JPH0433566A - Ｄｃ／ｄｃコンバータ - 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、ＶＶＶＦ（可変電圧可変周波数）インバータ
等の直流中間回路に接続され、その直流中間電圧の絶縁
検出機能を有するＤＣ／ＤＣコンバータに関する。

（従来の技術） 従来のこの種のＤＣ／ＤＣコンバータの一例を第３図に
示す。

第３図において、まず、２００はダイオード整流器３１
．直流中間コンデンサ３２．インバータ回路３３からな
るｖ　ｖ　ｖ　Ｆインバータであり、３０は三相交流電
源、３４は誘導モータ等のモータである。一方、１００
′はＤＣ／ＤＣコンバータであり、このコンバータ１０
０′に設けられた１ヘランス１の一次巻線１ａの一方の
端子はＶＶＶＦインバータ２００の直流中間コンデンサ
３２の＋側に接続され、他方の端子は主スイッチ素子で
あるスイッチングトランジスタ２を介して直流中間コン
デンサ３２の一側に接続されている。ここで、スイッチ
ングトランジスタ２のオンオフ時間を制御することによ
り、１〜ランス１の二次巻線１ｂに生じる電圧を変化さ
せることができるようになっている。

なお、−次巻線１　Ｈの両端にはダイオード及びツェナ
ーダイオードからなるスナバ回路１６が接続さ扛ている
。

１〜ランス］の二次巻線１ｂには整流用ダイオード６と
コンデンサ７が接続され、コンデンサ７の両端からは整
流平滑後の直流電圧■１が出力される。そして、この直
流出力側には負荷（図示せず）が接続されると共に、ツ
ェナーダイオード９を介してホトカプラ１０出力側の発
光ダイオードが接続されている。

ホトカプラ１０出力側のホｌ−１−ランジスタのコレク
タには、Ｉ−ランス］の第１−の補助巻線ＩＣに接続さ
れたダイオード１７から所定値の直流電圧が印加されて
おり、前記ホトトランジスタのエミッタはスイッチング
トランジスタ１１のベースに接続されている。また、こ
のトランジスタ１１のベースはコンデンサ１２を介して
前記直流中間コンデンサ３２の一側に接続されている。

更に、トランジスタ１１のコレクタはスイッチングトラ
ンジスタ２のベースに接続され、このベースにはコンデ
ンサ１３及び抵抗１４を介してトランス１の第２の補助
巻線１ｄの一端が接続されている。

そして、この補助巻線１ｄの他端はトランジスタ１１の
エミッタ及びコンデンサ１２の一端に接続されている。

なお、第３図において１５はバイパス抵抗、１８はコン
デンサである。

上記の回路において、１ヘランス１の第２の補助巻線１
ｄ、抵抗１４及びコンデンサ１３はブロッキング発振回
路を構成しており、この発振回路から生しるパルスによ
ってスイッチングトランジスタ２はオン、オフし、−次
巻線３−　ａに印加される電圧をオン、オフすることに
より二次巻線１ｂに電圧を発生させる。

この二次巻線３−　ｂに生じた電圧はダイオード６及び
コンデンサ７により整流平滑され、直流電圧として負荷
に供給される。

一方、」１記直流電圧がツェナーダイオード９のツェナ
ー電圧を越えると、ホトカプラ１０の発光ダイオードが
発光する。これによってホ１−カプラ１０のホｌ−１〜
ランジスタがオンして１−ランジスタ１】がオンとなり
、コンデンサ１３から印加されるパルスの一部がバイパ
スされる。

従って、スイッチング１−ランジスタ２のベースに印加
されるパルスの時間幅が変わってスイッチングトランジ
スタ２のオン、オフ時間、換言すればデユーティ−比が
変わり、トランス１の二次側電圧がツェナーダイオード
９で定まる所定の基準値となるように制御される。これ
によってトランス］の二次側の直流電圧Ｖ、が所望の値
に制御されることになる。すなわちこの回路では、スイ
ッチング１〜ランジスタ２のスイッチング制御信号がホ
トカプラ１０を介してトランス１の二次側から加えられ
ている。

一方、ＶＶＶＦインバータの直流中間電圧の絶縁検出回
路は、次のように構成されている。すなわちトランス１
の第３の補助巻線１ｅの一方の端子は、ダイオード２１
を介して電圧ホールド用コンデンサ２２及び抵抗２３の
各一端に接続されている。

抵抗２３の他端には抵抗２４と負荷（図示せず）とが接
続され、コンデンサ２２及び抵抗２４の他端は前記補助
巻線１ｅの他方の端子に接続されている。

第４図は第３図におけるＶＶＶＦインバータの直流中間
電圧Ｅｄ、ＤＣ／ＤＣコンバータ１００′の直流出力電
圧■□、直流中間電圧絶縁検出回路の出力電圧■２及び
トランス１の第３の補助巻線１ｅの電圧■３をそれぞれ
示している。

第４図から明らかなように、補助巻線１ｅの電圧■３は
スイッチングトランジスタ２のオン期間Ｔ、にわたって
出力され、また絶縁検出回路の出力電圧■２は前記期間
Ｔ１が経過した後にスイッチング１〜ランジスタ２のオ
フ期間Ｔ２にわたって徐々に低下する。なお、同図にお
いてＴはスイッチング゛周期、Ｖｚｎはツェナーダイオ
ード９のツェナー電圧である。

（発明が解決しようとする課題） 上述した第３図のような構成の直流中間電圧の絶縁検出
回路において、その出力電圧■２は第４図に示したよう
に間欠期間Ｔ２で減衰するので、仮りに直流中間電圧Ｅ
ｄが一定の場合にも出力電圧■２には検出リプルが発生
する。しかも、十〕記間欠期間１゛２は直流中間電圧Ｅ
ｄの大きさやＤ　Ｃ／Ｉ）Ｃコンバータ１００′の負荷
に応じて変化するので、出力電圧■２の検出リプルも多
様に変化することになる。

更に、上記絶縁検１ｔｈ１１回路の応答速度は抵抗２３
゜２４及びコンデンサ２２により構成されたフィルタの
時定数によって決まるため、直流中間電圧Ｅｄが急激に
低下した場合等にも所望の応答性が得られるようなフィ
ルタの時定数の設計が非常に困難であるという問題があ
った。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、検出リプルがなく、応答速度
の速い絶縁検出機能をもつＤＣ／Ｄ　Ｃコンバータを提
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、本発明にかかるＤＣ／　Ｄ
　（：コンバータは、主スイッチ素子をオン。

オフするためのスイッチング制御信号を検出する手段を
備え、かつ、直流中間電圧の絶縁検出回路は、トランス
の補助巻線の−へ方の端子に一端が接続されたホ・−ル
ド用コンデンサと、このホールド用コンデンサの他端と
前記補助巻線の他方の端子との間に接続さ才すたＦＥＴ
等の補助スイッチ素子とを備えると共に、前記スイッチ
ング制御信号に基づき、前記主スイッチ素子がオフの場
合し−は前記補助スイッチ素子をオフさせ、かつ前記主
スイッチ素子がオンの場合に（Ｊ前記補助スイッチ素子
をオンさせるようにしたものである。

（作用） 周知のようにＤＣ／ＤＣコンパ・−夕は、電力変　゛検
装置の直流中間電圧の変動や負荷変動に対応し。

て、１ヘランス−吹側の主スイッチ素子に対するプアー ニーティー比を制御することにより、所定の直流電圧を
出力するものであり、そのスイッチング制御信号はＩ・
ランスの二次側から供給されている。

本発明では、上記スイッチング制御信号を検出すること
とし、主スイッチ素子がオフする間欠期間では補助スイ
ッチ素子をオフさせてＭ縁検出用補助巻線出力電圧の前
回値をホールドすると共（、こ、主スイッチ素子のＡン
期間では補助スイッチ素子をオンさせて補助巻線出力電
圧を子のままサンプルすることにより、出力電圧の検出
リプルを減少さぜるものである。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図はこの実施例の構成をＶＶＶＦインバータと共に
示したものであり、第３図と同一の構成要素には同一の
番号を付して説明を省略し、以下、異なる部Ｇ＆中心に
説明する。

すなわち、第１−図のＤＣ／ＤＣコンバータ１００にお
いて、直流中間電圧の＃ｌ縁検出回路を除いたＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ部は第３図と同様に構成されている。そし
て、絶縁検出回路は、トランス１の第３の補助巻線Ｘｅ
の一方の端子に電圧ホールド用コンデンサ２２の一端が
接続され、このコンデンサ２２の他端と補助巻線１．　
ｅの他方の端子との間に補助スイッチ素子としてのＦＥ
Ｔ２９が接続されて構成されている。

一方、ホ１−カブラ１０の人力信号は１ノベルシフタ２
８に入力されており、このレベルシフタ２８の出力側は
ＦＥＴ２９のゲー　ト及び抵抗２６の一端ｔ・こ接続さ
れている。ここで、１ノベルシフタ２８ば、ホ１−カプ
ラ１０の入力信号がＬレベルの場合、すなわちＴ）　Ｃ
／ＤＣコンバータ１００の出力電圧■、がツェナー電圧
Ｖｚｎに達しない場合には１ヘランス１の一次側のスイ
ッチングトランジスタ２が間欠期間となるので、この場
合には前記ＦＥＴ２９を遮断して間欠期間に入る前の補
助巻線１ｅの電圧■３の値（前回値）をホールドするよ
うに作用している。

また、ホ１−カプラ１０の入力信号がＩ（レベルの場合
、ずなわち出力電圧■、がツェナー電圧Ｖｚｎを越えた
場合には、レベルシフタ２８を介してＦ　Ｅ　Ｔ２９が
オンし、出力電圧■３をそのままサンプルするものであ
る。

第２図は、第１図の回路におしつる電圧Ｅｄ、■。

〜■３の波形図であり、絶縁検出回路の出力電圧■２に
着目すると、スイッチングトランジスタ２のオン期間Ｔ
１ではＦＥＴ２９をオンすることによって補助巻線１ｅ
の電圧■、をそのままサンプルし、その後、スイッチン
グトランジスタ２のオフ期間（間欠期間）′ｒ２に入る
と、−に連したレベルシフタ２８の作用によりＦ　ＥＴ
　２９をオフすることで期間ｒ１内での電圧ｖ３の最終
値がそのままホールドされることがわかる。

このように絶縁検出回路を動作させることにより、出力
電圧ｖ２の検出リプルは第４図に比べて大幅に少なくな
る。また、絶縁検出回路に第３図のような抵抗２３．２
４を有しないため、高速応答が可能であり、フィノνり
定数の設定に煩わされることもない。

なお、絶縁検出回路に設ける補助スイッチ素子はＦＥＴ
以外のものであってもよい。

（発明の効果） 以ヒのように本発明によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータの
主スイッチ素子に対するスイッチング制御信吟を用い、
ト記主スイッチ素子のオン、オフに応して絶縁検出回路
の補助巻線出力電圧のサンプル、ホールドを切り換える
ようにしたため、出力電圧の検出リプルが少なく、また
、回路構成上応答速度の速い＃ｌ縁検出回路を備えたＩ
）　Ｃ／　Ｄ　Ｃ」ンバータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は第１
図の各部の電圧波形図、第３図は従来の技術を示す回路
図、第４図は第３図の各部の電圧波形図である。 １　・トランス ２．１１・・・スイッチングトランジスタ６．１７・・
ダイオ−１〜 ９・・・ツェナーダイオード ７．１．２，１３，１８．２２・・コンデンサ１０・・
ホ１〜カプラ　　　　１．４，１５．２６・・・抵抗Ｉ
６・スナバ回路　　　　２８・・・レベルシフタ２９・
・・ｌ”ＥＴ　　　　　　　３０・・交流電源３１・・
ダイオード整流器 ３２・・・直流中間コンデンサ ３３・・・インバータ回路　　３４・・モータ１００−
ＤＣ／ＤＣ：＋ンバータ ２００−　Ｖ　Ｖ　Ｖ　Ｆインバータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電力変換装置の直流中間回路に接続され、主スイッチ素
   子のオン、オフによりトランスを介して直流電圧を出力
   するＤＣ／ＤＣコンバータであって、前記トランスの補
   助巻線を介して前記直流中間回路の電圧を検出する直流
   中間電圧の絶縁検出回路を備えたＤＣ／ＤＣコンバータ
   において、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記主スイッ
   チ素子をオン、オフするためのスイッチング制御信号を
   検出する手段を備え、 前記絶縁検出回路は、前記補助巻線の一方の端子に一端
   が接続されたホールド用コンデンサと、このホールド用
   コンデンサの他端と前記補助巻線の他方の端子との間に
   接続された補助スイッチ素子とを備えると共に、 前記スイッチング制御信号に基づき、前記主スイッチ素
   子がオフの場合には前記補助スイッチ素子をオフさせ、
   かつ前記主スイッチ素子がオンの場合には前記補助スイ
   ッチ素子をオンさせることを特徴とするＤＣ／ＤＣコン
   バータ。