JPS58154344A - コイル間エネルギ−転送装置 - Google Patents

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、コイルに貯蔵されたエネルギーを、コンデ
ンサを介して別のコイルに転送する、コイル間エネルギ
ー転送装置に関するものである。

従来この種の装置として第１図に示すものかあつた。図
において（１）はエネルギー転送用コンデンサ（キャパ
シタ）、■はエネルギー放出コイル、■はエネルギー吸
収コイル、“Ｏ◇〜Ｑ４はそれぞれサイリスタ菓子であ
る。

次に動作について説明する。エネルギー転送方式は、コ
イル■のエネルギーを少鳳づつ、コンデンサ（１）に転
送した後、コンデンサ（１）よりコイル輔へ転送して行
く方式である。第８図に転送順序を示す。ｌサイクルは
第８図の■〜■のシーケンシャルな動作から成り、■〜
■の動作区間におけるコンデンサ（１）、コイル＠四の
電圧推移を第２図（ａ）〜（ｃ）に示す。

第１図の回路において、サイリスタ素子（ロ）〜α◆の
０ＮｊＯＦＦはコンデンサ（１）の電圧極性に依存する
ため、第８図に示す動作区間■の終了時点で、必ずコン
デンサ（１）の電圧極性は反転する。また、動作区間■
の期間においては、コンデンサ（１）の端・ｊ 子電圧は、サイリスタ（ロ）を逆バイアス出来る電圧極
性になっていないため、サイリスタ（６）を任意の時刻
毎ζ開路することはできず速応制御ができないことにな
る。

なお、単位時間に転送可能なエネルギ量の最大値は ＝　−Ｘ　ｌ　Ｉ　Ｘ　ＶＣＭａｘ となる、但し、ＩＩはコイル（ロ）の電流、Δｔはサイ
リスタ（至）のＯＮ時間、　ＶＣＭｌｘは、コンデンサ
（１）の最大電圧である。

従来の装置は以上のように構成されるため、次のような
欠点を有していた。

（イ）転送用コンデンサとして高価な、両極性コンデン
サを必要とする。

（ロ）コンデンサ容量が、コイルのインダクタンス値と
エネルギー転送速度の関係で大きく選定できない。

（ハ）回路動作上、制、御不能時間要素が入るため、・
１：Ｎ 速応制御性に欠ける。

（ニ）エネルギー転送を行なうコイルに加わる端子電圧
がランプ状であるため、コイル電圧の最高値に比較して
、転送可能なエネルギー量が少ない。

この発明は上記のような従来装置の欠点を除去するため
になされたもので、自己開閉制御可能なスイッチを用い
て、制御むだ時間の短縮を行なうほか、コンデンサ電圧
を一定に制御する仁とにより、安価な単極性の大容量コ
ンデンサの使用を実現するほか、コイル印加電圧がく形
波状となることにより、コイル電圧最高値に比較して、
転送可能エネルギー量の大きなエネルギー転送装置を供
給することを目的としている。

−なお、コンデンサ電圧を一定に制御することにより、
共通のコンデンサを介して多くのコイル間エネルギー転
送制御をも容易に実現できる装置でもある。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第４
図において（１）はエネルギー転送用コンデンサ（キャ
パシタ）、（２）はエネルギー放出コイル、鵠はエネル
ギー吸収コイル、−υはエネルギー放出コイルｒａすに
並列接続された、自己開閉制御可能なスイッチ、（２）
は、エネルギ吸収コイル（２）に並列接続されたダイオ
ード、輔はコイシレ（２）の一端とコンデンサ（１）の
一端子を接続するダイオード、−はエネルギー吸収コイ
ルに）の一端と、コンデンサ（１）の前記の一端を接続
する自己開閉制御可能なスイッチ、コンデンサ（１）の
他端は、ダイオード（２）、スイッチ−の接続されてい
ないコイル（２）、コイル輔の端子に接続されている。

ダイオード（２）とスイッチ−はエネルギー放出用コイ
ル■からコンデンサ（１）へ流れる電流時間積を制御す
る能動回路（２＜１１）を構成し、スイッチ的の＼−゛
、 開閉を行ない、コンデンサ（１）の端子電圧を一定に保
つための制御回路６旧こよりスイッチ−の開閉制御がな
される。

またダイオード四とスイッチ−はエネルギー吸収回路用
能動回路（８０１）を構成し、スイッチ−の開閉により
、コイル−に印加する電圧を調整するため、制御回路−
によりスイッチ−の開閉制御がなされる。

次に、この発明の一実施例の動作−を説明する。

エネルギー転送方式は、コイル（２）のエネルギーをコ
ンデンサ（１）を介してコイル輔へ転送する方式である
。ただし、コンデンサ（１）は、微少な電圧リップルを
含む、一定な電圧Ｖｃで使用される。第５図ｑ）〜０）
に運転可能な動作モードを示す。第６図（ａ）〜（ｅ）
に動作時の各部の電圧電流推移例を示す。

第４図において、スイッチかりは、コンデンサ（１）の
電圧Ｖｃを一定に保つために、一定時間△ｔごとに制御
回路Ｉυの指令により開閉制御され、コイル■のエネル
ギーをコンデンサ（１）に転送する。

またスイッチ＠ｔｊ　、コイル輔に転送すべきエネルギ
ーをコンデンサ（１）より得るため、制御回路−により
一定時間Δｔの間で開閉制御される。

上に示したΔｔ　、　Ｖｃは、単位時間当りに転送する
エネルギー量、コンデンサ（１）の許容リップル量、コ
イルθη−の許容リップル量から決定で＠、Ｖｃを大き
くとると、単位時間当りに転送できるエネルギ量は増す
。

なお、単位時間に転送可能なエネルギー量の最大値は、 ＝ＩＩＸＶＣＭ□ となる。但し、ＩＩはコイル（２）の電流、△ｔはスイ
ッチ−の最大ＯＮ時間、■ｃＭｌｌｘはコンデンサ（１
）の最大電圧である。

ＩＩ７図は、一定時間Δ【の間におけるスイッチ−１＠
の開閉タイミングが第６図と異なった場合の例である。

いずれの場合においても、一定時間△Ｔの間の任意の時
刻に、スイッチ闘、＠の開閉が制御可能なため、制御不
能時間要素が入ることがなく、速応制御に適している。

また、コンデンサ（１）の電圧極性が一定である点、コ
ンデンサ（１）゛の容態がエネルギー転送速度に影響が
ない等の特徴があり１′・、、、従来装置の欠点が除却
されている。

なお、上記実施例では、スイッチ−９＠は自己開閉制御
可能なスイッチと示したが、スイッチＩυ。

−は＠Ｓ図に示すゲートターンオフサイリスタや、第９
図〜ｌＯ図示すサイリスタを使用したチｍｙパ回路をス
イッチとして使用しても、上記実施例と同様な効果を得
る。

なお第８図においてＩＩ）ＩＩはゲートターオフサイリ
スタ、＠９図、第１０図におけるＩＩＨｍはそれぞれサ
イリスタにより構成されたチ四ツバー回路である。

また、本発明では、コンデンサ電圧を一定に制御して使
用するため、第１１図に示す実施例の変形のように、共
通のコンデンサ（１）を利用して複数のコイル偶エネル
ギー転送を行なうことも可能である。なお、コイルは放
出側、吸収側のいずれが複数個であってもよい。

第１１図において、ｅす■はエネルギー放出コイル、−
〜輪はエネルギー吸収コイル、（２０１）（２０２）（
８０１）（８０２）（８０ｇ）はそれぞれエネルギー転
送用能動回路である。

さらに、時間によって、コイル間エネルギー転送量が変
化する場合は、コンデンサ電圧の設定値を゛、プログラ
ムにより、変化させて用いてもよい。

以上のように、この発明では、単極性の安価なコンデン
サ、自己開閉制御可能なスイッチを用いてエネルギー転
送回路を構成したため、装置が安価となるとともに、単
位時間当りのエネルギー転送量の大きな装置を構成する
−ことができる。

また、エネルギー転送用コンデンサ電圧を一定に制御し
て用いるため、複数のコイル間エネルギー転送を行なう
場合においても、回路の制御動作がシンプルになる効果
をあわせて持っている。

【図面の簡単な説明】

＄１図は従来のエネルギー転送装置の回路構成図、第２
図（ａ）〜（ｃ）は１１１図の各部の電圧推移を示す波
形図、第８図■〜■は第１図の動作を説明するための動
作モード図、第４図はこの発明の一実施例によるエネル
ギー転送装置を示す回路構成図、第５図り・〜■は第４
図の動作を説明するための動作モード図、第６図（ａ）
〜（ｃ）は第４図の各部の電圧または電流の推移を示す
波形図、第７図（ａ）〜（ｅ）は第６図とは異なった制
御による第４図の各部の電圧または電流１７）４移を示
す波形図、第８図〜第１１図はこの発明による他の実施
例を示す回路構成図である。 図中、（１）はコンデンサ、Ｑη〜（ロ）はサイリスタ
。 （２）勾はダイオード、＠（２）はエネルギー放出コイ
ル。 −ｍ−はエネルギー吸収コイル、１ｍｌ＠は自己開閉制
御可能なスイッチである。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　　　葛　野　信　− ・、Ｘ 第１図 第２図 モード　の■０■ 第；３図 第、４１″４ 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 プｌ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　エネルギー放出コイルに貯蔵された電気エネ
   ルギーをコンデンサを介して別のエネルギー吸収コイル
   に転送するコイル間エネルギー転送装置において、エネ
   ルギー放出コイルの一端をコンデンサの一端に接続し、
   他の一端を第１のダイオードを介して該コンデンサの他
   の一端に接続するとともに、自己開閉制御可能な第１の
   スイッチを上記エネルギー放出コイルに並列に接続し、
   且つエネルギー吸収コイルに並列に第２のダイオードを
   接続するとともに、該エネルギー吸収コイルの一端を上
   記コンデンサの一端に接続し、他の一端を自己開閉制御
   可能な第２のスイッチを介して上記コンデンサの他の一
   端に接続して構成され、上記コンデンサの端子電圧を上
   記第１のスイッチの開閉制御により単極性に制御し、上
   記エネルギー吸収コイルの端子電圧を上記第２のスイッ
   チの開閉制御により転送エネルギー量に応じ制御するよ
   うにしたことを特徴とするコイル間エネルギー転送装置
   。
2. （２）　　コンデンサの端子電圧を、上記エネルギー放
   出コイル側に設けた上記自己開閉制御可能な第１のスイ
   ッチにより一定電圧に制御するようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のコイル間エネルギー転
   送装置。
3. （３）　　エネルギー放出コイル、第１のスイッチ、第
   １のダイオードからなる複数のエネルギー放出回路、ま
   たはエネルギー吸収コイル、第２のスイッチ、第２のダ
   イオードからなる複数のエネルギー吸収回路を共通のコ
   ンデンサに接続してなる仁とを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載のコイル間エネルギー転送装置。