JPS6096132A - 保護回路 - 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】 ｆａ）　発明の技術分野 本発明は、　ＤＣ−ＤＣコンバータの変成器と整流平滑
回路よりなる変換ブロックの保護回路に関する。

（ｂ）　技術の背景 従来、電子機器に供給する電源装置は、電子機器の大型
化、商性能化、１ｌＩＪ密度化に伴い消費電力が増大し
、供給電源も大電力となるため、電源の供給回路として
電源変成器その他周辺の電子部品が小型化でき電源電圧
の昇降制御容易なりＣ−ＤＣコンバータ電源回路方式が
広く実用化されている。

このｏｃ　−ｏｃコンバータ電源回路方式は、商用電源
を変圧器で変圧し、電源整流子ｌｈ回路により直流電源
を得て、この直流電源を入力電源として制御回路の制御
によりスイッチング素子のゲートをオン／オフし、直流
電源を断続して画周波矩形波電圧に変換するインバータ
回路と、このインバータ回路からの高周波矩形波電圧を
変成器で変成し。

整流平滑回路により直流に変換して出力を１４る方式で
ある。スイッチング素子のゲルトをオン／オフする周期
は２０ＫＨｚ　−１００ＫＩＩｚ程度の高周波スイソチ
ング動作が行われる。

通富、電子機器は半導体集積回路、大規模半導体集積回
路等を使用している為、大電力を供給する電源装置の電
源電圧は５ポル１−程度の低電圧であるが、数百〜数千
アンペアの大電流を供給している。その為、このＤＣ−
ＤＣコンバータのインバ−タ、回路からの出力高周波矩
形波電圧を、一旦複数の変成器に分割してから整流平滑
回路で直流に変換する変換ブロック群を複数ブロック持
ち、それぞれ変換された直流出力を再度まとめて負荷に
大電流を供給する方式が取られている。この方式は部品
の大きさ制限、整流平滑回路の標準化による量産化と製
造原価低減、各種電源負荷容量に対する流通性等の理由
により分割されている。変換ブロック単位は１台当たり
百アンペア程度の容Ｍを持っている。従って、　ＤＣ−
ＤＣＣコンパりの変換ブロック数は負荷容量によりブロ
ック数が設定される。

（Ｃ１従来技術と問題点 従来の、この種のＤＣ−ＤＣコンバータについて説明す
る。第１図は従来のｏｃ　−ｏｃコンバータ回路の回路
構成ブロック図を示す。本図において、説明を簡略化す
るため変換ブロック数を３ブロック持ったＤＣ−ＤＣコ
ンバータで説明する。１はインバータ部、インバータ部
ｌには直流入力電源をオン／オフするスイッチング素子
２１とスイッチング素子２２があり、スイッチング素子
２Ｌ　２２はパルス幅制御部３の制御によりオン／オフ
し、直流入力電源を高周波矩形波電圧に変換する。変換
された高周波矩形波電圧は、３ブロツクの変換ブロック
群４ａ、　４ｂ、　４ｃに分割して変成、整流平滑され
直流に変換する。変換ブロック４ａは変成器５ａと整流
平滑回１１！８６ａで入力された高周波矩形波電圧を直
流に変換する。変換ブロック４ｂは変成器５ｂと整流平
滑回路６ｂで、変換ブロック４ｃは変成器５ｃと整流平
滑回路６ｃでそれぞれ直流に変換する。それぞれの変換
ブロック４ａ、　４ｂ、　４ｃで変換された直流をまと
めて入電゛流の直流出力を負荷側（図示せず）に供給す
る。直流出力端子側に接続された電圧監視部７は。

直流出力の低電圧状態や過電圧状態を監視し、電圧監視
部７より低電圧信号、過電圧信号等の信号をパルス幅制
御部３に送出する。パルス幅制御部３は低電圧、過電圧
信号等の信号により、スイ・ノヂング素子２１．２２の
オン／オフのパルス幅を変化させ、定電圧直流出力が得
られるよう制御する。

また、電圧監視部７より同時に外部制御装置（図示せず
）へ、低電圧信号、過電圧信号等の異常信号を送出する
。

この従来の回路構成において、直流出力電圧の異常を電
圧監視部７で監視し、低電圧信号や過電圧信号等の異常
信号は送出するが、若し２発生した何等かの異常により
、３つの変換ブロック４ａ。

４ｂ、　４’ｃの内の１つ１例えば変換ブロック４Ｃが
開放状態となる故障が発生した場合、他の２つの変換ブ
ロック４ａ、　４ｂが正常であるため、直流出力電圧に
は異常を生じないことになり、電圧監視部７では故障を
検出することが出来ない。このため正常な２つの変換ブ
ロック４ａ、　４ｂで、この故障した変換ブロック４０
側で負担していた出力電流を負担することとなる。正常
な変換ブロック４ａと変換ブロック４ｂが故障した変換
ブロック４Ｃの負荷分まで負担すれば当然過負荷となり
過熱し、整流素子の短絡や変成器又はチョークコイルの
焼損等の重大な障害に発展する。このように従来の回路
構成では開放状態になる異常現象については検出できな
いという欠点を有していた。

（ｄｌ　発明の目的 本発明は、この従来の欠点を解決することを目的として
いる。

（ｅ）　発明の構成 上記目的は、直流入力電源をスイッチング素子でオン／
オフするインバータと、前記インバータの出力電圧を変
成する変成器と整流平滑する整流平滑回路からなる変換
ブロックを並列に接続した複数の変換ブロック群と、前
記インバータを制御する制御回路を具備したＤＣ−ＤＣ
コンバータにおいて、前記複数の変換ブロック群の各変
成器の一次側に一次変流巻線を挿入し、前記複数の一次
変流巻線相互間の磁界が相殺するよう巻いて一次側とし
、誘導電圧を発生する二次変流巻線を二次例とする変流
器を設け、前記変流器の二次変流巻線で発生した電圧を
前記制御回路に送出し、前記制御回路の制御により前記
インバータの作動を停止するよう構成した本発明によっ
て達成される。

即ち、複数の変換ブロック群を持ったＤＣ−ＤＣコンバ
ータにおいて、複数の変換ブロック群各々の変成器の一
次側に一次変流巻線を挿入し、この−次変流巻線群相互
間を磁界が相殺するように巻いて一次側とし、誘導電圧
を発生ずる二次変流巻線を二次側とする変流器を設けた
本発明により、正常時は変流器の一次側の各−次変流巻
線には同等の電流が流れ磁界が生じない為、二次変流巻
線には電圧が発生しないので、インバータは制御回路よ
り送出される信号により正常に動作する。変換ブロック
群の内何れか１つの変換ブロックに開放状態の異常状態
が発生した場合は、変流器の各−次変流巻線の内何れか
の一次変流巻線に電流が流れなくなり磁界が生し、二次
変流巻線に電圧が発生ずる。この電圧を制御回路に送り
インバータを停止するため、正常な変流ブロック群に過
電流が流れなくなり、整流素子の短絡や変成器又はチョ
ークコイルの焼損等による重大障害を未然に防止する保
護回路を提供することができる。

（ｆｌ　発明の実施例 以下本発明の一実施例について説明する。第２図は本発
明によるＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成ブロック図を
示し、同一対象物は第１図と同一符号で示す。８は変流
器、　８ａは変成器５ａの一次側に挿入された一次変流
巻線、　８ｂは変成器５ｂの一次側に挿入された一次変
流巻線、　８ｃは変成器５ｃの一次側に挿入された一次
変流巻線８ａは二次変流巻線。

１０ば検出回路を示す。変流器８ば一次変流巻線８ａ。

８ｂ、　８ｃと二次変流巻線９で構成され、−次変流巻
線８ｄと一次変流巻線８ｂの巻回数は等しく同方向に巻
かれ、−次変流巻線８ｃの巻回数は一次変流巻線８ａの
２倍で反対方向に巻かれている。二次変流巻線９に発生
した電圧を検出回路１０で検出してパルス幅制御部３に
送出する。

本発明の回路構成において、正常時は一次変流巻線８ａ
、　８ｂ、　８ｃには同等の電流が流れているため磁界
が生ぜず、二次変流巻線９には電圧が発生し゛ない。従
って、電圧監視部７より送出される低電圧信号や過電圧
信号によりパルス幅制御部３がインバータ部１を制御し
、インバータ部ｌは正常に動作して定電圧直流出力を負
荷側に供給する！若し１発生した何等かの異常により２
例えば、変換ブロック４ｃが開放状態になった場合、−
次変流巻線８ａ、　８ｂには電流が流れるが、−次変流
巻線８ｃには電流が流れなくなるため変流器８に磁界が
生じ。

二次変流巻線９に電圧が発生ずる。この発生した電圧を
検出回路１０で検出し、検出回路１０より停止信号をパ
ルス幅制御部３に送出する。パルス幅制御部３は入力さ
れた停止信号によりインバータ部１を制御しインバータ
部１の作動を停止する。従って、変換ブロック４ａ、　
４ｂ、　’４ｃの３ブロツクへの高周波矩形波電圧の供
給が停止され、変換ブロック４ａ、　４ｂが過負荷にな
って焼損等の重大障害に発展する恐れを未然に防止する
保護回路機能を果たすこととなる。

以」二本発明の説明を簡略化するため変換ブロック群を
３ブロック持ったＤＣ−ＤＣコンバータの実施例で説明
したが、何組の変換ブロック群を持ったＤＣ−ＤＣコン
バータであっても、変流器の一次側の一次変流巻線数を
増減するのみであり、−次側の一次変流巻線相互間で磁
界が生じないよう巻回数及び巻方向を選択すればよい。

また、変流器を複数個設け、数組の保護回路区分に分け
て構成することも可能であり、電源装置の構成内容によ
って選択すればよい。

（ｇｌ　発明の詳細 な説明したように、複数の変換ブロック群を持ったＩＩ
ｃ　−Ｄ（：コンバータにおい一乙複数変換ブロック群
各々の変成器の一次側に一次変流巻線を挿入し、各−次
変流巻線相互間の磁界を相殺するよう巻込み、この−次
変流巻線群を一次側とし。

誘導電圧を発生する二次変流巻線を二次側とする変流器
を設けた本発明の回路構成とすることにより２複数の変
換ブロック群の内何れか１つの変換ブロックでも開放状
態の異常状態が発生した場合には、二次変流巻線に電圧
が発生してＤＣ−ＤＣコンパークを停止するため、変換
ブロックの過負荷による焼損等の重大障害を防止する保
護効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のＤＣ−ＤＣコンバータの回路構成ブロッ
ク図、第２図は本発明によるＤＣ−ＤＣコンバータの回
路構成ブロック図を示す。 図面において、１はインバータ部、　２１．２２はスイ
ッチング素子、３ばパルス幅制御部、４ａ、　４ｂは変
換ブロック、　５ａ、　５ｂ、　５ｃば変成器、７は電
圧監視部、８は変流器、　８ａ、　８ｂ、　８ｃば一次
変流巻線。 ９は二次変流巻線、１０は検出回路をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 直流入力電源をスイッチング素子でオン／オフするイン
   バータと、前記インバータの出力電圧を変成する変成器
   と整流平滑する整流平滑回路からなる変換ブロックを並
   列に接続した複数の変換ブロック群と、前記インパーク
   を制御する制御回路を具備したＤＣ−ＤＣコンバークに
   おいて、前記複数の変換ブロック群の各変成器の一次側
   に一次変流巻線を挿入し、前記複数の一次変流巻線相互
   ｍ１で磁界が相殺するように巻いて一次側とし、誘導電
   圧を発生ずる二次変流巻線を二次側とする変流器を設け
   、前記変流器の二次変流巻線で発生した電圧を前記制御
   回路に送出し、前記制御回路の制御により前記インバー
   タの作動を停止するよう構成したことを特徴とする保護
   回路。