JP4582645B2 - Multi-parallel chopper device - Google Patents
Multi-parallel chopper device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4582645B2 JP4582645B2 JP2005191143A JP2005191143A JP4582645B2 JP 4582645 B2 JP4582645 B2 JP 4582645B2 JP 2005191143 A JP2005191143 A JP 2005191143A JP 2005191143 A JP2005191143 A JP 2005191143A JP 4582645 B2 JP4582645 B2 JP 4582645B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductor
- negative
- positive
- unit
- common
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 146
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 18
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 18
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 18
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
本発明は、単位チョッパを複数台並列接続させて負荷に直流を給電する多並列チョッパ装置に関する。 The present invention relates to a multi-parallel chopper device in which a plurality of unit choppers are connected in parallel to supply direct current to a load.
例えば、直流電圧を所望の直流電圧に変換するチョッパ構成の電源において、負荷に大電流を給電する場合には、スイッチング素子とダイオードとで構成される単位チョッパを多並列接続して多並列チョッパ装置を構成し、負荷電流を分担させることにより単位チョッパ1台あたりの通電電流を規定値以内としながら、複数台の単位チョッパを並列運転する。また低リプル化を図るため単位チョッパの各オンオフ動作には位相差を設け、所謂多重チョッパの構成とするのが一般的である。また、このような多重チョッパにおいては、各単位チョッパ間の電位差に起因する横流を抑制する目的で、各単位チョッパの出力側に横流抑制リアクトルを挿入し、他相からの横流を抑制する回路構成が用いられる。 For example, in a power supply having a chopper configuration that converts a DC voltage into a desired DC voltage, when supplying a large current to a load, a multi-parallel chopper device in which unit choppers composed of switching elements and diodes are connected in parallel. The unit chopper is operated in parallel while the energizing current per unit chopper is within the specified value by sharing the load current. In order to reduce ripples, a phase difference is generally provided in each on / off operation of the unit chopper so as to form a so-called multiple chopper. In addition, in such a multi-chopper, a circuit configuration for suppressing a cross current from another phase by inserting a cross current suppression reactor on the output side of each unit chopper for the purpose of suppressing a cross current caused by a potential difference between the unit choppers. Is used.
以上のような多並列チョッパ装置においては、全ての単位チョッパ間の電流バランスを均等にすることが、最も単位チョッパの台数が少なく、負荷に大電流を供給することが可能となるため、コスト的にも、また装置の小型化という意味でも有利となる。しかしながら、各単位チョッパに同一の部品を用いても、各々の単位チョッパの配線路の差等に起因するインピーダンスのばらつきにより、各単位チョッパの出力電流がアンバランスになるという問題がある。各単位チョッパの出力電流がアンバランスになると、電流が過大となった単位チョッパのために全体としての出力容量が低下する不具合や出力リプルが増大するという不具合を生ずる。 In the multi-parallel chopper device as described above, equalizing the current balance among all unit choppers is the least in number of unit choppers and can supply a large current to the load. Moreover, it is also advantageous in terms of downsizing the apparatus. However, even if the same parts are used for each unit chopper, there is a problem that the output current of each unit chopper becomes unbalanced due to impedance variations caused by differences in wiring paths of the unit choppers. When the output current of each unit chopper becomes unbalanced, there arises a problem that the output capacity as a whole decreases due to the unit chopper in which the current is excessive, and that output ripple increases.
この出力電流のアンバランスを解消するため、異なる単位チョッパ毎の電流偏差を検出し、この偏差を零にするように各単位チョッパの通流率を制御する提案が為されている(例えば特許文献1参照。)。
特許文献1に記載されているように、単位チョッパ毎に電流検出器を設け、この検出電流を用いてフィードバック制御を行うことによりアンバランスを補正することは可能であるが、検出機器が単位チョッパの台数分必要になるばかりでなく、制御部も複雑化する欠点がある。 As described in Patent Document 1, it is possible to correct the imbalance by providing a current detector for each unit chopper and performing feedback control using this detected current. This is not only necessary for the number of units, but also has the disadvantage of complicating the control unit.
また多並列チョッパ装置における各単位チョッパへの主回路配線は、各単位チョッパを入力2端子、出力2端子を有するユニットと見做し、共通の直流電源から入力側の分岐点までは共通配線し、入力側の分岐点から各単位チョッパの入力端子までを各々分岐配線し、出力側についても同様の配線を行うのが通常であった。尚、出力側に上述の横流抑制リアクトルを配置する場合は横流抑制リアクトルの出力側に分岐点を設けていた。 Also, the main circuit wiring to each unit chopper in a multi-parallel chopper device is regarded as a unit having two input terminals and two output terminals, and common wiring from the common DC power supply to the input branch point is used. In general, branch wiring is performed from the branch point on the input side to the input terminal of each unit chopper, and the same wiring is performed on the output side. In addition, when arrange | positioning the above-mentioned cross current suppression reactor on the output side, the branch point was provided in the output side of the cross current suppression reactor.
しかしながら、上記のような通常の配線では、負側の配線が直流電源側と、負荷側が共通化されているため、各チョッパ間の負側で電流が環流する経路が形成さることになり、電位差によって、他相からの電流が回り込んで環流電流が流れ、電流アンバランスが発生し易いことに加え、この環流電流によって磁界を発生させるため、電流アンバランスが増加し、また他計器に対して誤動作を引き起こすなどの問題があった。特に多重チョッパでは個々の単位チョッパのスイッチングのタイミングが異なるため、単位チョッパ間の電位変動が生じ、この環流電流が流れ易くなり、単位チョッパ間に電流アンバランスが生じるという問題が顕著であった。尚上記問題は、各単位チョッパの負側の入力端子と負側の出力端子を共通化して3端子のユニットとした場合も全く同様に生じる。 However, in the normal wiring as described above, since the negative wiring is shared between the DC power supply side and the load side, a path for current to circulate on the negative side between the choppers is formed. As a result, current from the other phase circulates and flows through, and current imbalance easily occurs. In addition, a magnetic field is generated by this current, resulting in an increase in current imbalance. There were problems such as causing malfunctions. In particular, in the multi-chopper, the switching timing of individual unit choppers is different, so that a potential fluctuation occurs between the unit choppers, the circulating current easily flows, and a problem of current imbalance between the unit choppers is remarkable. The above problem also occurs in the same manner when each unit chopper has a negative input terminal and a negative output terminal in common to form a three-terminal unit.
本発明は上記問題に鑑み為されたもので、比較的簡単な構成で各単位チョッパの出力電流をバランスすることが可能な多並列チョッパ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a multi-parallel chopper device capable of balancing output currents of unit choppers with a relatively simple configuration.
上記目的を達成するため、本発明の第1の発明は、共通の直流電源の正側に接続され、そのオンオフ動作により共通の負荷に直流を供給するスイッチング素子と、前記直流電源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流するように接続されたダイオードとで構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台と、前記N台の単位チョッパの夫々の出力側に直列に設けられた横流抑制リアクトルとを備えた多並列チョッパ装置において、前記直流電源から各々の前記単位チョッパに分岐する正及び負の入力分岐点までは第1の共通導体で配線し、前記入力分岐点から各々の前記単位チョッパへは、各々の配線インピーダンスが等しくなるような第1の独立導体で配線し、前記負荷から前記各々の横流抑制リアクトルの出力側に分岐する正及び負の出力分岐点までは第2の共通導体で配線し、前記正の出力分岐点から前記各々の横流抑制リアクトルの出力までは第2の独立導体で配線し、前記負の出力分岐点から、負側の前記第1の共通導体に直接配線接続するようにしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a switching element connected to a positive side of a common DC power source and supplying a DC to a common load by the on / off operation, and a negative side of the DC power source. Unit choppers N (N is an integer of 2 or more) composed of diodes connected so as to flow to the output side of the switching elements and the output sides of the N unit choppers are provided in series. In the multi-parallel chopper device provided with the cross current suppressing reactor, the positive and negative input branch points branched from the DC power source to each of the unit choppers are wired with a first common conductor, and from the input branch point Each unit chopper is wired with a first independent conductor so that each wiring impedance becomes equal, and a positive branch that branches from the load to the output side of each cross current suppressing reactor. From the positive output branch point to the output of each of the cross current suppression reactors, and from the negative output branch point to the negative output branch point. The first common conductor on the negative side is directly connected to the wiring.
また、本発明の第2の発明は、共通の直流電源の正側に接続され、そのオンオフ動作により共通の負荷に直流を供給するスイッチング素子と、前記直流電源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流するように接続されたダイオードとで構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台と、前記N台の単位チョッパの夫々の出力側に直列に設けられた横流抑制リアクトルとを備えた多並列チョッパ装置において、前記直流電源から各々の前記単位チョッパの入力側に設けられた第3の共通導体までは第1の共通導体で配線し、前記第3の共通導体から前記各々の単位チョッパへは、各々の配線インピーダンスが等しくなるような第1の独立導体で配線し、前記負荷から前記各々の横流抑制リアクトルの出力側に分岐する正及び負の出力分岐点までは第2の共通導体で配線し、前記正の出力分岐点から前記各々の横流抑制リアクトルの出力までは第2の独立導体で配線し、前記負の出力分岐点から、負側の前記第1の共通導体に直接配線接続するようにしたことを特徴としている。 The second aspect of the present invention is a switching element connected to the positive side of a common DC power supply and supplying a DC to a common load by its on / off operation, and an output of the switching element from the negative side of the DC power supply. A unit chopper N (N is an integer of 2 or more) units composed of diodes connected so as to flow to the side, and a cross current suppressing reactor provided in series on the output side of each of the N unit choppers In the multi-parallel chopper device, the first common conductor is wired from the DC power source to the third common conductor provided on the input side of each unit chopper, and the third common conductor is connected to the third common conductor. Each unit chopper is wired with a first independent conductor so that each wiring impedance becomes equal, and the positive and negative outputs branching from the load to the output side of each cross current suppressing reactor. The second common conductor is wired up to the branch point, the second independent conductor is wired from the positive output branch point to the output of each of the cross current suppressing reactors, and the negative output branch point is connected to the negative side of the negative output branch point. A direct wiring connection is made to the first common conductor.
本発明によれば、各単位チョッパに発生する電位差の影響をなくし、また、各単位チョッパ間の負側の配線に環流電流が流れない構成としたので、比較的簡単な構成で各単位チョッパの出力電流をバランスすることが可能な多並列チョッパ装置を提供することができる。 According to the present invention, the influence of the potential difference generated in each unit chopper is eliminated, and the circulating current does not flow through the negative wiring between the unit choppers. Therefore, each unit chopper has a relatively simple configuration. A multi-parallel chopper device capable of balancing output currents can be provided.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係る多並列チョッパ装置の回路構成図である。 FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a multi-parallel chopper device according to Embodiment 1 of the present invention.
共通の直流電源1からN台の単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nに並列に直流電力を供給している。N台の単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nは、直流電源1の正側に接続され、そのオンオフ動作により通流率を制御して夫々の単位チョッパの直流出力の大きさを制御するためのスイッチング素子3A、3B、・・・、3Nと、直流電源1の負側からスイッチング素子3A、3B、・・・、3Nの出力側に通流する方向に還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nが夫々接続された構成となっている。そしてスイッチング素子3A、3B、・・・、3Nの出力である負極側は、夫々横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nを介して並列に接続され、抵抗とリアクトルで構成される負荷6に所望の直流電力を供給している。以下、図1における各機器間の配線の詳細について説明する。
DC power is supplied in parallel to
直流電源1の正極から正側導体7Pで正側分岐点Aまで配線し、同様に直流電源1の負極から負側導体7Nで負側分岐点Bまで配線する。そして、正側分岐点Aから、スイッチング素子3A、3B、・・・、3Nの入力側に正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNにより夫々配線する。同様に負側分岐点Bから、還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nのアノード側に負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNにより夫々配線する。ここで、正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNの各配線インピーダンスが互いにに等しくなるようにし、また、負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNの各配線インピーダンスも互いに等しくなるようにする。
Wiring is performed from the positive electrode of the DC power source 1 to the positive branch point A by the
スイッチング素子3A、3B、・・・、3Nの出力は、夫々横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nを介し、夫々正側分岐導体9PA、9PB、・・・、9PNにより出力分岐点Cに配線接続される。そして、出力分岐点Cから負荷6の正側端子近傍まで正側導体10Pで配線する。出力側の負側配線は、入力側の負側分岐点Bから分岐導体11で分岐点Dまで直接配線し、分岐点Dから負荷6の負側端子近傍まで負側導体10Nで配線する。
The outputs of
尚、上記において分岐点Dは負側導体10Nと分岐導体11の接続点であり、この接続点から物理的に配線が分岐している訳ではない。しかしながら、負荷6側から見て、正側導体10Pと負側導体10Nとで形成される共通導体のうち、正側導体10Pが分岐点Cで各々の横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nに配線分岐され、これに伴って負側導体10Nが分岐導体11に接続されているので、本明細書においてはこの接続点を敢えて分岐点Dと呼称する。
In the above, the branch point D is a connection point between the
以上の構成における作用効果について以下説明する。 The effects of the above configuration will be described below.
まず上述の通り、正側分岐点Aから、スイッチング素子3A、3B、・・・、3Nの入力側に夫々配線する正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNの各配線インピーダンスが互いにに等しくなるようにし、また負側分岐点Bから、還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nのアノード側に夫々配線する負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNの各配線インピーダンスが互いにに等しくなるようにしたので、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの入力側のインピーダンスは互いに等しくなる。
First, as described above, the wiring impedances of the positive branch conductors 8PA, 8PB,..., 8PN wired from the positive branch point A to the input side of the
一方、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの出力側のインピーダンスについて考えると、出力側の正側分岐導体9PA、9PB、・・・、9PNの各インピーダンスが互いに等しくなるように選定していないため、一見アンバランスとなるように見えるが、正側分岐導体9PA、9PB、・・・、9PNのうち最長となる正側分岐導体のインピーダンスが、横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nのインピーダンスに比べて無視できる程度に小さければ、各正側分岐導体9PA、9PB、・・・、9PNのインピーダンス誤差は無視できるので、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの出力側のインピーダンスも互いに等しくなる。
On the other hand, considering the impedance on the output side of each
また、負の出力側の分岐点Dから各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの負側出力への配線を、各々配線することなく、負の入力分岐点Bに分岐導体11で直接配線したので、従来のように単位チョッパの負側に還流電流が流れるループができず、僅かな電位差で生ずる還流電流は流れない。
Further, the wiring from the branch point D on the negative output side to the negative outputs of the
以上のようにして、本発明に係る多並列チョッパ装置によれば、配線による電流アンバランスを除去することが可能となる。 As described above, according to the multi-parallel chopper device of the present invention, it is possible to remove current imbalance due to wiring.
尚、入力側の正側導体7Pと負側導体7Nを平行導体とすれば、直流電源から多並列チョッパ装置までの入力インピーダンスを小さくすることが可能となり、同様に、出力側の正側導体10Pと負側導体10Nを平行導体とすれば、多並列チョッパ装置から負荷までの出力インピーダンスを小さくすることが可能となる。
If the input-side
尚、分岐導体11は、必ずしも分岐点Bに接続する必要はなく、入力の負側導体7Nの任意の点に接続しても良い。
Note that the
図2は本発明の実施例2に係る多並列チョッパ装置の回路構成図である。この実施例2の各部について、図1の実施例1に係る多並列チョッパ装置の回路構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例2が実施例1と異なる点は、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの入力部に並列にコンデンサ12A、12B、・・・、12Nを夫々接続した点、また、入力側の正側導体7Pを、分岐点Eで新たに設けた正側共通導体13Pに接続し、この正側共通導体13Pの任意の点から正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNを分岐させて夫々単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの正側入力に配線するようにした点、同様に、入力側の負側導体7Nを、分岐点Fで新たに設けた負側共通導体13Nに接続し、この負側共通導体13Nの任意の点から負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNを分岐させて夫々単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの負側入力に配線するようにした点である。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of a multi-parallel chopper device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the circuit configuration diagram of the multi-parallel chopper device according to the first embodiment shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that
図2からも分かるように、正側共通導体13P及び負側共通導体13Nを設けることにより、正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNの互いのインピーダンス差及び負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNの互いのインピーダンス差を少なくすることが容易に可能となる。
As can be seen from FIG. 2, by providing the positive
また、分岐点Eから正側共通導体13Pが正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNに分岐する分岐点までの正側共通導体13Pの最大のインピーダンスを、正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNの各々のインピーダンスに比べて十分小さくなるように構成する。同様に、分岐点Fから負側共通導体13Nが負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNに分岐する分岐点までの負側共通導体13Nの最大のインピーダンスを、負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNの各々のインピーダンスに比べて十分小さくなるように構成する。このようにすれば、入力の正側共通導体13Pと、負側共通導体13Nに電流が流れることにより発生する電位変動と比較して、正側共通導体13P及び負側共通導体13Nの各々の分岐点からコンデンサ12A、12B、・・・、12Nまで正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PN及び負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNに電流が流れることにより発生する電位変動の方が大きくなるため、正側共通導体13Pと負側共通導体13Nで発生する電位変動の影響が低減され、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの電流バランスを各々ほぼ等しくすることができる。
Further, the maximum impedance of the positive
上記において、電位変動を10%以内に抑えるためには、上記の正側共通導体13Pの最大のインピーダンスを正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNの各々のインピーダンスの10%以下にすれば良く、また負側についても同様である。尚、正側共通導体13Pの最大のインピーダンスとは、図2においては、分岐点Eから正側分岐導体8PNに分岐する点までの入力共通導体13Pのインピーダンスを意味する。
In the above, in order to suppress the potential fluctuation within 10%, the maximum impedance of the positive
実施例1に示したように、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nまでの入力配線の入力の正側導体7P、負側導体7Nへの分岐点は同一点である事が望ましい。しかし一般的に並列数が多くなると、同一点に接続することは物理的に困難である。また、並列数が多い多並列チョッパ装置では、同一点から各単位チョッパに接続しようとすると、最も長い配線長にそろえて各単位チョッパへの配線インピーダンスを等しくする必要がある。このため、並列数が多くなると、配線上の煩雑さを招くことになる。
As shown in the first embodiment, it is desirable that the branch points of the input wirings up to the
これに対し、この実施例2においては、低インピーダンスの正側共通導体13P及び負側共通導体13Nを有効に使用し、容易に配線可能な構造とすることが可能である。更に、実施例1の場合と同様に、出力の負側導体10Nと入力の負側導体7Nとを分岐導体11によって直接接続することにより、各単位チョッパ間の負側に環流電流が流れる経路をなくすことが可能となり、電流アンバランスを引き起こすことが無く、また、環流電流によって生じる磁界の影響による電流アンバランスも発生しないので、各単位チョッパ間の電流バランスを均等化させることができる。
On the other hand, in the second embodiment, it is possible to use a low-impedance positive
尚、各単位チョッパの入力側に設けたコンデンサは、直流入力電圧を平滑するためのものであるが、これを省くことも可能である。 The capacitor provided on the input side of each unit chopper is for smoothing the DC input voltage, but it can be omitted.
以下、本発明の実施例3に係る多並列チョッパ装置について、図3及び図4を参照して説明する。 Hereinafter, a multi-parallel chopper device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
図3は本発明の実施例3に係る多並列チョッパ装置の回路構成図である。この実施例3の各部について、図2の実施例2に係る多並列チョッパ装置の回路構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例3が実施例2と異なる点は、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの入力側に結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nを夫々設け、共通の直流電源1から結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nを介して各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nに夫々給電する構成とした点である。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a multi-parallel chopper device according to Embodiment 3 of the present invention. Regarding the respective parts of the third embodiment, the same parts as those in the circuit configuration diagram of the multi-parallel chopper device according to the second embodiment of FIG. The third embodiment is different from the second embodiment in that
結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nは、正側及び負側に同一の電流が逆方向に流れると、その回路の配線インダクタンスがキャンセルされる特性を有している。
The
各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの入力平滑用のコンデンサ12A、12B、・・・、12Nまでの配線の正側の入力導体7P及び負側の入力導体7Nへの接続点を同一とした時の問題は、前述したとおりである。従って、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nへの配線は正側共通導体13P及び負側共通導体13Nの異なる分岐点で接続する必要が生じる。この状態で正側共通導体13P及び負側共通導体13Nに電流が流れた時、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2N間の入力に電位差が生じる。各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの入力部に正側及び負側に同一の電流が逆方向に流れるとインダクタンスがキャンセルされるように構成された結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nを接続することにより、直流電源1から各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの入力平滑用のコンデンサ12A、12B、・・・、12Nに供給される電流に対しては、インダクタンスがキャンセルされるため電位差の影響は生じない。そして、正側共通導体13P及び負側共通導体13Nに電流が流れた時に発生する電位差に対し、前記結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nの正側または負側の片側のみに電流が流れた時に発生する電位差を十分大きくすることにより、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2N間の入力の電位差の影響を低減することが可能となり、従って各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの電流をほぼ等しくすることができる。
, 2N
ここで、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nに接続される結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nの、電流が片側のみに流れた時のインピーダンス値をZ(IN)とし、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの出力部に接続された横流抑制用リアクトル5A、5B、・・・、5Nのインピーダンス値をZ(OUT)とした時、Z(IN)はZ(IN)<<Z(OUT)とし、分岐点Eから正側共通導体13Pが正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNに分岐する分岐点までの正側共通導体13Pの最大のインピーダンスをZ1(PMAX)、分岐点Fから負側共通導体13Nが負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNに分岐する分岐点までの負側共通導体13Nの最大のインピーダンスをZ1(NMAX)とした時、Z(IN)>>Z1(PMAX)、Z(IN)>>ZI(NMAX)とする。
Here, the impedance value when the current flows through only one side of the
上述したように、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nに接続される結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nは、直流電源から各単位チョッパ入力部の入力平滑用コンデンサ12A、12B、・・・、12Nに供給される電流に対しては、インダクタンスがキャンセルされるため影響を与えない。しかし、各チョッパ回路のスイッチングによりスイッチング素子とダイオードとを交互に流れる電流は結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nの正側または負側のどちらかしか流れないため、インダクタンスがキャンセルされず、通電電流に影響を与える。各チョッパ回路の通電電流の特性を決定しているのは横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nであるため、結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nを接続することにより、通電電流に影響を与えるのは望ましくない。従って、電流が結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nの片側のみに流れた時のインピーダンス値Z(IN)に対し、横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nのインピーダンス値Z(OUT)の関係を、Z(IN)<<Z(OUT)とする。
As described above, the
以上において、アンバランスによる電位の変動を10%以下に抑えるためには上記の不等号を10倍以下または10倍以上に置き換えれば良いことは前述の通りである。 In the above, as described above, the inequality sign may be replaced by 10 times or less or 10 times or more in order to suppress the potential fluctuation due to imbalance to 10% or less.
図4は本発明の結合リアクトルの構成の一例を示す説明図である。図4に示したように、例えば結合リアクトル14Aは、分岐導体8PA及び8PNの両方の配線に流れる電流が作る磁束が鎖交するように磁性体コア141Aを設ける構成とする。他の結合リアクトルについても同様に磁性体コア141B、・・・、141Nを設ける。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the coupling reactor of the present invention. As shown in FIG. 4, for example, the coupling reactor 14 </ b> A has a configuration in which the magnetic core 141 </ b> A is provided so that the magnetic flux generated by the current flowing in both wirings of the branch conductors 8 </ b> PA and 8PN is linked. Similarly,
ここで、前述の通り、結合リアクトル14A、14B、・・・、14Nのインピーダンス値をZ(IN)、横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nのインピーダンス値をZ(OUT)とした時、Z(IN)<<Z(OUT)とし、分岐点Eから正側共通導体13Pが正側分岐導体8PA、8PB、・・・、8PNに分岐する分岐点までの正側共通導体13Pの最大のインピーダンスをZ1(PMAX)、分岐点Fから負側共通導体13Nが負側分岐導体8NA、8NB、・・・、8NNに分岐する分岐点までの負側共通導体13Nの最大のインピーダンスをZ1(NMAX)とした時、Z(IN)>>Z1(PMAX)、Z(IN)>>ZI(NMAX)とすれば良い。
Here, as described above, when the impedance values of the
一般に横流抑制リアクトル5A、5B、・・・、5Nは、数百μ〜数mHのインダクタンスを有するものを使用する。図4に示すように磁性体コアに配線を貫通させたときのインダクタンスは、コア材質、形状、ターン数にも依存するが、数μH程度にすることは容易である。
Generally, the cross
直流電源1からの正側導体7P及び負側導体7Nをブスなどの低インピーダンスの平行導体で接続し、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nに対しては、ある程度インピーダンスを有するケーブルなどで等インピーダンス接続することにより、正側導体7P及び負側導体7Nで発生する電位変動の影響が低減され、各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nの電流を各々ほぼ等しくすることができることは実施例1で説明した通りである。従って、本実施例において、入力側の個々の分岐配線はケーブルなどのある程度インピーダンスを有する導体で接続し、その正側及び負側の配線を共通の磁性体のコアに貫通させることにより、目的とする結合リアクトルが容易に構成できる。
A positive-
加えて、本構成を採用することにより新たに結合リアクトルの設置のためのスペースを確保する必要が無く、装置の小型化が実現できる。 In addition, by adopting this configuration, it is not necessary to newly secure a space for installing the coupling reactor, and the apparatus can be downsized.
1 直流電源
2A、2B、・・・、2N 単位チョッパ
3A、3B、・・・、3N スイッチング素子
4A、4B、・・・、4N 還流ダイオード
5A、5B、・・・、5N 横流抑制リアクトル
6 負荷
7P 正側導体
7N 負側導体
8PA、8PB、・・・、8PN 正側分岐導体
8NA、8NB、・・・、8NN 負側分岐導体
9PA、9PB、・・・、9PN 正側分岐導体
10P 正側導体
10N 負側導体
11 分岐導体
12A、12B、・・・、12N コンデンサ
13P 正側共通導体
13N 負側共通導体
14A、14B、・・・、14N 結合リアクトル
141A、141B、・・・、141N 磁性体コア
1
Claims (7)
前記直流電源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流するように接続されたダイオードとで構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台と、
前記N台の単位チョッパの夫々の出力側に直列に設けられた横流抑制リアクトルと
を備えた多並列チョッパ装置において、
前記直流電源から各々の前記単位チョッパに分岐する正及び負の入力分岐点までは第1の共通導体で配線し、
前記入力分岐点から各々の前記単位チョッパへは、各々の配線インピーダンスが等しくなるような第1の独立導体で配線し、
前記負荷から前記各々の横流抑制リアクトルの出力側に分岐する正及び負の出力分岐点までは第2の共通導体で配線し、
前記正の出力分岐点から前記各々の横流抑制リアクトルの出力までは第2の独立導体で配線し、
前記負の出力分岐点から、負側の前記第1の共通導体に直接配線接続するようにしたことを特徴とする多並列チョッパ装置。 A switching element connected to the positive side of a common DC power supply and supplying DC to a common load by its on / off operation;
A unit chopper N (N is an integer of 2 or more) units composed of a diode connected to flow from the negative side of the DC power source to the output side of the switching element;
In a multi-parallel chopper device comprising a cross current suppressing reactor provided in series on the output side of each of the N unit choppers,
The first common conductor is used for wiring from the DC power source to the positive and negative input branch points that branch to each of the unit choppers.
Wire from the input branch point to each of the unit choppers with a first independent conductor such that the respective wiring impedances are equal,
From the load to the positive and negative output branch point branching to the output side of each of the cross current suppression reactor, wiring with a second common conductor,
From the positive output branch point to the output of each of the cross current control reactors is wired with a second independent conductor,
A multi-parallel chopper device characterized in that direct wiring connection is made from the negative output branch point to the first common conductor on the negative side.
前記直流電源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流するように接続されたダイオードとで構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台と、
前記N台の単位チョッパの夫々の出力側に直列に設けられた横流抑制リアクトルと
を備えた多並列チョッパ装置において、
前記直流電源から各々の前記単位チョッパの入力側に設けられた第3の共通導体までは第1の共通導体で配線し、
前記第3の共通導体から前記各々の単位チョッパへは、各々の配線インピーダンスが等しくなるような第1の独立導体で配線し、
前記負荷から前記各々の横流抑制リアクトルの出力側に分岐する正及び負の出力分岐点までは第2の共通導体で配線し、
前記正の出力分岐点から前記各々の横流抑制リアクトルの出力までは第2の独立導体で配線し、
前記負の出力分岐点から、負側の前記第1の共通導体に直接配線接続するようにしたことを特徴とする多並列チョッパ装置。 A switching element connected to the positive side of a common DC power supply and supplying DC to a common load by its on / off operation;
A unit chopper N (N is an integer of 2 or more) units composed of a diode connected to flow from the negative side of the DC power source to the output side of the switching element;
In a multi-parallel chopper device comprising a cross current suppressing reactor provided in series on the output side of each of the N unit choppers,
From the DC power source to the third common conductor provided on the input side of each of the unit choppers, the first common conductor is used for wiring.
Wiring from the third common conductor to each unit chopper with a first independent conductor such that each wiring impedance is equal,
From the load to the positive and negative output branch point branching to the output side of each of the cross current suppression reactor, wiring with a second common conductor,
From the positive output branch point to the output of each of the cross current control reactors is wired with a second independent conductor,
A multi-parallel chopper device characterized in that direct wiring connection is made from the negative output branch point to the first common conductor on the negative side.
前記第1の共通導体と前記第3の共通導体の接続点から、前記第3の共通導体と前記各々の第1の独立導体との分岐点までの正、負夫々の最大のインピーダンスを、
前記第1の独立導体の正、負夫々のインピーダンスの1/10以下としたことを特徴とする請求項2に記載の多並列チョッパ装置。 Each unit chopper comprises a parallel capacitor at its input,
Maximum positive and negative impedances from the connection point of the first common conductor and the third common conductor to the branch point of the third common conductor and each of the first independent conductors,
3. The multi-parallel chopper device according to claim 2, wherein the number of impedances is 1/10 or less of positive and negative impedances of the first independent conductor.
前記第1の独立導体による配線は、
前記結合リアクトルを介して行うようにしたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の多並列チョッパ装置。 Provided on the input side of each unit unit is a coupling reactor configured to cancel the inductance when the same current flows in the opposite direction to the positive side and the negative side,
The wiring by the first independent conductor is
The multi-parallel chopper device according to claim 2, wherein the multi-parallel chopper device is configured to be performed via the coupling reactor.
前記出力側の横流抑制リアクトルのインピーダンスをZ(OUT)、
前記第1の共通導体と前記第3の共通導体の接続点から、前記第3の共通導体と前記各々の第1の独立導体との分岐点までの正、負夫々の最大のインピーダンスを夫々Z(PMAX)、Z(NMAX)としたとき、
Z(PIN)はZ(OUT)の1/10以下で、且つZ(PMAX)の10倍以上、
Z(NIN)はZ(OUT)の1/10以下で、且つZ(NMAX)の10倍以上となるようにしたことを特徴とする請求項4に記載の多並列チョッパ装置。 Z (PIN) and Z (NIN) represent positive and negative impedances when current flows only on one side of the first independent conductor,
The impedance of the output side cross current suppressing reactor is Z (OUT),
The maximum positive and negative impedances from the connection point of the first common conductor and the third common conductor to the branch point of the third common conductor and each of the first independent conductors are respectively Z (PMAX), Z (NMAX),
Z (PIN) is 1/10 or less of Z (OUT) and 10 times or more of Z (PMAX),
5. The multi-parallel chopper device according to claim 4, wherein Z (NIN) is 1/10 or less of Z (OUT) and 10 times or more of Z (NMAX).
共通に設けた磁性体のコアに、前記第1の独立導体による各々の単位チョッパの正側及び負側の配線を貫通させてなることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の多並列チョッパ装置。 The combined reactor is
6. The multiple magnetic core according to claim 4 or 5, wherein a common core of magnetic material is formed by penetrating the positive and negative wires of each unit chopper by the first independent conductor. Parallel chopper device.
正側の導体と負側の導体を平行に配置した平行導体より成ることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の多並列チョッパ装置。 The first common conductor and the second common conductor are:
7. The multi-parallel chopper device according to claim 1, comprising a parallel conductor in which a positive-side conductor and a negative-side conductor are arranged in parallel.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005191143A JP4582645B2 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Multi-parallel chopper device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005191143A JP4582645B2 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Multi-parallel chopper device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007014109A JP2007014109A (en) | 2007-01-18 |
JP4582645B2 true JP4582645B2 (en) | 2010-11-17 |
Family
ID=37751829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005191143A Active JP4582645B2 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Multi-parallel chopper device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4582645B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5407329B2 (en) * | 2008-12-27 | 2014-02-05 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | DC power supply device and reactor device |
JP2013162593A (en) * | 2012-02-03 | 2013-08-19 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power conversion device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63257469A (en) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | Toshiba Corp | Power converter |
JP2002320381A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Fuji Electric Co Ltd | Power converter |
JP2003047235A (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Dc-dc converter |
JP2005151715A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Switching power supply |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH061975B2 (en) * | 1987-09-25 | 1994-01-05 | 富士電機株式会社 | Switching transistor parallel connection circuit |
-
2005
- 2005-06-30 JP JP2005191143A patent/JP4582645B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63257469A (en) * | 1987-04-14 | 1988-10-25 | Toshiba Corp | Power converter |
JP2002320381A (en) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Fuji Electric Co Ltd | Power converter |
JP2003047235A (en) * | 2001-08-02 | 2003-02-14 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Dc-dc converter |
JP2005151715A (en) * | 2003-11-17 | 2005-06-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Switching power supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007014109A (en) | 2007-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8008805B2 (en) | Power conversion apparatus and motor drive system | |
US7705490B2 (en) | Integral stack columns | |
US20170070175A1 (en) | Electric drive system | |
US8879292B2 (en) | Multipoint converters with brake chopper | |
JP4582645B2 (en) | Multi-parallel chopper device | |
US8958223B2 (en) | Compact high-power diode/thyristor rectifier architecture | |
JP6327983B2 (en) | Power converter | |
JP2014110721A (en) | Power conversion device | |
US20170373593A1 (en) | Dc/dc converter with a flying capacitor | |
CN107580739B (en) | System and method for power sharing in a multi-way UPS system | |
JP6658915B2 (en) | Power converter | |
US8084884B1 (en) | Adaptive gate drive systems and methods | |
EP3664273A1 (en) | Inverter device | |
JP2015053808A (en) | Dc power feeding system, and method of controlling the same | |
JP5407329B2 (en) | DC power supply device and reactor device | |
JP2010142077A (en) | Multi-parallel power supply | |
JP6170640B1 (en) | Gate drive board with parallel connector | |
JP4738153B2 (en) | Low ripple power | |
US8803357B2 (en) | Power supply system for rack server | |
CN108370159B (en) | Longitudinal voltage source and direct current transmission system with longitudinal voltage source | |
US10454387B2 (en) | Interposition inductor arrangement for multiple drives in parallel | |
JP7028359B1 (en) | Power converter | |
JP5396309B2 (en) | Power supply device | |
WO2023079617A1 (en) | Power conversion device | |
JP2010093881A (en) | Converter with improved three-phase power factor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100819 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100825 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100826 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4582645 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130910 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |