JPH03150019A - 降圧電源装置 - 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〕 本発明は、高圧直流電源から低圧の直流電源。

あるいは、交流電源を得る降圧電源装置に係り。

特に、出力側の過電圧時の保護回路方式に関する。

〔従来の技術〕

第５図に従来の装置回路図を示す、従来の装置は、特開
昭６３−１１７６００号公報に記載のように、出力電圧
が過電圧になった時、過電圧抑制サイリスタを点弧させ
て出力電圧の異常な上昇を防止していた。

第５図において、１は高圧直流電源、２は高速度遮断器
、３は入力側フィルタリアクトル、４は入力側フィルタ
コンデンサ、５はチョッパ用スイッチング素子、６はチ
ョッパ用フリーホィールダイオード、７はリップル電流
を低減するためのチョッパ出力用フィルタリアクトル、
８は出力電圧を平滑化するためのチョッパ出力用フィル
タコンデンサ、９はフィルタコンデンサ４、スイッチン
グ素子５．フリーホィールダイオード６、出力側フィル
タリアクトル７、および、出力側フィルタコンデンサ８
から成るチョッパ回路、１４は出力側フィルタコンデン
サと並列に接続された過電圧抑制サイリスタ、１５は負
荷、１０は出力側フィルタコンデンサ８の電圧を検出す
る電圧検出回路。

１１は検出電圧が設定値を超えたかを監視する電圧監視
回路、１２は過電圧抑制サイリスタの両端電圧を検出す
る電圧検出回路、１３は電圧監視回路１１．１２より過
電圧という信号が出された時。

その信号を受けて過電圧抑制サイリスタ１４をオンさせ
る点弧回路である。

次に動作について説明する。高速度遮断器２が投入され
ると、高圧直流電源１の電圧は入力側フィルタリアクト
ル３を経由して、入力側フィルタコンデンサ４に印加さ
れる。そして、チョッパ用スイッチング素子５は、第２
図に示すように、適当に制御された通流率α（オン期間
Ｔ１／（オン＋オフ）期間Ｔ）でオン、オフする。これ
により、フリーホィールダイオード６、出力側フィルタ
リアクトル？、および出力側フィルタコンデンサ８には
第２図に示すような電圧、電流が流れる。

これらの動作中にチョッパ用スイッチング素子が故障し
て導通状態（オン状１ｍ）のままになる異常が発生する
と、チョッパ回路９の出力電圧（出力側フィルタコンデ
ンサ８の電圧）は急激に上昇する。第３図に示すように
、その出力電圧が上昇し、電圧検出回路の設定値Ｖｓを
こえると電圧監視回路１１より過電圧という信号が、過
電圧抑制サイリスタ１４の点弧回路１３に入力され、こ
の点弧回路１３より過電圧抑制サイリスタ１４をオンさ
せる信号が出力される。従って、過電圧抑制サイリスタ
１４がオンし、チョッパ回路９の出力側（出力側フィル
タコンデンサ８の両端）が短絡される。この様に過電圧
抑制サイリスタ１４がオンし、チョッパ回路９の出力側
は短絡されると、チョッパ回路９には高圧直流電源１か
ら大きな電流が流れ、高圧直流電源１に直列に接続され
ている高速度遮断器２にも第３図に示す様な急激な電流
が流れる。そして、高速度遮断器２が自己トリップ電流
値Ｉｓに達すると、高速度遮断器２が開極し、高圧直流
電源１からの給電がストップされる。第３図に過電圧抑
制サイリスタ１４がオンしてからのチョッパ回路９の出
力電圧の挙動を示したもので、過電圧抑制サイリスタ１
４がオンし、チョッパ回路９の出力側が短絡されると出
力電圧は低下する。

（発明が解決しようとするＩ！ｌｉ） 従来の降圧電源装置は以上のように構成されているので
、過電圧抑制サイリスタが点弧した場合、これによって
高圧直流電源側より過大電流が高速度遮断器の自己トリ
ップ目盛値に達するまで流れ、チョッパ回路のスイッチ
ング素子、および、過電圧抑制サイリスタが破損してし
まう危険があること、又、高圧直流電源を他の機器と共
用している場合、この過大電流が流れることにより、高
圧直流電源側に設けられている保護動作との協調がとれ
ず、高圧直流電源を共用している機器を停止させてしま
う等の問題点があった。

本発明の目的は、高圧直流電源から過大電流に達する前
に高速度遮断器を開いて電流をおさえ、さらに電流をお
さえることにより、高圧直流電源側との保護協調がとら
れる降圧電源装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために主回路を切離す高速度遮断器
の補助トリップコイルを過電圧抑制サイリスタに直列に
接続することで、過電圧抑制サイリスタが点弧すること
により高速度遮断器が動作するように構成したものであ
る。

〔作用〕

本発明における過電圧抑制サイリスタに直列に接続され
た高速度遮断器の補助トリップコイルの回路において、
出力電圧が過電圧であることを検知すると、その検出出
力に基づき、出力側フィルタコンデンサに並列に接続さ
れている過電圧抑制サイリスタを点弧し、これによって
出力側フィルタコンデンサからの電流が高速度遮断器の
補助トリップコイルに流れて、高速度遮断器の自己トリ
ップ目盛値以下で開極し、チョッパ回路のスイッチング
素子、および、過電圧抑制サイリスタを保護する。又、
高速度遮断器の自己トリップ目盛値以下に高圧直流電源
からの入力電流を抑えることができ、高圧直流電源側と
の保護協調もとれる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は降圧電源装置を示す回路図である。

図において、１は高圧直流電源、２は高速度遮断器、３
は入力側フィルタリアクトル、４は入力側フィルタコン
デンサ、５はチョッパ用スイッチング素子、６はチョッ
パ用フリーホィールダイオード、７はリップル電流を低
減するためのチョッパ出力用フィルタリアクトル、８は
出力電圧を平滑化するためのチョッパ出力用フィルタコ
ンデンサ、９はフィルタコンデンサ４、スイッチング素
子５゜フリーホィールダイオード６、出力側フィルタリ
アクトル７、および、出力側フィルタコンデンサ８から
成るチョッパ回路、１９は高速度遮断器２の補助トリッ
プコイル、１４は過電圧抑制サイリスタ、１５は負荷、
１０は出力側フィルタコンデンサ８の電圧を検出する電
圧検出回路、１１は検出電圧が設定値を超えたかを監視
する電圧監視回路、１２は過電圧抑制サイリスタの両端
電圧を検出する電圧検出回路、１３は電圧監視回路１１
゜１２より過電圧という信号が出された時、その信号を
受けて過電圧抑制サイリスタ１４をオンさせる点弧回路
である。

次に、動作について説明する。高速度遮断器２が投入さ
れると、高圧直流電源１の電圧は入力側フィルタリアク
トル３を経由して、入力側フィルタコンデンサ４に印加
される。次に、チョッパ用スイッチング素子５は、第２
図に示すように、適当に制御された通流率α（オン期間
Ｔ１／（オン＋オフ）期間Ｔ）でオン、オフし出力電圧
を一定にするようにチョッパ動作を行う、このチョッパ
動作時のタイムチャートを第２図に示す、第２図におい
て、スイッチング素子５がオンの期間にはフリーホィー
ルダイオード６に印加される電圧は入力側フィルタコン
デンサ電圧とほぼ同じ値となる。この時に出力側フィル
タリア−クトルフにはフリーホィールダイオード６の電
圧と出力側フィルタコンデンサ８の電圧との差電圧が印
加されるため、出力側フィルタリアクトルフの電流は増
加する。続いてスイッチング素子５がオフすると、それ
まで出力側フィルタリアクトルフに流れていた電流は、
出力側フィルタリアクトルツ→出力側フイルタコンデン
サ８および負荷１０→フリーホィールダイオード６とい
う経路で続流する。そして、出力側フィルタリアクトル
フには出力側フィルタコンデンサ８の両端電圧とほぼ同
じ電圧が印加される。このため、出力側フィルタリアク
トルフの電流は減少する。これらの連続動作中にチョッ
パ用スイッチング素子５が故障して導通状態（オン状態
）のままになる異常が発生すると、チョッパ回路９の出
力電圧（出力側フィルタコンデンサ８の電圧）は急激に
上昇する。第３図に示す様に、その出力電圧が上昇し、
電圧検出回路の設定値Ｖｓをこえると電圧監視回路１１
より過電圧信号が過電圧抑制サイリスタ１４の点弧回路
１３に与えられ、この点弧回路１３より過電圧抑制サイ
リスタ１４をオンさせる信号が出力され、過電圧抑制サ
イリスタ１４がオンし、チョッパ回路９の出力側（出力
側フィルタコンデンサ８の両端）が短絡される。チョッ
パ回路９の出力側が短絡されると、出力側フィルタコン
デンサ８→高速度遮断器２の補助トリップコイル１９→
過電圧抑制サイリスタ１４の経路で短絡電流が流れ、高
速度遮断器２が開極し高圧直流電源１からの給電がスト
ップされる。第３図に高速度遮断器２に流れる電流値と
動作時間の従来例と本発明時の例を示す、従来例の場合
はチョッパ回路９の出力側が短絡されると、高圧直流電
源１から流れる電流値が高速度遮断器２の自己トリップ
電流値Ｉｓに達する時間Ｔ１後から開極動作を開始し、
開極動作時間Ｔａ経過後開極完了に対して、本発明の場
合は過電圧抑制サイリスタ１４がオンした時点から開極
動作を開始する為、自己トリップ電流値Ｉｓに達する時
間Ｔｂが無くなり、高圧直流電源１からの給電を早くス
トップすることができる。そのため、高圧直流電源１か
らチョッパ回路９に流れる電流値も従来より低く抑える
ことができ、チョッパ回路のスイッチング素子５および
過電圧抑制サイリスタ１４を過電流から保護することが
できる。又−高圧直流電源１からの入力電流値も抑えら
れることから、高圧直流電源１との保護協調をとること
ができる。

なお、上記実施例では、低圧直流出力の降圧電源装置を
示したが、第４図に示すように出力側フィルタコンデン
サ８にインバータ１６および変圧器１７を介して交流負
荷１８を接続するようにしてもよく、この場合にも上記
実施例と同様の効果が得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、主回路を切離す高速度遮断器の補助ト
リップコイルを過電圧抑制サイリスタに直列に接続し、
過電圧抑制サイリスタが点弧すると同時に高速度遮断器
の開極動作を行うことにより、高圧直流電源からの入力
電流値を抑えることができるので回路上のスイッチング
素子、サイリスタを過電流から保護できる効果がある。

また、高圧直流電源との保護協調をとることができ、高
圧直流電源を共用している機器を停止させない効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による降圧電源装置を示す回
路図、第２図は第１図、第５図の回路各部の動作タイミ
ングチャート、第３図はチョッパ回路の出力電圧の挙動
と高速度遮断器に流れる電流値と動作タイミングチャー
ト、第４図は本発明の他の実施例による降圧電源装置を
示す回路図。 第５図は従来の降圧電源装置を示す回路図である。 １・・・高圧直流電源、２−・高速度遮断器、９・−・
チョッパ回路−１４・・一過電圧抑制サイリスタ、１９
・・・高速度遮断器補助トリップコイル。　　　　　　
　、−子、・・−１噴） 第１図 第２　図 第３図 士秤；・

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高圧直流電源からの電圧を降圧するチョッパ回路、
   制御された矩形波電圧を平滑する出力側フィルタリアク
   トル、出力側フィルタコンデンサ、負荷に流れる電流を
   循環させるフリーホィールタイオード、前記出力側フィ
   ルタコンデンサと並列に接続された過電圧抑制サイリス
   タと前記出力側フィルタコンデンサの両端電圧を検出す
   る電圧検出器と、前記過電圧抑制サイリスタの両端電圧
   を検出する電圧検出器、前記高圧直流電源から主回路を
   切離す高速度遮断器、前記高圧直流電源からの電流を平
   滑する入力フィルタリアクトル、入力フィルタコンデン
   サを備えた降圧電源装置において、 前記高速度遮断器の補助トリップコイルを前記過電圧抑
   制サイリスタと直列に接続したことを特徴とする降圧電
   源装置。