JPS61142961A - チヨツパ装置の制御方法 - Google Patents

チヨツパ装置の制御方法

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JPS61142961A
JPS61142961A JP26441184A JP26441184A JPS61142961A JP S61142961 A JPS61142961 A JP S61142961A JP 26441184 A JP26441184 A JP 26441184A JP 26441184 A JP26441184 A JP 26441184A JP S61142961 A JPS61142961 A JP S61142961A
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JP
Japan
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chopper
current
output
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magnetic
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JP26441184A
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English (en)
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Yoshizo Akao
赤尾 佳三
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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
    • H02M3/02Conversion 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
    • H02M3/125Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M3/137Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/142Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

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  • 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はチョッパ装2+:係り、特(二並列接続された
41数會のチョッパの電流バランスをとるチョッパ装置
の制御方法:二関する。゛ 〔発明の技術的背景とその問題点〕 チョッパは直流゛磁圧を任意の直流峨圧砿二変換できる
変換器であり、定電圧装置等広い分野(二応用されてい
る。WIz図は従来の一相式昇圧テヨツパの一例を示す
回路図で、第3図は第2図(;示す回路の動作を説明す
るためのタイムチャートである。
本発明の説明(;先立って、第2図と113図(=従っ
て、昇圧チョッパの基本動作を説明する。第2図(=お
いて、lは直流電源、4aは直流Vアクドル、5aはダ
イオード、6はコンデンサ、7aはゲートターンオフサ
イリスタ(以下GTOと記す、)である。
10は昇圧チョッパの出力電圧を検出して絶縁及び制御
回路レベル(=変換し負の値で出力する直流電圧検出回
路、11は電圧基準、12は直流電圧検出回路lOの出
力電圧と電圧基準11とを比較する比較器、13は比較
器12で比較された差峨圧を増幅する誤差増幅器、21
aは誤差増幅器13の出力レベル(一応じて発振器14
からのパルス信号の移相な動かす移相器22aは移相器
21aの出力パルスを絶縁及び増幅してGTO7aのゲ
ート1:送るパルス1幅回路である。
50aは前記直流電圧検出回路10.比較器12.誤差
増幅器13.移相器21a、パルス増幅回路22a、か
う成る制御回路である。第3図(二おいて、図示上のE
ar v &oはIJ&2図(二図示した磁圧、Idz
 * Is +L、Iωは第2図(二図示した1区流(
二対応している。
定常状態では、第3図砿二示すようl−GTO7aがO
N している期間、直流リアクトル4aを流れる電流I
dlは分流することな(GTO7a (”−のみ流れ、
従って負荷電流IdOはコンデンサ6から供給されるだ
けで直流リアクトル4からは供給されない。一方、GT
O7aがOFF している期間、l5=O+IaI=工
4であF) 1.iはコンデンサ6を充電する電流Ic
と負荷電流IdOと(2分流する。
尚、第2図に示すような外圧チョッパζ二おいてGTO
7aのON期間をTopt OFF期間をTOFFとす
ると、チョッパ入力電圧EdIとチョッパ出力電圧E1
1oとの間(=は公知のとお〕次の関係式が成立する。
E、o−TON+TOF  ・gd!・・、・・、  
(1)0FF (1)式から明らかなよう(=、OFF期間Tomを短
くすると、すなわちON期間を長くすると、チョッパ出
力電圧は高くなる。逆1:OFF期間TO1?を長くす
ると、すなわちON期間を短くすると、チョッパ出力電
圧は低くなる。
次に制御回路50&の動作を説明する。第2図(二おい
ては制御回路50aはチョッパ人力電圧Edlが変動し
た場合(ユ、常(;チョッパ出力電圧EdOを一定に保
つよう動作する。すなわち仮り(ニチョツパ人力電圧E
atが高くなったとすると、制御回路50aが動作する
までは、チョッパ人力磁圧の変動(二呼応してチョッパ
出力電圧EdOも高くなる。従って、直流磁圧検出回路
10の出力域圧(負の1K)が大きくなる。一方、ii
t圧基準(正の値)は一定なので、誤差増幅器12の出
力は小さくなるよう動作する。
その結果移相器21はGTO7のON期間TONを短く
するよう動作するので、チョッパ出力域圧は下げられる
。このような自動制御系では、−圧基準11は一定値な
ので、結局、チョッパ人力磁圧の変動(二対し、常C二
出力龜圧が一定(二なるよう制御される。このような電
圧制御の方法は既(二公昶なのでこれ以上の説明は省略
する。
ところで、以上説明した従来の外圧チョッパ(−は例え
ば次のような欠点があった。即ち、第3図から明らかな
ようにチョッパ入力電流Llζ;含まれるリップル分が
大きいので、直流電源(特4二交流礒源を整流した直流
電源の場合(二はその交流電源)(=悪影響を及ぼす。
そこで、従来はチョッパ入力磁流1ml (=含まれる
リップル分を小さくするためζ二、第2図の外圧チョッ
パを複数台位相をずらして並列運転を行うという方式が
とられていた。この例を第4図及び第5図(二示す。第
4図は従来の2相式昇圧チョッパの一例を示す回路図で
、s5図は第4図(二示す回路の動作を説明するための
タイムチャートである。jl!41Aにおいて、第2図
と同一符号のものは同一機能を有するものでht)説明
を省略する。この第4図で第2図と異なる点は、第2図
では昇圧チョッパを構成する直流リアク)/し、ダイオ
ード。
GTOが1!lしがないのに対し第4図では2組設けら
れていると共4二、昇圧チョッパの各GTO(二それぞ
れ移相器、パルス増幅回路が設けられているので、第5
図(二示すようにGTO7aとGTO7bを個別に制御
できるという点である。移相器21aと移相器21bは
それぞれ図示しない位相差180[(4気角)のクロッ
クパルスで制御されるので、各部の磁流波形は!I&5
図に示すよう(;なり、チョッパ人力磁流のリップルは
第3図のそれ(二比べ半分以下(−することができる。
以上の説明から明らかなよ54=チヨツパをn台用いる
場合は各チョッパはそれぞツバ入力電流のリップルは第
3図のそれ(=比べよ(ニすることができる。
ところで以上説明した外圧チョッパを(I数台位相をず
らして並列運転を行うという方式の場合、各チョッパ間
の磁流バランスをとるのが困難であるという問題があっ
た。というのは、前記(1)式から明らかなよう(;、
各チョッパのスイッチング素子のスイッチング時間の差
、すなわちOFF期間の差があると、もし、各チョッパ
が並列接続されていないとすれば各チョッパの出力域圧
EdOが異なってしまうからである。さらに詳しく述べ
ると、実際は各チョッパは並列接続されるので、各チョ
ッパ出力点は共通で同屯位でなければならないから、そ
のため(二はOFF期間TOFFの短い、すなわち出力
電圧が高い方のチョッパはOFF期間の短い、すなわち
出力磁圧が高い方のチョッパはOFF期間の短い、すな
わち出力磁圧が低い方のチョッパ4=比べ多くの磁流が
流れ、チョッパ相互でチョッパの直流リアクトルとダイ
オードの合成菟圧降下(二差が生じなければならない。
すなわちOFF期間Toyの短い方のチョッパはFP3
部毫圧降下が大となって自身の出力磁圧を下げ、OFF
期間Torrの長い方のチョッパの出力電圧Cニ一致す
る。
以上の説明から明らかなよう(二、従来は谷テミツパ間
の磁流バランスをとる丸め(=、各チョッパのスイッチ
ング素子のスイッチング時間をできる限り等しいものを
選んだシ、直流リアクトルの抵抗値を大きくする必要が
あった。各チョッパのスイッチング素子のスイッチング
時間をそろえることは、支4;装置を製作する場合容易
でなく、しかも高価なものとなる。又、直流リアクトル
の抵抗値を大きくするということは、装置の効率を者し
く低下させると共(=装置を大きくさせること砿:なり
得策とは言えない。結局、前述の対策を施したとしても
各チョッパ間の磁流バランスを十分孟;とることは困−
でるるというのが、従来の実状であった。
〔発明の目的〕
本発明は上記欠点を除去するためになされたもので、安
価で、かつ簡単な回路構成で、各AI−複数台のチョッ
パ間の磁流バランスをとることのできるチョッパ装置の
制御方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明では、上記目的を達成するため:=、前記チョッ
パの所定の位置からそれぞれの磁流をチョッパに流とし
て取り出して、それぞれのチョッパ電流の平均値と前記
チョッパ電流との電流偏差を検出した後、これらの偏差
量をチョッパ出力過圧制御系(二割り込ませて前記チョ
ッパ電流がバランスするようチョッパの出力磁圧を制御
するよう1:している。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図を参照して説明する。
第1図(二おいて、第4図と同一の符号を付し九部分の
名称とその動作機能は同一であり説明を省略する。
第1図(二おいて、8m、8bはチョッパ電流を検出す
る直流電流検出器、Z3a 、 23bはそれぞれ直流
検出器8a、8bの磁流出力を電圧に変換する直流磁圧
検出回路、菊は各チョッパ磁流の和をとシチョツパ装置
の入力磁流を得るための加算器、31は加算4加の出力
の極性を反転させるための惚性反転回路、32は極性反
転回路31の出力をT(二分圧し、チョッパ装置の入力
磁流Idlの平均値を得るための分圧器、24a 、 
24bはそれぞれチョッパ入力電流LXx e La5
tとチョッパ装置の入力磁流Lxの平均値との磁流偏差
を得るための加算器、25a 、 25bはそれぞれ加
算器26a 、 26b i二加わる信号レベルすなわ
ち前記磁流偏差の信号が所定のレベル以上C二ならない
よう)二制限するリミッタ、26a 、 26bは誤差
増幅器13の出力(二各チョッパの磁流偏差を割込ませ
るための加算器である。
次鴫二第1図を参照して、具体的(=前記チョッパ毫流
工40がI4nよシ大きくなった場合(二制御回路50
aが動作して前記チョッパ電流Idzt + rats
 がバランスするよう(二なる様子を説明する。今Id
tt >IdxtとするとGTO7aの方がGTO7b
 +=比べON期間が長いと考えられる。というのは、
前述したよう(=前記(1)式から明らかなようにON
期間が長い(周期は一定なので逆1− OFF期間は短
い)方がチョッパ出力電圧が高くなるが、その分多くの
電流が流れること(二よ夕、すなわちチョッパ内部の層
圧降下が大となり自身の出力鑞圧下げること(二よJ 
ON期間の短い方のチョッパの出力磁圧(ニ一致するか
らである。l1llllンI(e!ということはテヨツ
ノく磁流の平均値すなわち2 (Ias + Iaz)
 lニルべIdlは大、工d!は小ということであるか
ら、第1図(二図示したよう4=加算器24a 、 2
4bの出力徳性はそれぞれ正と負の異極性(二なる。加
算器24a 、 24bの出力の絶対値は誤差増幅器1
3の出力の絶対値よシ小さくなるようそれぞれリミッタ
25a 、 25bで11iIl@されているので、加
算器26a 、 26bで加算された結果(加算器26
aは負値と正値の和、加算器26bは負値と負値の和ン
、加算器26&の方が26bよ多出力の絶対値は小さく
なる。前述したよう(二移相器21a 、 21bはそ
れぞれ加算器26g 、’ 26bの出力の絶対値口比
例してGTO7a 、 GTO7bのON期間を制御す
るので、GTO7aはON期間が狭くな夛、GTO7b
はON期間が広くなる。こうして、GTO7aとGTO
7bのON期間は等しくなるよ5−二制御されるのでテ
ヨツ)パ戒流Idxs s Idttはほぼ同じ値とな
夛バランスすする。Idx < Idの場合は、加算器
24a 、 24bの出力極性は第5図とは逆(二なジ
、GTO7aはON期間が広くなるよう、またGTO7
bは狭くなるよう(二制御される。
゛以上説明したよう(二本発明(二よれば、従来のよう
に各チョッパ間の磁流バランスをとるため(二、各チョ
ッパのスイッチング素子のスイッチング時間の等しいも
のを苦労して選んだりする必要はないのでスイッチング
素子を選びやすくなり、しかも装置全体のコスト低減化
(二大きく寄与する。また直流リアクトルの抵抗値も小
さくできるので、装置も小形化ができ、しかも装置の効
率も大幅に向上させることができる。
なお、本発明は上記実施例(二限定されず0種々の変形
実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上記実施例では2台のチョッパ回路C二ついて
適用したが、3台以上のチョッパ回路(=も適用可能で
おる。また上記実施例では、GTOを使用したチョッパ
回路C二ついて説明したが、他の半導体スイッチ素子を
使用したチョッパ回路にも適用可能である。また、上記
実施例では各チョッパ電流の平均値を得るのに、先に各
チョッパ電流の和をと多次(二七の和をT4ニする方法
をとっているが、直接デミツバ装置の入力−流を検出し
て、次にこの検出した入力電流を1にして平均値を出す
という方法をとってもよい。
〔発明の効果〕
本発明C二よれば、安価で簡単な回路構成で、容易(二
種数台のチョッパ間の磁流バランスをとることのできる
チョッパ装置の制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、i2図は従来
の一相゛式昇圧チョッパの一例を示す回路図、第3図は
第2図(=示す回路の動作を説明するためのタイムチャ
ート、第4図は従来の二相式昇圧チョッパの一例を示す
回路図、第5図は第4図(二示す回路の動作を説明する
ためのタイムチャートである。 1・・・直流電源、  4a、4b・・・直流リアクト
ル、5a、5b・・・ダイオード、  6・・・コンデ
ンサ、7a。 7b・・・ゲートターンオアサイリスタ、  8a、8
b・・・直流磁流検出器、  9・・・負荷、 1o・
・・直流電圧検出回路、 11・・・電圧基準、 12
・・・比較器、 13・・・誤差増幅器、 1へ・・・
発振器、 21a 、 21b・・・移相器、22a、
22b・・・パルス増幅回路、23a、Z3b・・・直
流電流検出回路、 24a 、 24b + 26a 
、 26b−加算器、 25a。 25b・・・リミッタ、 (資)・・・加算器、 31
・・・極性反転回路、 32・・・分圧器、 50c・
・・制御回路。 (7317)  代理人 弁理士 則 近 慝 右(ほ
か1名)第1図 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. チョッパ回路を複数台並列接続したチョッパ装置におい
    て、前記チョッパ回路のそれぞれの電流をチョッパ電流
    として取り出して、それぞれのチョッパ電流の平均値と
    前記チョッパ電流との電流偏差を検出しこれらの偏差量
    を補正量として前記チョッパ装置の制御系に割り込ませ
    て前記チョッパ装置の出力電圧を制御することを特徴と
    するチョッパ装置の制御方法。
JP26441184A 1984-12-17 1984-12-17 チヨツパ装置の制御方法 Pending JPS61142961A (ja)

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EP85309206A EP0185546B1 (en) 1984-12-17 1985-12-17 Control device for chopper apparatus
DE8585309206T DE3585508D1 (de) 1984-12-17 1985-12-17 Steuereinrichtung fuer zerhackervorrichtung.
US07/051,186 US4748397A (en) 1984-12-17 1987-05-18 Control device for choppers parallel between a DC power source and a load for producing balanced chopper currents

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10127050A (ja) * 1996-10-18 1998-05-15 Denso Corp スイッチング電源装置
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