JPH0629393U - 昇圧形コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 動作開始時のコンデンサ充電電流を制限する
限流素子を定常動作に短絡するためのサイリスタに、過
大な電流が流れるのを防ぐ。 【構成】 整流回路３の出力端に、高電位側（＋）から
基準電位側（−）に向って直流リアクトル７と整流ダイ
オード８とコンデンサ９と限流素子４及びサイリスタ５
の並列回路６とを順に直列に接続し、直流リアクトル７
及び整流ダイオード８の結合点と整流回路３の基準電位
側（−）との間に電源交流の周期よりも十分速い周期で
開閉する高周波スイッチング素子を接続した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、交流を昇圧された直流に変換するコンバータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、図２に示すような昇圧形コンバータが知られている。即ち、電源１の交 流をダイオード２、２、２、２よりなる整流回路３で整流し、その高圧側（＋） から順に、限流素子４及びサイリスタ５の並列回路６、直流リアクトル７、整流 ダイオード８を経由してコンデンサ９に充電し、かつ直流リアクトル７及び整流 ダイオード８の接続点と整流回路３及びコンデンサ９の基準電位側（−）との間 に設けた高周波スイッチング素子１０を、電源１の交流よりも十分速い周期で開 閉する。なお、１１はコンデンサ８の両端間に接続した負荷、１２はサイリスタ ５の制御回路、１３は高周波スイッチング素子の制御回路である。

【０００３】 限流素子４は、動作開始当初にコンデンサ８に過大な充電電流が突入するのを 防ぐためのものであり、動作が定常状態に移った後は制御回路１２の時限制御に よってサイリスタ５を導通させて、素子４による限流作用を解除する。

【０００４】 上記の従来の昇圧コンバータの動作は次の通りである。即ち、コンデンサ９に 対する充電が行なわれている最中に高周波スイッチング素子１０を導通させると 、充電が停まると同時に短絡電流が直流リアクトル７から高周波スイッチング素 子１０へと流れる。 ここで高周波スイッチング素子１０を再び遮断すると、直流リアクトル７内に 高電圧が誘起され、この誘起電圧は整流回路３の整流電圧に重畳されて整流器８ を通過し、コンデンサ９に充電される。従って、コンデンサ９は、整流回路３の 発生電圧よりも昇圧されて充電が行なわれる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】 上述の回路では、高周波スイッチング素子１０が導通した場合に、非常に大き な短絡電流がサイリスタ５を流れるため、サイリスタ５としてこれに耐え得る大 容量のものが必要であり、かつこの短絡電流によってサイリスタ５内に生ずる電 力損失も大きかった。また、サイリスタ５の制御回路１２は、高圧側に存在する ために、その絶縁に十分な対策が必要であった。

【０００６】 この考案は、サイリスタ５に過大な電流が流れるのを防ぎ、かつその内部で発 生する電力損失を軽減すると共に、その制御回路の絶縁対策をも容易にしようと するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案による昇圧形コンバータは、交流電源を整流する整流回路と、この整 流回路の出力端間に直列に接続された直流リアクトル及び上記交流電源の周波数 よりも十分高い周波数で開閉動作を営む高周波スイッチング素子と、この高周波 スイッチング素子の両端間に直列に接続された出力ダイオード及びコンデンサを 有し、特に、上記コンデンサの基準電位側と上記高周波スイッチング素子の基準 電位側との間に限流素子と定常運転時に導通状態に制御されるサイリスタとの並 列回路を介在させたものである。

【０００８】

【作用】

この考案においては、限流素子とサイリスタとの並列回路が、整流回路から直 流リアクトルを通って高周波スイッチング素子へ流れる短絡電流の経路の外に置 かれている。従って、サイリスタに過大な電流が流れないばかりでなく、サイリ スタ内部での電力損失も減少する。 また、限流素子とサイリスタとの並列回路が整流回路の高電位側ではなく基準電 位側に存在するため、サイリスタの動作の制限回路の絶縁対策が著るしく容易に なる。

【０００９】

【実施例】 図１において、電源１の交流はダイオード２、２、２、２よりなる整流回路３ で整流され、その高圧側（＋）と基準電位側（−）との間に、順に直列に直流リ アクトル７、ダイオード８、コンデンサ９、及び限流素子４とサイリスタ５を並 列に有する過電流制限回路６が接続されており、直流リアクトル７及びダイオー ド８の結合点と整流回路３の基準電位側（−）との間に高周波スイッチング素子 １０が接続されている。１２及び１３はそれぞれサイリスタ５及び高周波スイッ チング素子１０の制御回路である。

【００１０】 上記回路の動作開始当初は、サイリスタ５は非導通状態にあり、整流回路３か ら過大な充電電流がコンデンサ９に突入するのを防いでいる。コンデンサ９の充 電が進んだ時点で、制御回路１２の信号により、サイリスタ５が導通し、以後は コンデンサ９の充電電流はサイリスタ５を流れるようになる。

【００１１】 高周波スイッチング素子１０が非導通状態にある間は、コンデンサ９は、整流 回路３から直流リアクトル７及びダイオード８を経て与えられる電流によって充 電される。 制御回路１３が発する信号によって高周波スイッチング素子１０が導通すると 、直流リアクトル７及び高周波スイッチング素子１０を大きな短絡電流が流れる 。 そして再び制御回路１３によって高周波スイッチング素子が非導通状態にされ ると、直流リアクトル７に高い誘起電圧ＥＲが発生する。この誘起電圧ＥＲが、 整流回路３の整流電圧ＥＤに重畳され、ダイオード８を通ってコンデンサ９に与 えられるために、コンデンサ９は整流電圧ＥＤよりも遙かに高い電圧に充電され る。

【００１２】 限流素子４及びサイリスタ５よりなる過電流制限回路６は、上述の高周波スイ ッチング素子１０の導通時にこれを流れる短絡電流の経路の外に置かれているの で、この短絡電流によってサイリスタ５の内部に発生する電力損失は消失する。 しかも、サイリスタ５は、このような大きな短絡電流が流れないので、かなり容 量が小さいもので足りることになる。

【００１３】 また、図２に示した従来例と違って、限流素子４及びサイリスタ５よりなる過 電流制限回路６は、整流回路３の基準電位側（−）に設けられているので、その 制限回路１２は接地側をこの整流回路３の基準電位側に接続することができ、整 流回路３の高電位側に設けた場合に較べて、絶縁対策が著るしく容易になる。

【００１４】 また、高周波スイッチング素子１０の制御回路１３は、その接地側を整流回路 ３の基準電位側（−）に結合するのが普通であるが、上述の位置に過電流制限回 路６を設けることにより、両回路６、１３間の絶縁に格別の考慮を払う必要を無 くすることができる。

【００１５】

【考案の効果】

上記実施例から明らかなように、この考案によれば、動作開始時の過電流を制 限するための過電流制限回路６中のサイリスタ５として小容量のもので足り、動 作中にこのサイリスタ５内で生ずる電力損失を軽減できるばかりでなく、過電流 制限回路６の絶縁も著るしく簡略化することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例の回路図である。

【図２】従来の昇圧形コンバータの回路図である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ３ 整流回路 ４ 限流素子 ５ サイリスタ ７ 直流リアクトル ８ ダイオード ９ コンデンサ １０ 高周波スイッチング素子 １１ 負荷 １２ 制御回路 １３ 制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源を整流する整流回路と、この整
   流回路の出力端間に直列に接続された直流リアクトル及
   び上記交流電源の周波数よりも十分高い周波数で開閉動
   作を営む高周波スイッチング素子と、この高周波スイッ
   チング素子の両端間に直列に接続された出力ダイオード
   及びコンデンサを有する昇圧形コンバータにおいて、 上記コンデンサの基準電位側と上記高周波スイッチング
   素子の基準電位側との間に限流素子と定常運転時に導通
   状態に制御されるサイリスタとの並列回路を介在させた
   ことを特徴とする昇圧形コンバータ。