JPS6077669A - 定電流給電装置 - Google Patents

定電流給電装置

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JPS6077669A
JPS6077669A JP18202783A JP18202783A JPS6077669A JP S6077669 A JPS6077669 A JP S6077669A JP 18202783 A JP18202783 A JP 18202783A JP 18202783 A JP18202783 A JP 18202783A JP S6077669 A JPS6077669 A JP S6077669A
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JP
Japan
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converters
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Application number
JP18202783A
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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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Publication of JPS6077669A publication Critical patent/JPS6077669A/ja
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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

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】 (a) 発明の技術分野 本発明は、共振形コンバータを直列接続し、更にその出
力電流を定電流化した定電流給電装置に関する。
(b) 技術の背瑣 共振形コンバータ(DC/DCコンバータ)はその入力
部に設けるD C/A Cインバータの来の可飽和リッ
ク1−ルコンバータと比較してその変換効率が良く、実
際に90%以上の高効撞″化が実現されている。イして
、近イl゛、海底用光通信装置等のように入電ツノを必
要とする装置に苅して定電流にて電力供給づる装置が上
記共振形コンバータを利用して実現されるに至った。
(b) 従来技術と問題点 従来、上記共振形]ンバータを利用しく人心力供給を可
能とした定電流給電装置として例えば第1図に示づよう
なものがある。
その基本的な構成は複数の共振形二1ンバータを直列に
接続しくn台)、この直列に接続した共振形コンバータ
の各々を定電流化づることで全体としての定電流化を図
ると共に、各Jム振形コンバータの出力型j]:の和が
供給電j〔どイするJ、うにしている。
更に具体的な構成について説明すると、第1図において
、1は共振形コンバータ回路を含む定電流コンバータ装
置であり、この定電流−Jン換づ−るD C/A Cイ
ンバータ10.DC/ΔCインバータ10からの交流信
号を昇圧する昇圧1〜ランス11、コンデンサC、コイ
ルLでなる共振回路12、整流回路13及び平滑回路1
4から構成される共振形]レバー9回路と、該共振形コ
ンバータ回路の出力電流を検出する電流検出回路Sと、
電流検出回路Sからの検出信号に基づき誤差増幅を行な
う誤差増幅回路15と、誤差増幅回路15からの上記共
振形コンバータ回路の変動電流に比例した電圧信号を周
波数に変換するV/F変換回路16とを有し、電流検出
回路Sでの検出電流が一定となるようにV/F変換回路
16がDC/ΔCインバータ10の変換周波数を制御す
るJ、うにしている。
更に各定電流コンバータ1はその共振形コンバータ回路
の出力に並列に負荷分担用抵抗Rpが接続されている。
この負荷分担用抵抗Rpは、この抵抗Rpが接続されな
い場合に各定電流コンバータ1の定電流作用によりその
出ツノインピーダンスが無限大となって当該給電装置に
接続される負荷の分J11(電圧力1.11 )状態が
不安定どなるのを防止するために設(ブられるbのであ
り、この負荷分担用抵抗R11によって各定電流Z、]
ンバータ1の出力インピーダンスは強制的に抵抗r【p
に固定され、各定電流コンバーク1の負6;1分担(出
力電圧)はほぼ均等となる。
尚、各定電流コンバータ1の出力には更に直列にダイオ
ードD+、・・・・・・・・、[)、が1&続されてお
り、各定電流コンバーク1が故IIQ簀の1東回でオー
プン状態となっても負荷に対して出力定電流I。の供給
を保持づるようになっている。
ところで、上記のような給電装置にあつCは、出力電流
I。を(Jば一定に保持しつつ、各定電流コンバータ1
で分担した出力電圧の総和を〔1荷に供給づ゛ることで
、負荷への入電力供給をiil能としている。
しかしながら、その出)J ’l’l 1’l (宵月
 電流1°1性)を更に詳細に見ると第2図に示づJ、
うになっており、n台の各定電流コンバータ1に設(〕
た負荷分担用抵抗Rpでの熱10失(2%〜33%程度
)により、その特性がnRpの傾斜特性となっている。
従、って本給電装置にあっては、負荷変動(電圧変動)
に対してこの傾斜抵抗nRpによる電流変動は避けられ
ないことになる。
その結果、特に大電力を供給する場合、その各負荷分担
用抵抗Rilによる熱損失が黙視できなくなり(例えば
、10KWの電力供給に対して200〜300W程度の
損失となる。)、各定電流コンバータ1内に設けた各共
振形コンバータの変換効率は良いものになっているもの
の、装置G全体として効率が悪いという不具合があった
(c) 発明の目的 本発明は上記に鑑みてなされたもので、更にj0失の少
ない定電流給電装置を提供することを1」的としCいる
(d) 発明の構成 上記目的を達成づるため、本発明は、定電流制御を行な
わない共振形コンバータは、もともとその変換周波数に
応じて第3図の特性P+。
P2 、P3で示すような傾斜特性を右りることを利用
し、複数の当該共振形コンバータを直列接続し、この直
列接続構成でなる共振形:コンバータの共通出力電流を
検出力るて・R流検出手段を設けると共に、該電流検出
手段からの検出信号に基づいて上記共通出力電流を一定
に制御ηる帰環制御手段を各共振形コンバータに対応さ
けて設けるようにしたものである。
(e) 発明の実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明Jる。
第4図は本発明の一実施例を示づ1【」路ブ【1ツク図
である。同図にJ3いC12は:」ンバータ装置であり
、コンバータ装置2(よ複数台(n台)設けられている
。そして、この各:lンバータ装置2には従来と同様に
D C、/ A Cインバータ20、背圧トランス21
、共振回路22.11′二流回路23、及び平滑回路2
4で構成される共振形]レバー9回路が設けられ、この
各=1ンバータ装置2内に設けた共振形コンバータ回路
はそれぞ゛れ自り11に接続されている。また、S+ 
、S2 、S3は、直列)妄続した各共振形コンバータ
の共通出力電流1oをそれぞれ独立して検出づる電流検
出回路、3は各電流検出回路S+ 、82.83に対応
した3系統の誤差増幅器31.32.33を有し、各電
流検出回路S+ 、S2 、S3での検出電流に基づく
各誤差jl′1幅器31.32.33からの誤差検出信
号によって各1〜ランジスタQI、Q2 、Q3のコレ
クタ電流を制御づるようにした電流制御回路である。
更に、各コンバータ装M2はD C/A Cインバータ
20の変換周波数を制御する周波数制御回路25を有し
ており、この周波数変換回路25は基本的にフ第1〜カ
プラp HとV/F変換回路25aどから構成され、フ
ォトカブラP1−1の発光素子に流れる電流に応じた受
光素子の出力Ti流を電圧に変換(抵抗Rの端子間電圧
)し、該変換電圧(コンデンサC2にチt7−ジされる
)をV/F変換回路25aによって更に周波数に変換し
、該変換周波数となるようにDC/ACインバータ20
を制御するようにしている。そして、各コンバータ装置
2内にJ3けるフA1〜カブラP Hの各発光素子は、
電流制御回路3の各1〜ランシスタQ+ 、Q2 、Q
3の電源となる定電圧源VCCと直列に接続され、電流
制御回路3内で制御される各トランジスタQ+ 、Q2
 、Q3のコレクタ電流の総和電流が各フA1〜カブラ
]〕11の発光素子に供給される構成となっている。
すなわち、電流制御回路3が名電流検出回路S+ 、8
2.33からの検出信号に基づいてフォトカブラP l
−1の発光素子への供給電流を制til+すると共に、
この発光素子への供給電流に基づいてv/F変挽回路2
5aIJXDC/ACインバータ20の変換周波数を制
御ηることにより、直列接続された各コンバータ装@2
内の」((般形−Iンバータ回路の共通出力電流I。を
一定にづる構成どなっている。
尚、各共振形コンバータ101路の出力に)よ従来と同
様tこダイオード1)1.・・・・・・・・・、Doが
接続され、各フッ11−カブラI) l−1の発光素子
の端子間には端子間電圧をノ月制づる保護用のツェナー
ダイオードDZ+、・・・Dznが接続されている。
また、741〜カプラP Hは給電系と制御系のアイソ
レーションをとるものであるが、トランス等にJ、って
6そのアイソレーションは可能となる。
次に装置の作動を説明Jる。
直列接続した各共振形コンバータ回路の共通出力電流■
。が増加づると、各電流検出回路S+ 、32 、S3
からの検出電流が増加し、それに伴って電流制御回路3
内の各誤差増幅器31゜32、33の作用により各トラ
ンジスタQ+ 、Q2 。
Q3のベース電流が減少すると共にそのコレクタ電流も
また減少する。そして、この各1−ランジスタQ+ 、
Q2 、’Q3のコレクタ電流の減少に伴って各コンバ
ータ装置2内におけるフォトカブラP1=1の発光素子
への供給電流が減少づることによってV / F変換回
路25aでの変換周波数が減少し、各共振形コンバータ
回路の出力型が減少する。
また、上記共通出力電流I。が減少すると、上記とは逆
にフ第1・カプラPI−1の発光素子への供給電流が増
加してV/F変換回路25)、1ぐの変換周波数が増加
し、各」(成形−=1ンバータ回路の出力電流が増加J
゛ることにJ、つ(、ぞの共通出力電流I。が増加づる
このようにして直列接続しlJ各jt[形コンバータの
共通出力電流、づなわら当該給電装置の出力電流は一定
に保持される。
ここで、各コンバータ装置2の魚C1分(Uについてみ
ると、各コンバータ装置2内の各J(成形コンバーク回
路は従来のj;うにその回路内r直接定電流化が図られ
【いないためその出力Q:+ 111が第34図に示り
゛ような傾斜特性と4丁つ、その世l斜抵抗分により各
共振形コンバーク回路、りなわち各コンバータ装置2の
負荷分担が白?Jj的に決まることになる。、イして、
」記傾斜抵抗は6共成形コンバータ回路を構成する素子
の回路定この回路定数を統一づれば、各コンバータ装置
2での負荷分担は均等なものとなる。
上記のように本実施例にJ、れば、特に負荷分担用抵抗
Roを設(プなくとも各共振用コンバータ回路個有の傾
斜抵抗にJ:り自動的に負荷分担がCJぼ均等にとれる
。そして、各共振形コンバータ回路はそれぞれ傾斜抵抗
を有するものの共通出力電流が一定に保持されるように
なり、当該給電装置の見かけ上の出力インピーダンスが
(Jぼ無限大となり、その出力特性は第5図に示すJ:
うに負荷変動に対づる電流変動が極めて小さくなる。そ
の結果、従来のような負荷分担用抵抗Rpによる損失を
なくすことができ、各共振形コンバータ回路の変換効率
の良さと相俟って、当該給電装置の効率が極めて良くな
る。
尚、本実施例では電流検出回路、誤差増幅器を3系統設
けるようにしたが、これは装置全体の冗長性を考慮した
しのであり、理論的にこの検出系が3系統あれば充分そ
の信頼性を確保でることができる。
また、上記電流検出回路、誤差増幅器等の検出系を各コ
ンバータ装置2に夕=1して共通に設(プるようにした
ため、供給電力の増加に伴って=Jコンバータ装置を1
曽設してもその二1ス(・」曽加を低く押えることがで
さる。
更にまた、本実施例ではV/F変換回路25aへの入力
電圧をフAt〜カブラP1−1を介して1l11ノ御づ
るようにしたが、このように給電系と制御系とをアイツ
レ−1−りる方式でなく、例えば第6図に示すように、
電流検出回路S+ 、S2 。
$3からの各検出信号を誤差増幅りる誤ノイ増幅器41
.42.43で構成された誤差増幅回路4の後段に、演
算増幅回路!i+、 !12.53とこれらにより電流
制御される1〜ランジスタQ+ 、Q2 、Orどから
成る制御回路5を設(ノ、1.記名誤差増幅器41.4
2.43からの誤差検出14号に基づく演11増幅器5
1 、52 、53からの出力にJ、−)(1−ノンシ
スタQ+ 、Q2 、Q3の二二ルクタ電流を制御する
ことによりV / F変換回路25aへの人力型1Fを
制御するようにしても良い。
(f) 発明の詳細 な説明し−できたように、本発明によれば、直列に接続
した各共振形コンバータの共通出力電流に基づいて各共
振形コンバータの出力電流を制御づるようにしたため、
従来のような負荷分担用抵抗Rpによる損失をなくすこ
とができ、効率の良い入電力の定電流給電装置を実現づ
ることかできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の給電装置を示す回路ブロック図、第2図
は第1図に示す給電装置値の出力特性を示すグラフ図、
第3図は共振形コンバータの出力特性を示すグラフ図、
第4図は本発明の一実施例を示ず回路ブロック図、第5
図は第4図に示す給電装置の出力特性を示すグラフ図、
第6図は第4図に示T V / F変換回路25aへの
入力電圧を制御する制御回路の他の一例を示す回路図で
ある。 2・・・コンバータ装置 3・・・電流制御回路20・
・・D C/A Cインバータ 21・・・昇圧トランス 22・・・共振回路23・・
・整流回路 24・・・平滑回路25・・・周波数制御
回路 25a・・・V/F変換回路 31、32.33・・・誤差増幅器 S+ 、S2.83・・・電流検出回路P l−1・・
・77+ 1−カプラ 特 訂 出願人 冨」:通株式会判

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の共振形コンバータを直列接続し、この直列接続構
    成でなる共振形コンバークの共通出力電流を検出する電
    流検出手段を設けると共に、該電流検出手段からの検出
    信号に基づいて各共振形コンバータの出力電流を一定に
    制御する帰i!W iti’l In手段を各共振形コ
    ンバータに対応させて32けたことを特徴どりる定電流
    給?!?装置。
JP18202783A 1983-09-30 1983-09-30 定電流給電装置 Pending JPS6077669A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157282A2 (en) * 1984-03-19 1985-10-09 Nec Corporation Electric power supply circuit capable of reducing a loss of electric power
JPS63245260A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 Fujitsu Ltd 定電流給電装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0157282A2 (en) * 1984-03-19 1985-10-09 Nec Corporation Electric power supply circuit capable of reducing a loss of electric power
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