JPS585431Y2 - Transistor chopper device for electric vehicles - Google Patents

Transistor chopper device for electric vehicles

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JPS585431Y2
JPS585431Y2 JP1980188229U JP18822980U JPS585431Y2 JP S585431 Y2 JPS585431 Y2 JP S585431Y2 JP 1980188229 U JP1980188229 U JP 1980188229U JP 18822980 U JP18822980 U JP 18822980U JP S585431 Y2 JPS585431 Y2 JP S585431Y2
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JP
Japan
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transistor
current
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load
main
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JP1980188229U
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Japanese (ja)
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Inventor
進 吉田
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株式会社明電舎
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はトランジスタチョッパー装置に係り、特に主ト
ランジスタをベースドライブする場合に制御効率のよい
ベースドライブを可能とする電気車用トランジスタチョ
ッパー装置を提供しようとするものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a transistor chopper device, and particularly aims to provide a transistor chopper device for electric vehicles that enables base drive with good control efficiency when base driving a main transistor.

バッテリーを電源とし直流電動機を負荷とする例えばバ
ッテリ一式フォークリフト等の如き電気車のチョッパー
装置としてトランジスタを適用した第1図に示す従来回
路例に関して説明する。
An example of a conventional circuit shown in FIG. 1 in which a transistor is applied as a chopper device for an electric vehicle such as a battery-equipped forklift truck using a battery as a power source and a DC motor as a load will be described.

第1図ではDMは直流電動機の電機子で、Fはその界磁
巻線である。
In FIG. 1, DM is the armature of the DC motor, and F is its field winding.

DFはフライホイールダイオードで、TMは電動機回路
に直列接続される主トランジスタであって、この主トラ
ンジスタTMのベースドライブ用として補助トランジス
タTS□。
DF is a flywheel diode, TM is a main transistor connected in series to the motor circuit, and an auxiliary transistor TS□ serves as a base drive for the main transistor TM.

T5□が夫々適用される。T5□ is applied respectively.

R1は第1の補助トランジスタT5□のコレクタ側抵抗
で、同様にR2は第2の補助トランジスタTS2のコレ
クタ側抵抗でこの補助トランジスタT8□のベース電極
より所望のベースドライブ信号が入力される。
R1 is a collector side resistance of the first auxiliary transistor T5□, and R2 is a collector side resistance of the second auxiliary transistor TS2, and a desired base drive signal is inputted from the base electrode of this auxiliary transistor T8□.

Eはバッテリーである。E is a battery.

この様に構成して成る従来回路例の動作を簡単に説明す
ると、第2の補助トランジスタTS2のベース電極より
所望のベースドライブ信号を入力すると、この補助トラ
ンジスタT5□がONして次いで第1の補助トランジス
タTSIがONし、最後に主トランジスタTMがONす
る事により負荷電動機DMに所定の電機子電圧が印加さ
れてDMは駆動される様になる。
To briefly explain the operation of the conventional circuit example configured in this way, when a desired base drive signal is inputted from the base electrode of the second auxiliary transistor TS2, this auxiliary transistor T5□ is turned ON, and then the first By turning on the auxiliary transistor TSI and finally turning on the main transistor TM, a predetermined armature voltage is applied to the load motor DM, and the DM is driven.

負荷電動機DMの速・度制御は、例えば主トランジスタ
TMの導通率を制御する事により負荷電動機DMに印加
する直流電圧の平均値を適宜制御する事によって行なわ
れる。
The speed and speed control of the load motor DM is performed by appropriately controlling the average value of the DC voltage applied to the load motor DM, for example, by controlling the conductivity of the main transistor TM.

この様な制御が行なわれる従来回路例で、例えば平坦路
の走行時には100 Aの電流が流れ主トランジスタT
Mにも100 Aの電流が仮に流れているものとし、一
方バッテリー電圧は50Vとする。
In an example of a conventional circuit in which such control is performed, for example, when driving on a flat road, a current of 100 A flows through the main transistor T.
Assume that a current of 100 A is flowing through M, and the battery voltage is 50 V.

この場合に主トランジスタTMの電流増幅率βを10と
すると、主トランジスタTMを充分にONさせる為には
ベース電流■8は■1./β= 100/10 = 1
OA必要である。
In this case, assuming that the current amplification factor β of the main transistor TM is 10, the base current ■8 must be set to ■1. /β= 100/10 = 1
OA is necessary.

今ここで車が登板する様な場合、負荷電流I [−が例
えば500Aになったと仮定すると、ベース電流LBは
500/10 A必要である。
In the case where the car is now on the road, assuming that the load current I[- is, for example, 500A, the base current LB needs to be 500/10A.

仮に500 Aがこの装置で扱かう最大負荷電流である
とすると、ベース電流IBは車の走行のどんな時でも常
時与えておく必要がある。
Assuming that 500 A is the maximum load current that this device can handle, the base current IB needs to be supplied at all times when the car is running.

なんとなれば仮に1OAしか与えてないものとすれば負
荷が急に増加した様な場合、主トランジスタTMが飽和
できなくなりこれにより順方向の電圧ドロップ分が増加
して主トランジスタTMは熱破壊を生じてしまう。
If only 1 OA is applied, if the load suddenly increases, the main transistor TM will not be able to saturate, and the forward voltage drop will increase, causing thermal damage to the main transistor TM. I end up.

この事を換言すれば平坦走行で負荷電動機DMに100
A X50V=5KWの入力が与えられている時にも
、ベース電流I8は50Aで、バッテリー電圧が50V
であるので補助トランジスタT8□のコレクタ側抵抗R
1により、略50 A X50 V =2.5 KWの
損失が発生している事になり、これにより装置自体の効
率が非常に悪くなる等の欠点がある。
In other words, when driving on a flat surface, the load motor DM has 100%
Even when an input of A X50V=5KW is given, the base current I8 is 50A and the battery voltage is 50V.
Therefore, the collector side resistance R of the auxiliary transistor T8□
1, a loss of approximately 50 A x 50 V = 2.5 KW is generated, which has the disadvantage that the efficiency of the device itself becomes extremely poor.

なおここでは第1の補助トランジスタT5□の前段の回
路損失やトランジスタ自身の飽和電圧ドロップによる損
失等は小さいので無視して説明しである。
Note that the circuit loss in the stage before the first auxiliary transistor T5□ and the loss due to the saturation voltage drop of the transistor itself are small, so they will be ignored and explained.

本考案はこの点に鑑みて考案されたものであって以下実
施例に基づき詳述する。
The present invention has been devised in view of this point, and will be described in detail below based on Examples.

第2図は本考案による原理的なブロック構成図を示し、
同図で第1図と同一のものは同一符号を付しており、本
考案の特徴とする所は負荷電流に応じてI−ランジスタ
チョツパー装置に印加する動作電源電圧を適宜制御する
様にしたものである。
FIG. 2 shows a basic block configuration diagram according to the present invention,
In the same figure, the same parts as in FIG. This is what I did.

即ち主回路に負荷電流を検出する抵抗R8を設けて、こ
の検出信号値に応じて動作電源電圧を発生する動作電源
電圧発生装置イを制御できる様にしたものである。
That is, a resistor R8 for detecting the load current is provided in the main circuit, so that the operating power supply voltage generating device A, which generates the operating power supply voltage, can be controlled in accordance with the detected signal value.

この原理図の動作を簡単に述べると、チョッパー装置の
主トランジスタTMを駆動するベース電流■8は動作電
源電圧発生装置イの出力電圧■。
To briefly describe the operation of this principle diagram, the base current (8) that drives the main transistor TM of the chopper device is the output voltage (2) of the operating power supply voltage generator (a).

とすると、略V。/R,なる式で表わせるので■。Then, it is approximately V. /R, so it can be expressed as ■.

が増加すると18はそれに応じて増加する。When 18 increases, 18 increases accordingly.

従ってその時の負荷電流が増すと主トランジスタTMの
ベース電流も増加する様になる。
Therefore, when the load current increases at that time, the base current of the main transistor TM also increases.

次に本実施例の具体的な回路例に関して詳述すると、第
3図の実施例は動作電源電圧発生装置として例えばDC
−DCコンバータを適用した点に特徴を有するもので、
このDC−DCコンバータCは図示するように電流検出
回路りより導びかれる負荷電流の検出信号に応じてその
内部インピーダンスが調整される制御用トランジスタT
Next, to explain in detail a specific circuit example of this embodiment, the embodiment of FIG. 3 uses, for example, a DC
-It is characterized by the application of a DC converter,
As shown in the figure, this DC-DC converter C has a control transistor T whose internal impedance is adjusted according to a load current detection signal derived from a current detection circuit.
.

と、充電電流を抑制する為のりアクドルL。And glue handle L to suppress charging current.

と、制御用トランジスタT。and a control transistor T.

の内部インピーダンスの変化に応じてその充電電圧レベ
ルが調整されるコンデンサC8とてそれぞれ構成される
Each of the capacitors C8 is configured as a capacitor C8 whose charging voltage level is adjusted according to a change in the internal impedance of the capacitor C8.

Bはチョッパードライブ回路で、このドライブ回路は例
えば第2図に示すダーリントン接続した補助トランジス
タT5□を印加される充電電圧V。
B is a chopper drive circuit, and this drive circuit has a charging voltage V applied to, for example, the Darlington-connected auxiliary transistor T5□ shown in FIG.

に応じてベースドライブする為のものである。This is to drive the base according to the

このように構成される本実施例の動作を述べると、電流
検出抵抗R8より導びかれる電流検出信号を基に負荷電
流のレベルをコンバータ制御部りが監視しており、この
制御部りより導びかれる負荷電流のレベルに応じて制御
用トランジスタT。
To describe the operation of this embodiment configured in this way, the converter control section monitors the level of the load current based on the current detection signal led from the current detection resistor R8. control transistor T depending on the level of the applied load current.

の内部インピーダンスが変化するので、DC−DCコン
バータCのコンデンサC6の充電電圧■。
Since the internal impedance of changes, the charging voltage of capacitor C6 of DC-DC converter C changes.

は負荷電流の検出レベルに応じて任意に調整されること
になる。
is arbitrarily adjusted according to the detected level of the load current.

従って、図より明らかなようにコンテ゛ンサC8の充電
電圧■。
Therefore, as is clear from the figure, the charging voltage of capacitor C8 is ■.

がチョッパードライブ回路Bへ導びくようにしているの
で、チョッパードライブ回路Bは、例えば負荷電流が増
加すればダーリントン接続した補助トランジスタTs□
に印加するベースドライブ電圧を上昇させ、これとは反
対に負荷電流が減少すれば補助トランジスタTS2に印
加するベースドライブ電圧を低下させるという所定の動
作を行なうことによって、負荷電流のレベルに何ら関係
なく定常時の電力損失を常に最小値に抑えた高効率の制
御を可能とするものである。
is led to the chopper drive circuit B, so that if the load current increases, the chopper drive circuit B will be connected to the Darlington-connected auxiliary transistor Ts□.
By performing a predetermined operation of increasing the base drive voltage applied to the auxiliary transistor TS2, and conversely decreasing the base drive voltage applied to the auxiliary transistor TS2 when the load current decreases, regardless of the level of the load current. This enables highly efficient control in which steady-state power loss is always kept to a minimum value.

これを数値例を挙げて具体的に述べると、今、車が平坦
路を走行時に主トランジスタTMに10OAの電流が流
れているものとし、TMの電流増幅率β10とすると、
TMのベース電流■8はIB=100/10=10A流
しておけばよい。
To explain this concretely using a numerical example, suppose that a current of 10 OA is flowing through the main transistor TM when the car is running on a flat road, and the current amplification factor of TM is β10.
The base current (18) of the TM should be IB=100/10=10A.

その時、主電流(負荷電流)検出により動作電源電圧V
At that time, the operating power supply voltage V is detected by main current (load current) detection.
.

は例えば5■になる様になっている。For example, it becomes 5 ■.

なおチョッパードライブ回路Bの抵抗R1の値は5 V
/10 A二〇、5Qに選定しており、この抵抗R1で
の損失は10AX5V=50Wである。
The value of resistor R1 of chopper drive circuit B is 5 V.
/10 A20, 5Q is selected, and the loss at this resistor R1 is 10AX5V=50W.

これに対して従来装置では前述せる如< 50 A X
50 V =2.5 KWであるので本実施例での電力
損失がいかに小さいかが容易に理解される。
On the other hand, in the conventional device, as mentioned above, < 50 A
Since 50 V = 2.5 KW, it is easy to understand how small the power loss is in this embodiment.

今度は車が登板時等で負荷電流が徐々に増加していって
例えば500Aの負荷電流が主トランジスタTMに流れ
たとすると、負荷が増え始めた事を検出して動作電源電
圧■。
Now, if the load current gradually increases when the car is on the road, for example, and a load current of 500 A flows through the main transistor TM, it will be detected that the load has started to increase and the operating power supply voltage will be reduced.

が上昇して行き、■。が例えば25V位に迄なる様に制
御される。
goes up and ■. The voltage is controlled to be, for example, about 25V.

従って負荷電流が50OAの時のベース電流■8は1.
=25V10.5 Q二5OAとなり、主トランジスタ
TMを飽和させるに充分な値のベース電流を供給してい
る事になる。
Therefore, when the load current is 50OA, the base current ■8 is 1.
=25V10.5Q25OA, which means that a base current of a value sufficient to saturate the main transistor TM is supplied.

以上の様に本考案に於ては負荷が増加した時はそれに対
応してベース電流IBを変化させるので、平坦走行時等
での定格負荷時にはそれに見合った小さいベース電流で
よいから従来装置に比しベース回路での損失が小さく、
チョッパー装置全体の効率としても大幅に向上できるも
のである。
As described above, in the present invention, when the load increases, the base current IB is changed accordingly, so when the rated load is applied, such as when driving on a flat surface, a commensurately small base current is sufficient, compared to conventional devices. The loss in the base circuit is small,
The overall efficiency of the chopper device can also be greatly improved.

以上の様に本考案に於ては、負荷電流に応じてチョッパ
ー装置に印加する動作電源電圧を変化する様にしている
ので以下に示す如く種々の効果を奏するものである。
As described above, in the present invention, since the operating power supply voltage applied to the chopper device is changed in accordance with the load current, various effects can be achieved as shown below.

■ 電力損失を従来装置に比し大幅に軽減できるので装
置自体の効率を向上する事ができる。
■ Power loss can be significantly reduced compared to conventional equipment, so the efficiency of the equipment itself can be improved.

■ 動作電源電圧発生装置として、例えばインバータ或
いはDC−DCコンバータを適用するものであっても周
知のものを適用でき、しかも非常に効率がよいのでこれ
ら適用回路例での損失は無視でき一層効率を向上する事
ができ、信頼性、安定性の面で一段と向上する。
■ As the operating power supply voltage generating device, well-known devices such as inverters or DC-DC converters can be used, and since they are very efficient, the losses in these applied circuit examples can be ignored and the efficiency can be further improved. This will further improve reliability and stability.

■ 登板時等の重負荷時にも主トランジスタが飽和する
に充分なベース電流を供給する様にしているので、トラ
ンジスタの熱破壊を完全に防止し得、一層信頼性、安定
性の向上を図れるものである。
■ Since it supplies enough base current to saturate the main transistor even under heavy loads such as when pitching, thermal damage to the transistor can be completely prevented, further improving reliability and stability. It is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来装置を示す具体的回路図、第2図は本考案
による原理的なブロック構成図、第3図は本考案による
一実施例を示す具体的な回路構成図。 DMは直流電動機の電機子、Fはその界磁巻線、イはベ
ースドライブ電圧発生装置、Bはチョッパードライブ回
路、CはDC−DCコンバータ、Dはコンバータ制御部
、Eはバッテリー、TMは主トランジスタ、T8□、T
s□は補助トランジスタ、 Tsoは制御用トランジス
タ、Roは負荷電流検出用抵抗。
FIG. 1 is a specific circuit diagram showing a conventional device, FIG. 2 is a basic block diagram of the present invention, and FIG. 3 is a specific circuit diagram showing an embodiment of the present invention. DM is the armature of the DC motor, F is its field winding, A is the base drive voltage generator, B is the chopper drive circuit, C is the DC-DC converter, D is the converter control unit, E is the battery, and TM is the main unit. Transistor, T8□, T
s□ is an auxiliary transistor, Tso is a control transistor, and Ro is a load current detection resistor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 主回路に挿入され、且つ主トランジスタと補助トランジ
スタとをダーリントン接続してなるトランジスタチョッ
パー装置の導通率を制御することによって、負荷電動機
に供給する直流電力の平均値を制御するようにしたもの
に於て、主電源のバッテリーの端子間に並列接続され、
且つ負荷電流の検出信号に応じて内部インピーダンスが
調整される制御用トランジスタと、このトランジスタの
内部インピーダンスの変化に応じて充電電圧が制御され
るコンデンサよりなるDC−DCコンバータと、前記コ
ンデンサの充電電圧を以って前記補助トランジスタをベ
ースドライブするチョッパードライブ回路とでそれぞれ
構成したことを特徴とする電気車用トランジスタチョッ
パー装置。
In this device, the average value of DC power supplied to a load motor is controlled by controlling the conductivity of a transistor chopper device inserted into the main circuit and formed by connecting a main transistor and an auxiliary transistor in a Darlington connection. connected in parallel between the terminals of the mains battery,
and a DC-DC converter including a control transistor whose internal impedance is adjusted according to a load current detection signal, a capacitor whose charging voltage is controlled according to a change in the internal impedance of the transistor, and a charging voltage of the capacitor. and a chopper drive circuit for base-driving the auxiliary transistor.
JP1980188229U 1980-12-26 1980-12-26 Transistor chopper device for electric vehicles Expired JPS585431Y2 (en)

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JPS56116889U JPS56116889U (en) 1981-09-07
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4892860A (en) * 1973-02-06 1973-12-01

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4892860A (en) * 1973-02-06 1973-12-01

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