JPS59185122A - 充放電電源装置 - 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】 この発明はレーザーや、フラッシュ等を駆動するくり返
し充放電電源装置に関するものである。

従来この種のものには第１図に示す回路方式等が使用さ
れるのが一般的で、これはいわゆる電流インバーターで
あり、回路的には割合良（知られている。

図において、（１）は電源、（２）はトランジスタスイ
ッチ、（３）はリアクトル、（４）はトランス、（５）
は整流器ブリッジ、（６）はコンデンサ、（７）は負荷
、（８）　（９）はトランジスタ、（１０Ｑ］Ｊはダイ
オード、０４は電流検出抵抗、０３はスイッチである。

この種のインバータを使って動作させる場合、第２図に
示す通り出力コンデンサ（０）（Ｃｏ）　　の充放電端
子電圧■はスイッチＱ３の閉により負荷（７）に放電す
る動作をくり返す。

第１図からも判かる通り整流器ブリッジ（５）ダイオー
ドＱｃＪｓ　ａｖｌ）−ラ：／　ス（４）、トランジス
タ（２）（８）（９）を理想素子と仮定しまた、電流検
出抵抗（６）の電圧降下分を無視すればコンデンサ（６
）の端子電圧がトランス（４）の−次、二次の巻数比換
算した■。とすることができる。

又一方、この種のコンバータの動作としては通常第４図
に示す通り、リアクトル（３）　（Ｌｌ）　　に流れる
電流ｉＬを電流検出抵抗（６）により検出し、トランジ
スタスイッチ（２）をＪＨとＩＬ値で２位置制御し、こ
の）ｄ流で出力コンデンサ（６）を充電するのが通常で
ある。

しかし、電源（１）による入力電圧をｖｌ、−次側換算
したコンデンサ（６）の端子電圧をＶ。とじ、トランジ
スタスイッチ（２）が制御される場合、電源（１）から
りアクドル（３）を通して充電する時間をｔｃすると、
充電時間ｔｃは、 ｔｃ期間にリアクトル（３）に蓄積したエネルギーで充
電する時間をｊＤとすると充電時間ｉＤはのように表さ
れる。

ＶＯが第２図の通り充放電し、放電直後を考えると第８
図に示す通りｔｃは最少、ｉＤはＶ。が零近辺である為
、ｊＤは双曲線関数で表される為極端に長くなる。また
、放電完了近辺を考えるとき、ｖｌとＶ。

の差が少ない場合は、前記とは逆にｔＤが短かく、ｔｃ
が長くなる。しかし、ＶｌとＶ、の最大値Ｖｏｍａｘと
の間に電圧差を設けることにより後者ではｔｃに有限値
を得ることができる。このようにＶ。の状態によってｔ
ｃｓ　ｔＤは大幅に変化する為、従来は電流コンバータ
でｉＬを交流変換する際に第６図のＶＴで示す通り、ト
ランジスタスイッチ（２）とは同期または非同期で且つ
一定期間でトランジスタスイッチ（８）、（９）を交互
に動作させていた。

従来の装置では、ｔＤが長い場合、ＩＨレベルが長期間
つづく為、電流レベルの高い所でトランジスタ（８Ｌ　
（９）をスイッチングし、しかも回数も多く損失が大き
い欠点があった。

本発明は、上記の欠点を除去する為になされたもので、
ｉＬの交流変換を第７図に示すように２位置制御のＩＬ
点で行い、トランジスタスイッチング損失を低減し、効
率の改善を計りこれによって小形化を推進しようどする
ものである。

主回路構成は第１図に示す場合と同一であるが、制御回
路が異なる。本発明の動作モードとするべき制御回路様
式は多数あるが一実施例の構成を第８図に示す。

第８図において（２）は電流検出抵抗であり、ＱｌはＩ
Ｈレベル検出コンパレータ、α呻はＩＬレベル検出コン
パレータ、ＱＩ１９はトランジスタ（２）ドライブ信号
用フリップフロップ、Ｑｆ９はトランジスタ（８）およ
び（９）ドライブ信号用Ｔタイプフリップフロップであ
る。αηはＩＨレベル設定用基準電圧、（ハ）はＩＬレ
ベル設定用基準電圧である。

本発明の詳細な説明する。

本発明は第７図に示す動作モードを行う充放電用電流形
コンバータを提案するものである。

従って・　トランジスタ（８）、（９）は夫々ＩＬレベ
ルでスイッチングを行いスイッチング損失を大幅に低減
しようとするものである。この場合トランス（４）の励
磁期間は半サイクル当り、ｔｃ十ｔＤ−ｔｓの期間とな
る。

ここで、ｔｓの期間のトランスの励磁磁束変化量は下記
の通りとなる。

φｏｔ　ＶＯｊ　Ｓ　　　　　　　　　　　　　・・・
・・・（３）比例定数をＫとすると φ＝　ＫＶｏｔｓ　　　　　　　　　　　　−−（４）
これに（１）式、（２）式を代入し、整理すればここで
△Ｉ＝ｌＨ−工り となり、リアクトル（３）のインダクタンスＬと電流の
高低レベルを一定とすれば φ／に−Ｌ・△Ｉは（５）式から、第５図の通り表され
、Ｖ（、ｍａｘ時にトランス（４）の励磁磁束変化量は
最大となる。

この結果から、Ｖｏｍｉｎで、いかにｉＤが長くてもト
ランス（４）は飽和することがなく、且つトランジスタ
（８）、（９）のスイッチングは電流の最低条件で行い
得る為、損失の少ない電流コンバータが実現できる。

以上は主回路、制御回路共−例であり、この考え方はブ
リッヂ形をはじめすべての電流コンバータに適用できる
。

以上のように本発明によればトランジスタ（８）、（９
）のスイッチングを電流の最低レベルで行うことができ
るので、損失を少なくできる。またトランジスタスイッ
チ（２）とはＶＯがいかなる条件下でも同期でき、雑音
吸収処理の点でもやりやすい。

また更に制御回路が簡略化出来る特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来および本発明共通に適用できる主回路の一
実施例を示す図、第２図は充放モードで動作させた場合
の出力コンデンサの端子電圧波形を示す図である。 第３図〜第５図は動作説明図である。 第６図は従来回路の動作説明図、 第７図は本発明の動作説明図、 第８図は本発明の動作をさせる為に必要な要件を備えた
制御回路の一実施例を示す図である。 代理人　葛ｒ１ｊ信− 第６図 第７図 第８図 手　続　補　正　書（自発） 特許庁長官殿 １、小作の表示　　　ｈ・願昭５８−５８２０１号２　
発明の名称 充放電［源装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ？二（・−テラ′ ５、補正の対象 ）明細書の特許請求の範囲の欄 （２）図面 ６、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を別紙の通りに訂正する
。 （２）図面の第５図を別紙の通りに訂正する。 ７、　添付書類の目録 （り訂正後の特許請求の範囲を示す書面　　１通）訂正
後の図面（第５図）　　　　　　　１通以　　上 特許請求の範囲 電流インバータ回路を使用し、インバータ電流を２位置
制御し、電源の電流をトランスを通して交流聚換するこ
とによって、電源の出力に設けたコンデンサにエネルギ
を蓄積し、コンデンサの端子電圧が規定値に達した後、
負荷に蓄積エネルギを放電し、放電後の上記コンデンサ
を再充電する動作をくり返す充放電電源装置において、
変換回路のスイッチング素子の開閉を２位置制御の低い
側になった時点で行い、交互にトランスを励磁するごと
くした充放電電源装置。 第す図 ’　　　　　　　　　　　ｖＯｙｎｔｗ　　Ｖｒｍａａ
　　　　Ｖ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電流インバータ回路を使用し、インバータ電流を２位置
   制御し、電源の電流をトランスを通して交流交換するこ
   とによって、電源の出力に設けたコンデンサにエネルギ
   を蓄積し、コンデンサの端子電圧が規定値に達した後、
   負荷に蓄積エネルギを放電し、放電イ々の上記コンデン
   サを再充電する動作をくり返す充放電電源装置において
   、交換回路のスイッチング素子の開閉を２位置制御の低
   い側になった時点で行い、交互にトランスを励磁するご
   とくした充放電電源装置。