JPH02159979A

JPH02159979A - 共振充電回路

Info

Publication number: JPH02159979A
Application number: JP31324288A
Authority: JP
Inventors: Yukio Watanabe; 幸夫渡辺; Osamu Higa; 修比嘉; Masahiro Takadoya; 高堂谷　昌弘
Original assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Engineering Corp; Toshiba Corp
Priority date: 1988-12-12
Filing date: 1988-12-12
Publication date: 1990-06-20

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）本発明は加速器やレーデ等に使用される半導体のスイッ
チを利用した共振充電回路の改良に関する。

に速く充電する回路ｔ−要求されることから、従来は第
４図に示すような共振充電回路が使用されていた。第４
図において、１は直流電源、２は半導体スイッチ、３は
半導体スイッチ２がオフした時の振動防止用スナノ々抵
抗、４Ｖｉ半導体スイッチ２のオフ時の過電圧抑制用ス
ナバコンデンサ、６はりアクドル、１は充放電用コンデ
ンサ、８は放電装置である。

第４図において、直流電源Ｊの′逆圧ｔ−Ｅ、ＩＪアク
ドル６とコンデンサ７の値をそれぞれＬとＣとすると、
コンデンサ７の初期電圧ｖｃｏが００状態でスイッチ２
をオンすると式（１）に示すようにリアクトル６とコン
デンサ７とで共振して、第５図（イ）。

（ロ）に示すようにコンデンサ２の電圧ｖｃがピークに
達した。

７・＃　Ｅ　（１−−Ｊ？）　　　　　　°−（１）時
に充電電流は零になり、半導体スイッチ２がオ電される
。その後放電装置８によってコンデンサ１の電荷は放電
される。

（発明が解決しようとする１ｉｌ１題）塾かる従来の充
電回路において、半導体スイ、チ２の電流が零になり九
直後に・、半導体スイッチ２にはりカバリｉＩｔ流が流
れてやがて牛導体スイ、チ２の１１流はし中断される。

このｔｇがし中断された時点（１＝１．）で、リアクト
ル６とスナパコンデンｔ４及びコンデンサ１で振動電流
が流れる。この為、半導体スィッチ２の両層′電圧は、
第５図（ハ）に示すように、１　＝　１．時点で負電圧
が印加されて、そのピーク値は約２Ｅの電圧まで違する
。

ζこで、コンデンサ４の静電容量に比べ、コンデンサ２
のそれは充分大きいので、コンデンサ１の電圧は殆んど
変化しない。次に、ｔｉｔ、の時点で、放電装置８が動
作して、コン’ｙ’　７ｔ　ｙが急速に放電される。放
電装置１１８が動作した時のインピーダンスは非常に小
さく、はぼ零に近い為、こんどはりアクドル６及びスナ
バコンデンサ４で新たな撮動が発生する。

ｊｇ４図において、スナバコンデンサ４の電圧が図示極
性で約２Ｅｔで充電している時に、放電装置８が動作す
ると、ステ／４コンデンサ４の電圧Ｖ　は、（２）式に
示すようになり、最大値ｖＣ４ｗａｘは（３）式となル
最大で４Ｅまで達する。

７゛・５ゝ０−一町′）＋□ Ｃ４０・・・（２）但し、Ｃ４はスナバコンガンｔ４の容量嘗ｃ４゜はスナ
バ−７デンサ４の初期電圧ｖｃ４ｒｎ、、＝；ｇ（１＋
１　）＋２ＩＣ−４Ｂ　　　・・・（３）この為、半導
体スイッチ２に印加される電圧も４Ｅの値となシ、半導
体スィッチ２としては高耐圧の素子の使用が必要となっ
たり、半導体スイ。

チを直列接続して使用する場合には、［列数が増大し、
その結果、外形が大吉〈なりたり、コストが増大する問
題があり九。

仁の過電圧を抑制する手段としては、スナバ抵抗３と、
リアクトルσ及びスナバコンデンサ４の回路を非振動的
回路にすれば棗いが、リアクトル６を小さくすると共振
光電時の１を流ピーク値が増大したり、スナバコンｆ’
７ｆ　４の値を大きくすると高くシ返し時の損失が増大
する。一方スナパ抵抗３を大きくすると、半導体スィッ
チ２１′直列で使用している場合には、ターンオン、タ
ーンオフ時の過電圧抑制効果がなくなると舊う問題点が
有るＯ本発明は、かかる従来の欠点に幽み、振動電圧を抑制し
て、半導体スイッチの耐圧を低くして外形、コストを小
さくした共振光電回路を供給することを目的とする。

［発明の構成コ（課題を解決するための手Ｒ）不発Ｅ！Ａは第４図における半導体スィッチ２のオフ時
やコンｆ’　：／　？　７の放電時に発生する過電圧全
抑制する為に、第１図に示すように半導体スイッチ２お
よびスナバ回路を直流゛ｖＬ源肯に、リアクトル６をコ
ンデンサ７側につながるよう装置１！換え、半導体スイ
ッチ２とリアクトル６との接続点と直流′電源のマイナ
ス点との閾にダイオード５ｔ−接続して逆電圧をパイノ
母スした回路を具備し次ものである。

（作用）本発明によれば、コンデンサ１の放電時のスナバコンデ
ンサ４とリアクトル６の電圧撮動の逆電圧は、ダイオー
ド５でパイノ９スされるので、半導体スイッチに力Ωわ
る過電圧を抑制することができる。

（実施匈〕本発明の一実施例ｔ−第１図を参照して説明する。

第１図において、第４図と同一番号は同一構成要素を示
す。第１図において従来と異なる点は半導体スィッチ２
およびスナバ抵抗３とスナバコンデンサ４が直流電源１
につながり、また、リアクトル６がコンデンサ７と接続
されている点と、逆電圧バイパス用のダイオードδが、
半導体スイッチ２およびスナバコンデンサ４とリアクト
ル６との接続点と、直流電源１のマイナス側の間に接続
されていることである。

まず、＃Ｐ導体スイッチ２がオンしてコンデンサ１１に
光電し、第２図に示すように充電電流が零になった時に
半導体スイッチ２がオフする・半導体スイー、チ２がオ
フした時１＝１．の半導体スイッチ２０両端電圧は、直
流電源１の電圧をＥとし、スナバ抵抗３での損失が少な
かったとすると、従来と同様に＃８２図ｅ→で示すよう
に２Ｅの振幅の逆電圧が印加される。

次に放電装置８によってコンデンサ１が急速に放電され
ると、従来例と同様にスナバコンデンサ４とリアクトル
６で振動回路が形成される。スナバコンデンサ４の初期
電圧１［が第２図に示す極性で２ＥＫ光電していると、
族Ｘ装置８の動作によシ、リアクトル６には３ＥＣ）’
＠圧が印加されるが、之リアクトル６の電圧が４転しようとするとダイオが、電
源電圧Ｅ以上になるとダイオード６が導通する為、牛４
体スイッチ２のｉ＃端電圧に、正方向にＥまでの電圧し
か印加されず、過電圧を抑制できる。

ｊｇａ図は本発明の他の実施ψ１Ｉｆｔ示すものである
。

第３図においてｌＩｇｌｌに、第４図と同じ付号は同一
構成＊＊１示して説８Ａは省略する。第３図ではダイオ
ード５と直列に抵抗９ｔ−接続し友ものである。３１４
１図においては放電装置８ｔ−動作させ九後、リアクト
ル６に３　Ｅｏｔ圧が印加されて、リアクトル６に蓄わ
見られたエネルギーは放電装置８１に一介してダイオー
ド５により循環するが、損失分が少ない為、リアクトル
６の電流ｇ表時間が長くなることが有る。この為、第３
図では抵抗９によｐｌｙ！設時間全時間たものである。

抵抗９で発生する電圧は半導体スイッチ２の両端電圧を
高めるが。

抵抗９で発磁する電圧ｔ−電源電圧Ｅと同じか、それ以
下となるように抵抗９の値ｔｓ定すれば、半導体スイッ
チ２の両ｎＡｘ圧は正方向で２Ｅ以下となる為、半導体
スイッチ２の耐圧ま九は直列数の増力１１を抑制できる
。

［発明の効果コ以上説明したように１本発明によれば充・放電時に発生
する過電圧を確実に抑制ができるため。

半導体スイッチの耐圧または直列数を増やす必要がなく
、外形、コストを小さくした共振充電回路を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例上水す回路図、第２図は本発
明の運転時の各部波形を示す図、第３囚は本発明の他の
実施例を示す回路図、第４図は従来の共振充電回路の回
路図、第５図は従来の運転時の波形を示す図である。１・・・直流電源、２・・・半導体スイッチ、３・・・
スナバ抵抗、４・・・スナ・ぐコンデンサ、５・・・ダ
イオ−Ｐ。６・・・リアクトル、７・・・コンデンサ、８・・・放
電装＊。９・・・抵抗。第　１　図出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図図

Claims

【特許請求の範囲】

リアクトルと、スナバ回路を備えた半導体スイッチと、
コンデンサから成る直列回路を直流電源端子間に接続し
、前記コンデンサに並列に負荷となる放電装置を設けて
成る共振充電回路において、前記直列回路をスナバ回路
を備えた半導体スイッチと、リアクトルと、コンデンサ
の順に直列接続すると共に、前記リアクトルとコンデン
サを直列に接続した回路に並列に少なくともダイオード
を接続したことを特徴とする共振充電回路。