JPS6373871A - チヨツパ素子電流検出回路 - 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〕 本発明は、チョッパ回路に係り、特にチョッパ回路のチ
ョッパ素子に流れる電流を検出する回路に関する。

〔従来の技術〕

チョッパ回路あるいはインバータ回路等の保護のため、
これらＱ）回路への流入電流を検出する回路に関する従
来技術として、三菱電機枝軸Ｖｏｌ　５６゜Ｎｏ　８．
１９８２第４５頁　「車輌補助電係用ＧＴＯインバータ
装置」と題する文献に開示された技術がある。この従来
技術は、直流電流の検知手段とし又直流変流器を採用し
、該直流変流器により検知した電流値を保護回路に与え
るものである。

以下、この従来技術を図面により説明する。

第４図は、従来技術によるチョッパ回路の電流検出回路
（７）−例を示すブロック図であり、土４図におい又、
１は直流電源、２はフィルタリアクトル、３はフィルタ
コンデンサ、４はチョッパ、５は平滑リアクトル、６は
負荷、１１は直流変流器、１２は遮断器、１３はチョッ
パ素子である。

この従来技術によるチョッパ回路は、チョツバ４がフィ
ルタリアクトル２及びフィルタコンデンサ３によるＬＣ
回路を介して直ηＬ宣諒１から電力（１’）供給を受け
、チョッピングにより制御した電流を平滑リアクトル５
を介して負荷６に供給するように構成され又いる。

一般に、チョッパ素子１３は、可制御電流を越える“電
流が流されると、転ηＬ失敗を引き起し、負荷６に過電
圧を印加する決象を生じ、また、チョッパ索子１３とし
て、ＧＴＯ，サイリスタ、トランジスタ等の自己消弧形
素子を用いた場合、素子がターンオフしたときに順逆短
絡を起して破損するおそれがある。このため、チョッパ
４の電流を常時監視し、その電流が可ルＩＪ　１ｌｔｌ
ｌ電流の制限値近くなったとき、チョッパ素子１３をタ
ーンオフさせて素子′ｒ？！、流を止め、電流が制限値
を越えたとき、遮断器１２を開く等洸よりチョッパ回路
を保護する必要がある。

前記従来技術では、チョッパ４０入力端に直流変流器１
１を挿入し、この直流変流器１１によりチョッパ４への
入力電流を監視し、チョッパ回路の保護を行っている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述の従来技術に採用され壬いる１α流変流器
は、ル１１ａ１用に別の電源な必要とし、そグ）ため、
部品点数が多く信頼性に欠ける面があり、そり）寸法も
大きい等の問題点があった。

本発明の目的は、部品点数が少な（侶ね性の高い小型の
、チョッパ素子電流検出回路を提供することにあり、特
に、チョッパ素子に流れる定流の瞬時値を高精度に検出
できるチョッパ素子電流検出回路を提供することにある
。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれは、前記目的は、逆り形のＬＣフィルタ回
路を有するチョッパ回路において、フィルタ回路のフィ
ルタコンデンサに流れる電流を交流変′ａ器によって検
知し、この検知電流を波形変換することによりチョッパ
素子電流の瞬時値を検出する電流検出回路に印加するこ
とによって達成される。

〔作　用〕

前記フィルタ回路のフィルタコンデンサには、チョッパ
回路０）チョッピング動作に伴って、チョッピング電流
波形と叫価な充放電々流が流れる。

こり〕フィルタコンデンサのＭｌ　１４ｔは、チョッパ
素子に流れる電流と、フィルタリアクトルの電流、すな
わちチョッパ素子に流入する電Ｉ５１シの平均電流の差
分として舗４れる。従つ又、交流変流器によって検出さ
れたフィルタコンデンサに流れるｔ　流がらフィルタリ
アクトルにｌＡすれるＮｍ成分を検出し、このｔ江（Ａ
ｔ傾フィルタコンデンサに流れるｉｍ流を加算すること
により、チョッパ素子電流の瞬時値を得ることができる
。

〔実１個例〕 以下、本発明によるチョッパ素子電流検出回路Ｑ）一実
施例を図面により説明する。

第１図は不発明によるチョッパ素子電流検出回路を有す
るチョッパ回路の一実施例を示すプロックレ］、第２図
はチョッパ素子電流、フィルタコンデンサ電流、フィル
タリアクトル慣ｆ流の各電流波形図、第３互は１電流検
出回路の構成Ｌ゛哨である。第１図及び第３図において
、１，２，３，４，５゜６．４３は第４図の場合と同じ
であり、７は交流変流器、８は負定圧検出回路、９は積
分（ロ）路、１０は加算回路、１４は１に流検出回路で
ある。

本発明によるチョッパ索子電流検出回路を旦するチョッ
パ回路は、例えは第１図に示すように、直流電源１．に
フィルタリアクトル２とフィルタコンデンサ３とがτα
列接続され、チョッパ４がフィルタコンデンサ３に並列
接続されて構成される。

フィルタリアクト／′Ｖ２とフィルタコンデンサ３とは
、逆り形のＬＣフィルタ回路を構成し、チョッパ４は、
こり）ＬＣフィルタ回路を介して直流′電源１から電力
の供給を受け、チョッパ素子１３のチョッピングにより
制御した電流を、平滑リアクトル５を介し又負荷６に供
給する。

本発明によるチョッパ素子Ｘ　ｌ、’１検出回路は、交
流変流器７と、わ交流変流器７からグ〕出力信号を受け
て、チョッパ素子１３の電流の瞬時値を検出する電流検
出回路】４により＋１へ成される。交流変流器７は、フ
ィルタコンデンサ３に直列に設けろれ又おり、チョッパ
４内のチョッパ素子１３のチョッピング時にチョッパ素
子１３に流れる電流に等価なフィルタコンデンサ３０充
放電々流を検出し、この検出電流の波形に相当する出力
電圧信号Ｖｌを電流検出回路１４に印加する。

チョッパ４に流入する電流、すなわち、チョッパ素子１
３の電流は、第２１９（ａ）に示すように、チョッパ素
子１３のチョッピング動作によりピーク電流Ｉ’４Ｋを
有する間歇的な電流波形を有する。

こりンチョンバ素子１３（７）’１苑の平均直流電流値
をＩａｖ、とすると、フィルタコンデンサ３は、この平
均直流電流値工、７．を中心にし℃、チョッパ素子１３
の電流がこの電流値■、、１．より大きい場合に放電さ
れ、逆の場合に充電されることになる。このため、フィ
ルタコンデンサ３の電流は、第２図（ｂ）に示すような
一種の交流電流波形となる。

この場合、フィルタリアクトル２とフィルタコンデンサ
３より成るＬＣフィルタ回路の共振周波数を、チョッパ
素子１３のチョッピング周波数より充分に低い値に選定
しておくと、フィルタリアクトル２に流れる電流は、第
２図（Ｃ）に示すよりにほぼ一走の値を保つ直流電流と
なり、その値は、チョッパ４に流入する平均直流電流；
、ｃ　′：６Ｌ　＜、かつ、フィルタコンデンサ３０充
電々にのピーク値に等しいものとなる。

前述したように、フィルタコンデンサ３の充放電々流は
、第２図（ｂ）に示すような交流信号波形であるので、
このフィルタコンデンサ３に直列に設けられた交流変流
器７は、このフィルタコンデンサ３の充放電々流の値に
相当する出力電圧ＶＩを発生する。従って、この交流変
流器７の出力電圧ＶＩかもフィルタコンデンサ３の充電
電流のピーク値に相当する電圧を検出することにより、
等価的に第２図（Ｃ）に示すようなフィルタリアクトル
２に流れる定流、すなわち、チョッパ４に流入する平均
直流電流値１．マ・を検出し、この検出値出信号ｖ１を
加算することにより、チョッパ４への流入電流の瞬時値
、すなわち、第２図（ａ）に示すようなチョッパ素子１
３の電流の瞬時値を検出することができる。

交流変流器７の出力電圧Ｖ＋　は、すでに述べたように
、第２図（ｂ）に示すフィルタコンデンサ３のフＥε・
を波形と等価であり、電流検出回路１４は、この出力電
圧Ｖ＋　　を受け℃チョッパ素子１３に流れる電流α〕
瞬時値を検出する。以下、この電流検出回路１４につい
又、第３図により説明する。

第３図は′電流検出回路１４の詳細構成図であり、電流
検出回路１４は、負電圧検出回路８、積分回路９、加算
回路１０が順次直列に接続され″′Ｃ構成さｔＬる。交
流変流器７の出力電圧ｖ１　は、負電圧検出回路８ノ）
入力端子から入力され、該負電圧検出回路８で負方向の
電圧成分、すなわち、フィルタコンデンサ３の充電々流
に相当する交流変流器７の出力電圧成分が抽出され、次
段に接続され又いる積分回路９に入力される。積分仲ｊ
路９は、負１Ｘ圧検出回路８からの出力電圧を充電抵抗
Ｒ１を介してコンデンサＣに充電し、このコンデンサＣ
に充電さ之シた電圧を抵抗ａ　２を介して次段の加算回
路１０に与える。この積分回路９において、充電抵抗几
１に対して抵抗Ｒ２の値を充分大きく選定すると、七ン
デンサＣの電圧■ｃは、負電圧検出回路８により抽出さ
れた、フィルタコンデンサ３０充電々流に相当する交流
変流器７の出力′電圧のピーク値を示し、コンデンサＣ
は、この電圧ＶＣを保持する。この電圧Ｖｃは、第２し
Ｉ（ｃ）に示すチョッパ４に流入する電流の平均値ｖ０
．を示し、第２図（ｂ）に示すフィルタコンデン”ｊ　
３　＆）　％　ｍと等価な交流変流器７の出力電圧Ｖｉ
　ととも（ζ加算回路１０に印加される。加算回路１０
は、前述の積分回路９の出力電圧ｖｃと交流変＋、Ｉｔ
、器７の出力電圧ｖ１　を加′３１：するとともにゲイ
ン補正を行って、第２図（ａ）に示すチョッパ素子１３
０）電流と等価な出力電圧ｖ０を出力して、チョッパ素
子１３の電流の瞬時値を表示する。

この電流検出回路１４よりヅノ１られるチョッパ素子１
３σ）電流の瞬時値を示す出力↑１工圧Ｖ０は、図示し
ない保護手段等に与えられ、チョッパ回路（７）過電流
防止等、チョッパ回路保護等のために用いられる。

前述した本発明の実施例は、チョッパ回路におけるチョ
ッパ素子の電流の瞬時値を検出するものであるが、本発
明は、チョッパ付インバータ等にも同様に適用すること
ができる。また、電流検出回路を構成する各機能回路は
、夫々り）機能を果し得るものであれは、どのような回
路構成のものであってもよ（、実施例に示したようなオ
ペアンプを用いた構成でなくても、例えば、交流変流器
の出力をサンプリングした後、ディジタル的に処理する
ものであってもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれは、交流変流器によ
りチョッパ回路におけるチョッパ素子電流を検出するこ
とができるので、変流器自体の簡略化を図ることができ
、直流変流器に必要であった制御用の別電源を必要とせ
ず、回路構成の簡略化を図ることができるとともに、信
頼性の向上及び回路の小形軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるチョッパ素子電流検出回路を有す
るチョッパ回路の一実施例を示すブロック図、第２図は
チョッパ電流、フィルタコンデンサ電流、フィルタリア
クトル電流の各ｔｔｊ流波形図、第３図は電流検出回路
の構成図、第４図は従来技術によるチョッパ回路の電流
検出回路の一例を示すブロック、図である。 １・・・・・・直流逼掠、２・・・・・・フィルタリア
クトル、３・・・・・・フィルタコンデンサ、４・・・
・・・チョッパ、５・・・・・・平滑リアクトル、６・
・・・・・負荷、７・・・・・・交流変流器、８・・・
・・・負電圧検出回路、９・・・・・・精分回路、１０
・・・・・・加算器、１１・・・・・・直流変流器、１
２・・・・・・遮断器、１３・・・・・・チョッパ素子
、１４・・・・・・パ宅流検出回路。 代理人　弁理士　　武　顕次部（外１・名）第１図 ７二交流変流器 １３：÷ヨッノ（ｉＡ÷ 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流電源に接続された逆Ｌ形のＬＣフィルタ回路を
   有するチョッパ回路のチョッパ素子電流検出回路におい
   て、フィルタ回路のフィルタコンデンサの電流を検知す
   る交流変流器と、該交流変流器の検出出力を受けてチョ
   ッパ素子電流の瞬時値を検出する電流検出回路とを備え
   ることを特徴とするチョッパ素子電流検出回路。 ２、前記電流検出回路は、前記フィルタコンデンサの充
   電電流を検出してチョッパ素子の平均電流を検出し、こ
   の平均電流と前記フィルタコンデンサの電流とを加算す
   ることによりチョッパ素子電流の瞬時値を検出すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のチョッパ素子
   電流検出回路。