JPS596587B2 - Ａｃ−ａｃコンバ−タの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＡＣ−ＡＣコンバータ、特にその異常発振防止
構造に関するもので、その目的とするところは半導体ス
イッチング素子の損傷防止を確実に行うことにある。

一般的なＡＣ−ＡＣコンバータでは内部の半導体スイッ
チング素子をオン、オフさせることにより入力周波数よ
り高い周波数の出力を取り出している。

この場合、半導体スイッチング素子のゲートに加えられ
るゲート信号が不規則になつたり、共振用のコンデンサ
やコイルの容量が変動したりするとこのＡＣ−ＡＣコン
バータは異常発振をおこしてしまう。

そして、この異常発振を放置しておくと半導体スイッチ
ング素子が破壊してしまうので、従来ではプレイカーや
ヒューズを設けて電源からの電力供給を断つている。

ところが、プレイカーやヒューズは異常発振に対する応
動が遅いばかりでなく、その応動動作に対する信頼性も
低く、依然半導体スイッチング素子が破壊されているの
が実状である。

本発明はＡＣ−ＡＣコンバータの異常発振を異常発振検
出手段で検出し、半導体スイッチング素子の制御端子に
連続した信号を供給し、所定時間経過後に前記連続した
信号の供給を停止することによつて、上記従来の欠点を
解消しようとするものである。

以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図において、１は電源で、この電源１にはチョーク
コイル２を介してＡＣ−ＡＣコンバータ３が接続されて
いる。

また、ＡＣ−ＡＣコンバータ３内には２個のサイリスタ
４、５が設けられ、これらのサイリスタ４、５のゲート
に交互にゲート回路６からゲート信号を供給するように
なつている。

すると、コンデンサ７とコイル８とによる共振が行われ
、この結果電源１の周波数より高い周波数の出力がコイ
ル８の二次側から取出されるようになつている。そして
、上記コンデンサ７とコイル８による共振が正常に行わ
れずに異常発振が訃こると、この異常発振を異常発振検
出手段９が検出する。そして、この検出が行われると、
ゲート回路６からサイリスタ４，５のゲートに連続した
ゲート信号が供給される。この連続したゲ一 ト信号の
供給はゲート信号停止手段１０が電源１の電圧位相が零
になるのを検出するまで行われ、これらの動作について
は後の動作説明で詳しくのべる。第２図はゲート回路６
、異常発振検出手段９、ゲート信号停止手段１０の具体
的な回路図を示している。先ず、ゲ一１・回路６につい
て説明すると、このゲート回路６はゲート信号の発振回
路１１と、このゲート信号を増幅するパルス増幅回路１
２とにより構成されている。

そして、通常状態においてはこのパルス増幅回路１２か
らサイリスタ４，５のゲートに交互にゲート・信号が供
給されるようになつている。また、異常発振検出手段９
はウインドウコンパレータ１３と、サイリスタ等で構成
されたラツチ回路１４とにより構成されている。

つまり、異常発振状態になるとサイリスタ４，５のアノ
ード−カソード間の電圧が高くなるので、この電圧上昇
を抵抗１５からウイ．ンドウコンパレータ１３の一方に
加え、他方には直流電源１６を加えている。これをさら
に詳しくのべれば直流電源１６の起電力＋Ｖ〜−Ｖよリ
も抵抗１５での電圧降下のでークがプラス方向、または
マイナス方向に高くなればウインドウコンパレータ１３
の出力をラツチ回路１４に加える。すると、このラツチ
回路１４か、らはゲート回路６とゲート信号停止手段１
０とに信号が連続して加えられる。この結果、ゲート回
路６のパルス増幅回路１２からは上述のごとく連続した
ゲート信号がサイリスタ４，５のゲートに供給される。
また、ゲート信号停止手段１０では次の動作が行われる
が、この動作説明の前に構造を先ず説明する。

このゲート信号停止手段１０は電源１の電圧をトランス
１７、全波整流器１８を介して全波整流している。

そして、この全波整流波によつてトランジスタ１９をオ
ン、オフさせているので全波整流波が零、つまり電源１
の電圧位相が零になつたらトランジスタ１９がオフ状態
となり、これにともなつて抵抗２０の下端電圧が高くな
るので、この時にはＤタイプのフリツプフロツプ回路２
１の一方に出力を加える。この場合、フリップフロップ
回路２１の他方には上述のごとくすでに異常検出手段９
からの出力が加えられてお・り、この結果このフリツプ
フロツプ回路２１からゲート回路６にゲート信号を停止
する信号が出される。すると、今までサイリスタ４，５
のゲートに連続的に供給されていたゲート信号が完全に
停止され、この結果ＡＣ−ＡＣコンバータ３の動作が停
止される。

上記構成に訃いて各部の動作を全体的に説明する。

ＡＣ−ＡＣコンバータ３で異状発振がおきると、サイリ
スタ４，５のアノード−カソード間の電圧が高くなり、
この高電圧を放置するとサイリスタ４，５は破壊されて
しまう。ところが、本発明ではこの異常発振を上述のご
とく異常発振検出手段９が検出し、これにともなつてサ
イリスタ４，５のゲートに連続したゲート信号が加えら
れる。

すると、両サイリスタ４，５ともオン状態となり、上記
異常発振で生じた高電圧によつでこれらのサイリスタ４
，５が破壊されることはなくなる。ところが、いつまで
もこのように両サイリスタ４，５をオン状態にしておく
と、電源１が短絡されて大電流が流れてしまうことにな
る。

そこで、大発明ではゲート信号停止手段１０によつて上
記連続したゲート信号を停止させて両サイリスタ４，５
をオフ状態とし、これによＶ）ＡＣ−ＡＣコンパータ３
の動作を完全に停止している。な訃、この実施例たおい
て電源１の電圧位相が零になると上記連続したゲート信
号を停止させたのは次の理由があるからである。

つまり、上記サイリスタ４，５を両方オン状態にした後
にあまりにも早くこれらをオフ状態にするとコンデンサ
７やコイル８に蓄えられたエネルギーが放出しきれず、
残りのエネルギーによつてサイリスタ４，５が破壊され
てしまう。

このため、オン状態からオフ状態までにある程度の時間
を設ける必要があり、この点を考慮して電源１の電圧位
相が零になるまで待つてサイリスタ４，５をオフ状態と
した。

なお、この実施例では半導体スイツチング素子としてサ
イリスタ４，５を用いたが、このサイリスタ４，５の替
わクに、逆並列接続したトランジスタや、双方向に導通
可能な電界効果型トランジスタ等のような他のものでも
良い。

以上のように本発明は異常発振を異常発振検出手段で検
出して半導体スイツチング素子をオン状態にするもので
、異常発振にともなう高電圧によつて同半導体スイツチ
ング素子が破壊されるのを確実に防止できる。

また、本発明は異常発振にともなつて半導体スイツチン
グ素子をオン状態にし、その所定時間経過後に同半導体
スイツチング素子をオフ状態にする。

このため、異常発振にともなうエネルギーが半導体スイ
ツチング素子のオン状態時に放電しきれずにこの半導体
スイツチング素子を破壊したり、逆に半導体スイツチン
グ素子のオン状態時間が長くなり、これにともなつて電
源が短絡して大電流が流れたりすることもなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるＡＣ−ＡＣコンバー
タの電気回路図、第２図は同ＡＣ−ＡＣコンバータの要
部電気回路図である。 ３・・・ＡＣ−ＡＣコンバータ、４，５・・・サイリス
タ（半導体スイツチング素子）、６・・・ゲート回路、
９・・・異常発振検出手段、１０・・・ゲート信号停止
手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 共振用コンデンサとコイルからなる直列共振回路お
   よびこの直列共振回路に並列接続され、双方向の導通が
   制御される半導体スイッチング素子により構成されたＡ
   Ｃ−ＡＣコンバータと、このＡＣ−ＡＣコンバータの異
   常発振を検出する異常発振検出手段と、通常時にはパル
   ス信号を前記半導体スイッチング素子の制御端子に供給
   し、異常時には前記異常発振検知手段の出力により連続
   した信号を前記半導体スイッチング素子の制御端子に供
   給するゲート回路と、このゲート回路から前記半導体ス
   イッチング素子の制御端子に連続した信号を所定時間供
   給した後に前記した信号の供給を停止させる信号停止手
   段を備えたＡＣ−ＡＣコンバータの制御装置。 ２ 信号停止手段はＡＣ−ＡＣコンバータ電力を供給す
   る電源の電圧位相が零点になるのを待つて連続した信号
   を停止させることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のＡＣ−ＡＣコンバータの制御装置。