JPH03256532A - パワーコンバータ装置 - Google Patents

パワーコンバータ装置

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JPH03256532A
JPH03256532A JP2306383A JP30638390A JPH03256532A JP H03256532 A JPH03256532 A JP H03256532A JP 2306383 A JP2306383 A JP 2306383A JP 30638390 A JP30638390 A JP 30638390A JP H03256532 A JPH03256532 A JP H03256532A
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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】 （産業上の利用分野） 本発明は、パワーコンバータ（電力変換回路）に関し、
特に、負荷に連続的に余分な電力を提供するために、共
通負荷に並列接続される電力回路間での負荷分担技術に
関する。
（従来技術） 並列接続される電力変換回路は、負荷分担囲路が無い場
合は、共通負荷を等しくは分担しない。
この不平衡は、個々のコンバータの調整された出力電圧
のわずかな差に起因し、パワーコンバータの１つが負荷
電流のほとんど全てを供給してしまう。
負荷電流制御フィードバック装置の使用は、これらの並
列接続パワーコンバータを負荷にほぼ等しい電流を供給
させるためである。従来実施例（ＵＳＰ４２７６５９０
号）によれば、共通負荷に並列接続されたパワーコンバ
ータ間の電流分担は、並列接続されたパワーコンバータ
間の負荷電流を分担維持するために、並列接続されたパ
ワーコンバータ間の分担電流の差を検知し、パワースイ
ッチのデユーティサイクルを変化させることにより、お
こなわれる。
同様な負荷電流回路がＮＡＳＡ技術レポーしＮ７６−２
６３９３／８に開示されており、また、同レポートは、
並列接続されたコンバータ間で自動的に負荷を分担する
方法と装置について記述している。電流和回路と不平衡
検知回路は、並列接続されたコンバータ間で負荷電流の
分担を達成するために、各コンバータ間の調整フィード
バック信号と結合した差信号を生成する。
多くの応用例では、コンバータは、信頼性の確保、冗長
性、出力バスへの電力の連続性のために、並列接続され
る。これらの応用例においては、バス電圧変動とグリッ
チ（ｇｌｉｔｃｈ）の確率を最小限にしなければならな
い。しかし、これらの装置は、断続遷移条件と失敗条件
に応答して、かなり大きな出力バス電圧変動を有する。
並列接続されたパワーコンバータの出力または並列回路
が、突然に断続すると、または、並列接続されたパワー
コンバータの１つが入り切りされると、この出力バス電
圧変動が発生する。また、並列接続されたバスが短絡し
ても、出力バス電圧変動は発生する。
（発明の概要） 本発明によれば、並列接続されたパワーコンバータ間の
電流分担は、コンバータ調整回路のエラーアンプ入力信
号を受け、調整する負荷電流を監視し、全ての並列コン
バータが、コンバータに負荷を等しく分担させるように
する調整出力電圧を有するようにすることにより、達成
される。特に、本発明の回路は、電流分担制御動作を介
して、達成される出力電圧の変化を制限するように働く
。
並列パワーコンバータの電流の不平衡に比例する電圧が
、振幅制限アンンブを介して、各パワーコンバータのエ
ラーアンプ人力に印加される。結果として起こる出力バ
ス電圧変化量は、アンプの飽和制限により、また、アン
プの出力電流を制限する抵抗値により、制限される。こ
れらの要素は、最大出力変化が、出力電圧セットポイン
トの最悪のケースに匹敵するように、設Ｊ１される。こ
の変化は、定格出力電圧の２％のオーダーである。
このアンプの使用により、エラーアンプが即座に小さな
出力電圧不平衡に応答できる。さらに、並列バスに変化
条件または失敗条件が発生しても、また大きな出力電流
不平衡があっても、この回路は大きな電圧ひずみを発生
しない。
（実施例の説明） 第１図に、第１パワーコンバータ１１０と第２パワーコ
ンバータ２１０が共通負荷に並列接続されたパワーシス
テムが図示されている。各パワーコンバータから共通負
荷に供給される分担電流は、フィードバック装置により
制御され、各パワーコンバータのパワー切替え装置のデ
ユーティサイクルを変化させ、各パワーコンバータがほ
ぼ等しい電流出力を分配させるようにする。
ＤＣ出力電圧源１００は、第１パワーコンバータ１１０
の入力端１０１．１０２に印加される。
この第１パワーコンバータ１１０の出力は、ＯＲ機能の
ダイオード１１１を介して、負荷（抵抗３０１）に接続
される。この負荷３０１は、複数のパワーコンバータに
より供給されるバスまたは負荷ネットワークである。
第２パワーコンバータ２１０は、またＯＲ機能のダイオ
ード２１１を介して、共通負荷３０１に接続される。こ
の第２パワーコンバータ２１０は、第１パワーコンバー
タ１１０とほぼ同一機能である。第２パワーコンバータ
２１０に接続される入力電圧源２０１は、第１パワーコ
ンバータ１１０に印加される電圧入力と同一、弁間−は
問わない。
各パワーコンバータ１１０．２１０の電流は、それぞれ
、電流検知トランス１３０．２３０により、検知される
。各パワーコンバータ１１０．２１０は、同一のフィー
ドバック装置を有し、この装置の機能は、本発明により
、２つのパワーコンバータ間に出力電流を分担できるよ
うに、また、得られた出力バス電流炭化を抑制するよう
する。
出力検知巻線１２９は、パワーコンバータ１１０の出力
切替え装置の電流を検知するよう、接続される。この出
力検知巻線１２９は、電流検知トランス１３０の一次巻
線である。二次巻線１３１は、パワーコンバータ１１０
のＡＣ電圧を表すＡＣ電流を供給する。この二次巻線１
３１は、ダイオード１３６を介して、小さい抵抗値の抵
抗１３７に接続され、二次巻線１３１が、パワーコンバ
ータ１１０のピーク電流に比例するピーク電圧を生成す
るよう、機能する。
第２ダイオード１３２が、二次巻線１３１と、並列抵抗
１３４とキャパシタ１３３を有する比較的大きな時定数
の回路との間に接続される。このネットワークは、キャ
パシタ１３３のＤＣ電圧を、パワーコンバータ１１０の
ピーク電流に比例するよう、維持する。同様に、抵抗２
３４とキャパシタ２３３もパワーコンバータ２１０の電
流に比例するＤＣ電圧を維持する。このキャパシタ１３
３とキャパシタ２３３との直列接続は、リード１３９．
２３９で、パワーコンバータ１１０．２１０の電流の差
に比例する電圧となる。
リード１３９は、この電流差に比例した信号を振幅制限
反転アンプ１４０に流す。このアンプ１４０は、単一ダ
イオードトランジスタアンプである。このアンプ１４０
は、フィードバックループに挿入され、フィードバック
ゲインを増加させ、小さな負荷電流差の感受性を増加さ
せる。変遷時に起きる大きな負荷電流差には鈍感になる
よう、その出力範囲は制限される。
アンプ１４０は、その出力信号をエラーアンプ１６１の
人力とバス電圧検知分割器１５０の中央ノードに、抵抗
１４１を介して、印加される。この抵抗１４１は、出力
バス電圧の変化の最大振幅を制限する。各パワーコンバ
ータが電圧フィードバックループを有していると、出力
電圧の電圧信号は、電圧検知分割器１５０を介して、エ
ラーアンプ１６１の反転入力に印加される。パワーコン
バータ１１０内では、それは、ターミナル１６４に印加
され、アンプ１４０の出力と加算される。
エラーアンプ１６１の非反転入力は、基準電圧源１０５
に接続されている。エラーアンプ１６１により生成され
るエラー電圧出力は、アンプ１４０に応答して、パワー
コンバータに接続され、パワーコンバータの出力の振幅
を制御する。
複数の電流検知回路、反転アンプとエラーアンプは、出
力電流の差が修正されるように、適当な極性のフィード
バック回路になる。いかなる２つの極性も、負荷分担を
行うために、適当なフィードバック極性を維持しながら
、反転される。
同一の制御装置を、パワーコンバータ２１０が具備し、
ピーク電圧検知回路を有し、この回路は、キャパシタ２
３３、高ゲイン振幅制限アンプ回路２４０とエラーアン
プ２６１を有している。
第１図の並列パワーシステムに適したパワーコンバータ
が第２図に図示されている。第２図のパワーコンバータ
は、入力端子１０１，１０２にＤＣｍ圧入力を有する。
パワーコンバータ１１０は、入力フィルタ１１１を有し
、この入力フィルタ１１１は、パワートランス１２０の
ＭＯＳＦＥＴパワー切替え装置１１５と一次巻線１１９
とを具備するパワー切替え回路に接続される。二次巻線
１２１は、整流ダイオード１１３を介して、出力フィル
タ１１７に接続され、そして、この出力フィルタ】１７
は、第１図の負荷またはバス（抵抗３０１）に接続され
る。この負荷またはバスは、複数のパワーコンバータに
より供給される負荷ネットワークである。
パワーコンバータ１１０のＭＯＳＦＥＴパワー切替え装
置１１５は、フィードバック制御により制御され、この
フィードバック制御は、各サイクルでＭＯＳＦＥＴパワ
ー切替え装置１１５により得られるピーク電流に応答し
て動作する。この得られたピーク電流の制御は、ピーク
電流レベルが検知されたとき、ＭＯＳＦＥＴパワー切替
え装置１１５を周期的に非導通に切替えることにより、
おこなう。この切替えは、パルス幅調整駆動回路１２１
に応答し、この回路１２１は、第１図のエラーアンプ１
６１に応答する。
第１図のアンプ１４０．２４０として使用されるに適し
たトランジスタダイオードアンプが、第３図に図示され
ている。このアンプは、電流ミラー機能を有し、バス電
圧グリッチ（ｇｌ　Ｉｔｃｈ）を阻止するために、必要
な制限機能と高ゲインは、小さな負荷電流差に感受性を
提供する。
第３図において、リード１３９は、第１図のピーク電圧
蓄積キャパシタ１３３に接続される。アンプ回路１４０
は、そのコレクタがリード１４９によりリードベース接
続されたＮＰＮ）ランジスタ１４６を有している。その
コレクタは、また抵抗１４５を介して端子１７５で供給
電圧源に接続されている。そのエミッタは、抵抗１４８
を介して接地】６７に接続されている。抵抗１４８は、
電圧蓄積キャパシタ１５９とシャント接続され、この電
圧蓄積キャパシタ１５９は、リード１３９により、電圧
蓄積キャパシタ１３３（第１図）に接続される。
トランジスタ１４６のベースは、トランジスタ１５１の
ベースに接続される。抵抗１５５により、トランジスタ
１５１のコレクタは、エラーアンプ１６１（第１図）の
反転入力に接続される。そのエミッタは、抵抗１５８を
介して、接地１６７に接続される。
エラーアンプ１６１の反転入力は、電圧検知分割器１５
０の中央ノードに接続され、この電圧検知分割器１５０
は、抵抗１６２と１６３を有する。
抵抗１６３は、端子１６４で電圧に接続され、この電圧
は、電圧調整制御電圧である。抵抗１６２は、接地され
ている。その非反転入力は、基準電圧１１１Ｘ１０５に
接続されている。エラーアンプ１６１により生成される
エラー電圧出力は、リード１６６により、パルス幅変調
駆動回路１２１（第２図）に接続され、パワーコンバー
タ回路１１０のデユーティサイクルを制御する。
第３図のアンプ１４０は、電流ミラーとして動作する。
トランジスタ電流に応答して、トランジスタ１５１の電
流を制御することにより、エラーアンプ１６１の反転入
力に印加される電圧は、調整されて、パワーコンバータ
１１０と２１０の間の負荷電流バランスを達成する。
上記の説明は、本発明の一実施例に関するもので、この
技術分野の当業者であれば、本発明の種々の変形例が考
え得るが、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含
される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の負荷電流分担を可能にし、バス電流
変動を制限するｎｉｏ御回路を有する２ｇの並列接続さ
れたパワーコンバータ回路図、第２図は、第１図のパワ
ーコンバータと並列接続された負荷に接続されたパワー
コンバータとして使用されたるのに適したパワーコンバ
ータ回路図、 第３図は、第１図のフィードバック回路に用いられる増
幅回路図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）並列接続されたパワー分割器間でパワーを分割す
    るパワーコンバータにおいて、 入力点から出力点へエネルギを相互接続するために、周
    期的に導通すパワースイッチと、入力点から出力点への
    エネルギ切替えを制御するために、パワースイッチ制御
    信号を生成する回路と、 入力点から出力点へのエネルギ切替えの際、パワーコン
    バータのパワー電流信号を感知する電流感知回路と、 バランスのとれた電流感知信号を生成するために、並列
    接続されたパワーコンバータからパワーコンバータへ外
    部パワー電流信号で、パワー電流信号をバランスさせる
    回路と、 バランスのとれた電流感知信号を基準信号と比較するた
    めに、バランスのとれた電流感知信号をエラーアンプに
    印加する回路と、 出力点において、電圧変動を制限するために、小さなバ
    ランスのとれた電流感知信号をエラー信号に変換し、大
    きなバランスのとれた電流感知信号を制限するよう動作
    する入力ダイオード装置と出力トランジスタ装置を含む
    ダイオードトランジスタ電流アンプに印加する回路 からなることを特徴とするパワーコンバータ。
  2. （２）電流感知回路は、パワースイッチと直列接続され
    た電流感知一次巻線と整流ダイオードに接続された二次
    巻線を有するトランスを有し、バランス回路は、パワー
    電流信号に比例した電圧を蓄積する蓄積キャパシタと、
    この蓄積キャパシタとシャント接続された放電抵抗とを
    有し、この蓄積キャパシタは、整流ダイオードに接続さ
    れた第１プレートと回路ノードに接続された第２プレー
    トを有し、この回路ノードは、第２の並列接続されたパ
    ワーコンバータのパワー電流に比例した電圧を蓄積する
    為に、第２蓄積キャパシタに接続される ことを特徴とする請求項１記載のパワーコンバータ。
  3. （３）第１電圧分割器は、入力点でエラーアンプに接続
    され、トランジスタが、電圧分割器の分割比を変化させ
    るために、接続されることを特徴とする請求項２記載の
    パワーコンバータ。
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