JPS62217857A

JPS62217857A - 電源装置

Info

Publication number: JPS62217857A
Application number: JP5952186A
Authority: JP
Inventors: Fumiyasu Moriya; 守谷　文康
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-03-19
Filing date: 1986-03-19
Publication date: 1987-09-25

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〕本発明は高圧直流電圧を電源とする電力変換器の制御電
源が得られる電源装置に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

電気鉄道用電源のように高電圧の直流電源を電源とする
場合には、入力電圧が数百ボルト以上となるため抵抗器
を複数個直列接続したものを用いて入力電圧を分圧する
ことが行なわれる。それぞれの抵抗器にサイリスクブリ
ッジ等の電力変換器を設け、複数の電力変換器の出力端
をそれぞれ直列に接続して整流器を介して所定の大きさ
の電力を得る。

これらの電力変換器を駆動するための制御回路が必要で
あるが、制御回路は、入力電圧として１０〜２０Ｖ程度
の低い電圧を必要とするために、入力電圧を直列分圧抵
抗器と制御回路とで分圧して得なければならない。その
為に、直流入力電圧が数１００Ｖ以上のこの種の電源装
置の場合には、直列分圧抵抗器より発生する損失は、制
御回路で実際に消費される電力の数十倍になってしまう
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は電力変換器を制御する制御回路の電源を
得るために用いられる直列分圧抵抗器による損失を低減
することである。

〔発明の概要〕

発明は直流電源に接続されるコンデンサと抵抗器の並列
回路を複数直列接続して構成する分圧器の各抵抗器にそ
れぞれ電力変換器を接続し、分圧器を構成する１つの抵
抗器に設けられた制御回路によって電力変換器を制御し
、複数の電力変換器の出力を直列にして得られる交流を
整流器にて整流し直流を得る電源装置を提供する。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面を用いて説明する。第１図は本
発明に基づく一実施例の電源装置の回路図である。

ＩＥｏは直流電源であり、電気車においては架線に対応
する。直流電源Ｅ、には保護ヒユーズＰＦを介して抵抗
器がＲ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・、Ｒｎが直列に接続しで
ある。

抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・、Ｒｎにはそれぞれコ
ンデンサＣＩ。

Ｃ２，Ｃ３，−、Ｃｎが並列接続されている。また、抵
抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，・・・、Ｒｎにはそれぞれ直流
−交流電力変換器ＣＯＩ、ＣＯ２，ＣＯ３，・・・、　
Ｃｏｎが接続される。直流−交流電力変換器ＣＯＩはサ
イリスタブリッジ（図示せず。）を用い制御回路ＣＣＩ
より与えられるゲート制御信号により制御され所定の交
流電力を出力する。なお、直流−交流電力変換器ＣＯ２
，ＣＯ３，・・・、Ｃｏｎについても同様である。変圧
器ＴＩ、Ｔ２．Ｔ３．・・・、Ｔｎはそれぞれその１次
巻線を電力変圧器Ｃｏｔ、ＣＯ２，ＣＯ３゜・・・、Ｃ
ｏｎの出力側に接続し、２次側巻線は直列に接続されて
いる。

整流回路りは直列接続された変圧ｒＦＴ２．Ｔ３．・・
・。

Ｔｎの２次巻線に接続され、交流を入力して直流電力を
出力する。整流回路りの出力側にはりアクドルし、コン
デンサＣで構成される平滑回路が設けられる。制御回路
ＣＣは抵抗器Ｒ５にシャントレギュレーターＳＲを介し
て接続する。

以上の構成による電源装置の作用について説明する。

直流電源Ｅ。が電源装置に印加されると、直流電圧は直
列接続された抵抗器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，・・・、
Ｒｎ及びコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３，・・・、Ｃｎに
よって分圧される。

分圧された直流電圧は電力変換回路Ｃｏｔ、ＣＯ２，Ｃ
Ｏ３゜・・・、　Ｃｏｎ及び制御回路ＣＣに印加される
。この時制御回路ＣＣの入力電圧は、制御回路ｃｃの電
圧を一定に制限するシャントレギュレータＳＲによって
一定値に制御される。制御■路ＣＣの入力電圧が確立す
ると、直ちに制御回路ＣＣは、駆動信号を発生し、電力
変換器ＣＯＩ、ＣＯ２，ＣＯ３，＝−、ＣＯｎを動作さ
せる。

直列接続された電力変換器ＣＯＩ、ＣＯ２，ＣＯ３，−
、Ｃｏｎは、互いに同期して動作を行い、入力した直流
電力を交流電力に変換する。その交流電力は変換器ＴＩ
、Ｔ２．Ｔ：ＩＩ、・・・、Ｔｎの１次巻線に供給され
る。

変圧器Ｔ１〜Ｔｎの２次巻線は直列に接続されているた
めに整流器りには各変圧器Ｔ１〜Ｔｎの出力電圧の和が
供給される。整流供給りからの直流電力は、リアク１−
ルＬ及びコンデンサＣによって平滑され負荷（図示せず
。）に供給される。

各電力変換器の入力電流は、理想的には、同一に保たれ
るので、電力変換器が分担する直流入力電圧は同一とな
る。各電力変換器の入力側から見た等価抵抗は、電力変
換器が動作を開始すると低くなる。制御回路ＣＣの接続
されている抵抗Ｒ３，コンデンサＣ３及びシャントレギ
ュレ−タＲによる分圧回路へ流れ込む電流が増加する。

しかし、制御回路ＣＣの入力電圧は一定に保っておく必
要があるので、制御回路ＣＣに流れ込む以上の電流は、
抵抗器Ｒ３及び、シャントレギュレータＳＲにより電圧
を一定に保つ。

以上述べたように、起動時に十分な電圧が制御回路に与
えられて、電力変換器Ｃ０１〜Ｃｏｎが動作を開始すれ
ば、その後は制御回路ＣＣは入力電圧が無くなるまで動
作を継続することができる。

次にコンデンサＣ５の容量について説明する。コンデン
サＣ１〜Ｃｎを次のように仮定する。

各電力変換器Ｃｏｔ〜Ｃｏｎの入力に接続されたコンデ
ンサＣ１〜Ｃｎの容量：Ｃρ 制御回路ＣＣの入力に接続されたコンデンサＣ８の容量
：Ｃ５電力変換器の直列接続数：ｎ電源電圧：Ｅ。

制御回路ＣＣが動作のに必要となる最低電圧：　Ｅｓ。

電源投入時に、過渡的に制御回路部分が分圧する電圧Ｅ
ｓは（Ｅ、　−Ｅｓ）　Ｘ　ｑｐ−＝ＥｓＣｓ　　−（１）
式（１）より式■よりＣｓ＜１・隊ジ煎　　　　・・・・・・・・・　■ｎ　
　　Ｅｓ。

起動した後は、Ｅｓは入力側の電流によってシャン］−
レギュレータＳＲの両端に確立する電圧によって維持さ
れるので、シャントレギュレータＳＲ及び抵抗器Ｒ５の
電流容量は、入力電流より制御回路ＣＣへの入力電流を
差し引いた値となるので、入力電流に対して十分な容量
を備えていなければならない。

上記式〇を満たすようにコンデンサＣ８の容量を設定す
る必要がある。

以上説明したように制御回路ＣＣの駆動電源として直流
電源ＥＯに従来のように直接に接続された分圧抵抗器を
用いず、抵抗Ｒ５及びコンデンサＣ５によって行なうこ
とができる。

〔発明の効果〕

直流電源を電源とする電源装置において、制御回路の電
源を得るために直流電源と制御回路との間に設けられた
分圧抵抗器を必要せずその分圧抵抗器による損失を低減
する事ができ、より効率の高い電源装置を実現する事が
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に基づく一実施例の電源装置の回路図を示
す。０１〜Ｃｎ・・・コンデンサＲ１−Ｒｎ・・・抵抗器ＣＯＩ〜Ｃｏｎ・・・直流−交流電力変換器ＣＣ・・・
制御回路ＳＲ・・・シャントレギュレ− タ理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　三俣弘文

Claims

【特許請求の範囲】直流電源に接続されるコンデンサと抵抗器の並列回路を
複数直列接続して構成する分圧器と、この分圧器の各抵
抗器に接続される複数の電力変換器と、前記分圧器を構成する１つの抵抗器に接続される前記電
力変換器を制御する制御回路と、前記複数の電力変換器の出力を直列にして得られる交流
を整流として直流を出力する整流器とを有する電源装置
。