JPH10248241A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH10248241A
JPH10248241A JP9048676A JP4867697A JPH10248241A JP H10248241 A JPH10248241 A JP H10248241A JP 9048676 A JP9048676 A JP 9048676A JP 4867697 A JP4867697 A JP 4867697A JP H10248241 A JPH10248241 A JP H10248241A
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JP
Japan
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output
adder
power
reactor
switching means
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JP9048676A
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English (en)
Inventor
Yoshio Naito
義雄 内藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】外乱や変動に対して常に安定した運転のできる
電力変換装置を提供すること。 【解決手段】負荷電流指令10は、負荷電流検出器11
で検出された負荷電流信号と加算器12で加算される。
この加算器12の出力である前記2つの信号の偏差は、
増幅器13で増幅され、直流リアクトル電流基準として
出力される。この直流リアクトル電流基準は、直流リア
クトル電流検出器17で検出された直流リアクトル電流
信号と加算器18aで加算される。加算器18aの出力
の偏差信号は、増幅器19で増幅され、出力電圧基準と
して出力される。出力電圧基準は、信号発生器14の三
角波、鋸歯状波と比較器15でパルス幅変調され、半導
体スイッチ3のオンオフ信号を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流入力電圧を任
意の大きさの電圧に変換する電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に、入力直流電圧E1 を昇降圧して
任意の大きさの電圧E2 を出力する直流電力変換器の基
本構成を示す。この直流電力変換器は、以下のような動
作をする。
【0003】(1) スイッチ3がオンの時は、電源1→ス
イッチ3→リアクトル4の回路で電流I1 が流れ、リア
クトル4にエネルギが蓄えられる。 (2) スイッチ3をオフすると、リアクトル4に蓄えられ
たエネルギは、リアクトル4→コンデンサ5、負荷2→
ダイオード7の回路で放電流I2 が流れる。このとき、
電流I2 は、図6に示す方向に流れるため、出力電圧E
2 の極性は反転することになる。定常状態では、リアク
トル4にかかる電圧vLの時間積は、「1周期の間で
0」、即ちvLdt=0となるので、リアクトル4のイ
ンダクタンスが十分大きければ、E1 ・ton=E2 ・t
off が成り立ち、この関係から、次式が導かれる。
【0004】
【数1】 E2 =E1 ・ton/tOFF =E1 ・ton/(Tーton) =E1 ・(ton/T)/(1ーton・T) =E1 ・α/(1ーα) T :1周期の期間(ton+toff ) ton :スイッチ3のオン時間 toff :スイッチ3のオフ時間 α :通流率(ton/T) (0≦α≦1) このように、出力電圧E2 は、入力電圧E1 を昇降圧す
ることにより、任意の電圧が得られることがわかる。
【0005】この図6に示す電力変換器を用いて、負荷
に流す電流を一定に制御する電力変換装置を図7に示
す。主回路変換部は、図6と同じく、半導体スイッチ
3、直流リアクトル4、コンデンサ5、ダイオード6か
ら成る。負荷電流は、外部から与えられた負荷電流指令
10となるように、直流電源1の電圧を昇降圧し、負荷
2に供給する。電流検出器11で検出された負荷電流
は、負荷電流指令10と加算器12で加算される。加算
器12の出力である指令値と実測値の誤差分は、増幅器
13で増幅され、出力電圧基準となる。この出力電圧基
準は、信号発生器14の出力である三角波あるいは鋸歯
状波信号と比較器15で比較(パルス幅変調)され、半
導体スイッチ3のオンオフのタイミングが決定される。
なお、この信号は、増幅器16で増幅され、半導体スイ
ッチに与えられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の電力変換装置においては、直流出力電流の検出信号
のみで負荷電流制御をしていたため、わずかな変動や外
乱により、主回路における安定した運転が難しいという
問題があった。そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、
変動や外乱に対して常に安定した運転のできる電力変換
装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、直流電源と、該直流電源と
直列接続されるスイッチング手段と、該スイッチング手
段に直列接続され、リアクトルとコンデンサとが各々並
列接続し、該リアクトルと該コンデンサ間にダイオード
を有し、負荷に所定の出力直流電力を供給する電力変換
器と、該出力直流電力の電流値と該出力直流電力の電流
基準とを加算する第1の加算器と、該第1の加算器の出
力を増幅する第1の増幅器と、該第1の増幅器の出力と
該リアクトルの検出電流値とを加算する第2の加算器
と、該第2の加算器の出力をパルス幅変調制御し、該ス
イッチング手段のオンオフ信号を形成するパルス幅変調
回路とを具備することを特徴とし、リアクトルの電流を
制御する。
【0008】請求項2記載の発明は、直流電源と、該直
流電源と直列接続されるスイッチング手段と、該スイッ
チング手段に直列接続され、リアクトルとコンデンサと
が各々並列接続し、該リアクトルと該コンデンサ間にダ
イオードを有し、負荷に所定の出力直流電力を供給する
電力変換器と、該出力直流電力の電流値と該出力直流電
力の電流基準とを加算する第1の加算器と、該第1の加
算器の出力を増幅する第1の増幅器と、該出力直流電力
の電流値を微分または積分し、補償信号を形成する変換
回路と、該第1の増幅器の出力と該補償信号とを加算す
る第2の加算器と、該第2の加算器の出力をパルス幅変
調制御し、該スイッチング手段のオンオフ信号を形成す
るパルス幅変調回路とを具備することを特徴とし、負荷
電流信号の変化分を利用する。
【0009】請求項3記載の発明は、直流電源と、該直
流電源と直列接続されるスイッチング手段と、該スイッ
チング手段に直列接続され、リアクトルとコンデンサと
が各々並列接続し、該リアクトルと該コンデンサ間にダ
イオードを有し、負荷に所定の出力直流電力を供給する
電力変換器と、該出力直流電力の電流値と該出力直流電
力の電流基準とを加算する第1の加算器と、該第1の加
算器の出力を増幅する第1の増幅器と、該リアクトルの
検出電流値を微分または積分し、補償信号を形成する変
換回路と、該第1の増幅器の出力と該補償信号とを加算
する第2の加算器と、該第2の加算器の出力をパルス幅
変調制御し、該スイッチング手段のオンオフ信号を形成
するパルス幅変調回路とを具備することを特徴とする。
【0010】請求項4記載の発明は、直流電源と、該直
流電源と直列接続されるスイッチング手段と、該スイッ
チング手段に直列接続され、リアクトルとコンデンサと
が各々並列接続し、該リアクトルと該コンデンサ間にダ
イオードを有し、負荷に所定の出力直流電力を供給する
電力変換器と、該出力直流電力の電流値と該出力直流電
流の基準値とを加算する第1の加算器と、該第1の加算
器の出力を増幅する第1の増幅器と、該出力直流電力の
電圧値を検出する電圧検出回路と、該第1の増幅器の出
力と該電圧検出回路の出力とを加算する第2の加算器
と、該第2の加算器の出力をパルス幅変調制御し、該ス
イッチング手段のオンオフ信号を形成するパルス幅変調
回路とを具備することを特徴とする。請求項5記載の発
明は、該リアクトルが変圧器であることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態につい
て図1を用いて説明する。従来例で示した図6、図7と
同一記号は、同一のものを示す。本実施の形態は、従来
例と比べ、直流リアクトル電流検出器17、加算器18
a、増幅器19が新たに設けられている。以下、本実施
の形態の動作形態を説明する。
【0012】負荷電流指令10は、負荷電流検出器11
で検出された負荷電流信号と加算器12で加算される。
この加算器12の出力である前記2つの信号の偏差は、
増幅器13で増幅され、直流リアクトル電流基準として
出力される。この直流リアクトル電流基準は、直流リア
クトル電流検出器17で検出された直流リアクトル電流
信号と加算器18aで加算される。加算器18aの出力
である偏差信号は、増幅器19で増幅され、出力電圧基
準として出力される。この出力電圧基準は、信号発生器
14の三角波、鋸歯状波と比較器15でパルス幅変調さ
れ、半導体スイッチ3のオンオフ信号を形成する。
【0013】このように、主回路における直流リアクト
ルの電流を制御することにより、この制御が安定化補償
として作用し、出力電流の安定化を図ることができる。
次に、本発明の第2の実施の形態について図2を用いて
説明する。
【0014】本実施の形態は、従来例に比し、微分器2
0と加算器18bが追加されている。加算器12の出力
である負荷電流指令10と負荷電流信号との誤差は、増
幅器13で増幅される。微分器20により、負荷電流信
号の変化分を取り出すと、これが補償信号としての役割
をはたし、増幅器13の出力信号と、加算器18bで加
算され、出力電圧基準を形成する。このように、負荷電
流信号を微分することによって得られる負荷電流変化分
により、制御の安定化を促し、出力電流の安定化を図る
ことができる。
【0015】本発明の第3の実施の形態について図3を
用いて説明する。本実施の形態は、直流リアクトル電流
検出器17、微分器20、加算器18cが追加されてい
る。
【0016】第2の実施の形態と異なる点は、リアクト
ルの電流を検出し、その出力を微分器20の入力として
いる点である。直流リアクトル電流信号の変化分が取り
出され、これが補償信号として、増幅器13の出力信号
と加算器18で加算され、出力電圧基準を形成する。直
流リアクトル電流信号を微分した直流リアクトル電流変
化分が制御の安定化補償として作用し、出力電流の安定
化を図ることができる。
【0017】なお、微分器20を積分器としても、同様
の効果を得ることができる。本発明の第4の実施の形態
について図4を用いて説明する。本実施の形態は、従来
例に対し、出力電圧検出器21と加算器18dが設けら
れている。出力電圧検出器21にて直流出力電圧信号の
変化分を検出し、これを補償信号として、増幅器13を
介し、出力電圧基準を形成する。
【0018】図5は、直流リアクトル4の代わりに、変
圧器22を用いて構成したものであり、第1の実施の形
態〜第4の実施の形態に示す制御補償に用いることによ
り、同様の効果を得ることができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように、本発明により、外乱や変
動に対して常に安定した運転のできる電力変換装置を提
供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る第1の実施の形態における電力変
換装置の構成図。
【図2】本発明に係る第2の実施の形態における電力変
換装置の構成図。
【図3】本発明に係る第3の実施の形態における電力変
換装置の構成図。
【図4】本発明に係る第4の実施の形態における電力変
換装置の構成図。
【図5】本発明に係る第5の実施の形態における電力変
換装置の構成図。
【図6】従来の電力変換装置の主回路構成図。
【図7】従来の電力変換装置の構成図。
【符号の説明】
1 直流電源 2 負荷 3 スイッチ 4 リアクトル 5 コンデンサ 6 ダイオード 10 負荷電流指令 11、17 電流検出器 12、18 加算器 13、16、19 増幅器 14 信号発生器 15 比較器 20 微分器 21 出力電圧検出器 22 変圧器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流電源と、 前記直流電源と直列接続されるスイッチング手段と、 前記スイッチング手段に直列接続され、リアクトルとコ
    ンデンサとが各々並列接続し、前記リアクトルと前記コ
    ンデンサ間にダイオードを有し、負荷に所定の出力直流
    電力を供給する電力変換器と、 前記出力直流電力の電流値と前記出力直流電力の電流基
    準とを加算する第1の加算器と、 前記第1の加算器の出力を増幅する第1の増幅器と、 前記第1の増幅器の出力と前記リアクトルの検出電流値
    とを加算する第2の加算器と、 前記第2の加算器の出力をパルス幅変調制御し、前記ス
    イッチング手段のオンオフ信号を形成するパルス幅変調
    回路とを具備することを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】直流電源と、 前記直流電源と直列接続されるスイッチング手段と、 前記スイッチング手段に直列接続され、リアクトルとコ
    ンデンサとが各々並列接続し、前記リアクトルと前記コ
    ンデンサ間にダイオードを有し、負荷に所定の出力直流
    電力を供給する電力変換器と、 前記出力直流電力の電流値と前記出力直流電力の電流基
    準とを加算する第1の加算器と、 前記第1の加算器の出力を増幅する第1の増幅器と、 前記出力直流電力の電流値を微分または積分し、補償信
    号を形成する変換回路と、 前記第1の増幅器の出力と前記補償信号とを加算する第
    2の加算器と、 前記第2の加算器の出力をパルス幅変調制御し、前記ス
    イッチング手段のオンオフ信号を形成するパルス幅変調
    回路とを具備することを特徴とする電力変換装置。
  3. 【請求項3】直流電源と、 前記直流電源と直列接続されるスイッチング手段と、 前記スイッチング手段に直列接続され、リアクトルとコ
    ンデンサとが各々並列接続し、前記リアクトルと前記コ
    ンデンサ間にダイオードを有し、負荷に所定の出力直流
    電力を供給する電力変換器と、 前記出力直流電力の電流値と前記出力直流電力の電流基
    準とを加算する第1の加算器と、 前記第1の加算器の出力を増幅する第1の増幅器と、 前記リアクトルの検出電流値を微分または積分し、補償
    信号を形成する変換回路と、 前記第1の増幅器の出力と前記補償信号とを加算する第
    2の加算器と、 前記第2の加算器の出力をパルス幅変調制御し、前記ス
    イッチング手段のオンオフ信号を形成するパルス幅変調
    回路とを具備することを特徴とする電力変換装置。
  4. 【請求項4】直流電源と、 前記直流電源と直列接続されるスイッチング手段と、 前記スイッチング手段に直列接続され、リアクトルとコ
    ンデンサとが各々並列接続し、前記リアクトルと前記コ
    ンデンサ間にダイオードを有し、負荷に所定の出力直流
    電力を供給する電力変換器と、 前記出力直流電力の電流値と前記出力直流電流の基準値
    とを加算する第1の加算器と、 前記第1の加算器の出力を増幅する第1の増幅器と、 前記出力直流電力の電圧値を検出する電圧検出回路と前
    記第1の増幅器の出力と前記電圧検出回路の出力とを加
    算する第2の加算器と、 前記第2の加算器の出力をパルス幅変調制御し、前記ス
    イッチング手段のオンオフ信号を形成するパルス幅変調
    回路とを具備することを特徴とする電力変換装置。
  5. 【請求項5】前記リアクトルが変圧器であることを特徴
    とする請求項1乃至請求項4いずれか記載の電力変換装
    置。
JP9048676A 1997-03-04 1997-03-04 電力変換装置 Pending JPH10248241A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021511003A (ja) * 2018-03-26 2021-04-30 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィMitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. スイッチングを制御するデバイス及び方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021511003A (ja) * 2018-03-26 2021-04-30 ミツビシ・エレクトリック・アールアンドディー・センター・ヨーロッパ・ビーヴィMitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. スイッチングを制御するデバイス及び方法

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