JP6817894B2 - 三相交流用絶縁型スイッチング電源 - Google Patents
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Description
(a)三相交流が入力される第1、第2及び第3入力端(R,S,T)と、
(b)正極出力端(P)及び負極出力端(N)と、
(c)各々が一次コイル(Lr1,Ls1,Lt1)と二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)を具備し各々の一次コイルの一端が前記第1、第2及び第3入力端(R,S,T)にそれぞれ接続された第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)と、
(d)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の一次コイル(Lr1,Ls1,Lt1)の他端と入力側基準電位端(E)の間の各電流路を導通又は遮断するように1つの制御信号(Vg)によりそれぞれオンオフ制御される第1、第2及び第3スイッチング素子(Qr,Qs,Qt)と、
(e)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)の一端と前記負極出力端(N)の間に接続されたサブコンデンサ(C1)と、
(f)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)の他端と前記正極出力端(P)の間にそれぞれ接続され、該二次コイルの他端から該正極出力端(P)へ流れる電流をそれぞれ導通させる第1、第2及び第3整流要素(D1,D2,D3)と、
(g)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)の他端と前記負極出力端(N)の間にそれぞれ接続され、該負極出力端(N)から該二次コイルの他端へ流れる電流をそれぞれ導通させる第4、第5及び第6整流要素(D4,D5,D6)と、
(h)前記正極出力端(P)と前記負極出力端(N)の間に接続された平滑コンデンサ(C2)と、を有することを特徴とする。
図1は、本発明の絶縁型スイッチング電源の実施形態の回路構成の一例を概略的に示した図である。
図2〜図6を参照して、図1に示した回路構成の動作を説明する。なお、本回路の始動時及び停止時の過渡的動作は例外とし、本回路が定常状態にある場合の動作について説明する。
先ず、図2(a)(b)を参照して入力三相交流に対するスイッチング動作による力率改善作用を説明する。
図3は、図1に示した回路構成において、Tモードにおけるオン期間の電流の流れ(矢印付き点線)を概略的に示している。
トランス一次側では、オン期間に制御信号Vgがオンになると、FETQr、FETQs、FETQtがいずれもオンとなり電流路が導通する。
・入力電流irt:第1入力端R→トランスTr一次コイル→FETQr→FETQt→トランスTt一次コイル→第3入力端T
・入力電流ist:第2入力端S→トランスTs一次コイル→FETQs→FETQt→トランスTt一次コイル→第3入力端T
図3中では、説明の便宜上、トランスTr、Ts、Ttの二次コイル他端(本例では巻き終端)をそれぞれa点、b点、c点とし、3つのトランスに共通する二次コイル一端(本例では巻き始端)をd点とする。さらに、正極出力端Pをf点とし、負極出力端Nをe点とする。f点は、平滑コンデンサC2の一端でもある。e点は、サブコンデンサC1及び平滑コンデンサC2の共通端でありかつ二次側基準電位端である。
・電流iron:トランスTr二次コイルd点→サブコンデンサC1→ダイオードD4→トランスTr二次コイルa点
・電流ison:トランスTs二次コイルd点→サブコンデンサC1→ダイオードD5→トランスTs二次コイルb点
・電流iton:トランスTt二次コイルc点→ダイオードD3→f点→負荷→e点→サブコンデンサC1→トランスTt二次コイルd点
図5は、図1の回路構成において、Tモードにおけるオフ期間の電流の流れ(矢印付き点線)を概略的に示す図である。
トランス一次側では、制御信号Vgがオフになると、FETQr、FETQs、FETQtがいずれもオフとなりスイッチが開く。各トランスの一次コイルの各電流路は遮断され、電流が零となる。これによりトランスTr、Ts、Ttの一次コイル及び二次コイルにそれぞれ逆起電圧が生じる。
図6は、オフ期間におけるトランス二次側のa点〜f点の電位関係を模式的に示した図である。図6も参照しつつ、オフ期間の二次側の動作を説明する。
・電流iroff:トランスTr二次コイルa点→ダイオードD1→f点→負荷(又は平滑コンデンサC2)→e点
・電流isoff:トランスTs二次コイルb点→ダイオードD2→f点→負荷(又は平滑コンデンサC2)→e点
・電流itoff:トランスTt二次コイルd点→サブコンデンサC1→ダイオードD6→トランスTt二次コイルc点
E 入力側基準電位端
P 正極出力端
N 負極出力端(出力側基準電位)
Tr、Ts、Tt トランス
Lr1、Ls1、Lt1 一次コイル
Lr2、Ls2、Lt2 二次コイル
Qr、Qs、Qt スイッチング素子(FET)
D1、D2、D3 整流要素(出力ダイオード)
D4、D5、D6 整流要素
C1 サブコンデンサ
C2 平滑コンデンサ
Claims (1)
- (a)三相交流が入力される第1、第2及び第3入力端(R,S,T)と、
(b)正極出力端(P)及び負極出力端(N)と、
(c)各々が一次コイル(Lr1,Ls1,Lt1)と二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)を具備し各々の一次コイルの一端が前記第1、第2及び第3入力端(R,S,T)にそれぞれ接続された第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)と、
(d)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の一次コイル(Lr1,Ls1,Lt1)の他端と入力側基準電位端(E)の間の各電流路を導通又は遮断するように1つの制御信号(Vg)によりそれぞれオンオフ制御される第1、第2及び第3スイッチング素子(Qr,Qs,Qt)と、
(e)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)の一端と前記負極出力端(N)の間に接続されたサブコンデンサ(C1)と、
(f)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)の他端と前記正極出力端(P)の間にそれぞれ接続され、該二次コイルの他端から該正極出力端(P)へ流れる電流をそれぞれ導通させる第1、第2及び第3整流要素(D1,D2,D3)と、
(g)前記第1、第2及び第3トランス(Tr,Ts,Tt)の各々の二次コイル(Lr2,Ls2,Lt2)の他端と前記負極出力端(N)の間にそれぞれ接続され、該負極出力端(N)から該二次コイルの他端へ流れる電流をそれぞれ導通させる第4、第5及び第6整流要素(D4,D5,D6)と、
(h)前記正極出力端(P)と前記負極出力端(N)の間に接続された平滑コンデンサ(C2)と、を有することを特徴とするスイッチング電源。
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