JPH01144391A - 交流電圧調整回路 - 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、モータなどの誘導性負荷に供給する交流電圧
を電源スイッチングすることにより可変する、交流電圧
調整回路に関するものである。

従来の技術 従来この種の交流電圧調整回路は、特開昭６１−４４９
０号公報に記載されたような構成であった。しかしなが
らそのような構成では、回路素子が破壊されやすく、ま
た回路が複雑となる問題点があったため、我々はすでに
第５図に示すような方法を提案している。

第６図において、１は交流電源７と誘導性負荷であるモ
ータ８に直列に接続され、ダイオード２〜５の４個から
構成され−た整流回路と整流後の波形をスイッチングす
る電源用スイッチング素子６より構成された電圧調整回
路部である、９は電源用スイッチング素子６のスイッチ
ングを制御するゲート信号を出力する発振回路である。

１ｏはモータ８に並列に接続され、電源用スイッチング
素子６をオフしたとき、モータ８に発生する逆起電力を
、モータ８の両端を短絡することによりモータ８自身に
回生させる回生回路部で、４個の回生用ダイオード１１
〜１５によって構成された整流回路と、逆起電力が発生
したときだけオンする回生用スイッチング素子１５によ
り構成されている。

１６は１次側が電源用スイッチング素子６の入出力端に
、２次側が回生用スイッチング素子１６の制御用ゲート
端子間に、１次側と２次側の極性が反転するように接続
されたスイッチングトランスであり、回生用スイッチン
グ素子１６の制御用ゲート部と電圧調整回路部１を電気
的に絶縁するとともに、電源用スイッチング素子６のス
イノチン、グに同期して、電源用スイッチング素子６が
オンのときは回生用スイッチング素子１６がオフ、電源
用スイッチング素子６がオフのときは回生用スイッチン
グ素子１６がオンとなるように、回生用スイッチング素
子１６のスイッチングを制御している。

このような構成において、発振回路９により電源用スイ
ッチング素子６をオンさせるゲート信号を出力したとき
、電源用スイッチング素子６の入出力端は導通している
ため、スイッチングトランス１６の１次側の電圧は零と
なり、その結果２次側電圧も零となる。そのため回生用
スイッチング素子１６はオフ状態となり、モータ８には
電圧調整回路部１を通じて電源７の電圧が供給される。

次に電源用スイッチング素子θをオフさせるゲート信号
を発振回路９より出力したとき、電源用スイッチング素
子６はオフとなり、入出力端には、電源７の電圧とほぼ
同電圧が発生し、スイッチングトランス１６の１次側に
もその電圧に対応した電圧が印加され、２次側に電圧が
誘起される。そのため回生用スイッチング素子１６はオ
ン状態となり、モータ８の両端は短絡される。また電源
用スイッチング素子６がオフとなると同時に、誘導性負
荷であるモータ８には逆起電力が誘起されるが、このと
き回生回路部１０によりモータ８の両端が短絡されてい
るため、この逆起電力は回生回路部１ｏを通じてモータ
８自身に回生される。以上のような繰シ返しにより、モ
ータ８の端子電圧の調整が可能となる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この種の交流電圧調整回路は電源用スイ
ッチング素子６の入出力端の電圧に同期させて、回生用
スイッチング素子１６のゲート信号を作土じているため
、電源用スイッチング素子θがオフからオンになり、回
生用スイッチング素子１６がオンからオフになるときに
、電源７→電圧調整回路部１→回生回路部１ｏのループ
あるいはその逆のループで短絡電流が流れやすいという
問題があった。以下第６図にもとづき短絡電流発生の原
因を説明する。図においてｖ８Ｇは発振回路９より出力
された、電源用スイッチング素子ｅの制御用ゲート電圧
、ｖｓｃＥは電源用スイッチング素子６の入出力端電圧
、またＶ　１９およびｖｆ　ＣＥは回生用スイッチング
素子１６の制御用ゲート電圧および入出力端電圧である
。図における時刻ｔ１でｖＳＧが低電位から高電位とな
ったとき、電源用スイッチング素子６は素子自身のスイ
ッチング特性によりオフからオン状態になるのが時間的
に１ｒだけ遅れ時刻ｔ２でオン状態となる。そのときＶ
ｖｆ９はスイッチングトランス１６の変圧器作用により
高電位から低電位に変化するが、回生用スイッチング素
子１５は素子自身のスイッチング特性によりオンからオ
フ状態になるのが時間的にｔｒだけ遅れ時刻ｔ３でオフ
状態となる。その場合図から明らかなように、時刻ｔ２
から時刻ｔ３の時間は電源用スイッチング素子６と回生
用スイッチング素子１６両方がオン状態となっており、
電源７と電圧調整回路部１と回生回路部１０で短絡ルー
プ回路を構成し、短絡電流の発生に至るものである。ま
たその短絡電流のために回路が破壊されるという問題も
あった。

本発明はこのような従来の問題点を解消し、短絡電流の
発生のない交流電圧調整回路を提供することを目的とす
るものである。

問題点を解決するだめの手段 この目的を達成するために本発明の交流電圧調整回路は
、スイッチングトランスの１次側を電源用スイッチング
素子のゲート端子間に接続したものである。

作　　　用 この構成によって、電源用スイッチング素子のゲート信
号に同期して回生用スイッチング素子のゲート信号が作
成されるため、電源用スイッチング素子自身のスイッチ
ングに回生用スイッチング素子自身のスイッチングを同
期させることが可能となり、短絡電流ループ回路が構成
されず、短絡電流の発生がなくなるものである。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の第１の実施例における交流電圧調整回
路を示すものであるが、スイッチングトランス１６の一
次側が電源用スイッチング素子６のゲート側発振回路９
に接続されていること以外は、第６図に示した従来例と
まったく同じであるため、同一部分には同一符号を付し
、詳細説明を省略する。また、第２図および第４図にお
けるｖｓＧ、ｖｓｃＥ、ｖｆＧ、ｖｆｃＥの記号も従来
例の第６図で示したものと同じである。

このような構成において、第２図に示すように時刻ｔ１
　に電源用スイッチング素子６のゲート電位ｖｓＧが低
電位から高電位に変化すると、素子自身のスイッチング
特性によりミ源用スイッチング素子６自身は時間的にｔ
ｒ遅れた時刻ｔ２でオフからオンとなる。一方回生用ス
イツチング素子１５のゲート電位ｖｆＧは、スイッチン
グトランス１６の１次側が電源用スイッチング素子６の
ゲート端子間に接続されているため、電源用スイッチン
グ素子６のゲート信号と同期し、時刻ｔ１において高電
位から低電位に変化する。それにより回生用スイッチン
グ素子１６自身はｔｌから時間ｔｒ遅れた時刻ｔ２時に
オンからオフに変化する。また逆にｖｓＧが高電位から
低電位に変化する時刻Ｔ１においては、ｖｆＧは低電位
から高電位に変化し、Ｔ　から時間ｔ　遅れた時刻Ｔ２
に、電源用スイｒ ッチング素子６自身はオンからオフ状態となり、一方回
生用スイツチング素子１５自身はオフからオン状態とな
るので、電源用および回生側のスイッチング素子両方が
同時にオン状態となることがない。

以上のように本実施例によれば、発振回路と回生用スイ
ッチング素子のゲート端子間にスイッチングトランスが
挿入されているため、短絡電流ループ回路が構成される
ことがない。

次に本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図および第４図は本発明の第２の実施例を示すもの
で、第１図における回生用スイッチング素子１６のゲー
ト回路にコンデンサＣとダイオードＤを追加したもので
、その他の部分は第１図と１．まったく同じである。

上記のように構成されたゲート回路において、ｖｆＧは
第４図に示すように低電位から高電位に変化スるときに
、コンデンサＣにより立ち上がりが遅れるため、回生用
スイッチング素子１６自身がオフ状態からオン状態に変
化するタイミングが、コンデンサＣがない場合より遅れ
ることになる。

まだｖｆＧが高電位から低電位に変化するときは、ダイ
オードＤの働きによりコンデンサＣがない場合とまった
く同じとなる。そのため、電源用スイッチング素子６の
オンからオフ状態への変化に対して、回生側スイッチン
グ素子１６のオフからオン状態への変化のタイミングが
時間的に遅れ、確実に短絡電流ループ回路が構成される
ことを防止できる。

以上のように回生用スイッチング素子１５のゲート回路
にコンデンサＣとダイオードＤを追加することにより、
第１の実施例以上に確実に短絡電流ループ回路が構成さ
れることが防止できる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、発振回路と回生側スイッ
チング素子のゲート間にスイッチングトランスを挿入し
たので、短絡電流の発生を防止できるとと・もに、回路
の破壊を防止できる優れた交流電圧調整回路を実現でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における交流電圧調整回
路の概略構成図、第２図は同スイッチング素子の導通の
タイミングを示す説明図、第３図は本発明の第２の実施
例における回生用スイッチング素子のゲート部回路図、
第４図は同スイッチング素子の導通のタイミングを示す
説明図、第６図は従来の交流電圧調整回路の概略構成図
、第６図は同スイッチング素子の導通のタイミングを示
す説明図である。 １・・・・・・電圧調整回路部、２〜６・・・・・・ダ
イオード、６・・・・・・電源用スイッチング素子、９
・・・・・・発振回路、１ｏ・・・・・・回生回路部、
１１〜１４・・・・・・回生用ダイオード、１６・・・
・・・回生用スイッチング素子、１６・・・・・・スイ
ッチングトランス。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ト Ｋ　　　　　　　　　　　　　　　城

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電源と誘導性負荷に直列に接続され、スイッチングによ
   り前記誘導性負荷に供給する電圧を調整するダイオード
   と電源用スイッチング素子より構成された電圧調整回路
   部と、前記電源用スイッチング素子のスイッチングを制
   御する発振回路と、前記誘導性負荷に並列に接続され、
   前記電圧調整回路のスイッチングオフの時に前記誘導性
   負荷の両端を短絡し、前記誘導性負荷に生じた逆起電力
   をこの誘導性負荷自身に回生させる回生用ダイオードと
   回生用スイッチング素子とで構成された回生回路部と、
   前記発振回路と前記回生用スイッチング素子のゲート間
   に挿入され、前記発振回路と同期して前記回生用スイッ
   チング素子のスイッチングを制御するスイッチングトラ
   ンスとを備えた交流電圧調整回路。