JPH0732590B2 - Power supply - Google Patents
Power supplyInfo
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- JPH0732590B2 JPH0732590B2 JP63112940A JP11294088A JPH0732590B2 JP H0732590 B2 JPH0732590 B2 JP H0732590B2 JP 63112940 A JP63112940 A JP 63112940A JP 11294088 A JP11294088 A JP 11294088A JP H0732590 B2 JPH0732590 B2 JP H0732590B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電圧が変動する直流電源からの電圧を一定の
電圧に変換して負荷に供給する電源装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power supply device that converts a voltage from a DC power supply whose voltage fluctuates into a constant voltage and supplies the voltage to a load.
第３図は例えば特開昭62−53171号公報に示された従来
の車両用補助電源装置の回路構成図に出力電圧を一定化
させるフイードバツク回路を追加したものである。FIG. 3 shows a circuit configuration diagram of a conventional vehicle auxiliary power supply device disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-53171, in which a feedback circuit for stabilizing the output voltage is added.
図において、（１）は直流電源で、車両に対しては饋電
用架線からパンタグラフを介して給電され、通常車両の
負荷や走行位置によりかなりの範囲でその電圧Vpが変動
する。（２）は直流高速度遮断器、（３）はブロツキン
グダイオード、（４）は直流電源（１）と直列に接続さ
れた入力用直流リアクトル、（５）は入力用直流リアク
トル（４）の出力側に直流電源（１）と並列に接続され
た平滑用コンデンサ、（6a）は点弧制御可能な制御素子
で、例えばGTOサイリスタとダイオードとの逆並列回路
からなるチヨツパ用スイツチング素子が使用される。
（７）はフライホイールダイオード、（８）はチヨツパ
用直流リアクトルで、以上の（6a）（７）（８）により
変換回路としてのチヨツパ回路（６）を構成する。
（９）はチヨツパ用出力コンデンサ、（10）は例えばGT
Oサイリスタとダイオードとの逆並列回路からなるスイ
ツチング素子（10a）〜（10f）で構成される３相ブリツ
ジインバータ、（11）はインバータ変圧器、（12）は交
流負荷、（13）は交流負荷（12）への電圧を検出する交
流出力電圧用電圧センサ、（14）は所定の出力電圧基準
VREFを設定するための電圧設定器、（15）は例えば積分
要素を有する電圧コントローラ、（16）はチヨツパ回路
（６）のスイツチング素子（6a）の通流率αを決定する
移相器、（17）はスイツチング素子（6a）にゲートパル
スを供給するゲートドライブユニツトである。そして、
（13）ないし（17）の各要素によりフイードバツク回路
（18）を構成する。In the figure, (1) is a DC power supply, which is supplied to the vehicle from a feeder for overhead power via a pantograph, and its voltage Vp fluctuates in a considerable range depending on the load and traveling position of the vehicle. (2) is a DC high-speed circuit breaker, (3) is a blocking diode, (4) is an input DC reactor connected in series with the DC power supply (1), and (5) is an input DC reactor (4). A smoothing capacitor connected in parallel to the DC power supply (1) on the output side of (6a) is a control element capable of firing control, for example, a switching element for a chip consisting of an antiparallel circuit of a GTO thyristor and a diode is used. To be done.
(7) is a flywheel diode, (8) is a direct current reactor for a chip, and the above (6a), (7) and (8) constitute a chip circuit (6) as a conversion circuit.
(9) is the output capacitor for the chip, (10) is for example GT
O 3-phase bridge inverter composed of switching elements (10a) to (10f) consisting of anti-parallel circuit of thyristor and diode, (11) inverter transformer, (12) AC load, (13) AC AC output voltage sensor that detects the voltage to the load (12), (14) is a predetermined output voltage reference
A voltage setter for setting V REF , (15) a voltage controller having, for example, an integral element, (16) a phase shifter for determining the conduction ratio α of the switching element (6a) of the chipper circuit (6), Reference numeral (17) is a gate drive unit for supplying a gate pulse to the switching element (6a). And
A feed back circuit (18) is configured by the elements (13) to (17).
次に動作について説明する。直流高速度遮断器（２）が
投入されると直流電源（１）の電圧が入力用直流リアク
トル（４）を介して平滑用コンデンサ（５）に印加され
る。チヨツパ回路（６）は、この平滑用コンデンサ
（５）の電圧を入力することによりスイツチング素子
（6a）により制御された一定の直流電圧をチヨツパ用出
力コンデンサ（９）に出力する。３相ブリツジインバー
タ（10）はこのチヨツパ用出力コンデンサ（９）の電圧
を入力することにより、３相交流電圧を出力しインバー
タ変圧器（11）によつて当該電圧を昇圧あるいは降圧し
て交流負荷（12）に出力電圧VACを供給する。ここで、
出力電圧は電圧センサ（13）により検出され、その検出
出力VFと出力電圧基準VREFとの差が電圧コントローラ
（15）へ入力され電圧コントローラ出力電圧VCが得られ
る。そして移相器（16）により電圧コントローラ出力電
圧VCに対応したチヨツパ通流率αが決定され、ゲートド
ライブユニツト（17）を経てゲートパルスがスイツチン
グ素子（6a）に印加される。即ち、フイードバツク回路
（18）による定電圧制御が行われる訳である。Next, the operation will be described. When the DC high speed circuit breaker (2) is turned on, the voltage of the DC power supply (1) is applied to the smoothing capacitor (5) via the input DC reactor (4). By inputting the voltage of the smoothing capacitor (5), the chip circuit (6) outputs a constant DC voltage controlled by the switching element (6a) to the chip output capacitor (9). The 3-phase bridge inverter (10) outputs the 3-phase AC voltage by inputting the voltage of the output capacitor (9) for the chip, and the inverter transformer (11) boosts or lowers the voltage to generate the AC voltage. Supply the output voltage V AC to the load (12). here,
The output voltage is detected by the voltage sensor (13), and the difference between the detected output V F and the output voltage reference V REF is input to the voltage controller (15) to obtain the voltage controller output voltage V C. Then, the phase shifter (16) determines the chip conduction ratio α corresponding to the voltage controller output voltage V C , and the gate pulse is applied to the switching element (6a) via the gate drive unit (17). That is, constant voltage control is performed by the feedback circuit (18).
第４図は以上の場合における直流電源（１）の電圧VPと
出力電圧VACとの関係を示す入出力特性図である。FIG. 4 is an input / output characteristic diagram showing the relationship between the voltage V P of the DC power supply (1) and the output voltage V AC in the above case.
電圧VPがVPmin、即ちチョッパ（６）がその定格電圧を
出力可能な直流電源電圧VPの最低値より高い範囲はチヨ
ツパ制御が可能で、その広い範囲にわたつてその出力電
圧VACが定格値VRに保たれている。電圧VPがVPminより低
くなると、もはや出力電圧一定の制御は不可となり、通
流率はαmaxで固定され電圧VPの低下に応じて出力電圧V
ACも低下する。When the voltage V P is V P min, that is, the range in which the chopper (6) is higher than the minimum value of the DC power supply voltage V P that can output the rated voltage, the chip control can be performed, and the output voltage V AC can be spread over the wide range. There has been kept at the rated value V R. When the voltage V P becomes lower than V P min, constant output voltage control is no longer possible, the conduction ratio is fixed at αmax, and the output voltage V P decreases as the voltage V P decreases.
AC also decreases.
従来の車両用補助電源装置は、以上のように構成されて
いるので、例えば車両走行中、パンタグラフが架線から
離線し、直流電源（１）からの給電が中断された場合、
以下のような問題点が発生する。即ち、チヨツパ回路
（６）の入力は平滑用コンデンサ（５）からなされるた
め、たとえ直流電源（１）からの給電が中断されても、
平滑用コンデンサ（５）の電圧は、しばらくは第４図の
VPminより高い値を維持するので、チヨツパ回路（６）
は出力電圧VAC＝VR（一定）の制御を続けることにな
る。従つて、上記中断後も負荷の消費する電力が同一と
なり、中断時点に平滑用コンデンサ（５）に蓄わえられ
ていた電荷が急速に消費され、結果として中断後負荷へ
電力を供給できる継続時間が非常に短くなる。Since the conventional vehicle auxiliary power supply device is configured as described above, for example, when the pantograph is disconnected from the overhead line and the power supply from the DC power supply (1) is interrupted while the vehicle is traveling,
The following problems occur. That is, since the input of the checker circuit (6) is made from the smoothing capacitor (5), even if the power supply from the DC power supply (1) is interrupted,
The voltage of the smoothing capacitor (5) stays as shown in Fig. 4 for a while.
Because it maintains a value higher than V P min, it is a circuit (6)
Will continue to control the output voltage V AC = V R (constant). Therefore, the power consumed by the load remains the same after the interruption, and the electric charge stored in the smoothing capacitor (5) at the time of the interruption is rapidly consumed, and as a result, the power can be supplied to the load after the interruption. The time will be very short.
この発明は以上のような問題点を解消するためになされ
たもので、直流電源からの電圧が低下したとき、できる
だけ長い時間にわたつて負荷に電力を供給し続けること
ができる電源装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and to obtain a power supply device capable of continuously supplying power to a load for as long a time as possible when a voltage from a DC power supply drops. With the goal.
この発明に係る電源装置は、直流電源と並列に接続され
る平滑用コンデンサと、その電圧を入力して所定の出力
電圧を負荷に供給する変換回路と、その出力電圧と出力
電圧基準との差を上記変換回路へフイードバツクするフ
イードバツク回路とを備えた電源装置において、上記直
流電源の電圧がVPmin以上の範囲で設定した所定の値以
下になったときそれに応じて上記出力電圧基準を所定の
パターンで低下させる構成としたものである。A power supply device according to the present invention includes a smoothing capacitor connected in parallel with a DC power supply, a conversion circuit that inputs the voltage and supplies a predetermined output voltage to a load, and a difference between the output voltage and an output voltage reference. In a power supply device having a feed back circuit for feeding back to the conversion circuit, when the voltage of the DC power supply becomes equal to or lower than a predetermined value set in a range of V P min or higher, the output voltage reference is set to a predetermined value in accordance with the value. It is configured to be lowered by a pattern.
直流電源の電圧が検出されており、その値が所定値以下
になると、その検出出力に応じてフイードバツク回路の
出力電圧基準が予め設定されたパターンに従つて低下さ
れる。この結果、変換回路はその出力電圧を一旦下降さ
せ以後、その値を新たな目標電圧として電圧制御を継続
する。従つて、直流電源の電圧低下後、それまでに平滑
用コンデンサに蓄わえられていた電荷は放電されるが、
その速度は低下前に比較して遅くなる。When the voltage of the DC power supply is detected and the value becomes equal to or less than a predetermined value, the output voltage reference of the feedback circuit is lowered according to the detected output according to a preset pattern. As a result, the conversion circuit temporarily lowers the output voltage, and then continues voltage control with the value as a new target voltage. Therefore, after the voltage of the DC power supply drops, the charge accumulated in the smoothing capacitor until then is discharged,
Its speed will be slower than it was before.
第１図はこの発明の一実施例における車両用補助電源装
置を示す回路構成図である。以下、第３図の従来の場合
と異なる点を中心に説明する。図において、（19）は直
流入力電圧検出用電圧センサ、（20）は後述する出力電
圧絞り込みの制御を開始する直流入力電圧の基準即ち出
力電圧絞り込み基準VPVPREFを設定するための電圧設定
器、（21）は電圧センサ（19）からの出力VPと電圧設定
器（20）からの出力VPREFとを比較するコンパレータ、
（22）はコンパレータ（21）の出力ΔVPに応じて出力電
圧基準を修正すべく電圧コントローラ（15）へ出力電圧
絞り込み信号ΔVREFを出力する演算増幅器である。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the difference from the conventional case of FIG. 3 will be mainly described. In the figure, (19) is a DC input voltage detection voltage sensor, and (20) is a voltage setting for setting a reference of the DC input voltage for starting the control of output voltage narrowing, which will be described later, that is, an output voltage narrowing reference V P V PREF. And (21) is a comparator for comparing the output V P from the voltage sensor (19) with the output V PREF from the voltage setter (20),
Reference numeral (22) is an operational amplifier that outputs an output voltage narrowing signal ΔV REF to the voltage controller (15) to correct the output voltage reference according to the output ΔV P of the comparator (21).
なお、当然のことながら、上記した出力電圧絞り込み基
準VPREFの設定は、VPmin以上の範囲で行う必要がある。As a matter of course, it is necessary to set the above-mentioned output voltage narrowing-down reference V PREF within the range of V P min or more.
次に動作について説明する。直流電源（１）の電圧VPが
出力電圧絞り込み基準VPREFより高い場合は従来装置の
場合の動作と変わるところはない。従つて、電圧VPが電
圧基準VPREFより低下した場合の動作を以下に説明す
る。電圧VPが電圧基準VPREFより低くなると、コンパレ
ータ（21）は正の信号ΔVPを出力し、これに応じて演算
増幅器（22）は出力電圧絞り込み信号ΔVREFを電圧コン
トローラ（15）へ出力する。この結果、出力電圧VACは
それまでの電圧値に対し の値にまで絞り込まれることになる。第２図はこれらの
特性を説明するもので、VPREF＝1000V、絞り込み率＝70
％とした例である。ここに示す例においては、パンタグ
ラフの離線等で電圧VPが急激に低下した場合、直ちに演
算増幅器（22）が動作しチヨツパ回路（６）のスイツチ
ング素子（6a）の通流率αを減じて出力電圧を約70％に
絞り込むため、平滑用コンデンサ（５）の電荷の消費量
はその後（0.7）２×100＝49％に低下し、従つてこの状
態での負荷への給電継続時間は従来の場合に比較して約
２倍となる。もつともこの間の出力電圧は70％程度に低
下するが、例えば負荷側の回転機においては電圧中断後
の回転数低下が緩和され、それら負荷の再起動時のロス
時間が大幅に軽減されるという効果がある。Next, the operation will be described. When the voltage V P of the DC power supply (1) is higher than the output voltage narrowing reference V PREF, there is no difference from the operation of the conventional device. Therefore, the operation when the voltage V P becomes lower than the voltage reference V PREF will be described below. When the voltage V P becomes lower than the voltage reference V P REF , the comparator (21) outputs a positive signal ΔV P, and in response thereto , the operational amplifier (22) outputs the output voltage narrowing signal ΔV REF to the voltage controller (15). To do. As a result, the output voltage V AC is It will be narrowed down to the value of. Figure 2 explains these characteristics, V PREF = 1000V, narrowing rate = 70
% Is an example. In the example shown here, when the voltage V P suddenly drops due to the disconnection of the pantograph or the like, the operational amplifier (22) immediately operates and the conduction ratio α of the switching element (6a) of the chip circuit (6) is reduced. Since the output voltage is narrowed down to about 70%, the amount of electric charge consumed by the smoothing capacitor (5) then drops to (0.7) 2 × 100 = 49%, and the duration of power supply to the load in this state is the same as before. It is about twice as much as in the case of. Even though the output voltage during this period drops to about 70%, for example, in the rotating machine on the load side, the decrease in the rotation speed after voltage interruption is mitigated, and the loss time at the time of restarting those loads is greatly reduced. There is.
なお、上記実施例では車両用補助電源装置として適用し
た場合を示したが、電圧変動を伴う直流電源から一定電
圧を得るために使用する電源装置に広く適用できるとい
うことは言うまでもない。また、上記実施例では変換回
路（６）はチヨツパ回路としたが、これをインバータ回
路としてもよく、要は点弧制御可能な制御素子を有し、
変動する直流入力電圧を一定の出力電圧に変換するもの
であればそのままこの発明が有効となる。更に、第１図
における演算増幅器（22）の出力を直接移相器（16）へ
入力するようにして、制御の過渡応答性を高めるように
してもよい。In addition, although the case where the present invention is applied to the auxiliary power supply device for a vehicle is shown in the above embodiment, it is needless to say that the present invention can be widely applied to a power supply device used to obtain a constant voltage from a DC power supply with voltage fluctuation. Further, in the above-mentioned embodiment, the conversion circuit (6) is a chipper circuit, but it may be an inverter circuit, that is, it has a control element capable of firing control.
If the fluctuating DC input voltage is converted to a constant output voltage, the present invention is effective as it is. Further, the output of the operational amplifier (22) in FIG. 1 may be directly input to the phase shifter (16) to enhance the transient response of control.
以上のようにこの発明では、直流電源からの入力電圧が
所定値以下になつたときそれに応じて出力電圧基準を所
定のパターンで低下させる構成としたので、入力電圧低
下後における平滑用コンデンサの電荷の消費速度が遅く
なり、入力電圧の低下に基づく負荷側への影響を緩和で
きるという効果がある。As described above, according to the present invention, when the input voltage from the DC power source becomes equal to or lower than the predetermined value, the output voltage reference is reduced according to the predetermined pattern. Has the effect of slowing down the consumption speed and reducing the effect on the load side due to a drop in the input voltage.
第１図はこの発明の一実施例における車両用補助電源装
置を示す回路構成図、第２図は第１図における直流電源
電圧VPと出力電圧VACとの関係を示す入出力特性図、第
３図は従来の車両用補助電源装置を示す回路構成図、第
４図は第３図における直流電源電圧VPと出力電圧VACと
の関係を示す入出力特性図である。 図において、（１）は直流電源、（５）は平滑用コンデ
ンサ、（６）は変換回路、（6a）は制御素子、（12）は
交流負荷、（18）はフイードバツク回路、（21）はコン
パレータ、（22）は演算増幅器、VPは直流電源電圧、VF
は出力電圧、VREFは出力電圧基準、VPREFは出力電圧絞
り込み基準である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a vehicle auxiliary power supply device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an input / output characteristic diagram showing the relationship between the DC power supply voltage V P and the output voltage V AC in FIG. FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a conventional vehicle auxiliary power supply device, and FIG. 4 is an input / output characteristic diagram showing the relationship between the DC power supply voltage V P and the output voltage V AC in FIG. In the figure, (1) is a DC power supply, (5) is a smoothing capacitor, (6) is a conversion circuit, (6a) is a control element, (12) is an AC load, (18) is a feedback circuit, and (21) is Comparator, (22) operational amplifier, V P DC power supply voltage, V F
Is the output voltage, V REF is the output voltage reference, and V PREF is the output voltage narrowing reference. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
ンサ、点弧制御可能な制御素子を有し上記平滑用コンデ
ンサの電圧を入力して所定の出力電圧に変換して負荷に
供給する変換回路、およびこの変換回路の出力側の電圧
を検出し、この出力電圧と所定の出力電圧基準との差を
フイードバックして上記変換回路の制御素子を点弧制御
しその出力電圧を一定化させるフイードバック回路を備
えたものにおいて、 上記変換回路が上記所定の出力電圧を出力可能な上記直
流電源の最低電圧値をVPminとして、上記直流電源の電
圧が、上記VPmin以上の範囲で設定した所定の値以下に
なったときそれに応じて上記出力電圧基準を所定のパタ
ーンで低下させるようにしたことを特徴とする電源装
置。1. A conversion which has a smoothing capacitor connected in parallel with a DC power source and a control element capable of firing control, receives the voltage of the smoothing capacitor, converts it into a predetermined output voltage, and supplies it to a load. A circuit and a feedback for detecting the voltage on the output side of this conversion circuit and feeding back the difference between this output voltage and a predetermined output voltage reference to control the ignition of the control element of the conversion circuit to make the output voltage constant. In the one provided with a circuit, the minimum voltage value of the DC power supply which the conversion circuit can output the predetermined output voltage is V P min, and the voltage of the DC power supply is set in the range of V P min or more. A power supply device characterized in that the output voltage reference is lowered in a predetermined pattern in response to a predetermined value or less.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63112940A JPH0732590B2 (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63112940A JPH0732590B2 (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Power supply |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283056A JPH01283056A (en) | 1989-11-14 |
| JPH0732590B2 true JPH0732590B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63112940A Expired - Lifetime JPH0732590B2 (en) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | Power supply |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60190165A (en) * | 1984-03-09 | 1985-09-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Power source |
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- 1988-05-09 JP JP63112940A patent/JPH0732590B2/en not_active Expired - Lifetime
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