JPS58154345A

JPS58154345A - コイル間エネルギ−転送回路

Info

Publication number: JPS58154345A
Application number: JP57038914A
Authority: JP
Inventors: 重紀東野; 鹿野　義郎; 甲木　完爾
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1982-03-09
Filing date: 1982-03-09
Publication date: 1983-09-13
Also published as: EP0088445A1; EP0088445B1; US4584518A; DE3364136D1; JPS6233822B2

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】仁の発明は、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
ー転送回路に関するものである。

この種の先行技術として第１図に示すものがあった０図
において（１）は単一極性で使用されるコンデンサ、な
り幹はダイオード、１１１）はエネルギー放出用コイル
、仲はエネルギー吸収用コイル、（４）岡は自己開閉制
御１可能なスイッチ、ｆＪυはコンデンサ（１）の電圧
を一定に保つよう、スイッチ釦υを開閉制御するための
通流率制御回路、−はエネルギー吸収コイル輔に転送さ
れるエネルギー量をスイッチ−の開閉によシ制御するた
めに設けた通流率制御回路である。

次に、第１図の動作について説明する。９２図Φ〜＠は
、スイッチ拘−の動作モードと回路に流れる電流方向を
示した図で、動作モードがΦ〜０の４種類あることを示
している。第３図（−〜（→はΔｔを一つの制御時間間
隔とした場合の各部の動作波形の例である。図中Ｖｃは
コンデンサ（１）の端子間電圧ｉ　ｍｓはダイオード（
２）の通電々原波形、又はコイル・珍の端子間電圧、１
８關はスイッチ−の通電々原波形、７層はコイル（２）
の端子１ｆ＄、を示す。

第１図において、スイッチ−は、コンデンサ（１）の端
子間電圧を一定に制御するために制御回路−によ）通流
率が制御され、一定周期毎に開閉制御される。一方スイ
ッチーは制御回路−によル、通流率が制御され、一定周
期毎に開閉制御され、コイル■へ転送されるエネルギー
瀧に応じてコイル輔に印加される電圧を制御する働きを
する。

この第１図′の回路は、以上のように輪成専れているた
め、コイル間のエネルギー転送方向が一方向しかなく、
超電導コイルなど、エネルギー損失の少ないコイルを負
荷とした場合、コイル輔の動作を終了する毎に図に示さ
ないエネルギー放出回路によシエネルギーを消費しなけ
ればならない欠点や、コイルに施れる電流方向が一方向
しかとれないなどの問題があった。

この発明は、上記のような点に−みてなされたもので、
ダイオードと自己間に３ＩｌｌＩ１ｗＪ能なスイッチで
構成されたブリッジ回路に、コイルを接続することによ
ル、コイル間のエネルギー転送が、コイル間で相互に行
な□うことができる回路を提供すゐことを目的とするほ
か、さらにコイルに流れる電流方向も可逆に制卸するこ
とがで麹る新たな回路を提供することを目的としている
。

以下この発明の一実施例を第４図について説明する。図
において、（１）は単一極性で使用するコンデンサ、Ｄ
Ｃ，（２）は自己開閉制御可能なスイッチとして用いた
ゲートターンオフサイリスタ、（２）（２）はダイオー
ド、に）はエネルギー転送を行なうコイルである。

＠υは自己開閉制御可能なスイッチａ１（２）の通流率
を制御する回路である。

（２０１）は、エネルギー転送回路の主回路部分である
。

次に実施例における回路の動作を説明する。即ち、コイ
ルに）からエネルギーを放出する動作は、スイッチｏＩ
ｌ同時にＯＦＦすることによ）行なう、コイル曽がエネ
ルギーを吸収する動作はスイッチ（ロ）＠を同時にωけ
ることによシ行なわれる。コイルエネルギーを保持する
動作は、スイッチ（ロ）（２）を交互に０はたはＯＦＦ
を行なうことによ〕行なわれる。

なお、各動作におけるエネルギー転送量の制御はスイッ
チｏｐ（６）の通流率を制御することによ〕行なう。

第６図は、動作説明に使用する回路電流方向を示す図で
Ｉ’ｌｌ　ｌ１ｉｌｕはスイッチ０１（２）を流れる電
流ＩＤｌｌＩＤ、はダイオード（２）に）を汎れる電流
を示す、　　Ｉｄｌ虞回路よ〕コンデンサ（１）の方向
へ流れる電流である。

第６図はｌＩ４図の左側の回路で説明しているが第４図
の右側の回路も同様である。

第一図は、コイル曽からエネルギーを放出するモードの
電流路を示し、第７図−）〜ａ）は、スイッチ（２）（
２）の通流率を６峰以下に制御した場合の第６図の各部
の電流波形を示す。

ｗｉ３図Φ〜■は、コイル員にエネルギーを保持するモ
ードの電流路を示し、ｍｓ図ω〜（ｆ）は、スイッチ（
ロ）に）の通流率を６０％に制卸した場合の各部の電流
波形を示す。

１１０Ｓは、コイル輔にエネルギーを吸収するモードの
電流路を示し、ｌＩ１図は、スイッチ（ロ）（至）の通
流率を６峰以上に制御した場の各部の電流波形を示す。

なお、エネルギー放出を行なうコイルに接続されたスイ
ッチ（ロ）（２）は、コンデンサ（１）の端子閤電圧が
一定値となるように通流率が制御回路―劾によ）制御さ
れる。

また、玉ネルギー吸収を行なうコイルに接続されたスイ
ッチ（１１（ロ）は転送すべきエネルギー蓋に応じて通
流率が制御回路−によ〕制御される。

エネルギー保持モードの場合は、スイッチ（ロ）斡は墨
０９６の通流率で交互に開閉′を繰返す動作を行う。

以上のように、＠４図の回路はエネルギー放出。

保持、吸収のいずれの動作も一種の回路構成で実現でき
る回路である。

なお、以上の説明はｌｉ！４図の左側の回路に２いて述
べたが、右側の回路についても同様の動作を行ないコイ
ル■間でエネルギーの授受がなされる。

また第１図に、コイルに流れる電流方向も可逆に制御す
ることができる新たな回路の一実施例を示す。

同図において、（２０１）は先に説明したエネルギー転
送回路の実施例、　（８０１）はコイルに流れる電流方
向が可逆に制御することができる新たな回路の実施例で
ある。

同図に示すＱυ（６）（２）−は自己開閉制御可能なス
イッチとして用いたゲートターンオフサイリスタ、＠＠
−一はダイオード、軸はエネルギー転送を行なうコイル
、ｍ１ｌｌは自己開閉制御可能なスイッチ曽（ロ）ｔｉ
ｎｖＩＪの通流率を制御するための制御回路、−日−よ
コイルの電流方向によ）、自己開閉制御可能なスイッチ
へ送る制御信号を切換る切換回路である。

次に動作について説明する。第１ｍの回路（Ｈｌ）にお
いて、コイル■に流れる電流ＩＬの方向カ５図示の方向
の場合には、コイル＠０エネルギー放出。

保持、吸収動作は、に示す自己開閉制御可能なスイッチ
（ロ）（６）の開閉による通流制御によル行なわれ。

動作時の各部の電流簀の波形は、回路（ｇ−０１）の場
杏と同様である。この時、のスイッチーーおよびのダイ
オード細−は電流路の一部を構成す回路要素としては動
作せず、スイッチＱｉリーは切換回路＠υによ）開状態
に制御帯れる。

また、コイル員に流れる電流“の方向が図示と逆の場合
には、回路（８０１）のスイッチ（ロ）（至）および、
ダイオード彰■帽よ、電流路の一部を構成する構成要素
としては動作せず、スイッチ１１１−およびダイオード
＠−が電流路を構成する様に動作し、スイッチａｅｏａ
は切＃！Ｉ４回路−υによ）開状態に制卸されている。

なお、この時のスイッチ１５１）−はコイルエネルギー
放出、保持、吸収動作の場合に、スイッチ（ハ）輪が行
なうと同じ通流率ｔＩｇ御によル開閉される。

以上のようにして、第１咽の回路（Ｓｅｔ）は、−１０
回路構成によ〕、エネルギー放出、保持、吸収およびコ
イル電流方向の反転が可能な回路動作を行なう。

なお、実施例においては、自己開閉制御可能なスイッチ
（ハ）（２）としてゲートターンオフサイリスタを用い
たが、ゲートターンオフサイリスタ以外に、サイリスタ
、トランジスタ、逆導通サイリスタ等１こより構成され
たチ票ツバー回路など自己開閉制御可能な同等スイッチ
機能によ〕同様な効果を得ることがでする。１Ｉｌａ図
は、逆導通サイリスタを用いた別な実施例で、（１０１
）（１０り（１Ｇ１１）（１０４）は逆導通サイリスタ
、（ｏｔＸｌｌｇ）（ｔｘｌｌ）（［４）は転流用逆導
通サイリスタ、（ｌｊ！ＩＸ１１ｍ）（１１８）（１１
４遠転良用：ｊ　：／　ｆ　：／　サ、（ｘｓｔＸｘｓ
ｇ）Ｏｓｇ）（ｔｓ４）＋よ転流用１アクドルである。

その他の構成は他の実施例と同じである。

なお、上述の各実施例は、エネルギー放出用およびエネ
ルギー吸収用のコイルが共に１個のみを示しているが、
いずれもまたは一方のみを複数個設けてコンデンサを共
通に使用することも可能である。

以上のように、この発明による、コイル間のエネルギー
転送回路は、コイル間でいずれの方向にもエネルギー転
送が可能となるほか、回路Ｏ動作周波が、自己開閉制御
可能σスイッチの開閉Ｉｌ腋数８倍となるため、コンデ
ンサの端子間電圧リップルが小さくなル、コンデンサの
容態を小さく運曳。

定する仁とが可能である。　　　　　　　　。

また、コンデンサ電産が一定となるよう制御が行なわれ
ているため、コイル間エネルギー転送以外の一定電圧を
使用するコイル以外の機器との関°でエネルギー′転送
を行なうことも可能である。

さらに、本発明の新たな変形によ〕、コイルに流れる電
流方向も可逆に制御することが可能であゐ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の先行技術を示す゛回路構成図、Ｉ［
意図゛Φ〜のは第１図の動作を説明するための動作モー
ド図、第８図（ａ）〜（ｅ）は第１図の各部の電圧また
は電流の推移を示す波形図、第４図はこの発明の一実施
例を示す回路構成図、第５図はｔ１Ｍ４図Ｏ電流の流れ
を示す要部回路図、第６図、第８図００、第１０図は第
４図の動作を説明するための動作モード図、Ｉ！７図（
Ｊｌ）〜（ｆ）、Ｉｔｓ図−）〜（ｊ）および＠１１図
（ｉ）〜σ）は夫々異なった通施率制御による第４図の
各部の電圧または電流の推移を示す波形図、第１２図お
よび第１＠はこの発明の他の実施例を示す回路構成図−
である。図において、（１）・・・コンデンサ、１１・・自己開
閉制御可能なスイッチ、＠に）Ｉ］Ｊ−・・・ダイオー
ド、■・・・コイル、Ｉυ−・・・通流率制御を行なう
制御回路、＠ｕ−・・切換回路、（１０１）（１０ｇＸ
１０１１Ｘ１０４）（１１１Ｘ１１ｇ）（１１ｇ）（１
１４）・・・逆導通サイリスタ、（１冨１）（１１ｍ）
（ｉｍｌ）（ｓｉ！４）・・・転流コンデンサ、（１１
１）Ｃｌｍｌ）（１８畠）（１１４）・・・転流リアク
トル、　（ＬＩＯＩ）・・・コイル電流が一定方向な双
方向エネルギー転送回路、（Ｓｏｌ）・・・コイル電流
が可逆に制御！１可能な双方向エネルギー転送回路、（
４０１）・・・エネルギー放出用エネルギー転送回路、
（４０ｇ）・・・エネルギー吸収用エネルギー転送回路
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− ・旨、第１図第２図第：３図第５図第６図第９図第１０図

Claims

【特許請求の範囲】（１）スイッチおよびダイオードを接続した第１の直列
体とｌＩ２の直列体をコイルと並列接続した第１の転送
回路とｌＩ２の転送回路を備え、上記＋Ｉ［の直列体の
スイッチとダイオードの接続点をコンデンサの一端側に
接続し、上記ｔＯ２の直列体のスイッチとダイオードを
コンデンサの他端傭に接続してなｐ１エネルギーの放出
はダイオードとコイルの直列体を通して行なうと共にエ
ネルギーの吸収はスイッチとコイルの直列体を通して行
ない、且つ上記Ｉ１１の転送は路のスイッチの開閉制御
によルコンデンサの電圧および極性を一定に制御し、上
記第２の転送回路のスイッチの開閉制御によ）コイルに
転送するエネルギー鳳を制御するようにした仁とを特徴
とするコイル間エネルギー転送回路。（２）スイッチはチョッパ回路で構成され、チョッパ回
路の通流率制御を行なうようにした仁とを特徴とする特
許請求の範囲１１１項記載のコイル閲エネルギー転送回
路。（Ｊｌ）ダイオードには逆極性に別のチョッパ回路を並
列接続するとともに、上記チョッパ回路には逆極性−ζ
別のダイオードを並列接続し、コイルに流れる電流方向
を５：Ｉ逆ｌＩｌＩｆＭＪするようにした仁とを特徴と
する特許請求６範囲ｌＩ愈項記載のコイル間エネルギー
転送回路。（４）第１０転送回路およびまたはｌＩｍの転送回路を
複数個設け、共通のコンデンサに接続し、複数のコイル
間で相互にエネルギー転送を行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第１項〜第８項の何れかに記載のコイル間
エネルギー転送回路。