JPS6087664A - 低リツプル直流電源装置のアクテイブ・フイルタ回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 し発明の技術分野〕 本発明は、直流負荷に非常にリップル「に流の少ない直
流゛電流を供給する為のサイリスク変換器やリアクタ・
トランス方式のアクディプ・フィルタで構成される直流
賊源回路において、直流’ｔＭ　ｕ’Ｎ側よりリアクタ
・トランスを介して流入する過大エネルギーから、アク
ティブ・フィルタのパワ・アンプ回路を保護する回路を
有する低リツプル直流電源装置のアクティブ・フィルタ
回路に関するものである。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

第１図は、低リツプル直流電源装置の概略構成図であり
、ｌｉｄ直流エネルギー源のサイリスタ変換器、２は受
動フィルタ、３はリアクタートランス４、パワ・アンプ
５とその制御回路６及びリップル検出器７より構成され
るアクティブ物フィルタ、８は負荷である。

このような、リアクタートランス方式のアクティブ・フ
ィルタ３は負荷の定格電流、定格電圧しベルの直流エネ
ルギーからは、パワ・アンプ５がリアクタ・トランス４
によ″リゾカップリングの状態となっているので、パワ
・アンプ５の電流・電圧定格は、サイリスタ変換器ｌの
定格より充分小さくできる。このため、直流回路の電流
の立ち上げ、立ち下げには、サイリスタ変換器１の出力
電圧を非常にゆっくり変化させるが、伍ち上げ（又は立
ち下げ）の失敗時や負荷８の短絡事故等にはリアクタ番
トランス４の直流側巻線に大きな電位変動が生じて過大
エネルギーがパワ・アンプ５に流入する。この過大エネ
ルギーからパワーアンプ５を保護するため、第２図に示
す様な双方向スイッチ９を接続しく本図ではこのスイッ
チをリアクタトランスの２次に設けたが一次に設けても
よい）このスイッチにより過大エネルギーを側路させる
。

９の双方向スイッチの一方向を示した従来例が第３図で
ある。第３図において、１０はサイリスタ１２は非直線
性抵抗、１３はダイオード、１４はコンデンサ、１４は
ゲート′鑞源用コンデンサ、１５は抵抗、１６は所定の
電圧でオンするナチュラルブレークオーバ素子、１７は
サイリスタｌＯのゲート・パルスの波形整形回路である
。動作は第４図に示すように、過大電圧がサイリスタ１
０に印加された場合、非直線抵抗１２が電圧制限領域に
達し、コンデンサ１４が充電される。このコンデンサ１
４の充？！１圧がある電圧以上゛になるとナチュラル・
ブレークオーバ素子１６がオンしてケート・パルスが発
生しサイリスタｌＯがオン−ｆる。これによって過大エ
ネルギーのパワーアンプ側への流入を防ぐことができる
。

しかし、一般に非直線抵抗は常時電圧による課電劣化を
防ぐため、その制限電圧の６０〜８０チくらいで使用す
る必要がある。この為に常時電圧と過電圧時の保護レベ
ルとの差が大きくなり、耐電圧設計上非常に不利となる
。さらに低圧回路となると、保護レベルが低くてエネル
ギ耐ｔｄ・の大きな非直線抵抗がないために回路設計が
困！１トとなるケースが多い。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した問題を回避するために、常時電圧に
対して過電圧の保護レベルが近接する保護回路を有し、
これＫより、パワ・アンプ５に流入する過大エネルギを
処理する低リツプル直流電源、装置のアクティブ・フィ
ルタ回路を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、双方向スイッチか
らなる過電圧保護装置のサイリスタに並列にダイオード
とコンデンサの直列回路を接続し前記ダイオードの極性
はサイリスタと一致させ、ＥＫ、前記コンデンサと上記
ダイオードとの接続点より抵抗と、所定の電圧以上でオ
ンし、過′１圧の保護レベルを任意の値に設定できる素
子との直列回路をサイリスタのゲートに接続して過°電
圧よりアクティブ・フィルタを保護するものである。

〔発明の実施例〕

以下本発明の一実施例として第５図に示す過電圧抑制形
双方向スイッチの概略構成を説明する。

ただし、双方向スイッチの一方向分のみを示す。

図中１８は、サイリスタ１０と同極性のダイオードであ
り、１９はコンデンサ、２０は限流用抵抗、２１はある
電圧でオンするナチュラル・ブレークオーバ素子、２２
はツェナ・ダイオード、１７はゲート・パルス波形の整
形回路である。

上記の構成にすると、第６図に示すようにコンデンサ１
９の゛電圧は主サイリスタｌＯの〔電圧がコンデンサ電
圧より低くなっている時以外は、主サイリスタ電圧に等
しい、したがって過大な電圧に対しては遅れ時間なくナ
チュラル・ブレークオーバ素子２１をオンさせることが
可能である。又コンデンサ１９は主サイリスタ１０のゲ
ート・パルスの供給゛電源ともなる。次にツェナ・ダイ
オード２２により主サイリスタｌＯのゲート電圧を所定
電圧以下に制限し、抵抗２０及び１７の回路によって電
流を制限して最適なゲート・パルスを発生させ、確実に
主サイリスタ１０をオンし、過大エネルギを側路してア
クティブ・フィルタを保護する。

上記作用により、コンデンサ１９の電圧は、主サイリス
タｌＯの順方向過電圧に対してはダイオード１８が導通
するので主サイリスタ電圧に等しくなる。

これより、２１のナチュラル・ブレークオーバ素子のオ
ン直圧の値を任意の過１圧レベルに設定することが可能
であるから常時電圧に対して近接した保護が容易となる
。又、過電圧保護動作時の遅れ時間を十分小さくするこ
とができる。

しかも、コンデンサ電圧はダート・パルス発生のための
十分な４源となるので確実に主サイリスタをオンさせる
ことができ、アクティブ・フィルタの保護が確実となる
。

また一般に、パワーアンプは′電流リミンタ要素をもた
せているのでパワ番アンプ側に流入する過大エネルギー
は、ｉに圧・電流ストレスであるから前記、１ｕ流リミ
ツタ要素により電流ストレスを軽減し、さらに、双方向
スイッチにより過電圧を抑制すれば、パワ・アンプ側の
損失を少なくでき。

パワ・アンプの容量を小さくすることが可能となる。

〔発明の効果〕

以」二の説明のように、常時電圧と過電圧に対する保護
レベルを近接させることが出来、しかも、任意の値に設
定できるという耐電圧設計上の有利さが得られる。

また、保護動作遅れ時間が小さいので確実なアクティブ
・フィルタの保護が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、低リップル直流電源装置の基本原理構成図、
第２図は本発明の基本原理構成図、第３図は、従来例を
示す構成図、第４図は第３図の動作の説明図、第５図は
本発明の一実施例を示す構成図、第６図は第５図の動作
の説明図−Ｃある。 １・・・・　サイリスタ変換器 ２・・・・　受動フィルタ ３・・・・　アクディプ・フィルタ ４・・・・　リアクタ・トランス ５・・・・　パワ・アンプ　６・・・・制御回路７・・
・・　リップル届圧検出器 ８・・・・　負　荷　９・・・・双方向スイッチ１０．
１０・・・す、イリスタ　ｌｌ・・・電圧検出回路１２
・・・・非直線抵抗　１３・・・・ダイオード１４、１
９・・・・コンデンサ　１５．２０・・・・抵　抗１６
．２１・・・・ナチュラル・ブレークオーバ素子１７・
・・・ゲート中パルス整形器 １８・・・・ダイオード ２２・・・・ツェナー・ダイオード （７３１７）　代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（ほ
か１名）第１図 第２図 第３図 第４図 ＼プイソス７／Ｑａオン 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サイリスタ変換器及びその直流負荷に直列に接続される
   リアクタ・トランス方式のアクティブ・フィルタから成
   る低リツプル直流電源装置において、前記リアクタ・ト
   ランスの１次又は２次巻線のいずれかに、サイリスタを
   逆並列に接続し、前記サイリスタにそれぞれ並列にダイ
   オードとコンデンサとでなる直列回路を接続し、該コン
   デンサに更に上記ダイオードとの接続点より抵抗と所定
   以上の電圧でオンするスイッチの直列回路をサイリスタ
   のゲートに接続した双方向スイッチを設け、前記リアク
   タ・トランスを介してアクティブ−フィルタのパワ・ア
   ンプ回路へ流入する過大エネルギを、前記サイリスタに
   より側路して、前記パワ・アンプ回路を保護することを
   特徴とした低リップル直流ｉｔ源装置のアクティブ・フ
   ィルタ回路。