JPS6231372A - Ｄｃ／ｄｃコンバ−タの起動方法 - Google Patents

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】 （発明の属する技術分野） この発明は、入力直流と出力直流とを絶縁する目的で、
インバータと絶縁変圧器と整流器と平滑回路とで構成さ
れているＤ　Ｏ／　Ｄ　Ｏコンバータの起動方法に関す
る。

（従来技術とその問題点） 第３図は入力直流とは絶縁された直流出力を得ることが
できるＤｏ／ＤＣコンバータの従来例を示す回路図であ
って、直流電源１１からの直流電力をトランジスタのブ
リッジ接続で構成されているインバータ１２に入力させ
、各トランジスタを順次オン・オフ動作させることによ
りこのインバータ１２から電圧がＶ＾で電流が工Ａであ
る交流電力を出力させる。この交流電力を絶縁変圧器１
３を介して整流器１４に与え、この整流器１４がら出力
される直流電力を直流リアクトル１５と出方コンデンサ
１６とで構成されている平滑回路を通過させることによ
り、リップル分が除去された直流電力が得られる。よっ
てこの平滑されてｖ□なる電圧の直流電力が負荷１７に
供給されるのであるが、この負荷１７に供給される直流
電力は直流電源１１とは絶縁されているので、上述のよ
うに構成されているＤ　Ｏ／　Ｄ　Ｏコンバータは入力
と出方とを絶縁するという初期の目的が達成されている
。

ところで第３図に示すＤｏ／ＤＣコンバータが入出力間
を絶縁する目的にのみ使用する場合、インバータ１２を
構成するトランジスタは位相制御角αを最大値すなわち
１８０度にて運転する。ところでこのＤＣ／ＤＣコンバ
ータを起動するときからトランジスタの位相制御角αが
１８０度であると、起動時に出力コンデンサ１６を充電
するための充電電流によりインバータ１２を構成してい
るトランジスタには大きな過渡電流が流れてこれらトラ
ンジスタを破壊するおそれがある。そこで起動時に大き
な過渡電流が流れるのを防ぐためにソフトスタート回路
が用意されている。すなわち第３図において、起動接点
ｚ１が閉路してソフトスタート回路２２に当該Ｄ　Ｃ／
　Ｄ　Ｃコンバータの起動指令が与えられると、このソ
フトスタート回路２２は位相制御角αを零から徐々に増
加させる信号を位相制御回路２３に与えるので、インバ
ータ１２の出力電圧ＶＡ従って出力直流電圧ｖ□は徐々
に上昇し、それに従ってインバータ出力電流工Ａも徐々
に増加することになり、上述のような大きな過渡電流が
発生するのを防止できる。

しかしながらこのようなソフトスタート方式では、イン
バータ１２を位相制御運転をすることになるので、絶縁
変圧器１３の入力電圧ＶＡには直流分が含まれることに
なって、この絶縁変圧器を偏磁させるという不都合を生
じることとなる。

第４図は第３図に示す従来例回路での動作をあられして
いる動作波形図であって、第４図（イ）は起動指令の状
態を、第４図（ロ）はインバータが出力する交流電圧ｖ
Ａの波形を、第４図（ハ）はインバータに与える位相制
御角αの変化を、第４図（ニ）は出力コンデンサの両端
にあられれる直流出力電圧ｖ□の変化を、第４図（ホ）
はインバータが出力する交流電流工Ａの変化をそれぞれ
があられしている。

この第４図であきらかなように、時刻ｔ、に起動指令が
発せられると位相制御角αは零から徐々に増加して時刻
ちには１８０度となる。これに対応して交流電圧ｖＡ　
％直流出力電圧ｖＯと交流電流工＾も徐々に増加してい
るのであるが、交流電圧ＭＡの波形からも絶縁変圧器１
３が偏磁されることがわかる。

（発明の目的） この発明は、直流電源と出力直流とを絶縁させる目的の
Ｄ　Ｏ／　Ｄ　Ｃコンバータを起動するさいに、大きな
過渡電流を生じることなく、かつ絶縁変圧器を偏磁させ
ることのないＤ　Ｏ／　Ｄ　Ｏインバータの起動方法を
提供することを目的とする。

（発明の要点） この発明は、直流電源と出力直流とを絶縁するのが目的
のＤＣ／ＤＣコンバータを起動するさいに、このＤ　Ｏ
／　Ｄ　Ｃコンバータから負荷に電力が供給されない状
態にしておいてインバータを小さな位相制御角で運転し
て出力コンデンサを充電するのであるが、この充電電流
のピーク値でインバータが破損することがない程度に上
記位相制御角は絞り込んでおき、この状態で出力コンデ
ンサが充電完了するのに十分な時間が経過すれば、イン
バータの位相制御角αを最大値すなわち１８０度にする
とともに当該Ｄｏ／ＤＣインバータから負荷に直流電力
を供給する。この起動期間中の小位相制御角は定常運転
中の１８０度位相角にくらべて十分に小さくしであるこ
とにより、絶縁変圧器の偏磁を回避しようとするもので
ある。

（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。

この第１図において、直流電源１１からの直流電力はト
ランジスタのブリッジ接続で形成されているインバータ
１２に入力され、各トランジスタを順次オン・オフ動作
させることによって入力直流電力をＶＡなる電圧と島な
る電流の交流電力に変換している。この交流電力は絶縁
変圧器１３を介して整流器１４に与えられるので、整流
器１４は直流電力を出力する。直流リアクトル１５と出
力コンデンサ１６とで構成されている平滑回路は、整流
器１４が出力する直流電力からリップル分を除去してい
るので、平滑された直流電力が接点３５Ａと３５Ｂとを
介して負荷１７に与えられるのであるが、この負荷１７
に与えられる直流出力電圧がｖ□の直流電力は直流電源
１１とは絶縁されたものとなっている。

上述のように構成されているＤＣ／ＤＣコンバータを起
動するさいに出力コンデンサ１６を充電する過渡電流が
適正な値に抑制されるとともに絶縁変圧器１３が偏磁さ
れないようにするために、本発明においては下記のよう
な起動方法が採用される。

起動接点２１を閉路することにより当該Ｄｏ／ＤＣコン
バータの起動指令がタイマ回路３１に与えられる。この
タイマ回路３１は常時開なる開路遅延接点３１Ａと、常
時開なる閉路遅延接点３１Ｅならびに３１０を有してい
るので、前述の起動指令とともに開路遅延接点３１Ａが
直ちに閉路して小位相角発振器３２からの信号を位相角
制御回路２３に与えてインバータ１２を小さな位相制御
回路　で運転させる。このとき閉路遅延接点３１Ｂと３
１０とは未だ開路状態にあるので１８０度位相角発振器
３３の出力は遮断されており、かつ負荷開閉器３５は無
励磁であるから、接点３５Ａと３５Ｂは開路しており、
負荷１７は当該Ｄ　Ｇ　／　Ｄ　０コンバータから切離
されている。

インバータ１２が出力する交流電圧ＶＡはこの小位相制
御角偽　に対応したものとなり、絶縁変圧器１３を介し
て整流器１４によりこの交流電圧は直流に変換され、出
力コンデンサ１６を充電する。それ故出力コンデンサ１
６には充電開始とともに大きなピーク電流が流れるので
あるが、このピーク電流によりインバータ１２が破損し
ないように位相制御角αは前述の小位相制御角偽　に選
定されている。そして出力コンデンサ１６の充電が進行
するにつれて電流は減少し、出力コンデンサ１６の端子
電圧すなわち直流出力電圧ｖ□は上昇する。

出力コンデンサ１６が上述のようにして充電完了する。

のに十分な時間がタイマ回路３１によりカウントされた
とき、開路遅延接点３１Ａが開路するとともに閉路遅延
接点３１Ｂと３１０とが閉路するので、位相制御回路２
３へは１８０度位相角発振器３３からの信号が小位相角
発振器３２からの信号の代りに与えられるので、インバ
ータ１２は位相制御角αが１８０度の状態で動作すると
ともに、負荷開閉器３５が励磁されるので、当該ＤＯ／
　Ｄ　Ｏコンバータが出力する直流電力が負荷１７に供
給される。すなわちＤ　Ｏ／　Ｄ　Ｏコンバータは起動
完了して定常運転に入る。

第２図は第１図に示す実施例回路での動作をあられして
いる動作波形図であって、第２図（イ）は起動指令の状
態を、第２図（ロ）は負荷投入指令の状態を、第２図（
ハ）はインバータが出力する交流電圧ｖＡの波形を、第
２図（ニ）はインバータに与える位相制御角αの変化を
、第２図（ホ）は出力コンデンサの両端にあられれる直
流出力電圧ｖ□の変化を、第２図（へ）はインバータが
出力する交流電流工Ａの変化をそれぞれがあられしてい
る。

この第２図において、時刻ｔ、に起動指令が発せられる
と、位相制御角αは一定の小さな値偽を出力するので、
このときインバータ出力電流工Ａにはピーク電流が流れ
る。しかし小位相角偽を適切に選定することにより、イ
ンバータ１１を破損させるほど大きなピーク電流を発生
させないようにすることができる。ここで小位相角α。

が一定であるため、出力コンデンサ１６の充電電流は徐
々に減少して零になり（すなわち充電完了である）、こ
の電流減少に対応して直流出力電圧Ｖ（。

は増加する。充電完了する時刻ｔ、に制御位相角αは小
さな値α。から１８０度に切換わるとともに負荷投入指
令が発令されるので、このＤＣ／ＤＣインバータは定常
運転となるのであるが、時Ｍｔ＋からｔ、までの起動期
間中におけるインパ〜り１２の位相制御角α。は、１８
０度に比してごく小さな値であるため、絶縁変圧器１３
を偏磁させるおそれは回避できる。

（発明の効果） この発明によれば、直流出力と直流電源とを絶縁する目
的で使用されるＤ　Ｏ／　Ｄ　ａコンバータにおいて、
このＤｏ／ＤＣコンバータを構成しているインバータは
定常運転時に使用する１８０度位相角発振器と、起動時
に使用する′小位相角発振器とを備え、さらに起動時に
は負荷を当該Ｄｃ／ＤＣコンバークから切離すようにし
ているので、このＤＣ／ＤＣコンバータが出力する直流
電力カラリツフル分を除去するための出力コンデンサに
過渡的に大きな充電電流が流れるのを抑制してインバー
タが過電流により破壊するのを防ぐとともに、起動期間
中のインバータの位相制御角はごく小さな一定値である
ために、絶縁変圧器が偏磁されるおそれのない利点を有
する。さらにインバータの制御位相角は２種類のみでよ
いことから、従来のソフトスタート式のものの制御回路
にくらべて簡素化され、小形低価格の制御回路となる利
点も合わせて有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図であり、第２図は
第１図に示す実謄例回路での動作をあられしている動作
波形図である。第３図は入力直流とは絶縁された直流出
力を得ることができるＤＣ／ＤＣ　コンバータの従来例
を示す回路図であり、第４図は第３図に示す従来例回路
での動作をあられしている動作波形図である。 １１：直流電源、１２：インバータ、１３：絶縁変圧器
、１４：整流器、１５：直流リアクトル、１６：出力コ
ンデンサ、１７：負荷、２１：起動接点、２２：ソフト
スタート回路、２３：位相制御回路、３１：タイマ回路
、３１Ａ　：開路遅延接点、３１Ｂ、３１０　　：閉路
遅延接点、３２：小位相角発振器、３３：１８０度位相
角発振器、３５：負荷開閉器、３５Ａ、３５Ｂ　　：接
点。 第１図 ｔｌ　　　　　　　　　　　　　　　　　　七３第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）直流電源に接続されたインバータから出力される交
   流電力を絶縁変圧器と整流器と平滑回路とにより前記直
   流電源とは絶縁された直流電力を得るように構成されて
   いるＤＣ／ＤＣコンバータにおいて、前記ＤＣ／ＤＣコ
   ンバータを起動する起動指令が出力されると、当該ＤＣ
   ／ＤＣコンバータはその負荷への電力供給を零とする状
   態にしたのちに前記インバータを所定の小位相角で運転
   させ、前記起動指令から一定時間経過すれば、ＤＣ／Ｄ
   Ｃコンバータから負荷へ電力を供給するとともに前記イ
   ンバータを最大位相角で運転させることを特徴とするＤ
   Ｃ／ＤＣコンバータの起動方法。