JP2712911B2 - チョッパ装置 - Google Patents
チョッパ装置Info
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- JP2712911B2 JP2712911B2 JP3211791A JP21179191A JP2712911B2 JP 2712911 B2 JP2712911 B2 JP 2712911B2 JP 3211791 A JP3211791 A JP 3211791A JP 21179191 A JP21179191 A JP 21179191A JP 2712911 B2 JP2712911 B2 JP 2712911B2
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- reactor
- chopper
- current
- voltage
- power supply
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は例えば直流高圧架線を
電源として低圧の電力を供給する車載用補助電源装置等
に使用されるチョッパ装置に関するものである。
電源として低圧の電力を供給する車載用補助電源装置等
に使用されるチョッパ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば三菱電機技報Vol.61， No.
２，1987，P.64〜69に記載されたこの種従来の補助電源
装置におけるチョッパ装置の部分の構成を示す回路図で
ある。なお、この補助電源装置の全体は、架線の直流高
電圧1500Ｖを必要な直流電圧に降圧するチョッパ装置と
この降圧された直流電力を３相 220Ｖの交流電力に変換
するインバータ装置とから構成されている。以下、この
チョッパ装置について説明する。図３において、１は直
流高圧架線が相当する直流電源、２ａおよび２ｂは直流
電源１と並列に接続された入力コンデンサ、３ａ，３ｂ
および４ａ，４ｂはチョッパ部５ａ，５ｂを構成するス
イッチング素子としてのＧＴＯおよびフライホイール動
作を担うダイオードである。このように、入力コンデン
サ２、ＧＴＯ３およびダイオード４を各２個の素子で構
成し、これらを２段カスケード接続したいわゆる２重チ
ョッパ方式を採用しており、電圧、電流のリップルの低
減を図っている。
２，1987，P.64〜69に記載されたこの種従来の補助電源
装置におけるチョッパ装置の部分の構成を示す回路図で
ある。なお、この補助電源装置の全体は、架線の直流高
電圧1500Ｖを必要な直流電圧に降圧するチョッパ装置と
この降圧された直流電力を３相 220Ｖの交流電力に変換
するインバータ装置とから構成されている。以下、この
チョッパ装置について説明する。図３において、１は直
流高圧架線が相当する直流電源、２ａおよび２ｂは直流
電源１と並列に接続された入力コンデンサ、３ａ，３ｂ
および４ａ，４ｂはチョッパ部５ａ，５ｂを構成するス
イッチング素子としてのＧＴＯおよびフライホイール動
作を担うダイオードである。このように、入力コンデン
サ２、ＧＴＯ３およびダイオード４を各２個の素子で構
成し、これらを２段カスケード接続したいわゆる２重チ
ョッパ方式を採用しており、電圧、電流のリップルの低
減を図っている。
【０００３】６および７はリアクトルおよび出力コンデ
ンサで、これらの直列体によりフィルタ８を構成する。
９は出力コンデンサ７に接続された負荷である。10ａお
よび10ｂはそれぞれ入力コンデンサ２ａおよび２ｂの電
流を検出するＣＴである。
ンサで、これらの直列体によりフィルタ８を構成する。
９は出力コンデンサ７に接続された負荷である。10ａお
よび10ｂはそれぞれ入力コンデンサ２ａおよび２ｂの電
流を検出するＣＴである。
【０００４】次に動作について説明する。ＧＴＯ３ａお
よび３ｂが所定の周波数で交互にオンオフすることによ
り、直流電源１の電圧が降圧され、更にフィルタ８によ
って平滑化され一定の直流電圧となって負荷９に電力が
供給される。ところで直流電源１の電圧は通常、一定の
範囲内で変動する。従って、一定の直流出力電圧を得る
ため、上記電圧変動に対してＧＴＯ３の通流率（スイッ
チング周期に対するオン期間の比率）が制御される。
よび３ｂが所定の周波数で交互にオンオフすることによ
り、直流電源１の電圧が降圧され、更にフィルタ８によ
って平滑化され一定の直流電圧となって負荷９に電力が
供給される。ところで直流電源１の電圧は通常、一定の
範囲内で変動する。従って、一定の直流出力電圧を得る
ため、上記電圧変動に対してＧＴＯ３の通流率（スイッ
チング周期に対するオン期間の比率）が制御される。
【０００５】次に保護の動作について説明する。図４
は、ＧＴＯ３を過電流から保護する場合の動作シーケン
スを示すフローチャートである。異常か否か、即ちＧＴ
Ｏ３の電流が過電流か否かはＣＴ10ａおよび10ｂで検出
され、この検出値が一定の設定値以下なら運転が継続さ
れるが設定値を越えると装置を停止する。但し、ここで
は軽故障とみなして一定時間後装置を起動して再運転に
入る。再運転後、一定時間（Ｔ秒間）内に異常（過電
流）が発生するか否かを検出し、なければ正常運転モー
ドに戻るが、Ｔ秒間内に過電流が検出されると再度、装
置を停止し、この段階では重故障とみなして再起動を禁
止する運転ロック動作がなされる。異常の個所が判明し
その原因が除去されリセット指令が出されると、再投入
動作が許可され正常運転モードに復帰する。
は、ＧＴＯ３を過電流から保護する場合の動作シーケン
スを示すフローチャートである。異常か否か、即ちＧＴ
Ｏ３の電流が過電流か否かはＣＴ10ａおよび10ｂで検出
され、この検出値が一定の設定値以下なら運転が継続さ
れるが設定値を越えると装置を停止する。但し、ここで
は軽故障とみなして一定時間後装置を起動して再運転に
入る。再運転後、一定時間（Ｔ秒間）内に異常（過電
流）が発生するか否かを検出し、なければ正常運転モー
ドに戻るが、Ｔ秒間内に過電流が検出されると再度、装
置を停止し、この段階では重故障とみなして再起動を禁
止する運転ロック動作がなされる。異常の個所が判明し
その原因が除去されリセット指令が出されると、再投入
動作が許可され正常運転モードに復帰する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のチョッパ装置は
以上のように構成されており、ＣＴ10が過電流を検出す
ると直ちに装置の運転が停止されることになる。ところ
で、リアクトル６は通常、鉄心をその構成要素とするこ
とから飽和現象が存在し、一定の電流値を越えるとその
鉄心が飽和してリアクトルとしてのリアクタンス値が極
端に低下し回路電流が急増してＣＴ10がこれを検出して
上述した保護動作をすることになる。従って、通常の架
線電圧変動内ではリアクトル６に飽和現象が発生しない
よう、例えば、その鉄心断面積を特別に大きく設定する
等の対策が必要でその分装置が大形化するという問題点
があった。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、保護動作に基づく装置の停止を生
じることなくリアクトルの小形化を実現することができ
るチョッパ装置を得ることを目的とする。
以上のように構成されており、ＣＴ10が過電流を検出す
ると直ちに装置の運転が停止されることになる。ところ
で、リアクトル６は通常、鉄心をその構成要素とするこ
とから飽和現象が存在し、一定の電流値を越えるとその
鉄心が飽和してリアクトルとしてのリアクタンス値が極
端に低下し回路電流が急増してＣＴ10がこれを検出して
上述した保護動作をすることになる。従って、通常の架
線電圧変動内ではリアクトル６に飽和現象が発生しない
よう、例えば、その鉄心断面積を特別に大きく設定する
等の対策が必要でその分装置が大形化するという問題点
があった。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、保護動作に基づく装置の停止を生
じることなくリアクトルの小形化を実現することができ
るチョッパ装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係るチョッパ
装置は、所定の周波数でオンオフされるスイッチング素
子を有するチョッパ部と、このチョッパ部の出力側に接
続されたフイルタを備え、上記フィルタの電流を検出し
てその値がリアクトルの飽和電流未満の所定の値に相当
する値を越えたとき上記スイッチング素子を遮断するよ
うにしたものである。
装置は、所定の周波数でオンオフされるスイッチング素
子を有するチョッパ部と、このチョッパ部の出力側に接
続されたフイルタを備え、上記フィルタの電流を検出し
てその値がリアクトルの飽和電流未満の所定の値に相当
する値を越えたとき上記スイッチング素子を遮断するよ
うにしたものである。
【０００８】
【作用】例えば、直流電源の電圧が上昇してリアクトル
が飽和しそうになっても、完全に飽和に至る前にその電
流が検出されスイッチング素子が遮断されるので、リア
クトルの飽和現象は未然に防止され飽和に伴う回路電流
の異常上昇も防止される。
が飽和しそうになっても、完全に飽和に至る前にその電
流が検出されスイッチング素子が遮断されるので、リア
クトルの飽和現象は未然に防止され飽和に伴う回路電流
の異常上昇も防止される。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例によるチョッパ装
置の構成を示す回路図である。従来の図３の回路に、出
力コンデンサ７の電流を検出するＣＴ11が新たに挿入さ
れている。そして、ＣＴ11の出力は飽和電流検知回路12
に送出され、ここで、出力コンデンサ７の電流が、所定
のしきい値を越えているか否かが判定される。このしき
い値はリアクトル６が完全に飽和に至る直前の所定の値
に相当する値に設定される。検出電流がしきい値を越え
ると飽和電流検知回路12はゲート遮断回路13を駆動して
ＧＴＯ３ａ，３ｂへのゲートパルスを遮断する。
置の構成を示す回路図である。従来の図３の回路に、出
力コンデンサ７の電流を検出するＣＴ11が新たに挿入さ
れている。そして、ＣＴ11の出力は飽和電流検知回路12
に送出され、ここで、出力コンデンサ７の電流が、所定
のしきい値を越えているか否かが判定される。このしき
い値はリアクトル６が完全に飽和に至る直前の所定の値
に相当する値に設定される。検出電流がしきい値を越え
ると飽和電流検知回路12はゲート遮断回路13を駆動して
ＧＴＯ３ａ，３ｂへのゲートパルスを遮断する。
【００１０】これによって、リアクトル６に流れる電流
は減少しＣＴ11の検出電流もしきい値以下となるので、
再び飽和電流検知回路12がゲート遮断回路13を駆動して
ＧＴＯ３ａ，３ｂへのゲートパルスを復帰させる。図２
は以上の動作を示すタイムチャートである。
は減少しＣＴ11の検出電流もしきい値以下となるので、
再び飽和電流検知回路12がゲート遮断回路13を駆動して
ＧＴＯ３ａ，３ｂへのゲートパルスを復帰させる。図２
は以上の動作を示すタイムチャートである。
【００１１】以上の一連のゲート遮断動作により、リア
クトル６の完全な飽和現象は未然に防止され、上記飽和
現象に基づく過電流をＣＴ10ａ，10ｂが検出して装置が
停止するという不具合が解消される。
クトル６の完全な飽和現象は未然に防止され、上記飽和
現象に基づく過電流をＣＴ10ａ，10ｂが検出して装置が
停止するという不具合が解消される。
【００１２】なお、上記実施例では２重チョッパ方式を
採用した装置に適用した場合について説明したが、この
発明はこれに限らず１重チョッパ方式を採用した装置に
も同様に適用することができ同等の効果を奏する。ま
た、上記実施例ではスイッチング素子としてＧＴＯを使
用しているが、パワートランジスタやその他自己ターン
オフ機能をもつ素子を使用してもよい。更に、フィルタ
８の電流を検出するのに、上記実施例ではＣＴ11により
出力コンデンサ７の電流を検出するようにしたが、直流
検出用ＣＴを使用して直接リアクトル６の電流を検出す
るようにしてもよい。また、検出するしきい値に、ヒス
テリシス特性をもたせて動作の安定化を図るようにして
もよい。
採用した装置に適用した場合について説明したが、この
発明はこれに限らず１重チョッパ方式を採用した装置に
も同様に適用することができ同等の効果を奏する。ま
た、上記実施例ではスイッチング素子としてＧＴＯを使
用しているが、パワートランジスタやその他自己ターン
オフ機能をもつ素子を使用してもよい。更に、フィルタ
８の電流を検出するのに、上記実施例ではＣＴ11により
出力コンデンサ７の電流を検出するようにしたが、直流
検出用ＣＴを使用して直接リアクトル６の電流を検出す
るようにしてもよい。また、検出するしきい値に、ヒス
テリシス特性をもたせて動作の安定化を図るようにして
もよい。
【００１３】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、フィルタ用のリアクトルを特別に大きくすること
なく、不要な保護動作に基づく運転の停止が回避され、
装置が小形、軽量、安価となる。
ので、フィルタ用のリアクトルを特別に大きくすること
なく、不要な保護動作に基づく運転の停止が回避され、
装置が小形、軽量、安価となる。
【図１】この発明の一実施例によるチョッパ装置の構成
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図２】図１の装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。
ートである。
【図３】従来のチョッパ装置の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図４】図３の装置の保護動作を示すフローチャートで
ある。
ある。
【符号の説明】 １ 直流電源 ２ａ，２ｂ 入力コンデンサ ３ａ，３ｂ スイッチング素子としてのＧＴＯ ５ａ，５ｂ チョッパ部 ６ リアクトル ７ 出力コンデンサ ８ フィルタ ９ 負荷 11 ＣＴ 12 飽和電流検知回路 13 ゲート遮断回路
Claims (1)
- 【請求項１】 直流高圧架線等の直流電源と並列に接続
される入力コンデンサ、この入力コンデンサの出力側に
接続され、所定の周波数でオンオフされるスイッチング
素子とダイオードとからなるチョッパ部、およびリアク
トルと出力コンデンサとの直列体からなり上記チョッパ
部の出力側に接続されたフィルタを備え、上記出力コン
デンサから負荷への出力を取り出すチョッパ装置におい
て、 上記フィルタの電流を検出し、この検出電流が上記リア
クトルの飽和電流未満の所定の値に相当する値を越えた
とき上記スイッチング素子を遮断するようにしたことを
特徴とするチョッパ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211791A JP2712911B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | チョッパ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211791A JP2712911B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | チョッパ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0556632A JPH0556632A (ja) | 1993-03-05 |
| JP2712911B2 true JP2712911B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=16611672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211791A Expired - Lifetime JP2712911B2 (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | チョッパ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712911B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4523330B2 (ja) | 2004-05-11 | 2010-08-11 | 株式会社リコー | 電源回路及びその電源回路を有する機器 |
| JP5790918B2 (ja) * | 2011-03-28 | 2015-10-07 | 東芝ライテック株式会社 | 電源装置および照明装置 |
| JP6138561B2 (ja) * | 2013-04-15 | 2017-05-31 | ローム株式会社 | 電源回路 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4970129A (ja) * | 1972-11-10 | 1974-07-06 | ||
| JPS51118059A (en) * | 1975-04-09 | 1976-10-16 | Toyo Commun Equip Co Ltd | Switching mode regulator circuit |
| JPS6086087U (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | 三洋電機株式会社 | 電源装置 |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3211791A patent/JP2712911B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556632A (ja) | 1993-03-05 |
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Legal Events
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