JPS6091861A - チヨツパ回路 - Google Patents
チヨツパ回路Info
- Publication number
- JPS6091861A JPS6091861A JP19766883A JP19766883A JPS6091861A JP S6091861 A JPS6091861 A JP S6091861A JP 19766883 A JP19766883 A JP 19766883A JP 19766883 A JP19766883 A JP 19766883A JP S6091861 A JPS6091861 A JP S6091861A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rectifier
- voltage
- circuit
- reactor
- chopper
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/125—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M3/135—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はチョッパ回路、脣ｊζｆヨッパ式直流変換器（
ＤＣ−ＩＪＣコンバータ）のチョッパ回路の改良に関す
るものである。
ＤＣ−ＩＪＣコンバータ）のチョッパ回路の改良に関す
るものである。
従来一般にＤＣ−ＤＣコンバータとして各種の方式のも
のが実用されているところであり、さらにはチョッパ回
路を採用したチョッパ式ＤＣ−ＤＣコンバータには、被
変換直流電源電圧（以下、入力電圧と称す）よりも高い
直流電圧を得る外圧チョッパおよび入力電圧よりも低い
直流電圧を得る降圧チョッパとして第１図（→、（ｂ）
に示す回路が公知である。すなわち第１図（４、（１１
は従来の昇圧形チョッパ回路、降圧形チョッパ回路を示
すもので％１１１′はト２／ジスタ、ゲートターンオフ
（ＧＴＯ）サイリスタあるいは強制転流回路をもつサ
イリスタなど外部制御信号によりオン・オフを行う制御
整流素子、 ２ 、２’は整流素子、 ３ 、３’は平
滑リアクトル、 ４ 、４’は平滑コンデンサ、Ｐｉ＊
Ｎｎは入力端子、Ｐ２ｅＮ２は出力端子である。
のが実用されているところであり、さらにはチョッパ回
路を採用したチョッパ式ＤＣ−ＤＣコンバータには、被
変換直流電源電圧（以下、入力電圧と称す）よりも高い
直流電圧を得る外圧チョッパおよび入力電圧よりも低い
直流電圧を得る降圧チョッパとして第１図（→、（ｂ）
に示す回路が公知である。すなわち第１図（４、（１１
は従来の昇圧形チョッパ回路、降圧形チョッパ回路を示
すもので％１１１′はト２／ジスタ、ゲートターンオフ
（ＧＴＯ）サイリスタあるいは強制転流回路をもつサ
イリスタなど外部制御信号によりオン・オフを行う制御
整流素子、 ２ 、２’は整流素子、 ３ 、３’は平
滑リアクトル、 ４ 、４’は平滑コンデンサ、Ｐｉ＊
Ｎｎは入力端子、Ｐ２ｅＮ２は出力端子である。
さらにかくの如き構成のものは、それぞれ次の得失をも
つことが知られている。昇圧形チョッパコンバータは、
昇圧のみ可能で直流出力電圧の値は変動する入力電圧の
最大値Ｉと選択しなければならず、電気車両のように入
力が高圧直流の場合には、直流出力がより高圧となり自
由度がない。また降圧形チョッパコンバータは、降圧の
み可能で直流出力電圧の値は変動する入力電圧の最大以
下に選択しなければならず、電気車両のように入力電圧
が大幅に変動すや場合−こは直流出力電圧を力）なり低
い値とする必要があり、これにより平滑リアクトル２′
の電流定格が大きくなり、平ｆＶｌリアクトル２′の重
量１寸法の増大を招いていた。
つことが知られている。昇圧形チョッパコンバータは、
昇圧のみ可能で直流出力電圧の値は変動する入力電圧の
最大値Ｉと選択しなければならず、電気車両のように入
力が高圧直流の場合には、直流出力がより高圧となり自
由度がない。また降圧形チョッパコンバータは、降圧の
み可能で直流出力電圧の値は変動する入力電圧の最大以
下に選択しなければならず、電気車両のように入力電圧
が大幅に変動すや場合−こは直流出力電圧を力）なり低
い値とする必要があり、これにより平滑リアクトル２′
の電流定格が大きくなり、平ｆＶｌリアクトル２′の重
量１寸法の増大を招いていた。
才た、入力電圧よりの降圧・昇圧を可能とする方式とし
てＡＣリンク付のＤＣ−ＤＣコンバータが各種公知とな
っているが、一般的に回路が複雑かつ重量９寸法が大き
くなる欠点があった。
てＡＣリンク付のＤＣ−ＤＣコンバータが各種公知とな
っているが、一般的に回路が複雑かつ重量９寸法が大き
くなる欠点があった。
本発明は上述したような各方式に着目しかかる従来方式
の長所のみを活用せしめ、昇や降圧作用をもったチョッ
パ回路を提供せんとするものである。
の長所のみを活用せしめ、昇や降圧作用をもったチョッ
パ回路を提供せんとするものである。
すなわち本発明によるチョッパ回路は、制御整流素子と
整流素子とを互いに逆極性に直列に接続した回路を２組
具備し、−組は被変換直流電源に対し制御整流素子が順
極性となるように並列に接続すると共に、他の一組は直
流出力回路に対し制御整流素子が短絡回路を形成する極
性となるように並列接続し、前記２組の直列回路の接続
点間にリアクトルを接続するように構成したことを特徴
とするものである。
整流素子とを互いに逆極性に直列に接続した回路を２組
具備し、−組は被変換直流電源に対し制御整流素子が順
極性となるように並列に接続すると共に、他の一組は直
流出力回路に対し制御整流素子が短絡回路を形成する極
性となるように並列接続し、前記２組の直列回路の接続
点間にリアクトルを接続するように構成したことを特徴
とするものである。
以下、本発明を実施例図面に基づいて説明する。
第２図は本発明によるチョッパ回路の一実施例の要部構
成を示す回路図であり、図中１１．１２は前述した第１
図と同様の制御整流素子、２１．２２は整流素子、３１
は平滑りアクドル、４１は平滑コンデンサ、５１は負荷
、ｏｌは被変換直流電源で、その他出１図と同符号のも
のは同じ部材を示す。
成を示す回路図であり、図中１１．１２は前述した第１
図と同様の制御整流素子、２１．２２は整流素子、３１
は平滑りアクドル、４１は平滑コンデンサ、５１は負荷
、ｏｌは被変換直流電源で、その他出１図と同符号のも
のは同じ部材を示す。
第２図において制御整流素子１１．整流素子２１゜平滑
リアクトル３１からなる回路が降圧チョッパ回路を構成
し、十諦吟呼づ→掃崎Ｈ−トド酬オ降か怜° 平滑リア
クトル３１．制 御整流素子１２．整流素子２２からなる回路が昇圧チョ
ッパ回路を構成する。すなわち第２図においては第１図
（ａ） 、 （ｂ）の回路を、平滑リアクトル３．３′
を共用する形で合成したものである。
リアクトル３１からなる回路が降圧チョッパ回路を構成
し、十諦吟呼づ→掃崎Ｈ−トド酬オ降か怜° 平滑リア
クトル３１．制 御整流素子１２．整流素子２２からなる回路が昇圧チョ
ッパ回路を構成する。すなわち第２図においては第１図
（ａ） 、 （ｂ）の回路を、平滑リアクトル３．３′
を共用する形で合成したものである。
かかるチョッパ回路の動作を第３図に示す制御信号の入
力と各部波形を示す図を用いて説明する。
力と各部波形を示す図を用いて説明する。
第３図（ａ）は降圧チョッパ動作時、第３図（ｂ）は外
圧チョッパ動作時を示す。図において説明を容易とする
ため、平滑リアクトル３１．平滑コンデンサ４１の容量
は充分大きく、電流、電圧とも完全に平滑されているも
のとする。
圧チョッパ動作時を示す。図において説明を容易とする
ため、平滑リアクトル３１．平滑コンデンサ４１の容量
は充分大きく、電流、電圧とも完全に平滑されているも
のとする。
第３図（ａ）はチョッパ回路の入力電圧（■１）が出力
電圧（Ｖりよりも大きい場合の動作説明図であり、この
場合には制御整流素子１２は非導通状態に保ち、制御整
流素子１１のみを動作させる。つまり降圧チョッパ動作
をさせる。制御整流素子１１の導通期間（第３図（ａ）
に示す導通角ａ１の期間）には、被変換直流電＃０１→
制御整流素子１１→平滑りアクドル３１→整流索子２２
→負荷５１→被変換直流電源Ｏ１に電流ＩＬが流れる。
電圧（Ｖりよりも大きい場合の動作説明図であり、この
場合には制御整流素子１２は非導通状態に保ち、制御整
流素子１１のみを動作させる。つまり降圧チョッパ動作
をさせる。制御整流素子１１の導通期間（第３図（ａ）
に示す導通角ａ１の期間）には、被変換直流電＃０１→
制御整流素子１１→平滑りアクドル３１→整流索子２２
→負荷５１→被変換直流電源Ｏ１に電流ＩＬが流れる。
制御整流素子１１がオフすると、平滑リアクトル３１の
磁気エネルギーによる電流が平滑リアクトル３１→整流
素子２２→負荷５１→整流素子２１→平渭リアクトル３
１の閉回路を流れる。
磁気エネルギーによる電流が平滑リアクトル３１→整流
素子２２→負荷５１→整流素子２１→平渭リアクトル３
１の閉回路を流れる。
一方、平滑リアクトル３１に印加される電圧について述
べるとｓ ”１期間中には（’Ｖ’ｓ−Ｖ＊）の大きさ
の電圧が絹２図に示す極性に印加され、α１期間外はｖ
２の大きさの電圧が図示と逆の極性ζζ印加される。
べるとｓ ”１期間中には（’Ｖ’ｓ−Ｖ＊）の大きさ
の電圧が絹２図に示す極性に印加され、α１期間外はｖ
２の大きさの電圧が図示と逆の極性ζζ印加される。
したがってこの回路の定常動作条件は平滑リアクトル３
１の電圧の平均値が零であることから次式が導びかれる
。
１の電圧の平均値が零であることから次式が導びかれる
。
町
Ｖ、 −−Ｘ Ｖ、 ・・山・・・・（１）２π
したがって、チョッパ回路の出力電圧■２は制御整流素
子１１の導通角α重によって、入力電圧ｖ１より小さい
任意の値に制御できることがわかる。入力電圧ｖｉの変
化に対し導通角ａ１を制御することによって出力電圧■
２を一定値に制御することも可能となる。
子１１の導通角α重によって、入力電圧ｖ１より小さい
任意の値に制御できることがわかる。入力電圧ｖｉの変
化に対し導通角ａ１を制御することによって出力電圧■
２を一定値に制御することも可能となる。
次に、Ｍ３図（ｂ）によりチョッパ回路の入力電圧ｖ１
が出力電圧ｖ虞よりも小さい場合の動作説明をする。こ
の場合には制御整流素子１’ｌは常時導通状態に保ち、
制御整流素子１２のみを動作させる。っまり昇圧チョッ
パ動作させる。制御整流素子１２の導通期間（第３図（
ｂ）に示す導通角α宏の期間）には被変換直流電＃Ｏ１
→制御整流素子１１→平滑りアクドル３１→制御整流素
子１２→被変換直流゛ル源ｏｌに本流が流れ、平滑りア
クドル３１に磁気エネルギーが蓄積され、制御整流素子
１２がオフすると、この磁気エネルギーと被変換直流電
源ａｔによる電流が被変換直流電源Ｏ１→制御整流素子
１１→平渭リアクトル３ｌ−４Ｐ整流素子２２→負荷５
１→被変換直流電源Ｏ１に流れる。
が出力電圧ｖ虞よりも小さい場合の動作説明をする。こ
の場合には制御整流素子１’ｌは常時導通状態に保ち、
制御整流素子１２のみを動作させる。っまり昇圧チョッ
パ動作させる。制御整流素子１２の導通期間（第３図（
ｂ）に示す導通角α宏の期間）には被変換直流電＃Ｏ１
→制御整流素子１１→平滑りアクドル３１→制御整流素
子１２→被変換直流゛ル源ｏｌに本流が流れ、平滑りア
クドル３１に磁気エネルギーが蓄積され、制御整流素子
１２がオフすると、この磁気エネルギーと被変換直流電
源ａｔによる電流が被変換直流電源Ｏ１→制御整流素子
１１→平渭リアクトル３ｌ−４Ｐ整流素子２２→負荷５
１→被変換直流電源Ｏ１に流れる。
一方、平滑リアクトル３１に印加される電圧について述
べると、α２期間中にはＶｌの大きさの′電圧が出２図
に示す極性に印加され、α２期間外は−（Ｖ＋−ｖ２）
の大きさの電圧が図示と逆極性に印加される。この千渭
リアクトル３１の電圧の平均ｆ１ｉが零となる条件は下
記（２）となる。
べると、α２期間中にはＶｌの大きさの′電圧が出２図
に示す極性に印加され、α２期間外は−（Ｖ＋−ｖ２）
の大きさの電圧が図示と逆極性に印加される。この千渭
リアクトル３１の電圧の平均ｆ１ｉが零となる条件は下
記（２）となる。
２π
Ｖ２− Ｘ Ｖｔ −−−−（２）
２π−α。
したがって制御整流素子１２の導通角α２によって入力
゛電圧ｖ１より大きい任意の値にｔｔｉ制御できること
がわかる。
゛電圧ｖ１より大きい任意の値にｔｔｉ制御できること
がわかる。
以上の如く本発明によるチョッパ回路は、入力電圧に対
し外圧・降圧された直流出力電圧を得ることができるた
め、ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータを組合わせて直
流電源から交流電力を発生するような場仕には、ＤＣ−
ＤＣコンバータの直流出力電圧つまりインバータの直流
電圧を、使用する部品に最も有利となるような任意の値
に選定することができる。特に入力電圧の定格値とチョ
ッパ出力電圧とを等しくなるようにした場合には制御整
流素子１１が、導通月α重が全導通（α１讃２π）で動
作する機会が多く、入力電圧の変動に対し制御整流素子
１１の導通角αｌおよび制御整流素子１２の導通角α２
がそれぞれ２πより若干小さくするかあるいは零より大
きくすればよい。
し外圧・降圧された直流出力電圧を得ることができるた
め、ＤＣ−ＤＣコンバータとインバータを組合わせて直
流電源から交流電力を発生するような場仕には、ＤＣ−
ＤＣコンバータの直流出力電圧つまりインバータの直流
電圧を、使用する部品に最も有利となるような任意の値
に選定することができる。特に入力電圧の定格値とチョ
ッパ出力電圧とを等しくなるようにした場合には制御整
流素子１１が、導通月α重が全導通（α１讃２π）で動
作する機会が多く、入力電圧の変動に対し制御整流素子
１１の導通角αｌおよび制御整流素子１２の導通角α２
がそれぞれ２πより若干小さくするかあるいは零より大
きくすればよい。
このため被変換直流電源Ｏ１からの電流はリップルの小
さなものとなり、寛＃ｉ側に与える高Ｎ波屯流による障
害を防止する手段が軽微なものですむ。
さなものとなり、寛＃ｉ側に与える高Ｎ波屯流による障
害を防止する手段が軽微なものですむ。
また直流出力電圧を任意に選択できることから、負ｆｉ
機器（インバータ回路等）に許容される最大値にするこ
とにより平滑リアクトル３１の′亀流容薫を小さくする
ことができる。
機器（インバータ回路等）に許容される最大値にするこ
とにより平滑リアクトル３１の′亀流容薫を小さくする
ことができる。
さらに平滑リアクトル３１のインダクタンスの値も降圧
あるいは外圧のみの場合に比し小さくすることができる
ため、平滑リアクトル３１の大幅な小形・軽量化が図れ
る。
あるいは外圧のみの場合に比し小さくすることができる
ため、平滑リアクトル３１の大幅な小形・軽量化が図れ
る。
なち本発明の具体的な実施的は第２図に限らず、第４図
（ａ）〜偵）に示す構成により全く同様の動作が行なわ
れることは明白である。第４図（ａ）〜（ｇ）は本発明
の他の実施例の要部構成を示す回路図で、ここでの説明
は雀略するがＭ２図と同一符号のものは同一のものを示
している。
（ａ）〜偵）に示す構成により全く同様の動作が行なわ
れることは明白である。第４図（ａ）〜（ｇ）は本発明
の他の実施例の要部構成を示す回路図で、ここでの説明
は雀略するがＭ２図と同一符号のものは同一のものを示
している。
以上説明したように本発明によれば、簡単な回路構成で
極めて有効な特性をもったチョッパ回路を提供すること
ができる。
極めて有効な特性をもったチョッパ回路を提供すること
ができる。
ｆ＠１図の第１図（−１は従来のケ１．圧形チョッパ回
路、第２図（ｂ）は従来の降圧形チョッパ回路を示す回
路図、第２図は本発明によるチョッパ回路の一実施例の
要部構成を示す回路図、第３図は第２図の動作説明のた
めに示した制御信号入力と各部波形を表す図であり第３
図（−）は降圧チョッパ動作時、第３図（ｂ）は昇圧チ
ョッパ動作時を示す。第４図（ａ）〜（ｇ）は本発明の
他の実施例を示す回路図である。 １．１’ Ｉｌｌ、１２・・・・・・制御整流素子、２
．２’、２１．２２・−・・・整流菓子、 ３．３’、
３１・・・・・・平滑リアクトル、４゜４’、４１・・
・・・・平滑コンデンサ、５１・・・・・負荷、Ｏｌ・
・・・・・被変換直流電源。 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者 土 井 厚 第１ １ 手続補正書（自発） 昭和５８年１１月ｚｌ Ｂ 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９７６６８号 ２、発明の名称 チョッパ回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 １０４ 東京都中央区八重洲二丁目７番２号 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ５、補正の内容 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９７６６８号 ２、発明の名称 チョッパ回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 １０４ 東京都中央区八重洲二丁目７番２号 昭和５９年１月３１日 ６、補正の内容 明細書第９頁第１２行目の「第２図（ｂ）は・・・・・
・」を［第１図（ｂ）は・・・・・・」化補正する。
路、第２図（ｂ）は従来の降圧形チョッパ回路を示す回
路図、第２図は本発明によるチョッパ回路の一実施例の
要部構成を示す回路図、第３図は第２図の動作説明のた
めに示した制御信号入力と各部波形を表す図であり第３
図（−）は降圧チョッパ動作時、第３図（ｂ）は昇圧チ
ョッパ動作時を示す。第４図（ａ）〜（ｇ）は本発明の
他の実施例を示す回路図である。 １．１’ Ｉｌｌ、１２・・・・・・制御整流素子、２
．２’、２１．２２・−・・・整流菓子、 ３．３’、
３１・・・・・・平滑リアクトル、４゜４’、４１・・
・・・・平滑コンデンサ、５１・・・・・負荷、Ｏｌ・
・・・・・被変換直流電源。 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者 土 井 厚 第１ １ 手続補正書（自発） 昭和５８年１１月ｚｌ Ｂ 特許庁長官 殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９７６６８号 ２、発明の名称 チョッパ回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 １０４ 東京都中央区八重洲二丁目７番２号 明細書の「発明の詳細な説明」の欄 ５、補正の内容 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和５８年特許願第１９７６６８号 ２、発明の名称 チョッパ回路 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 郵便番号 １０４ 東京都中央区八重洲二丁目７番２号 昭和５９年１月３１日 ６、補正の内容 明細書第９頁第１２行目の「第２図（ｂ）は・・・・・
・」を［第１図（ｂ）は・・・・・・」化補正する。
Claims (1)
- 制御ｌｌ整流素子と整流素子とを互いに逆極性に直列に
接続した回路を２組具備し、−組は被変換直流電源に対
し前記制御整流素子が順極性となるように並列に接続す
ると共に、他の一組は直流出方回路に対し前記制御整流
素子が短絡回路を形成する極性となるように並列接続し
、前記２組の直列回路の接続点間にリアクトルを接続し
たことを特徴とするテロ７バ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19766883A JPS6091861A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | チヨツパ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19766883A JPS6091861A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | チヨツパ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6091861A true JPS6091861A (ja) | 1985-05-23 |
Family
ID=16378338
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19766883A Pending JPS6091861A (ja) | 1983-10-24 | 1983-10-24 | チヨツパ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6091861A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194581U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-14 | ||
| CN102904277A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-30 | 国网智能电网研究院 | 一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50109429A (ja) * | 1974-02-05 | 1975-08-28 |
-
1983
- 1983-10-24 JP JP19766883A patent/JPS6091861A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS50109429A (ja) * | 1974-02-05 | 1975-08-28 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63194581U (ja) * | 1987-05-29 | 1988-12-14 | ||
| CN102904277A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-30 | 国网智能电网研究院 | 一种利用谐振环节配置直流输电主电路结构 |
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