JP3821275B2 - スナバエネルギー回生回路 - Google Patents
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- Power Conversion In General (AREA)
Description
【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、Ｃ１→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→Ｓ１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Ｄ１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，Ｃ４…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。
【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、Ｃ１→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→Ｓ１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Ｄ１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，Ｃ４…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)
- 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。
- 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。
Priority Applications (1)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001340792A JP3821275B2 (ja) | 2001-11-06 | 2001-11-06 | スナバエネルギー回生回路 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR101704181B1 (ko) * | 2015-04-02 | 2017-02-07 | 현대자동차주식회사 | 차량용 충전기 |
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- 2001-11-06 JP JP2001340792A patent/JP3821275B2/ja not_active Expired - Fee Related
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