JPH01144361A - 電力供給装置 - Google Patents

電力供給装置

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JPH01144361A
JPH01144361A JP62299932A JP29993287A JPH01144361A JP H01144361 A JPH01144361 A JP H01144361A JP 62299932 A JP62299932 A JP 62299932A JP 29993287 A JP29993287 A JP 29993287A JP H01144361 A JPH01144361 A JP H01144361A
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JP
Japan
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circuit
switching
chopper
frequency
inverter circuit
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JP62299932A
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English (en)
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Shigeru Tanaka
茂 田中
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/337Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration
    • H02M3/3372Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration of the parallel type
    • H02M3/3374Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in push-pull configuration of the parallel type with preregulator, e.g. current injected push-pull

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、負荷に対して電力を供給する電力供給装置に
関する。
(従来の技術) 負荷に対して電力を供給する電力供給装置として、チョ
ッパ回路とこの回路の後段に配置されたインバータ回路
とを有して成るものがおる。この場合、チョッパ回路の
スイッチング周波数は、インバータ回路のスイッチング
周波数に比して218以上に設定するのが一般的である
。これは上記両回路のスイッチング周波数が近いと、イ
ンバータ回路のオン時にチョッパ回路からインバータ回
路に電圧が印加されない場合を生じ、これによりインバ
ータ回路の動作が不安定となってしまうのを避けるため
である。
ところで、インバータ回路を高周波化しようとした場合
、その2倍若しくはそれ以上の周波数でチョッパ回路を
動作させることが困難となる場合が多い。これはチョッ
パ回路に適用されるスイッチング素子のスイッチング能
力上の制約による。
このため、従来は、インバータ回路がチョッパ回路のス
イッチング周波数の制約を受けることになり、インバー
タ回路の周波数をチョッパ回路のそれよりも低くぜざる
を得なかった。また、フィードバックによりPWM (
パルス幅変調)制御する場合、インバータ回路の各アー
ムにおいて電力の分担に差を生ずるという欠点もあった
(発明が解決しようとする問題点) 上述したように従来は、インバータ回路がチョッパ回路
のスイッチング周波数の制約を受けることになり、イン
バータ回路のスイッチング周波数を高めるのが困難とな
っていた。
そこで本発明は上記の欠点を除去するもので、その目的
とするところは、チョッパ回路の接設にインバータ回路
を配置した構成であるのにもかかわらず、チョッパ回路
の最高スイッチング周波数にまでインバータ回路のスイ
ッチング周波数を高めることができる電力供給装置を提
供することにある。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は、直流電圧をスイッチングするスイッチング素
子を有して成るチョッパ回路、と、このチョッパ回路の
1多段に配置され、チョッパ回路出力を取り込んで所望
の交流出力を得るインバータ回路とを有し、このインバ
ータ回路の交流出力に基づいて負荷へ電力を供給する電
力供給装置において、前記インバータ回路のスイッチン
グ周波数に等しい周波数で且つこれに同期して前記チョ
ッパ回路におけるスイッチング素子のスイッチング動作
を制御する制御回路を備えたものである。
(作 用) 本発明では、前記インバータ回路のスイッチング周波数
に等しい周波数で且つこれに同期して前記チョッパ回路
におけるスイッチング素子のスイッチング動作を制御す
るようにしている。このような制御によれば、インバー
タ回路の不安定動作を伴うことなくスイッチング素子の
スイッチング能力の限界近くまでインバータ回路のスイ
ッチング周波数を高めることができる。
(実施例) 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示している。
同図において、1は交流電源でおり、この交流型rA1
からの交流出力は、整流スタックD1により整流され、
コンデンサC1により平滑された後に、第1のスイッチ
ング素子SW1に印加されるようになっている。この第
1のスイッチング素子SW1の他端には転流ダイオード
D2のカソード及びコイルL1の一端が接続されている
。そしてこのコイルL1の他端はトランス2の一次側巻
線2aの中点に接続されている。この−次側巻線2aの
一端には第2のスイッチング素子SW2が接続され、−
次側巻線2aの他端には第3のスイッチング索子SW3
が接続されている。また、−次側巻線2aにコンデンサ
C2が並列接続されている。トランス2の二次側巻線2
bには整流用のダイオードスタックD4を介して負荷3
が接続されている。
ここで、第1のスイッチング索子SW1.転流ダイA−
ドD2及びコイルL1によりチョッパ回路5が形成され
、第2のスイッチング素子SW2第3のスイッチング素
子SW3.コンデンサC2及びトランス2により電圧共
振型のインバータ回路6が形成されている。
また、制御回路4は第1.第2.第3のスイッチング素
子SWx 、SW2 、SW3のスイッチング動作を制
御するものでおる。本実施例装置においてこの制御回路
4は、インバータ回路6のスイッチング周波数に等じい
周波数で且つこれに同期してチョッパ回路5における第
1のスイッチング素子SWIのスイッチング動作を制御
するようになっており、これが本実施例装置の特徴点の
一つとなっている。
尚、負荷3としては、例えばX線を発生するX線管が適
用され、このX線管のアノードとフィラメント(又はカ
ソード)との間にダイオードスタックD4による整流出
力が印加されるようになっている。また図面上省略して
いるが、このX線管印加電圧は分圧抵抗等により検出さ
れ、これが前記制御回路4に取り込まれるようになって
いる。
第2図は前記制御回路4の詳細な構成を示している。同
図に示すようにこの制御回路4は、インバータ制御回路
7.チョッパ制御回路8及び誤差増幅回路15を有する
インバータ制御回路7は発振器を有して成り、インバー
タ回路6における第2のスイッチング索子SW2のスイ
ッチング制御信号(a)、及び第3のスイッチング素子
SW3のスイッチング制御信@(b)を出力するもので
ある。
また、チョッパ制御回路8は、前記インバータ制御回路
7より出力されたスイッチング制御信号(b)に基づい
て三角波信号(e)を発生する三角波発生回路13と、
この三角波信号(e)とチョッパデユーティ制御信号(
f)との比較を行うコンパレータ11とを有して成り、
チョッパ回路5における第1のスイッチング素子SW1
のスイッチング制御信1g>を出力するものでおる。
上記の三角波発生回路13は、演算増幅器9と、この演
算増幅器9の一方の入力端に、インバータ制御回路7よ
り出力されたスイッチング制御信号(b)を印加するた
めの抵抗R1と、演算増幅器9の他方の入力端に、スイ
ッチング制御信@(b)の“I」″レベルと“L 1ル
ベルとの中間の基準電圧(Vl)を印加するための抵抗
R2と、この演算増幅器9の出力信号(d>を積分する
積分回路14とを有して成る。この積分回路14は、入
力抵抗R3と、演算増幅器10と、この演算増幅器10
の一方の入力端と出力端との間に接続された抵抗R5及
びコンデンサC3と、この演算増幅器10の他方の入力
端と接地ラインとの間に接続された抵抗R4とを有して
成る。
更に、誤差増幅回路15は負荷3への印加電圧電圧検出
信号と電圧設定信@(基準値)V2との誤差成分を増幅
するもので、この誤差増幅回路15には、演算増幅器1
6を中心に構成された一般的な差動増幅回路が適用され
ている。
尚、上記のチョッパデユーティ制御信号は、本実施例装
置の場合、負荷3たるX線管のアノード・フィラメント
間電圧の検出信号と電圧設定信号(基準値)V2との誤
差信号である。
次に、上記のように構成された実施例装置の作用につい
て説明する。
第3図は第2図の主要部の動作波形を示している。第2
図において横軸は時間(t)、縦軸は電圧である。
交流電源1からの交流用ツノは、整流スタックD1によ
り整流され、コンデンサC1により平滑されて直流化さ
れた後にチョッパ回路5に入力される。このチョッパ回
路5における第1のスイッチング素子SWtのスイッチ
ング出力は、インバータ回路6に取り込まれ、このイン
バータ回路6にあける第2.第3のスイッチング索子S
W2 。
SW3のスイッチング動作により、トランス2の二次側
巻線2bに交流電圧(高電圧)が誘起され、これがダイ
オードスタックD4を介して負荷3に印加される。
ここで、チョッパ回路5における第1のスイッチング索
子SW1のスイッチング動作は、制御回路4におけるチ
ョッパ制御回路8によって制御され、また、インバータ
回路6における第2.第3のスイッチング素子SW2 
、SW3は、制御回路4にあけるインバータ制御回路7
によって制御される。チョッパ制御回路8では、前記イ
ンバータ制御回路7より出力されたスイッチング制御信
号(b)に暴づいて三角波信号(e)を発生し、この三
角波信号(e)、及び負荷3への印加電圧検出(i号と
電圧設定信@(基準値)V2どの誤差信号(チョッパデ
ユーティ1til制御信号(r))を比較してブーヨッ
パ回路5のスイッチング制御信号(g>を得るようにし
ている。つまり、このチョッパ制御回路8により、イン
バータ回路6のスイッチング周波数に等しい周波数で且
つこれに同期して第1のスイッチングSW1のスイッチ
ング動作が制御される。このように制御することで、P
WM制御時においてもインバータ回路6の各アームに均
等に電力を分担させることができる。これによりインバ
ータ回路6は安定に動作し、負荷(ここではX線管)3
に所定の電力を供給することができる。尚、この電力供
給において、負荷3への印加電圧を図示しない分圧抵抗
等で検出して、この検出結果と電圧設定信@(基準値)
V2との誤差信号を制御回路4におけるコンパレータ1
1の一方の入力端に入力することでチョッパ回路5のデ
ユーティサイクルを制御するようにしているので、負荷
3への印加電圧の定電圧制御が行われる。
このように本実施例装置においては、インバータ回路6
のスイッチング周波数に等しい周波数でチョッパ回路5
を動作ざぜることができ、従来のようにチョッパ回路の
スイッチング周波数をインバータ回路のスイッチング周
波数の2倍以上に設定するものではないので、スイッチ
ング素子のスイッチング周波数(スイッチング能力)の
限界近くまでインバータ回路のスイッチング周波数を高
めることができ、インバータ回路の高周波化が容易とな
る。
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、種々変形実施が可
能でおるのはいうまでもない。
上記実施例では負荷3にX線管を適用したが、X線管以
外を負荷としてもよい。
[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、チョッパ回路の後
段にインバータ回路を配置した構成であるのにもかかわ
らず、チョッパ回路の最高スイッチング周波数にまでイ
ンバータ回路のスイッチング周波数を高めることができ
る電ツノ供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る電力供給装置の一実施例を示す回
路図、第2図は第1図における制御回路の詳細な構成を
示す回路図、第3図は第2図の主要部の動作波形図であ
る。 SWz・・・第1のスイッチング素子 (スイッチング素子)、 3・・・負荷、4・・・制御回路、5・・・チョッパ回
路、6・・・インバータ回路、7・・・インバータ制御
回路、8・・・チョッパ制御回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直流電圧をスイッチングするスイッチング素子を
    有して成るチョッパ回路と、このチョッパ回路の後段に
    配置され、チョッパ回路出力を取り込んで所望の交流出
    力を得るインバータ回路とを有し、このインバータ回路
    の交流出力に基づいて負荷へ電力を供給する電力供給装
    置において、前記インバータ回路のスイッチング周波数
    に等しい周波数で且つこれに同期して前記チョッパ回路
    におけるスイッチング素子のスイッチング動作を制御す
    る制御回路を備えたことを特徴とする電力供給装置。
  2. (2)前記インバータ回路を電圧共振型とした特許請求
    の範囲第1項に記載の電力供給装置。
  3. (3)前記制御回路は、前記インバータ回路のスイッチ
    ング制御信号に基づいて三角波信号を発生し、この三角
    波信号と前記負荷への印加電圧の検出信号とから前記チ
    ョッパ回路のスイッチング制御信号を得るようにしたチ
    ョッパ制御回路を有する特許請求の範囲第1項又は第2
    項に記載の電力供給装置。
  4. (4)前記負荷をX線管とした特許請求の範囲第1項乃
    至第3項のいずれかに記載の電力供給装置。
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