸収して所定の一定電圧を出力するよう
スイッチング素子8a、8bをオン・オフ制御する訳で
ある。
When both the switching elements 8a and 8b are turned on, the filter capacitor 7a, the switching element 8a, the filter reactor 10, the filter capacitor 11a, the filter capacitor 11b, the switching element 8b, and the filter capacitor 7b pass through the filter capacitor 7a. 7b to the filter capacitor 11a,
11b is charged. Next, when the switching element 8a is on and the switching element 8b is off, the filter capacitor 7a → the switching element 8a → the filter reactor 10 → the filter capacitor 11a → the filter capacitor 11b → the flywheel diode 9b → the filter capacitor along the filter capacitor 7a. From 7a, the filter capacitors 11a and 11b are charged. Conversely, when the switching element 8a is off and the switching element 8b is on, the filter capacitor 7b → the flywheel diode 9a → the filter reactor 10 → the filter capacitor 1
1a → filter capacitor 11b → switching element 8
b → charging the filter capacitors 11a and 11b from the filter capacitor 7b through the path of the filter capacitor 7b. Further, when both switching elements 8a and 8b are off, filter capacitors 11a and 11b are not charged from filter capacitors 7a and 7b. Therefore, the on / off control of the switching elements 8a and 8b in this manner allows the filter capacitors 11a and 11b to be controlled.
The voltage between the terminals b can be controlled. Actually, the switching elements 8a and 8b are turned on and off so as to output a predetermined constant voltage by absorbing a change in the input voltage.

【0019】次に、短絡時の保護検知動作を、図2のタ
イミングチャートを参照して説明する。ここでは、正常
時(図2の左半分が相当)は、両スイッチング素子8
a、8bが交互に180°通電をしている場合を扱って
いる。この動作モードでは、先に説明した通り、フィル
タコンデンサ7aおよび7bの電圧、即ち、電圧E/2
(Eはチョッパ入力電圧)が出力され、チョッパ出力電
圧V3は同図(e)の通りとなる。また、フィルタコン
デンサ7aおよび7bの電圧V1、V2はいずれもE/
2であるので、電圧検出器13a、13bからの検出値
の差の絶対値|V1−V2|は零となっている。そし
て、この状態は直流電源の電圧変動に影響されない。
Next, the protection detecting operation at the time of short circuit will be described with reference to the timing chart of FIG. Here, in the normal state (corresponding to the left half of FIG. 2), both switching elements 8
a and 8b are alternately energized by 180 °. In this operation mode, as described above, the voltages of the filter capacitors 7a and 7b, that is, the voltage E / 2
(E is a chopper input voltage), and the chopper output voltage V3 is as shown in FIG. Further, the voltages V1 and V2 of the filter capacitors 7a and 7b are both E /
2, the absolute value | V1-V2 | of the difference between the detection values from the voltage detectors 13a and 13b is zero. This state is not affected by the voltage fluctuation of the DC power supply.

【0020】今、スイッチング素子8bがオン中の時刻
T1でスイッチング素子8aに短絡故障が発生したとす
ると、等価的にフィルタコンデンサ7aとフィルタコン
デンサ11a、11bとの並列接続体と、フィルタコン
デンサ7bとが直列になって直流電源の正負端間に接続
される形となる。従って、それまで、フィルタコンデン
サ7aと7bとが直列になることでフィルタコンデンサ
7aにはE/2の電圧が印加されていたが、短絡発生
後、上記フィルタコンデンサ11a、11bを含めたイ
ンピーダンス比によってフィルタコンデンサ7aの電圧
は減少し、時刻T2に(E/2−ΔE)となる。フィル
タコンデンサ7bは逆に(E/2+ΔE)に上昇する。
この結果、短絡が継続すると、出力電圧V3は図2
(e)に示すとおりとなる。なお、実際は、フィルタ効
果で電圧は平滑化され、定電圧制御が機能しておればそ
の平滑電圧がE/2となるよう、所定の応答速度でスイ
ッチング素子8bの通電幅を減少させていくはずであ
る。
Assuming that a short-circuit fault occurs in the switching element 8a at the time T1 when the switching element 8b is on, equivalently, a parallel connection of the filter capacitor 7a and the filter capacitors 11a and 11b, and the filter capacitor 7b Are connected in series between the positive and negative terminals of the DC power supply. Therefore, the voltage of E / 2 has been applied to the filter capacitor 7a by connecting the filter capacitors 7a and 7b in series until then. However, after the short circuit occurs, the impedance ratio including the filter capacitors 11a and 11b is changed. The voltage of the filter capacitor 7a decreases and becomes (E / 2−ΔE) at time T2. On the contrary, the filter capacitor 7b rises to (E / 2 + ΔE).
As a result, if the short circuit continues, the output voltage V3 becomes
(E). Actually, the voltage is smoothed by the filter effect, and if the constant voltage control is functioning, the conduction width of the switching element 8b should be reduced at a predetermined response speed so that the smoothed voltage becomes E / 2. It is.

【0021】いずれにしろ、フィルタコンデンサ7a、
7bの電圧差|V1−V2|は図2(f)に示すよう
に、短絡発生後、直ちに零から立上り、2ΔEの値とな
る。上述したとおり、スイッチング素子の正常時は、こ
の電圧差|V1−V2|は零であり、かつ直流電源の電
圧変動に左右されないので、異常判定基準とする設定値
は、フィルタコンデンサ7a、7bの製作誤差によるわ
ずかの容量差による電圧差分のみを考慮すればよく、極
めて低い値、即ち、正常時の値との差を小さくできる。
従って、直流電源の種別と関係なく、常に確実な保護検
知動作が得られる訳である。
In any case, the filter capacitor 7a,
As shown in FIG. 2 (f), the voltage difference | V1-V2 | of 7b rises from zero immediately after the occurrence of the short circuit, and assumes a value of 2ΔE. As described above, when the switching element is normal, the voltage difference | V1−V2 | is zero and is not affected by the voltage fluctuation of the DC power supply. Therefore, the set value used as the abnormality determination reference is the filter capacitor 7a, 7b. Only a voltage difference due to a slight capacitance difference due to a manufacturing error needs to be considered, and an extremely low value, that is, a difference from a normal value can be reduced.
Therefore, regardless of the type of DC power supply, a reliable protection detection operation can always be obtained.

【0022】なお、以上では、フィルタコンデンサ7
a、7bの検出電圧差を基に異常判定を行うようにした
が、両者の検出電圧比を求め、この電圧比が1.0の前
後の所定の範囲以上となったとき、異常と判定をするよ
うにしても同様の効果が得られる。
In the above description, the filter capacitor 7
The abnormality determination is performed based on the detected voltage difference between a and 7b. However, the detected voltage ratio between the two is determined, and when the voltage ratio exceeds a predetermined range around 1.0, it is determined that an abnormality has occurred. The same effect can be obtained by performing the above operation.

【0023】実施の形態2.なお、実施の形態1ではフ
ィルタコンデンサ7a、7bの各々の端子間電圧差また
は電圧比をみて保護検知していたが、図3のようにフィ
ルタコンデンサ11aおよび11bの端子間電圧を検出
する電圧検出器15を接続して、フィルタコンデンサ1
1aおよび11bの端子間電圧和が所定の設定値より高
い場合に保護検知することでも同様の効果が得られる。
つまりフィルタコンデンサ11a、11bの端子間電圧
はフィルタコンデンサ7a、7bの端子間電圧に応じて
スイッチング素子8a、8bのオン・オフ制御により電
圧制御されているが、スイッチング素子8a、8bのう
ち片側のみが短絡故障した場合には、正常な制御動作出
力からはずれて、フィルタコンデンサ11a、11bの
端子間電圧が高くなるので、フィルタコンデンサ7a、
7bの端子間電圧に対して、フィルタコンデンサ11
a、11bの端子間電圧が所定の設定値より高い場合に
スイッチング素子8a、8bの異常とみなして保護検知
する。この場合はチョッパ回路の出力を検出しているの
で、チョッパ回路の異常状態が確実にわかり、異常検出
の信頼性が向上する。
Embodiment 2 FIG. In the first embodiment, the protection is detected by looking at the voltage difference or the voltage ratio between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b. However, as shown in FIG. 3, the voltage detection for detecting the voltage between the terminals of the filter capacitors 11a and 11b is performed. To the filter capacitor 1
A similar effect can be obtained by performing protection detection when the sum of the terminal voltages of 1a and 11b is higher than a predetermined set value.
That is, the voltage between the terminals of the filter capacitors 11a and 11b is controlled by the on / off control of the switching elements 8a and 8b according to the voltage between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b, but only one of the switching elements 8a and 8b is controlled. Is short-circuited, it deviates from the normal control operation output, and the voltage between the terminals of the filter capacitors 11a and 11b increases.
7b, the filter capacitor 11
When the voltage between the terminals a and 11b is higher than a predetermined set value, the protection is detected by regarding the switching elements 8a and 8b as abnormal. In this case, since the output of the chopper circuit is detected, the abnormal state of the chopper circuit is surely recognized, and the reliability of the abnormality detection is improved.

【0024】実施の形態3.なお、実施の形態1ではフ
ィルタコンデンサ7a、7bの各々の端子間電圧差また
は電圧比をみて保護検知していたが、図4のように切り
換えスイッチ4a、4b(4c、4d)の開閉状態か
ら、入力が直流電源であるか交流電源であるかを検出
し、それぞれの場合にフィルタコンデンサ7a、7bの
端子間電圧の電圧保護の設定値16を適当な設定値に変
更することで、片側のスイッチング素子のみが短絡故障
した場合でも保護検知することができる。つまり、従来
は、入力が交流電源である場合は入力電圧変動範囲が大
きいため、フィルタコンデンサ電圧保護の設定値16を
この電圧変動範囲の大きい交流電源の場合に対応した適
当な設定値にしており、入力が直流電源である場合にも
このフィルタコンデンサ電圧保護の設定値は同値として
いた。しかし切り換えスイッチ4a(4c)が開いてお
り、切り換えスイッチ4b(4d)が閉じている状態で
あれば、入力は直流電源であることが判別でき、この場
合は、フィルタコンデンサ電圧保護の設定値16を電圧
変動範囲が小さい直流電源であることを考慮してより低
い適当な設定値に変更することで、電圧保護検出用の比
較器17a、17bの動作条件を変更することができ
る。従って、片側のスイッチング素子のみが短絡故障し
たときにフィルタコンデンサ7aあるいは7bの端子間
電圧が高くなるが、電圧保護の設定値16を電源の種別
に応じて最適な値に変更することで確実な保護検知がで
きる。
Embodiment 3 FIG. In the first embodiment, the protection is detected by checking the voltage difference or voltage ratio between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b. However, as shown in FIG. 4, the protection switches are switched from the open / closed state of the switches 4a and 4b (4c and 4d). , By detecting whether the input is a DC power supply or an AC power supply, and in each case, by changing the set value 16 of the voltage protection between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b to an appropriate set value, Even when only the switching element is short-circuited, the protection can be detected. That is, conventionally, when the input is an AC power supply, the input voltage fluctuation range is large. Therefore, the set value 16 of the filter capacitor voltage protection is set to an appropriate setting value corresponding to the AC power supply having a large voltage fluctuation range. Even when the input is a DC power supply, the set value of the filter capacitor voltage protection is the same. However, if the changeover switch 4a (4c) is open and the changeover switch 4b (4d) is closed, it can be determined that the input is a DC power supply. In this case, the set value 16 of the filter capacitor voltage protection is determined. Is changed to an appropriate lower set value in consideration of a DC power supply having a small voltage fluctuation range, the operating conditions of the comparators 17a and 17b for detecting voltage protection can be changed. Therefore, the voltage between the terminals of the filter capacitor 7a or 7b becomes high when only one of the switching elements is short-circuited, but it is ensured by changing the voltage protection set value 16 to an optimum value according to the type of power supply. Can detect protection.

【0025】実施の形態4.実施の形態3では入力電源
種別の検出を切り換えスイッチの開閉状態で行っていた
が、図5に示すようにそれぞれの電源に電流検出器18
a、18bを取り付け、その検出電流によって入力が交
流電源か直流電源かを判定することができ、実施の形態
3と同様の効果を得ることができる。
Embodiment 4 In the third embodiment, the detection of the input power source type is performed in the open / closed state of the changeover switch. However, as shown in FIG.
a and 18b are attached, and whether the input is an AC power supply or a DC power supply can be determined based on the detected current, and the same effect as in the third embodiment can be obtained.

【0026】実施の形態5.なお、実施の形態1ではフ
ィルタコンデンサ7a、7bの各々の端子間電圧差をみ
て保護検知していたが、図6に示すようにスイッチング
素子8a、8bに流れる電流を検出できる電流検出器1
9a、19bを取り付け、スイッチング素子8aあるい
は8bをオフさせる指令が出されているにもかかわら
ず、それに応じた電流検出器19a、19bの出力が所
定の設定値以上となった場合には、スイッチング素子が
短絡故障などの異常状態にあると判別することができ
る。この場合はスイッチング素子8a、8bに流れる電
流から、異常状態を直接検出するようにしたので、異常
検出の信頼性が格段に向上する。
Embodiment 5 In the first embodiment, the protection detection is performed by checking the voltage difference between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b. However, as shown in FIG. 6, the current detector 1 can detect the current flowing through the switching elements 8a and 8b.
If the output of the current detectors 19a, 19b corresponding to the command to turn off the switching element 8a or 8b is output even if a command to turn off the switching element 8a or 8b is issued, the switching is performed. It can be determined that the element is in an abnormal state such as a short circuit failure. In this case, since the abnormal state is directly detected from the current flowing through the switching elements 8a and 8b, the reliability of the abnormality detection is significantly improved.

【0027】なお、上記各実施の形態では、電源回路と
して交流電源と直流電源とを切り換える場合について説
明したが、同じ交流電源であっても例えばその周波数が
異なるなどのため電圧変動範囲が異なる場合、これら各
交流電源を直流に変換してなる第1および第2の直流電
源を切り換えて電源回路とする場合にも、この発明は同
様に適用することができ、同等の効果を奏する。
In each of the above embodiments, the case where the AC power supply and the DC power supply are switched as the power supply circuit has been described. However, even if the same AC power supply has different voltage fluctuation ranges due to different frequencies, for example. The present invention can be similarly applied to a case where the first and second DC power supplies obtained by converting each of these AC power supplies into DC are switched to form a power supply circuit, and the same effects are obtained.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように、この発明は、第1の直流
電源と電圧変動範囲が上記第1の直流電源のそれと異な
る第2の直流電源とのいずれかを切り換えて出力する電
源回路、この電源回路の出力端子間に接続された第1お
よび第2の入力側コンデンサの直列接続体、その中間接
続点が上記第1および第2の入力側コンデンサの中間接
続点に接続された第1および第2のフライホイルダイオ
ードの直列接続体、上記第1の入力側コンデンサの正極
側と上記第1のフライホイルダイオードのカソードとの
間に接続された第1のスイッチング素子、上記第2の入
力側コンデンサの負極側と上記第2のフライホイルダイ
オードのアノードとの間に接続された第2のスイッチン
グ素子、および上記第1および第2のフライホイルダイ
オードの直列接続体と並列に接続された出力側コンデン
サを備え、上記第1および第2のスイッチング素子をオ
ンオフすることにより上記出力側コンデンサの電圧を所
望の値に制御する2重チョッパ装置に係り、請求項1の
発明は、上記第1および第2の入力側コンデンサの電圧
差または電圧比を検出しこの検出値が所定の設定範囲以
上となったとき上記第1または第2のスイッチング素子
の異常とみなして保護検知する手段を備えたので、電源
回路の電圧変動に影響されることなく、スイッチング素
子の確実な保護検知が可能となる。
As described above, the present invention provides a power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage variation range different from that of the first DC power supply, A series connection of first and second input-side capacitors connected between output terminals of the power supply circuit, and an intermediate connection point of the first and second input-side capacitors connected to an intermediate connection point of the first and second input-side capacitors. And a series connection of a second flywheel diode, a first switching element connected between the positive electrode side of the first input-side capacitor and a cathode of the first flywheel diode, the second input A second switching element connected between the negative electrode of the side capacitor and the anode of the second flywheel diode, and a serial connection of the first and second flywheel diodes 2. A double chopper device comprising an output-side capacitor connected in parallel with the first and second switching elements and controlling the voltage of the output-side capacitor to a desired value by turning on and off the first and second switching elements. The present invention detects a voltage difference or a voltage ratio between the first and second input-side capacitors, and protects the first and second switching elements when the detected value exceeds a predetermined set range, assuming that the first or second switching element is abnormal. Since the detection means is provided, the protection of the switching element can be reliably detected without being affected by the voltage fluctuation of the power supply circuit.

【0029】また、請求項2の発明は、上記出力側コン
デンサの電圧を検出しこの検出値が所定の設定値以上と
なったとき上記第1または第2のスイッチング素子の異
常とみなして保護検知する手段を備えたので、電圧制御
特性の乱れに基づく出力特性からスイッチング素子の保
護検知が確実になされる。
Further, according to a second aspect of the present invention, the voltage of the output side capacitor is detected, and when the detected value is equal to or more than a predetermined set value, the protection of the first or second switching element is regarded as abnormal. Therefore, the protection of the switching element can be reliably detected from the output characteristic based on the disturbance of the voltage control characteristic.

【0030】また、請求項3の発明は、上記第1および
第2の入力側コンデンサの電圧を検出する手段、上記電
源回路が第1または第2の直流電源のいずれを選択して
いるかを判別する手段、上記電圧検出値が所定の設定値
以上のとき上記第1または第2のスイッチング素子の異
常とみなして保護検知する手段、および上記判別した直
流電源の種別により上記保護検知手段の設定値を変更す
る手段を備えたので、接続される直流電源の電圧変動範
囲の差に影響されることなく、スイッチング素子の確実
な保護検知が可能となる。
The invention according to claim 3 is means for detecting the voltage of the first and second input-side capacitors, and determining which of the first and second DC power supplies is selected by the power supply circuit. Means for detecting the abnormality of the first or second switching element when the voltage detection value is equal to or more than a predetermined set value, and detecting the protection, and setting value of the protection detection means according to the type of the DC power source determined. Is provided, it is possible to reliably detect the protection of the switching element without being affected by the difference in the voltage fluctuation range of the connected DC power supply.

【0031】また、請求項4の発明は、上記第1および
第2のスイッチング素子の電流を検出し、該スイッチン
グ素子にオフ指令が出されているにも拘らず上記電流が
検出されたとき上記スイッチング素子の異常とみなして
保護検知する手段を備えたので、スイッチング素子の動
作応答からスイッチング素子の異常状態を直接検出する
ことが可能となる。
Further, according to the present invention, the currents of the first and second switching elements are detected, and when the current is detected in spite of the fact that an OFF command is issued to the switching elements, Since the protection device is provided for detecting the abnormality of the switching element, it is possible to directly detect the abnormal state of the switching element from the operation response of the switching element.

【0032】また、請求項5の発明は、第1の直流電源
は電鉄の直流饋電線から供給される電源であり、第2の
直流電源は電鉄の交流饋電線からの交流を整流器で直流
にしたもので電圧変動範囲が上記第1の直流電源のそれ
より大きい電源であるので、交流直流両区間を運行する
電気車両に採用される2重チョッパ装置において、その
スイッチング素子の確実な保護検知が可能となる。
According to a fifth aspect of the present invention, the first DC power source is a power source supplied from a railway DC feeder, and the second DC power source is a rectifier that converts AC from the railway AC feeder. Since the power supply has a voltage fluctuation range larger than that of the first DC power supply, in the double chopper device employed in the electric vehicle operating in both the AC and DC sections, it is possible to reliably detect the protection of the switching element. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1における2重チョッ
パ装置を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a double chopper device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 図1の2重チョッパ装置におけるスイッチン
グ素子の短絡故障動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining a short-circuit failure operation of a switching element in the double chopper device of FIG.

【図3】 この発明の実施の形態2における2重チョッ
パ装置を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a double chopper device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態3における2重チョッ
パ装置を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a double chopper device according to Embodiment 3 of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態4における2重チョッ
パ装置を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a double chopper device according to Embodiment 4 of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態5における2重チョッ
パ装置を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a double chopper device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】 従来の2重チョッパを用いた車両用補助電源
装置を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional auxiliary power supply device for a vehicle using a double chopper.

【図8】 2重チョッパの構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a double chopper.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源、2 整流器、3 直流電源、4 切り換
えスイッチ、7a,7b フィルタコンデンサ、8a,
8b スイッチング素子、9a,9b フライホイルダ
イオード、11a,11b フィルタコンデンサ、12
インバータ回路、13a,13b 電圧検出器、14
制御回路、15 電圧検出器、16 電圧保護設定
値、17a,17b 比較器、19a,19b 電流検
出器。
1 AC power supply, 2 rectifier, 3 DC power supply, 4 changeover switch, 7a, 7b filter capacitor, 8a,
8b switching element, 9a, 9b flywheel diode, 11a, 11b filter capacitor, 12
Inverter circuit, 13a, 13b voltage detector, 14
Control circuit, 15 voltage detector, 16 voltage protection set value, 17a, 17b comparator, 19a, 19b current detector.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の直流電源と電圧変動範囲が上記第
1の直流電源のそれと異なる第2の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第1および第2の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第1および第2の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第1および
第2のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第1
の入力側コンデンサの正極側と上記第1のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第1のスイッ
チング素子、上記第2の入力側コンデンサの負極側と上
記第2のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第2のスイッチング素子、および上記第1およ
び第2のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第1および第
2のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する2重チョッ
パ装置において、 上記第1および第2の入力側コンデンサの電圧差または
電圧比を検出しこの検出値が所定の設定範囲以上となっ
たとき上記第1または第2のスイッチング素子の異常と
みなして保護検知する手段を備えたことを特徴とする2
重チョッパ装置。
1. A power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connected between output terminals of the power supply circuit. Series connection of the first and second input-side capacitors, and a series connection of the first and second flywheel diodes whose intermediate connection point is connected to the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors. Connection body, the first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode A second switching element connected between the first and second flywheel diodes, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection of the first and second flywheel diodes. In a double chopper device for controlling the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning on / off, a voltage difference or a voltage ratio between the first and second input side capacitors is detected, and the detected value is set within a predetermined setting range. In the above case, there is provided a means for performing protection detection by assuming that the first or second switching element is abnormal.
Heavy chopper device.
【請求項2】 第1の直流電源と電圧変動範囲が上記第
1の直流電源のそれと異なる第2の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第1および第2の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第1および第2の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第1および
第2のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第1
の入力側コンデンサの正極側と上記第1のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第1のスイッ
チング素子、上記第2の入力側コンデンサの負極側と上
記第2のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第2のスイッチング素子、および上記第1およ
び第2のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第1および第
2のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する2重チョッ
パ装置において、 上記出力側コンデンサの電圧を検出しこの検出値が所定
の設定値以上となったとき上記第1または第2のスイッ
チング素子の異常とみなして保護検知する手段を備えた
ことを特徴とする2重チョッパ装置。
2. A power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connected between output terminals of the power supply circuit. Series connection of the first and second input-side capacitors, and a series connection of the first and second flywheel diodes whose intermediate connection point is connected to the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors. Connection body, the first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode A second switching element connected between the first and second flywheel diodes, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection of the first and second flywheel diodes. In the double chopper device which controls the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning on and off, the voltage of the output side capacitor is detected, and when the detected value becomes equal to or more than a predetermined set value, the first or the second 2. A double chopper device comprising means for detecting protection by regarding the abnormality of the second switching element.
【請求項3】 第1の直流電源と電圧変動範囲が上記第
1の直流電源のそれと異なる第2の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第1および第2の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第1および第2の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第1および
第2のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第1
の入力側コンデンサの正極側と上記第1のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第1のスイッ
チング素子、上記第2の入力側コンデンサの負極側と上
記第2のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第2のスイッチング素子、および上記第1およ
び第2のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第1および第
2のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する2重チョッ
パ装置において、 上記第1および第2の入力側コンデンサの電圧を検出す
る手段、上記電源回路が第1または第2の直流電源のい
ずれを選択しているかを判別する手段、上記電圧検出値
が所定の設定値以上のとき上記第1または第2のスイッ
チング素子の異常とみなして保護検知する手段、および
上記判別した直流電源の種別により上記保護検知手段の
設定値を変更する手段を備えたことを特徴とする2重チ
ョッパ装置。
3. A power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connected between output terminals of the power supply circuit. Series connection of the first and second input-side capacitors, and a series connection of the first and second flywheel diodes whose intermediate connection point is connected to the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors. Connection body, the first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode A second switching element connected between the first and second flywheel diodes, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection of the first and second flywheel diodes. In a double chopper device which controls the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning on and off, the means for detecting the voltage of the first and second input side capacitors, and the power supply circuit is a first or second power supply circuit Means for determining which one of the DC power supplies is selected, and the first or second switch when the detected voltage value is equal to or greater than a predetermined set value. A double chopper device comprising: means for detecting protection assuming that the chucking element is abnormal; and means for changing a set value of the protection detection means according to the type of the DC power supply determined.
【請求項4】 第1の直流電源と電圧変動範囲が上記第
1の直流電源のそれと異なる第2の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第1および第2の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第1および第2の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第1および
第2のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第1
の入力側コンデンサの正極側と上記第1のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第1のスイッ
チング素子、上記第2の入力側コンデンサの負極側と上
記第2のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第2のスイッチング素子、および上記第1およ
び第2のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第1および第
2のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する2重チョッ
パ装置において、 上記第1および第2のスイッチング素子の電流を検出
し、該スイッチング素子にオフ指令が出されているにも
拘らず上記電流が検出されたとき上記スイッチング素子
の異常とみなして保護検知する手段を備えたことを特徴
とする2重チョッパ装置。
4. A power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connected between output terminals of the power supply circuit. Series connection of the first and second input-side capacitors, and a series connection of the first and second flywheel diodes whose intermediate connection point is connected to the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors. Connection body, the first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode A second switching element connected between the first and second flywheel diodes, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection of the first and second flywheel diodes. In a double chopper device that controls the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning on and off, the current of the first and second switching elements is detected, and an off command is issued to the switching elements. Nevertheless, when the current is detected, the switching element is regarded as abnormal, and a protection detection unit is provided. Double chopper device.
【請求項5】 第1の直流電源は電鉄の直流饋電線から
供給される電源であり、第2の直流電源は電鉄の交流饋
電線からの交流を整流器で直流にしたもので電圧変動範
囲が上記第1の直流電源のそれより大きい電源であるこ
とを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の2
重チョッパ装置。
5. The first DC power supply is a power supply supplied from a railway DC feeder, and the second DC power supply is obtained by converting AC from a railway AC feeder into DC with a rectifier and has a voltage fluctuation range. 5. The power supply according to claim 1, wherein the power supply is larger than that of the first DC power supply.
Heavy chopper device.
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