JPH1052051A - Pulse width modulation converter device - Google Patents
Pulse width modulation converter deviceInfo
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- JPH1052051A JPH1052051A JP8197902A JP19790296A JPH1052051A JP H1052051 A JPH1052051 A JP H1052051A JP 8197902 A JP8197902 A JP 8197902A JP 19790296 A JP19790296 A JP 19790296A JP H1052051 A JPH1052051 A JP H1052051A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、パルス幅変調方式
のコンバータ装置に係り、特に、制御回路の動作に必要
な電力を、順変換部の直流出力とバックアップ電源回路
の出力の双方から供給する方式のパルス幅変調コンバー
タ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse width modulation type converter device, and in particular, supplies power required for operation of a control circuit from both a DC output of a forward converter and an output of a backup power supply circuit. The present invention relates to a pulse width modulation converter device of the type.
【0002】[0002]
【従来の技術】初期のパルス幅変調(PWM)コンバータ
装置やインバータ装置では、その制御回路動作用の電源
回路(以下、制御電源回路と記す)を、交流電源から絶縁
トランスを介して入力する方式のものが多く、この場
合、電源変動や瞬時停電時の影響を起こしやすいばかり
でなく、要求される容量に比例して大きな寸法の絶縁ト
ランスを必要とし、不経済であった。2. Description of the Related Art In an early pulse width modulation (PWM) converter device or an inverter device, a power supply circuit for operating a control circuit (hereinafter referred to as a control power supply circuit) is input from an AC power supply through an insulating transformer. In this case, not only is it easy to cause the effects of power supply fluctuations and instantaneous power failures, but also an insulating transformer having a large size is required in proportion to the required capacity, which is uneconomical.
【0003】そこで近年、この制御電源回路をスイッチ
ングレギュレータ方式の電源回路で構成し、これによ
り、安価で、交流電源側の電源変動や瞬時停電に強く、
しかも安定性が高い制御電源回路が得られるようにな
り、さらに最近は、このスイッチングレギュレータ方式
の電源に使用されるスイッチング素子の高耐圧化に伴
い、パルス幅変調コンバータ装置やインバータ装置の主
回路の直流部から直接電力の供給を得てスイッチング電
源を動作させる方式のものが多数採用されている。Therefore, in recent years, this control power supply circuit is constituted by a switching regulator type power supply circuit, which is inexpensive, resistant to power supply fluctuations on the AC power supply side and instantaneous power failure.
In addition, control power circuits with high stability have become available, and more recently, with the increase in the withstand voltage of switching elements used in this switching regulator type power supply, the main circuits of pulse width modulation converters and inverters have been required. A large number of systems in which a switching power supply is operated by directly receiving power supply from a DC unit are employed.
【0004】ところで、この方式においては、主回路に
交流電源が供給されていない状態では、主回路から直流
電圧が得られないので、主回路とは別に、制御回路だけ
を動作させることができず、制御回路の調整や、故障解
析などに際しても、主回路に電源投入する必要があり、
このため、例えば電動車両の電動機制御用に適用した場
合、制御回路の調整や故障解析に際しても主回路が生き
ているため、人が乗ったまま車両が暴走してしまう虞れ
などがあり、システム上安全とは言えない。By the way, in this system, when no AC power is supplied to the main circuit, a DC voltage cannot be obtained from the main circuit, so that only the control circuit cannot be operated separately from the main circuit. Also, it is necessary to turn on the power to the main circuit when adjusting the control circuit and analyzing the failure.
For this reason, for example, when applied to electric motor control of an electric vehicle, the main circuit is alive even when adjusting a control circuit or analyzing a failure, and there is a risk that the vehicle may run away while a person is riding on the system. Not safe.
【0005】そこで、主回路とは独立に、交流電源から
スイッチング電源に電力を供給するようにしたバックア
ップ電源回路を用いる方法が従来から採用されている
が、このとき、これをパルス幅変調コンバータに適用す
ると、バックアップ電源回路と主回路の直流部が、スイ
ッチング電源の直流部を通じて接続された状態になるた
め、パルス幅変調コンバータが動作したときループ電流
が現われ、バックアップ電源回路を故障させてしまうと
いう現象が起きる。Therefore, a method using a backup power supply circuit in which power is supplied from an AC power supply to a switching power supply independently of the main circuit has been conventionally adopted. At this time, this method is applied to a pulse width modulation converter. If applied, the backup power supply circuit and the DC section of the main circuit will be connected through the DC section of the switching power supply, so a loop current will appear when the pulse width modulation converter operates, causing the backup power supply circuit to fail. A phenomenon occurs.
【0006】そこで、従来技術では、バックアップ電源
回路の交流入力側に絶縁トランスを挿入する方法が一般
的に採用されていた。Therefore, in the prior art, a method of inserting an insulating transformer on the AC input side of the backup power supply circuit has been generally adopted.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、絶縁
トランスの使用に伴う不利益についての配慮が充分にさ
れているとはいえず、コスト削減の点で問題があった。
これは、このようなコンバータ装置に使用される絶縁ト
ランスが高価なことに由来するが、その理由はトランス
を専用化する必要があり、汎用のトランスでは対応でき
ないためである。However, the prior art described above does not sufficiently consider the disadvantages associated with the use of an insulating transformer, and has a problem in terms of cost reduction.
This is because the insulating transformer used for such a converter device is expensive, because it is necessary to specialize the transformer and a general-purpose transformer cannot cope with it.
【0008】具体的には、まず、バックアップ電源の直
流出力レベルをコンバータ部の直流出力レベルに合せる
必要があること。次に、停電時でのタイミング合わせの
ため、主電源を入切りする開閉器の電源側に接続する必
要があり、このため、専用設計のトランスとなってしま
うこと。さらには、コンバータ装置の直流出力に並列接
続されるインバータの台数が増えた場合、容量を大きく
する必要があることなどが、その理由である。Specifically, first, it is necessary to match the DC output level of the backup power supply with the DC output level of the converter unit. Next, it is necessary to connect to the power supply side of the switch that turns on and off the main power supply in order to adjust the timing at the time of power failure, so that the transformer becomes a specially designed transformer. Furthermore, when the number of inverters connected in parallel to the DC output of the converter device increases, the capacity needs to be increased.
【0009】本発明の目的は、絶縁トランスを用いず、
バックアップ電源回路の故障が防止できるようにしたパ
ルス幅変調コンバータ装置を提供することにある。An object of the present invention is to eliminate the use of an insulating transformer,
An object of the present invention is to provide a pulse width modulation converter device capable of preventing a failure of a backup power supply circuit.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的は、制御回路の
動作に必要な電力を、順変換部の直流出力とバックアッ
プ電源回路の出力の双方から供給する方式のパルス幅変
調コンバータ装置において、バックアップ電源回路と交
流電源との接続路に常閉接点形のスイッチ回路を設け、
順変換部のスイッチング素子がオンオフ動作中だけ、ス
イッチ回路を開くようにして達成される。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a pulse width modulation converter which supplies power required for operation of a control circuit from both a DC output of a forward converter and an output of a backup power supply circuit. A normally closed contact type switch circuit is provided in the connection path between the power supply circuit and the AC power supply,
This is achieved by opening the switch circuit only during the on / off operation of the switching element of the forward conversion unit.
【0011】このスイッチ回路は以下のように働く。ま
ず、順変換部のスイッチング素子がスイッチング動作し
なければ、コンバータ部のスイッチング素子とバックア
ップ電源回路との間にループ電流は生じないので、バッ
クアップ電源回路の故障は起らない。This switch circuit works as follows. First, if the switching element of the forward conversion unit does not perform a switching operation, no loop current occurs between the switching element of the converter unit and the backup power supply circuit, so that the backup power supply circuit does not fail.
【0012】そこで、このスイッチ回路により、コンバ
ータ部にスイッチング指令が出力されていないとき、及
び保護回路が動作したりして、スイッチング指令が無く
なっただけ、バックアップ電源回路が交流電源に接続さ
れるようにしたものである。Therefore, this switch circuit allows the backup power supply circuit to be connected to the AC power supply only when there is no switching command output to the converter unit or when the protection circuit operates and the switching command is lost. It was made.
【0013】ここで、順変換部に対する交流電源の入力
が停止した場合でも、順変換部の直流側にある平滑コン
デンサに蓄えられている電荷は直ちには無くなら無いの
で、この電荷によりスイッチング電源の動作が継続され
るため、すぐさま、制御回路の駆動電源がなくなること
はない。Here, even if the input of the AC power supply to the forward converter is stopped, the charge stored in the smoothing capacitor on the DC side of the forward converter does not immediately disappear. Therefore, the drive power supply for the control circuit does not run out immediately.
【0014】従って、停電発生時でも、制御回路からバ
ックアップ電源回路とスイッチング電源回路を接続する
ためのスイッチ回路に閉信号を送ることができ、その
後、バックアップ電源回路から電源の供給を得てスイッ
チング電源が動作を継続するため、制御回路の駆動電源
は正常に保たれ、スイッチ回路の閉状態を維持してバッ
クアップ機能を確実に保持させることができる。Therefore, even when a power failure occurs, a closing signal can be sent from the control circuit to the switch circuit for connecting the backup power supply circuit and the switching power supply circuit. , The drive power of the control circuit is normally maintained, and the switch circuit is maintained in the closed state, so that the backup function can be reliably maintained.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、本発明によるパルス幅変調
コンバータ装置について、図示の一実施形態を用いて詳
細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a pulse width modulation converter according to the present invention will be described in detail with reference to one embodiment shown in the drawings.
【0016】図1は、本発明によるパルス幅変調コンバ
ータ装置をインバータ装置に適用した場合の一実施形態
を示したもので、図において、1はコンバータ部で、主
回路スイッチング素子からなる順変換部2を有する電圧
型パルス幅変調コンバータとして構成され、パルス幅変
調方式で動作する順変換部2を中心とする主回路系に
は、電磁開閉器4、交流リアクトル5、電流検出器6、
それに平滑コンデンサ6を備えている。FIG. 1 shows an embodiment in which a pulse width modulation converter device according to the present invention is applied to an inverter device. In the drawing, reference numeral 1 denotes a converter unit, which is a forward conversion unit comprising a main circuit switching element. The main circuit system, which is configured as a voltage-type pulse-width modulation converter having a power conversion circuit 2 and operates in a pulse width modulation system, mainly includes a forward converter 2, an electromagnetic switch 4, an AC reactor 5, a current detector 6,
It has a smoothing capacitor 6.
【0017】そして、力行動作時には、三相交流電源3
から取り込んだ三相交流電力を順変換部2で直流に変換
し、直流端子P、Nに直流電力を供給する働きをし、回
生動作時には、反対に、直流端子P、Nから取り込んだ
直流電力を順変換部2で三相交流に変換し、三相交流電
源3に回生する働きをする。During the powering operation, the three-phase AC power supply 3
The three-phase AC power taken from the DC converter is converted to DC by the forward converter 2 and serves to supply DC power to the DC terminals P and N. In the regenerative operation, on the contrary, the DC power taken from the DC terminals P and N Is converted into a three-phase alternating current by the forward converter 2 and regenerated to the three-phase alternating current power supply 3.
【0018】次に、8はインバータ部で、電圧型パルス
幅変調インバータとして構成され、主回路系には、パル
ス幅変調方式で動作する逆変換部9と平滑コンデンサ1
0を備えている。そして、力行動作時には、コンバータ
部1の直流端子P、Nから取り込んだ直流電力を逆変換
部9で所望の周波数の三相交流に変換し、負荷となる電
動機11に任意の電圧と周波数の三相交流電力を供給
し、回生動作時には、反対に、電動機11から取り込ん
だ三相交流電力を逆変換部9で直流に変換し、直流端子
P、Nに直流電力を供給して、三相交流電源3に回生す
るように動作する。Reference numeral 8 denotes an inverter, which is constituted as a voltage-type pulse width modulation inverter, and includes, in a main circuit system, an inverse converter 9 operating in a pulse width modulation system and a smoothing capacitor 1.
0 is provided. During the power running operation, the DC power taken from the DC terminals P and N of the converter unit 1 is converted into a three-phase AC having a desired frequency by the inverse converter 9, and the three-phase AC having an arbitrary voltage and frequency is supplied to the motor 11 serving as a load. Conversely, during the regenerative operation, the three-phase AC power taken from the motor 11 is converted into DC by the inverse converter 9 and the DC power is supplied to the DC terminals P and N. It operates to regenerate to the power supply 3.
【0019】すなわち、電動機11が力行運転時は、コ
ンバータ部1の交流側から電力が供給され、コンバータ
部1の直流側からインバータ部8の直流側、そして逆変
換部9を介して電動機11に電力が供給され、反対に電
動機11が回生運転時は、その回生電力が、インバータ
部8の交流側から直流側、コンバータ部1の直流側から
順変換部2を通り、三相交流電源3に回生されることに
なる。That is, when the motor 11 is in a power running operation, electric power is supplied from the AC side of the converter unit 1, and from the DC side of the converter unit 1 to the DC side of the inverter unit 8 and to the motor 11 via the inverse conversion unit 9. When electric power is supplied and the electric motor 11 is in regenerative operation, the regenerative electric power passes from the AC side of the inverter unit 8 to the DC side and from the DC side of the converter unit 1 to the three-phase AC power supply 3 through the forward conversion unit 2. It will be regenerated.
【0020】次に、コンバータ部1において、12は制
御回路で、交流電源の位相を検出するためのトランス1
3と、交流入力電流の大きさと位相を検出する検出器
4、直流電圧の大きさを検出する検出器14から、夫々
の情報を取り込み、パルス幅変調コンバータの制御に必
要なパルス幅変調信号を発生する働きをする。Next, in the converter section 1, a control circuit 12 is a transformer 1 for detecting the phase of the AC power supply.
3, a detector 4 for detecting the magnitude and phase of the AC input current, and a detector 14 for detecting the magnitude of the DC voltage, and fetching respective information to generate a pulse width modulation signal necessary for controlling the pulse width modulation converter. It works to happen.
【0021】15はドライブ回路で、制御回路12から
パルス幅変調信号の供給を受け、順変換部2のスイッチ
ング素子を駆動する働きをする。16は制御電源回路
で、図示のように、直流端子P、Nから逆流阻止用のダ
イオード20を介して直流電力の供給を受け、これによ
り動作するスイッチングレギュレータ方式の電源回路と
して構成され、制御回路12や、ドライブ回路15など
の動作に必要な夫々所望の電圧で、電気的に独立した複
数の電力を供給する働きをする。Reference numeral 15 denotes a drive circuit, which receives a supply of a pulse width modulation signal from the control circuit 12 and serves to drive a switching element of the forward converter 2. Reference numeral 16 denotes a control power supply circuit, which is configured as a switching regulator type power supply circuit which receives a supply of DC power from the DC terminals P and N via a backflow preventing diode 20 as shown in FIG. 12 and a function of supplying a plurality of electrically independent electric powers at desired voltages required for the operation of the drive circuit 15 and the like.
【0022】17はバックアップ電源回路で、単相ブリ
ッジ型ダイオード整流回路21と、平滑コンデンサ2
2、それに逆流阻止用のダイオード23とで構成され、
制御電源回路16に、別途、バックアップ用の直流電力
を供給する働きをする。A backup power supply circuit 17 includes a single-phase bridge type diode rectifier circuit 21 and a smoothing capacitor 2.
2. It is composed of a backflow preventing diode 23 and
It functions to separately supply backup DC power to the control power supply circuit 16.
【0023】従って、制御電源回路16は、コンバータ
部1の直流側から電力の供給を受けて動作するので、通
常の動作状態で、電磁開閉器4が投入されて三相交流電
源3から電力が供給されているときは、主回路の直流部
P、Nからダイオード20を介して供給される直流電力
により動作し、これにより制御回路12や、ドライブ回
路15などの回路に電力を供給している。Therefore, since the control power supply circuit 16 operates by receiving power supply from the DC side of the converter section 1, the electromagnetic switch 4 is turned on and power is supplied from the three-phase AC power supply 3 in a normal operation state. When it is supplied, it operates with the DC power supplied from the DC parts P and N of the main circuit via the diode 20, thereby supplying power to the control circuit 12, the drive circuit 15, and other circuits. .
【0024】一方、バックアップ電源回路17は、電磁
開閉器4の前で、三相交流電源3から単相交流の供給を
受けるようになっており、単相ブリッジ型ダイオード整
流回路21と、平滑コンデンサ22により、主回路の直
流電圧(P−N間電圧)と同等レベルの直流を発生する
ように作られており、この結果、電磁開閉器4が開いて
いても、制御電源回路16に直流を供給することがで
き、制御回路12などの動作を可能にするバックアップ
機能を果たしている。On the other hand, the backup power supply circuit 17 is adapted to receive a single-phase AC supply from the three-phase AC power supply 3 in front of the electromagnetic switch 4, and includes a single-phase bridge type diode rectifier circuit 21 and a smoothing capacitor. 22 is designed to generate a DC at the same level as the DC voltage (P-N voltage) of the main circuit. As a result, even if the electromagnetic switch 4 is open, the DC is supplied to the control power supply circuit 16. It can be supplied and performs a backup function that enables the operation of the control circuit 12 and the like.
【0025】18は電磁接触器で、制御回路12により
制御され、交流電源3からバックアップ電源回路17に
対する電力の供給をON−OFFする働きをする。この
ため、制御回路12は、常閉接点回路12aを備え、ド
ライブ回路15にパルス幅変調信号を供給して、順変換
部2のスイッチング素子をスイッチング動作させている
ときだけ、この常閉接点回路12aを開いて電磁接触器
18をOFFするように構成されている。Reference numeral 18 denotes an electromagnetic contactor which is controlled by the control circuit 12 and has a function of turning on and off the supply of power from the AC power supply 3 to the backup power supply circuit 17. For this reason, the control circuit 12 includes a normally closed contact circuit 12a, supplies a pulse width modulation signal to the drive circuit 15, and operates the normally closed contact circuit only when the switching element of the forward conversion unit 2 performs the switching operation. The electromagnetic contactor 18 is turned off by opening 12a.
【0026】19は外部操作電源出力端子で、交流電源
3から電磁接触器18の接点によりON−OFF制御さ
れた交流電力を、コンバータ部1の外部に取り出せるよ
うにする働きをする。Reference numeral 19 denotes an external operation power supply output terminal, which functions to allow the AC power whose ON / OFF is controlled by the contact of the electromagnetic contactor 18 from the AC power supply 3 to be taken out of the converter unit 1.
【0027】次に、インバータ部8の制御系について説
明する。24は制御回路で、周波数設定器30と、負荷
である電動機11に流れる交流電流の大きさと位相を検
出するための検出器36からの情報に基づいて、インバ
ータ装置の制御を司る働きをする。25はドライブ回路
で、制御回路24からパルス幅変調信号を受け、逆変換
部9のスイッチング素子をパルス幅変調駆動する働きを
する。Next, a control system of the inverter unit 8 will be described. Reference numeral 24 denotes a control circuit which controls the inverter device based on information from a frequency setting device 30 and a detector 36 for detecting the magnitude and phase of an alternating current flowing through the motor 11 as a load. A drive circuit 25 receives a pulse width modulation signal from the control circuit 24 and has a function of driving the switching element of the inverse converter 9 by pulse width modulation.
【0028】26は制御電源回路で、制御回路24とド
ライブ回路25などの回路を動作させるための電源とな
るものである。そして、この制御電源回路26は、コン
バータ部1での制御電源装置16と同じく、直流電圧を
入力して動作するスイッチングレギュレータ方式の回路
で構成されており、通常の動作状態で、三相交流電源3
から電力が供給され、コンバータ部1の順変換部2から
直流出力が得られているときは、それをインバータ部8
の直流端子P、Nから逆流阻止用のダイオード28を介
して入力し、動作するようになっている。Reference numeral 26 denotes a control power supply circuit which serves as a power supply for operating circuits such as the control circuit 24 and the drive circuit 25. The control power supply circuit 26 is a switching regulator type circuit that operates by inputting a DC voltage, similarly to the control power supply device 16 in the converter unit 1. 3
When the DC power is supplied from the forward converter 2 of the converter 1 and the DC output is obtained from the
From the DC terminals P and N through a diode 28 for preventing backflow, and operates.
【0029】27はバックアップ電源回路で、29は操
作電源入力端子であり、この端子29は、図示のよう
に、コンバータ部1の外部操作電源出力端子19に接続
されている。Reference numeral 27 denotes a backup power supply circuit. Reference numeral 29 denotes an operation power supply input terminal. This terminal 29 is connected to an external operation power supply output terminal 19 of the converter 1 as shown in the figure.
【0030】そして、このバックアップ電源回路27
は、単相ブリッジ型ダイオード整流回路31と平滑コン
デンサ32、それに逆流阻止用ダイオード33から構成
され、主回路の直流電圧(P−N間電圧)とほぼ同等の直
流電圧を出力するように作られており、この電圧によ
り、コンバータ部1からの直流電力の供給がない場合で
も制御電源回路26には直流電力が供給され、制御回路
12の動作を可能にするようになっている。The backup power supply circuit 27
Is composed of a single-phase bridge-type diode rectifier circuit 31, a smoothing capacitor 32, and a backflow preventing diode 33, and is configured to output a DC voltage substantially equal to the DC voltage (P-N voltage) of the main circuit. With this voltage, the DC power is supplied to the control power supply circuit 26 even when the DC power is not supplied from the converter unit 1, and the operation of the control circuit 12 is enabled.
【0031】従って、この実施形態では、電磁接触器1
8と操作電源出力端子19を設けた点を特徴とするもの
であるが、それだけではなく、さらにコンバータ部1と
インバータ部8の双方に、同様な構成の制御電源回路1
6、26とバックアップ電源回路17、27が設けられ
ている点を構成上の特徴とするものになっている。Therefore, in this embodiment, the electromagnetic contactor 1
8 and an operation power supply output terminal 19 are provided. However, not only that, the control power supply circuit 1 having the same configuration is provided in both the converter unit 1 and the inverter unit 8.
6 and 26 and backup power supply circuits 17 and 27 are provided as structural features.
【0032】次に、電磁接触器18と操作電源出力端子
19を設けた理由、及びそれらの機能について説明する
のであるが、その前に、まず、図1の実施形態におい
て、電磁接触器18を設けなかった場合には、どのよう
な問題が生じてしまうのか、図2により説明する。Next, the reason why the electromagnetic contactor 18 and the operation power output terminal 19 are provided and their functions will be described. Before that, first, in the embodiment of FIG. FIG. 2 shows what kind of problem will occur if the device is not provided.
【0033】この図2は、問題点の説明に必要な部分だ
けを図1の実施形態のコンバータ部1から抜き出して示
した図で、ここで、順変換部2は、6個のスイッチング
素子Q1〜Q6と、これらに逆並列接続された6個のフ
ライホイールダイオードD1〜D6とで構成されてお
り、バックアップ電源回路17の単相ブリッジ型ダイオ
ード整流回路21は、4個のダイオードD7〜D10で
構成されている。FIG. 2 is a diagram showing only the parts necessary for explaining the problem extracted from the converter unit 1 of the embodiment shown in FIG. 1. Here, the forward conversion unit 2 comprises six switching elements Q1. To Q6 and six flywheel diodes D1 to D6 connected in anti-parallel to each other. The single-phase bridge-type diode rectifier circuit 21 of the backup power supply circuit 17 includes four diodes D7 to D10. It is configured.
【0034】そして、このとき、図1における電磁接触
器18が無いのであるから、バックアップ電源回路17
の単相ブリッジ型ダイオード整流回路21の交流入力
は、そのまま三相交流電源3の、例えばR相とT相に接
続されている。At this time, since there is no electromagnetic contactor 18 in FIG.
Of the three-phase AC power supply 3, for example, the R-phase and the T-phase.
【0035】この構成において、まず、順変換部2のス
イッチング素子Q1〜Q6がスイッチング動作せず、O
FFされているときについてみると、このときには、制
御電源回路16への電力供給は、ダイオードD1〜D6
による整流出力と、ダイオードD7〜D10による整流
出力の内、何れか電源インピーダンスの低い方から供給
されることになるが、この場合、特に支障は生じない。In this configuration, first, the switching elements Q1 to Q6 of the forward converter 2 do not perform a switching operation, and
When the FF is set, the power supply to the control power supply circuit 16 is controlled by the diodes D1 to D6.
, And the rectified output of the diodes D7 to D10 are supplied from the lower one of the power supply impedances, but in this case, no particular problem occurs.
【0036】しかし、コンバータ部1が動作状態になっ
たとき、すなわち、スイッチング素子Q1〜Q6がスイ
ッチング動作をしているときには、順変換部2のスイッ
チング素子とバックアップ電源回路17の整流ダイオー
ドを通るループ電流が生じ、バック電源回路17を故障
させてしまう。However, when the converter unit 1 is in the operating state, that is, when the switching elements Q1 to Q6 are performing a switching operation, a loop passing through the switching element of the forward conversion unit 2 and the rectifier diode of the backup power supply circuit 17 is provided. A current is generated, causing the back power supply circuit 17 to fail.
【0037】例えば、いま、三相交流電源3のR相が正
極性でT相が負極性になっていたときを想定し、ここで
スイッチング素子Q4がONしたとすると、電源3のR
相からスイッチング素子Q4を通り、バックアップ電源
回路17の整流ダイオードD10を通ってT相に戻る、
ほとんど短絡状態の経路が、矢印を付した線L1で示す
ように形成され、ここにループ電流が発生してしまう。For example, assuming that the R-phase of the three-phase AC power supply 3 has a positive polarity and the T-phase has a negative polarity. Here, if the switching element Q4 is turned on,
From the phase, through the switching element Q4, through the rectifier diode D10 of the backup power supply circuit 17, and back to the T phase;
An almost short-circuited path is formed as shown by a line L1 with an arrow, and a loop current is generated here.
【0038】また、三相交流電源3のT相が正極性でR
相が負極性になったときも同様で、このときは、スイッ
チング素子Q6がONしたとき、電源3のT相からスイ
ッチング素子Q6を通り、バックアップ電源回路17の
整流ダイオードD9を通ってR相に戻る、やはり短絡状
態の経路が形成され、ループ電流が発生してしまう。The T-phase of the three-phase AC power supply 3 has a positive polarity and R
The same applies when the phase becomes negative. In this case, when the switching element Q6 is turned on, the T phase of the power supply 3 passes through the switching element Q6, passes through the rectifier diode D9 of the backup power supply circuit 17, and changes to the R phase. Return, a short-circuited path is also formed, and a loop current is generated.
【0039】このループ電流は、ほとんど短絡状態の経
路を流れるので、たちまち整流ダイオードの定格電流を
越えてしまい、従って、バック電源回路17を故障させ
てしまうのである。Since this loop current almost flows through a short-circuited path, it immediately exceeds the rated current of the rectifier diode, and thus causes the back power supply circuit 17 to fail.
【0040】しかして、図1の実施形態では、電磁接触
器18が設けてあり、これにより、上記したように、順
変換部2のスイッチング素子Q1〜Q6がスイッチング
状態でON−OFF動作しているときは、この電磁接触
器18の接点が開かれ、バックアップ電源回路17は三
相交流電源3から切り離されるので、ループ電流の発生
の虞れは無くなり、バックアップ電源回路17を確実に
保護することができることになる。However, in the embodiment shown in FIG. 1, the electromagnetic contactor 18 is provided, and as described above, the switching elements Q1 to Q6 of the forward conversion unit 2 perform the ON-OFF operation in the switching state. In this case, the contact of the electromagnetic contactor 18 is opened and the backup power supply circuit 17 is disconnected from the three-phase AC power supply 3, so that there is no risk of generation of a loop current, and the backup power supply circuit 17 can be reliably protected. Can be done.
【0041】ここで、バックアップ電源が必要になるの
は、順変換部2から直流出力が得られないときだけで、
直流出力が得られているときは不要なので、順変換部2
のスイッチング素子Q1〜Q6がスイッチング状態でO
N−OFF動作しているとき電磁接触器18の接点が開
かれても、制御電源回路16への電力供給が途絶える虞
れはなく、他方、スイッチング素子Q1〜Q6がスイッ
チングを停止し、バックアップ電源が必要になったとき
には、電磁接触器18の接点が閉にされ、三相交流電源
3からバックアップ電源回路17に電力が入力されるこ
とになるので、パックアップ機能も確実に得られること
になる。Here, a backup power source is required only when a DC output cannot be obtained from the forward converter 2.
Since it is unnecessary when DC output is obtained, the forward conversion unit 2
Of the switching elements Q1 to Q6
Even if the contact of the electromagnetic contactor 18 is opened during the N-OFF operation, there is no danger that the power supply to the control power supply circuit 16 will be interrupted. On the other hand, the switching elements Q1 to Q6 stop switching and the backup power supply Is required, the contacts of the electromagnetic contactor 18 are closed and power is input from the three-phase AC power supply 3 to the backup power supply circuit 17, so that the backup function can be reliably obtained. .
【0042】また、停電などにより、順変換部2に対す
る交流電源の入力が停止した場合でも、順変換部2の直
流側にある平滑コンデンサ7に蓄えられている電荷は直
ちには無くならないので、この電荷により制御電源回路
16の動作が継続されるため、すぐさま、制御回路12
の駆動電源が無くなることはない。Even when the input of the AC power to the forward converter 2 is stopped due to a power failure or the like, the electric charge stored in the smoothing capacitor 7 on the DC side of the forward converter 2 does not disappear immediately. Since the operation of the control power supply circuit 16 is continued by the charge, the control circuit 12
Drive power supply is not lost.
【0043】従って、停電発生時でも、制御回路12の
常閉接点回路12aから電磁接触器18に閉信号を送る
ことができ、その後、バックアップ電源回路17から電
源の供給を得て制御電源回路16が動作を継続するた
め、制御回路の駆動電源は正常に保たれ、スイッチ回路
の閉状態を維持してバックアップ機能を確実に保持させ
ることができる。Therefore, even when a power failure occurs, a closing signal can be sent from the normally closed contact circuit 12a of the control circuit 12 to the electromagnetic contactor 18, and thereafter, power is supplied from the backup power supply circuit 17 and the control power supply circuit 16 , The drive power of the control circuit is normally maintained, and the switch circuit is maintained in the closed state, so that the backup function can be reliably maintained.
【0044】従って、この実施形態によれば、三相交流
電源3とバックアップ電源回路17の間に絶縁トランス
を設けることなく、確実にループ電流の発生を抑え、バ
ックアップ電源回路17が故障するのを防止することが
できる。Therefore, according to this embodiment, without providing an insulating transformer between the three-phase AC power supply 3 and the backup power supply circuit 17, the generation of loop current is reliably suppressed, and the backup power supply circuit 17 is prevented from failing. Can be prevented.
【0045】また、この図1の実施形態では、インバー
タ部8のバックアップ電源回路27に対する交流電源の
供給を、外部操作電源出力端子19から操作電源入力端
子29を介して得られるように構成してあり、従って、
インバータ部8側でのループ電流の発生も抑えることが
でき、バックアップ電源回路27によるバックアップ機
能を損なうこと無く、確実に故障の発生を抑えることが
できる。In the embodiment shown in FIG. 1, the supply of AC power to the backup power supply circuit 27 of the inverter unit 8 is configured to be obtained from the external operation power supply output terminal 19 via the operation power supply input terminal 29. Yes, so
The occurrence of loop current on the inverter section 8 side can also be suppressed, and the occurrence of failure can be reliably suppressed without impairing the backup function of the backup power supply circuit 27.
【0046】すなわち、インバータ部8側のバックアッ
プ電源回路27の交流電源を電磁接触器18を介さず、
そのまま交流電源3に接続したとすると、コンバータ部
1の直流出力とインバータ部7の直流入力が共通に接続
され、且つバックアップ電源回路27と制御電源回路2
6が、コンバータ部1側のバックアップ電源回路17及
び制御電源回路16と同様な構成を有しているため、図
2で説明したように、このインバータ部8側でもループ
電流が発生し、インバータ装置10内のバック電源回路
27を故障させてしまうことになる。That is, the AC power supply of the backup power supply circuit 27 on the side of the inverter unit 8 is not passed through the electromagnetic contactor 18,
If it is connected to the AC power supply 3 as it is, the DC output of the converter unit 1 and the DC input of the inverter unit 7 are connected in common, and the backup power supply circuit 27 and the control power supply circuit 2
6 has a configuration similar to that of the backup power supply circuit 17 and the control power supply circuit 16 on the converter unit 1 side, and as described with reference to FIG. The back power supply circuit 27 in 10 will be broken.
【0047】しかるに、この実施形態では、外部操作電
源出力端子19を設け、電磁接触器18の接点を介して
インバータ部8側のバックアップ電源回路26に電源が
供給されるように構成されているので、インバータ部8
側でも、そのパックアップ電源回路26の保護と、バッ
クアップ機能の保持とを確実に得ることができる。In this embodiment, however, the external operation power supply output terminal 19 is provided, and power is supplied to the backup power supply circuit 26 of the inverter section 8 through the contact of the electromagnetic contactor 18. , Inverter section 8
Also on the side, protection of the backup power supply circuit 26 and retention of the backup function can be reliably obtained.
【0048】従来技術のように、絶縁トランスを用いて
も、このループ電流の発生を抑えることができるが、こ
のた場合には、コストアップになってしまう。これは、
上記したように、このようなコンバータ装置に使用され
る絶縁トランスが高価なことに由来する。Although the use of an insulating transformer as in the prior art can suppress the generation of the loop current, the cost increases in this case. this is,
As described above, this is because the insulating transformer used in such a converter device is expensive.
【0049】すなわち、まず、バックアップ電源の直流
出力レベルをコンバータ部の直流出力レベルに合せる必
要があること。次に、停電時でのタイミング合わせのた
め、主電源を入切りする開閉器の電源側に接続する必要
があり、このため、専用設計のトランスとなってしまう
こと。さらには、コンバータ装置の直流出力に並列接続
されるインバータの台数が増えた場合、容量を大きくす
る必要があることなどの理由により、トランスを専用化
にする必要があり、汎用のトランスでは対応できないか
らである。That is, first, it is necessary to match the DC output level of the backup power supply with the DC output level of the converter section. Next, it is necessary to connect to the power supply side of the switch that turns on and off the main power supply in order to adjust the timing at the time of power failure, so that the transformer becomes a specially designed transformer. Furthermore, when the number of inverters connected in parallel to the DC output of the converter device increases, it is necessary to use a dedicated transformer because of the need to increase the capacity, etc. Because.
【0050】一方、電磁接触器は、広く各種の電気装置
に使用されている上、一般に開閉器などとも兼用できる
ため、汎用性が高く、容量種別も豊富で、絶縁トランス
に比してかなり安価であり、また、接点容量に比して、
接点動作に必要な電力が小さくて済み、複数台の制御電
源回路を駆動する場合でも1個で足り、従って、上記実
施形態によれば、コストアップを充分に抑えることがで
きるのである。On the other hand, electromagnetic contactors are widely used for various electric devices and can also be used as switches in general, so that they are versatile, have a wide variety of capacity types, and are considerably less expensive than insulating transformers. And, compared to the contact capacity,
The power required for the contact operation is small, and even if a plurality of control power supply circuits are driven, only one power supply is required. Therefore, according to the above-described embodiment, the increase in cost can be sufficiently suppressed.
【0051】次に、本発明の他の実施形態について、図
3と図4により説明する。これら図3と図4の実施形態
は、図1の実施形態のように、バックアップ電源回路1
7の交流入力側に電磁接触器18を設けるのではなく、
直流出力側に設けたものである。Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The embodiment of FIGS. 3 and 4 is different from the embodiment of FIG.
Instead of providing an electromagnetic contactor 18 on the AC input side of 7,
It is provided on the DC output side.
【0052】また、これと共に、外部操作電源出力端子
19から外部に取り出す電源を交流電源3ではなく、バ
ックアップ電源回路17の直流出力が外部操作電源出力
端子19から取り出されるようにし、これにより、イン
バータ部8側でのバックアップ電源を、コンバータ部1
側のバックアップ電源回路17から得るようにしたもの
である。At the same time, the DC power output from the backup power supply circuit 17 is taken out from the external operation power supply output terminal 19 instead of the AC power supply 3 from the external operation power supply output terminal 19, so that the inverter is not used. The backup power supply on the part 8 side is
It is obtained from the backup power supply circuit 17 on the side.
【0053】従って、これらの実施形態によれば、パル
ス幅変調方式のコンバータを有するインバータ装置全体
として、バックアップ電源回路が1個で済み、さらにコ
ストアップを抑えることができる。Therefore, according to these embodiments, only one backup power supply circuit is required for the entire inverter device having the pulse width modulation type converter, and the cost can be further suppressed.
【0054】ここで、図3の実施形態と図4の実施形態
の違いは、図から明らかなように、電磁接触器18の接
点の挿入位置にあり、図3の実施形態では、電磁接触器
18の接点がバックアップ電源回路17の外に接続され
ているが、図4の実施形態では中になっているだけであ
る。Here, the difference between the embodiment of FIG. 3 and the embodiment of FIG. 4 lies in the insertion position of the contact of the electromagnetic contactor 18 as is apparent from the drawing. In the embodiment of FIG. The contact 18 is connected to the outside of the backup power supply circuit 17, but in the embodiment of FIG.
【0055】バックアップ電源回路17は、破線で囲っ
て示してあるように、ユニット化されている場合がある
が、このときは、図4の実施形態のように、電磁接触器
18の接点をバックアップ電源回路17の中に設けるの
は困難であり、従って、この場合には、図3の実施形態
を採用すれば良い。The backup power supply circuit 17 may be unitized as shown by a broken line. In this case, as in the embodiment shown in FIG. 4, the contact of the electromagnetic contactor 18 is backed up. It is difficult to provide the power supply circuit in the power supply circuit 17, and in this case, the embodiment shown in FIG.
【0056】なお、以上の実施形態では、何れもバック
アップ電源回路17の交流電源からの切り離しに電磁接
触器18を用いているが、これに代えて、サイリスタや
トランジスタなどの半導体スイッチを用いるようにして
も良い。In each of the above embodiments, the electromagnetic contactor 18 is used to disconnect the backup power supply circuit 17 from the AC power supply, but a semiconductor switch such as a thyristor or a transistor may be used instead. May be.
【0057】[0057]
【発明の効果】本発明によれば、安価な電磁接触器など
のスイッチ回路を使用するだけで、バックアップ機能を
損なうことなく、確実にループ電流の発生を無くすこと
ができるので、システム安全性に富んだコンバータ装置
をローコストで容易に提供することができる。According to the present invention, the generation of loop current can be reliably eliminated without impairing the backup function only by using an inexpensive switch circuit such as an electromagnetic contactor. An abundant converter device can be easily provided at low cost.
【図1】本発明によるパルス幅変調コンバータ装置をイ
ンバータ装置に適用した場合の一実施形態を示す回路図
である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment in which a pulse width modulation converter device according to the present invention is applied to an inverter device.
【図2】パルス幅変調コンバータ装置におけるループ電
流の発生を説明するための回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining generation of a loop current in the pulse width modulation converter device.
【図3】本発明によるパルス幅変調コンバータ装置をイ
ンバータ装置に適用した場合の他の一実施形態を示す回
路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment in which the pulse width modulation converter device according to the present invention is applied to an inverter device.
【図4】本発明によるパルス幅変調コンバータ装置をイ
ンバータ装置に適用した場合のさらに別の一実施形態を
示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment in which the pulse width modulation converter device according to the present invention is applied to an inverter device.
1 コンバータ部 2 順変換部 3 三相交流電源 4 電磁開閉器 5 リアクトル 6、36 電流検出器 7、10、22、32 平滑コンデンサ 8 インバータ部 9 逆変換部 11 電動機(負荷) 12 制御回路 12a常閉接点回路 13 位相検出用のトランス 14 直流電圧検出用の検出器 15、25 ドライブ回路 16、26 制御電源回路 17、27 バックアップ電源回路 18 電磁接触器(スイッチ回路) 19 外部操作電源出力端子 20、23 逆流阻止用のダイオード20 21 単相ブリッジ型ダイオード整流回路 29 外部操作電源入力端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Converter part 2 Forward conversion part 3 Three-phase AC power supply 4 Electromagnetic switch 5 Reactor 6, 36 Current detector 7, 10, 22, 32 Smoothing capacitor 8 Inverter part 9 Inverting part 11 Motor (load) 12 Control circuit 12a Always Closed contact circuit 13 Transformer for phase detection 14 Detector for DC voltage detection 15, 25 Drive circuit 16, 26 Control power supply circuit 17, 27 Backup power supply circuit 18 Electromagnetic contactor (switch circuit) 19 External operation power supply output terminal 20, 23 Diode for preventing backflow 20 21 Single-phase bridge type diode rectifier circuit 29 External operation power input terminal
フロントページの続き (72)発明者 上総 裕之 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyuki Kazusa 7-1-1 Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture Inside Hitachi Keiyo Engineering Co., Ltd.
Claims (3)
部の直流出力とバックアップ電源回路の出力の双方から
供給する方式のパルス幅変調コンバータ装置において、 前記バックアップ電源回路と交流電源との接続路に常閉
接点形のスイッチ回路を設け、 前記順変換部のスイッチング素子がオンオフ動作中だ
け、前記スイッチ回路を開くように構成したことを特徴
とするパルス幅変調コンバータ装置。1. A pulse width modulation converter device for supplying power required for operation of a control circuit from both a DC output of a forward converter and an output of a backup power supply circuit. A pulse width modulation converter device, wherein a normally closed contact type switch circuit is provided on a connection path, and the switch circuit is opened only when the switching element of the forward conversion unit is on / off.
に接続された外部操作電源出力端子が設けられているこ
とを特徴とするパルス幅変調コンバータ装置。2. The pulse width modulation converter according to claim 1, further comprising an external operation power supply output terminal connected to the contact of the switch circuit on the side of the backup power supply circuit.
部の直流出力とバックアップ電源回路の出力の双方から
供給する方式のパルス幅変調コンバータ装置において、 前記バックアップ電源回路と前記制御回路の接続路に常
閉接点形のスイッチ回路を設け、 前記順変換部のスイッチング素子がオンオフ動作中だ
け、前記スイッチ回路を開くように構成すると共に、 前記スイッチ回路の接点の前記制御回路側に接続された
外部操作電源出力端子が設けられていることを特徴とす
るパルス幅変調コンバータ装置。3. A pulse width modulation converter of a type in which power required for operation of a control circuit is supplied from both a DC output of a forward converter and an output of a backup power supply circuit, wherein the backup power supply circuit and the control circuit A normally closed contact type switch circuit is provided in the connection path, and the switch element of the forward conversion unit is configured to open the switch circuit only during ON / OFF operation, and is connected to the control circuit side of the contact of the switch circuit. A pulse width modulation converter device, further comprising an external operation power output terminal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8197902A JPH1052051A (en) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Pulse width modulation converter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8197902A JPH1052051A (en) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Pulse width modulation converter device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1052051A true JPH1052051A (en) | 1998-02-20 |
Family
ID=16382188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8197902A Pending JPH1052051A (en) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | Pulse width modulation converter device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1052051A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006109558A (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
JP2011024321A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Daikin Industries Ltd | Power converter circuit |
-
1996
- 1996-07-26 JP JP8197902A patent/JPH1052051A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006109558A (en) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air conditioner |
JP2011024321A (en) * | 2009-07-15 | 2011-02-03 | Daikin Industries Ltd | Power converter circuit |
JP4706987B2 (en) * | 2009-07-15 | 2011-06-22 | ダイキン工業株式会社 | Power conversion circuit |
EP2456060B1 (en) * | 2009-07-15 | 2020-09-09 | Daikin Industries, Ltd. | Power converter circuit |
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