JPH01110060A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

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JPH01110060A
JPH01110060A JP26542987A JP26542987A JPH01110060A JP H01110060 A JPH01110060 A JP H01110060A JP 26542987 A JP26542987 A JP 26542987A JP 26542987 A JP26542987 A JP 26542987A JP H01110060 A JPH01110060 A JP H01110060A
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JP
Japan
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voltage
power supply
power
circuit
resistor
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Pending
Application number
JP26542987A
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English (en)
Inventor
Shinsuke Nishijima
西島 信介
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は土としてチョッパやインバータを介して直流電
動機や交流電動機を駆動する電力変換装置の電源装置に
関するものである。
(従来の技術) これらの分野における従来の電源装置の構成例を第3図
〜第6図に示す。
第3図において、交流電源1はダイオードブリッジ2に
よって直流に変換され、抵抗3を介してコンデンサ5を
充電し、充電完了後に接点4を閉路する。
コンデンサ5により平滑化された直流電源はインバータ
ブリッジ6により交流に変換されて電動機7を駆動する
インバータブリッジ6を駆動する制御回路12の制御電
源は、変圧器8、トランジスタ9.ダイオード10.コ
ンデンサ11から成る一方式のDC/ DCコンバータ
を介してコンデンサ5の電圧から取出される。
第3図の構成は、交流電源1の電圧が200vクラスま
では使用可能であるが、 400Vクラスになるとトラ
ンジスタの耐電圧が不足して使用できないという問題が
ある。
すなわち、交流電源1が220vの場合にはコンデンサ
5の電圧は約DC310Vとなり、トランジスタ9がス
イッチングする時のコレクタ・エミッタ関電圧は500
V〜600v、電源電圧の変動分を考慮に入れると70
0v程度まで上昇する。
一方、現在実用化されているDC/ DCコンバータ用
トランジスタのコレクタ・エミッタ間の耐電圧の最高は
850v〜900vであり、交流電源1が200Vクラ
スでは使用可能であるが400vクラスには適用出来な
い。
交流電源1が400Vクラスの場合には、従来は第4図
に示すようにコンデンサ5A、 5Bを直列に接続する
と共に分圧抵抗20A、 20Bをコンデンサ5A、 
5Bにそれぞれ並列に接続し、それぞれのコンデンサ5
A、 5Bに変圧器8A、8B、トランジスタ9^、 
9B、ダイオード13A、 13B、 14A、 14
B、リアクトル15A。
15B、コンデンサ11から成るDC/ DCコンバー
タを接続し、出力側を並列にして使用している。
この場合、2つのDC/ DCコンバータの負荷バラン
スを容易にするためにフライバック方式でなくフォワー
ド方式が採用されることが多い。
しかし、第4図の構成ではDC/ DCコンバータが2
個必要となり、回路が複雑になるという問題がある。
また別の従来方法の一例として第5図に示すように、ト
ランジスタ17.18によりハーフブリッジを構成し、
変圧器16.ダイオードブリッジ19.コンデンサ11
を通して直流出力を得るDC/DCコンバータがある。
この場合はトランジスタ17.18のコレクタ・エミッ
タ間に直流電圧以上の電圧が印加されることがないので
、交流電源1の電圧が400vクラスで採用されている
が、トランジスタ17と18のベース駆動電源を絶縁す
る必要があること、直流電源インピーダンスが低いので
トランジスタ17.18が短絡故障した時の防爆保護用
の高速ヒユーズを挿入する必要があるなど回路が複雑に
なるという問題がある。
また、これを解決する方法として、第6図に示示すよう
にコンデンサ5A、 5Bの接続点とダイオードブリッ
ジ2の交流側との間の電圧を整流器21で整流し、この
直流出力から一方式のDC/ DCコンバータを介して
直流制御電源を得る方法がある。
しかしながらこの方法では、無負荷状態において、コン
デンサ5A、5Bの分圧用バランス抵抗20A。
20Bと制御電源の内部抵抗との比によって、コンデン
サ5A、 5B電圧が異常上昇することがある。
すなわち、無負荷時にはコンデンサ5A、 5Bに蓄え
られたエネルギは制御電源の消費エネルギとバランス抵
抗20A、 20Bによってのみ消費され、従って制御
電源の消費エネルギとバランスするまでコンデンサ5A
、 5Bのエネルギが増大し、バランス抵抗20A、 
20Bの電圧も上昇する。
例えば、制御電源の内部抵抗とバランス抵抗値の比が8
:1の場合、直流電圧は負荷のある場合の約1.5倍に
上昇する。
これを防ぐには、制御電源の消費エネルギと同等のエネ
ルギを各バランス抵抗20A、 20Bで消費させる必
要があり、これは通常のバランス抵抗のエネルギより格
段に大きく、装置全体の効率を下げるという問題を生ず
る。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、簡単な回路を用いてDC/ DCコンバータ
のトランジスタに印加される電圧を低くシ、これによっ
て400vクラスの交流電源に対しても安定に動作する
経済的で信頼性の高い電源装置を提供することを目的と
している。
〔発明の構成〕
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は、交流
電源を整流するダイオードブリッジの直流側に2組のコ
ンデンサを直列に接続した平滑回路を設け、このコンデ
ンサの中点と上記ダイオードブリッジの交淳側との間の
電圧を整流器を介して直流に変換し、この直流出力をD
C/ DCコンバータなどを用いた制御電源回路に接続
し、さらに無負荷時の主直流回路の電圧の異常上昇を防
止するために、コンデンサと並列に電圧調整回路または
電圧制限回路を接続して主直流回路の電圧を制限する。
このように無負荷時の電圧上昇を防止しているので、A
C400Vクラスの交流電源から簡単な回路でDC30
0V程度の直流電源が得られ、一方式DC/DCコンバ
ータの電源とすることが可能となる。
(実施例) 本発明の一実施例を第1v!iに示す。
第1図は従来の第6図に比べて出力側のインバータブリ
ッジ6の直流電圧を制限するための、電圧検出回路13
、抵抗14、ダイオード15、トラジスタ16から成る
電圧調整回路が追加されており、他は従来の第6図と同
じである。
第1図において、ダイオ−ブリッジ2の直流側に初期充
電抵抗3A、コンデンサ5A、 5B、初期充電抵抗3
Bを直列に接続し、初期充電完了後、接点4A。
4Bにより抵抗3A、3Bを短絡する。抵抗20A、 
20Bはコンデンサ5A、 5Bにそれぞれ並列に接続
され、電圧分担の改善を図っている。
ダイオードブリッジ2の交流側の一端(V相)とコンデ
ンサ5A、 5Bの中点aとの電圧はダイオードブリッ
ジ21によらて整流され、さらにコンデンサ22で平滑
化されて制御電源用DC/ DCコンバータの電源とな
る。
上記の構成において、交流電源1が投入された瞬間は接
点4A、 4Bは開の状態であり、中点aは交流電源1
を3相余波整流した電圧波形の中点となり、コンデンサ
5A、5Bの充電が完了して接点4A。
4Bが閉になった後も、a点は常にダイオードブリッド
2の直流側の中点電位となる。
この中点電位と交流電源1の1相Vとの間の電圧を考え
、例えば交流電源1の電圧440vとすると、この電圧
のピーク値は約620vとなり、コンデンサ5A、 5
Bはそれぞれ約310Vに充電されている。
従って例えばW相に対してV相がピーク値620vに達
した時は、■相からダイオードブリッジ21のb点→コ
ンデンサ22→C点→a点→コンデンサ5B→ダイオー
ドブリッジ2→W相の回路で電流が流れ、コンデンサ2
2は交流電圧のピーク値からコンデンサ5Bま電圧を引
いた差電圧約310Vに充電される。
また、■相に対してW相がピークの場合はコンデンサ5
Aを介してコンデンサ22が充電され、約310■とな
り、また3相電源ではU相とV相との電位によっても充
電される。
負荷時においては、コンデンサ5A、 5Bに蓄えられ
たエネルギは負荷によって消費されるので上記のような
電圧が得られるが、無負荷時には、コンデンサ5A、 
5Bに蓄えられたエネルギは制御電源の消費エネルギと
バランス抵抗20A、 zooによってのみ消費され、
従って制御電源の消費エネルギとバランスするまでコン
デンサ5A、 5Bのエネルギは上昇し、バランス抵抗
20A、 20Bの電圧も上昇する。
この時、電圧調整回路の電圧検出回路13はこの異常上
昇電圧を検出し、トランジスタ16をオンさせて放電抵
抗14で余分なコンデンサのコネルギを消費させ、これ
によってコンデンサ5A、 5Bの電圧を制限する。所
定のレベルまでコンデンサ5A、 5Bの電圧が下ると
、電圧検出回路13はトランジスタ16をオフさせる。
上記のような回路構成を用いると、抵抗14によるエネ
ルギの消費は過電圧が問題となるインバータの無負能状
態に限られることになり、通常の運転時には損失が発生
せず、従って^C400Vクラスの回路においても変圧
器を用いることなく、直列に接続したコンデンサの中点
と交流電源との1相聞電圧を整流して、交流電源の約1
/2のピーク電圧を得て、従来から広く用いられている
簡単な一石式DC/ DCコンバータをそのまま接続す
ることが可能となり、小形で経済的な電源装置を得るこ
とができる。
なお、電圧検出回路13およびスイッチング素子16は
、通常のインバータにおいて負荷からの回生電力を吸収
するために設けられる主回路用の電圧検出回路およびス
イッチング素子、電力吸収用抵抗と共用してもよい。
本発明の他の実施例を第2図に示す。
第2図は第1図における電圧調整回路の代りに、コンデ
ンサ5A、5Bに並列にリレー40と放電抵抗14から
成る電圧制限回路を接続し、異常電圧発生時にリレー4
0を閉じて余分なエネルギを放電抵抗14で消費させ、
これによってチョッパ6に対する直流電源電圧の異常上
昇を防止している。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、無負荷時の電圧上
昇を防ぐ電圧調整回路または電圧制限回路を用いること
により、400Vクラスの交流電源においても変圧器や
、複雑なりC/ DCコンバータ回路を用いることなく
 200Vクラスに相当する一石式DC/DCコンバー
タを用いることが可能な小形で信頼性の高い経済的な電
源装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は本発
明の他の実施例を示す回路図、第3図〜第6図はそれぞ
れ従来の電源装置の一例を示す回路図である。 1・・・交流電源        2・・・ダイオード
ブリッジ3.3A、3814.2OA、20B・・・抵
抗   4,4A、4B、40・・・リレー5.5A、
5B、11.22・・・コンデンサ  6・・・インバ
ータブリッジ7・・・負荷電動機       8・・
・変圧器9.16・・・トランジスタ      10
・・・ダイオード21・・・ダイオードブリッジ   
12・・・制御回路13A、 138.14A、 14
B・・・ダイオード 15A、15B・・・リアクトル
13・・・電圧検出回路 (8733)  代理人 弁理士 猪 股 祥 晃(ほ
か1名)第1図 A 第 2[4 第 3 図 第4図 第5図 1] 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  交流電源をダイオードブリッジおよび平滑用コンデン
    サを介して直流に変換し、インバータまたはチョッパに
    直流電源を供給する電源装置において、上記交流電源の
    1相と上記直流電源の中間電位の間の交流電圧を整流し
    た制御電源回路と、上記直流電源電圧を所定以下に制限
    する電圧調整回路または電圧制限回路を設けたことを特
    徴とする電源装置。
JP26542987A 1987-10-22 1987-10-22 電源装置 Pending JPH01110060A (ja)

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JP26542987A JPH01110060A (ja) 1987-10-22 1987-10-22 電源装置

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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