JPH06327252A - 直流電源装置 - Google Patents

直流電源装置

Info

Publication number
JPH06327252A
JPH06327252A JP5110795A JP11079593A JPH06327252A JP H06327252 A JPH06327252 A JP H06327252A JP 5110795 A JP5110795 A JP 5110795A JP 11079593 A JP11079593 A JP 11079593A JP H06327252 A JPH06327252 A JP H06327252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
leads
rectifier
power supply
supply device
lead
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5110795A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuyoshi Sueishi
辰義 居石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP5110795A priority Critical patent/JPH06327252A/ja
Publication of JPH06327252A publication Critical patent/JPH06327252A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】転流電流の循環回路のインダクタンス及び発生
磁束を減らすことによって、直流電圧の電圧降下を低減
しかつ周辺の金属構造物の局部加熱を抑制する。 【構成】2つの二次巻線53,54から引き出される接
続リード911,921,912,924を、いずれも
整流器用変圧器50の下側から引き出し、かつ、同じ巻
線から引き出された接続リード911,921及び91
2,924を互いに近接して対向して設け、この部分で
は、それぞれの接続リードの断面形状、特に幅寸法を同
じにしてこのこの部分のインダクタンスを小さくする。
また、整流素子61,62が接続されない接続リード9
11,912の、前述の近接して対向する部分から外れ
たその先の部分では、接続リード913でまとめて一体
化して転流電流の循環経路を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、アルミ表面処理や電
解などに必要な低電圧大電流の直流を得るための直流電
源装置、特に商用周波の交流電力を整流器で整流して得
られる直流電力をパワートランジスタなどの高速スイッ
チング素子を使用したインバータによってkHzレベルの
高周波交流に変換しこれを改めて整流装置によって整流
して直流電力を得る直流電源装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の電力用半導体素子の性能向上によ
り大電流を高周波でスイッチングすることが可能とな
り、変圧器やリアクトルの小型軽量化を目的としたイン
バータスイッチング式直流電源装置の開発が盛んに行わ
れている。図2はこのような方式による従来の直流電源
装置の回路図である。この図において、50Hz又は60
Hzの商用周波の三相電源1から得られる三相交流電力を
整流器2で整流し平滑コンデンサ3によって整流器2の
出力電圧に含まれる脈流成分を低減した直流電力を得、
この直流電力をインバータ4で数kHzの高周波単相交流
に変換した上で一次側が並列接続された整流器用変圧器
5で所定の低電圧に降圧して整流器6で整流して直流電
力が得られ、これが負荷9に供給される。
【0003】インバータ4は図示しない制御回路が出力
する制御パルスによって符号を付さない4つのパワトラ
ンジスタのオン、オフが制御されて正負が交互に入れ代
わる高周波の交流が出力されるものなので、この直流電
源装置は負荷直流電圧又は電流を高速度かつ高精度に制
御することが可能であるという特長も持っている。整流
器用変圧器5は2脚鉄心50と2本の鉄心脚501,5
02にそれぞれ設けられた一次巻線51,52と二次巻
線53,54とからなっており、第1の鉄心脚501に
は一次巻線51と二次巻線53、第2の鉄心脚502に
は一次巻線52と二次巻線54がそれぞれ設けられてお
り、図の・印で示す極性から判るようにそれぞれ減極性
になっている。
【0004】二次巻線53の端子を図示のようにu,
x、二次巻線54の端子をy,vとする。端子uには整
流素子61のアノード側が、端子vには整流素子62の
アノード側がそれぞれ接続されていて、これら整流素子
61,62のカソード側がP極である直流リード81に
接続される。また、端子xとyはそれぞれN極である直
流リード82に接続される。減極性なので、直流リード
82を基準にすると端子uとvに誘起される電圧は互い
に極性が反対、すなわち、位相にして180°異なって
いる。したがって、これらの端子u,vに接続された整
流器6の整流素子61,62には、二次巻線53,54
に誘起される電圧が零でないときにはどちらか一方だけ
がオンの状態になって二次巻線53,54の一方にだけ
負荷電流が流れ、両方とも零の場合には負荷電流の2分
の1ずつが分担して流れ、結果的に整流器6は全波整流
された直流を出力する。
【0005】周知のように、整流素子61,62のうち
の一方がオフからオン又はオンからオフに移行する過程
で両方の整流素子61,62がオンの状態になって時間
的に急激に変化する電流成分である循環電流が流れる転
流期間と呼ばれている期間があり、この循環電流成分は
転流電流と呼ばれている。転流電流の循環回路は、端子
uから始めると整流素子61、整流素子62、端子v、
二次巻線54、端子y、端子x、二次巻線53を経て端
子uに戻る閉回路である。二次巻線53,54に流れる
電流に対応して一次巻線51A,52Aにも電流が流れ
てイバータ4を含む一次側回路を流れる。転流期間で
は、このような循環回路及び一次側回路のインダクタン
スと循環電流の時間微分との積に相当する電圧降下が生
じて直流電源装置の出力電圧としての直流電圧が小さく
なるいわゆる電圧降下となり、更には、急激に時間変化
する循環電流によって生ずる漏れ磁束が電磁誘導作用に
よって接続リード及び近傍の金属性構造物に漂遊損を発
生させて効率の低下と局部加熱による装置寿命低下の原
因になる。なお、一次巻線51,52に比較して二次巻
線53,54の巻数ははるかに小さいので、転流に影響
するインダクタンスは整流器用変圧器5の漏れインダク
タンスと二次側回路の漂遊インダクタンスであり、一次
側回路のインダクタンスは実質的に無視できるのが普通
である。
【0006】図3は図2の回路図に基づいて構成された
従来の直流電源装置の2面図であり、図3(a)は正面
図、図3(b)は側面図である。この図において、直流
リード81,82は平角導体からなっていて互いに平行
に配置され図の上側の直流リード82がN極、下の直流
リード81がP極であり、整流器用変圧器5はこれら2
本の直流リード81,82の間に配置されている。整流
器6の整流素子61,62は半導体素子を図のような略
直方体の形状にモールドして1つの面に両端子を引き出
しボルト締めで接続リードに接続する構成のもので、直
流リード81の一方の幅面にこの図ではそれぞれが整流
要素の記号を模式的に図示してあるそれぞれ3つの半導
体素子からなる整流素子61,62が取付けられてい
る。モールド樹脂部を直流リード81に取付けてあるの
で電気的には整流素子61,62そのものは直流リード
81に対して絶縁されている。整流素子の数は直流電源
装置の定格電流と採用される整流素子の電流容量との関
係から決まるものであり3つという数に限定されるもの
ではない。
【0007】2脚鉄心50の一方の鉄心脚501に設け
られた二次巻線53の上部から端子xとしての接続リー
ド731が引き出されて直流リード82にボルト締めで
接続され、下部から端子uとしての接続リード711が
引き出されて整流素子61のアノード側に接続されてお
り、整流素子61のカソード側は接続リード721を介
して直流リード81に接続されている。鉄心脚502に
設けられている二次巻線54の端子yとしての接続リー
ド732、下部の端子vとしての接続リード721及び
整流素子62の構成も同様であり、図3(a)に示すよ
うに左右対称になっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これらの図で前述の転
流電流の循環経路は図3(a)に矢印で示す経路であ
り、二次巻線53,54を除けばおおよそ長方形の辺に
沿った形状をしており、よく知られているように電流経
路が囲む面積が大きいほどその回路のインダクタンスと
漏れ磁束量が大きくなることから、この循環経路のイン
ダクタンスも大きいという問題がある。前述のように、
循環回路のインダクタンスが大きいと転流期間が長くな
って直流電圧の電圧降下値が大きくなり、漏れ磁束が大
きいために周辺の金属構造物、特に図示の整流器用変圧
器5の鉄心脚501,502に渦電流が流れて局部加熱
が発生するという問題もある。
【0009】この発明の目的はこのような問題を解決
し、転流電流の循環回路のインダクタンス及び発生磁束
を減らすことによって直流電圧の電圧降下を低減しかつ
周辺の金属構造物の局部加熱を抑制することのできる整
流器用変圧器の二次側回路を持つ直流電源装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、インバータと、2脚鉄心の2本
の鉄心脚のそれぞれに一次巻線と二次巻線とが設けられ
た整流器用変圧器と、これら2つの二次巻線にそれぞれ
接続された整流素子からなる整流器とを備え、整流器用
変圧器の一次巻線にインバータで生成された高周波交流
が入力され、整流器用変圧器で所定の電圧に降圧された
低圧交流が整流器で全波整流され直流電力が得られる直
流電源装置において、二次巻線から引き出される接続リ
ードが、整流素子が接続されるものと接続されないもの
とのいずれも整流器用変圧器の上又は下の同じ側に引き
出され、整流素子が接続される接続リードと接続されな
い接続リードとが互いに近接し対向して設けられ、対向
部ではそれぞれの接続リードの断面寸法が同じであるも
のとし、また、インバータと、2脚鉄心の2本の鉄心脚
のそれぞれに一次巻線と二次巻線とが設けられた整流器
用変圧器と、これら2つの二次巻線にそれぞれ接続され
た整流素子からなる整流器とを備え、整流器用変圧器の
一次巻線にインバータで生成された高周波交流が入力さ
れ、整流器用変圧器で所定の電圧に降圧された低圧交流
が整流器で全波整流され直流電力が得られる直流電源装
置において、二次巻線から引き出される接続リードが、
整流素子が接続されるものと接続されないものとのいず
れも整流器用変圧器の上又は下の同じ側に引き出され、
異なる鉄心脚から引き出された整流素子が接続されない
接続リードが電気的に一体化された上で直流リードに接
続されてなるものとし、また、この直流電源装置の二次
巻線から引き出される接続リードが、整流素子が接続さ
れる接続リードと接続されない接続リードとが互いに近
接し対向して設けられ、対向部ではそれぞれの接続リー
ドの断面寸法が同じであるものとする。
【0011】
【作用】この発明の構成において、整流器用変圧器の2
つの鉄心脚のそれぞれに設けられた二次巻線から引き出
される接続リードを、整流素子が接続されるものと接続
されないものとのいずれも同じ側に引き出すことによっ
て接続リード間をなるべく接近して配置できるように
し、整流素子が接続される接続リードと接続されない接
続リードとを互いに対向して設け、二次巻線から引き出
された直後の部分からの近接して対向する部分では、そ
れぞれの接続リードの幅寸法を同じ寸法にすることによ
ってこの部分のインダクタンスを最小にすることができ
る。それぞれに流れる電流の実効値は同じなので断面積
も同じでよいことから、それぞれの接続リードの断面寸
法が同じになる。
【0012】また、整流素子が接続されない接続リード
の、整流素子が接続される接続リードに近接して対向す
る部分から外れたその先の部分では、異なる鉄心脚から
引き出された接続リードとまとめて一体化した構成とす
ることによって、転流電流は一体化された部分の接続リ
ードを流れることから、転流電流の循環経路が小さくな
ってインダクタンスが減少する。なお、前述の接近して
対向する接続リードの断面寸法を同じにする構成と異な
る鉄心脚から引き出された接続リードをまとめて一体化
する構成を併用することによって更にインダクタンスを
小さくすることができる。
【0013】
【実施例】以下この発明を実施例に基づいて説明する。
図1はこの発明の実施例を示す直流電源装置の2面図
で、図1(a)は正面図、図1(b)は側面図であり、
図3と同じ構成要素に対しては共通の符号を付けて詳し
い説明を省く。この図において、直流リード81,82
はそれぞれ整流器用変圧器5の同じ側である下側に配置
してある。したがって、二次巻線53から引き出される
接続リード911,21及び二次巻線54から引き出さ
れる接続リード912,924は図の下に向かって平行
に引き出されている。これら2つの接続リードは図3の
接続リード721,732に対応するもので、同じ方向
に引き出されると図1(b)に示すように、転流電流は
矢印で示すように反対方向になる。
【0014】周知のように反対方向に電流が流れるリー
ドのインダクタンスは互いに磁束を打ち消し合うことか
ら小さくなり、互いのリードを接近させるほどそのイン
ダクタンスは小さくなる。また、リード間の距離が一定
の場合にはリードの幅寸法が大きいほどインダクタンス
は小さいという関係もある。接続リード911,922
の場合、互いに近接して対向した間の距離は絶縁強度や
冷却効果などのインダクタンスとは無関係の要因から決
定される。また、その幅寸法(図1(a)は概ね接続リ
ード911,921に発生する抵抗損を適切な値に抑制
することと他の構成物との寸法の取り合いの点からの制
約などから決められる。このような制約条件のもとでこ
の部分のインダクタンスを最小にするには、接続リード
911,921の幅寸法をなるべく大きくするとともに
その値を一致させることである。一方の接続リードの幅
寸法だけを大きくしてもインダクタンスを小さくする効
果はそれほど期待できない。
【0015】接続リード911,921とが互いに接近
して対向する部分から下の構造は、接続リード911は
更に下に延びて接続リード913を介して直流リード8
2に接続され、接続リード921は図3と同様に整流素
子62のアノードに接続される。直流リード81,82
の位置を図のように合わせるなどの理由から、接続リー
ド911,921の距離は大きくなるので、互いの接続
リードの幅寸法を合わせることによるインダクタンス低
減の効果は小さくなる。特に接続リード921は3つの
整流素子に接続するためにその先端部は幅を広げてある
が、これに合わせて接続リード911の幅も広くするこ
とによるインダクタンス低減は実質的に無視できる程度
のものである。
【0016】二次巻線53から引き出される接続リード
912,924も前述の接続リード911,921と同
じ形状配置なので、これらの説明を省略する。接続リー
ド912も接続リード911とともに接続リード913
に接続される。接続リード913の中の転流電流は図の
矢印で示すように、接続リード911から入った転流電
流が接続リード913の図の上の方の部分で接続リード
912に流出する経路となる。図3では、直流リード8
2を通る経路となるために、循環経路は大きくなってい
るのに対して、図1では接続リード913を設け、これ
によって接続リード911と912とを直流リード82
よりも上で接続することによって、循環経路の長さが短
くなってこの部分のインダクタンスが小さくなる。
【0017】
【発明の効果】この発明は前述のような接近して対向す
る接続リードの断面寸法を同じにすることと、異なる鉄
心脚から引き出された整流素子に接続されない接続リー
ドを、直流リードに接続する前にまとめて一体化した接
続リードに接続することによって、転流電流の循環経路
のインダクタンスを小さくすることができる。更に、こ
れら2つの構成を併用することによって更にインダクタ
ンスを小さくすることができる。インダクタンスが小さ
くなることは必然的に発生する磁束が小さくなることも
意味する。その結果、接続リードからの発生磁束が減る
ことによって、直流電圧の電圧降下が低減し、周辺の金
属構造物の局部加熱が抑制されるという効果が得られ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す直流電源装置の2面図
で、(a)は正面図、(b)は側面図
【図2】直流電源装置の回路図
【図3】従来の直流電源装置の2面図で、(a)は正面
図、(b)は側面図
【符号の説明】
1 三相交流電源 2 整流器 4 インバータ 5 整流器用変圧器 50 2脚鉄心 501,502 鉄心脚 53,54 二次巻線 6 整流器 61,62 整流素子 81,82 直流リード 911,912,913 接続リード 921,922,923,924,925 接続リー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インバータと、2脚鉄心の2本の鉄心脚の
    それぞれに一次巻線と二次巻線とが設けられた整流器用
    変圧器と、これら2つの二次巻線にそれぞれ接続された
    整流素子からなる整流器とを備え、整流器用変圧器の一
    次巻線にインバータで生成された高周波交流が入力さ
    れ、整流器用変圧器で所定の電圧に降圧された低圧交流
    が整流器で全波整流され直流電力が得られる直流電源装
    置において、 二次巻線から引き出される接続リードが、整流素子が接
    続されるものと接続されないものとのいずれも整流器用
    変圧器の上又は下の同じ側に引き出され、整流素子が接
    続される接続リードと接続されない接続リードとが互い
    に近接し対向して設けられ、対向部ではそれぞれの接続
    リードの断面寸法が同じであることを特徴とする直流電
    源装置。
  2. 【請求項2】インバータと、2脚鉄心の2本の鉄心脚の
    それぞれに一次巻線と二次巻線とが設けられた整流器用
    変圧器と、これら2つの二次巻線にそれぞれ接続された
    整流素子からなる整流器とを備え、整流器用変圧器の一
    次巻線にインバータで生成された高周波交流が入力さ
    れ、整流器用変圧器で所定の電圧に降圧された低圧交流
    が整流器で全波整流され直流電力が得られる直流電源装
    置において、 二次巻線から引き出される接続リードが、整流素子が接
    続されるものと接続されないものとのいずれも整流器用
    変圧器の上又は下の同じ側に引き出され、異なる鉄心脚
    から引き出された整流素子が接続されない接続リードが
    電気的に一体化された上で直流リードに接続されてなる
    ことを特徴とする直流電源装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載の直流電源装置の二次巻線か
    ら引き出される接続リードが、整流素子が接続される接
    続リードと接続されない接続リードとが互いに近接し対
    向して設けられ、対向部ではそれぞれの接続リードの断
    面寸法が同じであることを特徴とする直流電源装置。
JP5110795A 1993-05-13 1993-05-13 直流電源装置 Pending JPH06327252A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5110795A JPH06327252A (ja) 1993-05-13 1993-05-13 直流電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5110795A JPH06327252A (ja) 1993-05-13 1993-05-13 直流電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06327252A true JPH06327252A (ja) 1994-11-25

Family

ID=14544840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5110795A Pending JPH06327252A (ja) 1993-05-13 1993-05-13 直流電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06327252A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332147A (ja) * 2002-05-17 2003-11-21 Cosel Co Ltd スイッチング電源用トランス
CN103986354A (zh) * 2014-05-23 2014-08-13 台达电子企业管理(上海)有限公司 三电平整流器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003332147A (ja) * 2002-05-17 2003-11-21 Cosel Co Ltd スイッチング電源用トランス
CN103986354A (zh) * 2014-05-23 2014-08-13 台达电子企业管理(上海)有限公司 三电平整流器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8072785B2 (en) Switching power supply unit
Khan et al. Magnetic integration of discrete-coupled inductors in single-phase direct PWM AC–AC converters
US11270832B2 (en) Integrated magnetic device and direct current-direct current converter
Imaoka et al. A magnetic design method considering dc-biased magnetization for integrated magnetic components used in multiphase boost converters
Khan et al. Elimination of filter inductor in switching cell AC–AC converters using magnetic integration
JPWO2015016146A1 (ja) ゲート電源装置及びこれを用いた半導体遮断器
JP4124814B2 (ja) 入出力絶縁型dcーdcコンバータ
JP7357175B1 (ja) 電気推進システム
US11791118B2 (en) Polyphase switching regulator
US7576299B2 (en) Generator for arc welder with high power factor
JPH11144983A (ja) チョークコイル及びこれを用いた整流平滑回路
Munoz et al. A new high-power-factor three-phase AC-DC converter: analysis, design, and experimentation
JPH06327252A (ja) 直流電源装置
US5327334A (en) Zero current switching DC-DC converter incorporating a tapped resonant inductor
JP2019080390A (ja) スイッチング電源装置
Yu et al. A novel three dimensional (3d) winding structure for planar transformers
JP7222806B2 (ja) 電磁誘導加熱装置
RU2269175C1 (ru) Электрический реактор с подмагничиванием
US20220410738A1 (en) Power conversion apparatus, vehicle including the same, and method of controlling
JPH05316734A (ja) 直流電源装置
JP2000306744A (ja) 電源トランス
JP3226051B2 (ja) 直流電源装置
Haema et al. Development of LLC Resonant Inverter for Saw Blade Induction Heating Applications
JP2019046828A (ja) トランス、及びスイッチング電源
JP3031015B2 (ja) 直流電源装置