JPH01278228A - 補助電源装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は直流高圧架線を電源として低圧の直流電源及
び交流電源を得る車両用等の補助電源装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

第４図は、例えば特願昭６２−２６５２３４号に示され
た従来の補助電源装置を示す回路図であり、図において
、１は高圧直流電源、２は直流用の高速度しゃ断器、３
は入力用直流リアクトル、４は入力用フィルタコンデン
サ、５は入力用フィルタコンデンサ４に接続されたチョ
ッパ用スイッチング素子、６はチョッパ用フライホイー
ルダイオード、７はチョッパ用直流リアクトル、８はチ
ョッパ出力用フィルタコンデンサ、９は入力用フィルタ
コンデンサ４．チョッパ用スイッチング素子５．フライ
ホイールダイオード６、チョッパ出力用直流リアクトル
７及び出力用フィルタコンデンサ８からなるチョッパ回
路、１０は低圧直流負荷、１１はフィルタコンデンサ４
から高圧直流電源１側へ電流が逆流するのを防止するた
めのスイッチング素子、１２は初期充電時にフィルタコ
ンデンサ４への突入電流を抑制するための充電抵抗であ
る。

次に動作について説明する。第５図に従来の装置の起動
タイミングチャートを示す。起動指令からｔｘ秒後に高
速度しゃ断器２が投入されると、高圧直流電源１の電圧
は入力用直流リアクトル３及び充電用抵抗１２を経由し
て入力用フィルタコンデンサ４に印加される。そして、
入力用フィルタコンデンサ４の電圧がスイッチング素子
１１のオンレベルまで上昇してくると、スイッチング素
子１１がオンし、充電抵抗１２が短絡された形となり、
高圧直流電源１→高速度しゃ断器２→直流用フイルタリ
アクトル３→スイツチング素子１１→フイルタコンデン
サ４の経路で電流が流れ、フィルタコンデンサ４がさら
に充電されつづける。さらに、フィルタコンデンサ４の
電圧がチョッパ用スイッチング素子５のオンレベルまで
上昇すると、スイッチング素子５は適当に制御された通
流率〔オン期間／（オン士オフ）期間〕で、オン、オフ
し、チョッパ出力用フィルタコンデンサ８の電圧（出力
電圧）が発生する。

上記のチョッパ用スイッチング素子５がオン。

オフ動作しているときの、フライホイールダイオード６
、チョッパ出力用直流リアグトル７および出力用フィル
タコンデンサ８の電圧、電流、波形を第６図に示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の補助電源装置は以上のように構成されているので
、もし仮にチョッパ回路９内で短絡等が生じ、フィルタ
コンデンサ４の電圧がスイッチング素子１１のオンレベ
ルまで充電されない場合には、高圧直流電源１→高速度
しゃ断器２→直流フイルタリアクトル３→充電抵抗１２
→フイルタコンデンサ４の経路で、電流が長時間流れつ
づけ、充電抵抗１２を焼損してしまうという課題があっ
た。

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、充電抵抗１２を焼損させることなく安全に保護
できる補助電源装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る補助電源装置は、フィルタコンデンサ４
の電圧を監視し、ある時間経過してもフィルタコンデン
サ４の電圧が、スイッチング素子１１のオンレベルまで
上昇しない場合には、高速度しゃ断器２をオフし、装置
を停止させる保護回路を設けたものである。

〔作用〕

この発明における補助電源装置は、フィルタコンデンサ
４の電圧を監視し、ある時間経過してもフィルタコンデ
ンサ４の電圧がスイッチング素子１１のオンレベルまで
上昇しない場合には、高速度しゃ断器２をオフして、装
置を停止させる保護回路を有しているので、充電抵抗１
２に長時間電流を流しつづけて充電抵抗１２を焼損させ
ることなく安全に保護できる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１３はフィルタコンデンサ４の電圧を検出
する電圧検出器、１４はフィルタコンデンサ４がある時
間内にスイッチング素子１１オンレベルまで上昇するか
どうかを監視する保護回路、１５は高速度しゃ断器２の
オフ指令信号である。

次に動作について説明する。第２図に本装置の正常時の
起動タイミングチャートを示す。起動指令からち１秒後
に高速度しゃ断器２が投入され、高圧直流電源１→高速
度しゃ断器２→直流リアクトル３→充電抵抗１２→フイ
ルタコンデンサ４の経路で電流が流れ、フィルタコンデ
ンサ４が充電される。フィルタコンデンサ４の電圧がス
イッチング素子１１のオンレベルまで上昇すると、スイ
ッチング素子１１がオンし、高圧直流電源１→高速度し
ゃ断器２→直流リアグトル３→スイツチング素子１１−
フィルタコンデンサ４の経路で電流が流れるとともに、
スイッチング素子１１がオンしてから１．３秒後にチョ
ッパ用スイッチング素子５がオンして、チョッパ動作を
開始し、チョッパ出力コンデンサ８の電圧（出力電圧）
が発生し、負荷１０へ安定し九電力を供給する。

次に、チョッパ回路９内で短絡等が生じ、フィルタコン
デンサ４の電圧がスイッチング素子１１のオンレベルま
で上昇しない場合のタイムチャートを第３図に示す。起
動指令から１１秒後に高速度しゃ断器２がオンし、高圧
直流電源１−高速度しゃ断器２→直流リアグトル３→充
電抵抗１２→フイルタコンデンサ４の経路で電流が流れ
、フィルタコンデンサ４が充電されるが、高速度しゃ断
器２がオンすると、保護回路１４内のスイッチング素子
１１オンレベル確立監視タイマーが動作し、１２秒内に
、コンデンサ４の電圧がスイッチング素子１１０オンレ
ベルまで、上昇するかどうかを監視する。

上記監視タイマーが動作し、セ秒間の監視時間内にコン
デンサ４の電圧が、スイッチング素子１１のオンレベル
まで上昇しない時には、保護回路１４より高速度しゃ断
器２のオフ指令信号１５を出力し、高速度しゃ断器２を
オフすることにより装置を停止し、保護する。

したがって、充電抵抗１２の焼損を防止することができ
る。

なお、上記実施例ではチョッパ用スイッチング素子５と
してＧＴＯサイリスクからなる１重チョッパについて説
明したが、第７図に示すように出力電圧のリップルをよ
り低減させるために、２つのチョッパ用スイッチング素
子５ａ　、　５ｂからなるダイレクトパラ２相２重チョ
ッパ回路構成としても、上記実施例と同様の効果を奏す
る。

また、第８図に示すように、２重チョッパ回路９の出力
側に、１２相のインバータ回路加を接続し、直流を３相
交流に変換したのち、変圧器２１ａ。

２１ｂにより所定の電圧の３相交流をっ（り出し、３相
交流負荷２３に安定した３相交流電力を供給する補助電
源装置に対しても、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、チョッパ入力フィル
タコンデンサの電圧を監視し、所定の時間が経過しても
、高圧直流電源側への電流逆流防止用スイッチング素子
がオンするレベルまで入力コンデンサ電圧が上昇しない
場合には、高速度しゃ断器をオフして装置を保護する回
路を設けることにより、もし万が一チョッパ側で短絡等
が生じ、入力コンデンサ電圧が上記電流逆流防止用スイ
ッチング素子がオンするレベルまで上昇しない場合にも
、上記保護回路が動作し、充電抵抗を焼損することなく
、装置を安全に保護することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明の一実施例による補助電源装置を示す
回路図、第２図、第３図は第１図の動作説明用のタイム
チャート、第４図は従来の補助電源装置を示す回路図、
第５図、第６図は第４図の動作説明用のタイムチャート
、第７図、第８図はこの発明の他の実施例による補助電
源装置を示す回路図である。 １は高圧直流電源、２は高速度しゃ断器、３は直流リア
クトル、４は入力用フィルタコンデンサ、５はチョッパ
用スイッチング素子、６はフライホイール用ダイオード
、７は出力用直流リアクトル、８は出力フィルタコンデ
ンサ、９はチョッパ回路、１１は逆流防止用スイッチン
グ素子、１２は充電抵抗、１３は直流電圧検出回路、１
４は保護回路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　チョッパ用スイッチング素子、入力用フィルタコンデ
   ンサ及び出力用フィルタコンデンサを有し、高圧直流電
   源から供給される電圧を降圧するチョッパ回路と、前記
   高圧直流電源と前記チョッパ回路との間に設けられ、異
   常時に前記チョッパ回路への電圧の供給をしや断する高
   速度しや断器とを備えた補助電源装置において、前記高
   速度しや断器と前記チョッパ回路との間に設けられ、前
   記高圧直流電源の瞬時停電回復後等に生ずる突入電流を
   防止する突入電流防止用スイッチング素子と、前記突入
   電流防止用スイッチング素子に並列接続され、前記入力
   用フィルタコンデンサへの過充電を防止する充電用抵抗
   と、上記入力用フィルタコンデンサの電圧を検出する電
   圧検出器と、この検出電圧が上記スイッチング素子のオ
   ンレベル迄上昇しない期間が所定期間を超えると上記高
   速度しや断器をしや断する保護回路を備えたことを特徴
   とする補助電源装置。