JPH06253533A - 直流電源用制御回路 - Google Patents
直流電源用制御回路Info
- Publication number
- JPH06253533A JPH06253533A JP5061106A JP6110693A JPH06253533A JP H06253533 A JPH06253533 A JP H06253533A JP 5061106 A JP5061106 A JP 5061106A JP 6110693 A JP6110693 A JP 6110693A JP H06253533 A JPH06253533 A JP H06253533A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- chopper
- transistor
- reactor
- pulse
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- Pending
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- Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流電源の負荷遮断時の出力電圧上昇を瞬時
に抑制する。 【構成】 チョッパ素子としてのトランジスタＱ2のオ
ン、オフにより、リアクトル３の蓄積エネルギーを平滑
コンデンサ６を介し直流電圧として負荷７に供給する直
流電源であって、リアクトル３とトランジスタＱ2とを
含む閉回路を有する直流電源用の制御回路に関する。直
流出力電圧Ｖ0が過電圧レベルを越えたことを検出して
過電圧検出信号を出力するレベル比較器１１と、リアク
トル３の蓄積エネルギーを前記閉回路により消費させる
ために過電圧検出信号に応じてトランジスタＱ2をオン
させるパルスを発生するパルス分配器１４とを備える。
に抑制する。 【構成】 チョッパ素子としてのトランジスタＱ2のオ
ン、オフにより、リアクトル３の蓄積エネルギーを平滑
コンデンサ６を介し直流電圧として負荷７に供給する直
流電源であって、リアクトル３とトランジスタＱ2とを
含む閉回路を有する直流電源用の制御回路に関する。直
流出力電圧Ｖ0が過電圧レベルを越えたことを検出して
過電圧検出信号を出力するレベル比較器１１と、リアク
トル３の蓄積エネルギーを前記閉回路により消費させる
ために過電圧検出信号に応じてトランジスタＱ2をオン
させるパルスを発生するパルス分配器１４とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、チョッパからなる直流
電源の出力電圧が負荷遮断に伴って上昇するのを防止す
るようにした直流電源用制御回路に関する。
電源の出力電圧が負荷遮断に伴って上昇するのを防止す
るようにした直流電源用制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、例えば燃料電池用ＤＣ／ＤＣコ
ンバータに使用される昇降圧チョッパとしての直流電源
２０の回路構成図である。図において、直流電源２０
は、直流入力の正側端子にコレクタが接続された第１の
トランジスタＱ1と、そのエミッタにカソードが接続さ
れ、アノードが直流入力の負側端子に接続されたダイオ
ード２と、トランジスタＱ1のエミッタに一端が接続さ
れたリアクトル３と、その他端にコレクタが接続され、
エミッタが直流入力の負側端子及び負荷７の一端に接続
された第２のトランジスタＱ2と、トランジスタＱ2のコ
レクタにアノードが接続され、カソードが負荷７の他端
に接続されたダイオード４と、ダイオード４のカソード
及びトランジスタＱ2のエミッタ間に接続された平滑コ
ンデンサ６とから構成されている。
ンバータに使用される昇降圧チョッパとしての直流電源
２０の回路構成図である。図において、直流電源２０
は、直流入力の正側端子にコレクタが接続された第１の
トランジスタＱ1と、そのエミッタにカソードが接続さ
れ、アノードが直流入力の負側端子に接続されたダイオ
ード２と、トランジスタＱ1のエミッタに一端が接続さ
れたリアクトル３と、その他端にコレクタが接続され、
エミッタが直流入力の負側端子及び負荷７の一端に接続
された第２のトランジスタＱ2と、トランジスタＱ2のコ
レクタにアノードが接続され、カソードが負荷７の他端
に接続されたダイオード４と、ダイオード４のカソード
及びトランジスタＱ2のエミッタ間に接続された平滑コ
ンデンサ６とから構成されている。
【０００３】このように構成された直流電源２０を例え
ば昇圧チョッパとして動作させる場合、図示されていな
い制御回路によりトランジスタＱ1を常時オンとし、か
つチョッパ素子としてのトランジスタＱ2を一定周期で
オン、オフする。これにより、トランジスタＱ2のオン
時にリアクトル３に蓄えられたエネルギーをそのオフ時
にダイオード４を介して電源からのエネルギーと共に負
荷７に放出し、入力直流電圧よりも高いほぼ一定の直流
電圧Ｖ0を負荷７に印加することができる。
ば昇圧チョッパとして動作させる場合、図示されていな
い制御回路によりトランジスタＱ1を常時オンとし、か
つチョッパ素子としてのトランジスタＱ2を一定周期で
オン、オフする。これにより、トランジスタＱ2のオン
時にリアクトル３に蓄えられたエネルギーをそのオフ時
にダイオード４を介して電源からのエネルギーと共に負
荷７に放出し、入力直流電圧よりも高いほぼ一定の直流
電圧Ｖ0を負荷７に印加することができる。
【０００４】なお、直流電源２０を降圧チョッパとして
動作させる場合には、トランジスタＱ2を常時オフと
し、かつチョッパ素子としてのトランジスタＱ1を一定
周期でオン、オフさせる。
動作させる場合には、トランジスタＱ2を常時オフと
し、かつチョッパ素子としてのトランジスタＱ1を一定
周期でオン、オフさせる。
【０００５】
【発明が解決しようとする問題点】図４は、昇圧チョッ
パ動作時のトランジスタＱ1，Ｑ2に対するパルス信号
と、直流電源２０の出力電圧（検出値）Ｖ0及び設定値
の関係を示すものである。上記従来の技術では、全負荷
状態を無負荷とする全負荷遮断時（時刻ｔs）に、制御
回路に設けられた自動電圧調整器（ＡＶＲ）の追従遅れ
を生じると共に、追従後もリアクトル３に蓄積されたエ
ネルギーが出力回路の平滑コンデンサ６に放出されるた
め、出力電圧Ｖ0が設定値以上に上昇して誤差を生じる
という問題があった。
パ動作時のトランジスタＱ1，Ｑ2に対するパルス信号
と、直流電源２０の出力電圧（検出値）Ｖ0及び設定値
の関係を示すものである。上記従来の技術では、全負荷
状態を無負荷とする全負荷遮断時（時刻ｔs）に、制御
回路に設けられた自動電圧調整器（ＡＶＲ）の追従遅れ
を生じると共に、追従後もリアクトル３に蓄積されたエ
ネルギーが出力回路の平滑コンデンサ６に放出されるた
め、出力電圧Ｖ0が設定値以上に上昇して誤差を生じる
という問題があった。
【０００６】また、平滑コンデンサ６には通常、放電用
の抵抗（図示せず）が接続されているが、損失を小さく
するためにその放電時定数が大きく設定されているた
め、一旦上昇した出力電圧が正常値に戻るまでにはある
程度の時間がかかり、出力電圧を早期に安定させること
が困難であった。
の抵抗（図示せず）が接続されているが、損失を小さく
するためにその放電時定数が大きく設定されているた
め、一旦上昇した出力電圧が正常値に戻るまでにはある
程度の時間がかかり、出力電圧を早期に安定させること
が困難であった。
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、チョッパからな
る直流電源の全負荷遮断時における出力電圧の上昇を瞬
時に抑制し、設定値に対する誤差を最小限にすることが
できる直流電源用制御回路を提供することにある。
れたもので、その目的とするところは、チョッパからな
る直流電源の全負荷遮断時における出力電圧の上昇を瞬
時に抑制し、設定値に対する誤差を最小限にすることが
できる直流電源用制御回路を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、チョッパ素子のオン、オフにより、リア
クトルの蓄積エネルギーを平滑コンデンサを介し直流電
圧として負荷に供給する直流電源であって、前記リアク
トルと、前記チョッパ素子と同一または別個のスイッチ
ング素子とを含む閉回路を有する直流電源において、前
記直流電圧が過電圧レベルを越えたことを検出して過電
圧検出信号を出力するレベル比較器と、前記リアクトル
の蓄積エネルギーを前記閉回路により消費させるために
前記過電圧検出信号に応じて前記スイッチング素子をオ
ンさせるパルスを発生するパルス分配器とを備えたもの
である。
め、本発明は、チョッパ素子のオン、オフにより、リア
クトルの蓄積エネルギーを平滑コンデンサを介し直流電
圧として負荷に供給する直流電源であって、前記リアク
トルと、前記チョッパ素子と同一または別個のスイッチ
ング素子とを含む閉回路を有する直流電源において、前
記直流電圧が過電圧レベルを越えたことを検出して過電
圧検出信号を出力するレベル比較器と、前記リアクトル
の蓄積エネルギーを前記閉回路により消費させるために
前記過電圧検出信号に応じて前記スイッチング素子をオ
ンさせるパルスを発生するパルス分配器とを備えたもの
である。
【０００９】なお、前記直流電源が昇圧チョッパである
場合、パルス分配器は、過電圧検出信号に応じてチョッ
パ素子をオンさせるパルスを発生し、直流電源が降圧チ
ョッパである場合には、過電圧検出信号に応じてチョッ
パ素子とは別個のスイッチング素子をオンさせるパルス
を発生すればよい。
場合、パルス分配器は、過電圧検出信号に応じてチョッ
パ素子をオンさせるパルスを発生し、直流電源が降圧チ
ョッパである場合には、過電圧検出信号に応じてチョッ
パ素子とは別個のスイッチング素子をオンさせるパルス
を発生すればよい。
【００１０】
【作用】本発明によれば、直流電源の出力電圧が過電圧
状態になると、パルス分配器からパルスが出力され、チ
ョッパ素子と同一または別個のスイッチング素子をオン
させてリアクトルの蓄積エネルギーを閉回路内で消費す
る。これにより、上記蓄積エネルギーが平滑コンデンサ
側へ放出されることがなくなり、出力電圧の上昇が抑制
される。
状態になると、パルス分配器からパルスが出力され、チ
ョッパ素子と同一または別個のスイッチング素子をオン
させてリアクトルの蓄積エネルギーを閉回路内で消費す
る。これにより、上記蓄積エネルギーが平滑コンデンサ
側へ放出されることがなくなり、出力電圧の上昇が抑制
される。
【００１１】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１はこの実施例の制御回路を示しており、従来と
同様に前記直流電源２０のトランジスタＱ1，Ｑ2を制御
するためのものである。図１において、９は自動電圧調
節器、１０は出力電圧設定器、１１はレベル比較器、１
２は過電圧レベル設定器、１３は出力電圧制御部、１４
はパルス分配器を示している。
る。図１はこの実施例の制御回路を示しており、従来と
同様に前記直流電源２０のトランジスタＱ1，Ｑ2を制御
するためのものである。図１において、９は自動電圧調
節器、１０は出力電圧設定器、１１はレベル比較器、１
２は過電圧レベル設定器、１３は出力電圧制御部、１４
はパルス分配器を示している。
【００１２】次に、上記制御回路の動作を、図２を参照
しつつ以下に説明する。なお、この動作は、図３に示し
た昇降圧チョッパとしての直流電源２０を対象とし、こ
れを昇圧チョッパとして動作させる場合のものである。
まず、直流電源２０の出力電圧Ｖ0は自動電圧調節器９
に入力され、出力電圧設定器１０による設定値との比較
結果に応じて出力電圧制御部１３を制御する信号が出力
される。出力電圧制御部１３では、出力電圧Ｖ0が設定
値に一致するような制御信号を出力し、パルス分配器１
４ではこの制御信号に応じてトランジスタＱ1，Ｑ2に対
するパルス信号を出力する。
しつつ以下に説明する。なお、この動作は、図３に示し
た昇降圧チョッパとしての直流電源２０を対象とし、こ
れを昇圧チョッパとして動作させる場合のものである。
まず、直流電源２０の出力電圧Ｖ0は自動電圧調節器９
に入力され、出力電圧設定器１０による設定値との比較
結果に応じて出力電圧制御部１３を制御する信号が出力
される。出力電圧制御部１３では、出力電圧Ｖ0が設定
値に一致するような制御信号を出力し、パルス分配器１
４ではこの制御信号に応じてトランジスタＱ1，Ｑ2に対
するパルス信号を出力する。
【００１３】一方、出力電圧Ｖ0はレベル比較器１１に
も入力され、過電圧レベル設定器１２による過電圧レベ
ルと比較される。この過電圧レベルは、例えば設定値を
基準として誤差許容範囲内に設定されている。レベル比
較器１１からは、出力電圧Ｖ0が過電圧レベルを越えた
場合に過電圧検出信号が出力され、パルス分配器１４で
はこの過電圧検出信号に応じてトランジスタＱ1，Ｑ2に
対するパルス信号をオン、オフ制御するように構成され
ている。
も入力され、過電圧レベル設定器１２による過電圧レベ
ルと比較される。この過電圧レベルは、例えば設定値を
基準として誤差許容範囲内に設定されている。レベル比
較器１１からは、出力電圧Ｖ0が過電圧レベルを越えた
場合に過電圧検出信号が出力され、パルス分配器１４で
はこの過電圧検出信号に応じてトランジスタＱ1，Ｑ2に
対するパルス信号をオン、オフ制御するように構成され
ている。
【００１４】いま、出力電圧Ｖ0が過電圧レベル以下で
あるとき、図２に示すようにトランジスタＱ1に対する
パルス信号はオン、チョッパ素子としてのトランジスタ
Ｑ2に対するパルス信号は一定周期でオン、オフを繰り
返す通常動作モードとなっており、出力電圧Ｖ0は直流
入力電圧よりも高い一定電圧を保っている。その後、時
刻ｔsにおいて全負荷遮断状態になると、前述のごとく
リアクトル３の蓄積エネルギーに起因して平滑コンデン
サ６の電圧すなわち出力電圧Ｖ0が上昇しかかるが、レ
ベル比較器１１によって出力電圧Ｖ0が過電圧レベルを
越えたことが検出される。
あるとき、図２に示すようにトランジスタＱ1に対する
パルス信号はオン、チョッパ素子としてのトランジスタ
Ｑ2に対するパルス信号は一定周期でオン、オフを繰り
返す通常動作モードとなっており、出力電圧Ｖ0は直流
入力電圧よりも高い一定電圧を保っている。その後、時
刻ｔsにおいて全負荷遮断状態になると、前述のごとく
リアクトル３の蓄積エネルギーに起因して平滑コンデン
サ６の電圧すなわち出力電圧Ｖ0が上昇しかかるが、レ
ベル比較器１１によって出力電圧Ｖ0が過電圧レベルを
越えたことが検出される。
【００１５】これにより、レベル比較器１１からパルス
分配器１４に過電圧検出信号が送出され、図２に示すご
とく、以後はトランジスタＱ1に対するパルス信号をオ
フ、チョッパ素子であるトランジスタＱ2に対するパル
ス信号をオンとする。つまり、リアクトル３のエネルギ
ーが、チョッパ素子であるトランジスタＱ2及びダイオ
ード２を介して消費されるような閉回路を形成し、同時
に、トランジスタＱ1のオフにより正側端子からの入力
電流を遮断するモードへ切り替える。
分配器１４に過電圧検出信号が送出され、図２に示すご
とく、以後はトランジスタＱ1に対するパルス信号をオ
フ、チョッパ素子であるトランジスタＱ2に対するパル
ス信号をオンとする。つまり、リアクトル３のエネルギ
ーが、チョッパ素子であるトランジスタＱ2及びダイオ
ード２を介して消費されるような閉回路を形成し、同時
に、トランジスタＱ1のオフにより正側端子からの入力
電流を遮断するモードへ切り替える。
【００１６】このモードへ切り替えることにより、リア
クトル３のエネルギーが平滑コンデンサ６側へ放出され
ることはなくなるので、出力電圧Ｖ0が設定値よりも大
幅に上昇する恐れはなく、その誤差も最小限に抑えるこ
とができる。
クトル３のエネルギーが平滑コンデンサ６側へ放出され
ることはなくなるので、出力電圧Ｖ0が設定値よりも大
幅に上昇する恐れはなく、その誤差も最小限に抑えるこ
とができる。
【００１７】図３の直流電源２０において、昇圧チョッ
パとしての通常動作時にはトランジスタＱ1がオンであ
るからこのトランジスタＱ1は省略可能であり、全負荷
遮断によりトランジスタＱ2をオンさせた際に、直流入
力電流がリアクトル３からトランジスタＱ2を介して流
れるのを遮断する手段としては、トランジスタＱ1以外
の別のスイッチを外部に設けてもよい。また、通常動作
モードにおいて直流電源２０を降圧チョッパとして動作
させている場合（チョッパ素子としてのトランジスタＱ
1をオン、オフ動作、トランジスタＱ2をオフ動作）に
も、全負荷遮断時にはトランジスタＱ1をオフ状態と
し、かつ、チョッパ素子とは別個のトランジスタＱ2を
オン状態とすることにより、前記同様に出力電圧Ｖ0の
上昇を抑えることができる。
パとしての通常動作時にはトランジスタＱ1がオンであ
るからこのトランジスタＱ1は省略可能であり、全負荷
遮断によりトランジスタＱ2をオンさせた際に、直流入
力電流がリアクトル３からトランジスタＱ2を介して流
れるのを遮断する手段としては、トランジスタＱ1以外
の別のスイッチを外部に設けてもよい。また、通常動作
モードにおいて直流電源２０を降圧チョッパとして動作
させている場合（チョッパ素子としてのトランジスタＱ
1をオン、オフ動作、トランジスタＱ2をオフ動作）に
も、全負荷遮断時にはトランジスタＱ1をオフ状態と
し、かつ、チョッパ素子とは別個のトランジスタＱ2を
オン状態とすることにより、前記同様に出力電圧Ｖ0の
上昇を抑えることができる。
【００１８】なお、本発明が適用されるチョッパの具体
的な回路構成は、図３の例に何ら限定されるものではな
い。
的な回路構成は、図３の例に何ら限定されるものではな
い。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、直流電源
の出力電圧が過電圧状態になったことを検出して所定の
スイッチング素子をオンさせることにより、リアクトル
の蓄積エネルギーを上記スイッチング素子を含む閉回路
内で消費するようにしたため、リアクトルの蓄積エネル
ギーが平滑コンデンサ側へ放出されることがなくなり、
直流出力電圧の上昇が瞬時に抑制されて設定値に対する
誤差を最小源に抑えることができる。
の出力電圧が過電圧状態になったことを検出して所定の
スイッチング素子をオンさせることにより、リアクトル
の蓄積エネルギーを上記スイッチング素子を含む閉回路
内で消費するようにしたため、リアクトルの蓄積エネル
ギーが平滑コンデンサ側へ放出されることがなくなり、
直流出力電圧の上昇が瞬時に抑制されて設定値に対する
誤差を最小源に抑えることができる。
【図１】本発明の実施例に係る制御回路の構成図であ
る。
る。
【図２】実施例の動作説明図である。
【図３】直流電源の回路構成図である。
【図４】従来技術の動作説明図である。
２，４ ダイオード ３ リアクトル ６ 平滑コンデンサ ７ 負荷 ９ 自動電圧調整器 １０ 出力電圧設定器 １１ レベル比較器 １２ 過電圧レベル設定器 １３ 出力電圧制御部 １４ パルス分配器 ２０ 直流電源 Ｑ1，Ｑ2 トランジスタ
Claims (3)
- 【請求項１】 チョッパ素子のオン、オフにより、リア
クトルの蓄積エネルギーを平滑コンデンサを介し直流電
圧として負荷に供給する直流電源であって、前記リアク
トルと、前記チョッパ素子と同一または別個のスイッチ
ング素子とを含む閉回路を有する直流電源において、 前記直流電圧が過電圧レベルを越えたことを検出して過
電圧検出信号を出力するレベル比較器と、 前記リアクトルの蓄積エネルギーを前記閉回路により消
費させるために前記過電圧検出信号に応じて前記スイッ
チング素子をオンさせるパルスを発生するパルス分配器
と、 を備えたことを特徴とする直流電源用制御回路。 - 【請求項２】 直流電源が昇圧チョッパから構成され、
パルス分配器が、過電圧検出信号に応じてチョッパ素子
をオンさせるパルスを発生する請求項１記載の直流電源
用制御回路。 - 【請求項３】 直流電源が降圧チョッパから構成され、
パルス分配器が、過電圧検出信号に応じてチョッパ素子
とは別個のスイッチング素子をオンさせるパルスを発生
する請求項１記載の直流電源用制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5061106A JPH06253533A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 直流電源用制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5061106A JPH06253533A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 直流電源用制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06253533A true JPH06253533A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=13161500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5061106A Pending JPH06253533A (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 直流電源用制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06253533A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100416993C (zh) * | 2006-07-20 | 2008-09-03 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 新型脉冲分配器 |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5061106A patent/JPH06253533A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100416993C (zh) * | 2006-07-20 | 2008-09-03 | 中国科学院等离子体物理研究所 | 新型脉冲分配器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000425 |