JPS62247758A - Series operation circuit of dc-dc converter - Google Patents

Series operation circuit of dc-dc converter

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JPS62247758A
JPS62247758A JP8945486A JP8945486A JPS62247758A JP S62247758 A JPS62247758 A JP S62247758A JP 8945486 A JP8945486 A JP 8945486A JP 8945486 A JP8945486 A JP 8945486A JP S62247758 A JPS62247758 A JP S62247758A
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JP
Japan
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output
converter
voltage
power
series
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Application number
JP8945486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Ooyama
大山 俊行
Kenichi Okamoto
研一 岡本
Hideo Hoshino
星野 栄雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62247758A publication Critical patent/JPS62247758A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate unbalance of voltage distribution, by a method wherein two sets of DC-DC converters are connected in series to a DC power source, aud two sets of output windings are provided in respective output transformers and coupled with each other, and power is supplied to respective loads. CONSTITUTION:ON/OFF operation of DC voltage is performed by GTO thyristors 11-22 and two sets of DC-DC converters are used to take any voltage from output transformers 10, 20, and separate input filter capacitors 17, 27 are installed in parallel at input side of each converter thereby a series operation circuit of the converter is constituted. In this case, the output transformers 10, 20 are provided with two sets of output windings (first windings 10B, 10C and second windings 10C, 20C) mutually insulated. The first windings 10B and 20B are connected in series and DC power is supplied to one load 16, and also the second windings 10C and 20C are connected in series and DC power is supplied to other load 26. Thereby supply power to both loads 16, 26 is balanced and distributed to each converter.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の属する技術分野) この発明は、2組の直流−直流変換器を直流電源に対し
て直列に接続して運転する回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical field to which the invention pertains) The present invention relates to a circuit that operates by connecting two sets of DC-DC converters in series with a DC power source.

(従来技術とその問題点) 直流電力を入力し、この入力とは電圧が異なり、かつ入
力とは絶縁された直流電力を得るようにしている直流−
直流変換器(以下ではDC/Doコンバータと記述する
)には多くの用途がある。たとえば電気鉄道においては
、架線あるいは第3軌条などから集電した高電圧の直流
電力を低電圧の直流電力に変換して車両内の制御電源や
サービス機器用電源に使用するために、上述の:o o
 / D Oコンバータを用いることが多い。ところで
近年では半導体スイッチ素子の容量が増大して高電圧・
大電流での使用が可能になってきたので、Do/Doコ
ンバータも大容量のものが製作されるようになり、電気
鉄道においても車両内の主回路たとえば電気車を駆動す
る直流電動機に使用されるようになってきた。
(Prior art and its problems) DC power is input and the voltage is different from this input, and the DC power is isolated from the input.
Direct current converters (hereinafter referred to as DC/Do converters) have many uses. For example, in electric railways, high-voltage DC power collected from overhead wires or third rails is converted to low-voltage DC power and used as a control power source in the train or a power source for service equipment, so the above-mentioned: o o
/DO converter is often used. However, in recent years, the capacitance of semiconductor switching elements has increased and high voltage
As it has become possible to use large currents, large-capacity Do/Do converters are now being manufactured, and in electric railways, they are also used in the main circuits in vehicles, such as the DC motors that drive electric cars. It's starting to happen.

第3図は直流直巻電動機の直巻界磁電流をり。Figure 3 shows the series field current of a DC series motor.

/Doコンバータで制御する場合の一例を示した主回路
接続図である。この第3図において符号2人は直流電動
機電機子、符号2Fは直流電動機界磁巻線であって、こ
の両者を直列に接続することで直流直巻電動機が構成さ
れているが、この界磁巻11211=はTM、列にDo
/Doコンバータ4が接続され、さらに界磁巻線2Fと
D o / D aコンノクータ4との直列回路には誘
導分流器3が並列に接続されテイル。D O/ D O
コンバータ4の出力電圧ヲVE%電動機電機子2Aを流
れる電機子電流をIAとするとき、電動機界磁巻線2F
を流れる直巻界磁電流IFは下記の (1)式で示され
る。ただしに1とに、は定数である。
FIG. 3 is a main circuit connection diagram showing an example of control using a /Do converter. In Fig. 3, the reference numeral 2 is the DC motor armature, and the reference numeral 2F is the DC motor field winding. By connecting these two in series, a DC series motor is constructed. Volume 11211= is TM, column is Do
A /Do converter 4 is connected, and an inductive shunt 3 is connected in parallel to the series circuit of the field winding 2F and the Do/Do converter 4. D O / D O
When the output voltage of the converter 4 is VE%, and the armature current flowing through the motor armature 2A is IA, the motor field winding 2F is
The series field current IF flowing through is expressed by the following equation (1). However, 1 and are constants.

1F = K、 ・VE −IK2−IA  −−−−
−−(1)すなわち直巻界磁電流工FはDC/Doコン
ノく一タ4の出力電圧VEを変化させることで調節でき
るが、電機子電流IAによっても変化させられることが
わかる。このように直巻界磁電流IFが電機子電流)A
によって変化させられるということは、電気車の電源電
圧が急激に変化した場合、これに伴って電機子電流IA
が急増あるいは急減するのを防止し、安定性を向上させ
る効果がある。
1F = K, VE -IK2-IA -----
--(1) That is, the series field current F can be adjusted by changing the output voltage VE of the DC/Do controller 4, but it can also be seen that it can be changed by the armature current IA. In this way, the series field current IF is the armature current)A
This means that when the power supply voltage of an electric car changes suddenly, the armature current IA changes accordingly.
It has the effect of preventing a sudden increase or decrease in the amount of water and improving stability.

さらに第3図に示す回路では、電気車がカ行運転時に連
続的な界磁弱め制御が行えるほかに、界磁を強めること
によって電機子電流IAの方向を変えることができるの
で、主回路の接続を変更することなしに回生制動運転に
移行させることもできる。
Furthermore, in the circuit shown in Figure 3, in addition to performing continuous field weakening control when the electric vehicle is running in forward motion, it is also possible to change the direction of the armature current IA by strengthening the field. It is also possible to shift to regenerative braking operation without changing the connection.

上述の回路は添加励磁回路と称されるものであって、交
流電源と変圧器と整流器とで構成された電源ヲこのDo
/Doコンバータ4の代りに使用したものが既に実用化
されている。ところで直流電気車では当該電気車を駆動
するために複数台の駆動用主電動機が塔載されており、
これら主電動機は通常2つのグループに分けられており
、これら駆動用主電動機の界磁電流は各グループごとに
個別に制御されるようになっているので、2台のDO/
DCコンバータあるいは2つの出力を有しそれぞれを個
別に電圧制御することができるDa/DCコンバータが
必要となる。
The above circuit is called an additive excitation circuit, and this Do
A converter used in place of the /Do converter 4 has already been put into practical use. By the way, a DC electric car is equipped with multiple main motors to drive the electric car.
These traction motors are usually divided into two groups, and the field current of these drive traction motors is controlled individually for each group.
A DC converter or a Da/DC converter that has two outputs and can individually control the voltage of each output is required.

そこで上述のような要求に対応するようにして使用され
ているDo/Doコンバータの従来例とその問題点を以
下に記述する。
Therefore, conventional examples of Do/Do converters used to meet the above-mentioned requirements and their problems will be described below.

第4図は2組のD O/ D Oコンバータを並列に接
続して使用する従来例を示す回路図である。第4図にお
いて符号11は自己消弧能力を有するスイッチングi子
としてのゲートターンオフサイリスタ (以下ではGT
Oサイリスタと略記する)、符号12は出力変圧器の励
磁電流を還流するための還流ダイオードであり、符号1
3は出力変圧器、符号14は出力ダイオードで符号15
は出力電流を還流するための還流ダイオードであって、
これらGTOサイリスタ11、還流ダイオード12、出
力変圧器13、出力ダイオード14ならびに還流ダイオ
ード15で一方のD C/ D Oコンバータが構成さ
れている。同様にスイッチング素子としてのGTOサイ
リスタ21、還流ダイオード22、出力変圧器23、出
力ダイオード24ならびに還流ダイオード25で他方の
Do/Doコンバータが構成されて負荷26に直流電力
を供給するようになっている。なおそれぞれのD O/
 D Oコンバータを以下では単位コンバータあるいは
単にコンバータと呼称する。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example in which two sets of DO/DO converters are connected in parallel. In FIG. 4, reference numeral 11 is a gate turn-off thyristor (hereinafter referred to as GT
12 is a freewheeling diode for circulating the excitation current of the output transformer;
3 is the output transformer, 14 is the output diode, and 15 is the output diode.
is a freewheeling diode for freewheeling the output current,
These GTO thyristor 11, freewheeling diode 12, output transformer 13, output diode 14, and freewheeling diode 15 constitute one DC/DO converter. Similarly, the other Do/Do converter is configured by the GTO thyristor 21 as switching elements, a freewheeling diode 22, an output transformer 23, an output diode 24, and a freewheeling diode 25, and supplies DC power to a load 26. . Furthermore, each DO/
The DO converter will hereinafter be referred to as a unit converter or simply a converter.

単位コンバータの動作の概略は次のとおりである。すな
わちGTOサイリスタ11と還流ダイオード12とで構
成されたブリッジ回路のうちで対辺を構成している2組
のGTOサイリスタ11を同時にオン状態にすると、出
力変圧器13の入力巻線に電圧が印加されて出力巻線に
電圧が誘起される。この電圧は出力ダイオード14を経
て出力電圧となり、負荷16に電力を供給する。次にG
TOサイリスタ11をオフ状態にすると、出力変圧器1
3の励磁電流はブリッジ回路の対辺を構成している2組
の還流ダイオード12を通して流れ、この間出力変圧器
13の入力巻線電圧と出力巻線電圧とはGTOサイリス
タ11がオン状態のときとは逆極性となる。そのため出
力ダイオード14はオフとなり、その代りに還流ダイオ
ード15がオンとなって負荷16には電流が流れつづけ
るが、この間は出力電圧は零である。GTOサイリスタ
11がオフ状態にある間に出力変圧器13の励磁電流は
次第に減少するが、この励磁電流が零になると還流ダイ
オード12もオフとなり、出力変圧器13の出力巻線電
圧は零となる。このとき出力ダイオード14はオフ、還
流ダイオード15はオンのままなので出力電圧は依然と
して零のままであり、ここでGTOサイリスタ11がオ
ンとなれば再び上述の状態が繰返される。このような単
位コンバータの出力電圧の平均値は、GTOサイリスタ
11がオン状態とオフ状態とを繰返す1周期においてオ
ン時間が占める比率、すなわち通流率を変えることによ
り任意の値に調節できる。
The outline of the operation of the unit converter is as follows. In other words, when two sets of GTO thyristors 11 on opposite sides of a bridge circuit composed of a GTO thyristor 11 and a free-wheeling diode 12 are simultaneously turned on, a voltage is applied to the input winding of the output transformer 13. A voltage is induced in the output winding. This voltage becomes an output voltage through the output diode 14 and supplies power to the load 16. Next G
When the TO thyristor 11 is turned off, the output transformer 1
The excitation current No. 3 flows through two sets of freewheeling diodes 12 forming opposite sides of the bridge circuit, and during this time, the input winding voltage and output winding voltage of the output transformer 13 are different from those when the GTO thyristor 11 is in the on state. The polarity is reversed. Therefore, the output diode 14 is turned off, and instead the freewheeling diode 15 is turned on, and current continues to flow through the load 16, but during this time the output voltage is zero. While the GTO thyristor 11 is in the off state, the excitation current of the output transformer 13 gradually decreases, but when this excitation current becomes zero, the freewheeling diode 12 also turns off, and the output winding voltage of the output transformer 13 becomes zero. . At this time, the output diode 14 remains off and the freewheeling diode 15 remains on, so the output voltage remains zero. If the GTO thyristor 11 is now turned on, the above-mentioned state is repeated again. The average value of the output voltage of such a unit converter can be adjusted to an arbitrary value by changing the ratio of on-time in one cycle in which the GTO thyristor 11 repeats on-state and off-state, that is, the conduction rate.

第4図に示す従来例回路では、上述のように動作する単
位コンバータを2組並列に接続し、それぞれの単位コン
バータには別個の負荷16と26が接続されている。ま
た直流電源5、入力フィルタリアクトル6ならびに入力
フィルタコンデンサ7が両単位コンバータに共通に設け
られてこれらに直流電力を供給している。ここで入力フ
ィルタリアクトル6と入力フィルタコンデンサ7は、こ
れら単位コンバータの動作時に発生する高調波電流が電
源側に流出するのを防止する働きをする。
In the conventional circuit shown in FIG. 4, two sets of unit converters operating as described above are connected in parallel, and separate loads 16 and 26 are connected to each unit converter. Further, a DC power supply 5, an input filter reactor 6, and an input filter capacitor 7 are provided in common to both unit converters to supply DC power to them. Here, the input filter reactor 6 and the input filter capacitor 7 function to prevent harmonic currents generated during the operation of these unit converters from flowing out to the power supply side.

ところで第4図に示す従来例回路では2組の負荷16と
26の要求する電力が異なっていても、それぞれの単位
コンバータを別個に電圧制御することにより、それぞれ
が負荷の要求に応えることができる利点があるが、直流
電源5が高電圧の場合は、各単位コンバータに使用する
GTOサイリスタ11.21.と還流ダイオード12.
22はいずれも高耐圧の素子を使用しなければならない
ので高価なものになる欠点がある。また高耐圧の素子が
得られない場合は、第4図に示すように複数個の素子を
直列接続して使用する必要があるので、装置の重量・体
積が増大する。さらに直列接続されている素子に印加さ
れる電圧が平衡するような考慮も必要であるため、さら
に高価になる欠点も有する。
By the way, in the conventional circuit shown in FIG. 4, even if the two sets of loads 16 and 26 require different power, by separately controlling the voltage of each unit converter, each can meet the demands of the loads. Although there is an advantage, when the DC power supply 5 is a high voltage, the GTO thyristors 11, 21, . and freewheeling diode 12.
No. 22 has the disadvantage that it is expensive because it requires the use of high-voltage elements. Furthermore, if a high-voltage element cannot be obtained, it is necessary to use a plurality of elements connected in series as shown in FIG. 4, which increases the weight and volume of the device. Furthermore, consideration must be given to balancing the voltages applied to the elements connected in series, which also has the disadvantage of increasing the cost.

第5図は2組のDo/Doコンバータを直列に接続して
使用する従来例を示す回路図である。この第5図におい
て、GToサイリスタ11、還流ダイオード12、出力
変圧器13、出力ダイオード14および還流ダイオード
15で一方の単位コンバータが構成され、この単位コン
バータの出力が負荷16に供給される。同様に他方の単
位コンバータもGTOサイリスタ 21.還流ダイオー
ド22、出力変圧器23、出力ダイオード24ならびに
還流ダイオード25で構成されていて、負荷26に電力
を供給するようになっているが、これら2組の単位コン
バータは直流電源5に対して直列に接続され、さらにこ
れら単位コンバータの入力側には入力フィルタコンデン
サ17と27が別個に並列接続されている。なお符号6
は入力フィルタリアクトルである。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example in which two sets of Do/Do converters are connected in series. In FIG. 5, a GTo thyristor 11, a freewheeling diode 12, an output transformer 13, an output diode 14, and a freewheeling diode 15 constitute one unit converter, and the output of this unit converter is supplied to a load 16. Similarly, the other unit converter is also a GTO thyristor 21. It is composed of a freewheeling diode 22, an output transformer 23, an output diode 24, and a freewheeling diode 25, and is designed to supply power to a load 26. These two unit converters are connected in series to the DC power supply 5. Further, input filter capacitors 17 and 27 are separately connected in parallel to the input sides of these unit converters. Furthermore, code 6
is the input filter reactor.

第5図に示す従来例回路では2組の単位コンバータが直
流電源5に対して直列に接続されていることから、各単
位コンバータの入力電圧は電源電圧の /、となり、従
ってGTOサイリスタ11゜21や還流ダイオード12
.22は高耐圧の素子を使用する必要がなく、また複数
個の素子を直列にして使用したりする必要もなくなる利
点を有する。
In the conventional example circuit shown in FIG. 5, two sets of unit converters are connected in series to the DC power supply 5, so the input voltage of each unit converter is / of the power supply voltage, and therefore the GTO thyristor 11°21 or freewheeling diode 12
.. 22 has the advantage that it is not necessary to use high-voltage elements, and it is not necessary to use a plurality of elements in series.

しかしながら各単位コンバータの入力電圧を等しく保つ
ためには、それぞれの単位コンバータの平均入力電流が
等しくなければならない。
However, in order to keep the input voltage of each unit converter equal, the average input current of each unit converter must be equal.

いま仮りに正極側の単位コンバータの通流率を増加させ
て出力電流を増大させたとすると、この正極側コンバー
タの平均入力電流が増加し、その結果正極側の入力フィ
ルタコンデンサ17は放電されてその電圧が低下し、逆
に負極側の入力フィルタコンデンサ27は充電されてそ
の電工は上昇することとなる。正極側と負極側のコンバ
ータは、それぞれが出力電流を所定値に維持するように
その通流率が自動制御されているならば、正極側コンバ
ータは入力電圧の低下とともに出力電圧も低下して出力
電流を減少させるので、この正極側コンバータの制御系
はさらに通流率を増加させることによってこのような出
力電流の減少を抑制しようとするのであるが、通流率の
増加により平均入力電流が増加して正極側コンバータの
入力電圧はさらに低下することとなる。負極側の単位コ
ンパ−夕はこれとは逆に入力電圧が上昇するので、出力
電流を所定値に保つために通流率を減少させるが、その
ために平均入力電流が減少して入力電圧はさらに上昇す
ることになる。
Now, if we were to increase the output current by increasing the current flow rate of the unit converter on the positive side, the average input current of this positive side converter would increase, and as a result, the input filter capacitor 17 on the positive side would be discharged and its output current would increase. The voltage decreases, and conversely, the input filter capacitor 27 on the negative side is charged, and its electric power increases. If the conduction rates of the positive and negative converters are automatically controlled to maintain the output current at a predetermined value, the output voltage of the positive converter will decrease as the input voltage decreases. Since the current decreases, the control system of this positive side converter tries to suppress this decrease in output current by further increasing the conduction rate, but as the conduction rate increases, the average input current increases. As a result, the input voltage of the positive side converter further decreases. On the negative side, the input voltage of the unit comparator increases, so in order to keep the output current at a predetermined value, the conduction rate decreases, but as a result, the average input current decreases and the input voltage further increases. It will rise.

すなわち第5図に示す従来例回路では、直列接続されて
いる2組の単位コンバータを別個に電圧制御して異なる
出力電力を得ようとすると、それぞれの単位コンバータ
の入力電圧は不平衡となり、入力側素子の耐圧が不足す
るおそれがあるので、両単位コンバータを別個に電圧制
御できないという欠点を有する。
In other words, in the conventional circuit shown in Fig. 5, when attempting to obtain different output powers by controlling the voltages of two series-connected unit converters separately, the input voltages of each unit converter become unbalanced, and the input voltage becomes unbalanced. Since there is a risk that the withstand voltage of the side elements will be insufficient, there is a drawback that the voltages of both unit converters cannot be controlled separately.

(発明の目的) この発明は、2組のD O/ D Oコンバータを直流
電源に対して直列に接続し、それぞれのDo/Doコン
バータの出力電力を支障なく別個に制御できる直流−直
流変換器の直列運転回路を提供することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention provides a DC-DC converter in which two sets of DO/DO converters are connected in series to a DC power source, and the output power of each Do/Do converter can be controlled separately without any trouble. The purpose is to provide a series operation circuit for.

(発明の要点) この発明は、変圧器の入力巻線に印加される直流電圧を
オン番オフ動作させることでこの変圧器の出力巻線から
入力電圧とは絶縁された任意の直流電圧を取出すことが
できるように構成されているDo/Doコンバータの2
組を直流電源に対して直列に接続し、各Do/Doコン
バータの入力側には別個の入力フィルタコンデンサを並
列に接続するとともに、前記変圧器には巻数が等しく相
互に絶縁されている2組の出力巻線を備え、一方のDO
/DCコンバータ用変圧器の第1出力巻線と他方0)D
o/DOコンバータ用変圧器の第1出力巻線ならびに出
力ダイオードとで第1の負荷に直流電力を供給する回路
と、両変圧器それぞれの第2出力巻線同士と他の出力ダ
イオードとで第2の負荷に直流電力を供給する回路とを
構成することで、直列接続されている両D C/ D 
cコンバータが同一の通流率で制御されるときの入力電
圧の分担を均等化させようとするものである。
(Summary of the Invention) This invention extracts any DC voltage isolated from the input voltage from the output winding of the transformer by turning on and off the DC voltage applied to the input winding of the transformer. 2 of the Do/Do converters configured to be able to
The transformer has two sets connected in series to the DC power source, a separate input filter capacitor connected in parallel to the input side of each Do/Do converter, and two sets having an equal number of turns and isolated from each other. with an output winding of one DO
/The first output winding of the transformer for DC converter and the other 0)D
A circuit that supplies DC power to the first load using the first output winding and output diode of the o/DO converter transformer, and a circuit that supplies DC power to the first load using the first output winding and output diode of the o/DO converter transformer, and a circuit that supplies DC power to the first load using the first output winding and output diode of the transformer, and a By configuring a circuit that supplies DC power to 2 loads, both DCs connected in series
This is intended to equalize the sharing of input voltage when the c converters are controlled with the same duty ratio.

(発明の実施例) 第1図は本発明の実施例を示す回路図である。(Example of the invention) FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

この第1図において、直列接続されている2組の単位コ
ンバータのうちで正極側に接続されている単位コンバー
タは、スイッチング素子としてのGTOサイリスタ11
、還流ダイオード12、出力変圧器10、出力ダイオー
ド14ならびに還流ダイオードで構成されており、負極
側に接続されている単位コンバータも同様にスイッチン
グ素子としてのGTOサイリスタ21、還流ダイオード
22、出力変圧器20、出力ダイオード24ならびに還
流ダイオード25で構成されている。またこれら正極側
コンバータと負極側コンバータの入力側にはそれぞれ入
力フィルタコンデンサ17と27とが並列に接続されて
いる。
In FIG. 1, of the two unit converters connected in series, the unit converter connected to the positive side is a GTO thyristor 11 as a switching element.
, a freewheeling diode 12, an output transformer 10, an output diode 14, and a freewheeling diode, and the unit converter connected to the negative electrode side similarly includes a GTO thyristor 21 as a switching element, a freewheeling diode 22, and an output transformer 20. , an output diode 24, and a freewheeling diode 25. Input filter capacitors 17 and 27 are connected in parallel to the input sides of the positive and negative converters, respectively.

本発明においては、両コンバータに備えられている出力
変圧器10と20は、いずれも相互に絶縁された2組の
出力巻線すなわち第1出力巻線10Bと20Bおよび第
2出力巻線100 と200 とを備えており、これら
第1巻線10Bと20Bとを直列に接続して一方の負荷
16に直流電力を供給し、またこれら第2巻線100と
200とを直列に接続して他方の負荷26に直流電力を
供給するようにしているが、これら第1巻線と第2巻線
とはその巻数を等しく構成する。
In the present invention, the output transformers 10 and 20 provided in both converters have two sets of output windings that are insulated from each other, that is, the first output windings 10B and 20B and the second output windings 100 and 20B. 200, these first windings 10B and 20B are connected in series to supply DC power to one load 16, and these second windings 100 and 200 are connected in series to supply DC power to the other load 16. The first winding and the second winding have the same number of turns.

上述のように構成した回路において両コンバータのGT
Oサイリスタ11と21とが同一の通流率となるように
制御をすると、負荷16と26とに不平衡があっても、
両出力変圧器10と20はいずれも負荷16へ供給する
電力の半分と負荷26へ供給する電力の半分とを分担す
ることになる。
In the circuit configured as described above, the GT of both converters is
If the O-thyristors 11 and 21 are controlled to have the same conduction rate, even if there is an imbalance between the loads 16 and 26,
Both output transformers 10 and 20 will share half of the power supplied to load 16 and half of the power supplied to load 26.

それ故出力変圧器10と20の僅かな巻線インピーダン
スの差異や各ダイオードあるいは各GTOサイリスタの
僅かな順電圧降下の差異などを無視するならば、出力変
圧器10と20の1次側から見た入力は均等になる。そ
の結果各Do/Doコンバータの入力側に並列接続され
ている入力フィルタコンデンサ17と27が分担する電
圧も平衡する。
Therefore, if we ignore the slight difference in winding impedance between the output transformers 10 and 20 and the slight difference in the forward voltage drop of each diode or each GTO thyristor, then from the primary side of the output transformers 10 and 20, input becomes equal. As a result, the voltages shared by the input filter capacitors 17 and 27 connected in parallel to the input side of each Do/Do converter are also balanced.

第2図は本発明の第2の実施例を示す回路図であって、
正極側コンバータはスイッチング素子としてのG’I’
Oサイリスタ31と還流ダイオード32とを逆並列接続
することで形成されたアームをブリッジ接続して出力変
圧器10と結合する。負極側コンバータも同様にスイッ
チング素子としてのGTOサイリスタ41と還流ダイオ
ード42との逆並列接続で構成されたアームのブリッジ
接続を出力変圧器20と結合しているが、これ以外の部
分すなわち直流電源5、入力フィルタリアクトル6、還
流ダイオード15と25、負荷16と26、入力フィル
タコンデンサ17と27の名称・用途・機能は第1図で
既述のものと同じである。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention,
The positive side converter is G'I' as a switching element.
An arm formed by connecting an O-thyristor 31 and a free-wheeling diode 32 in antiparallel is connected to the output transformer 10 through a bridge connection. Similarly, the negative side converter has a bridge connection of an arm formed by an antiparallel connection of a GTO thyristor 41 as a switching element and a freewheeling diode 42, which is connected to the output transformer 20, but the other parts, that is, the DC power supply 5 , the input filter reactor 6, the free wheel diodes 15 and 25, the loads 16 and 26, and the input filter capacitors 17 and 27 have the same names, uses, and functions as those already described in FIG.

両変圧器10と20に設けられている第1出力巻線10
Bと20Bとはそれぞれ出力ダイオード14Bと24B
とを介して相互に並列接続されており、第2出力巻線1
00と200もそれぞれ出力ダイオード140と240
 とを介して相互に並列接続されている。ここで各GT
Oサイリスタ31と41とをオン・オフ動作させること
により、両出力変圧器1oと20はその入力交流電圧の
半波ごとに負荷16と26とには交互に電力を供給する
ので、第1図にて既述の回路と同様に2台の出力変圧器
10と20の入力側の電力ならびに電圧分担を均等にで
きる。
A first output winding 10 provided on both transformers 10 and 20
B and 20B are output diodes 14B and 24B, respectively.
are connected in parallel to each other via the second output winding 1
00 and 200 also have output diodes 140 and 240 respectively.
and are connected in parallel to each other. Here each GT
By turning the O thyristors 31 and 41 on and off, both output transformers 1o and 20 alternately supply power to the loads 16 and 26 every half wave of their input AC voltage, so that as shown in FIG. Similarly to the circuit described above, the power and voltage sharing on the input side of the two output transformers 10 and 20 can be made equal.

(発明の効果) この発明によれば、2組のD O/ D Oコンバータ
を直流電源に対して直列に接続し、それぞれのDC/D
Cコンバータの入力側に入力フィルタコンデンサを並列
接続して使用する場合に、それぞれの出力変圧器には巻
線の等しい2組の相互に絶縁された出力巻線を備え、第
1出力巻線同士を結合して一方の負荷に電力を供給し、
他方の負荷へは第2出力巻線同士を結合して電力を供給
するように回路を構成し、両Do/Doコンバータを同
一の通流率で運転するならば、各負荷への電力の /2
ずつをそれぞれのDo/Doコンバータが負担すること
ができるので、直流電源電圧が高くても、それぞれのD
 O/ D Oコンバータが使用する素子の耐電圧は電
源電圧の半分でよいことから、装置を低価格でかつ小形
にすることができるし、電圧分担に不平衡を生じて入力
側に設けた半導体素子が破損するおそれを解消できる利
点も合わせて有する。
(Effect of the invention) According to this invention, two sets of DO/D O converters are connected in series to a DC power supply, and each DC/D
When using input filter capacitors connected in parallel on the input side of a C converter, each output transformer has two sets of mutually isolated output windings with equal windings, and the first output windings are combine to power one load,
If the circuit is configured to supply power to the other load by connecting the second output windings, and if both Do/Do converters are operated at the same conduction rate, the power to each load will be / 2
Since each Do/Do converter can bear the burden of
Since the withstand voltage of the elements used in the O/DO converter is only half of the power supply voltage, the device can be made low-cost and compact. It also has the advantage of eliminating the risk of element damage.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例を示す回路図であり、第2図は
本発明の第2の実施例を示す回路図である。第3図は直
流直巻電動機の直巻界磁電流をり。 /DCコンバータで制御する場合の一例を示した主回路
接続図、第4図は2組のDO/Doコンバータを並列に
接続して使用する従来例を示す回路図であり、第5図は
2組のDo/Doコンバータを直列に接続して使用する
従来例を示す回路図である。 2A:直流電動機電機子、2F:直流電動機界磁巻線、
3:誘導分流器、4:DO/Doコンバータ、5 ’ 
if流電源、6:入力フィルタリアクトル、?、17.
27  n人力フィルタコンデンサ、10゜13、20
.23 :出力変圧器、IOA 、20A :入力巻線
、IOB 、20B  :第1出方巻線、100゜20
0 =第2出力巻線、11.21.31.41  ニス
イツチング素子としてのGTOサイリスタ、12゜22
.32,42:還流ダイオード、14.14B、140
゜24.24B、240  :出力ダイオード、15.
257還流ダイオード、16.26 :負荷。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention. Figure 3 shows the series field current of a DC series motor. 4 is a main circuit connection diagram showing an example of control using a /DC converter, FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example in which two sets of DO/Do converters are connected in parallel, and FIG. FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example in which a set of Do/Do converters is connected in series and used. 2A: DC motor armature, 2F: DC motor field winding,
3: Inductive shunt, 4: DO/Do converter, 5'
If current power supply, 6: Input filter reactor, ? , 17.
27 n manual filter capacitor, 10°13, 20
.. 23: Output transformer, IOA, 20A: Input winding, IOB, 20B: First output winding, 100°20
0 = second output winding, 11.21.31.41 GTO thyristor as a switching element, 12°22
.. 32, 42: Freewheeling diode, 14.14B, 140
゜24.24B, 240: Output diode, 15.
257 Freewheeling diode, 16.26: Load.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)変圧器の入力巻線に印加される入力直流電圧をスイ
ッチング素子によりオン・オフさせてこの変圧器の出力
巻線から出力用整流素子を介して前記入力直流電圧とは
絶縁された任意電圧の直流を得るように構成された直流
−直流変換器の2組を直流電源に対して直列接続して使
用する装置において、前記各直流−直流変換器の入力側
にはそれぞれ別個のコンデンサを並列に接続し、前記各
変圧器はそれぞれ巻数が等しい2組の巻線で構成された
出力巻線を備え、一方の変圧器の第1の出力巻線と他方
の変圧器の第1の出力巻線とを結合し、整流素子を介し
て負荷に電力を供給する回路と、一方の変圧器の第2の
出力巻線と他方の変圧器の第2の出力巻線とを結合し、
他の整流素子を介して他の負荷に電力を供給する回路と
が設けられていることを特徴とする直流−直流変換器の
直列運転回路。
1) The input DC voltage applied to the input winding of the transformer is turned on and off by a switching element, and an arbitrary voltage isolated from the input DC voltage is generated from the output winding of the transformer via an output rectifying element. In a device that uses two sets of DC-DC converters configured to obtain a DC power of each transformer has an output winding composed of two sets of windings having an equal number of turns, a first output winding of one transformer and a first output winding of the other transformer. a circuit that connects the line and supplies power to a load via a rectifying element, and a second output winding of one transformer and a second output winding of the other transformer;
1. A series operation circuit for DC-DC converters, comprising a circuit for supplying power to another load via another rectifying element.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002325449A (en) * 2001-04-27 2002-11-08 Toyota Industries Corp Transformer circuit and power inverter circuit
JP2020061921A (en) * 2018-10-05 2020-04-16 株式会社デンソー Power conversion device
US11791736B2 (en) 2018-10-05 2023-10-17 Denso Corporation Power conversion apparatus

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