JPS6041832Y2 - 直流電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は立ち上がりの急峻な負荷電流を供給すると共に
定常の給電時には、安定した低リプルの電流を供給でき
る直流電源装置に関するものである。

従来、制御整流器を用いて交流電源から直流負荷電流を
供給する直流電源装置には、次のような方式が適用され
る。

（１） 第１図に示すように、交流人力１０を制御整
流器１１で直流に変換して負荷１２に給電し、負荷電流
の立ち上り時は、負荷１２が要求する電流値になるよう
に制御整流器１１のゲートを制御する方式。

（２）第２図に示すように、制御整流器１１の出力側に
直流リアクトル１３を、負荷１２に並列に半導体素子等
の開閉機能を有するスイッチ１４を接続し、負荷への給
電が必要でない時はスイッチ１４で負荷を短絡し、要求
される負荷電流とスイッチ１４を流れる電流が等しくな
るように制御整流器１１により定電流制御を行ない、負
荷１２への給電の必要に応じてスイッチ１４を開閉腰負
荷電流を供給する方式。

上記（１）、（２）の方式は共に制御整流器１１を制御
して定電流制御を行なうが、その制御回路を（２）の方
式について示すと第３図の通りである。

すなわち変流器２１、電流−電圧変換器２２、整流器２
３、電流基準信号２４、誤差増幅器２５、反転増幅器２
６、位相検出器２７、位相制御回路２８、ゲート回路２
９により構成され、変流器２１で検出された交流入力電
流を電流−電圧変換器２２により交流電圧信号に変換し
、整流器２３により直流電圧信号に変換し、電流基準信
号２４とつき合わせて、その差を誤差増幅器２５で増幅
し、反転増幅器２６、位相制御回路２８、ゲート回路２
９を介して制御整流器１１のゲートを制御している。

（１）の方式についても同様な制御回路が用いられてい
る。

（１）の方式では、制御整流器１１の出力の配線のイン
ダクタンスにより負荷電流の立ち上がりが決定される。

又、負荷電流のリップルは制御整流器１１の出力電圧リ
プルと配線のインダクタンスにより決定され、負荷１２
が抵抗負荷の場合は、制御整流器１１の出力電圧リプル
にほぼ等しくなる。

負荷電流のリップルを小さくするため、制御整流器１１
のの出力側に第２図同様直流リアクトル１３を直列に接
続するとこれにより、負荷電流の立ち上がりが抑制され
てしまう。

従って（１）の方式では、負荷電流の立ち上りを速くす
ることと、負荷電流のりプルを低くすることは相反する
ことになる。

（２）の方式は負荷１２に並列にスイッチ１４を設ける
ことにより、常時はスイッチ１４を閉としておき、スイ
ッチ１４に流れる電流が一定となるよう制御整流器１１
で定電流制御を行なっておき、負荷１２へ給電する場合
はスイッチ１４を開とすれば立ち上がりの速い電流を負
荷１２へ供給することができる。

又、負荷電流のりプルも直流リアクトル１３により低く
抑えることができる。

負荷電流供給時の直流リアクトル１３による遅れは、常
に直流リアクトル１３に電流が流れているために無くな
り、更に負荷１２の配線インダクタンスによる遅れも、
スイッチ１４を負荷１２に近接して接続すれば少なくす
ることができる。

従って（２）の方式は負荷電流の立ち上がりを速くする
こと、負荷電流のりプルを低くすることの両者を満足さ
せることができる。

しかしく２）の方式は、スイッチ１４を開いた瞬間、負
荷１２により発生する電圧分による電流の減衰があり、
これを補償するように制御整流器１１の位相が制御され
るが、制御整流器１１の定電流制御方式のみでは、制御
系を安定化させるための制御系の遅れにより、電流の減
衰はまぬがれない。

電流の減衰は直流リアクトル１３のインダクタンス値を
大とするほど抑制されるが、インダクタンス値を大とす
ることは直流リアクトル１３が高価になり、不経済であ
る。

本考案は上記の欠点を除去するためになされたもので、
制御整流器１１を用いた直流電源装置において、直流リ
アクトル１３のインダクタンスを電流リプルを保証する
最小限の値とすることによって低価格をはかると共に、
制御回路の改良によって急峻な立ち上がりの負荷電流を
供給できる合理的な直流電源装置を提供するものである
。

以下本考案を第４゛図に示す一実施例によって説明する
。

本考案の主旨は前述の（２）の方式において、通常の定
電流制御回路の誤差増幅器２５の出力に、スイッチ１４
を開くと同時に電流基準に比例した出力信号に対応する
補正量を加算することである。

すなわち第４図においてスイッチ１４が閉じている時は
前述の如く定電流制御回路の電流基準信号２４に相当す
る電流を制御整流器１１、直流リアクトル１３、スイッ
チ１４を介して流す。

電流基準２４をレベル調整器３３でレベル変換し、整流
器１１の電圧立ち上げのための加算信号３４とする。

スイッチ１４を開いたときは、前記加算信号３４をスイ
ッチ操作信号３２によりスイッチ１４と同時に操作され
るスイッチ３５を介して誤差増幅器２５の出力に加算し
て、加算器３６に入力する。

これによって負荷１２に発生する電圧による電流減衰骨
は上記加算信号３４で補償するので定電流制御系は遅れ
なしで、負荷１２へ一定な電流を供給できる。

以上説明したように、本考案によれば簡単な制御回路の
改良によりインダクタンスの小さな直流リアクトルを用
いて急峻な立ち上がりの負荷電流を流すと共に定常給電
時には安定した低リプル電流を供給する合理的な直流電
源装置を得ることができる。

なお第４図においては変流器２１を交流入力側に設けて
いるが、直流側で電流検出を行うこともできる。

また第５図に示す如く電流基準２４が大きく変動しない
場合にはレベル設定値４０で半固定化された加算信号３
４で行うこともできる。

また第６図に示すように制御整流器１１の代りに整流器
５０を用い、交流側の各相に半導体等によるスイッチン
グ回路５１を設け、その位相制御によって定電流制御を
行う回路方式にも本考案を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来の直流電源装置を示す系統図
、第３図は上記従来装置の定電流制御回路を示すブロッ
ク図、第４図は本考案の一実施例を示すブロック図、第
５図、第６図は本考案の他の実施例を示すブロック図で
ある。 １１・・・・・・制御整流器、１２・・・・・・負荷、
１３・・・・・・直流リアクトル、１４・・・・・・ス
イッチ、２１・・・・・・変流器、２２・・・・・・電
流−電圧変換器、２３・・・・・・整流器、２４・・・
・・・電流基準信号、２５・・・・・・誤差増幅器、２
６・・・・・・反転増幅器、２７・・・・・・位相検出
器、２８・・・・・・位相制御回路、２９・・・・・・
ゲート回路、３１・・・・・・スイッチ操作回路、３２
・・・・・・スイッチ操作信号、３３・・・・・・レベ
ル調整器、３４・・・・・・加算信号、３５・・・・・
・スイッチ、３６・・・・・・加算器、４０・・・・・
・レベル設定器、 ５０・・・・・・整流器、 ５１・・・・・・スイ ッチング回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 短絡用スイッチが並列に接続された負荷に直流リアクト
   ルを介して直流電流を供給する電流制御式直流電源を備
   え、負荷通電開始前に上記短絡用スイッチに負荷電流分
   を流しておき、負荷通電開始時に上記短絡用スイッチを
   開放して負荷電流の立上りを早めるようにした直流電源
   装置において、上記短絡用スイッチを開くと同時に操作
   されるスイッチを介して与えられる電流基準に比例した
   出力信号に対応する補正量で上記電流制御の電流設定を
   高め、負荷通電開始時の負荷電流の立上がりを向上させ
   ることを特徴とする直流電源装置。