JPH0335883A - コンデンサの充放電回路 - Google Patents
コンデンサの充放電回路Info
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- JPH0335883A JPH0335883A JP16903289A JP16903289A JPH0335883A JP H0335883 A JPH0335883 A JP H0335883A JP 16903289 A JP16903289 A JP 16903289A JP 16903289 A JP16903289 A JP 16903289A JP H0335883 A JPH0335883 A JP H0335883A
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- JP
- Japan
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- charging
- voltage
- circuit
- capacitor
- charging circuit
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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。
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〕
この発明は、比較的小容量の電源から大容量のコンデン
サを充電し、これを瞬時に放電せしめて急峻な放電電流
を得るコンデンサの充放電回路に関する。
サを充電し、これを瞬時に放電せしめて急峻な放電電流
を得るコンデンサの充放電回路に関する。
〔従来の技術・発明が解決しようとする課題〕この種の
コンデンサの充電・放電回路を利用した機器７例えばコ
ンデンサ蓄勢式溶接機においては、サイリスタを用いた
位相制御充電回路が使用されている。その−例を第３図
に示すと、交流電源Ｉは変圧器２の一次巻線２１に接続
される。その二次巻線２２はダイオードｌ旧〜１０４か
らなる整流回路に接続される。この整流回路の出力は、
サイリスタ１０５と抵抗器１０６とを介してコンデンサ
３゜Ｏを充電する。コンデンサ３００の両端の電圧が所
定の電圧になるよう位相制御パルス発生回路１２０によ
り、サイリスタ１０５を制御する。変圧器２の他の二次
巻線２３は補助電源２００に接続され１位相制御パルス
発生回路１２０に供給される。コンデンサ３００の充１
！電圧の経時変化は第４図に示すように、平均値が所望
の充電電圧Ｂｏになるように位相制御される。すなわち
サイリスタ１０５は、１＝口から １＝１２まで導通し
１次は、 ｔ＝ｔ３から【４まで。
コンデンサの充電・放電回路を利用した機器７例えばコ
ンデンサ蓄勢式溶接機においては、サイリスタを用いた
位相制御充電回路が使用されている。その−例を第３図
に示すと、交流電源Ｉは変圧器２の一次巻線２１に接続
される。その二次巻線２２はダイオードｌ旧〜１０４か
らなる整流回路に接続される。この整流回路の出力は、
サイリスタ１０５と抵抗器１０６とを介してコンデンサ
３゜Ｏを充電する。コンデンサ３００の両端の電圧が所
定の電圧になるよう位相制御パルス発生回路１２０によ
り、サイリスタ１０５を制御する。変圧器２の他の二次
巻線２３は補助電源２００に接続され１位相制御パルス
発生回路１２０に供給される。コンデンサ３００の充１
！電圧の経時変化は第４図に示すように、平均値が所望
の充電電圧Ｂｏになるように位相制御される。すなわち
サイリスタ１０５は、１＝口から １＝１２まで導通し
１次は、 ｔ＝ｔ３から【４まで。
そして、 ｔ＝ｔ５からｔ６と顯次導通する。ところで
。
。
ｔ＝ｔ３で導通直後、破線で示すように入力電圧が急に
上昇した場会には、サイリスタ１０５は途中でオフでき
ないため、充電電圧は上昇する。
上昇した場会には、サイリスタ１０５は途中でオフでき
ないため、充電電圧は上昇する。
このようにサイリスタのような非自己消弧型スイッチに
よる位相制御方式だけでは、導通後の周期内で、交流１
［源の電圧が何らかの原因で上昇した場合に、コンデン
サの過大充電をを制御する手段がない。
よる位相制御方式だけでは、導通後の周期内で、交流１
［源の電圧が何らかの原因で上昇した場合に、コンデン
サの過大充電をを制御する手段がない。
この発明は、このような課題を解決するため。
交流電源より非自己消弧型スイッチ素子を用い。
位相制御充電する主充電回路と、直流電流にて連続で、
主充電回路より高速に応答して充電する副充電回路との
双方から、構成される回路を提案するものである。
主充電回路より高速に応答して充電する副充電回路との
双方から、構成される回路を提案するものである。
Ｉ−たがって、交流電源より位相制御充電する主充電回
路により、所定電圧よりわずかに低い値に充電され、副
充電回路より、その差の電圧を重畳して充電するので、
必要な所定電圧に充電できると共に、万一の過大入力の
場合、主充電回路の非自己消弧型スイッチ素子がオフで
きなくとも、！１充電回路が停止して出力電圧値を制限
することができる。
路により、所定電圧よりわずかに低い値に充電され、副
充電回路より、その差の電圧を重畳して充電するので、
必要な所定電圧に充電できると共に、万一の過大入力の
場合、主充電回路の非自己消弧型スイッチ素子がオフで
きなくとも、！１充電回路が停止して出力電圧値を制限
することができる。
以下、この発明を図面に基づいて説明する。、第１図は
、この発明の一実施例を示す図である。
、この発明の一実施例を示す図である。
先ず構成を説明する己、交流電源Ｉは変圧器２の一次巻
線２目こ接続されるヶその二次巻１ｍ２２はダイオード
１０１〜１０４の整流回路番こ接続される。この整流回
路の１１１力は、サイリスタ１０５と抵抗器［０６とを
介して９１ンデン−）＋３００に充電される。この充電
系統が主充電回路１（ＩＱである。変圧器２の他の二次
巻線２３はダイオード２（Ｎ〜２０４で構成されるブリ
ッジ整流回路に接続される。この出力は平滑用のコンデ
ンサ２０７εレギュレータ２０６とその出力に接続され
たつ；ノデンｇ２０７で安定化される。
線２目こ接続されるヶその二次巻１ｍ２２はダイオード
１０１〜１０４の整流回路番こ接続される。この整流回
路の１１１力は、サイリスタ１０５と抵抗器［０６とを
介して９１ンデン−）＋３００に充電される。この充電
系統が主充電回路１（ＩＱである。変圧器２の他の二次
巻線２３はダイオード２（Ｎ〜２０４で構成されるブリ
ッジ整流回路に接続される。この出力は平滑用のコンデ
ンサ２０７εレギュレータ２０６とその出力に接続され
たつ；ノデンｇ２０７で安定化される。
この出力は補助電源２００として副充電回路２１０と位
相１１御パルス発生回路１２０とに利用される。
相１１御パルス発生回路１２０とに利用される。
主充電回路１００は以下の位相制御パルス発生回路１２
０で位相＠御される。先ずコンデンサ３００の両端の電
圧は抵抗器１６１．可変抵抗器１６２．抵抗器１６３及
びコンデンサ１６４からなる電圧検出回路により検出さ
れ、抵抗器１４２を介して演算増幅器１４１の反転入力
端子に接続される。ここでコンデンサ１６４は安定性を
高め、帰還系のハンチングを防止する作用をする。一方
、基準電圧源１５０は抵抗器１４３を介して演算増幅器
＋４１の非反転入力端子に接続される。この比較増幅さ
れた出力電圧は抵抗器１４５を介してトランジスタ＋４
６によって増幅される。そして抵抗器１４７と１４８と
によって分割されて、抵抗器１２７を介してトランジス
タ＋２５に接続される。トランジスタ１２５はそのベー
ス信号に応じて、コンデンサ１２４に充電ｉｌ［を与え
る。コンデンサ１２４とユニジャンクショントランジス
タ１２１ と抵抗器１２３とパルストランス＋２２とか
ら構成される回路はよく知られているパルス発生回路で
ある。そして変圧器２の二次巻Ｉａ２３から同期回路１
１０を介してトランジスタ用１のベースに信号を接続し
て交流型［１の周波数に同期したパルスを発生させる。
０で位相＠御される。先ずコンデンサ３００の両端の電
圧は抵抗器１６１．可変抵抗器１６２．抵抗器１６３及
びコンデンサ１６４からなる電圧検出回路により検出さ
れ、抵抗器１４２を介して演算増幅器１４１の反転入力
端子に接続される。ここでコンデンサ１６４は安定性を
高め、帰還系のハンチングを防止する作用をする。一方
、基準電圧源１５０は抵抗器１４３を介して演算増幅器
＋４１の非反転入力端子に接続される。この比較増幅さ
れた出力電圧は抵抗器１４５を介してトランジスタ＋４
６によって増幅される。そして抵抗器１４７と１４８と
によって分割されて、抵抗器１２７を介してトランジス
タ＋２５に接続される。トランジスタ１２５はそのベー
ス信号に応じて、コンデンサ１２４に充電ｉｌ［を与え
る。コンデンサ１２４とユニジャンクショントランジス
タ１２１ と抵抗器１２３とパルストランス＋２２とか
ら構成される回路はよく知られているパルス発生回路で
ある。そして変圧器２の二次巻Ｉａ２３から同期回路１
１０を介してトランジスタ用１のベースに信号を接続し
て交流型［１の周波数に同期したパルスを発生させる。
次に副充電回路２１０については補助電源２００からト
ランシタ２１１を直列制御＃素子としてコンデンサ３０
０を充電する。その制御はよく知られている直列安定化
電源の形式である。抵抗器２６１．２６２で検出した電
圧は抵抗器２４３を介して演算増幅器２４目の反転入力
端子！、Ｔ接続され７前記の基準電圧源＋５０は抵抗器
２４２を介し、τ演算増幅器２４１の非反転入力端子に
、接続される。この比較増幅葵２４１の出力電圧は抵抗
器２４５を介し、てトランジスタ２４６によって増幅さ
れる。トランジスタ２４６のベース・エミッタ間にはＰ
Ｉ４Ｐ ｌ−ランラスタ２８２のエミッタ・コレクタが
並列接続される。そしてＰＮＰ トランジスタ２８２の
ベースには位相制御パルス発生回路１２０内のトランジ
スタ１４６のコレクタよりシュミットトリガ回路２８０
と抵抗器２８１を介して信号が供給される。この信号は 主充電回路＋００が所定値より低い時、副充電回路２１
０を強制オフさせ。
ランシタ２１１を直列制御＃素子としてコンデンサ３０
０を充電する。その制御はよく知られている直列安定化
電源の形式である。抵抗器２６１．２６２で検出した電
圧は抵抗器２４３を介して演算増幅器２４目の反転入力
端子！、Ｔ接続され７前記の基準電圧源＋５０は抵抗器
２４２を介し、τ演算増幅器２４１の非反転入力端子に
、接続される。この比較増幅葵２４１の出力電圧は抵抗
器２４５を介し、てトランジスタ２４６によって増幅さ
れる。トランジスタ２４６のベース・エミッタ間にはＰ
Ｉ４Ｐ ｌ−ランラスタ２８２のエミッタ・コレクタが
並列接続される。そしてＰＮＰ トランジスタ２８２の
ベースには位相制御パルス発生回路１２０内のトランジ
スタ１４６のコレクタよりシュミットトリガ回路２８０
と抵抗器２８１を介して信号が供給される。この信号は 主充電回路＋００が所定値より低い時、副充電回路２１
０を強制オフさせ。
主充電回路１０口が所定値より高い時、副充電回路２１
０は独立に設定値を保つよう作用させる。
０は独立に設定値を保つよう作用させる。
そしてシュミットトリガ回路２８０は主充電回路＋００
と副充電回路２１０との制御の連携をより安定に保つよ
う上記の信号に履歴特性を与えるのに効力を発揮する。
と副充電回路２１０との制御の連携をより安定に保つよ
う上記の信号に履歴特性を与えるのに効力を発揮する。
トランジスタ２４６の出力は抵抗器２４７と２４８とに
よって分割されて、トランジスタ２！２に接続される。
よって分割されて、トランジスタ２！２に接続される。
トランジスタ２１２はそのベース信号に応じて、直列制
御素子たるトランジスタ２１１に電流出力を制御する。
御素子たるトランジスタ２１１に電流出力を制御する。
トランジスタ２！３及び抵抗器２１５はトランジスタ２
１１の出力電流を垂下制限する作用をする。
１１の出力電流を垂下制限する作用をする。
このように構成された本回路において、主充電回路１０
０の設定電圧はコンデンサ３００の所望の充電電圧［！
０より数十パーセント低いＥＩＩ＋に定める。そして副
充電回路２１０は、所望の充Ｔｌ１ｌ圧Ｅｏと主充電回
路１００の設定電圧Ｉ’ｍとの差電圧に設定される。
０の設定電圧はコンデンサ３００の所望の充電電圧［！
０より数十パーセント低いＥＩＩ＋に定める。そして副
充電回路２１０は、所望の充Ｔｌ１ｌ圧Ｅｏと主充電回
路１００の設定電圧Ｉ’ｍとの差電圧に設定される。
この二つの充電回路の電流の和がコンデンサ３００を充
電する。コンデンサ３００の充Ｔ！！電圧の経時変化を
第２図で見ると、二つの充電回路のＩＩｔＩＬの和が所
望の充電電圧ＥＯになるように制御される。すなわち、
主充電回路１００は、 ｔ＝ｔｌから １＝１２まで導
通し０次は、 ｔ＝ｔａからｔ４まで、そして、ｔ＝
Ｌ５からｔ６と順次導通する。ところで、 ｔ＝ｔ３
で導通直後、破線で示すように入力電圧が急に上昇した
場合には、充１１１！圧は上昇するが、主充電回路１０
０の設定電圧は所望の充１！電圧ＩＩＯより数十パーセ
ント低いｌ１１ｍに定めであるので、所望の充電電圧Ｆ
ｉ。
電する。コンデンサ３００の充Ｔ！！電圧の経時変化を
第２図で見ると、二つの充電回路のＩＩｔＩＬの和が所
望の充電電圧ＥＯになるように制御される。すなわち、
主充電回路１００は、 ｔ＝ｔｌから １＝１２まで導
通し０次は、 ｔ＝ｔａからｔ４まで、そして、ｔ＝
Ｌ５からｔ６と順次導通する。ところで、 ｔ＝ｔ３
で導通直後、破線で示すように入力電圧が急に上昇した
場合には、充１１１！圧は上昇するが、主充電回路１０
０の設定電圧は所望の充１！電圧ＩＩＯより数十パーセ
ント低いｌ１１ｍに定めであるので、所望の充電電圧Ｆ
ｉ。
を越えない。この時は、副充電回路２１０はその出力電
圧が速やかに応答低下して１００所望の充ｉｆｉ圧Ｆ、
ｏを保つ。
圧が速やかに応答低下して１００所望の充ｉｆｉ圧Ｆ、
ｏを保つ。
主充電回路の出力設定電圧Ｅｍは副充電回路の設定電圧
Ｈａより低い値に選ばれるが、この差を小さくすれば、
１ｓ力効率は高くなる。しかし、あまりＨ＋ｗをＥｏに
近く選ぶと、交流入力電源の急変動に対応できなくなる
。したがって効率と入力変動幅の予測値との間での適当
の値を見つける必要がある。
Ｈａより低い値に選ばれるが、この差を小さくすれば、
１ｓ力効率は高くなる。しかし、あまりＨ＋ｗをＥｏに
近く選ぶと、交流入力電源の急変動に対応できなくなる
。したがって効率と入力変動幅の予測値との間での適当
の値を見つける必要がある。
尚、実施例においては主充電回路の整流回路は単相全波
であったが、三相にすることも可能であり、また全波で
も半波でもいずれでも構成可能である。整流回路のアー
ムの一部または全部の要素をサイリスタと置換すること
もできる。また副充電回路は直列型のみならず、並列型
制御方式にすることもできる。また、交流側にトライア
ックのような交流位相制御素子を設けて、その後にダイ
オードで整流する方法によっても、主充電回路を構成で
きる。
であったが、三相にすることも可能であり、また全波で
も半波でもいずれでも構成可能である。整流回路のアー
ムの一部または全部の要素をサイリスタと置換すること
もできる。また副充電回路は直列型のみならず、並列型
制御方式にすることもできる。また、交流側にトライア
ックのような交流位相制御素子を設けて、その後にダイ
オードで整流する方法によっても、主充電回路を構成で
きる。
以上説明してきたようにこの発明によれば、非自己消弧
型スイッチ素子を用いた主充電回路により充電効率を高
く維持しつつ、応答速度は連続で高速制御可能な副充電
回路により商用電力周波数の一周期以内の早さにするこ
とができる。ディジタル電圧計に対しても、コンデンサ
電圧値の変動が表示されない程の応答速度となる。従っ
て本発明によるコンデンサ充放電回路を溶接機に用いる
と、溶接条件の安定性と再現性とが向上し、操作者の煩
わしさが解消する。
型スイッチ素子を用いた主充電回路により充電効率を高
く維持しつつ、応答速度は連続で高速制御可能な副充電
回路により商用電力周波数の一周期以内の早さにするこ
とができる。ディジタル電圧計に対しても、コンデンサ
電圧値の変動が表示されない程の応答速度となる。従っ
て本発明によるコンデンサ充放電回路を溶接機に用いる
と、溶接条件の安定性と再現性とが向上し、操作者の煩
わしさが解消する。
副充電回路は主充電回路の１７１０位の電力損失で済む
ので、実装上、従来の位相制御回路のプリント板のわず
かな伸延ですみ、小型、経済的である。
ので、実装上、従来の位相制御回路のプリント板のわず
かな伸延ですみ、小型、経済的である。
第１図は本発明の一実施例を示し、第２図はその充電経
時変化特性図を示し、第３図は従来の充放電回路の一例
であり、第４図はその充電経時変化特性図を示す。 ！・・・交流電源、２・・・変圧器、Ｉｏｏ・・・主充
電回路１０１〜１０４・・・ダイオード、１０５・・・
サイリスタ。 ＨＯ・・・同期回路 １２０・・・位相制御パルス発生回路 １２１・・・ユニジャンクショントランジスタ１５０・
・・基準電圧源 ２００・・・神助電源、２０６・・・レギュレータ２１
０・・・騙り充電回路 ２８０ ・・・ シ ュ ミ ッ ト ト リ
ガ 回 路３００・・・コンデンサ ３０１・・・ダイオード、３０２・・・変圧器、３０３
・・・サイスタ、３０４・・−放電制御回路、３０５・
・・溶接電極す
時変化特性図を示し、第３図は従来の充放電回路の一例
であり、第４図はその充電経時変化特性図を示す。 ！・・・交流電源、２・・・変圧器、Ｉｏｏ・・・主充
電回路１０１〜１０４・・・ダイオード、１０５・・・
サイリスタ。 ＨＯ・・・同期回路 １２０・・・位相制御パルス発生回路 １２１・・・ユニジャンクショントランジスタ１５０・
・・基準電圧源 ２００・・・神助電源、２０６・・・レギュレータ２１
０・・・騙り充電回路 ２８０ ・・・ シ ュ ミ ッ ト ト リ
ガ 回 路３００・・・コンデンサ ３０１・・・ダイオード、３０２・・・変圧器、３０３
・・・サイスタ、３０４・・−放電制御回路、３０５・
・・溶接電極す
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 コンデンサを交流電源より位相制御充電する主充電回路
と、 該コンデンサを前記交流電源より付勢される直流電流に
て充電する副充電回路と、 該コンデンサを放電させるスイッチ手段と から構成されることを特徴とするコンデンサの充放電回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16903289A JPH0335883A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | コンデンサの充放電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16903289A JPH0335883A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | コンデンサの充放電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0335883A true JPH0335883A (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=15879057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16903289A Pending JPH0335883A (ja) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | コンデンサの充放電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0335883A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7041934B2 (en) * | 2002-06-03 | 2006-05-09 | Agency For Defense Development | Micro-welder |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146246A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-15 | Stanley Electric Co Ltd | Protector for charging circuit of electrostatic stored energy type welder |
-
1989
- 1989-06-30 JP JP16903289A patent/JPH0335883A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54146246A (en) * | 1978-05-09 | 1979-11-15 | Stanley Electric Co Ltd | Protector for charging circuit of electrostatic stored energy type welder |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7041934B2 (en) * | 2002-06-03 | 2006-05-09 | Agency For Defense Development | Micro-welder |
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