JP2009112156A - 定電力放電回路、および該定電力放電回路を備えた電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の放電回路よりも運転時の電力損失を大幅に低減することができ、しかも制御が複雑とならない放電回路を提供する。
【解決手段】本発明に係る定電力放電回路１は、ゲート電圧によって放電電流Ｉ_Ｄを調整し得るトランジスタＱと、トランジスタＱによって調整される放電電流Ｉ_Ｄに比例したリファレンス電圧Ｅ_Ｒを出力するシャント抵抗Ｒ_Ｄ’と、放電によって低下していく残留電圧Ｅ_Ｃに応じて放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊を決定するとともに、この設定値Ｉ_Ｄ＊とリファレンス電圧Ｅ_Ｒを比較して、放電電流Ｉ_Ｄが放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊に等しくなるようにゲート電圧を制御する定電力制御回路３とからなる。定電力制御回路３は、残留電圧Ｅ_Ｃと、１以上の変節点に対応して予め設定されている比較電圧を比較し、残留電圧Ｅ_Ｃが比較電圧を下回った際に、放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊を変更する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンデンサに残留した電荷を放電する放電回路に関し、特に運転時の電力損失を低減することができる放電回路、および該定電力放電回路を備えた電力変換装置に関するものである。

通常、インバータ装置またはコンバータ装置等の電力変換装置には、装置内部の平滑コンデンサに残留した電荷を放電させるための放電回路が備えられている。この放電回路は、保守等で装置内部を点検・修理する際の人体への感電事故を防止するためのものである。
この放電回路は、平滑コンデンサの残留電荷を放電し、平滑コンデンサの残留電圧を、規定時間（例えば、５［ｍｉｎ］、または１０［ｓ］）内に人体に悪影響を及ぼさない程度の規定の安全電圧（例えば、６０［Ｖ］、または４２［Ｖ］）まで低下させる。

従来から使用されている放電回路には、スイッチ付きの固定抵抗放電回路、スイッチを使用しない固定抵抗放電回路、および定電流放電回路等がある。

図３（Ａ）は、スイッチ付きの固定抵抗放電回路を備えた電力変換装置である。この回路では、電力変換装置の運転時にスイッチＳＷ_１がＯＮとなり、直流電源Ｅの電圧Ｅが平滑コンデンサＣに印加されるようになっている。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）に示す装置における残留電圧Ｅ_Ｃの放電波形である。時間ｔ＝０［ｓ］において、平滑コンデンサＣは直流電源Ｅによって十分に充電されているので、残留電圧Ｅ_Ｃ＝電圧Ｅとなっている。時間ｔ＝ｔ_０［ｓ］でスイッチＳＷ_１をＯＮ→ＯＦＦ、スイッチＳＷ_２をＯＦＦ→ＯＮに変化すると、直流電源Ｅによる電圧Ｅの印加は遮断され、これとともに、平滑コンデンサＣの残留電荷が放電抵抗Ｒ_Ｄによって放電され始める。

この放電回路では、電力変換装置の運転時（＝スイッチＳＷ_１がＯＮ）にスイッチＳＷ_２をＯＦＦにしておくことができるので、放電抵抗Ｒ_Ｄによる電力損失が発生しない。
したがって、この放電回路によれば、運転が停止してスイッチＳＷ_２がＯＮになった際に、放電抵抗Ｒ_Ｄに流れる放電電流Ｉ_Ｄによって、放電抵抗Ｒ_Ｄ自身が破断しない程度までその抵抗値を小さくすることができ、平滑コンデンサＣの放電を急速に行うことができる（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、この放電回路では、スイッチＳＷ_１と精度よく同期させてスイッチＳＷ_２のＯＮ／ＯＦＦを行うための放電制御信号を別途設ける必要があり、制御が複雑であった。
また、スイッチＳＷ_１とＳＷ_２の切り替えタイミングがずれて、両方のスイッチがＯＦＦの時間帯が生じた場合、平滑コンデンサＣの接地されていない側の端子が高インピーダンスとなり、感電等の事故が起こりやすい状態となっていた。

図４（Ａ）は、放電抵抗Ｒ_Ｄのみによって放電を行う固定抵抗放電回路を備えた電力変換装置である。この放電回路は、その簡便さから一般的に使用されているものである。
しかしながら、この放電回路では、電力変換装置の運転時（＝スイッチＳＷ_１がＯＮ）に、常に、平滑コンデンサＣの残留電圧Ｅ_Ｃが放電抵抗Ｒ_Ｄに印加されているため、該抵抗により電力損失が発生している。

この運転時の電力損失Ｐ［Ｗ］は、平滑コンデンサＣの残留電圧をＥ_Ｃ［Ｖ］、放電抵抗をＲ_Ｄ［Ω］とすると次式で表すことができる。

また、平滑コンデンサＣの静電容量をＣ［Ｆ］、規定の安全電圧をＶ_Ｃ［Ｖ］、運転停止後、残留電圧Ｅ_Ｃから安全電圧Ｖ_Ｃまでの放電に要する規定の総放電時間をｔ_Ｃ［ｓ］とすると、必要な放電抵抗Ｒ_Ｄ［Ω］は、安全電圧Ｖ_Ｃ［Ｖ］が、

で計算できることから、

となる。
一例として、Ｃ＝１０００［μＦ］、Ｅ_Ｃ＝６００［Ｖ］、Ｖ_Ｃ＝４２［Ｖ］の条件でｔ_Ｃ＝６０［ｓ］（図４（Ｂ）参照）となる放電抵抗Ｒ_Ｄ［Ω］は、式（２）より、

となる。
結局、上記した条件における固定抵抗放電回路の電力損失Ｐ［Ｗ］は、式（１）より、

となる。
つまり、図４（Ａ）に示す放電回路では、運転時は常に、放電抵抗Ｒ_Ｄによる１５．９６［Ｗ］の電力損失が発生している。

続いて、図５（Ａ）を参照して、定電流放電回路を備えた電力変換装置について説明する。この放電回路は、放電抵抗Ｒ_Ｄ、トランジスタＱ、リファレンス電圧Ｅ_Ｒを生成するためのシャント抵抗Ｒ_Ｄ’、および定電流制御回路からなる。
この定電流制御回路は、リファレンス電圧Ｅ_Ｒが一定となるように、つまり、シャント抵抗Ｒ_Ｄ’に流れる放電電流Ｉ_Ｄが一定となるようにトランジスタＱのゲート電圧を制御する。これにより、スイッチＳＷ_１をＯＮ→ＯＦＦに変化させた後の残留電圧Ｅ_Ｃは、図５（Ｂ）に示すように一定の傾きで低下していく。

図５（Ａ）に示す装置において、平滑コンデンサＣの静電容量をＣ［Ｆ］、規定の安全電圧をＶ_Ｃ［Ｖ］、残留電圧Ｅ_Ｃから安全電圧Ｖ_Ｃまでの放電に要する規定の総放電時間をｔ_Ｃ［ｓ］とすると、放電電流Ｉ_Ｄ［Ａ］は、

を変形して、

で表される。
一例として、上記した条件（Ｃ＝１０００［μＦ］、Ｅ_Ｃ＝６００［Ｖ］、Ｖ_Ｃ＝４２［Ｖ］、ｔ_Ｃ＝６０［ｓ］）における放電電流Ｉ_Ｄ［Ａ］は、式（４）より、

となり、結局、図５（Ａ）に示す定電流放電回路による運転時の電力損失Ｐ［Ｗ］は、

より

となる。

以上をまとめると、Ｃ＝１０００［μＦ］、Ｅ_Ｃ＝６００［Ｖ］、Ｖ_Ｃ＝４２［Ｖ］、ｔ_Ｃ＝６０［ｓ］の条件において、図４（Ａ）に示す固定抵抗放電回路では、電力変換装置の運転時に、放電抵抗Ｒ_Ｄによる１５．９６［Ｗ］の電力損失が発生していた。
同様に、図５（Ａ）に示す定電流放電回路では、電力変換装置の運転時に、放電抵抗Ｒ_Ｄ等による５．５８［Ｗ］の電力損失が発生していた。
また、図３（Ａ）に示すスイッチ付きの固定抵抗放電回路では、電力変換装置の運転時の放電抵抗Ｒ_Ｄによる電力損失は発生しないが、スイッチＳＷ_１とＳＷ_２とを精度よく同期して制御するのが困難であった。

特開２００６−１６６４９５号公報 ［図１０］

そこで本発明は、上記した定電流放電回路よりもさらに運転時の電力損失を大幅に低減することができ、しかも、制御が複雑になることを回避することができる放電回路、および該定電力放電回路を備えた電力変換装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る定電力放電回路は、
コンデンサに電荷が充電された状態から、該コンデンサに残留した電荷を、放電抵抗を介して放電する回路であって、前記放電時に、前記コンデンサから放電される放電電流と、前記放電によって低下していく前記残留電圧との積を一定に保つように前記残留電荷の放電を制御し、前記放電電流に起因する前記放電時の電力損失を、前記コンデンサの放電前の電力損失に一致または近づけるようにしたことを特徴とする。

好ましくは、上記定電力放電回路は、ゲート電圧によって、前記放電電流を調整し得るトランジスタと、前記トランジスタによって調整される前記放電電流が流れてリファレンス電圧を出力するシャント抵抗と、前記残留電圧の多寡に応じて予め設定されている複数の放電電流設定値の中から、前記放電時の前記残留電圧に対応して選択された一の放電電流設定値と、前記リファレンス電圧から得られる放電電流とを比較して、前記放電電流が、選択された前記一の放電電流設定値に等しくなるように前記トランジスタのゲート電圧を制御する定電力制御回路と、を備えたことを特徴とする。

また、好ましくは、上記定電力放電回路の前記定電力制御回路は、前記放電時の電力損失が一定となって前記コンデンサの電荷が放電されるときの前記残留電圧に対応して予め設定されている１以上の比較電圧と、前記残留電圧とを比較して、前記残留電圧が前記比較電圧を下回った際に、前記一の放電電流設定値を切り換えることを特徴とする。

また、好ましくは、上記定電力放電回路の前記定電力制御回路は、前記放電時の電力損失が一定となって前記コンデンサの電荷が放電されるときの前記残留電圧に対応して予め設定されている１以上の比較電圧と、前記残留電圧に比例する電圧とを比較して、前記残留電圧に比例する電圧が前記比較電圧を下回った際に、前記一の放電電流設定値を切り換えることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る電力変換装置は、上記定電力放電回路のいずれかが、出力端子間の平滑コンデンサと並列に接続されてなることを特徴とする。

本発明に係る定電力放電回路によれば、図４（Ａ）および図５（Ａ）に示す従来回路に比べて運転時の電力損失を大幅に低減することができる。しかも、制御が複雑となることなく、比較的簡易な回路構成で、運転時の電力損失を低減することができる。
さらに、本発明に係る定電力放電回路によれば、図３（Ａ）に示すスイッチ付きの固定抵抗放電回路で問題となっていた、感電等の事故も起こりにくい。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

図２は、本発明に係る定電力放電回路において、放電時間の経過に伴って変化する平滑コンデンサＣの残留電荷による電圧（以下、単に「残留電圧」と称す）Ｅ_Ｃの波形を示すグラフである。
図２に示すように、本発明では、予め１以上の変節点が設定される。
そして、本発明は、変節点で区切られた区間毎に放電電流の設定値を切り換え、その設定値に基づいて定電流放電を行うことによって、簡易な回路で、運転時の電力損失を抑えながら、理想的な定電力放電に近似した定電力放電を行うものである。

ここで、「運転時」とは、図１に示す回路において、スイッチＳＷ_１が閉じられて（「ＯＮ」状態）、平滑コンデンサＣに電荷が充電されている状態をいい、「放電時」とは、スイッチＳＷ_１が開かれて（「ＯＦＦ」状態）、平滑コンデンサＣに蓄えられた電荷が放電抵抗Ｒ_Ｄを介して放電される状態をいう。
また、「変節点」とは、放電開始から任意の時間が経過した後の、理想的な定電力放電波形（コンデンサから放電される瞬時の放電電流と瞬時の残留電圧との積が一定のまま、放電時間の経過とともにコンデンサの電荷が放電される波形）上の点を意味する。なお、図２では、残留電圧Ｅ_Ｃが５５０［Ｖ］である波形上の点を変節点１、４００［Ｖ］である波形上の点を変節点２、および、２００［Ｖ］である波形上の点を変節点３としている。

上記動作は、図１に示す電力変換装置によって実現される。
すなわち、本発明に係る電力変換装置は定電力放電回路１を備え、定電力放電回路１は、放電回路２、定電力制御回路３、およびモニタ電圧生成回路４からなる。
放電回路２は、放電抵抗Ｒ_Ｄ、トランジスタＱ、およびシャント抵抗Ｒ_Ｄ’からなる。シャント抵抗Ｒ_Ｄ’には放電電流Ｉ_Ｄが流れ、これに比例したリファレンス電圧Ｅ_Ｒが生成される。
モニタ電圧生成回路４は、直列に接続された２つの分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２からなる。分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２は平滑コンデンサＣに対して並列に接続されており、分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２の接続点において、モニタ電圧Ｅ_Ｍが生成されるようになっている。なお、モニタ電圧Ｅ_Ｍは、残留電圧Ｅ_Ｃに比例した電圧であり、次式によって表すことができる。

定電力制御回路３は、主に、残留電圧検出回路５および定電流演算回路６からなる。
残留電圧検出回路５は、変節点１〜ｎ毎に、すなわち、放電時の電力損失が一定となって電荷が放電されるときの残留電圧に対応して予め設定されている第１〜第ｎ比較電圧（図２参照）と、モニタ電圧Ｅ_Ｍの比較を行う。モニタ電圧Ｅ_Ｍは、残留電圧Ｅ_Ｃを分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２で分圧した電圧となっている。また、変節点１〜ｎで区切られた第１〜第ｍ（＝ｎ＋１）の各区間は、それぞれ、残留電圧Ｅ_Ｃの多寡に応じた放電電流設定値Ｉ_Ｄ１〜Ｉ_Ｄｍが予め設定されている。

定電力制御回路３は、前記比較結果に応じて、放電電流設定値Ｉ_Ｄ１〜Ｉ_Ｄｍの中から、流すべき放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊を選択する。
定電流演算回路６は、残留電圧検出回路５によって選択された放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊と、リファレンス電圧Ｅ_Ｒから得られる放電電流Ｉ_Ｄ（シャント抵抗Ｒ_Ｄ’に実際に流れる放電電流）とを比較して、放電電流Ｉ_Ｄが、放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊に等しくなるようにトランジスタＱのゲート電圧を制御する。

上記構成によれば、放電によって徐々に低下する残留電圧Ｅ_Ｃに応じて放電電流Ｉ_Ｄを調整することができる。
そして、残留電圧Ｅ_Ｃと、その残留電圧Ｅ_Ｃに応じて設定される放電電流Ｉ_Ｄの積が一定になるような放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊を選択することによって、簡易な回路で、理想の定電力放電に近似した定電力放電を実現することができる（図２参照）。

次に、本発明に係る定電力放電回路の実施例について説明する。

図２に示すように、本実施例では３つの変節点（ｎ＝３）が設定されており、平滑コンデンサＣの放電が４つの区間（ｍ＝４）に分割されて行われる。
すなわち、スイッチＳＷ_１がＯＮ→ＯＦＦに変化してから第１変節点に至るまでの区間、第１変節点から第２変節点までの区間、第２変節点から第３変節点まで区間、および第３変節点から残留電圧Ｅ_Ｃが規定の安全電圧Ｖ_Ｃに到達するまでの区間を、それぞれ、第１〜第４区間とし、区間毎に予め放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊が設定されている。また、運転時はスイッチＳＷ_１がＯＮ状態となっていることから、第１区間の放電電流設定値Ｉ_Ｄ１が設定される。

本実施例では、平滑コンデンサＣの静電容量は１０００［μＦ］、直流電源Ｅの電圧Ｅ、および時間ｔ＝０［ｓ］における残留電圧Ｅ_Ｃは６００［Ｖ］、規定の安全電圧Ｖ_Ｃは４２［Ｖ］であり、残留電圧Ｅ_Ｃから安全電圧Ｖ_Ｃまでの放電に要する総放電時間ｔ_Ｃを６０［ｓ］とすることを目標とする。

分圧抵抗Ｒ_１は９００ｋ［Ω］、分圧抵抗Ｒ_２は１００ｋ［Ω］で、モニタ電圧Ｅ_Ｍからは残留電圧Ｅ_Ｃの１／１０の電圧がモニタできる。
なお、分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２は放電抵抗Ｒ_Ｄよりも高抵抗で、分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２にはほとんど電流が流れないため、分圧抵抗Ｒ_１、Ｒ_２による電力損失は無視できる程度である。

上記条件において、理想的な定電力放電における電力損失Ｐ［Ｗ］は、

より、

となる。
以下に説明する各区間では、理想的な定電力放電に近似した定電力放電を実現するべく、この電力損失２．９９［Ｗ］がほぼ一定となるような放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊が予め設定され、適宜選択される。

まず、時間ｔ＝０［ｓ］において、平滑コンデンサＣは直流電源Ｅによって十分に充電されているので、残留電圧Ｅ_Ｃは６００［Ｖ］である。ここで、ｔ＝０［ｓ］からｔ＝ｔ_０［ｓ］までが本発明の運転時（スイッチＳＷ_１がＯＮ状態）に相当する。
次に、時間ｔ＝ｔ_０［ｓ］でスイッチＳＷ_１をＯＮ→ＯＦＦに変化すると、直流電源Ｅによる電圧Ｅの印加は遮断される。

放電開始直後の第１区間において、残留電圧検出回路５には、モニタ電圧Ｅ_Ｍ６０［Ｖ］と第１比較電圧５５［Ｖ］が入力される。放電が進み、モニタ電圧Ｅ_Ｍが第１比較電圧を下回ると、第２区間になったと判断される。
つまり、本実施例では、残留電圧Ｅ_Ｃが５５０［Ｖ］になるまでの区間を第１区間としている。電力損失Ｐを一定に保ちつつ、残留電圧Ｅ_Ｃを６００［Ｖ］から５５０［Ｖ］まで放電するのに必要な時間ｔ_１は、

となる。また、このとき、流すべき放電電流Ｉ_Ｄの放電電流設定値Ｉ_Ｄ１は、

となる。
定電流演算回路６は、放電電流Ｉ_Ｄが上記放電電流設定値Ｉ_Ｄ１と等しくなるように、トランジスタＱのゲート電圧を制御する。

式（５）、（６）によって求められた条件によれば、第１区間における電力損失Ｐをほぼ２．９９［Ｗ］に保つことができる。
ただし、厳密には、電力損失Ｐが２．９９［Ｗ］に等しくなるのは、第１区間の中間点、すなわち、残留電圧Ｅ_Ｃが５７５［Ｖ］の場合のみであって、残留電圧Ｅ_Ｃが５７５［Ｖ］よりも高い場合、電力損失Ｐは２．９９［Ｗ］よりもやや高くなる。また、反対に、残留電圧Ｅ_Ｃが５７５［Ｖ］よりも低い場合、電力損失Ｐは２．９９［Ｗ］よりもやや低くなる。なお、後述の第２〜第４区間についても同様であり、電力損失Ｐが２．９９［Ｗ］に等しくなるのは、各区間の中間点における残留電圧の場合のみである。

第１区間の放電によって残留電圧Ｅ_Ｃが低下してモニタ電圧Ｅ_Ｍが第１比較電圧を下回ると、第２区間であると判断される。そして、残留電圧検出回路５には、第１比較電圧に替わって第２比較電圧４０［Ｖ］が入力される。
つまり、本実施例では、残留電圧Ｅ_Ｃが５５０［Ｖ］から４００［Ｖ］になるまでの区間を第２区間としている。式（５）、（６）を用いて計算される、放電に必要な時間ｔ_２、および放電電流設定値Ｉ_Ｄ２は、

となる。

続く第３区間において、残留電圧検出回路５には第３比較電圧２０［Ｖ］が入力される。
つまり、本実施例では、残留電圧Ｅ_Ｃが４００［Ｖ］から２００［Ｖ］になるまでの区間を第３区間としている。式（５）（６）を用いて計算される、放電に必要な時間ｔ_３、および放電電流設定値Ｉ_Ｄ３は、

となる。

最後の第４区間において、残留電圧検出回路５には第４比較電圧４．２［Ｖ］が入力される。つまり、本実施例では、残留電圧Ｅ_Ｃが２００［Ｖ］から規定の安全電圧Ｖ_Ｃである４２［Ｖ］になるまでの区間を第４区間としている。
式（５）、（６）を用いて計算される、放電に必要な時間ｔ_４、および放電電流設定値Ｉ_Ｄ４は、

となる。

以上、第１区間から第４区間をまとめると、表１のようになる。

表１に示すように、本実施例における総放電時間ｔ_Ｃは５９．９１［ｓ］であり、目標であった、６０［ｓ］以内を達成することができた。

また、本発明に係る定電力放電回路において、運転時（スイッチＳＷ_１が閉じられている時）の放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊は、残留電圧Ｅ_Ｃが６００［Ｖ］であることから、表１に示す第１区間の放電電流設定値Ｉ_Ｄ１が選択される。したがって、運転時の電力損失Ｐ［Ｗ］は、

となる。つまり、運転時の電力損失（３．１２［Ｗ］）は、放電時の電力損失（２．９９［Ｗ］前後）に一致するか、または近い値となる。

以上のように、本発明に係る定電力放電回路によれば、放電時に放電抵抗Ｒ_Ｄによる電力損失が一定となるように放電電流Ｉ_Ｄを制御し、放電電流Ｉ_Ｄに起因する放電時の電力損失を、コンデンサの放電前（運転時）の電力損失に一致させるか、または近づけている。このため、図４（Ａ）および図５（Ａ）に示す従来の放電回路と比較して運転時の電力損失を大幅に低減することができる。
具体的には、本発明に係る定電力放電回路の上記条件における運転時の電力損失は約３．１２［Ｗ］であり、図４（Ａ）に示す固定抵抗放電回路（１５．９６［Ｗ］）の約１／５、図５（Ａ）に示す定電流放電回路（５．５８［Ｗ］）の約１／２に低減することができる。

しかも、本発明に係る定電力放電回路によれば、図３（Ａ）に示す従来の放電回路のような、高精度かつ複雑な制御が必要になるのを回避することができる。
また、本発明に係る定電力放電回路では、複数の区間に分けて放電を行い、区間毎に予め設定された電力損失が一定となるような放電電流設定値Ｉ_Ｄ＊の中から、適当な設定値が選択されるようになっている。これにより、理想の定電力放電に近似した定電力放電を、比較的簡易な回路によって実現することができる。

なお、本発明は上記実施例の構成には限定されず、種々の変形例が考えられる。
例えば、変節点数は３つに限定されず、少なくとも１つあればよい。ただし、図２のグラフから理解されるように、変節点の数が多くなるにつれて、より理想の定電力放電に近い放電を行うことができる。これにより、総放電時間を一定に保ちつつ、運転時の電力損失をさらに低減することができる。

また、本発明に係る定電力放電回路において、残留電圧検出回路５は、モニタ電圧生成回路４によって生成されたモニタ電圧Ｅ_Ｍ、すなわち、残留電圧Ｅ_Ｃに比例する電圧を用いて間接的に残留電圧Ｅ_Ｃをモニタするようになっているが、残留電圧Ｅ_Ｃの最大電圧がそれほど高くならないような場合には、モニタ電圧生成回路４を省略し、残留電圧Ｅ_Ｃを直接的にモニタするような構成にすることもできる。これにより、運転時の電力損失を低減しながらも、定電力放電回路の構成を簡素化することができる。

また、本発明に係る定電力放電回路は、所定の時間内に、充電されたコンデンサをある一定の電圧まで放電する様々な装置に適用することができる。

本発明に係る定電力放電回路の回路図である。 本発明に係る定電力放電回路の放電波形のグラフである。 従来の放電回路であるスイッチ付き固定抵抗放電回路を説明する図であって、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は放電波形のグラフである。 従来の放電回路である固定抵抗放電回路を説明する図であって、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は放電波形のグラフである。 従来の放電回路である定電流放電回路を説明する図であって、（Ａ）は回路図、（Ｂ）は放電波形のグラフである。

符号の説明

１ 定電力放電回路
２ 放電回路
３ 定電力制御回路
４ モニタ電圧生成回路
５ 残留電圧検出回路
６ 定電流演算回路
Ｃ 平滑コンデンサ
Ｅ 直流電源
Ｅ_Ｃ 残留電圧
Ｉ_Ｄ 放電電流
Ｐ 電力損失
Ｑ トランジスタ
Ｒ_Ｄ 放電抵抗
Ｒ_Ｄ’ シャント抵抗
Ｒ_１ 分圧抵抗
Ｒ_２ 分圧抵抗
ＳＷ_１ スイッチ
ＳＷ_２ スイッチ

Claims (5)

1. コンデンサに電荷が充電された状態から、該コンデンサに残留した電荷を、放電抵抗を介して放電する回路であって、
   前記放電時に、
   前記コンデンサから放電される放電電流と、前記放電によって低下していく前記コンデンサの残留電荷によって発生する残留電圧との積を一定に保つように前記残留電荷の放電を制御し、
   前記放電電流に起因する前記放電時の電力損失を、前記コンデンサの放電前の電力損失に一致または近づけるようにしたことを特徴とする定電力放電回路。
2. ゲート電圧によって、前記放電電流を調整し得るトランジスタと、
   前記トランジスタによって調整される前記放電電流が流れてリファレンス電圧を出力するシャント抵抗と、
   前記残留電圧の多寡に応じて予め設定されている複数の放電電流設定値の中から、前記放電時の前記残留電圧に対応して選択された一の放電電流設定値と、前記リファレンス電圧から得られる放電電流とを比較して、前記放電電流が、選択された前記一の放電電流設定値に等しくなるように前記トランジスタのゲート電圧を制御する定電力制御回路と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の定電力放電回路。
3. 前記定電力制御回路は、
   前記放電時の電力損失が一定となって前記コンデンサの電荷が放電されるときの前記残留電圧に対応して予め設定されている１以上の比較電圧と、前記残留電圧とを比較して、
   前記残留電圧が前記比較電圧を下回った際に、前記一の放電電流設定値を切り換えることを特徴とする請求項２に記載の定電力放電回路。
4. 前記定電力制御回路は、
   前記放電時の電力損失が一定となって前記コンデンサの電荷が放電されるときの前記残留電圧に対応して予め設定されている１以上の比較電圧と、前記残留電圧に比例する電圧とを比較して、
   前記残留電圧に比例する電圧が前記比較電圧を下回った際に、前記一の放電電流設定値を切り換えることを特徴とする請求項２に記載の定電力放電回路。
5. 請求項２〜４のいずれかに記載の定電力放電回路が、出力端子間の平滑コンデンサと並列に接続されてなることを特徴とする電力変換装置。

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