JPH0732593B2 - チョッパ制御装置 - Google Patents
チョッパ制御装置Info
- Publication number
- JPH0732593B2 JPH0732593B2 JP63109614A JP10961488A JPH0732593B2 JP H0732593 B2 JPH0732593 B2 JP H0732593B2 JP 63109614 A JP63109614 A JP 63109614A JP 10961488 A JP10961488 A JP 10961488A JP H0732593 B2 JPH0732593 B2 JP H0732593B2
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- Japan
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- chopper
- voltage
- switching element
- smoothing
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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、高圧直流電源から低圧直流電源を得るチョ
ッパ制御装置に関するものである。
ッパ制御装置に関するものである。
第３図は例えば特開昭62−053171号公報および三菱電機
技報Vol.61、No.2、1987、64（150）〜69（155）「車両
補助電源用新シリーズインバータ装置−MELSIV−2000シ
リーズ」に示された従来のチョッパ制御装置を示す回路
図であり、図において、１は架線（図示せず）から受電
する直流電源、２は直流電源１の正端子に一端が接続さ
れた直流高速度遮断器（以下、遮断器という）、31は遮
断器２の他端に一端が接続された入力用直流リアクト
ル、41,42は入力用直流リアクトル31の他端と直流電源
１の負端子との間に互いに直列に接続された平滑用コン
デンサである。
技報Vol.61、No.2、1987、64（150）〜69（155）「車両
補助電源用新シリーズインバータ装置−MELSIV−2000シ
リーズ」に示された従来のチョッパ制御装置を示す回路
図であり、図において、１は架線（図示せず）から受電
する直流電源、２は直流電源１の正端子に一端が接続さ
れた直流高速度遮断器（以下、遮断器という）、31は遮
断器２の他端に一端が接続された入力用直流リアクト
ル、41,42は入力用直流リアクトル31の他端と直流電源
１の負端子との間に互いに直列に接続された平滑用コン
デンサである。
51は入力用直流リアクトル31と平滑用コンデンサ41との
接続点にアノードが接続されたチョッパ用第１スイッチ
ング素子、52は直流電源１の負端子と平滑用コンデンサ
42との接続点にカソードが接続されたチョッパ用第２ス
イッチング素子であり、各々例えばGTOサイリスタとダ
イオードとの逆並列回路からなっている。
接続点にアノードが接続されたチョッパ用第１スイッチ
ング素子、52は直流電源１の負端子と平滑用コンデンサ
42との接続点にカソードが接続されたチョッパ用第２ス
イッチング素子であり、各々例えばGTOサイリスタとダ
イオードとの逆並列回路からなっている。
61,62は各々チョッパ用第１スイッチング素子51,チョッ
パ用第２スイッチング素子52のフライホイールダイオー
ドであり、チョッパ用第１スイッチング素子51のカソー
ドとフライホイールダイオード61のカソードが接続され
ており、チョッパ用第２スイッチング素子52のアノード
とフライホイールダイオード62のアノードが接続されて
いる。
パ用第２スイッチング素子52のフライホイールダイオー
ドであり、チョッパ用第１スイッチング素子51のカソー
ドとフライホイールダイオード61のカソードが接続され
ており、チョッパ用第２スイッチング素子52のアノード
とフライホイールダイオード62のアノードが接続されて
いる。
フライホイールダイオード61のアノードとフライホイー
ルダイオード62のカソードは各々平滑用コンデンサ41,4
2の接続点に接続されている。
ルダイオード62のカソードは各々平滑用コンデンサ41,4
2の接続点に接続されている。
32はチョッパ用第１スイッチング素子51とダイオード61
との接続点に接続されたチョッパ用直流リアクトル、43
はチョッパ用直流リアクトル32の他端とチョッパ用第２
スイッチング素子52のアノード側に接続されたチョッパ
出力コンデンサ、７は直流負荷である。
との接続点に接続されたチョッパ用直流リアクトル、43
はチョッパ用直流リアクトル32の他端とチョッパ用第２
スイッチング素子52のアノード側に接続されたチョッパ
出力コンデンサ、７は直流負荷である。
また、81はチョッパ出力コンデンサ43の電圧を検出する
電圧センサ、82は出力電圧基準、83は出力電圧基準82と
電圧センサ81の出力を入力とする電圧コントローラ、8
4,85は電圧コントローラ83の出力からチョッパ用第１ス
イッチング素子51,チョッパ用第２スイッチング素子52
の各々の通流率αを決定する移相器である。
電圧センサ、82は出力電圧基準、83は出力電圧基準82と
電圧センサ81の出力を入力とする電圧コントローラ、8
4,85は電圧コントローラ83の出力からチョッパ用第１ス
イッチング素子51,チョッパ用第２スイッチング素子52
の各々の通流率αを決定する移相器である。
86,87はそれぞれ移相器84,85の出力を受けて、チョッパ
用第１スイッチング素子51,チョッパ用第２スイッチン
グ素子52を点弧制御する点弧回路である。
用第１スイッチング素子51,チョッパ用第２スイッチン
グ素子52を点弧制御する点弧回路である。
次に動作について説明する。第４図は動作を説明するた
めのタイムチャートである。まず遮断器２が投入された
状態で直流電源１から供給される電圧は、入力用直流リ
アクトル31を経由して一対の平滑用コンデンサ41,42に
印加され、それらの接続点において分圧されている。
めのタイムチャートである。まず遮断器２が投入された
状態で直流電源１から供給される電圧は、入力用直流リ
アクトル31を経由して一対の平滑用コンデンサ41,42に
印加され、それらの接続点において分圧されている。
各チョッパ用第１スイッチング素子51およびチョッパ用
第２スイッチング素子52の動作は第４図（ａ）および第
４図（ｂ）に示すようにオン，オフのタイミングが周期
Ｔに対して180゜（T/2）ずれている。第４図には通流率
すなわちオン期間αが90゜（T/4）より大きい場合が示
されており、チョッパ用第１スイッチング素子51,チョ
ッパ用第２スイッチング素子52のオン期間が一部オーバ
ラップし、第４図（ｃ）に示すフライホイールダイオー
ド61,62の電圧および第４図（ｄ）に示すチョッパ用直
流リアクトル32の電流となる。
第２スイッチング素子52の動作は第４図（ａ）および第
４図（ｂ）に示すようにオン，オフのタイミングが周期
Ｔに対して180゜（T/2）ずれている。第４図には通流率
すなわちオン期間αが90゜（T/4）より大きい場合が示
されており、チョッパ用第１スイッチング素子51,チョ
ッパ用第２スイッチング素子52のオン期間が一部オーバ
ラップし、第４図（ｃ）に示すフライホイールダイオー
ド61,62の電圧および第４図（ｄ）に示すチョッパ用直
流リアクトル32の電流となる。
また、出力電圧基準82と出力電圧センサ81の電圧が電圧
コントローラ83に入力され、例えばその差分の積分値が
第４図（ｇ）に示すごとく電圧コントローラ83の出力VC
として出力される。
コントローラ83に入力され、例えばその差分の積分値が
第４図（ｇ）に示すごとく電圧コントローラ83の出力VC
として出力される。
出力電圧基準82より出力電圧センサ81の電圧が低ければ
電圧コントローラ83の出力は増加するようになり、第４
図（ｅ），第４図（ｆ）に示すごとく互いに180゜ずれ
た移相器84,85の鋸歯状波により、第４図（ｆ），第４
図（ｈ）に示すごとく通流率α1,α２が増加する方向で
決定される。この移相器84,85の出力を受けて点弧回路8
6,87によりチョッパ用第１スイッチング素子51,チョッ
パ用第２スイッチング素子52を点弧させる。
電圧コントローラ83の出力は増加するようになり、第４
図（ｅ），第４図（ｆ）に示すごとく互いに180゜ずれ
た移相器84,85の鋸歯状波により、第４図（ｆ），第４
図（ｈ）に示すごとく通流率α1,α２が増加する方向で
決定される。この移相器84,85の出力を受けて点弧回路8
6,87によりチョッパ用第１スイッチング素子51,チョッ
パ用第２スイッチング素子52を点弧させる。
従来のチョッパ制御装置は以上のように構成されている
ので、万一、チョッパ用第１スイッチング素子51,チョ
ッパ用第２スイッチング素子52の通流率α1,α２の間に
わずかな差あるいはチョッパ用第１スイッチング素子，
チョッパ用第２スイッチング素子の特性などにわずかな
差が有った場合でも時間の経過とともに平滑用コンデン
サ41,42の電圧に大きな分圧差が発生し、出力電圧，電
流リップルの増大およびチョッパ用第１スイッチング素
子，チョッパ用第２スイッチング素子の耐圧の不足を生
ずるなどの問題点があった。
ので、万一、チョッパ用第１スイッチング素子51,チョ
ッパ用第２スイッチング素子52の通流率α1,α２の間に
わずかな差あるいはチョッパ用第１スイッチング素子，
チョッパ用第２スイッチング素子の特性などにわずかな
差が有った場合でも時間の経過とともに平滑用コンデン
サ41,42の電圧に大きな分圧差が発生し、出力電圧，電
流リップルの増大およびチョッパ用第１スイッチング素
子，チョッパ用第２スイッチング素子の耐圧の不足を生
ずるなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、平滑用コンデンサの分圧差を補償し、出力電
圧，電流のリップルの増大を防止するとともに、チョッ
パ用第１スイッチング素子，チョッパ用第２スイッチン
グ素子耐圧を十分に利用できる経済的なチョッパ制御装
置を得ることを目的とする。
たもので、平滑用コンデンサの分圧差を補償し、出力電
圧，電流のリップルの増大を防止するとともに、チョッ
パ用第１スイッチング素子，チョッパ用第２スイッチン
グ素子耐圧を十分に利用できる経済的なチョッパ制御装
置を得ることを目的とする。
この発明に係るチョッパ制御装置は、一対の平滑用コン
デンサの電圧を検出する電圧センサと、この電圧センサ
の出力から一対の平滑用コンデンサの電圧差を検出して
その差電圧分をチョッパ用第１スイッチング素子あるい
はチョッパ用第２スイッチング素子の少なくともいずれ
か一方の移相器の入力に加える電圧差検出手段とを設け
たものである。
デンサの電圧を検出する電圧センサと、この電圧センサ
の出力から一対の平滑用コンデンサの電圧差を検出して
その差電圧分をチョッパ用第１スイッチング素子あるい
はチョッパ用第２スイッチング素子の少なくともいずれ
か一方の移相器の入力に加える電圧差検出手段とを設け
たものである。
この発明においては、一対の平滑用コンデンサの電圧を
電圧センサで検出し、この電圧センサで検出した一対の
平滑用コンデンサの電圧の差電圧を電圧差検出手段で検
出してチョッパ用第１スイッチング素子あるいはチョッ
パ用第２スイッチング素子の少なくとも一方の移相器に
加えることにより、このチョッパ用第１スイッチング素
子あるいはチョッパ用第２スイッチング素子の少なくと
も一方の通流率を変化させることで一対の平滑用コンデ
ンサの差電圧を補償する。
電圧センサで検出し、この電圧センサで検出した一対の
平滑用コンデンサの電圧の差電圧を電圧差検出手段で検
出してチョッパ用第１スイッチング素子あるいはチョッ
パ用第２スイッチング素子の少なくとも一方の移相器に
加えることにより、このチョッパ用第１スイッチング素
子あるいはチョッパ用第２スイッチング素子の少なくと
も一方の通流率を変化させることで一対の平滑用コンデ
ンサの差電圧を補償する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、1,21,31,32,41〜43,51,52,61,62,7および8
1〜87は前述の従来装置と同様のものであり、91,92は平
滑用コンデンサ41,42にそれぞれ並列に接続され、これ
らの平滑用コンデンサ41,42の電圧を検出する電圧セン
サ、93は電圧センサ91,92の差電圧を検出する電圧差検
出手段であり、この第１図の実施例では差動増幅器を使
用した場合を例示しており、以下、この第１図の実施例
の説明においては、電圧差検出手段は差動増幅器93とし
て説明を進める。
図において、1,21,31,32,41〜43,51,52,61,62,7および8
1〜87は前述の従来装置と同様のものであり、91,92は平
滑用コンデンサ41,42にそれぞれ並列に接続され、これ
らの平滑用コンデンサ41,42の電圧を検出する電圧セン
サ、93は電圧センサ91,92の差電圧を検出する電圧差検
出手段であり、この第１図の実施例では差動増幅器を使
用した場合を例示しており、以下、この第１図の実施例
の説明においては、電圧差検出手段は差動増幅器93とし
て説明を進める。
差動増幅器93の出力△VCは電圧コントローラ83の出力VC
と加え合わされてチョッパ用第１スイッチング素子51用
の移相器84へ入力される。
と加え合わされてチョッパ用第１スイッチング素子51用
の移相器84へ入力される。
次に動作について説明する。第２図はその動作を説明す
るためのタイムチャートであり、この第２図を併用して
述べる。
るためのタイムチャートであり、この第２図を併用して
述べる。
まず、一対の平滑用コンデンサ41,42の電圧が全く同一
である場合には、第１図の回路動作と第３図の回路動作
は全く同じで差が無い。したがって、第２図（ａ）〜第
２図（ｄ）も第４図（ａ）〜第４図（ｄ）と同じであ
り、この部分の説明は省略する。
である場合には、第１図の回路動作と第３図の回路動作
は全く同じで差が無い。したがって、第２図（ａ）〜第
２図（ｄ）も第４図（ａ）〜第４図（ｄ）と同じであ
り、この部分の説明は省略する。
しかるに、例えばチョッパ用第１スイッチング素子51の
通流率α１がチョッパ用第２スイッチング素子52の通流
率α２よりわずかに小さくなった場合を考えると、通流
率α１が小さくなった分だけチョッパ用第１スイッチン
グ素子51のオン期間が短かくなるため、平滑用コンデン
サ41の放電時間がそれだけ短かくなり、逆に電源側から
の充電時間が長くなるため、平滑用コンデンサ41の電圧
が上昇し、電圧センサ91,92,差動増幅器93からなる回路
が有益な効果を発揮する。
通流率α１がチョッパ用第２スイッチング素子52の通流
率α２よりわずかに小さくなった場合を考えると、通流
率α１が小さくなった分だけチョッパ用第１スイッチン
グ素子51のオン期間が短かくなるため、平滑用コンデン
サ41の放電時間がそれだけ短かくなり、逆に電源側から
の充電時間が長くなるため、平滑用コンデンサ41の電圧
が上昇し、電圧センサ91,92,差動増幅器93からなる回路
が有益な効果を発揮する。
つまり、平滑用コンデンサ41の電圧が大きくなった分だ
け平滑用コンデンサ42の電圧が小さくなることにより、
電圧センサ91,92の出力電圧の差が２倍で発生し差動増
幅器93の出力電圧は△VCとなる。
け平滑用コンデンサ42の電圧が小さくなることにより、
電圧センサ91,92の出力電圧の差が２倍で発生し差動増
幅器93の出力電圧は△VCとなる。
この出力電圧△VCは第２図（ｇ）に示す電圧コントロー
ラ83の出力VCと加え合わされ、第２図（ｅ），第２図
（ｆ）に示すごとく移相器84の出力パルスは通流率α１
からα１＋△αに補償される。
ラ83の出力VCと加え合わされ、第２図（ｅ），第２図
（ｆ）に示すごとく移相器84の出力パルスは通流率α１
からα１＋△αに補償される。
チョッパ用第１スイッチング素子51の通流率α１が△α
だけ増加することにより、平滑用コンデンサ41の放電時
間が長くなった分だけ平滑用コンデンサ41の電圧上昇が
抑制され、結局このフィードバック制御により平滑用コ
ンデンサ41,42の分圧が良好な状態に保持される。
だけ増加することにより、平滑用コンデンサ41の放電時
間が長くなった分だけ平滑用コンデンサ41の電圧上昇が
抑制され、結局このフィードバック制御により平滑用コ
ンデンサ41,42の分圧が良好な状態に保持される。
第２図（ｈ）はチョッパ用第２スイッチング素子52の移
相器85の出力パルス（通流率α２）を示す。この場合は
第４図（ｈ）と同様、変化していない。
相器85の出力パルス（通流率α２）を示す。この場合は
第４図（ｈ）と同様、変化していない。
なお、上記実施例では、平滑用コンデンサ41,42の差電
圧検出により、チョッパ用第１スイッチング素子51側の
みを制御する例を示したが、チョッパ用第２スイッチン
グ素子52側のみを制御するようにしても、またはその両
方を制御するようにしても同様の効果を奏する。
圧検出により、チョッパ用第１スイッチング素子51側の
みを制御する例を示したが、チョッパ用第２スイッチン
グ素子52側のみを制御するようにしても、またはその両
方を制御するようにしても同様の効果を奏する。
また、差動増幅器93を積分形など、電圧コントローラを
一次遅れ形など全体の制御システムとして最適の制御と
した場合あるいはチョッパ用第１スイッチング素子51,
チョッパ用第２スイッチング素子52を180゜ずらさず、
同位相で制御する場合に適用しても良いことは勿論であ
る。
一次遅れ形など全体の制御システムとして最適の制御と
した場合あるいはチョッパ用第１スイッチング素子51,
チョッパ用第２スイッチング素子52を180゜ずらさず、
同位相で制御する場合に適用しても良いことは勿論であ
る。
以上のようにこの発明によれば、第１および第２の平滑
用コンデンサの差電圧を検出し、その差電圧に応じてチ
ョッパ用第１スイッチング素子，チョッパ用第２スイッ
チング素子の通流率に偏差を持たせるように構成したの
で、良好なコンデンサ分圧状態が得られ、出力電圧，電
流のリップルの増大を防止するとともにチョッパ用第１
スイッチング素子，チョッパ用第２スイッチング素子の
耐圧を十分に利用できる経済的なチョッパ制御装置を得
ることができる効果がある。
用コンデンサの差電圧を検出し、その差電圧に応じてチ
ョッパ用第１スイッチング素子，チョッパ用第２スイッ
チング素子の通流率に偏差を持たせるように構成したの
で、良好なコンデンサ分圧状態が得られ、出力電圧，電
流のリップルの増大を防止するとともにチョッパ用第１
スイッチング素子，チョッパ用第２スイッチング素子の
耐圧を十分に利用できる経済的なチョッパ制御装置を得
ることができる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるチョッパ制御装置を
示す回路図、第２図は同上実施例の動作を説明するため
のタイミングチャート、第３図は従来のチョッパ制御装
置を示す回路図、第４図は第３図のチョッパ制御装置の
動作を説明するためのタイミングチャートである。 １は直流電源、31は入力用直流リアクトル、32はチョッ
パ用直流リアクトル、41,42は平滑用コンデンサ、43は
チョッパ用出力コンデンサ、51はチョッパ用第１スイッ
チング素子、52はチョッパ用第２スイッチング素子、6
1,62はフライホイールダイオード、83は電圧コントロー
ラ、84,85は移相器、91,92は電圧センサ、93は電圧差検
出手段（差動増幅器）。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
示す回路図、第２図は同上実施例の動作を説明するため
のタイミングチャート、第３図は従来のチョッパ制御装
置を示す回路図、第４図は第３図のチョッパ制御装置の
動作を説明するためのタイミングチャートである。 １は直流電源、31は入力用直流リアクトル、32はチョッ
パ用直流リアクトル、41,42は平滑用コンデンサ、43は
チョッパ用出力コンデンサ、51はチョッパ用第１スイッ
チング素子、52はチョッパ用第２スイッチング素子、6
1,62はフライホイールダイオード、83は電圧コントロー
ラ、84,85は移相器、91,92は電圧センサ、93は電圧差検
出手段（差動増幅器）。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】入力直流電圧を平滑化する入力用直流リア
クトルと、この第１の直流リアクトルとともに上記入力
直流電圧に直列に接続された二つの平滑用コンデンサ
と、この二つの平滑用コンデンサの平滑電圧をそれぞれ
スイッチングするチョッパ用第１スイッチング素子およ
びチョッパ用第２スイッチング素子と、このチョッパ用
第１スイッチング素子およびチョッパ用第２スイッチン
グ素子の出力の不斉をそれぞれ緩和する一対のフライホ
イールダイオードと、上記チョッパ用第１スイッチング
素子とチョッパ用第２スイッチング素子の少なくとも一
方の出力側に設けられたチョッパ用直流リアクトルと、
このチョッパ用直流リアクトルとともに直流平滑フイル
タを構成するチョッパ出力コンデンサと、このチョッパ
出力コンデンサの電圧と基準電圧との偏差に対応する出
力を発生する電圧コントローラと、この電圧コントロー
ラの出力を受けて上記チョッパ用第１スイッチング素子
およびチョッパ用第２スイッチング素子の通流率を決定
する二つの移相器と、上記二つの平滑用コンデンサの電
圧を検出する二つの電圧センサと、この二つの電圧セン
サの出力より上記二つの平滑用コンデンサの差電圧を検
出して上記二つの移相器のうちの少なくとも一方に出力
して上記差電圧に応じて上記二つの平滑用コンデンサの
電圧の高い側の上記チョッパ用第１スイッチング素子ま
たはチョッパ用第２スイッチング素子の通流率を大きく
させて上記第1,第２の平滑用コンデンサ差電圧を低減さ
せるための電圧差検出手段とを備えたチョッパ制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63109614A JPH0732593B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | チョッパ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63109614A JPH0732593B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | チョッパ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01283057A JPH01283057A (ja) | 1989-11-14 |
| JPH0732593B2 true JPH0732593B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=14514761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63109614A Expired - Lifetime JPH0732593B2 (ja) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | チョッパ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732593B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2015162733A1 (ja) * | 2014-04-23 | 2017-04-13 | 新電元工業株式会社 | 電源装置及び制御装置 |
| JPWO2015162732A1 (ja) * | 2014-04-23 | 2017-04-13 | 新電元工業株式会社 | 電源装置及び制御装置 |
| CN109478849B (zh) * | 2016-07-26 | 2021-10-29 | 三菱电机株式会社 | 谐振型功率转换装置 |
| WO2020175078A1 (ja) | 2019-02-25 | 2020-09-03 | 三菱電機株式会社 | 二重降圧チョッパ回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6253171A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-07 | Mitsubishi Electric Corp | 車両用補助電源装置 |
| JPS62210861A (ja) * | 1986-03-10 | 1987-09-16 | Fuji Electric Co Ltd | Ｄｃ−ｄｃコンバ−タの直列運転方式 |
-
1988
- 1988-05-02 JP JP63109614A patent/JPH0732593B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01283057A (ja) | 1989-11-14 |
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