JPH0332355A - 直流電源装置の制御回路 - 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、直流入力電圧が立上るときに出力電圧がオ
ーバシュートするのを防止できる直流電源装置の制御回
路２こ関する。

〔従来の技術］ 第３図は直流電源装置の制御回路の従来例を示したブロ
ック図である。

この第３図は、電力変換手段としてのチョッパ装置３に
直流電源２から直流電力を供給し、このチョッパ装置３
の出力電圧を、直流電源２の電圧変動や、負荷６の変動
に無関係に一定値を維持させるための制御回路をあられ
している。

電圧検出器１１がチョッパ装置３の出力電圧を検出して
いる。一方、目標値設定器１７が、このチョッパ装Ｗ３
が出力するべき電圧目標値を設定している。そこで、入
力抵抗１３と積分コンデンサ１４ト比例抵抗１５ならび
に演算増幅器１６で構成している、比例積分調節手段と
しての電属調節器１２にこれら出力電圧ど電圧目標値を
入力させ、この電圧調節器１２から、両入力の偏差を零
にする制御信号を取出す。

この第３図に示す従来例回路では、電圧検出器１１で検
出するチョッパ製置３の出力電圧の方が、目標値設定器
１７が定めている電ＵＥ目標値よりも低い場合には、電
圧調節器１２からは正の電圧が、チヨ・ソバ装置３の出
力電圧を上昇さ−せる上げ指令として出力される。また
出力電圧の方が電圧目標値を上廻った場合には、チョッ
パ製置３の出力電圧Ｅを下降させる下げ指令として負の
電圧が電圧調節器■２から出力される。

パルス幅変調パルス発生器１８は、電圧調節器Ｉ２が上
げ指令を出力する場合は、チョッパ装Ｗ３の通流率を大
きくするパルス指令を、また電圧調節器１２が下げ指令
を出力する場合は通流率を小さくするパルス指令を、当
該チョッパ製置３のスイッチング素子に与えることで、
出力電圧を電圧目標値に維持する。なお第３図に図示の
４は平滑リアクトル、５は平？骨コンデンザであって、
いずれもチョッパ製置３が出力する直流電力に含まれて
いるリンプル分を吸収・除去する役割りを有する。

第４図は第３図に示す従来例回路の各部の動作をあられ
した動作波形図であって、第１図（イ〉は直流電源２の
電圧変化、第４図（ロ）は電圧調節器１２を構成してい
る積分コンデンサ１４の電圧変化、第４図（ハ）は電圧
１ｉ１節器１２の出力電圧変化、第４図（ニ）は負荷６
に印加される直流電源装置の出力電圧の変化を、それぞ
れがあられしている。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、この第３図に示す従来例回路では、直流電源
２の電圧が立上るときは、チョッパ製置３の出力電圧と
目標値設定器■７が設定する電圧目標値との間に大きな
差がある。それ故、この出力電圧が電圧目標値に到達す
るまでは、電圧１＋、１節器１２の積分コンデンサ１４
に（よ、図示の極性の電荷が充電されたままである。従
って、出力電圧が電圧目標値に到達しても、この積分τ
Ｊンデンザ１４の電荷が、比例抵抗１５を経て放電する
まで味、この電圧調節器１２は上げ指令を出力しっづＬ
Ｊることになる。その結果、チョッパ製置３の出力電圧
は電圧目標値を越えて太き（オーバシュートしてしまう
欠点を有する。

そこでこの発明の目的は、電源電圧の立上り時に、電圧
調節器を構成している積分コンデンサが充電されること
により、電力変換手段の出力電圧がオーバシュートする
のを抑制しようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の制御回路は、
スイッチング動作により電力変換を行う電力変換手段を
直流電源に接続し、この電力変換手段の出力電圧と、別
途に定めた電圧目標値とを、積分コンデンサと比例抵抗
ならびに演算増幅器とで構成した比例積分調節手段に入
力させ、この両入力の偏差を零にする制御信月を当該比
例積分調節手段から取出して前記電力変換手段に与える
ことにより、当該電力変換手段の出力電圧を前記電圧目
標値に維持する構成の直流電源装置において、前記電力
変換手段の出力電圧と前記電圧目標値の下側に定めた設
定電圧との大小関係を判別するコンパレータと、前記積
分コンデンサと前記コンパレータの出力側とに接続され
て前記電力変換手段の出力電圧が前記設定電圧以下のと
きに、前記積分コンデンサの電荷を放電する極性の放電
ダイオードとを備えるものとする。

［作用］ この発明は、直流電源電圧の立上りに対応して、電力変
換手段の出力電圧が電圧目標値に到達する以前に、電圧
調節器の積分コンデンサが充電していることが、当該電
力変換手段の出力電圧をオーバシュートさせる原因であ
ることから、この積分コンデンサの充電がなされないよ
うにすればよい。

すなわち、積分コンデンサが、正電位に充電しているな
らば、電力変換手段の出力電圧が、零からほぼ電圧目標
値付近に到達するまでは論理Ｉ、倍信号出力するコンパ
レータを設置し、このコンパレータ出力端ど前記積分コ
ンデンサとを、放電ダイオードを介して接続することに
より、このコンパレータが論理Ｉ、倍信号出力している
間は、積分コンデンサの電荷は放電ダイオードを経て放
電し、当該積分コンデンーＩＪは充電されないが、出力
電圧が電圧に１標稙に接近して、コンパレータ出力が論
理Ｈ信号に変化した時点ではこの電圧調節器は飽和して
いないので、素早い応答を行う電圧調節を開始すること
となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例をあられしたブ【−１ンク図で
ある。

この第１図において、直流電源２に接続された電力変換
手段としてのチヨ・７バ装置３ば、変換した直流電力を
平滑りアクドル４と平滑コンデンサ５とを介して負荷６
に供給することと、入力抵抗１３と積分コンデアザ１４
と比例抵抗１５ならびに演算増幅器１６とで構成してい
る、比例積分調節手段としての電１工１Ｂ節器１２は、
電圧検出器１１で検出するチョッパ装置３の出力電圧と
、目標値設定器１７が設定している電圧目標値とを入力
し、この両入力の偏差を零にする制御信号を、この電圧
調節器１２からパルス幅変調パルス発生器Ｉ８に与える
ので、チョッパ装置３にはこのパルス幅変調パルス発生
器１８からのパルス信号が与えられて、その出力電圧を
前述した電圧目標値に維持するのは、第３図で既述の従
来例回路の場合と同しであるから、これらの説明は省略
する。

本発明は、電圧目標値の下側の値を定める電圧設定器２
１と、この電圧設定器２１の設定電圧とチョッパ装置３
の出力電圧との大小関係を判別するコンパレータ２２ど
、前述した積分コンデンサ１４とこのコンパレータ２２
の出力端とを接続する回路に挿入した放電ダイオード２
３とを追加することで構成している。

電圧検出器１１で検出するチョッパ装Ｗ３の出力電圧が
、目標値設定器ボッで設定している電圧目標値よりも低
いとき、積分コンデアザ１４は、第３図で既述の従来例
回路の場合と同様に、図示の極性で充電する。

一方、この電圧目標値をやや下廻った電圧（たとえば電
圧目標値の９０％電圧）を、電圧設定器２１が設定して
いる。そこで、チョッパ装置３の出力電圧がこの設定電
圧よりも低いとき、コンパレータ２２はこの両電圧を比
較して論理Ｉ、信号を出力する。このとき積分コンデア
ザ１４は前述したように、図示の極性に充電しようとし
ているので、この充電電荷は放電ダイオード２３を経て
コンパレータ２２の出力端に導かれる。ずなわら、積分
コンデンサ１４は図示極性に充電されることはなく、従
って電圧調節器１２は上げ指令最大の正電圧を出力する
。

その結果、チョッパ装置３の出ノノ電圧が上昇して電圧
設定器２１の設定値を越えると、コンパレータ２２の出
力が論理ｉ−＋信号に反転するので、積分コンデアザ１
４からコンパレータ２２への放電は解消となる。かつコ
ンパレータ２２から積分コンデンサ１４方向への電流は
、放電ダイオード２３により阻止される。よってコンパ
レータ２２の出力が電圧調節器１２の動作に影響を与え
ることはない。

このコンパレータ２２の出力が論理り信号から論理Ｉ−
■信号に反転した時点では、積分コンデンＪ、Ｊ１４は
充電されていないので、その後の電圧調節器１２は飽和
せずに、素早い応答をすることができる。

第２図は第１図に示した実施例回路の各部の動作をあら
れした動作波形図であって、第２図（イ）は直流電ａ２
の電圧変化、第２図（口〉はコンパレータ２２の出力の
変化、第２図（ハ〉は積分コンデンサ１４の電圧変化、
第２図（ニ）は電圧調節器１２の出力電圧変化、第２図
（ホ）は負荷６に印加される直流電源装置の出力電圧変
化を、それぞれがあられし、ているが、この第２図と第
４図とを比較してもあきらかなように、電源電圧が上昇
した場合の出力電圧は、本発明による場合はオーバシュ
ートしていない。

（発明の効果］ この発明によれば、電力変換手段を用いた直流電源装置
の出力電圧を電圧目標値に維持するための比例積分調節
手段に備えられている積分コンデンサが充電しているた
めに、電源電圧上昇時に出力電圧がオーバシュートして
しまうのであるが、本発明においては、出力電圧が電圧
目標値をやや下追った値になるまでは、論理■７信号を
出力するコンパレータと積分コンデンサとを、放電ダイ
オードを介して接続することにより、当該積分コンデン
サに電荷を蓄積させない。従って前記コンパレータの出
力が論理Ｈ信号に反転した時点（すなわち電力変換手段
出力電圧が電圧目標値に接近した時点）から、比例積分
調節手段は電圧調節動作を開始するのであるが、このと
き、当該比例積分調節手段は飽和していないので、素早
い応答での電圧調節を行い、出力電圧にオーバシュート
を生じるのを抑制できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例をあられしたブロック図、第２
図は第１図に示した実施例回路の各部の動作をあられし
た動作波形図、第３図は直流電源装置の制御回路の従来
例を示したブロック図、第４図は第３図に示す従来例回
路の各部の動作をあられした動作波形図である。 ２・・・直流電源、３・・・電力変換手段としてのチョ
ッパ装置、４・・・平滑リアクトル、５・・・平滑コン
デンサ、６・・・負荷、１１・・・電圧検出器、１２・
・・比例積分調節手段としての電圧調節器、１３・・・
入力抵抗、１４・・・積分コンデンサ、１５・・・比例
抵抗、１６・・・演算増幅器、 １７・・・目標値設定器、 ８ パルス幅変調パルス 発生器、 ２１・・・電圧設定器、 ２２・・ コンパレータ、 ３

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）スイッチング動作により電力変換を行う電力変換手
   段を直流電源に接続し、この電力変換手段の出力電圧と
   、別途に定めた電圧目標値とを、積分コンデンサと比例
   抵抗ならびに演算増幅器とで構成した比例積分調節手段
   に入力させ、この両入力の偏差を零にする制御信号を当
   該比例積分調節手段から取出して前記電力変換手段に与
   えることにより、当該電力変換手段の出力電圧を前記電
   圧目標値に維持する構成の直流電源装置において、前記
   電力変換手段の出力電圧と前記電圧目標値の下側に定め
   た設定電圧との大小関係を判別するコンパレータと、前
   記積分コンデンサと前記コンパレータの出力側とに接続
   されて前記電力変換手段の出力電圧が前記設定電圧以下
   のときに、前記積分コンデンサの電荷を放電する極性の
   放電ダイオードとを備えたことを特徴とする直流電源装
   置の制御回路。