JP2003143867A - スナバエネルギー回生回路 - Google Patents

スナバエネルギー回生回路

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スナバ回路で発生する損失を低減し、電力変
換装置の高効率化を実現する。 【解決手段】 交流電源となるトランスTrの二次側電
圧を整流する整流ダイオードD1と電流還流用ダイオー
ドD2との逆直列接続点とD1のアノードとの間にコン
デンサC3からなるスナバ回路を接続し、このC3とD
1のカソードとの接続点と出力端間に、ダイオードD3
を介して負荷のエネルギー脈動を低減させるアクティブ
フィルタを接続し、D1に発生するサージ電圧をスナバ
回路で吸収し、このスナバ回路に蓄えられたエネルギー
をアクティブフィルタで吸収し、さらに、アクティブフ
ィルタで吸収したエネルギーを負荷に回生可能とするこ
とで、掲記課題の解決を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、負荷のエネルギ
ー脈動を低減するアクティブフィルタ回路が接続され
た、直流出力の電力変換装置におけるスナバエネルギー
回生回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図3にこの種の従来例を示す。これは、
変圧器Trに発生する交流電圧を整流ダイオードD1に
より整流して直流電圧を得るための回路であり、変圧器
で絶縁された二次側の回路部分を示している。なお、変
圧器に発生する交流電圧に限らず、一般的な交流電源を
使用することができる。ここで、変圧器Trに正側の電
圧(図の上側がプラス)が発生すると、電流は変圧器の
二次巻線→スナバ回路1→リアクトルL1→コンデンサ
C1→変圧器の二次巻線の径路で流れる。スナバ回路1
に電流が流れると、スナバ回路1の抵抗R1で損失が発
生する。スナバ回路1の電圧が零になると、電流は変圧
器の二次巻線→ダイオードD1→L1→C1→変圧器の
二次巻線の径路で流れる。一方、ダイオードD2には電
圧が発生し、スナバ回路2の電圧が徐々に上昇すること
で、D2のサージ電圧の発生を抑制する。このとき、ス
ナバ回路2に電流が流れ、スナバ回路2の抵抗R2で損
失が発生する。
【0003】また、変圧器Trに負側の電圧(図の下側
がプラス)が発生すると、D2の電圧は零になり、D1
に電圧が発生する。ここで、スナバ回路1はD1のサー
ジ電圧の発生を抑制し、スナバ回路1に電流が流れる。
また、D2の電圧が零になるので、スナバ回路2にも電
流が流れる。よって、スナバ回路の抵抗R1およびR2
で損失が発生する。
【0004】一方、アクティブフィルタ回路には、負荷
のエネルギー脈動を低減する機能がある。例えば、出力
電圧が必要とする電圧よりも低い場合、スイッチング素
子S1をオンすることで、コンデンサC2→S1→リア
クトルL2→コンデンサC1→C2の径路で電流を流
し、出力電圧を上昇させる。次に、S1がオフすると、
L2→C1→S2の逆並列ダイオード→L2の径路で電
流が還流する。また、出力電圧が必要とする電圧よりも
高い場合はスイッチング素子S2をオンすることで、C
1→L2→S2→C1の径路で電流を流して出力電圧を
低下させる。さらに、S2をオフするとC1→L2→S
1の逆並列ダイオード→C2→C1の径路で電流が還流
する。このように、アクティブフィルタ回路によって負
荷のエネルギー脈動を低減させることができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、図3の
如き回路ではスナバ回路に充放電電流が流れ、スナバ回
路の抵抗で損失が発生すると言う問題がある。したがっ
て、この発明の課題は、スナバ回路での充放電に伴う損
失を低減し、電力変換装置の高効率化を図ることにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項1の発明では、交流電源間に交流電圧を
整流する整流ダイオードと電流還流用ダイオードとの逆
直列回路を接続し、両ダイオードの接続点と前記整流ダ
イオードのアノード端子との間にコンデンサからなるス
ナバ回路を接続し、かつ、このスナバ回路のコンデンサ
と整流ダイオードのカソードとの接続点と出力端子間
に、他のダイオードを介して負荷のエネルギー脈動を低
減させるアクティブフィルタ回路を接続し、前記整流ダ
イオードに発生するサージ電圧を前記スナバ回路で吸収
し、このスナバ回路に蓄えられたエネルギーを前記アク
ティブフィルタ回路で吸収し、さらに、このアクティブ
フィルタ回路に蓄えられたエネルギーを前記負荷へ回生
することを特徴とする。
【0007】請求項2の発明では、交流電源間に交流電
圧を整流する整流ダイオードと電流還流用ダイオードと
の逆直列回路を接続し、両ダイオードの接続点と前記電
流還流用ダイオードのアノード端子との間にコンデンサ
からなるスナバ回路を接続し、かつ、このスナバ回路の
コンデンサと整流ダイオードのカソードとの接続点と出
力端子間に、他のダイオードを介して負荷のエネルギー
脈動を低減させるアクティブフィルタ回路を接続し、前
記電流還流用ダイオードに発生するサージ電圧を前記ス
ナバ回路で吸収し、このスナバ回路に蓄えられたエネル
ギーを前記アクティブフィルタ回路で吸収し、さらに、
このアクティブフィルタ回路に蓄えられたエネルギーを
前記負荷へ回生することを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す回路図である。ここでは、スナバ回路はコンデ
ンサC3から構成され、整流ダイオードD1のサージ電
圧を吸収する機能を有している。すなわち、変圧器Tr
に負側の電圧(図の下側がプラス)が発生したときにD
1に電圧が発生し、変圧器の二次巻線→ダイオードD2
→C3→変圧器の二次巻線の径路で流れ、C3の電圧が
徐々に上昇することで、D1のサージ電圧の発生を抑制
する。ここでスナバ回路に抵抗を用いていないので、ス
ナバ回路でエネルギーを充電するときに発生する損失を
低減することができる。また、C3で蓄えたスナバエネ
ルギーは、ダイオードD3と変圧器の二次巻線を介して
アクティブフィルタ回路のC2に充電される。さらに、
C2で蓄えたスナバエネルギーはアクティブフィルタ回
路を用いて負荷へ回生される。こうして、スナバ回路で
発生する損失を大幅に低減することができる。
【0009】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
回路図である。これは、図1の変形例を示し、ダイオー
ドD2のサージ電圧を吸収する機能を有する。すなわ
ち、変圧器Trに正側の電圧(図の上側がプラス)が発
生すると、D2に電圧が発生する。ここで、変圧器の二
次巻線→ダイオードD1→C3→変圧器の二次巻線の径
路で流れ、C3の電圧が徐々に上昇することで、D2の
サージ電圧の発生を抑制する。ここでスナバ回路に抵抗
を用いていないので、スナバ回路でエネルギーを充電す
るときに発生する損失を低減することができる。C3で
蓄えたスナバエネルギーは、ダイオードD3と変圧器の
二次巻線を介してアクティブフィルタ回路のC2に充電
され、さらにC2で蓄えたスナバエネルギーはアクティ
ブフィルタ回路を用いて負荷へ回生されるのは、図1の
場合と同様である。
【0010】
【発明の効果】この発明によれば、負荷のエネルギー脈
動を低減するアクティブフィルタ回路を接続した直流出
力の電力変換装置において、スナバ回路で発生する損失
を低減することができ、その結果、電力変換装置の高効
率化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態を示す回路図であ
る。
【図2】この発明の第2の実施の形態を示す回路図であ
る。
【図3】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
D1,D2,D3…ダイオード、C1,C2,C3,C
4…コンデンサ、R1,R2…抵抗、L1,L2…リア
クトル、S1,S2…スイッチング素子、Tr…変圧
器、P,N…出力端子。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電源間に交流電圧を整流する整流ダ
    イオードと電流還流用ダイオードとの逆直列回路を接続
    し、両ダイオードの接続点と前記整流ダイオードのアノ
    ード端子との間にコンデンサからなるスナバ回路を接続
    し、かつ、このスナバ回路のコンデンサと整流ダイオー
    ドのカソードとの接続点と出力端子間に、他のダイオー
    ドを介して負荷のエネルギー脈動を低減させるアクティ
    ブフィルタ回路を接続し、前記整流ダイオードに発生す
    るサージ電圧を前記スナバ回路で吸収し、このスナバ回
    路に蓄えられたエネルギーを前記アクティブフィルタ回
    路で吸収し、さらに、このアクティブフィルタ回路に蓄
    えられたエネルギーを前記負荷へ回生することを特徴と
    するスナバエネルギー回生回路。
  2. 【請求項2】 交流電源間に交流電圧を整流する整流ダ
    イオードと電流還流用ダイオードとの逆直列回路を接続
    し、両ダイオードの接続点と前記電流還流用ダイオード
    のアノード端子との間にコンデンサからなるスナバ回路
    を接続し、かつ、このスナバ回路のコンデンサと整流ダ
    イオードのカソードとの接続点と出力端子間に、他のダ
    イオードを介して負荷のエネルギー脈動を低減させるア
    クティブフィルタ回路を接続し、前記電流還流用ダイオ
    ードに発生するサージ電圧を前記スナバ回路で吸収し、
    このスナバ回路に蓄えられたエネルギーを前記アクティ
    ブフィルタ回路で吸収し、さらに、このアクティブフィ
    ルタ回路に蓄えられたエネルギーを前記負荷へ回生する
    ことを特徴とするスナバエネルギー回生回路。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006191708A (ja) * 2004-12-28 2006-07-20 Sanken Electric Co Ltd 直流変換装置
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