JPS5812572A - チヨツパの制御回路 - Google Patents

チヨツパの制御回路

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JPS5812572A
JPS5812572A JP11006781A JP11006781A JPS5812572A JP S5812572 A JPS5812572 A JP S5812572A JP 11006781 A JP11006781 A JP 11006781A JP 11006781 A JP11006781 A JP 11006781A JP S5812572 A JPS5812572 A JP S5812572A
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JP
Japan
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chopper
output
voltage
period
frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP11006781A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kosaka
高坂 憲司
Masahiro Minamoto
皆元 正博
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
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP11006781A priority Critical patent/JPS5812572A/ja
Publication of JPS5812572A publication Critical patent/JPS5812572A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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】 この発明はインバータの出力電圧制御等に用いて好適な
電圧形チョッパの制御回路に関するものである。
第1図は従来のチョツノ(制御部を有するインノく一夕
制御方式を示すブロック図であり、第2図はチョッパに
おける出力電圧と周波数および通流率(デユーティ)と
の関係を示すグラフであり、第3図はチョッパにおける
出力電圧と出力リップル電流との関係を示すグラフであ
る。
第11mKオイテ、AVR4!、電圧1111器、CH
Cはチョッパ制御部で、非線形電圧−周波数変換器VF
t、移相器PSおよびパルス分配器FDより構成される
。また、VFzは線形の電圧−周波数変換器、RCはリ
ングカウンタ、PDはパルス分配器である。
図示されない設定器より与えられる出力電圧設定値は、
比較点Pにおいて出力電圧実際値と比較され、その差が
電圧調節器AVRK与えられる。電圧調節器AVRでは
電流実際値との差が零となるように調節出力を出し、チ
ョッパ制御部CHCの非線形電圧−周波数変換器VII
’lK与える。変換器VFtは入力電圧をその値に比例
した周波数のパルス信号に変換し、移相器PSは該パル
ス信号に応じて位相制御を行ない、パルス分配器PDを
介してチヨツパCHの各スイッチング素子へ供給する。
このスイッチング素子はパルス分配器PDからのパルス
によってそのオン、オフ期間の比率が制御され、これに
より出力電圧または電流の大きさが制御される。すなわ
ち、第1図のインバータ制御方式においては、チョッパ
CHはダイオード整流器りで得られた一定の直流電圧を
任意の直流電圧に変換してインバータに供給するための
電圧調整用として用いられる。なお、設定器から与えら
れる周波数設定値は、線形の電圧−周波数変換器VF2
にてアナログ入力電圧に比例した周波数のパルス列に変
換されてリングカウンタRCでカウントされ、リングカ
ウンタR(”では計数値に応じてパルスを出し、これを
パルス分配器PDを介してインバータINの各スイッチ
ング素子へ出力することにより、インバータから所定周
波数の出力電圧または電流を得るようKするものである
このようなチョッパCHにおける出力電圧(2)とチョ
ッパ周波数(f)9通流率(α)との関係を例えば第2
図の如く設定すると、その場合のチョッパ出力リップル
ミ流Δ工は第3図の如くなり、出力電圧■に対してQ、
25V、0.75Vの付近においてはリップル電流Δ工
が大きくなることが確かめられている。しかしながら、
このようにリップル電流ΔIが大きくなると、転流電流
が大きくなって転流回路および出力フィルタ回路(直流
アクドル、コンデンサ)が大形化するとともに、その制
御回路も移相器が必要となって複雑になるという欠点が
あった。
この発明は上記に鑑みなされたもので、チョッパの利用
率を向上させるとともに、安価で構成が簡単なチョッパ
の制御回路を提供することを目的とするものである。
上記の目的は、この発明によればチョッパを構成するス
イッチング素子のオン、オフ期間の比率またはチョッパ
周期を制御する制御回路にチョッパ出力電流のリップル
率がチョッパの全動作領域にわたって一定となるような
入力電圧−出力周波数特性をもち、かつ前記チョッパの
通流率が入力電圧に比例するような特性を有する非線形
の電圧−周波数変換装置を設け、該変換装置の出力にも
とづいてチョッパを制御することKより達成される。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第4図は、この発明によるチョッパ制御部を示すブロッ
ク図、第5図は第4図の電圧−周波数変換器を示す詳細
回路図、第6図はその入力電圧(V)−出力周波数(f
)9通流率(α:デヱーテイともいう)特性を示すグラ
フである。
第4図に示されるよ5に、チョッパ制御部CHCは非線
形の電圧−周波数変換器VFとパルス分配器PDとから
構成され、したがってここでは移相器は省略されている
。なお、□パルス分配器PDは第1図に示されるものと
同様のものである。ところで、チョッパの利用率を全動
作領域において良好にするためには、その出力電流のリ
ップル率が全動作領域にわたって一定であること、出力
電圧が通流率と入力電圧との積に比例することが必要で
ある。そのために、出力リップル電流を決める直流電源
電圧値、直流リアクトルのインダクタンス、チョッパ周
波数および通流率等の各要素について考慮した結果、電
圧−周波数変換器の入出力特性が第6図のようKなれば
よいことが判明した。
したがって、こへで用いられる電圧−周波数変換器VF
は、電圧調節器(第1図参照)の出力として得られるチ
ョッパ出力電圧指令に比例した出力電圧が得られ、また
第6図に示されるような周波数およびデユーティ(スイ
ッチング素子の導通期間Toとチョッパ周期Tとの比、
すなわちTo/Tで表わされ、通流率αに相当する。)
特性を有するものである。この電圧−周波数変換器VF
は第5図にその詳細な構成が示されているように、加算
11分器I T、コンパレータCOおよびインバータ(
反転項中器)IAとより構成されている。
こ〜で、主に第5図を参照して電圧−周波数変換器の動
作について説明する。
いま、入力アナログ電圧(チョッパ出力指令電圧)は正
であるとし、これが第5図の加算積分器ITK与えられ
ると、積分器ITは負の方向の電位に積分を始める、す
なわち積分器ITの出力■lは直線的に減少するが、そ
の値がコンパレータCOの負の動作レベル(−Vo)K
達したときコンパレータCOが動作し、その出力がハイ
0レベルからロウ(ト)レベルに変化する。このとき、
インS −タ(反転増巾器)IAを介してLレベルに相
当する電位が加算積分器ITの入力側に帰還される・そ
の結果、積分器ITKは帰還電圧が加算されることにな
り、その出力は今度は逆方向(正方向の電位)K変化し
て行く。そして、この出力V1がコンパレータCOの正
の動作レベル(+Vo) K達するとコンパレータCO
が動作してその出力がLレベルからHレベルに変化し、
以下、同様の動作を繰り返すことKより発振する。その
結果、第6図に示されるように、入力電圧に対し通流率
またはデユーティ(a=To/T)は線形な特性をもち
、一方周波数はリップル電流ΔI(上記加算積分器IT
の出力■1に相当する。)が全動作領域で一定となるよ
うに、非線形トナル。ナオ、jV = + Vo −(
−Vo )はコンパレータのヒステリシス巾であり、こ
の値はチョッパ出力リップルミ流IIK比例する。
このようにして得られる非線形電圧−周波数変換器の出
力がHレベルの期間にはチョッパを導通させ、またLレ
ベルの期間にはチョッパを非導通とするようにチョッパ
を制御することKより、チョッパ出力には電圧指令に対
して線形の関係にある電圧が得られることになる。
この発1111による制御回路はトランジスタ、サイリ
スタまたはGTO(ゲートターンオフサイリスタ)等で
構成される各種チョッパ回路に適用可能であるが、ここ
ではサイリスタ式のインパルス転流方式を用いたチョッ
パ回路に適用した場合について、第7〜9図を参照して
説明する。
第7図はとの種チョッパ回路の主回路を示す回路図、#
!8図はこの発明によるチョッパ制御回路を示す回路図
、第9図は#I8図の動作を説明するためのタイムチャ
ートチアル。
第7図において、 MTr 、MTzは主サイリスタ、
ATx、Ar1は主すイリスタMTl、MTzを消弧す
るための補助サイリスタ、DI、D2は転流ダイオード
、C、Ctはコンデンサ、L1〜L3.DCLはリアク
トルで、コンデンサCtと直流リアクトルDCLとによ
って出力平滑フィルタが形成されている。なお、v8は
直流電源である。また、#X8図においてITは上述の
加算積分器、COはコンパレータであり、MSは七ノス
テーブルマルチバイブレータ(モノマルチ)、NOTは
ノット回路、ANDはアンド回路である。
第7図に示される可逆チョッパ回路CHにおいて、一方
の主サイリスタ、例えばMT2が導通しているときに、
他方の主サイリスタMT1をオンにしたい場合には、ま
ず主サイリスタMT2の補助サイリスタAT2を点弧し
く蕗9図の点弧パルス(ロ)参照)、コンデンサCおよ
びリアクトルLlを介して転流を行なわせることにより
主サイリスタMT2をオフにしたff1(第9図の点弧
パルス(ホ)参照)、上側主サイリスタMTIを点弧す
るようにする(第9図の点弧パルス(ハ)参照)。また
、下側主サイリスタMTzを点弧するタイミングでは上
側主サイリスタMT1の補助サイリスタATIをオンに
してから(第9図の点弧パルスに)参照)、下側主サイ
リスタMT!をオンにするとい5手順受行われる。この
ようK、一方の主サイリスタを消弧した後、一定時間を
おいて他方の主サイリスタを点弧するため、補助サイリ
スタATt 、ATi2[与えられる点弧パルスは一定
の時間巾τを有しているが、この時間は第8図の七)i
ルチM8によって確保される。また、第8図のノット回
路NOTは電圧−周波数変換器の出力がLレベルのとき
に動作して、補助サイリスタAT1および主サイリスタ
MTgを点弧するものである。これらの点弧パルスは第
8図に示されるような非線形電圧−周波数変換器および
パルス分配回路からなるチョッパ制御回路により作られ
て、第7図に示されるような可逆チョッパ主回路CHの
各サイリスタゲートに供給される。
以上のよ5に、この発1jiKよれば、従来、電圧−周
波数変換器と移相器とにより構成されていたチョッパ制
御回路を、入力電圧に対し線形な出力パルスのデユーテ
ィを持ち、かつチョッパ出力リップル電流が一定になる
ような周波数を出方とする非線形電圧−周波数変換器で
構成するようKしたため、従来の移相器は不要となって
回路構成が簡易化され、またチョッパ出力リップル電流
が全動作領域で一定に運転されるので、チョッパ主回路
の利用率が向上するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はチョッパ制御部を有するインバータ制御方式の
従来例を示すプル2ク図、jI2図はチョツ/(Kおけ
る出力電圧と周波数および通流率との関係を示すグラフ
、第3図はチョッパの出力電圧と出力リップル電流との
関係を示すグラフ、第4図はこの発明によるチョッパ制
御回路を示すブロック図、第5図はwL4図の電圧−周
波数変換器を示す詳細回路図、第6図はその入力電圧と
出力周波数9通流率との関係を示すグラフ、@7図はサ
イリスタを用いたチョッパ主回路を示す回路図、第8図
は第4図と同様のチョッパ制御回路であり、パルス分配
回路を具体的に示した構成図、第9図は第7図、第8図
における動作を説明するためのタイムチャートである。 符号説明 AVR・・・電圧調節器、CHC・・・チョッパ制御部
、VF 、 VFl、 VF2・・・電圧−周波数変換
器、Ps・パ移相器、PD・・・パルス分配器、Rc・
・・リングカウンタ、P・・・比較点、CH・・・チョ
ッパ回路、 IN・・・インバータ、IT・・・加r積
分器、CO・・・コンパレータ、IA・・・インバータ
(反転増巾器)、Vs−電51、C,Ct・・・コンチ
ン?、D、DI、D2・・・ダイオード、L1〜Ls、
DCL・・・リアクトル、MTs、MTg・・・主サイ
リスタ、ATI、AT2・・・補助サイリス久MS・・
・モノマルチ、NOT・・・ノット回路、AND・・・
アンド回路 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎   清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 チョッパを構成するスイッチング素子のオン。 オフ期間の比率またはチョッパ周期を変えるととによっ
    てその出力電圧または電流の大きさを制御するようKし
    たチョッパの制御回路において、前記チョッパ出力電流
    のリップル率がチョッパの全動作領域にわたって一定と
    なるような入力電圧−出力周波数特性をもち、かつ前記
    チョッパ周期に対スるスイッチング素子のオン期間の比
    が前記入力電圧に比例するような特性を有する非線形の
    電圧−周波数変換装置を設け、蚊変換装置の出力にもと
    づいて前記スイッチング素子を制御するようにしたこと
    を特徴とするチョッパの制御回路。
JP11006781A 1981-07-16 1981-07-16 チヨツパの制御回路 Pending JPS5812572A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127532A (en) * 1979-03-26 1980-10-02 Canon Inc Single-lens reflex camera having electromagnetic driving source
JPS5660423A (en) * 1979-10-22 1981-05-25 Canon Inc Electromagnetic drive shutter

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