JPS60255060A - 定電流給電装置 - Google Patents

定電流給電装置

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JPS60255060A
JPS60255060A JP10739884A JP10739884A JPS60255060A JP S60255060 A JPS60255060 A JP S60255060A JP 10739884 A JP10739884 A JP 10739884A JP 10739884 A JP10739884 A JP 10739884A JP S60255060 A JPS60255060 A JP S60255060A
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JP
Japan
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constant current
current
circuit
output
resonant
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Pending
Application number
JP10739884A
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English (en)
Inventor
Michimasa Ohara
尾原 通正
Jun Senda
潤 千田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、共振型定電流コンバータを複数台接続して、
定電流を出力する定電流装置に係シ、特に、該共振型定
電流コンバータに均等負荷分担用抵抗を挿入しない高効
率化した定電流装置に関するものである。
本発明の定電流給電装置は、通信回線の給電電源、特に
、光海底ケーブル用定電流電源等として用いられる。
〔従来の技術〕
近年、通信等の分野においては、装置の小型化のため、
特に高効率化が要求されている。
各種の通信装置を動作させるための定電流回路において
も例外でなく、高効率化が要求されている。かかる要求
から、一般に定電流回路として、直流入力を交流に変換
するインバータ部のスイッチング損失が本質的に無い共
振型定電流コンバータが用いられる。かかる共振型定電
流コンバータは、該インバータ部のスイッチ損失が無い
ため、可飽和リアクトル型定電流コンバータと比較して
10%以上の効率向上を図ることが可能であり、効率9
0%以上の高効率化ができる特徴を有している。
かかる共振型定電流コンバータを用いた定電流回路は、
同軸ケーブル方式用中継器、光海底中継器等に使用され
る。ここで、同軸ケーブル方式用中継器に、上記定電流
回路を用いる場合には、該同軸ケーブル方式用中継器が
アナログ処理を行うため、該同軸クープル方式用中継器
を動作させ名のに必要な定電流値は、1システム当、D
100mA〜160mA程度でよい。しかし、光海底中
継器の如く、ディジタル処理を行うものを動作させるの
に必要な定電流値は、1システム当J500mA程度と
なシ、実際は複数システム運用するため、1〜2Aの定
電流値が要求され、同軸ケーブル方式用中継器の場合に
比べて大出力となる。このような場合、該共振型定電流
コンバータを複数台直列接続して定電流装置を形成する
手段がとられている。
従来の共振型定電流コンバータを複数台直列接続した定
電流装置を第2図〜第4図を用いて説明する。
第2図は、従来の定電流装置の一構成例を示す図である
“。
第2図に示すように、従来の定電流装置は、インバータ
ー、直列共振回路2、整流回路3、平滑回路4、電流検
出回路5、誤差増幅回路6、電圧/周波数変換回路(以
下、v/F変換回路と称す)7、負荷分担用抵抗Rから
構成される共振型定電流コンバータCON′v1〜CO
N′vnをn台直列接続して構成されている。尚、同図
において、IN、〜INnは入力端子、OUTは出力端
子、D、〜Dnはダイオードである。
第3図は、第2因に示す共振型定電流コンバータCON
′v、〜CON′vnのそれぞれが有する無制御時にお
ける定電流特性を示す図である。図中、縦軸lは共振型
定電流コンバータCON′v1〜C0NVnの出力電流
〔A〕、横軸Vは共振型定電流コンバータCON′v1
〜C0Wnノ出力電圧EV)であシ、また、f8は共振
屋定電流コンバータの動作周波数である。
第4図は第2図に示す定電流装置の出力電圧・出力電流
特性を示す図である。図中縦軸1.は定電流装置の出力
電流〔A〕、横軸voは定電流装置の出力電圧〔■〕で
ある。
従来の定電流装置に周込られる共振型定電流コンバータ
CON′v1〜CON′vnはそれぞれ、入力端子IN
、〜工Nnから入力する直流入力をインバータIにて直
流から交流に変換し、該インバータ1の出力をトランス
Tを介して、直列共振回路2に入力し、共振回路2内の
コンデンサC並びにインダクタンスLで決定される共握
周波数で直列共振させる。共振回路2の出力は、整流回
路3で整流され、平滑回路4で平滑化されて、共振型定
電流コンバータcON〜′、〜C0NV、、出力として
それぞれ出力される。そして、かかる共振型定電流コン
バータC0NV1〜C0Nvnの出力は、図示の如く直
列結合されて、出力端子OUTに出力される。 拳尚、
共振型定電流コンバータCω■、〜C0Nvnは、第3
図に示す如く、一定の周波数f、における出力電圧変動
に対する出力電流特性に、固有の傾斜抵抗Rp7を有し
ている。このため、第2図に示す従来の定電流装置では
、負荷変動に対する電流変動分を補正するために、共振
型定電流コンバータC■■、〜C0Nvnでは、それぞ
れ、電流検出回路5で出力電流を検出して、誤差増幅回
路6にて基準電圧と比較し、この比較結果に応じて、V
/F変換回路7で、インバータ1の周波数を制御してい
る。かかる制御によシ、出力端子OUTに定電漆工◎が
得られるととKなる。
尚、ダイオードD1〜Dnは、いずれかの共振型定電流
コンバータC0NV、 = com−が障害等によシ、
停止した時に1導通し、定電流出力IOを断にしないた
めに設けているバイパスダイオードである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、かかる従来の定電流装置は、下記に述べ
る問題点を有する。
第2図に示す従来の定電流装置では、共振型定電流コン
バータC0NV1〜C0NVnがそれぞれ、均等に負荷
を分担できるように負荷分担用抵抗R,t−設けている
。各コンバータの出力が完全に均一であればR1は必ず
しも必要ではないが、若し、1台でも出力が僅かに大き
いコンバータがあるとそのコンバータに全ての負荷がか
かることになるから、これを防止せんとしてR2を設け
ている。またコンバータがダウンした場合の過渡変動を
抑制する目的もおる。このため、第2図に示す定電流装
置の出力は、第4図に示す如く、nRpの傾斜抵抗を持
つことKなる。従って、負荷変動(電圧変動)に対して
、傾斜抵抗nRpによる電流変動はさけられないもので
あった。何故ならば、出力電流工0が定電流となるよう
に、誤差増幅回路6、V/F変換回路7の系で、制御し
ているにもかかわらず、負荷分担用抵抗R1で、出力電
流に傾斜特性をもたせてしまうためである。
また、光海底中継器等においては、定電流値が大きいた
め、負荷分担用抵抗R1による熱損失が犬きくなシ、単
体としてみた場合高効率である共振型定電流コンバータ
であっても定電流装置としてシステム化した場合損失が
生じ、高効率の共振型定電流コンバータを用いている利
点が生きていない。
〔発明を解決するための手段及び作用〕本発明において
は、各個が、直流入力が印加されるインバータ、該イン
バータの出力側に設けられた変圧器、該変圧器の二次側
に設けられた直列共振回路、該共振回路の次段に設けら
れた整流回路、該整流回路の出力に設けられた平滑回路
、及び電流検出回路を具備し、該電流検出回路の出力に
応答して前記インバータの周波数が制御される共振型定
電流コンバータを複数台有し、該共振型定電流コンバー
タの各平滑回路の出力端を各コンバータの出力電流分担
が均−忙なるように並列接続し、該共通接続部処少くと
も1つの共通電流検出回路、及び該共通電流検出回路の
後段に検出電流に対する少くとも1つの誤差信号検出回
路を設け、該誤差信号検出回路の出力を前記共振型定電
流コンバータの各電流検出回路に並列接続させて成る、
定電流給電装置が提供される。
〔実施例〕
本発明の一実施例について第1図を参照して下記に述べ
る。
本発明に基づく定電流給電装置は、複数台(n台)の共
振型定電流コンバータC0Nv、1−CONvnlがダ
イオードD4.〜Dn1を介して並列接続され、この共
通接続部の電流を検出するため共通電流検出回路10が
設けられ、さらに該共通電流検出回路10で検出された
電流を基準電流に対する誤差信号を算出する誤差増幅回
路11が設けられている。
また共振型定電流コンバータC0NV、′〜CON′v
n′の各々は、直流入力が印加されるインバータ1、該
インバータや出力に接続されインバータの出力を昇圧す
るトランスT1該トランスの二次側に接続されたキャノ
4シタC及びインダクタンスLが直列に接続されて成る
直列共振回路2、該直列共振回路の出力を整流する整流
回路3、及び該整流回路の出力を平滑にする平滑回路4
を有しておシ、該平滑回路の出力端が前述の如くダイオ
ードD、1〜Dn、を介して並列に接続されている。ダ
イオードD1.〜Dn、はいずれかの共振型定電流コン
バータCON′v、′〜C0Nvn′が障害等によシ停
止した場合に定電流出力に影響を与えないために設けて
いる結合用ダイオードである。また上述の共振型定電流
コンバータの回路要素1〜4は従来技術として述べ゛た
共振型定電流コンバータC0NV1〜CON′vnの回
路要素1〜4と同様で同じ構成(接続)であるから、共
振型定電流コンバータとしての基本的な動作原理は従来
のものと同じである。
また、本発明の共振型定電流コンバータCON′v、′
〜C0Nvn′は出力電流を定電流に制御するためのフ
ィードバック系として、それぞれ、ダイオードD、2を
介して誤差増幅回路11に接続された電流検出回路9、
該電流検出回路の出力電圧を周波数に変換する電圧/周
波数(V/FX換回路7が設けられている。電流検出回
路9からの誤差信号をV/F変換回路7を介してインバ
ータ1の周波数を制御し出力電流を定電流に維持させる
制御原匪も従来の場合と同様である。
しかしながら第1図に図示の本発明による定電流装置は
、第1に、各共振型定電流コンバータに第2図の如く負
荷分担用抵抗R1を用いていないこと、第2に、第2図
に図示の定電流装置においてはインバータ1のフィード
バック用電流検出として自己の平滑回路4の出力電流を
用いているのに比し、本発明の場合は共通電流検出回路
10によって検出された電流を各共振電流コンバータの
フィードバック信号として統一して用いていることの差
異がある。またこのように接続したことによシ共振屋定
電流コンバータC0Nv1′〜C0NVn′のそれぞれ
には、第2図に図示の如き誤差増幅回路6を設けていな
い。
第1図に図示の如く、出力電圧を分担するのではなく各
コンバータの電流負担を1/nに均等になるように接続
したことによシ、従来のように負荷分担用抵抗R9を設
ける必要がなくなυ、この各コンバータの電流の均一分
担は各コンノ々−夕の有する固有の傾斜抵抗R0に基づ
いて行なわれる。従って、第1図に図示の定電流装置の
出力特性は、負荷分担用抵抗R2による効率低下が生じ
ないから、第5図に図示のように各共振型定電流コン7
−?−タの本来的に有する特性と同等なものとなり、効
率を高く維持しつつ、平坦な出力電流特性が得られるこ
ととなる。
尚、本発明の誤差増幅回路11は、演算増幅器A及び増
幅用トランジスタTr及び抵抗器が第1図に図示の如く
接続されて成シ、共通電流検出回路10で検出された出
力電流に相当する電圧と基準電流に相当する基準電圧■
refとの差を増幅して、ダイオードD12〜Dn2を
介して各共振型定電流コンバータCON′v1′〜CO
N′vn′の電流検出回路9に印加している。各共振型
定電流コンバータCω■、′〜C0NVn′内のダイオ
ードD、2〜Dn2は各コンバータのフィードバック系
(回路7,9)に故障等が生じた場合、他系統への悪影
響を防止し、出力変動を極力最小にするという観点から
は、ダイオードD11〜Dn1と同様な目的で設けられ
ているものである。 ゛ 本発明は以上に述べたところから明らかなように、単に
定電流装置としての高効率化を意図するのみならず、定
電流装置としての高信頼性をも意図している。従って全
ての共振型定電流コンバータのフィードバック信号を算
出する共通電流検出回路10、誤差信号増幅回路11は
、例えばそれぞれ3系統設け、2outof3の概念に
基づくフィードバック信号を各共振型定電流コンバータ
の電流検出回路9に与えることによシ、高信頼化及び高
精度化を図ることができる。
〔発明の効果〕
以上に述べたように本発明によれば、従来の様に負荷分
担用抵抗R1を用いる必要がなくRpによる効率低下が
生じないから従来の定電流装置の如く効率低下を生じる
ことなく共振型定電流コンバータ本来の効率を維持させ
ることができるという効果を奏する。第2としては、各
共振型定電流コンノぐ一夕の均一な電流分担を図った構
成としているから、例えばコンバータの1台が障害等に
よシダランしても、全体の出力変動が小さくなるという
効果を奏する。第3としては、各コンバータ内に誤差増
幅回路を設ける必要がないから、回路構成が簡単になる
。第4としては、各定電流コンバータの出力が並列に接
続されるため負荷開放時の電圧上昇が直列接続の場合に
比べて低く押えられる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例としての定電流装置を示す図
、 第2図は従来の定電流給電装置を示す図、第3図は第2
図装置における定電流コンバータの特性を表わす図、 第4図は第2図装置の特性を表わす図、第5図は第1図
の定電流給電装置の特性図である。 (符号の説明) CONV1〜C0NV、−・・共振型定電流コンバータ
、1・・・インバータ、T・・・昇圧トランス、2・・
・直列共振回路、3・・・整流回路、4・・・平滑回路
、5・・・電流検出回路、6・・・誤差増幅回路、7・
・・V/F変換回路、D1〜Dn・・・ダイオード、9
,10・・・電流検出回路、11・・・誤差増幅回路。 特許出願人 富士通株式会4社 特許出願代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各個が、直流入力が印加されるインバータ、該イン
    バータの出力側に設けられた変圧器、該変圧器の二次側
    に設けられた直列共振回路、該共振回路の次段に設けら
    れた整流回路、該整流回路の出力に設けられた平滑回路
    、及び電流検出回路を具備し、該電流検出回路の出力に
    応答して前記インバータの周波数が制御される共振型定
    電流コンバータを複数台有し、該共振型定電流コンバー
    タの各平滑回路の出力端を各コンバータの出力電流分担
    が均一になるように並列接続し、該共通接続部に少くと
    も1つの共通電流検出回路、及び該共通電流検出回路の
    後段に検出電流に対する少くとも1つの誤差信号検出回
    路を設け、該誤差信号検出回路の出力を前記共振型定電
    流コンバータの各電流検出回路に並列接続させて成る、
    定電流給電装置。 2、前記共通電流検出回路及び前記誤差信号検出回路を
    3系統設け、2アウトオブ3方式に基づいた検出誤差信
    号が前記共振型定電流コンノ々−タの各電流検出回路に
    印加させるようにした、特許請求の範囲第1項に記載の
    定電流給電装置。
JP10739884A 1984-05-29 1984-05-29 定電流給電装置 Pending JPS60255060A (ja)

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