JPS63268464A - 高圧直流電源装置 - Google Patents

高圧直流電源装置

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JPS63268464A
JPS63268464A JP62100878A JP10087887A JPS63268464A JP S63268464 A JPS63268464 A JP S63268464A JP 62100878 A JP62100878 A JP 62100878A JP 10087887 A JP10087887 A JP 10087887A JP S63268464 A JPS63268464 A JP S63268464A
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JP
Japan
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voltage
inverters
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period
wave
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Masamitsu Kumazawa
熊澤 正光
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Nissin Electric Co Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、真空管のエージング用などに使用される高
圧直流電源装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のこの種の高圧直流電源装置は、第3図に示すよう
に、商用電源から与えられる交流電圧をm台のコンバー
タC0NI 〜CON、で独立して直流電圧に変換し、
このm台のコンバータCON I〜CON、から出力さ
れる直流電圧をm台のインバータIN、〜IN、でそれ
ぞれ独立して同一周期で同一振幅で位相が例えば17m
ずつずれた矩形波交流電圧に変換し、m台のインバータ
IN。
〜IN、から出力される矩形波交流電圧を結合変圧器T
Rl−TR,で絶縁および電圧整合を図った上で全波整
流器り、〜D、でそれぞれ全波整流し、さらに整流後の
各電圧を加算合成し、得られた合成電圧をリアクトルし
およびコンデンサCよりなるリップル除去用フィルタF
に通すことでリップルを除去し、得られた最終直流電圧
を真空管等の負荷に加えるように構成されていた。
この場合、インバータINI〜IN、から出力される矩
形波交流電圧は、理想的には、180度の導通幅を有す
ることが望ましいが、実際にはインバータIN、〜IN
、のスイッチングの関係から、完全に180度にするこ
とは不可能で、ある程度の休止期間を設けなすればなら
ず、この休止期間が存在するため、インバータIN、〜
IN。
の出力の矩形波交流電圧を昇圧し整流して加算合成した
場合に、合成電圧にインバータIN+ 〜IN、の出力
の矩形波交流電圧の休止期間に対応するリップル電圧が
生じ、このリップル電圧を除去するためにリップル除去
用フィルタFを設けている。また、インバータIN、〜
IN、の出力の矩形波交流電圧は、コンバータC0NI
〜CON。
の出力直流電圧を位相制御でもって調整す為ことにより
導通幅を変化させることなく変化させることができるよ
うになっている。
この高圧直流電源装置において、m台のインバータIN
、〜IN、の最大出力電圧をそれぞれ600Vとし、結
合変圧器TRI 〜TR,の巻数比をそれぞれ1対20
とすれば、す、プル除去用フィルタFの出力側から得る
べき最終直流電圧を例えば40KVとするには、m=4
とすればよい。
これより高い電圧を出力する必要がある場合には、コン
バータCON、−CON、、インバータINI〜IN、
、全波整流器り、−D、の台数mをそれぞれ最終直流電
圧に合わせて増加させればよい。
ここで、m=4として40KVの最終直流電圧を得るよ
うに構成した高圧直流電源装置における各部のタイムチ
ャートを第4図に示す。第4図において、(al〜+d
)はインバータIN、〜IN、から出力される矩形波電
圧■1 ′〜■4 ′を示し、その周波数は例えばIK
Hz、すなわち周期はl m sで、半周期500μs
毎に50μsの休止期間TI  ’〜T4 ′ (最小
値)をもち、その振幅VIM′〜V4N′はそれぞれ約
590vである。また、(el〜(hlは全波整流器D
 I”’ D aの出力電圧y、l〜v、′を示し、そ
の振幅VSM’〜ves′はそれぞれ11.7KVであ
り、時間To ’  (500,cps)毎に50μs
の休止期間T8  ’〜T8 ′を有している。(11
は全波整流器り、〜D4の直列回路体の両端に得られる
合成電圧y、lを示し、電圧値V9A’  (35,3
KV)を有する期間Tel (50μs )と電圧値V
9B’  (47,4KV)を有する期間Tig(75
μs)とが交互に繰り返すリップルを含んだものとなっ
ている。なお、第4図(1)において、破線は合成電圧
■、′をリップル除去用フィルタFに通した後の最終直
流電圧■1゜′ を示している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記第3図の高圧直流電源装置は、全波整流器り、−D
、の直列回路体の両端に得られる合成電圧に大きなリッ
プルがあり、これを除去するためには、リップル除去用
フィルタFの容量を大きくする必要がある。ところが、
リップル除去用フィルタFの容量を大きくすると、リッ
プル除去用フィルタFに大きい直流エネルギーが蓄えら
れることになり、例えば真空管のエージング中に真空管
が閃絡すれば、長時間閃絡電流が流れ、真空管が破壊さ
れるという問題がある。
このような問題に対し、通常は、負荷である真空管等と
並列にクローバスイッチを設け、負荷の閃絡を検出して
クローバスイッチをオンにして閃絡電流をバイパスして
負荷の破壊を防止するように構成していた。
しかし、このようにクローバスイッチを設けると、高圧
直流電源装置を短絡電流に耐えられるように大容量にす
る必要があり、商用電源系統にも悪影響を与えるので、
好ましくはなかった。
したがって、この発明の目的は、リンプルを少なくして
リフプル除去用フィルタの容量を小さくすることができ
る高圧直流電源装置を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明の高圧直流電源装置は、同一周期で同一振幅の
矩形波交流電圧を発生するn台(nは2以上の整数)の
インバータと、このn台のインバータの出力端に1次側
をそれぞれ接続したn個の結合変圧器と、このn個の結
合変圧器の2次側に交流側をそれぞれ接続し直流側を直
列接続したn個の全波整流器と、このn個の全波整流器
の直列回路体の両端に接続したリップル除去用フィルタ
とを備え、前記n台のインバータのそれぞれの休止期間
の合計を前記n台のインバータの出力周期の%と等しく
設定するとともに、前記n台のインバータのそれぞれの
休止期間が重ならないように前記n台のインバータのそ
れぞれの出力位相を設定したものである。
〔作用〕
この発明の構成によれば、n台のインバータの休止期間
の合計をn台のインバータの出力周期の2と等しく設定
するとともに、n台のインバータのそれぞれの休止期間
が重ならないようにn台のインバータのそれぞれの出力
位相を設定したので、常にn台のインバータのうちいず
れか1台は必ず休止することになり、n台のインバータ
の出力の矩形波交流電圧を昇圧および整流して加算合成
した合成電圧におけるリップルをほとんどなくすことが
でき、リップル除去用フィルタは残留リンプルを除去で
きればよいだけのきわめて小容量のものでよくなる。
〔実施例〕
この発明の一実施例を第1図および第2図に基づいて説
明する。すなわち、この高圧直流電源装置は、第1図に
示すように、商用電源から与えられる交流電圧をn台の
コンバータC0NI 〜CON、で独立して直流電圧に
変換し、このn台のコンバータC0NI−CON、lか
ら出力される直流電圧をn台のインバータI N l 
〜IN、でそれぞれ独立して同一周期で同一振幅で位相
がπ/nずつずれた矩形波交流電圧に変換し、n台のイ
ンバータINI−IN、lから出力される矩形波交流電
圧を結合変圧器T R+〜TR,で絶縁および電圧整合
を図った上で全波整流器D1〜D1てそれぞれ全波整流
し、さらに全波整流後の各電圧を加算合成し、得られた
合成電圧をリアクトルしおよびコンデンサCよりなるリ
ップル除去用フィルタFに通すことでリップルを除去し
、得られた最終直流電圧を真空管等の負荷に加えるよう
に構成されていた。
この場合、n台のインバータIN1〜■Nllの出力端
は、n個の結合変圧器T R+ ”” T R−の1次
側にそれぞれ接続し、n個の結合変圧器T R+〜TR
,02次側にn個の全波整流器り、−D。
の交流側をそれぞれ接続し、n個の全波整流器D+〜D
1の直流側を直列接続し、このn個の全波整流器り、〜
D7の直列回路体の両端にリップル除去用フィルタFを
接続し、す・ソプル除去用フィルタFの出力の最終直流
電圧を負荷に印加するようになっている。
また、n台のインバータIN、〜IN、のそれぞれの休
止期間の合計をn台のインバータIN+〜INfiの出
力周期の2と等しく設定するとともに、n台のインバー
タIN、〜INl、のそれぞれの休止期間が重ならない
ようにn台のインバータI N +〜IN、のそれぞれ
の出力位相を設定している。この設定に際しては、つぎ
の点に留意する必要がある。すなわち、インバータIN
I −INllが必要とする最小休止期間を合計した値
がインバータIN+ 〜IN、の出力周期のAより小さ
くなるように台数を設定する必要がある。つまり、例え
ばインバータINI−IN、の最小休止期間をそれぞれ
A1〜A、とじたときに、 AI<aI At<ax An<a、l なる休止期間a、〜a0で、インバータIN、〜IN、
の出力周波数fに対し、 al +al l++all= l/’l fとなるn
台のインバータ構成とする。なお、上式のように設定す
るのは、インバータIN+ 〜tNllの出力の1周期
に休止期間が2回あるからである。
また、インバータIN、〜IN、は必要な電圧Bに対し
てB/ (n−1)なる電圧を出力できるようにする。
また、インバータIN、〜IN、の出力の矩形波交流電
圧は、コンバータCON +〜C0N11の出力直流電
圧を位相制御でもって調整することにより導通幅を変化
させることなく変化させることができるようになってい
る。
また、リップル除去用フィルタFは、この実施例の場合
、理論的には不要であるが、実際にインバータTN、〜
IN、を運転する上で、その出力のスイッチングの時間
、温度等の特性による出力位相のずれ、全波整流器D1
〜D7の重なり角等による多少のリップル成分が残るの
で・これらの残留リップル成分の除去のために設けてい
るものであるが、その容量は従来の高圧直流電源装置の
場合に比べて極めて小さくすることができ、リップル除
去用フィルタFに蓄えられる直流エネルギーは小さく抑
えることができる。
この高圧直流電源装置において、従来例と同様にn台の
インバータI N +〜IN、の最大出力電圧をそれぞ
れ600vとし、結合変圧器TR,〜TR,,の巻数比
をそれぞれ1対20とすれば、リップル除去用フィルタ
Fの出力側から得るべき最終直流電圧を例えば40KV
とするには、n=5とすればよい。これより高い電圧を
出力する必要がある場合には、コンバータC0NI 〜
C0N11゜インバータIN、〜IN、1.全波整流器
り、〜D。
の台数nをそれぞれ最終直流電圧に合わせて増加させれ
ばよい。
ここで、n=5として40KVの最終直流電圧を得るよ
うに構成した高圧直流電源装置における各部のタイムチ
ャートを第2図に示す。第2図において、(al〜(a
lはインバータIN、〜IN、から出力される矩形波電
圧V、〜V、を示し、その周波数は例えばIKIlz、
すなわち周期は1msで、半周期500μs毎に100
μsの休止期間T1〜T、をもち、その振幅■、〜vs
、はそれぞれ500Vである。また、(fl〜filは
全波整流器D1〜D、の出力電圧■、〜v1゜を示し、
その振幅■、〜■、。、はそれぞれl0KVであり、時
間T。
(500μs)毎に100μsの休止期間T、〜TIO
を有している。(klは全波整流器D + 、”” D
 sの直列回路体の両端に得られる合成電圧V I 1
を示し、その電圧値VIIAは40KVとなっている。
この実施例の高圧直流電源装置によれば、n台のインバ
ータIN7.〜IN、lの休止期間の合計をn台のイン
バータの出力周期のAと等しく設定するとともに、n台
のインバータIN+〜IN、のそれぞれの休止期間が重
ならないようにn台のインバータIN、〜IN、のそれ
ぞれの出力位相を設定したので、常にn台のインバータ
IN+〜IN、のうちいずれか1台は必ず休止すること
になり、n台のインバータIN、〜IN、の出力の矩形
波交流電圧を昇圧および整流して加算合成した合成電圧
におけるリップルをほとんどなくすことができ、リップ
ル除去用フィルタFは残留リップルを除去できればよい
だけのきわめて小容量のものでよくなる。
なお、同じ最終直流電圧を得るために、休止期間を長く
設定しているので、従来例よりコンバータ、インバータ
、全波整流器の台数を増加させる必要がある場合が存在
する。
また、上記実施例では、インバータIN+〜INnの休
止期間を同一に設定したが、休止期間を同一に設定する
必要はなく、休止期間の合計がインバータIN、〜IN
、の出力周期のAに等しくするだけで十分である。
また、上記実施例では、インバータIN+〜1Nいの各
1台毎に出力位相を順次ずらせるようにしたが、複数台
毎に順次インバータIN+〜IN、の出力位相を、ずら
せるようにしてもよい。
〔発明の効果〕
この発明の高圧直流電源装置によれば、n台のインバー
タの休止期間の合計をn台のインバータの出力周期の1
/2と等しく設定するとともに、n台のインバータのそ
れぞれの休止期間が重ならないようにn台のインバータ
のそれぞれの出力位相を設定したので、常にn台のイン
バータのうちいずれか1台は必ず休止することになり、
n台のインバータの出力の矩形波交流電圧を昇圧および
整流して加算合成した合成電圧におけるリップルをほと
んどなくすことができ、リップル除去用フィルタは残留
リップルを除去できればよいだけのきわめて小容量のも
のでよくなるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の高圧直流電源装置の構成
を示すブロック図、第2図は第1図の各部のタイムチャ
ート、第3図は従来例の構成を示すブロック図、第4回
は第3図の各部のタイムチャートである。 CON、 〜CON、l・・・コンバータ、IN、 〜
IN、・・・インバータ、TRI〜TR,l・・・結合
変圧器、D1〜D7・・・全波整流器、F・・・リンプ
ル除去用フィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同一周期で同一振幅の矩形波交流電圧を発生するn台(
    nは2以上の整数)のインバータと、このn台のインバ
    ータの出力端に1次側をそれぞれ接続したn個の結合変
    圧器と、このn個の結合変圧器の2次側に交流側をそれ
    ぞれ接続し直流側を直列接続したn個の全波整流器と、
    このn個の全波整流器の直列回路体の両端に接続したリ
    ップル除去用フィルタとを備え、前記n台のインバータ
    のそれぞれの休止期間の合計を前記n台のインバータの
    出力周期の1/2と等しく設定するとともに、前記n台
    のインバータのそれぞれの休止期間が重ならないように
    前記n台のインバータのそれぞれの出力位相を設定した
    高圧直流電源装置。
JP62100878A 1987-04-23 1987-04-23 高圧直流電源装置 Expired - Lifetime JPH0683577B2 (ja)

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JPH0683577B2 JPH0683577B2 (ja) 1994-10-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017149906A1 (ja) * 2016-03-02 2017-09-08 株式会社電菱 スイッチング電源回路
CN107888089A (zh) * 2017-11-07 2018-04-06 许继电源有限公司 一种高压直流电源

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WO2017149906A1 (ja) * 2016-03-02 2017-09-08 株式会社電菱 スイッチング電源回路
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