JPH0614531A - チョッパ回路の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己消弧可能な素子から構成されるチョッパ
回路において、自己消弧可能な素子の特性などにより決
る最少パルス幅で決まる電圧以下の電圧を制御出来るチ
ョッパ回路の制御装置を提供することにある。 【構成】 直流電圧源１と、この直流電圧源１の直流電
圧をパルス幅制御する自己消弧可能な素子２ａ，２ｂか
ら構成されるチョッパ回路において、チョッパ回路のパ
ルス幅指令値５４が所定値５５以下であるか否かを判別
する手段１１を具備し、当該手段１１によってチョッパ
回路の出力パルス幅指令値５４が所定値以下５５である
と判断されたとき前記チョッパ回路へオン指令５３を出
さないようにしたことを特徴とするチョッパ回路の制御
装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直流電圧を、ＩＧＢＴ、
ＧＴＯ等の自己消弧可能な素子を用いてパルス幅制御
し、任意の直流電圧に変換するチョッパ回路の制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】直流電圧を任意の直流電圧に変換する手
段として、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ等の自己消弧可能な素子を
用いてパルス幅制御を行うチョッパ回路が良く知られて
いる。（電気学会編「半導体電力変換回路」８０ペ―
ジ）図３にチョッパ回路を用いる装置の一例とその従来
の制御ブロック図を示す。

【０００３】図３において、１は直流電圧源、２ａ，２
ｂは直流電圧をオンオフするＩＧＢＴ、ＧＴＯなどの自
己消弧可能な素子（以下ＩＧＢＴと記す）、３ａ，３ｂ
はダイオ―ド、４はＩＧＢＴ２ａ，２ｂでオンオフされ
た電圧によって流れる電流を平滑するための直流リアク
トル、５はチョッパ回路の負荷である直流コンンデン
サ、６は停電時に直流コンデンサ５に蓄えられた電荷
を、図３に図示されない他の装置に放電するためのスイ
ッチである。７はコンデンサ５の電圧を検出する直流電
圧検出器、８は直流電圧検出器７で検出されたた電圧信
号５２と電圧基準信号５１の差を演算する演算器、９は
演算器８で演算された差を入力し、その差がゼロとなる
ように制御を行う定電圧制御回路、１０は定電圧制御回
路９からの制御信号に応じて、ＩＧＢＴ２ａ，２ｂの通
電幅を決定するパルス幅制御回路である。図３に示す回
路は、ＩＧＢＴ２ａ，２ｂの通電幅の割合によって、負
荷に供給する電圧のパルス幅を変化させて、負荷直流電
圧を制御している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図３において、チョッ
パ回路を構成するＩＧＢＴ、ＧＴＯ等の自己消弧可能な
素子には、その特性上、オン状態、オフ状態を継続しな
くてはならない最少時間が存在する。例えば、ＩＧＢＴ
を６ＫＨZ でスイッチングし、前記最少時間が１５μs
とすると、図４の動作説明図に示す出力電圧波形からも
わかるように、チョッパ出力電圧は直流電圧源の電圧の
９％〜９１％の範囲でしか可変できない。９％以下の電
圧に制御するためにパルス幅を狭くしようとしても、１
５μs 以下にはできない。従って、負荷には最低で直流
電圧源の定格の９％の電圧がかかることになり図３に示
す回路のように負荷５が容量性の場合は、過電流が発生
し、電源を起動できないという不具合がある。負荷５が
抵抗負荷、又は誘導負荷の場合も、直流電圧源の定格の
９％以下の範囲では電圧を制御できないという不具合が
あった。

【０００５】本発明の目的は、直流電圧源と、直流電圧
をパルス幅制御する自己消弧可能な素子から構成される
チョッパ回路において、自己消弧可能な素子の特性など
により決るパルス幅の可変範囲以下の平均出力電圧で運
転ができるチョッパ回路の制御方法を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、図１に示すように、直流電圧源と、この
直流電圧源の直流電圧をパルス幅制御する自己消弧可能
な素子から構成されるチョッパ回路において、チョッパ
回路のパルス幅指令値が所定値以下であるか否かを判別
する手段を具備し、当該手段によってチョッパ回路の出
力パルス幅指令値が所定値以下であると判断されたとき
前記チョッパ回路へオン指令を出さないようにしたこと
を特徴とするものである。

【０００７】

【作用】前述のように構成することにより、チョッパ回
路の出力パルス幅指令値が所定値以下であると判断され
るとチョッパ回路へのオン指令は停止されるため、チョ
ッパ回路の出力電圧は次第に低下して行く。その後、電
圧基準信号５１よりチョッパ回路の出力電圧が低くなる
と、定電圧制御回路９の出力であるパルス幅指令値５４
は上昇し、出力許可信号５６が「１」になり、チョッパ
回路にオン指令指令が与えられチョッパ回路は再び出力
電圧を発生する。このようにして、パルスを出力する状
態としない状態を交互に繰返すことによって、平均電圧
としては、最少パルス幅の制約で決る電圧以下の電圧を
制御することができる。

【０００８】

【実施例】本発明の一実施例を図３と同一部に同一符号
を付して示す図１を参照して説明する。

【０００９】図１において、１１は定電圧制御回路９か
ら出力されるパルス幅指令値５４と、予め設定してある
最少パルス幅５５を比較する比較器、１２はパルス幅制
御回路１０から出力されるオン信号と、比較器１１から
出力される出力許可信号５６の論理積をとる論理積回路
である。

【００１０】次に、図１の作用を図２を参照して説明す
る。定電圧制御回路９からのパルス幅指令値５４が、予
め設定してある最少パルス幅５５（図２に点線で示す）
の値より大きい場合は比較器１１から出力される出力許
可信号５６は「１」、小さい場合「０」となる。論理積
回路１２はパルス幅制御回路１０から出力されるオン信
号と出力許可信号５６の論理積をとる。従って、出力が
許可されていない時、即ち、定電圧制御回路９の出力が
最少パルス幅５５より小さいときは、チョッパ回路は負
荷に電圧を出力しない。チョッパ回路が電圧を出力しな
い状態が継続すると負荷電圧が低下する。電圧基準信号
５１より低くなると定電圧制御回路９の出力であるパル
ス幅指令値５４は上昇し、出力許可信号５６が「１」に
なり、チョッパ回路は再び負荷に電圧を出力する。

【００１１】以上説明したように、パルスを出力する状
態としない状態を交互に繰返すことによって、平均電圧
としては、最少パルス幅の制約で決る電圧以下の電圧も
制御が可能になる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
流電圧源と、直流電圧をパルス幅制御する事故消弧可能
な素子から構成されるチョッパ回路において、チョッパ
回路のパルス幅指令値が所定値以下であるか否かを判別
する手段を具備し、当該手段によってチョッパ回路の出
力パルス幅指令値が所定値以下であると判断された時前
記チョッパ回路へオン指令を出さないようにすれば、パ
ルス幅指令値が最少パルス幅よりも小さいときも、出力
パルスが間引かれて、平均電圧として最少パルス幅の制
約で決る電圧以下の電圧も制御が可能なチョッパ回路の
制御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すチョッパ回路の構成
図。

【図２】［図１］の動作を説明するための動作波形図。

【図３】従来のチョッパ回路の構成図。

【図４】従来のチョッパ回路の動作を説明するための動
作波形図。

【符号の説明】

１ …直流電圧源 ２ …自
己消弧可能な素子 ３ …ダイオ―ド ４ …直
流リアクトル ５ …直流コンデンサ ６ …ス
イッチ ７ …直流電圧検出器 ８ …演
算器 ９ …定電圧制御回路 １０ …パ
ルス幅制御回路 １１ …比較器 １２ …論
理積回路 ５１ …電圧基準信号 ５２ …電
圧検出信号 ５３ …オン信号 ５４ …パ
ルス幅指令値 ５５ …最少パルスス幅設定値 ５６ …出
力許可信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自己消弧可能な素子から構成されるチョ
   ッパ回路において、該チョッパ回路のパルス幅指令値が
   所定値以下である否かを判別する手段を具備し当該手段
   によって前記チョッパ回路の出力パルス幅指令値が所定
   値以下であると判断されたとき前記チッヨッパ回路へオ
   ン指令を出さないようにしたことを特徴とするチョッパ
   回路の制御装置。