JP2006333569A - 直流−直流変換装置の偏磁検出器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体スイッチ素子2〜5からなるインバータの出力に変圧器6の一次側を接続し、二次側に複数のダイオード7〜10からなる整流回路の入力を接続し、その出力にリアクトル11と負荷12の直列回路を接続した絶縁形直流−直流変換装置に、電流検出器13とサンプルホールド回路101,102とを設け、変圧器6に正電圧を印加してから全オフ期間に入った後の検出電流値と、負電圧を印加してから全オフ期間に入った後の検出電流値を回路101,102で求めると、偏磁がない状態では各出力の和(加算器103の出力)は0であるのに対し、偏磁があると各出力の和は0とはならないので、これを利用して偏磁を検出する。
【選択図】図1
Description
図5において、例えば素子2と5をオンすると変圧器6に正の電圧が、また、素子3と4をオンすると負の電圧がそれぞれ印加される。変圧器6によりこれを変圧,絶縁した後ダイオード7〜10により整流し、リアクトル11で平滑することで負荷12に直流電圧を供給する。負荷12に印加する電圧は、パルス幅(PWM)制御回路15により、素子2〜5をオンする時比率を変えることで制御可能である。変圧器6に正の電圧を印加する期間と、負の電圧を印加する期間との間には素子2〜5を全てオフする全オフ期間を設ける。全オフ期間中はリアクトル11の作用によりダイオード7〜10が全てオンし、変圧器6の印加電圧は0Vになる。
そこで、電流検出器13によって変圧器一次電流を検出し、その直流成分をローパスフィルタ等からなる直流分検出器14により抽出し、これをパルス幅制御回路15に入力して直流成分が減少するよう制御することで、偏磁を抑制するようにしている。
したがって、この発明の課題は、入手困難で高価な電流検出器や大型で高価なコンデンサを用いることなく、小型で低コストの部品により変圧器偏磁を検出できるようにすることにある。
前記全オフ期間における変圧器の二次電流を検出し、その電流検出値に基づき変圧器の偏磁状態を検出する偏磁検出手段を設けたことを特徴とする。
図1からも明らかなように、図5に示すものに対しサンプルホールド回路(S&H)101,102および加算器103を付加し、電流検出器13を変圧器二次側に設けた点が特徴である。その他は図5と同様なので、以下ではその相違点を主に説明する。
電流検出器13により電圧信号に変換された変圧器6の二次電流値を絶対値回路202により絶対値化し、201による基準値とコンパレータ203にて比較し、二次電流が基準値を上回るときに過電流信号を出力する。全オフ期間以外には、二次電流は負荷電流に等しく励磁電流値を判定することができないため、判定結果を回路204によりマスクし、次段に伝達されないようにする。パルス幅制御回路15は過電流時には装置を停止するか、パルス幅を絞って電流を減らす等の制御を行なう。
これは、負荷電流の過電流検出と、励磁電流の過電流検出とを兼ねたものである。上述のように、正または負電圧の印加時には二次電流は負荷電流に等しいので、301を励磁電流に対応する過電流値に設定する。一方、全オフ期間以外には二次電流は負荷電流に等しいので、301を負荷電流に対応する過電流値に設定する。過電流に対するパルス幅制御回路15の動作は、図3の場合と同様である。
つまり、負荷の過電流に対する保護回路は殆どの場合、偏磁の有無に関わりなく設ける必要があるので、励磁電流の過電流に対する保護をこれと兼用することにより、最低限の部品で変圧器の飽和による不具合を防止できるようにするものである。
Claims (4)
- 順方向の電流の導通,遮断を制御可能で、かつ逆方向の電流に対しては常に導通状態となる複数の半導体スイッチより構成されるインバータの出力側には変圧器の一次側を接続し、前記変圧器の二次側には複数のダイオードからなる整流回路の入力を接続し、この整流回路の出力には平滑リアクトルと負荷との直列回路を接続してなり、前記インバータは前記変圧器に正の電圧を印加する動作と負の電圧を印加する動作とを、前記半導体スイッチの全てを順方向電流に対して遮断状態とする全オフ期間を挟んで交互に繰り返す直流−直流変換装置において、
前記全オフ期間における変圧器の二次電流を検出し、その電流検出値に基づき変圧器の偏磁状態を検出する偏磁検出手段を設けたことを特徴とする直流−直流変換装置の偏磁検出器。 - 前記偏磁検出手段は、前記変圧器の二次電流を検出する電流検出手段と、変圧器に正電圧を印加してから前記オフ期間に入った後の所定タイミングと、変圧器に負電圧を印加してから前記オフ期間に入った後の所定タイミングとで、それぞれ前記電流検出手段の出力をサンプリングして保持するサンプルホールド手段とからなることを特徴とする請求項1に記載の直流−直流変換装置の偏磁検出器。
- 前記偏磁検出手段は、前記変圧器の二次電流を検出する電流検出手段と、過電流値を設定する過電流設定手段と、前記電流検出手段の出力と前記過電流値とを比較する比較手段と、この比較手段の判定結果を前記全オフ期間のみ有効とする選択手段とからなることを特徴とする請求項1に記載の直流−直流変換装置の偏磁検出器。
- 前記偏磁検出手段は、前記変圧器の二次電流を検出する電流検出手段と、変圧器に正または負の電圧を印加する期間と前記全オフ期間とで過電流値を切り替えて設定可能な過電流設定手段と、前記電流検出手段の出力と前記過電流値とを比較する比較手段とからなることを特徴とする請求項1に記載の直流−直流変換装置の偏磁検出器。
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