JPH01202164A - 直流電源装置 - Google Patents

直流電源装置

Info

Publication number
JPH01202164A
JPH01202164A JP2714188A JP2714188A JPH01202164A JP H01202164 A JPH01202164 A JP H01202164A JP 2714188 A JP2714188 A JP 2714188A JP 2714188 A JP2714188 A JP 2714188A JP H01202164 A JPH01202164 A JP H01202164A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output
phase
power supply
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2714188A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2628059B2 (ja
Inventor
Chuichi Aoki
忠一 青木
Yutaka Kuwata
豊 鍬田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2714188A priority Critical patent/JP2628059B2/ja
Publication of JPH01202164A publication Critical patent/JPH01202164A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2628059B2 publication Critical patent/JP2628059B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

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) 本発明は変換効率が高く、小形・軽量化を図った直流電
源装置に関するものである。
(従来技術及び発明が解決しようとする課題)第5図は
従来の直流電源装置のブロック図である。従来の直流電
源装置では3相交流電11iX1からの交流電圧を入力
整流部2にて全波整流し、入力フィルタ部3において平
滑することにより直流電圧を得た後、スイッチング部4
において該直流電圧を高周波で断続し、トランス5の2
次側から得られる高周波交流電圧を整流部6と出力フィ
ルタ部7により整流、平滑して直流電圧を得る。また、
制御回路8が出力電圧を検出して、スイッチング部4に
おけるスイッチのオン期間を制御するPWM(パルス幅
変調)制御を行い、出力の直流電圧の安定化を図ってい
る。
従って、従来の直流電源装置では、3相交流電源1から
の交流電圧を一旦直流電圧に変換した後、スイッチング
部4により高周波交流電圧に変換するため、入力整流部
2とスイッチング部4で大きな損失が発生し、変換効率
が低下するという問題がある。また、スイッチング部4
のスイッチオン中にトランス5に蓄積された励磁エネル
ギーは損失として消費される。このため、冷却用フィン
が大きくなり、さらに部品点数が多く装置が大型化し、
高価になるという問題がある。
本発明は、上記問題点に鑑み、変換効率が高く、小形・
軽量化、及び低コスト化が図れる直流電源装置を提供す
ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記問題点を解決するため、本発明による直流電源装置
では、3相交流電圧を直流電圧に変換せずに、高周波で
動作するスイッチ素子と高周波トランスにより高周波交
流電力に変換した後、整流するという構成をとることに
より、入力整流部が無く、変換段数が少ないという特徴
を有する。また、6個の半導体スイッチのうち2個の半
導体スイッチがオンしている期間に蓄えられた前記トラ
ンスの励磁エネルギーを、前記半導体スイッチのうち別
の2個の半導体スイッチをオンさせ、前記3相交流電源
へ帰還させる特徴を有する。
制御回路は負荷へ供給する前記直流電圧を検出し、その
大きさに従って半導体スイッチのオン期間を制御し、さ
らに前記3相交流電源の各線間電圧を検出し、一番高い
線間電圧が変わる毎にオン。
オフさせる半導体スイッチを変化させ、常に線間電圧が
一番高い線間に挿入された半導体スイッチをオン、オフ
させる特徴を有する。
さらに前記3相交流電源の整流出力の交流変動分を検出
し、前記変動分に反比例するように前記6個の半導体ス
イッチのオン、オフ比を調整する特徴を有する。
(実施例) 以下、図を参照して本発明の詳細な説明する。
なお、実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸
脱しない範囲で種々の変更あるいは改良を行いうること
は言うまでもない。
第1図は本発明の実施例を示す回路図である。
同図において、1は商用3相交流電源、5はトランス、
6は出力整流部、7は出力フィルタ部、8は負荷、10
はスイッチング部、11は制御回路、■2゜13、14
.15.16.17は半導体スイッチである。なお、半
導体スイッチ12.13.14はそれぞれ第1の半導体
スイッチ、半導体スイッチ15.16.17はそれぞれ
第2の半導体スイッチで、第1の半導体スイッチ12と
第2の半導体スイッチ15、同様に第1及び第2の半導
体スイッチ13と16、第1及び第2の半導体スインt
14と17はそれぞれ同一極性方向に直列接続した直列
回路を構成し、さらに、各直列回路の接続点はそれぞれ
3相交流電源の各相に対応して接続されている。
3相交流電源1からの交流電圧は、スイッチング部10
にて該商用3相交流電源の周波数より高い周波数により
スイッチングされ、該トランス5の出力側に高周波交流
電圧を発生させる。このトランス5からの交流出力は出
力整流部6にて整流され、出力フィルタ部7により平滑
されて、直流出力として負荷8に供給される。制御回路
11は商用3相交流電源1からの各相電圧を検出し、常
に線間電圧が一番高い線間に挿入されているスイッチン
グ部10の半導体スイッチをオン、オフさせるように半
導体スイッチを選択すると共に、負荷8へ供給される平
滑された直流電圧と該3相電圧を検出し、該直流電圧が
一定になるように線間電圧が一番高いところにある半導
体スイッチのオン期間を制御するパルス幅制御を行う。
そのため、トラ・レス5の1次側に流れる電流が少なく
なり、半導体スイッチから発生する損失を減少すること
ができる。
次いで、第2回に制御回路11のブロック図を示し、こ
の図を用いてスイッチング部10の制御方法を説明する
まず、各相電圧の時間的な変化に伴って、どの半導体ス
イッチ12〜17をオン、オフさせるかについて説明す
る。相電圧を線間電圧に変化させる回路32によってR
相電圧41.S相電圧42.T相電圧43をR−3線間
電圧44.S−T線間電圧45.T−R線間電圧46.
OV電圧47に変換し、各線間電圧44、45.46と
OV電圧47とを比較器29.30.31ニよって比較
することで、各線間電圧の正負の関係が該3個の比較器
29.30.31の出力によって表現される。スイッチ
決定論理回路2日はこの3個の比較器29.30.31
の出力の信号により、どの線間電圧が一番高いかを判断
し、負荷8側に電力を供給するため、一番高い線間電圧
の正から負にトランス5を介して電流が流れるように2
個の半導体スイッチを決定し、さらにトランス5の励磁
エネルギーを3相交流電源1側に帰還させるための2個
の半導体スイッチを決定する。
例えば、第3図のQ点に示すようにR−3線間電圧44
が一番高く、正の場合は、S−T線間電圧45とT−R
線間電圧46が負となる。従って、S−T線間電圧45
とOv電圧47とを比較する比較器30の出力とT−R
線間電圧46と0■電圧47とを比較する比較器31の
出力がともに0信号となり、R−3線間電圧44とOv
電圧47とを比較する比較器29の出力が1となるので
、R−3線間電圧44が一番高いことが判り、その場合
、負荷側に電力を供給する半導体スイッチは12.16
、励磁エネルギーを帰還させる半導体スイッチは13.
15と決定される。
なお、前述の説明から明らかなように、R−3線間電圧
44とOv電圧47とを比較した場合、比較器29の出
力はR電圧〉S電圧のときビ、R電圧くS電圧のとき0
”を出力する。他の比較器も同様である。
次に、半導体スイッチ12〜17のオン期間につし)て
説明する。電力を供給するための半導体スイッチ12〜
17のオン期間は、出力電圧の変化分を検出して増幅す
るフィードバック回路23の出力と3相全波整流回路2
1の出力の交流骨のみを検出するフィードフォワード回
路22の出力を加算器24により加え合わせ、該加算器
24の出力と三角波発生回路25の出力である三角波を
比較器26により比較することで決定され、該比較器2
6のパルス出力はトランス5の飽和を防止するため、三
角波の1周期おきに出力される。トランス5の励磁二重
しギーを帰還させるための半導体スイッチ12〜17の
オン期間は比較器26の出力パルスをインバータ27に
より反転させることで得られる。
得られた電力を供給するための半導体スイ・フチ12〜
1フ0オン期間とトランス5の励磁二重しギーを帰還さ
せるための半導体スイッチ12〜17のオン期間は、該
スイッチ決定論理回路28に入力され、該スイッチ決定
論理回路2日により各半導体スイッチ12〜17のオン
信号として各半導体スイッチ12〜17の駆動回路(図
示されないがスイッチ決定論理回路の信号を出力する半
導体スイッチの駆動回路として構成する。)の出力48
〜53(半導体スイッチ12の駆動回路出力48.半導
体スイッチ13の駆動回路出力49.半導体スイッチ1
4の駆動回路出力50゜半導体スイッチ15の駆動回路
出力51.半導体スイッチ16の駆動回路出力52.半
導体スイッチ17の駆動回路出力53)に分配される。
さらにここで、第2図に示す制御回路のブロック図にお
ける各部波形を示す第4図を用いて、制御動作を詳細に
説明する。第4図のa、b、cはR−3線間電圧44.
S−T線間電圧45.T−R線間電圧46である。フィ
ードフォワード回路22は3相全波整流後の交流変動分
のみを検出し、出力電圧である直流電圧に該変動分が現
われないようにする回路である。該フィードフォワード
回路22の出力は第4図のdに示すように3相全波整流
回路の出力の変動分となり、パルス幅を入力端子に反比
例させるように動作する。フィードバック回路23は負
荷Bに供給する直流電圧が変化すると、その変化分に比
例して該フィードバック回路23の出力を変化させ、常
に該直流電圧が一定になるように動作する。例えば、該
直流電圧が高くなると、第4図のeに示すフィードバッ
ク回路23の出力が高くなり、該直流電圧が低くなるよ
うに制御する。
従って、フィードフォワード回路22の出力とフィード
バック回路23の出力を加え合わせた加算器24の出力
(第4図、Bと三角波(第4図、g)を比較して一周期
おきに得られるオンパルス幅によって、出力電圧は変動
分を含まない安定な直流電圧となる。第4図の信号りは
半導体スイッチ12の駆動回路出力48の駆動回路と半
導体スイッチ16の駆動回路出力52の駆動回路と入力
信号であり、第4図の信号iは半導体スイッチ13の駆
動回路出力49の駆動回路と半導体スイッチ15の駆動
回路出力51の駆動回路との入力信号である。R−3線
間電圧44(第4図、a)が一番高いt期間においては
、すでに説明したように半導体スイッチ12と16とを
駆動回路出力48と52とによりオンすることによって
負荷8側に電力を供給し、半導体スイッチ13と15と
を駆動回路出力49と51とによりオンすることによっ
てトランス5の励磁エネルギーを3相交流電源1側に帰
還する。
第4図のgに示す三角波の発振周波数は低く図示されて
いるが、該発振周波数を高くすることは容易であり、発
振周波数を高めることで装置の小形・軽量化が図れるこ
とは言うまでもない。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明による直流電源装置におい
ては、スイッチング部が3相交流電源からの交流電圧を
直接高周波交流電圧に変換できる機能を有しているため
、電力変換段数の減少が達成でき、変換効率が向上する
という利点がある。
すなわち、全損失の15%を占めていた入力整流部での
損失分をなくすことができる。また、入力整流部を冷却
するための放熱フィンが不要となり、さらにスイッチン
グ周波数を高めることで装置の小形・軽量化、及び低コ
スト化が図れると言う利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す直流電源装置。 の回路図、第2図は本発明の直流電源装置の制御回路の
ブロック図、第3図は3相交流電圧波形図、第4図は第
2図の制御回路のブロック図の動作を説明する波形図、
第5図は従来の直流電源装置のブロック図である。 1・・・・商用3相交流電源 2・・・・入力整流部 3・・・・入力フィルタ部 4・・・・スイッチング部 5・・・・トランス 6・・・・出力整流部 7・・・・出力フィルタ 8・・・・負荷 9・・・・制御回路 10・・・・スイッチング部 11・・・・制御回路 12、13.14.15.16.17・・・逆耐圧を有
する半導体スイッチ 21・・・・3相全波整流回路 22・・・・フィードフォワード回路 23・・・・フィードバック回路 24・・・・加算器 25・・・・三角波発生回路 26・・・・比較器 27・・・・インバータ 28・・・・スイッチ決定論理回路 29.30.31・比較器 32・・・・相電圧を線間電圧に変換する回路41・・
・・R相電圧 42・・・・S相電圧 43・・・・T相電圧 44・・・・R−3線間電圧 45・・・・S−T線間電圧 46・・・・T−R線間電圧 47・・・・Ov電圧 48・・・・半導体スイッチ12の駆動回路の出力49
・・・・半導体スイッチ13の駆動回路の出力50・・
・・半導体スイッチ14の駆動回路の出力51・・・・
半導体スイッチ15の駆動回路の出力52・・・・半導
体スイッチ16の駆動回路の出力53・・・・半導体ス
イッチ17の駆動回路の出力特許出願人  日本電信電
話株式会社 代理人 弁理士  高 山 敏ン゛夫:1(外1名)″
中Sス手゛ 13図 R−sywVJtJE s−T甥間tffi  T−R
稗都恍第5@

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)3相交流電圧を高周波交流電圧に変換するスイッ
    チング部、トランス、前記トランスの2次側電圧を整流
    、平滑する出力整流部、出力フィルタ部、及び出力の直
    流電圧を制御する制御回路から成る直流電源装置におい
    て、前記スイッチング部は3組の第1の半導体スイッチ
    と第2の半導体スイッチとを同一極性方向に直列接続し
    た直列回路よりなり、前記直列回路をトランスの1次巻
    線側にそれぞれ接続し、前記直列回路の前記第1の半導
    体スイッチと第2の半導体スイッチとの接続点のそれぞ
    れを3相交流電源の各相に対応して接続し、前記6個の
    半導体スイッチのうち2個の半導体スイッチを前記3相
    交流電圧の周波数より高い周波数で直流出力電圧に応じ
    て制御回路によりオン、オフ制御し、前記トランスを介
    して前記出力整流部及び出力フィルタを通して負荷に安
    定な直流電圧を供給するとともに、前記6個の半導体ス
    イッチのうち2個の半導体スイッチがオンしている期間
    に蓄えられた前記トランスの励磁エネルギーを、前記6
    個の半導体スイッチのうち2個の半導体スイッチをオン
    させ、前記3相交流電源へトランスの励磁エネルギーを
    帰還させることを特徴とする直流電源装置。
  2. (2)3相交流電源の各線間電圧を検出し、前記3相交
    流電源の線間電圧が常に一番高い出力端子に接続される
    2個の半導体スイッチをオン、オフさせる請求項1記載
    の直流電源装置。
  3. (3)3相交流電源の整流出力の交流変動分を検出し、
    前記変動分に反比例するように6個の半導体スイッチの
    オン、オフ比を調整する請求項1又は2記載の直流電源
    装置。
JP2714188A 1988-02-08 1988-02-08 直流電源装置 Expired - Fee Related JP2628059B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2714188A JP2628059B2 (ja) 1988-02-08 1988-02-08 直流電源装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2714188A JP2628059B2 (ja) 1988-02-08 1988-02-08 直流電源装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01202164A true JPH01202164A (ja) 1989-08-15
JP2628059B2 JP2628059B2 (ja) 1997-07-09

Family

ID=12212770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2714188A Expired - Fee Related JP2628059B2 (ja) 1988-02-08 1988-02-08 直流電源装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2628059B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01231662A (ja) * 1988-03-09 1989-09-14 Origin Electric Co Ltd 直流電源装置
JP2013163013A (ja) * 2012-01-13 2013-08-22 Toshiba Corp 電源回路および磁気共鳴イメージング装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01231662A (ja) * 1988-03-09 1989-09-14 Origin Electric Co Ltd 直流電源装置
JP2013163013A (ja) * 2012-01-13 2013-08-22 Toshiba Corp 電源回路および磁気共鳴イメージング装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2628059B2 (ja) 1997-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6583999B1 (en) Low output voltage, high current, half-bridge, series-resonant, multiphase, DC-DC power supply
US10044278B2 (en) Power conversion device
JP6490093B2 (ja) 電力変換装置
JP4958715B2 (ja) 電力変換装置
JP6062058B2 (ja) 電力変換装置
JPWO2013121665A1 (ja) Dc/dcコンバータ
US9197126B2 (en) Power converting apparatus
JP2014087134A (ja) Dc/dcコンバータ
CN108575106B (zh) 电力转换装置
CN108367373A (zh) 具有扩展电压特性的焊接电源
JP6065753B2 (ja) Dc/dcコンバータおよびバッテリ充放電装置
JP5063731B2 (ja) 電源装置
US8755200B2 (en) Single stage power conversion unit with circuit to smooth and holdup DC output voltage
JP2704519B2 (ja) 直流電源装置
JPH01202164A (ja) 直流電源装置
JP3541887B2 (ja) 電力変換装置
JP2618931B2 (ja) 電力変換装置
JPH10155273A (ja) スイッチングモード整流回路
JP3369981B2 (ja) 正弦波入出力単相倍電圧交直変換回路の定サンプリング型pwm装置
CN111817557A (zh) 开关型变换器的控制电路及控制方法
JP6286399B2 (ja) 電力変換装置
CN115333434B (zh) 一种功率双补偿型开关磁阻电机驱动系统及控制方法
JP2663535B2 (ja) アーク加工用電源装置
JP2000148256A (ja) 電力変換装置
JP3456788B2 (ja) スイッチング電源

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees