JPS6192165A - 昇圧チヨツパ装置の保護回路 - Google Patents
昇圧チヨツパ装置の保護回路Info
- Publication number
- JPS6192165A JPS6192165A JP21255684A JP21255684A JPS6192165A JP S6192165 A JPS6192165 A JP S6192165A JP 21255684 A JP21255684 A JP 21255684A JP 21255684 A JP21255684 A JP 21255684A JP S6192165 A JPS6192165 A JP S6192165A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- current
- diode
- circuit
- comparator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion 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
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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。
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〕
本発明は昇圧チョッパ装置において、阻止ダイオードの
破損の際にスイッチング素子の破損へと事故が拡大する
のを防止することができる昇圧チョッパ装置の保護回路
１こ関する。
破損の際にスイッチング素子の破損へと事故が拡大する
のを防止することができる昇圧チョッパ装置の保護回路
１こ関する。
第３図は周知の昇圧チョッパ装置の回路図である。同図
に示す如く、昇圧チョッパ装置は直流電源１、リアクト
ル２、スイッチング素子３、ダイオード４、コンデンサ
５で構成され、直流電源１の電圧を昇圧して負荷６に供
給する直流−直流変換器を構成している。７はスイッチ
ング素子３に流れる電流ｉ、を検出する電流検出器であ
る。電流検出器７の出力はスイッチング素子３の過電流
保護レベルＩｒｅｆと比較器８により比較され、スイッ
チング素子３に流れる電流ｉ！Ｉが過電流保護レベルＩ
ｒｅｆ （例えばスイッチング素子３の最大ターンオフ
電流の８０％ ）より越えるとスイッチング素子３への
オンゲートを直ちにしゃ断すると共にオフゲートを与え
てスイッチング素子３をオフさせる。
に示す如く、昇圧チョッパ装置は直流電源１、リアクト
ル２、スイッチング素子３、ダイオード４、コンデンサ
５で構成され、直流電源１の電圧を昇圧して負荷６に供
給する直流−直流変換器を構成している。７はスイッチ
ング素子３に流れる電流ｉ、を検出する電流検出器であ
る。電流検出器７の出力はスイッチング素子３の過電流
保護レベルＩｒｅｆと比較器８により比較され、スイッ
チング素子３に流れる電流ｉ！Ｉが過電流保護レベルＩ
ｒｅｆ （例えばスイッチング素子３の最大ターンオフ
電流の８０％ ）より越えるとスイッチング素子３への
オンゲートを直ちにしゃ断すると共にオフゲートを与え
てスイッチング素子３をオフさせる。
かかる従来構成の昇圧チョッパの保護回路において、ゲ
ート制御回路９の異常１こ上りスイッチング素子３のス
イッチング動作が異常１こなり、スイッチング素子３１
こ流れる電流ｉ！１が過大（こなる場合の電流の上杵率
はりアクドル２により抑制されるので、電流ＩＲの立上
りは第４図（Ｎの曲線のようになる。時間１．＾におい
て保護レベルＩｒｅｆに達すると比較器８の出力が「０
」から「１」に変化し、その信号がゲート制卸回路９に
与えられてスイッチング素子３が直ちにオフされる。し
かしながら、比較器８及びゲート制御回路９の動作に遅
れ時間があるので、実際にスイッチング素子３がオフさ
れるのは時間ｔ！ムとなるが、電流の立上りが小さいの
でスイッチング素子３がオフする時の電流ＩＴＦＡはス
イッチング素子３の最大ターンオフ電流Ｉ？ＯＱＭより
小さい。従って、安全に保護動作を行なうことができる
。
ート制御回路９の異常１こ上りスイッチング素子３のス
イッチング動作が異常１こなり、スイッチング素子３１
こ流れる電流ｉ！１が過大（こなる場合の電流の上杵率
はりアクドル２により抑制されるので、電流ＩＲの立上
りは第４図（Ｎの曲線のようになる。時間１．＾におい
て保護レベルＩｒｅｆに達すると比較器８の出力が「０
」から「１」に変化し、その信号がゲート制卸回路９に
与えられてスイッチング素子３が直ちにオフされる。し
かしながら、比較器８及びゲート制御回路９の動作に遅
れ時間があるので、実際にスイッチング素子３がオフさ
れるのは時間ｔ！ムとなるが、電流の立上りが小さいの
でスイッチング素子３がオフする時の電流ＩＴＦＡはス
イッチング素子３の最大ターンオフ電流Ｉ？ＯＱＭより
小さい。従って、安全に保護動作を行なうことができる
。
ところが、ダイオード４が短絡状態において故障した場
合にはスイッチング素子３がオンし死際にコンデンサ５
に充電された電荷が短絡状態のダイオード４及びスイッ
チング素子３を介して放電し、しかもこの放電電流の上
昇率を抑えるものは配線のインダクタンスしかない。こ
のため、第４図（Ｂ）の曲線で示すようにスイッチング
素子３に流れる電流ｉｓは極めて短時間後の１．ＩＩに
おいてスイッチング素子３の保護レベルＩｒｅｆに達し
、かつ実際にスイッチング素子３がオフされるまでの遅
れ時間（１，ｌｌ−１，、）の間にスイッチング素子３
の最大ターンオフ電流工、。ＱＭ を越える電流Ｉ？
ＰＩｌにまで達する場合がある。このような場合にはス
イッチング素子３までも破損させてしまうことになる。
合にはスイッチング素子３がオンし死際にコンデンサ５
に充電された電荷が短絡状態のダイオード４及びスイッ
チング素子３を介して放電し、しかもこの放電電流の上
昇率を抑えるものは配線のインダクタンスしかない。こ
のため、第４図（Ｂ）の曲線で示すようにスイッチング
素子３に流れる電流ｉｓは極めて短時間後の１．ＩＩに
おいてスイッチング素子３の保護レベルＩｒｅｆに達し
、かつ実際にスイッチング素子３がオフされるまでの遅
れ時間（１，ｌｌ−１，、）の間にスイッチング素子３
の最大ターンオフ電流工、。ＱＭ を越える電流Ｉ？
ＰＩｌにまで達する場合がある。このような場合にはス
イッチング素子３までも破損させてしまうことになる。
この問題に対する解決策としてコンーデンサ５とスイッ
チング素子３との間にｄｉ／ｄＬ抑制用のりアクドルを
挿入する方法も考えられるが、スイッチング素子３のタ
ーンオフ時に過′覗圧が発生して好ましくない。又、ス
イッチング素子３を直列１こヒユーズを挿入する方法も
あるが、保全性が悪くなるので同様に好ましくない。
チング素子３との間にｄｉ／ｄＬ抑制用のりアクドルを
挿入する方法も考えられるが、スイッチング素子３のタ
ーンオフ時に過′覗圧が発生して好ましくない。又、ス
イッチング素子３を直列１こヒユーズを挿入する方法も
あるが、保全性が悪くなるので同様に好ましくない。
したがって、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解
消し、昇圧チョッパ装置の阻止ダイオードの破損がスイ
ッチング素子３の破損へと波及するのを防止し、かつ、
動作特性あるいは保全性を悪化させない昇圧チョッパ装
置の保護回路を提供することにある。
消し、昇圧チョッパ装置の阻止ダイオードの破損がスイ
ッチング素子３の破損へと波及するのを防止し、かつ、
動作特性あるいは保全性を悪化させない昇圧チョッパ装
置の保護回路を提供することにある。
〔発明の概璧〕 。
上記目的を達成するために、本発明はダイオード４が正
常であれば理想的には逆方向には電流が流れないという
性質を利用し、ダイオード４に流れる電流を検出してダ
イオード４に逆方向の電流が流れた場合には直ちにスイ
ッチング素子３をオフして、コンデンサ５の放電電流が
スイッチング素子３の最大ターンオフ電流を越えない前
に安全に保護できる昇圧チョッパ装置の保護回路を提供
することにある。
常であれば理想的には逆方向には電流が流れないという
性質を利用し、ダイオード４に流れる電流を検出してダ
イオード４に逆方向の電流が流れた場合には直ちにスイ
ッチング素子３をオフして、コンデンサ５の放電電流が
スイッチング素子３の最大ターンオフ電流を越えない前
に安全に保護できる昇圧チョッパ装置の保護回路を提供
することにある。
以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。第
１図は本発明の一実施例に係る昇圧チョッパ装置の保護
回路の構成図である。同図において第３図と同一部品に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。電流検
出器７、第１の保護レベルＩｒｅｆ及び比較器８はゲ、
−ト制御回路９の故障時にスイッチング素子３を保護す
るための従来の保匪回路であり、電流検出器１０、第２
の保護レベルＩｒｅｆ及び比較器１１は、本発明に係わ
るダイオード４の短絡故障時にスイッチング素子３を保
護するための保護回路である。１０はダイオード４に流
れる電流を検出する電流検呂器、１１はダイオード４の
逆方向に流れる電流ｉＤが第２の保ｈレペ ″ルＩｒ
ｅｆｎｌこ達したか否かを判別する比較器である。
１図は本発明の一実施例に係る昇圧チョッパ装置の保護
回路の構成図である。同図において第３図と同一部品に
ついては同一符号を付してその説明を省略する。電流検
出器７、第１の保護レベルＩｒｅｆ及び比較器８はゲ、
−ト制御回路９の故障時にスイッチング素子３を保護す
るための従来の保匪回路であり、電流検出器１０、第２
の保護レベルＩｒｅｆ及び比較器１１は、本発明に係わ
るダイオード４の短絡故障時にスイッチング素子３を保
護するための保護回路である。１０はダイオード４に流
れる電流を検出する電流検呂器、１１はダイオード４の
逆方向に流れる電流ｉＤが第２の保ｈレペ ″ルＩｒ
ｅｆｎｌこ達したか否かを判別する比較器である。
１２はオア回路であり、比較器８又は１１のいずれかの
出力がｒｌＪである時に「１」の信号をゲート制御回路
９に出力する。ゲート制御回路９は通常はスイ”ツチン
グ素子３を適当にオン、オフ制御しているが、オア回路
１２から「１」の信号が出力されると直ちにスイッチン
グ素子３をオフする。第２図は第１図の回路においてダ
イオード４の短絡故障時のダイオード４に流れる電流ｉ
Ｄの波形（逆方向の電流を正とする）を示す。ダイオー
ド４に短絡故障が発生するとダイオード４の逆方向電流
ｉＤが急速に増大して時刻ｔＩＤ において第２の保護
レベルＩｒｅｆｎ に達する。そうすると、比較器１
１の出力が「０」からｒｌＪに変化してオア回路１２か
らゲート制御回路９１こ「１」の信号が与えられ、ゲー
ト制卸回路９はスイッチング素子３をオフする。実際に
は比較器１１及びゲート制御回路９の動作には遅れ時間
があり、時刻ｔｏｏ においてスイッチング素子３がオ
フされる。理想的ｌこは正常時はダイオード４）こは逆
電流は流れないので、第２の保護レベルＩｒｅｆｔ＋は
スイッチング素子３の最大ターンオフ電流Ｉ？ＯＱＭ
Ｉこ比して充分に小さく設定することができる（例え
ば、スイッチング素子３の最大ターンオフ電流ＬＴＯＱ
Ｍ の５チ）。従って、前述した比較器１１及びゲー
ト制御回路９の動作遅れ時間後（ζスイッチング素子３
をオフする時の電流の大きさ■↑Ｐ＋）はスイッチング
素子３の最大ターンオフ電流ｂｏｑｗに比し充分に小さ
くすることは容易であり、スイッチング素子３を安全に
保護できる。なお、実際にはダイオード４には正常時に
もダイオード４がオフする時にリカバリー電流なる逆方
向電流が短時間の間に流れるが、その時間は数μｓ程度
であり、比較器１１の遅れ時間（こ上り充分に吸収でき
、リカバリー電流による保護回路誤動作は防止できる。
出力がｒｌＪである時に「１」の信号をゲート制御回路
９に出力する。ゲート制御回路９は通常はスイ”ツチン
グ素子３を適当にオン、オフ制御しているが、オア回路
１２から「１」の信号が出力されると直ちにスイッチン
グ素子３をオフする。第２図は第１図の回路においてダ
イオード４の短絡故障時のダイオード４に流れる電流ｉ
Ｄの波形（逆方向の電流を正とする）を示す。ダイオー
ド４に短絡故障が発生するとダイオード４の逆方向電流
ｉＤが急速に増大して時刻ｔＩＤ において第２の保護
レベルＩｒｅｆｎ に達する。そうすると、比較器１
１の出力が「０」からｒｌＪに変化してオア回路１２か
らゲート制御回路９１こ「１」の信号が与えられ、ゲー
ト制卸回路９はスイッチング素子３をオフする。実際に
は比較器１１及びゲート制御回路９の動作には遅れ時間
があり、時刻ｔｏｏ においてスイッチング素子３がオ
フされる。理想的ｌこは正常時はダイオード４）こは逆
電流は流れないので、第２の保護レベルＩｒｅｆｔ＋は
スイッチング素子３の最大ターンオフ電流Ｉ？ＯＱＭ
Ｉこ比して充分に小さく設定することができる（例え
ば、スイッチング素子３の最大ターンオフ電流ＬＴＯＱ
Ｍ の５チ）。従って、前述した比較器１１及びゲー
ト制御回路９の動作遅れ時間後（ζスイッチング素子３
をオフする時の電流の大きさ■↑Ｐ＋）はスイッチング
素子３の最大ターンオフ電流ｂｏｑｗに比し充分に小さ
くすることは容易であり、スイッチング素子３を安全に
保護できる。なお、実際にはダイオード４には正常時に
もダイオード４がオフする時にリカバリー電流なる逆方
向電流が短時間の間に流れるが、その時間は数μｓ程度
であり、比較器１１の遅れ時間（こ上り充分に吸収でき
、リカバリー電流による保護回路誤動作は防止できる。
以上述べた如く、本発明によれば保護動作を行ケうため
の？ｉ：流の保護レベルをスイッチング素子の最大ター
ンオフＴｊ、流に比し充分に小さく設定できるので、ス
イッチング素子を安全１こ保護することは容易であり、
信頼性の高い外圧チョッパ装置の保護回路を提供するこ
とができる。
の？ｉ：流の保護レベルをスイッチング素子の最大ター
ンオフＴｊ、流に比し充分に小さく設定できるので、ス
イッチング素子を安全１こ保護することは容易であり、
信頼性の高い外圧チョッパ装置の保護回路を提供するこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図はＰＲ
１図の実施例における動作波形図、第３図は従来の昇圧
チョッパの保護回路に係る回路図、第４図は８Ｉ＄３図
の従来回路における動作波形図である。 ｌ・・・直流電源 ２・・・リアクトル３・・・
スイッチング素子 ４・・・ダイオード５・・・コン
デンサ ６・・・負荷７．１０・・・ｉ’！！ ６
ｉＥ検出器 ８，１１・・・比較器１２・・・オア
回路 ９・・・ゲート制御回路（７３１７）
代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）ｉｉ図 第３図 （ｒｅｆ 第４図
１図の実施例における動作波形図、第３図は従来の昇圧
チョッパの保護回路に係る回路図、第４図は８Ｉ＄３図
の従来回路における動作波形図である。 ｌ・・・直流電源 ２・・・リアクトル３・・・
スイッチング素子 ４・・・ダイオード５・・・コン
デンサ ６・・・負荷７．１０・・・ｉ’！！ ６
ｉＥ検出器 ８，１１・・・比較器１２・・・オア
回路 ９・・・ゲート制御回路（７３１７）
代理人 弁理士 則 近 憲 佑 （ほか１名）ｉｉ図 第３図 （ｒｅｆ 第４図
Claims (1)
- リアクトルを介して直流電源に並列接続されるスイッチ
ング素子と、該スイッチング素子にダイオードを介して
並列接続されるコンデンサと、該コンデンサに並列接続
される負荷とから成る昇圧チョッパ装置において、前記
ダイオードの電流の大きさが所定の大きさに達したこと
を検出する手段し、該手段により前記スイッチング素子
をオフすることを特徴とする昇圧チョッパ装置の保護回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21255684A JPS6192165A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 昇圧チヨツパ装置の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21255684A JPS6192165A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 昇圧チヨツパ装置の保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6192165A true JPS6192165A (ja) | 1986-05-10 |
Family
ID=16624640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21255684A Pending JPS6192165A (ja) | 1984-10-12 | 1984-10-12 | 昇圧チヨツパ装置の保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6192165A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7994757B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-08-09 | Panasonic Corporation | DC-DC converter |
| JP2017143607A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | シャント装置、電力システム及び宇宙構造物 |
-
1984
- 1984-10-12 JP JP21255684A patent/JPS6192165A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7994757B2 (en) | 2006-09-29 | 2011-08-09 | Panasonic Corporation | DC-DC converter |
| JP2017143607A (ja) * | 2016-02-08 | 2017-08-17 | 三菱電機株式会社 | シャント装置、電力システム及び宇宙構造物 |
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