JPS6352667A - 補助電源装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、直流高圧架線を電源として低圧の交流電源
あるいは直流電源を得る補助電源装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第７図は例えば特開昭５６−１２８６６号公報に示され
た従来の車両用補助電源装置を簡素化して示した回路図
であり、図において、１は直流電源、２は直流高速度遮
断器、３は入力用直流リアクトル、４は入力用フィルタ
コンデンサ（平滑用コンデンサ）、５はチョッパ用スイ
ッチング素子で例えばＧＴＯサイリスタとダイオードと
の逆並列回路からなり、６はチョッパ用フライホイール
ダイオード、７はチョッパ出力用直流リアクトル、８は
出力側フィルタコンデンサとしてのチョッパ出力用フィ
ルタコンデンサ、９はフィルタコンデンサ４．スイッチ
ング素子５．フライホイールダイオード６、直流リアク
トル７およびフィルタコンデンサ８からなるチョッパ回
路、１０はスイッチング素子１０ａ〜１０ｆで構成され
る３相ブリツジインバータ、１１はインバータ用変圧器
、１２は交流負荷である。

次に動作について説明する。

直流高速度遮断器２が投入されると、直流電源１の電圧
は直流リアクトル３を経由してフィルタコンデンサ４に
印加される。そして、スイッチング素子５は、第７図に
は示されていない通流率制御装置からの指令に従い、例
えば交流負荷１２の電圧が一定電圧となるような通流率
でチョッパ動作する。

なお、このチョッパ動作時のタイミングチャートを第８
図に示す。第８図において、スイッチング素子５がオン
の期間には、フライホイールダイオード６に印加される
電圧はフィルタコンデンサ４の電圧とほぼ同じ値となり
、この時、直流リアクトル７にはフライホイールダイオ
ード６の電圧とフィルタコンデンサ８の電圧との差電圧
が印加されるため、直流リアクトル７の電流は増加する
。

続いて、スイッチング素子５がオフすると、それまで直
流リアクトル７に流れていた電流は、直流リアクトル７
　フィルタコンデンサ８およびインバータ１ｏ　フライ
ホイールダイオード６という経路で環流する。そして、
直流リアクトル７にはフィルタコンデンサ８の電圧とほ
ぼ同じ電圧が印加され、このため、直流リアクトル７の
電流は減少する。

一方、インバータ１０は、フィルタコンデンサ８を電源
とする３相ブリツチインバータとして動作し、インバー
タ１０からの交流電流は、インバータ用変圧器１１によ
り昇圧あるいは降圧絶縁さね、３相交流電源として交流
負荷】２に供給される。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の補助電源装置は以上のように構成されているので
、交流負荷１２が完全無負荷状態にあり、かつフィルタ
コンデンサ８が初期充電される時には、第３図に示すよ
うに、チョッパの通流率を最小値αｍｉｎにしても、第
４図に示すように、フィルタコンデンサ８の電圧は制御
したい出力電圧値をこえて上昇してしまい、チョッパに
よって出力電圧を制御することが不可能になるという問
題点があり、これとともに、フィルタコンデンサ８と並
列に放電用抵抗を接続してフィルタコンデンサ８を放電
させるようにして出力電圧を下げなければならないため
、装置のエネルギ損失が増加し装置の効率が低下するな
どの問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、フィルタコンデンサの無負荷時初期充電の電
圧上昇を抑えることができるとともに、放電用抵抗を効
果的に用いることにより装置の損失を少なくして装置の
効率を向上させることができる補助電源装置を得ること
を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る補助電源装置は、直流高圧電源からの電
圧を出力側にフィルタコンデンサを有するチョッパ回路
によって降圧する補助電源装置において、無負荷時の初
期充電による電圧上昇を防止すべく、上記出力側フィル
タコンデンサと並列に接続さ九た放電用抵抗と、同抵抗
を直列に接続されたスイッチとをそなえ、上記チョッパ
回路の出力電圧を検出する電圧検出回路と、同電圧検出
回路によって検出された電圧値が設定値をこえたときに
上記スイッチへ閉制御信号を出力する制御回路とを設け
たものである。

［作　　　用］ この発明における補助電源装置は、電圧検出回路によっ
て検出されたチョッパ回路の出力電圧が設定値をこえる
と、制御回路からスイッチに閉制御信号が出力されて、
この信号を受けた上記スイッチの閉鎖により、上記チョ
ッパ回路の出力側のフィルタコンデンサと並列に接続さ
れた放電用抵抗に電流が流れて、上記のチョッパ回路の
出力電圧が降下する。

［発明の実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は特に車両用の補助電源装置を示す回路図であり、第
１図において、１は直流高圧電源としての直流電源、２
は直流高速度遮断器、３は入力用直流リック１−ル、４
は入力用フィルタコンデンサ、Ｓは同フィルタコンデン
サ４に接続されたチョッパ用スイッチング素子、６はチ
ョッパ用フライホイールダイオード、７はリップル電流
を低減するためのチョッパ出力用直流リアクトル、８は
電圧を平滑化するための出力側フィルタコンデンサとし
てのチョッパ出力用フィルタコンデンサ、９はフィルタ
コンデンサ４．スイッチング素子５．フライホイールダ
イオード６、直流リアクトル７およびフィルタコンデン
サ８からなるチョッパ回路、１３はフィルタコンデンサ
８と並列に接続された放電用抵抗、１４は同放電用抵抗
１３と直列に接続されたスイッチ、１５は負荷、１６は
フィルタコンデンサ８の電圧（チョッパ回路９の出力電
圧）を検出する電圧検出回路としての出力過電圧検出回
路、１７は同出力過社圧゛検出回路１６によって検出さ
れた出力電圧値が過電圧になった時（設定値をこえた時
）のみにスイッチ１４へ閉制御信号を出力して同スイッ
チ１４をオンにする制御回路である。

次に動作について説明する。直流高速度遮断器２が投入
されると、直流電源１の電圧は直流リアクトル３を経由
してフィルタコンデンサ４に印加される。そして、スイ
ッチング索子５は、第２図に示すように、適当に制御さ
れた通流率α［オン期間／（オン十オフ）期間］でオン
オフする。これにより、フライホイールダイオード６、
直流リアクトル７およびフィルタコンデンサ８には、そ
れぞれ図示するような電圧、電流が流れる。

負荷１５が完全に無負荷状態にあり、さらにフィルタコ
ンデンサ８が全く充電されていない時には、チョッパ用
スイッチング素子５がオンすると、電流は、フィルタコ
ンデンサ４　スイッチング素子５　直流リアクトル７　
フィルタコンデンサ８という経路で流れて、フィルタコ
ンデンサ８が充電される。

このとき、フィルタコンデンサ８の電圧は、第４図に示
すように、時間とともに上昇し、ある電源値ＶＰの点で
横ばい状態となる。しかし、チョッパ出力電圧の設定値
ＶｒがこのＶｐよりも小さい時には、第３図に示すよう
に、チョッパの通流率を最小にして出力電圧の上昇を押
さえようとしても、出力電圧は設定値Ｖｒをこえて上昇
し過電圧となってしまう。

そこで、第５図に示すように、出力過電圧検出回路１６
および制御装置１７により、出力電圧が過電圧になった
時のみに、スイッチ１４をオンして放電用抵抗１３によ
りフィルタコンデンサ８の電圧を放電させ、同フィルタ
コンデンサ８の電圧を降下させる。そして、設定値Ｖｒ
よりフィルタコンデンサ８の電圧が下がった時には、ス
イッチ１４をオンするようにする。

このようにすることにより、第５図に示すごとく出力電
圧を設定値Ｖｒに落ちつかせることができ、負荷側への
過電圧による悪影響を阻止することができる。

なお、上記実施例では、スイッチ１４を放電用抵抗１３
と直列に接続しているが、スイッチ１４のかわりにスイ
ッチング素子例えばサイリスタ。

パワートランジスタ等を接続してもよい。

また、上記実施例では、低圧直流出力の車両用補助電源
装置を示したが、第６図に示すように、フィルタコンデ
ンサ８に、インバータ１０および変圧器１１を介して交
流負荷１２を接続するようにしてもよく、この場合にも
、上記実施例と同様の効果を得ることができる。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、スイッチと放電用抵
抗とを直列接続した保護装置により補助電源装置の無負
荷時の出力電圧の初期充電による電圧上昇を効果的に抑
制できるようにしたので、高効率の補助電源が得られる
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による補助電源装置を示す
回路図、第２，３図はそれぞれ本装置のタイミングチャ
ート、第４，５図はそれぞれ出力電圧の電圧上昇を示す
グラフ、第６図はこの発明の他の実施例による補助電源
装置を示す回路図、第７図は従来の補助電源装置を示す
回路図、第８図は従来装置のタイミングチャートである
。 図において、１　直流高圧電源としての直流電源、８．
出力側フィルタコンデンサとしてのチョツバ出力用フィ
ルタコンデンサ、９−・チョッパ回路、１３・・・・放
電用゛抵抗、１４−スイッチ、１６・・−・電圧検出回
路としての出力過電圧検出回路、１７−・・制御回路。 なお、図中、同一の符号は同一、又は相当部分を示して
いる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直流高圧電源からの電圧を出力側にフィルタコン
   デンサを有するチョッパ回路によって降圧する補助電源
   装置において、無負荷時の初期充電による電圧上昇を防
   止すべく、上記出力側フィルタコンデンサと並列に接続
   された放電用抵抗と、同抵抗を直列に接続されたスイッ
   チとをそなえ、上記チョッパ回路の出力電圧を検出する
   電圧検出回路と、同電圧検出回路によって検出された電
   圧値が設定値をこえたときに上記スイッチへ閉制御信号
   を出力する制御回路とが設けられたことを特徴とする補
   助電源装置。
2. （２）上記チョッパ回路からの出力側にインバータ回路
   が接続されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の補助電源装置。