JPS60262224A - サイクル毎に制御される電力変換器 - Google Patents

サイクル毎に制御される電力変換器

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JPS60262224A
JPS60262224A JP60116321A JP11632185A JPS60262224A JP S60262224 A JPS60262224 A JP S60262224A JP 60116321 A JP60116321 A JP 60116321A JP 11632185 A JP11632185 A JP 11632185A JP S60262224 A JPS60262224 A JP S60262224A
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JP
Japan
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output
input
comparator
cycle
circuit
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JP60116321A
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English (en)
Inventor
ギウリオ・コンタルテーズ
アラン・バトル
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Thales Alenia Space France SAS
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Alcatel Thomson Espace SA
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Publication date
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    • 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
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/10Arrangements incorporating converting means for enabling loads to be operated at will from different kinds of power supplies, e.g. from ac or dc

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Amplifiers (AREA)
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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】 本発明はサイクル毎に制御される電力変換器に係る。こ
の変換器は入力電圧が直流電圧であり。
チョッピング式給電器(alimentaion ’a
dJcoupage) とも称する。即ち入力に給電器
が接続され、且つ所定時間の各サイクル毎に所定のエネ
ルギ竜な出力に供給すべく伝導を断続するスイッチ手段
が具備されたタイプの変換器である。
既に公知のこの種の変換器にはスイッチ手段が制御パラ
メータVcK応じて制御されるものがある。この制御パ
ラメータは成る出力パラメータとこの出力/でラメータ
自体の基準値との誤差の関数であり、伝導時間を直接決
定するか、又は例えば負荷に送られる電流の最大値を直
接決定する。このような変換器には電圧又は出力電流に
応じたサーボコントロールが不可欠である。このサーボ
コントロールの性能が劣ると前記タイプ変換器は入力側
給を器の摂@ (perturbations)を出力
側負荷まで伝達すること忙なる。
本発明の目的は、特に入力に接続された給電器の摂動が
出力に接続された負荷に影響し得るのを実質的に回避す
べく、入力及び出力が互に極めて十分に隔離された変換
器を提供することにある。
この目的は主にスイッチ手段を操作して各サイクル毎に
エネルギ制御を行なうことにより達成される。
本発明のサイクル毎に制御される直流電力変換器は直流
電力供給器に接続される入力と、負荷に接続される出力
と、入力及び出力間に挿入されたスイッチ手段と、該ス
イッチ手段の開放を制御する手段とからなり、この制御
手段が測定回路とこれに接続された比較器とを含み、前
記測定回路が変換器の所定位置のエネルギを表わす測定
信号を出力の1つから送出すべく各サイクルの初頭で帰
7−沙葛れ、前記比較器が制御、Qラメータとの比較に
よりスイッチ手段の開放を制御するのに使用されること
を特徴とする。
本発明の他の特徴は添付図面に基づく以下の詳細な説明
から明らかにされよう。
これら図面中間−素子には同一符号を付した。
第1図は公知技術による変換器を示している。
この変換器は出力電圧v1の直流電力供給器に接続する
ための2つの端子A、Bを備えた入力と。
負荷に接続するための2つの端子M、Nを備えた出力と
を有する。端子A及び8間に電圧■1を印加し、負荷を
出力に接続すると点M及び8間に電圧が生じる。
端子B及びNは接地された導線により相互に接続される
。端子A及びMは電子スイッチ9とインダクタンスLと
を端子A fllllから順次直列に挿入した状+77
で別の導、腺により互いに接続される。
スイッチ9及びインダクタンス5間の共通点とアースと
の間にはダイオード”Dが接続され、端子M及び8間に
はコンデンサCが接続される。インダクタンスL及びコ
ンデンサCは電圧v2を調整するための変換器出方フィ
ルタを構成する。ダイオ−PDはスイッチ9が開放され
た時にインダクタンスLを作動せ°しめる。
電圧比較器10は電圧■2を固定電圧Vrと比較する。
比較器10の出方は補正用フィルタ11とこれに続く電
増幅器12とを介して別の電圧比較器6の第1人力に接
続され、この比較器に電圧VCを供給する。補正フィル
タ11は、通常出力側負荷とノイズ(parasite
s )を除去すべき周波数帯とに応じて形成される。比
較器6の第2人力にはノコギリ波発生器7oがら周期T
の上昇形ノコギリ波信号が送られる。比較器6は前記ノ
コギリ波の相互コンダクタンス(pente)の電圧が
電圧Vcを越えた時にスイッチ9の開放を命じる。
従ってスイッチ9はノコギリ波の周期によって決定され
る期間Tの調整サイクルの間、時間t1=に’*Vcに
亘って閉鎖される。前記式中11は最大でTに等しく、
k′はノコモリ波相互コンダクタンスによって決定され
る定数である。
第1図の変換器は電圧v2を発生させるが、この耐圧は
該回路の種々の素子における損失を無視すれば次式 の如く示され、従ってtl=に’・Vcとすれば“l となる。この方程式はvlが何らかの摂動により急変し
た場合にはVcの値をそれに応じて極めてi′)□ 迅
速に補正しないと前記摂動の影響が出力電圧v2に反映
されることを示す。これは極めて大きい調整ループ1O
−11−12−6−9−L−D−C用通過周波帯を前提
とするため実現が難しい。
第2図は公知技術による別の変換器の具体例を示してい
る。この変換器は第1図の変換器の端子A及びスイッチ
9間に電流計2を挿入し、比較器6が第1人力にはやは
り電圧Vcを受容するが第2人力には電流計2の出力信
号を受容し、その出力はフリップフロップ8のゼロ設定
入力に接続されるようにし、フリップフロップ8の1設
定入力が伝導サイクルの初頭を決定する周期Tの細かい
パルスをクロック回路7から受容し、このフリップフロ
ップの直接出力がスイッチ9を制御するようにしたもの
である。この構造ではサイクルの初頭でスイッチ9が閉
鎖されると電流計2で測定される電流x1がインダクタ
ンスLに起因して漸増する。時間tl(tl(T)で電
流Ifの測定値I maxがVcの値に対応すると(I
max = k ”*vC0但しに″はコンダクタンス
と同一視し得る比例定数)比較器6がフリップフロップ
8をゼロに戻し、その結果スイッチ9が次のサイクルの
初頭まで開放される〇 第2図の電力変換器はVl、Imax及びtlの関数た
るエネルギEを出力から送出する。
E=f (Vl 、 Imax、 t 1 )しかるに
、何らかの摂動によってvlが急増するとEが増加し従
って11を極めて急速に減少させない限りv2が乱され
ることになる。tlを急速に減少させるにはVcを急速
に減少させる必要がある。そのためには第1図の場合と
同様に調゛整ループ1O−11−12−6−8−9−L
−D−Cの通過周波帯が極めて広くなければならない。
従ってこの具体例でも前記ループの形成が問題となる。
第3図は本発明の電力変換器の一具体例を示している。
この変換器の制御は第1図の場合の如き電圧制御でも第
2図の具体例の如き電流制御でもなく、エネルギ制御で
ある。この制御操作は入力ABと出力MNとを接続する
本線の任意の一点におけるエネルギを測定することから
なる。この測定は各サイクルと共に開始され、測定値が
所定値を越えるや否や入力及び出力間の接続を遮断せし
める。
第3図は第2図の電流計2及び比較器6間の直接的接続
を省略し、入力端子A及び8間に電圧計1を接続し、こ
の電圧計の出力と前記電流計の出力とに夫々接続される
2つの入力をもつ乗算器3と、該乗算器3の出力に接続
される信号入力をもつ積分器4と、入力が該積分器4の
出力に、出力が比較器6の第2人力に接続される平方根
算出器5とを更に付加したものに該当去る。第3図の回
路ではフリップフロップ8の出力はスイッチ9の制御の
みならず積分器4の帰零も制御する。
クロック回路7が1μsのパルスを送出する第3図の回
路は周波数が60kHzである。この場合、乗算器3が
変換器の入力に供給された電流強さと電圧との撰を表わ
す信号を積分器4に供給すると、積分器4はクロック回
路のパルス匿よって決定されるザイクル開始時点と、フ
リップフロップ8がスイッチ9の開放を命令する時点と
の間のエネルギを表わす信号を送出する。スイッチ9の
開放は、回路1〜3で構成される電力計と積分器4によ
る積分とによって測定されるエネルギ量が増幅器12に
より送出される信号Vcの値を越えた時点で、又はより
正確にはこのエネルギの値の平方根がVcの値を越えた
時点で生起する。前記エネルギ量又はその値の平方根が
VCの値を越えるとその時点でフリップフロップ8がゼ
ロに戻り、その結果スイッチ9が開放され且つ積分器4
がゼロになるのである。このようにして入力ABから出
力MNへのエネルギ伝送が当該サイクルの終了j t’
l?fF、tl″、4%6c。
i′4′43図の変換器では摂動が入力ABに出現する
とこの摂動を表わすエネルギが即座に回路1〜5従って
比較器6により考慮されるため、増幅器12から送出さ
れる信号ycを急速に補正する必要はない。従って調整
ループ1O−11−12−6−8−9−L−C−Dの形
成が著しく簡単になる。
入力及び出力間の隔離を十分にして単一のエネルギ制御
を行ないたい場合には、回路10〜12を省略し、比較
器6が固定電圧Vcを第1人力に受容するように第3図
の具体例を変形し得る。
第3図の具体例では60 kHz のサイクル周波aと
80Hzに等しいサーボコントロールループ(回路10
,11,12.6.8)の遮断周波数とを用いて入力A
B及び出力MN間のノイズを菊dB減衰させることがで
きた。比較例として第1図の変換器ではサイクル周波数
を100 kHz、サーボコントロールループの遮断周
波数を30 kHzとしたが、入力及び出力間のノイズ
減衰は30dBでしかなかった。
第3図の積分器4の出力信号は比較器6の第2入力に直
接与えるようにしてもよい。平方根算出器5の利点はこ
れがあると素子1〜9.L、D。
Cと出力側の負荷とからなる回路の利得yc変化■2 がこの平方根算出器5が無い場合より減少することにあ
る。
第3図の平方根算出器5は、出力信号が入力信号の単調
関数であるような任意の回路に代えてもよい。
第3図の変換器は本発明の範囲内で他にも様々な変形が
可能である。例えば、エネルギ測定は入力AB及び出力
MIJ間の接続本線上の任意の点。
例えばスイッチ9の後又はインダクタンスLの後の点で
実施し得る。また、第3図の素子1〜3で構成された電
力計に代えて例えばホール効果電力計などを使用しても
よい。
別の変形例として、スイッチ9を供給されるエネルギ又
はその平方根に応じて制御するだけでな(% 2つの値
即ち一方がエネルギを介在させ他方が例えば次式 %式% で示されるような値の積に応じて制御するようにもでき
る。尚、前記式中H及びKは定数、112+は変換器の
出力端子に接続された負荷の電流の絶対値である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は先行技術による変換器の説明図、第
3図は本発明の詳細な説明図である。 A、B・・・入力端子、 M、N・・・出力端子。 1・・・電圧計、 2・・・電流計、3・・・乗算器、
 4・・・積分器、5・・・平方根算出器、6.10・
・・比較器、7・・・タロツク回路、8・・・フリップ
フロップ、9・・・スイッチ、11・・・フィルタ、1
2・・・増幅器、L・・・インダクタンス& C・・・
コンデンサ、D・・・ダイオード。 出願人 ア1シ〃テlL、=μムVン・Xスハーベ代鳳
友、、」1」」1 工1 農 l 手続補正書 昭和60年7月を日 、事件の表示 昭和60年特許願第116321、発明
の名称 サイクル毎に制御される電力変換器、補正をす
る者 事件との関係 特許出願人 名 称 アルカチル・トムソン・ニスパース代 理 人
 東京都新宿区新宿1丁目1番14号 山田ピル補正命
令の日付 自 発

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)サイクル毎に制御される直流電力変換器であって
    、直流電力供給器に接続される入力と、負荷に接続され
    る出力と、入力及び出力間に挿入されたスイッチ手段と
    、該スイッチ手段の開放を制御する制御手段とを備え、
    この制御手段が測定回路に接続された比較器とを含み、
    前記測定回路が変換器の入力のエネルギを表わす測定信
    号を出力から送出すべく各サイクルの初頭にゼロに戻さ
    れ、前記比較器が制御ノソラメータとの比較によって開
    放を制御するのに用いられることを特徴とする変換器。
  2. (2) 変換器の出力電圧を基準電圧と比較する比較回
    路を含み、この比較回路が前記比較器に接続されてこの
    比較器に前記制御パラメータを供給することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項に記載の変換器。
  3. (3)2つの入力と1つの出力とを有する双安定素子を
    含み、これら2人力のうち一方が各サイクルの初頭に出
    現するクロック信号によって制御され、他方が前記比較
    器によって制御され1、該素子の出力が前記スイッチ手
    段の制御入力に接続されることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載の変換器。
  4. (4)前記測定回路が電力計とこれに続く積分器とを含
    み、核種分器の帰零入力が前記双安定素子の出力lこ接
    続され、出力が前記比較器に接続されることを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項に記載の変換器。
  5. (5)前記測定回路が、変換回路を含み、この回路の出
    力からはその入力に与えられた信号の値の単調関数たる
    値をもつ信号が送出され、この変調回路の一出力が測定
    回路の出力を構成するこきを特徴とする特許請求の範囲
    第1項から第4項のいずれかに記載の変換器。
JP60116321A 1984-05-30 1985-05-29 サイクル毎に制御される電力変換器 Pending JPS60262224A (ja)

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FR8408497A FR2565433A1 (fr) 1984-05-30 1984-05-30 Convertisseur de puissance a controle par cycles
FR8408497 1984-05-30

Publications (1)

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JPS60262224A true JPS60262224A (ja) 1985-12-25

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ID=9304548

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DE (1) DE3519116A1 (ja)
FR (1) FR2565433A1 (ja)
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