JP3313619B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば加速器で使
用する電磁石に通電する際に用いられる電源装置に係
り、特に交流系統から供給される電力を最小限に抑え
て、変圧器の小型化、並びにシステム運用費用の低減化
を図るようにした電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、例えば加速器で使用する電磁
石に通電する際に用いられる電源においては、ｌ×１０
^-4の高安定・低リプルが要求されるのが一般的である。
そして、このような要求を満足する電源としては、例え
ば制御整流装置とアクティブフィルタとを併用した電源
が使用されている。

【０００３】図１３は、この種の従来の電源装置の構成
例を示すブロック図である。図１３において、１は交流
系統の交流母線、２は交流母線１の系統電圧を所望の交
流電圧に変圧する整流器用変圧器、３は整流器用変圧器
２により変圧された交流電圧を直流電圧に変換する制御
整流装置、４は制御整流装置３の出力部に接続された、
リアクトルＬ、コンデンサＣ１，Ｃ２、および抵抗Ｒで
構成されるパッシブフィルタ、５はアクティブフィル
タ、６は電磁石コイル等の負荷である。

【０００４】一方、７は制御整流装置３を制御する点弧
角の基準を検出するための計器用変圧器、８は制御整流
装置３の出力電圧を検出する直流電圧検出器、９は電源
の出力電流、すなわち負荷電流５２を検出する直流電流
検出器である。

【０００５】また、１０は電流基準５１と直流電流検出
器９からの出力である負荷電流（直流電流）５２との差
を入力して、電流を一定に制御する定電流制御回路（Ａ
ＣＲ）、１１は定電流制御回路１０からの出力と直流電
圧検出器８からの出力との差を入力して、マイナールー
プで高速に電圧を制御する定電圧制御回路（ＡＶＲ）、
１２は定電圧制御回路１１からの出力と計器用変圧器７
からの出力とから、点弧相と点弧タイミングを決定する
位相制御回路（ＰＨＣ）である。

【０００６】図１４は、加速器用電磁石における代表的
な通常の負荷電流パターン（電流通電パターン）を示す
図である。すなわち、図１４に示すように、最大電流値
に対して約１０〜１００％の間をある一定周期で繰り返
し、電流立ち上がり時の高安定・低リプルが要求され
る。そして、このような電源では、最大の電流と電圧で
設計されるが、電流の立ち下がり時の電磁石コイルのエ
ネルギー処理は、抵抗Ｒで損失させるか、交流母線１に
回生するようにしているのが通常の方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来の電源装置においては、平均電力としては最
大電力の半分以下で済むところを、最大電力に合わせて
設計されているため、整流器用変圧器２が大型化してし
まうという問題があった。

【０００８】また、交流系統の交流母線１から供給され
る電力が、周期的に大きく変動するため、システム運用
の費用が高くなってしまうという問題があった。本発明
の目的は、交流系統から供給される電力を最小限に抑え
て、整流器用変圧器を小型化すると共に、システム運用
の費用を低減することが可能な電源装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、系統電圧を所望の交流電圧に変圧する変圧器と、
この変圧器により変圧された交流電圧を直流電圧に変換
する制御整流装置と、この制御整流装置の出力部に並列
接続されたコンデンサと、制御整流装置の正側にアノー
ドが接続された第１の自己消弧形半導体素子と、制御整
流装置の負側にカソードが接続された第２の自己消弧形
半導体素子とを備え、第１の自己消弧形半導体素子のア
ノードと第１のダイオードのカソードとを共通接続し、
第２の自己消弧形半導体素子のカソードと第２のダイオ
ードのアノードとを共通接続し、第１の自己消弧形半導
体素子のカソードと第２のダイオードのカソードとを共
通接続し、第２の自己消弧形半導体素子のアノードと第
１のダイオードのアノードとを共通接続して構成される
電源装置であって、請求項１の発明では、負荷電流の制
御を第１および第２の自己消弧形半導体素子の点弧パル
ス幅を制御することにより行なう第１の制御手段と、制
御整流装置の出力電圧の制御を当該制御整流装置の出力
電圧の平均値検出により行なう第２の制御手段とを備え
ている。

【００１０】従って、請求項１の発明の電源装置におい
ては、負荷電流の制御を各自己消弧形半導体素子の点弧
パルス幅を制御することで行ない、制御整流装置の出力
電圧の制御をその出力電圧の平均値検出で行なうことに
より、制御整流装置の出力部に並列接統されたコンデン
サによって、負荷である電磁石の電流立ち下げ時のエネ
ルギーを一旦コンデンサに充電し、次の電流立ち上げ時
のエネルギーとして再利用することができるため、交流
系統から供給する電力を大幅に低減することができる。

【００１１】また、請求項２の発明では、負荷電流の制
御を第１および第２の自己消弧形半導体素子の点弧パル
ス幅を制御することにより行なう第１の制御手段と、制
御整流装置の出力電圧の制御を当該制御整流装置の出力
電圧のサンプルホールド回路による検出により行なう第
２の制御手段とを備えている。

【００１２】従って、請求項２の発明の電源装置におい
ては、負荷電流の制御を各自己消弧形半導体素子の点弧
パルス幅を制御することで行ない、制御整流装置の出力
電圧の制御をその出力電圧のサンプルホールド回路によ
る検出で行なうことにより、制御整流装置の出力部に並
列接続されたコンデンサによって、負荷である電磁石の
電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサに充電
し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用する
ことができるため、交流系統から供給する電力を大幅に
低減することができる。

【００１３】さらに、請求項３の発明では、負荷電流の
制御を第１および第２の自己消弧形半導体素子の点弧パ
ルス幅を制御することにより行なう第１の制御手段と、
制御整流装置の出力電圧の制御を所定の点弧角で、所定
の繰り返し周期でオン／オフすることにより行なう第２
の制御手段とを備えている。

【００１４】従って、請求項３の発明の電源装置におい
ては、負荷電流の制御を各自己消弧形半導体素子の点弧
パルス幅を制御することで行ない、制御整流装置の出力
電圧の制御を所定の点弧角で、所定の繰り返し周期でオ
ン／オフすることで行なうことにより、制御整流装置の
出力部に並列接続されたコンデンサによって、負荷であ
る電磁石の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデン
サに充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再
利用することができるため、交流系統から供給する電力
を大幅に低減することができる。

【００１５】一方、上記の目的を達成するために、系統
電圧を所望の交流電圧に変圧する第１の変圧器と、この
第１の変圧器により変圧された交流電圧を直流電圧に変
換する第１の制御整流装置と、この第１の制御整流装置
の出力部に並列接続されたコンデンサと、第１の制御整
流装置の正側にアノードが接続された第１の自己消弧形
半導体素子と、第１の制御整流装置の負側にカソードが
接続された第２の自己消弧形半導体素子とを備え、第１
の自己消弧形半導体素子のアノードと第１のダイオード
のカソードとを共通接続し、第２の自己消弧形半導体素
子のカソードと第２のダイオードのアノードとを共通接
続し、第１の自己消弧形半導体素子のカソードと第２の
ダイオードのカソードとを共通接続し、第２の自己消弧
形半導体素子のアノードと前記第１のダイオードのアノ
ードとを共通接続してなる第１の電源装置と、系統電圧
を所望の交流電圧に変圧する第２の変圧器と、この第２
の変圧器により変圧された交流電圧を直流電圧に変換す
る第２の制御整流装置と、この第２の制御整流装置の正
側にアノードが接続された第３の自己消弧形半導体素子
とを備え、第３の自己消弧形半導体素子のカソードと第
３のダイオードのカソードとを共通接続し、第２の制御
整流装置の負側に第３のダイオードのアノードを接続し
てなる第２の電源装置とを備え、第１の電源装置と第２
の電源装置とを出力端で直列接続して構成される電源装
置であって、請求項４の発明では、負荷電流の制御を第
３の自己消弧形半導体素子の点弧パルス幅を制御するこ
とにより行なう第１の制御手段と、第１の制御整流装置
の出力電圧の制御を当該第１の制御整流装置の出力電圧
の平均値検出により行なう第２の制御手段とを備えてい
る。

【００１６】従って、請求項４の発明の電源装置におい
ては、負荷電流の制御を第３の自己消弧形半導体素子の
点弧パルス幅を制御することで行ない、第１の制御整流
装置の出力電圧の制御をその出力電圧の平均値検出で行
なうことにより、第１の制御整流装置の出力部に並列接
続されたコンデンサによって、負荷である電磁石の電流
立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサに充電し、次
の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用することが
できるため、交流系統から供給する電力を大幅に低減す
ることができる。

【００１７】また、請求項５の発明では、負荷電流の制
御を第３の自己消弧形半導体素子の点弧パルス幅を制御
することにより行なう第１の制御手段と、第１の制御整
流装置の出力電圧の制御を当該第１の制御整流装置の出
力電圧のサンプルホールド回路による検出により行なう
第２の制御手段とを備えている。

【００１８】従って、請求項５の発明の電源装置におい
ては、負荷電流の制御を第３の自己消弧形半導体素子の
点弧パルス幅を制御することで行ない、第１の制御整流
装置の出力電圧の制御をその出力電圧のサンプルホール
ド回路による検出で行なうことにより、第１の制御整流
装置の出力部に並列接続されたコンデンサによって、負
荷である電磁石の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コ
ンデンサに充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーと
して再利用することができるため、交流系統から供給す
る電力を大幅に低減することができる。

【００１９】さらに、請求項６の発明では、負荷電流の
制御を第３の自己消弧形半導体素子の点弧パルス幅を制
御することにより行なう第１の制御手段と、第１の制御
整流装置の出力電圧の制御を所定の点弧角で、所定の繰
り返し周期でオン／オフすることにより行なう第２の制
御手段とを備えている。

【００２０】従って、請求項６の発明の電源装置におい
ては、負荷電流の制御を第３の自己消弧形半導体素子の
点弧パルス幅を制御することで行ない、第１の制御整流
装置の出力電圧の制御を所定の点弧角で、所定の繰り返
し周期でオン／オフすることで行なうことにより、第１
の制御整流装置の出力部に並列接続されたコンデンサに
よって、負荷である電磁石の電流立ち下げ時のエネルギ
ーを一旦コンデンサに充電し、次の電流立ち上げ時のエ
ネルギーとして再利用することができるため、交流系統
から供給する電力を大幅に低減することができる。以上
により、交流系統から供給される電力を最小限に抑え
て、変圧器を小型化すると共に、システム運用の費用を
低減することが可能となる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本実施の形態による電源
装置の構成例を示すブロック図であり、図１３と同一部
分については同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００２２】図１において、制御整流装置３の出力部に
は、リアクトル１５を介してコンデンサ１６を並列接続
し、また制御整流装置３の正側には、第１の自己消弧形
半導体素子１３ａのアノードを接続すると共に、制御整
流装置３の負側には、第２の自己消弧形半導体素子１３
ｂのカソードを接続している。

【００２３】さらに、第１の自己消弧形半導体素子１３
ａのアノードと第１のダイオード１４ａのカソードとを
共通接続し、第２の自己消弧形半導体素子１３ｂのカソ
ードと第２のダイオード１４ｂのアノードとを共通接続
し、第１の自己消弧形半導体素子１３ａのカソードと第
２のダイオード１４ｂのカソードとを共通接続し、第２
の自己消弧形半導体素子１３ｂのアノードと第１のダイ
オード１４ａのアノードとを共通接続している。

【００２４】なお、第１，第２の自己消弧形半導体素子
１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオードｌ４ａ，１４
ｂとから、チョッパ回路を構成している。一方、電流基
準５１と直流電流検出器９からの出力である負荷電流５
２との差を入力して、電流を一定に制御する定電流制御
回路（ＡＣＲ）１０と、定電流制御回路１０からの出力
を入力して、パルス幅変調制御により第１，第２の自己
消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂの点弧パルス幅を制御
するパルス幅制御回路（ＰＷＭ）１７とを備え、負荷電
流５２の制御を第１，第２の自己消弧形半導体素子１３
ａ，１３ｂの点弧パルス幅を制御することにより行なう
第１の制御手段を構成している。

【００２５】また、直流電圧検出器８からの出力を入力
してその平均値を検出し、直流電圧５４を出力する平均
値検出回路１８と、電圧基準５３と平均値検出回路１８
からの直流電圧５４との差を入力して、マイナーループ
で高速に電圧を制御する定電圧制御回路（ＡＶＲ）１１
と、定電圧制御回路１１からの出力と計器用変圧器７か
らの出力とから、点弧相と点弧タイミングを決定する位
相制御回路（ＰＨＣ）１２とを備え、制御整流装置３の
出力電圧の制御をその制御整流装置３の出力電圧の平均
値検出により行なう第２の制御手段を構成している。

【００２６】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電源装置の動作について、図２に示すタイムチャート
図を用いて説明する。図１において、第１，第２の自己
消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオ
ードｌ４ａ，１４ｂとから構成されたチョッパ回路で
は、電流基準５１と負荷電流５２のフィードバックによ
り定電流制御が行なわれ、制御整流装置３では、電圧基
準５３と直流電圧５４のフィードバックにより定電圧制
御が行なわれる。

【００２７】すなわち、図２に示すように、負荷電流を
立ち上げる時には、チョッパ回路の第１，第２の自己消
弧形半導体素子１３ａ，１３ｂをパルス幅制御して、高
精度の定電流制御が行なわれる。

【００２８】次に、負荷電流を立ち下げる時には、第
１，第２の自己消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂを完全
にオフし、電流が第１，第２のダイオード１４ａ，１４
ｂに通電される。そして、この時に、負荷のエネルギー
が一旦コンデンサ１６に充電されることになる。

【００２９】さらに、次の負荷電流の立ち上げで、再び
第１，第２の自己消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂのパ
ルス幅制御をすることにより、コンデンサ１６に充電さ
れたエネルギーを再利用することができる。

【００３０】この場合、上記のようにコンデンサ１６の
充放電を繰り返すと、制御整流装置３の直流出力電圧は
変動することになり、定電圧制御回路１１が不安定にな
る可能性があるが、本実施の形態では、平均値検出回路
１８を電圧検出部に設けて、制御整流装置３の出力電圧
の制御をその出力電圧の平均値検出により行なっている
ことにより、定電圧制御回路１１が不安定になるという
不具合の発生を防止することができる。

【００３１】また、仕様値に合わせてチョッパ回路の動
作周波数を高くすることにより、高安定・低リプルを実
現することができる。以上により、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
でき、なおかつ高安定・低リプルを実現することができ
る。

【００３２】上述したように、本実施の形態の電源装置
では、負荷電流５２の制御を第１，第２の自己消弧形半
導体素子１３ａ，１３ｂの点弧パルス幅を制御すること
で行ない、制御整流装置３の出力電圧の制御をその出力
電圧の平均値検出で行なうようにしているので、制御整
流装置３の出力部に並列接続されたコンデンサ１６によ
って、負荷６である電磁石の電流立ち下げ時のエネルギ
ーを一旦コンデンサ１６に充電し、次の電流立ち上げ時
のエネルギーとして再利用することができるため、交流
系統の交流母線１から供給する電力を最小限に抑えるこ
とが可能となる。

【００３３】これにより、整流器用変圧器２を小型化す
ると共に、システム運用の費用を低減することができ
る。 （第２の実施の形態）図３は、本実施の形態による電源
装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分
については同一符号を付してその説明を省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。

【００３４】すなわち、本実施の形態の電源装置は、図
３に示すように、図１における平均値検出回路１８を省
略し、これに代えて、サンプルホールド回路１９を備え
た構成としている。

【００３５】ここで、サンプルホールド回路１９は、直
流電圧検出器８からの出力を入力して、その入力をサン
プルホールドタイミング信号５５に基づいてサンプルホ
ールドし、直流電圧５４を出力するものである。

【００３６】すなわち、このサンプルホールド回路１９
と、前記定電圧制御回路１１と、位相制御回路１２とに
より、制御整流装置３の出力電圧の制御をその制御整流
装置３の出力電圧のサンプルホールド回路１９による検
出により行なう第２の制御手段を構成している。

【００３７】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電源装置の動作について、図４に示すタイムチャート
図を用いて説明する。図３において、第１，第２の自己
消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオ
ードｌ４ａ，１４ｂとから構成されたチョッパ回路で
は、電流基準５１と負荷電流５２のフィードバックによ
り定電流制御が行なわれ、制御整流装置３では、電圧基
準５３と直流電圧５４のフィードバックにより定電圧制
御が行なわれる。

【００３８】すなわち、図４に示すように、負荷電流を
立ち上げる時には、チョッパ回路の第１，第２の自己消
弧形半導体素子１３ａ，１３ｂをパルス幅制御して、高
精度の定電流制御が行なわれる。

【００３９】次に、負荷電流を立ち下げる時には、第
１，第２の自己消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂを完全
にオフし、電流が各ダイオード１４ａ，１４ｂに通電さ
れる。そして、この時に、負荷のエネルギーが一旦コン
デンサ１６に充電されることになる。

【００４０】さらに、次の負荷電流の立ち上げで、再び
第１，第２の自己消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂのパ
ルス幅制御をすることにより、コンデンサ１６に充電さ
れたエネルギーを再利用することができる。

【００４１】この場合、上記のようにコンデンサ１６の
充放電を繰り返すと、制御整流装置３の直流出力電圧は
変動することになり、定電圧制御回路１１が不安定にな
る可能性があるが、本実施の形態では、サンプルホール
ド回路１９を電圧検出部に設けて、制御整流装置３の出
力電圧の制御をその出力電圧のサンプルホールド回路１
９による検出で行なっている、すなわちコンデンサ１６
の充放電による直流出力電圧の変動に対して、サンプル
ホールド回路１９により平準化し、定電圧制御回路１１
が不安定になるという不具合の発生を防止することがで
きる。

【００４２】また、仕様値に合わせてチョッパ回路の動
作周波数を高くすることにより、高安定・低リプルを実
現することができる。以上により、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
でき、なおかつ高安定・低リプルを実現することができ
る。

【００４３】上述したように、本実施の形態の電源装置
では、負荷電流５２の制御を第１，第２の自己消弧形半
導体素子１３ａ，１３ｂの点弧パルス幅を制御すること
で行ない、制御整流装置３の出力電圧の制御をその出力
電圧のサンプルホールド回路１９による検出で行なうよ
うにしているので、制御整流装置３の出力部に並列接続
されたコンデンサ１６によって、負荷６である電磁石の
電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に充
電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用す
ることができるため、交流系統の交流母線１から供給す
る電力を最小限に抑えることが可能となる。

【００４４】これにより、整流器用変圧器２を小型化す
ると共に、システム運用の費用を低減することができ
る。 （第３の実施の形態）図５は、本実施の形態による電源
装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分
については同一符号を付してその説明を省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。

【００４５】すなわち、本実施の形態の電源装置は、図
５に示すように、図１における平均値検出回路１８、お
よび定電圧制御回路１１を省略して、位相制御回路１２
のみを備えた構成としている。

【００４６】ここで、位相制御回路１２は、点弧角信号
５６と、制御整流装置ＯＮ／ＯＦＦ信号５７と、計器用
変圧器７からの出力とから、点弧相と点弧タイミングを
決定する、すなわち点弧角を一定値で動作させるもので
ある。

【００４７】すなわち、この位相制御回路１２により、
制御整流装置３の出力電圧の制御を所定の点弧角で、所
定の繰り返し周期でオン／オフすることにより行なう第
２の制御手段を構成している。

【００４８】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電源装置の動作について、図６に示すタイムチャート
図を用いて説明する。図５において、第１，第２の自己
消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオ
ードｌ４ａ，１４ｂとから構成されたチョッパ回路で
は、電流基準５１と負荷電流５２のフィードバックによ
り定電流制御が行なわれ、制御整流装置３では、所定の
点弧角で、所定の繰り返し周期でオン／オフすることに
より、出力電圧制御が行なわれる。

【００４９】すなわち、図６に示すように、負荷電流を
立ち上げる時には、チョッパ回路の第１，第２の自己消
弧形半導体素子１３ａ，１３ｂをパルス幅制御して、高
精度の定電流制御が行なわれる。

【００５０】次に、負荷電流を立ち下げる時には、各自
己消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂを完全にオフし、電
流が第１，第２のダイオード１４ａ，１４ｂに通電され
る。そして、この時に、負荷のエネルギーが一旦コンデ
ンサ１６に充電されることになる。

【００５１】さらに、次の負荷電流の立ち上げで、再び
第１，第２の自己消弧形半導体素子１３ａ，１３ｂのパ
ルス幅制御をすることにより、コンデンサ１６に充電さ
れたエネルギーを再利用することができる。

【００５２】この場合、上記のようにコンデンサ１６の
充放電を繰り返すと、制御整流装置３の直流出力電圧は
変動することになり、制御整流装置３が不安定になる可
能性があるが、本実施の形態では、コンデンサ１６の充
放電による直流出力電圧の変動に対して定電圧制御を無
くし、ある固定の点弧角信号５６で負荷電流パターンと
同期させた制御整流装置ＯＮ／ＯＦＦ信号５７とを基
に、制御整流装置３の出力電圧制御を行なっていること
により、制御整流装置３を安定動作させて、制御整流装
置３の動作が不安定になるという不具合の発生を防止す
ることができる。

【００５３】また、仕様値に合わせてチョッパ回路の動
作周波数を高くすることにより、高安定・低リプルを実
現することができる。以上により、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
でき、なおかつ高安定・低リプルを実現することができ
る。

【００５４】上述したように、本実施の形態の電源装置
では、負荷電流５２の制御を第１，第２の自己消弧形半
導体素子１３ａ，１３ｂの点弧パルス幅を制御すること
で行ない、制御整流装置３の出力電圧の制御を所定の点
弧角で、所定の繰り返し周期でオン／オフすることで行
なうようにしているので、制御整流装置３の出力部に並
列接続されたコンデンサ１６によって、負荷６である電
磁石の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１
６に充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再
利用することができるため、交流系統の交流母線１から
供給する電力を最小限に抑えることが可能となる。

【００５５】これにより、整流器用変圧器２を小型化す
ると共に、システム運用の費用を低減することができ
る。 （第４の実施の形態）図７は、本実施の形態による電源
装置の構成例を示すブロック図であり、図１３と同一部
分については同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００５６】図７において、制御整流装置（以下、第１
の制御整流装置と称する）３の出力部には、リアクトル
１５を介してコンデンサ１６を並列接続し、また第１の
制御整流装置３の正側には、第１の自己消弧形半導体素
子１３ａのアノードを接続すると共に、第１の制御整流
装置３の負側には、第２の自己消弧形半導体素子１３ｂ
のカソードを接続している。

【００５７】さらに、第１の自己消弧形半導体素子１３
ａのアノードと第１のダイオード１４ａのカソードとを
共通接続し、第２の自己消弧形半導体素子１３ｂのカソ
ードと第２のダイオード１４ｂのアノードとを共通接続
し、第１の自己消弧形半導体素子１３ａのカソードと第
２のダイオード１４ｂのカソードとを共通接続し、第２
の自己消弧形半導体素子１３ｂのアノードと第１のダイ
オード１４ａのアノードとを共通接続している。

【００５８】なお、第１，第２の自己消弧形半導体素子
１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオードｌ４ａ，１４
ｂとからチョッパ回路を構成し、以上により第１の電源
装置を構成している。

【００５９】一方、２０は交流母線１の系統電圧を所望
の交流電圧に変圧する整流器用変圧器（以下、第２の整
流器用変圧器と称し、また前記整流器用変圧器２を以
下、第１の整流器用変圧器と称する）、２１は第２の整
流器用変圧器２０により変圧された交流電圧を直流電圧
に変換する制御整流装置（以下、第２の制御整流装置と
称する）である。

【００６０】また、第２の制御整流装置２１の出力部に
は、リアクトル２６を介してコンデンサ２７を並列接続
し、第２の制御整流装置２１の正側には、第３の自己消
弧形半導体素子２４のアノードを接続すると共に、第２
の制御整流装置２１の負側には、第３の自己消弧形半導
体素子２４のカソードを接続している。

【００６１】さらに、第３の自己消弧形半導体素子２４
のカソードと第３のダイオード２５のカソードとを共通
接続し、第２の制御整流装置２１の負側には、第３のダ
イオード２５のアノードを接続している。

【００６２】なお、第３の自己消弧形半導体素子２４と
第３のダイオード２５とからチョッパ回路を構成し、以
上により第２の電源装置を構成している。そして、上記
第１の電源装置と第２の電源装置とを、その出力端で直
列接続して負荷６である電磁石を通電するように、電源
装置全体を構成している。

【００６３】一方、７は第１の制御整流装置３を制御す
る点弧角の基準を検出するための計器用変圧器、８は第
１の制御整流装置３の出力電圧を検出する直流電圧検出
器、９は電源の出力電流、すなわち負荷電流５２を検出
する直流電流検出器である。

【００６４】また、２２は第２の制御整流装置２１を制
御する点弧角の基準を検出するための計器用変圧器、２
３は第２の制御整流装置２１の出力電圧を検出する直流
電圧検出器である。

【００６５】一方、電流基準５１と直流電流検出器９か
らの出力である負荷電流５２との差を入力して、電流を
一定に制御する定電流制御回路（ＡＣＲ）１０と、定電
流制御回路１０からの出力を入力して、パルス幅変調制
御により第３の自己消弧形半導体素子２４の点弧パルス
幅を制御するパルス幅制御回路（ＰＷＭ）１７とを備
え、負荷電流５２の制御を第３の自己消弧形半導体素子
２４の点弧パルス幅を制御することにより行なう第１の
制御手段を構成している。

【００６６】また、直流電圧検出器８からの出力を入力
してその平均値を検出し、直流電圧５４を出力する平均
値検出回路１８と、電圧基準５３と平均値検出回路１８
からの直流電圧５４との差を入力して、マイナーループ
で高速に電圧を制御する定電圧制御回路（ＡＶＲ）１１
と、定電圧制御回路１１からの出力と計器用変圧器７か
らの出力とから、点弧相と点弧タイミングを決定する位
相制御回路（ＰＨＣ）１２とを備え、第１の制御整流装
置３の出力電圧の制御をその第１の制御整流装置３の出
力電圧の平均値検出により行なう第２の制御手段を構成
している。

【００６７】さらに、電圧基準５８と直流電圧検出器８
からの直流電圧５９との差を入力して、マイナーループ
で高速に電圧を制御する定電圧制御回路（ＡＶＲ）２８
と、定電圧制御回路２８からの出力と計器用変圧器２２
からの出力とから、点弧相と点弧タイミングを決定する
位相制御回路（ＰＨＣ）２９とを備えて、第２の制御整
流装置２１の出力電圧の制御を行なうように構成してい
る。

【００６８】さらにまた、チョッパ回路ＯＮ／ＯＦＦ信
号６０により、第１，第２の自己消弧形半導体素子１３
ａ，１３ｂの制御を行なうように構成している。すなわ
ち、換言すれば、本実施の形態では、前記第１の実施の
形態における基本回路を、エネルギーを充電するための
チョッパ回路と、高安定・低リプルを実現するためのチ
ョッパ回路とに分離した構成としている。

【００６９】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電源装置の動作について、図８に示すタイムチャート
図を用いて説明する。図７において、第３の自己消弧形
半導体素子２４と第３のダイオード２５とから構成され
たチョッパ回路では、電流基準５１と負荷電流５２のフ
ィードバックにより定電流制御が行なわれ、第２の制御
整流装置２１では、電圧基準５８と直流電圧５９のフィ
ードバックにより定電圧制御が行なわれる。

【００７０】また、第１，第２の自己消弧形半導体素子
１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオード１４ａ，１４
ｂとから構成されたチョッパ回路では、チョッパＯＮ／
ＯＦＦ信号６０により、コンデンサ１６への充放電が行
なわれ、第１の制御整流装置３では、電圧基準５３と直
流電圧５４のフィードバックにより定電圧制御が行なわ
れる。

【００７１】すなわち、動作は、前記第１の実施の形態
における場合と同様であるが、図８に示すように、コン
デンサ１６の充放電は、第１，第２の自己消弧形半導体
素子１３ａ，１３ｂを、負荷電流の立ち上げ時にオン
し、負荷電流の立ち下げ時にオフすることで行なわれ
る。

【００７２】この場合、上記のようにコンデンサ１６の
充放電を繰り返すと、第１の制御整流装置３の直流出力
電圧は変動することになり、定電圧制御回路１１が不安
定になる可能性があるが、本実施の形態では、平均値検
出回路１８を電圧検出部に設けて、第１の制御整流装置
３の出力電圧の制御をその出力電圧の平均値検出により
行なっていることにより、定電圧制御回路１１が不安定
になるという不具合の発生を防止することができる。

【００７３】また、仕様値に合わせてチョッパ回路の動
作周波数を高くすることにより、高安定・低リプルを実
現することができる。以上により、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
でき、なおかつ高安定・低リプルを実現することができ
る。

【００７４】上述したように、本実施の形態の電源装置
では、負荷電流５２の制御を第３の自己消弧形半導体素
子２４の点弧パルス幅を制御することで行ない、第１の
制御整流装置３の出力電圧の制御をその出力電圧の平均
値検出で行なうようにしているので、制御整流装置３の
出力部に並列接続されたコンデンサ１６によって、負荷
６である電磁石の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コ
ンデンサ１６に充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギ
ーとして再利用することができるため、交流系統の交流
母線１から供給する電力を最小限に抑えることが可能と
なる。

【００７５】これにより、整流器用変圧器２を小型化す
ると共に、システム運用の費用を低減することができ
る。 （第５の実施の形態）図９は、本実施の形態による電源
装置の構成例を示すブロック図であり、図７と同一部分
については同一符号を付してその説明を省略し、ここで
は異なる部分についてのみ述べる。

【００７６】すなわち、本実施の形態の電源装置は、図
９に示すように、図７における平均値検出回路１８を省
略し、これに代えて、サンプルホールド回路１９を備え
た構成としている。

【００７７】ここで、サンプルホールド回路１９は、直
流電圧検出器８からの出力を入力して、その入力をサン
プルホールドタイミング信号５５に基づいてサンプルホ
ールドし、直流電圧５４を出力するものである。

【００７８】すなわち、このサンプルホールド回路１９
と、前記定電圧制御回路１１と、位相制御回路１２とに
より、第１の制御整流装置３の出力電圧の制御をその第
１の制御整流装置３の出力電圧のサンプルホールド回路
１９による検出により行なう第２の制御手段を構成して
いる。

【００７９】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電源装置の動作について、図１０に示すタイムチャー
ト図を用いて説明する。図９において、第３の自己消弧
形半導体素子２４と第３のダイオード２５とから構成さ
れたチョッパ回路では、電流基準５１と負荷電流５２の
フィードバックにより定電流制御が行なわれ、第２の制
御整流装置２１では、電圧基準５８と直流電圧５９のフ
ィードバックにより定電圧制御が行なわれる。

【００８０】また、第１，第２の自己消弧形半導体素子
１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオード１４ａ，１４
ｂとから構成されたチョッパ回路では、チョッパＯＮ／
ＯＦＦ信号６０により、コンデンサ１６への充放電が行
なわれ、第１の制御整流装置３では、電圧基準５３と直
流電圧５４のフィードバックにより定電圧制御が行なわ
れる。

【００８１】すなわち、動作は、前記第４の実施の形態
における場合と同様であるが、図１０に示すように、コ
ンデンサ１６の充放電は、第１，第２の自己消弧形半導
体素子１３ａ，１３ｂを、負荷電流の立ち上げ時にオン
し、負荷電流の立ち下げ時にオフすることで行なわれ
る。

【００８２】この場合、上記のようにコンデンサ１６の
充放電を繰り返すと、第１の制御整流装置３の直流出力
電圧は変動することになり、定電圧制御回路１１が不安
定になる可能性があるが、本実施の形態では、サンプル
ホールド回路１９を電圧検出部に設けて、第１の制御整
流装置３の出力電圧の制御をその出力電圧のサンプルホ
ールド回路１９による検出で行なっている、すなわちコ
ンデンサ１６の充放電による直流出力電圧の変動に対し
て、サンプルホールド回路１９により平準化し、定電圧
制御回路１１が不安定になるという不具合の発生を防止
することができる。

【００８３】また、仕様値に合わせてチョッパ回路の動
作周波数を高くすることにより、高安定・低リプルを実
現することができる。以上により、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
でき、なおかつ高安定・低リプルを実現することができ
る。

【００８４】上述したように、本実施の形態の電源装置
では、負荷電流５２の制御を第３の自己消弧形半導体素
子２４の点弧パルス幅を制御することで行ない、第１の
制御整流装置３の出力電圧の制御をその出力電圧のサン
プルホールド回路１９による検出で行なうようにしてい
るので、第１の制御整流装置３の出力部に並列接続され
たコンデンサ１６によって、負荷６である電磁石の電流
立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に充電
し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用する
ことができるため、交流系統の交流母線１から供給する
電力を最小限に抑えることが可能となる。

【００８５】これにより、整流器用変圧器２を小型化す
ると共に、システム運用の費用を低減することができ
る。 （第６の実施の形態）図１１は、本実施の形態による電
源装置の構成例を示すブロック図であり、図７と同一部
分については同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

【００８６】すなわち、本実施の形態の電源装置は、図
１１に示すように、図７における平均値検出回路１８、
および定電圧制御回路１１を省略して、位相制御回路１
２のみを備えた構成としている。

【００８７】ここで、位相制御回路１２は、点弧角信号
５６と、制御整流装置ＯＮ／ＯＦＦ信号５７と、計器用
変圧器７からの出力とから、点弧相と点弧タイミングを
決定する、すなわち点弧角を一定値で動作させるもので
ある。

【００８８】すなわち、この位相制御回路１２により、
第１の制御整流装置３の出力電圧の制御を所定の点弧角
で、所定の繰り返し周期でオン／オフすることにより行
なう第２の制御手段を構成している。

【００８９】次に、以上のように構成した本実施の形態
の電源装置の動作について、図１２に示すタイムチャー
ト図を用いて説明する。図１１において、第３の自己消
弧形半導体素子２４と第３のダイオード２５とから構成
されたチョッパ回路では、電流基準５１と負荷電流５２
のフィードバックにより定電流制御が行なわれ、第２の
制御整流装置２１では、電圧基準５８と直流電圧５９の
フィードバックにより定電圧制御が行なわれる。

【００９０】また、第１，第２の自己消弧形半導体素子
１３ａ，１３ｂと第１，第２のダイオード１４ａ，１４
ｂとから構成されたチョッパ回路では、チョッパＯＮ／
ＯＦＦ信号６０により、コンデンサ１６への充放電が行
なわれ、第１の制御整流装置３では、所定の点弧角で、
所定の繰り返し周期でオン／オフすることにより、出力
電圧制御が行なわれる。

【００９１】すなわち、動作は、前記第４の実施の形態
における場合と同様であるが、図１２に示すように、コ
ンデンサ１６の充放電は、第１，第２の自己消弧形半導
体素子１３ａ，１３ｂを、負荷電流の立ち上げ時にオン
し、負荷電流の立ち下げ時にオフすることで行なわれ
る。

【００９２】この場合、上記のようにコンデンサ１６の
充放電を繰り返すと、第１の制御整流装置３の直流出力
電圧は変動することになり、第１の制御整流装置３が不
安定になる可能性があるが、本実施の形態では、コンデ
ンサ１６の充放電による直流出力電圧の変動に対して定
電圧制御を無くし、ある固定の点弧角信号５６で負荷電
流パターンと同期させた制御整流装置ＯＮ／ＯＦＦ信号
５７とを基に、第１の制御整流装置３の出力電圧制御を
行なっていることにより、第１の制御整流装置３を安定
動作させて、第１の制御整流装置３の動作が不安定にな
るという不具合の発生を防止することができる。

【００９３】また、仕様値に合わせてチョッパ回路の動
作周波数を高くすることにより、高安定・低リプルを実
現することができる。以上により、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
でき、なおかつ高安定・低リプルを実現することができ
る。

【００９４】上述したように、本実施の形態の電源装置
では、負荷電流５２の制御を第３の自己消弧形半導体素
子２４の点弧パルス幅を制御することで行ない、第１の
制御整流装置３の出力電圧の制御を所定の点弧角で、所
定の繰り返し周期でオン／オフすることで行なうように
しているので、第１の制御整流装置３の出力部に並列接
続されたコンデンサ１６によって、負荷６である電磁石
の電流立ち下げ時のエネルギーを一旦コンデンサ１６に
充電し、次の電流立ち上げ時のエネルギーとして再利用
することができるため、交流系統の交流母線１から供給
する電力を最小限に抑えることが可能となる。これによ
り、整流器用変圧器２を小型化すると共に、システム運
用の費用を低減することができる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、負
荷である電磁石に通電している際のエネルギーを再利用
できるため、交流系統から供給される電力を最小限に抑
えて、変圧器を小型化すると共に、システム運用の費用
を低減することが可能な電源装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電源装置の第１の実施の形態を示
すブロック図。

【図２】同第１の実施の形態の電源装置における動作を
説明するためのタイムチャート図。

【図３】本発明による電源装置の第２の実施の形態を示
すブロック図。

【図４】同第２の実施の形態の電源装置における動作を
説明するためのタイムチャート図。

【図５】本発明による電源装置の第３の実施の形態を示
すブロック図。

【図６】同第３の実施の形態の電源装置における動作を
説明するためのタイムチャート図。

【図７】本発明による電源装置の第４の実施の形態を示
すブロック図。

【図８】同第４の実施の形態の電源装置における動作を
説明するためのタイムチャート図。

【図９】本発明による電源装置の第５の実施の形態を示
すブロック図。

【図１０】同第５の実施の形態の電源装置における動作
を説明するためのタイムチャート図。

【図１１】本発明による電源装置の第６の実施の形態を
示すブロック図。

【図１２】同第６の実施の形態の電源装置における動作
を説明するためのタイムチャート図。

【図１３】従来の電源装置の構成例を示すブロック図。

【図１４】加速器用電磁石における代表的な負荷電流パ
ターンを示す図。

【符号の説明】

１…交流母線、 ２…（第１の）整流器用変圧器、 ３…（第１の）制御整流装置、 ４…パッシブフィルタ、 ５…アクティブフィルタ、 ６…負荷、 ７…計器用変圧器、 ８…直流電圧検出器、 ９…直流電流検出器、 １０…定電流制御回路、 １１…定電圧制御回路、 １２…位相制御回路、 １３ａ…第１の自己消弧形半導体素子、 １３ｂ…第２の自己消弧形半導体素子、 １４ａ…第１のダイオード、 １４ｂ…第２のダイオード、 １５…リアクトル、 １６…コンデンサ、 １７…パルス幅制御回路、 １８…平均値検出回路、 １９…サンプルホールド回路、 ２０…第２の整流器用変圧器、 ２１…第２の制御整流装置、 ２２…計器用変圧器、 ２３…直流電圧検出器、 ２４…第３の自己消弧形半導体素子、 ２５…第３のダイオード、 ２６…リアクトル、 ２７…コンデンサ、 ２８…定電圧制御回路、 ２９…位相制御回路、 ５１…電流基準、 ５２…負荷電流、 ５３…電圧基準、 ５４…直流電圧、 ５５…サンプルホールドタイミング信号、 ５６…点弧角信号、 ５７…制御整流装置ＯＮ／ＯＦＦ信号、 ５８…電圧基準、 ５９…直流電圧、 ６０…チョッパＯＮ／ＯＦＦ信号。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05H 7/04 H02M 7/155

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する変
   圧器と、この変圧器により変圧された交流電圧を直流電
   圧に変換する制御整流装置と、この制御整流装置の出力
   部に並列接続されたコンデンサと、前記制御整流装置の
   正側にアノードが接続された第１の自己消弧形半導体素
   子と、前記制御整流装置の負側にカソードが接続された
   第２の自己消弧形半導体素子とを備え、 前記第１の自己消弧形半導体素子のアノードと第１のダ
   イオードのカソードとを共通接続し、前記第２の自己消
   弧形半導体素子のカソードと第２のダイオードのアノー
   ドとを共通接続し、前記第１の自己消弧形半導体素子の
   カソードと前記第２のダイオードのカソードとを共通接
   続し、前記第２の自己消弧形半導体素子のアノードと前
   記第１のダイオードのアノードとを共通接続して構成さ
   れる電源装置であって、 負荷電流の制御を前記第１および第２の自己消弧形半導
   体素子の点弧パルス幅を制御することにより行なう第１
   の制御手段と、 前記制御整流装置の出力電圧の制御を当該制御整流装置
   の出力電圧の平均値検出により行なう第２の制御手段
   と、 を備えて成ることを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する変
   圧器と、この変圧器により変圧された交流電圧を直流電
   圧に変換する制御整流装置と、この制御整流装置の出力
   部に並列接続されたコンデンサと、前記制御整流装置の
   正側にアノードが接続された第１の自己消弧形半導体素
   子と、前記制御整流装置の負側にカソードが接続された
   第２の自己消弧形半導体素子とを備え、 前記第１の自己消弧形半導体素子のアノードと第１のダ
   イオードのカソードとを共通接続し、前記第２の自己消
   弧形半導体素子のカソードと第２のダイオードのアノー
   ドとを共通接続し、前記第１の自己消弧形半導体素子の
   カソードと前記第２のダイオードのカソードとを共通接
   続し、前記第２の自己消弧形半導体素子のアノードと前
   記第１のダイオードのアノードとを共通接続して構成さ
   れる電源装置であって、 負荷電流の制御を前記第１および第２の自己消弧形半導
   体素子の点弧パルス幅を制御することにより行なう第１
   の制御手段と、 前記制御整流装置の出力電圧の制御を当該制御整流装置
   の出力電圧のサンプルホールド回路による検出により行
   なう第２の制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電源装置。
3. 【請求項３】 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する変
   圧器と、この変圧器により変圧された交流電圧を直流電
   圧に変換する制御整流装置と、この制御整流装置の出力
   部に並列接続されたコンデンサと、前記制御整流装置の
   正側にアノードが接続された第１の自己消弧形半導体素
   子と、前記制御整流装置の負側にカソードが接続された
   第２の自己消弧形半導体素子とを備え、 前記第１の自己消弧形半導体素子のアノードと第１のダ
   イオードのカソードとを共通接続し、前記第２の自己消
   弧形半導体素子のカソードと第２のダイオードのアノー
   ドとを共通接続し、前記第１の自己消弧形半導体素子の
   カソードと前記第２のダイオードのカソードとを共通接
   続し、前記第２の自己消弧形半導体素子のアノードと前
   記第１のダイオードのアノードとを共通接続して構成さ
   れる電源装置であって、 負荷電流の制御を前記第１および第２の自己消弧形半導
   体素子の点弧パルス幅を制御することにより行なう第１
   の制御手段と、 前記制御整流装置の出力電圧の制御を所定の点弧角で、
   所定の繰り返し周期でオン／オフすることにより行なう
   第２の制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電源装置。
4. 【請求項４】 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する第
   １の変圧器と、この第１の変圧器により変圧された交流
   電圧を直流電圧に変換する第１の制御整流装置と、この
   第１の制御整流装置の出力部に並列接続されたコンデン
   サと、前記第１の制御整流装置の正側にアノードが接続
   された第１の自己消弧形半導体素子と、前記第１の制御
   整流装置の負側にカソードが接続された第２の自己消弧
   形半導体素子とを備え、前記第１の自己消弧形半導体素
   子のアノードと第１のダイオードのカソードとを共通接
   続し、前記第２の自己消弧形半導体素子のカソードと第
   ２のダイオードのアノードとを共通接続し、前記第１の
   自己消弧形半導体素子のカソードと前記第２のダイオー
   ドのカソードとを共通接続し、前記第２の自己消弧形半
   導体素子のアノードと前記第１のダイオードのアノード
   とを共通接続してなる第１の電源装置と、 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する第２の変圧器と、
   この第２の変圧器により変圧された交流電圧を直流電圧
   に変換する第２の制御整流装置と、この第２の制御整流
   装置の正側にアノードが接続された第３の自己消弧形半
   導体素子とを備え、前記第３の自己消弧形半導体素子の
   カソードと第３のダイオードのカソードとを共通接続
   し、前記第２の制御整流装置の負側に前記第３のダイオ
   ードのアノードを接続してなる第２の電源装置とを備
   え、 前記第１の電源装置と第２の電源装置とを出力端で直列
   接続して構成される電源装置であって、 負荷電流の制御を前記第３の自己消弧形半導体素子の点
   弧パルス幅を制御することにより行なう第１の制御手段
   と、 前記第１の制御整流装置の出力電圧の制御を当該第１の
   制御整流装置の出力電圧の平均値検出により行なう第２
   の制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電源装置。
5. 【請求項５】 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する第
   １の変圧器と、この第１の変圧器により変圧された交流
   電圧を直流電圧に変換する第１の制御整流装置と、この
   第１の制御整流装置の出力部に並列接続されたコンデン
   サと、前記第１の制御整流装置の正側にアノードが接続
   された第１の自己消弧形半導体素子と、前記第１の制御
   整流装置の負側にカソードが接続された第２の自己消弧
   形半導体素子とを備え、前記第１の自己消弧形半導体素
   子のアノードと第１のダイオードのカソードとを共通接
   続し、前記第２の自己消弧形半導体素子のカソードと第
   ２のダイオードのアノードとを共通接続し、前記第１の
   自己消弧形半導体素子のカソードと前記第２のダイオー
   ドのカソードとを共通接続し、前記第２の自己消弧形半
   導体素子のアノードと前記第１のダイオードのアノード
   とを共通接続してなる第１の電源装置と、 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する第２の変圧器と、
   この第２の変圧器により変圧された交流電圧を直流電圧
   に変換する第２の制御整流装置と、この第２の制御整流
   装置の正側にアノードが接続された第３の自己消弧形半
   導体素子とを備え、前記第３の自己消弧形半導体素子の
   カソードと第３のダイオードのカソードとを共通接続
   し、前記第２の制御整流装置の負側に前記第３のダイオ
   ードのアノードを接続してなる第２の電源装置とを備
   え、 前記第１の電源装置と第２の電源装置とを出力端で直列
   接続して構成される電源装置であって、 負荷電流の制御を前記第３の自己消弧形半導体素子の点
   弧パルス幅を制御することにより行なう第１の制御手段
   と、 前記第１の制御整流装置の出力電圧の制御を当該第１の
   制御整流装置の出力電圧のサンプルホールド回路による
   検出により行なう第２の制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電源装置。
6. 【請求項６】 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する第
   １の変圧器と、この第１の変圧器により変圧された交流
   電圧を直流電圧に変換する第１の制御整流装置と、この
   第１の制御整流装置の出力部に並列接続されたコンデン
   サと、前記第１の制御整流装置の正側にアノードが接続
   された第１の自己消弧形半導体素子と、前記第１の制御
   整流装置の負側にカソードが接続された第２の自己消弧
   形半導体素子とを備え、前記第１の自己消弧形半導体素
   子のアノードと第１のダイオードのカソードとを共通接
   続し、前記第２の自己消弧形半導体素子のカソードと第
   ２のダイオードのアノードとを共通接続し、前記第１の
   自己消弧形半導体素子のカソードと前記第２のダイオー
   ドのカソードとを共通接続し、前記第２の自己消弧形半
   導体素子のアノードと前記第１のダイオードのアノード
   とを共通接続してなる第１の電源装置と、 系統電圧を所望の交流電圧に変圧する第２の整流器用変
   圧器と、この第２の整流器用変圧器により変圧された交
   流電圧を直流電圧に変換する第２の制御整流装置と、こ
   の第２の制御整流装置の正側にアノードが接続された第
   ３の自己消弧形半導体素子とを備え、前記第３の自己消
   弧形半導体素子のカソードと第３のダイオードのカソー
   ドとを共通接続し、前記第２の制御整流装置の負側に前
   記第３のダイオードのアノードを接続してなる第２の電
   源装置とを備え、 前記第１の電源装置と第２の電源装置とを出力端で直列
   接続して構成される電源装置であって、 負荷電流の制御を前記第３の自己消弧形半導体素子の点
   弧パルス幅を制御することにより行なう第１の制御手段
   と、 前記第１の制御整流装置の出力電圧の制御を所定の点弧
   角で、所定の繰り返し周期でオン／オフすることにより
   行なう第２の制御手段と、 を備えて成ることを特徴とする電源装置。