JP2000166224A - チョッパ装置 - Google Patents
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- JP2000166224A JP2000166224A JP10337577A JP33757798A JP2000166224A JP 2000166224 A JP2000166224 A JP 2000166224A JP 10337577 A JP10337577 A JP 10337577A JP 33757798 A JP33757798 A JP 33757798A JP 2000166224 A JP2000166224 A JP 2000166224A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 チョッパ装置におけるフライホイルダイオー
ドに並列に接続したスナバ回路を構成するスナバ抵抗の
電力消費量を低くして抵抗を小型化すると共に、チョッ
パの効率を向上させる。 【解決手段】 直流電圧を出力する直流電源と、この直
流電圧をスイッチング動作によりチョッピングして交流
化して出力するスイッチング手段およびこのスイッチン
グ手段がオフとなった際の負荷電流の帰還路となるフラ
イホイルダイオードとを含むチョッパ回路、このチョッ
パ回路の出力を平滑化して負荷に供給する平滑化手段と
を備え、前記フライホイルダイオードに並列に接続され
たコンデンサとダイオードとの直列回路から成るスナバ
回路における前記コンデンサとダイオードとの接続点に
スナバ抵抗を介して所定レベルの直流電圧を印加したこ
とを特徴とするチョッパ装置。
ドに並列に接続したスナバ回路を構成するスナバ抵抗の
電力消費量を低くして抵抗を小型化すると共に、チョッ
パの効率を向上させる。 【解決手段】 直流電圧を出力する直流電源と、この直
流電圧をスイッチング動作によりチョッピングして交流
化して出力するスイッチング手段およびこのスイッチン
グ手段がオフとなった際の負荷電流の帰還路となるフラ
イホイルダイオードとを含むチョッパ回路、このチョッ
パ回路の出力を平滑化して負荷に供給する平滑化手段と
を備え、前記フライホイルダイオードに並列に接続され
たコンデンサとダイオードとの直列回路から成るスナバ
回路における前記コンデンサとダイオードとの接続点に
スナバ抵抗を介して所定レベルの直流電圧を印加したこ
とを特徴とするチョッパ装置。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流電圧を値の
異なる直流電圧に変換するチョッパ装置、特に小型スナ
バ回路を備えたチョッパ装置に関するものである。
異なる直流電圧に変換するチョッパ装置、特に小型スナ
バ回路を備えたチョッパ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は例えば昭和62年電気学会全国大
会講演論文集の1111ぺ一ジに掲載された従来のチョ
ッパ装置に、例えば電気学会より1987年3月31日
に発行された「半導体電力変換回路」の第40ぺ一ジに
示された従来のスナバ回路を適用した回路を示す図であ
る。
会講演論文集の1111ぺ一ジに掲載された従来のチョ
ッパ装置に、例えば電気学会より1987年3月31日
に発行された「半導体電力変換回路」の第40ぺ一ジに
示された従来のスナバ回路を適用した回路を示す図であ
る。
【0003】図において、1は直流電圧を供給する直流
電源、2は後述するチョッパのスイッチングによる電流
リップルを吸収するコンデンサ、3はコンデンサ2のプ
ラス側に接続された自己消弧形素子であるIGBT(絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ)等を用いたチョッ
パ、4はチョッパ3の出力側とマイナスライン間に接続
された電流環流用のフライホイルダイオードであり、こ
のフライホイルダイオード4のカソードとチョッパ3の
出力を接続するプラス出力ライン間には配線インダクタ
ンスLsが存在する。
電源、2は後述するチョッパのスイッチングによる電流
リップルを吸収するコンデンサ、3はコンデンサ2のプ
ラス側に接続された自己消弧形素子であるIGBT(絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ)等を用いたチョッ
パ、4はチョッパ3の出力側とマイナスライン間に接続
された電流環流用のフライホイルダイオードであり、こ
のフライホイルダイオード4のカソードとチョッパ3の
出力を接続するプラス出力ライン間には配線インダクタ
ンスLsが存在する。
【0004】5および6はフライホイルダイオード4の
アノード−カソード間で互いに直列に接続されたスナバ
コンデンサおよびスナバダイオード、7はスナバダイオ
ード6と並列に接続されたスナバ抵抗であり、これら回
路素子でスナバ回路を構成する。
アノード−カソード間で互いに直列に接続されたスナバ
コンデンサおよびスナバダイオード、7はスナバダイオ
ード6と並列に接続されたスナバ抵抗であり、これら回
路素子でスナバ回路を構成する。
【0005】8はスナバ回路の後のプラス出力ライン間
に設けられた平滑リアクトル(SL)、9は平滑リアク
トル(SL)8の後とマイナスライン間に接続されたフ
ィルタコンデンサ(FC)、10はフィルタコンデンサ
(FC)9に並列接続された負荷抵抗である。
に設けられた平滑リアクトル(SL)、9は平滑リアク
トル(SL)8の後とマイナスライン間に接続されたフ
ィルタコンデンサ(FC)、10はフィルタコンデンサ
(FC)9に並列接続された負荷抵抗である。
【0006】従来のチョッパ装置は上述のように構成さ
れており、その動作を図6における波形図及び図7の波
形図に基づいて説明する。まず、図6のようなチョッパ
装置においては、直流電源1から出力された直流電圧は
IGBT3等の半導体を用いたチョッパ3により通流率
制御されて交流化した後に、平滑することで直流電源1
から出力された直流電圧は値の異なる直流電圧に変換さ
れる。
れており、その動作を図6における波形図及び図7の波
形図に基づいて説明する。まず、図6のようなチョッパ
装置においては、直流電源1から出力された直流電圧は
IGBT3等の半導体を用いたチョッパ3により通流率
制御されて交流化した後に、平滑することで直流電源1
から出力された直流電圧は値の異なる直流電圧に変換さ
れる。
【0007】チョッパ3の入力側には通常、スイッチン
グによる電流リップルを吸収するためにコンデンサ2が
設けられる。チョッパ3によりチョッピングされて交流
化された電圧は平滑リアクトル(SL)8、フィルタコ
ンデンサ(FC)9を用いて平滑され、負荷10へ値の
異なる直流電圧として供給される。
グによる電流リップルを吸収するためにコンデンサ2が
設けられる。チョッパ3によりチョッピングされて交流
化された電圧は平滑リアクトル(SL)8、フィルタコ
ンデンサ(FC)9を用いて平滑され、負荷10へ値の
異なる直流電圧として供給される。
【0008】チョッパ3には通常、平滑リアクトル(S
L)8に流れる電流を環流させるためフライホイルダイ
オード4が付けられている。フライホイルダイオード4
は図6における波形図(a),(b)のようにチョッパ
電流(ICH)がOFF時にダイオード電流Idが流
れ、チョッパ電流(ICH)のONと共に電流は減衰し
て逆阻止特性を回復する。
L)8に流れる電流を環流させるためフライホイルダイ
オード4が付けられている。フライホイルダイオード4
は図6における波形図(a),(b)のようにチョッパ
電流(ICH)がOFF時にダイオード電流Idが流
れ、チョッパ電流(ICH)のONと共に電流は減衰し
て逆阻止特性を回復する。
【0009】この逆阻止特性回復時の電圧跳ね上がりを
防止するために図6のようなスナバ回路がフライホイル
ダイオード4に設けられる。次に、スナバ回路の詳細な
動作を図7に従って説明する。図7において、(A)は
チョッパ3を流れるチョッパ電流(ICH)、(B)は
フライホイルダイオード4を流れるダイオード電流(I
d)、(C)はフライホイルダイオード4の両端に発生
するダイオード電圧(Vd)、(D)はスナバコンデン
サ5を流れるスナバコンデンサ電流(Cs)、(E)は
スナバコンデンサ5の両端に発生するスナバコンデンサ
電圧(Vs)を示す。
防止するために図6のようなスナバ回路がフライホイル
ダイオード4に設けられる。次に、スナバ回路の詳細な
動作を図7に従って説明する。図7において、(A)は
チョッパ3を流れるチョッパ電流(ICH)、(B)は
フライホイルダイオード4を流れるダイオード電流(I
d)、(C)はフライホイルダイオード4の両端に発生
するダイオード電圧(Vd)、(D)はスナバコンデン
サ5を流れるスナバコンデンサ電流(Cs)、(E)は
スナバコンデンサ5の両端に発生するスナバコンデンサ
電圧(Vs)を示す。
【0010】チョッパON時には図7(A)のようにチ
ョッパ(IGBT)3のチョッパ電流(ICH)は立ち
上がるが、それに伴って同図(B)のようにダイオード
電流(Id)は減衰し、フライホイルダイオード4の逆
阻止特性回復時の電圧(ダイオード電圧(Vd))が同
図(C)のように立ち上がる。
ョッパ(IGBT)3のチョッパ電流(ICH)は立ち
上がるが、それに伴って同図(B)のようにダイオード
電流(Id)は減衰し、フライホイルダイオード4の逆
阻止特性回復時の電圧(ダイオード電圧(Vd))が同
図(C)のように立ち上がる。
【0011】フライホイルダイオード4の逆阻止特性回
復動作時に、回路配線のインダクタンスLsの蓄積エネ
ルギーによりフライホイルダイオード4の逆阻止特性回
復電圧にダイオード電圧(Vd)の跳ね上がりが発生す
る。この電圧跳ね上がりが大きくなった場合、フライホ
イルダイオード4の過電圧破壊の原因となるため、スナ
バ回路を構成しているスナバコンデンサ5、スナバダイ
オード6、スナバ抵抗7によって跳ね上がりを吸収して
低減させる。
復動作時に、回路配線のインダクタンスLsの蓄積エネ
ルギーによりフライホイルダイオード4の逆阻止特性回
復電圧にダイオード電圧(Vd)の跳ね上がりが発生す
る。この電圧跳ね上がりが大きくなった場合、フライホ
イルダイオード4の過電圧破壊の原因となるため、スナ
バ回路を構成しているスナバコンデンサ5、スナバダイ
オード6、スナバ抵抗7によって跳ね上がりを吸収して
低減させる。
【0012】この吸収動作は次のようにして行われる。
例えばフライホイルダイオード4の逆阻止特性回復の直
前に流れていた電流をダイオード電流(Id)とする
と、配線のインダクタンスLsに蓄積されているエネル
ギーPは以下の(1)式で表される。
例えばフライホイルダイオード4の逆阻止特性回復の直
前に流れていた電流をダイオード電流(Id)とする
と、配線のインダクタンスLsに蓄積されているエネル
ギーPは以下の(1)式で表される。
【0013】
【数1】
【0014】フライホイルダイオード4が逆阻止特性を
回復すると同時にこのエネルギーPはスナバダイオード
6を通ってスナバコンデンサ5に充電される。スナバコ
ンデンサ5の静電容量をCs、配線のインダクタンスを
Ls、フライホイルダイオード4の電圧の跳ね上がり分
を△VとするとエネルギーPは以下の(2)式で表され
る。
回復すると同時にこのエネルギーPはスナバダイオード
6を通ってスナバコンデンサ5に充電される。スナバコ
ンデンサ5の静電容量をCs、配線のインダクタンスを
Ls、フライホイルダイオード4の電圧の跳ね上がり分
を△VとするとエネルギーPは以下の(2)式で表され
る。
【0015】
【数2】
【0016】(2)式を展開することで電圧の跳ね上が
り分△Vは以下の(3)式で表される。
り分△Vは以下の(3)式で表される。
【0017】
【数3】
【0018】次にスナバコンデンサ5における電圧増加
分△Vはフライホイルダイオード4がOFFの期間にス
ナバ抵抗7を通して放電してしまう。次にスナバダイオ
ード4がONするとスナバコンデンサ5の電圧VBはス
ナバ抵抗7で完全に放電する。スナバダイオード4の1
回のON/OFFによりスナバ抵抗7により消費される
電力Wは以下の(4)式で表される。
分△Vはフライホイルダイオード4がOFFの期間にス
ナバ抵抗7を通して放電してしまう。次にスナバダイオ
ード4がONするとスナバコンデンサ5の電圧VBはス
ナバ抵抗7で完全に放電する。スナバダイオード4の1
回のON/OFFによりスナバ抵抗7により消費される
電力Wは以下の(4)式で表される。
【0019】
【数4】
【0020】
【発明が解決しようとする課題】従来のチョッパ装置で
はフライホイルダイオードのON動作時にスナバコンデ
ンサの全電荷がスナバ抵抗を通して放電するため、スナ
バ抵抗で消費される電力は大きくなり、スナバ抵抗の大
型化、及びスナバ損失の増大によるチョッパ効率の低下
を招くという問題点があった。
はフライホイルダイオードのON動作時にスナバコンデ
ンサの全電荷がスナバ抵抗を通して放電するため、スナ
バ抵抗で消費される電力は大きくなり、スナバ抵抗の大
型化、及びスナバ損失の増大によるチョッパ効率の低下
を招くという問題点があった。
【0021】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、スナバ抵抗による消費電力を小
さく抑えることができるチョッパ装置を得ることを目的
とする。
ためになされたもので、スナバ抵抗による消費電力を小
さく抑えることができるチョッパ装置を得ることを目的
とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係るチ
ョッパ装置は、直流電圧を出力する直流電源と、この直
流電圧をスイッチング動作によりチョッピングして交流
化して出力するスイッチング手段およびこのスイッチン
グ手段がオフとなった際の負荷電流の帰還路となるフラ
イホイルダイオードとを含むチョッパ回路、このチョッ
パ回路の出力を平滑化して負荷に供給する平滑化手段と
を備え、前記フライホイルダイオードに並列に接続され
たコンデンサとダイオードとの直列回路から成るスナバ
回路における前記コンデンサとダイオードとの接続点に
スナバ抵抗を介して所定レベルの直流電圧を印加するも
のである。
ョッパ装置は、直流電圧を出力する直流電源と、この直
流電圧をスイッチング動作によりチョッピングして交流
化して出力するスイッチング手段およびこのスイッチン
グ手段がオフとなった際の負荷電流の帰還路となるフラ
イホイルダイオードとを含むチョッパ回路、このチョッ
パ回路の出力を平滑化して負荷に供給する平滑化手段と
を備え、前記フライホイルダイオードに並列に接続され
たコンデンサとダイオードとの直列回路から成るスナバ
回路における前記コンデンサとダイオードとの接続点に
スナバ抵抗を介して所定レベルの直流電圧を印加するも
のである。
【0023】請求項2の発明に係るチョッパ装置は、ス
ナバ抵抗を、コンデンサ及びダイオードの接続点と直流
電源のプラス側との間に接続したものである。
ナバ抵抗を、コンデンサ及びダイオードの接続点と直流
電源のプラス側との間に接続したものである。
【0024】請求項3の発明に係るチョッパ装置は、ス
ナバ抵抗を、コンデンサ及びダイオードの接続点と平滑
化手段のプラス出力との間に接続したものである。
ナバ抵抗を、コンデンサ及びダイオードの接続点と平滑
化手段のプラス出力との間に接続したものである。
【0025】請求項4の発明に係るチョッパ装置は、直
流電圧を出力する直流電源と、この直流電圧をスイッチ
ング動作によりチョッピングして交流化して出力するス
イッチング手段およびこのスイッチング手段がオフとな
った際の負荷電流の帰還路となるフライホイルダイオー
ドとを含むチョッパ回路と、このチョッパ回路の出力を
平滑化して負荷に供給する平滑化手段とを備え、前記フ
ライホイルダイオードに、第1のコンデンサ及び第1の
ダイオードから構成される第1の直列体と第2のコンデ
ンサ及び第2のダイオードから構成される第2の直列体
を直列接続して構成したスナバ回路を並列接続し、前記
第1のダイオードにスナバ抵抗を並列接続すると共に、
前記第2のコンデンサに充電路を通して常時直流電圧を
充電するものである。
流電圧を出力する直流電源と、この直流電圧をスイッチ
ング動作によりチョッピングして交流化して出力するス
イッチング手段およびこのスイッチング手段がオフとな
った際の負荷電流の帰還路となるフライホイルダイオー
ドとを含むチョッパ回路と、このチョッパ回路の出力を
平滑化して負荷に供給する平滑化手段とを備え、前記フ
ライホイルダイオードに、第1のコンデンサ及び第1の
ダイオードから構成される第1の直列体と第2のコンデ
ンサ及び第2のダイオードから構成される第2の直列体
を直列接続して構成したスナバ回路を並列接続し、前記
第1のダイオードにスナバ抵抗を並列接続すると共に、
前記第2のコンデンサに充電路を通して常時直流電圧を
充電するものである。
【0026】請求項5の発明に係るチョッパ装置は、第
2のコンデンサと第2のダイオードとの接続点を直流電
源のプラス出力間に接続して充電用電圧を得るものであ
る。
2のコンデンサと第2のダイオードとの接続点を直流電
源のプラス出力間に接続して充電用電圧を得るものであ
る。
【0027】請求項6の発明に係るチョッパ装置は、第
2のコンデンサと第2のダイオードとの接続点を平滑化
手段のプラス出力間に接続して充電用電圧を得るもので
ある。
2のコンデンサと第2のダイオードとの接続点を平滑化
手段のプラス出力間に接続して充電用電圧を得るもので
ある。
【0028】請求項7の発明に係るチョッパ装置は、第
2のコンデンサに外部電源装置を接続して充電用電圧を
得るものである。
2のコンデンサに外部電源装置を接続して充電用電圧を
得るものである。
【0029】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下この発明の実
施の形態を図1に基づいて説明する。尚、図中、図6と
同一符号は同一又は相当部分を示す。図6に示す従来の
チョッパ装置と異なる点はスナバ抵抗7の一端をスナバ
ダイオード6とスナバコンデンサ5との接続点に接続
し、スナバ抵抗7の他端をチョッパ3の入力側に接続し
た点である。
施の形態を図1に基づいて説明する。尚、図中、図6と
同一符号は同一又は相当部分を示す。図6に示す従来の
チョッパ装置と異なる点はスナバ抵抗7の一端をスナバ
ダイオード6とスナバコンデンサ5との接続点に接続
し、スナバ抵抗7の他端をチョッパ3の入力側に接続し
た点である。
【0030】次に、図1に示した本実施の形態に係るチ
ョッパ装置の動作を説明する。スナバ回路以外の動作
は、従来装置の動作と同一であり、直流電源1から供給
された電圧はチョッパ3により通流率制御されて交流化
された後、平滑リアクトル8、フィルタコンデンサ9に
より平滑されて異なる値の直流電圧に変換されて負荷1
0に供給される。
ョッパ装置の動作を説明する。スナバ回路以外の動作
は、従来装置の動作と同一であり、直流電源1から供給
された電圧はチョッパ3により通流率制御されて交流化
された後、平滑リアクトル8、フィルタコンデンサ9に
より平滑されて異なる値の直流電圧に変換されて負荷1
0に供給される。
【0031】次にスナバ回路の動作を説明する。図1に
おいて従来例と同様にチョッパ3のチョッパ電流(I
CH)が図1のタイミングチャート(A)のようにON
すると、フライホイルダイオード4に流れるダイオード
電流(Id)は同図のタイミングチャート(B)のよう
に減衰する。これに伴いフライホイルダイオード4のダ
イオ−ド電圧(Vd)が同図のタイミングチャート
(C)のように逆阻止特性回復する。回路配線のインダ
クタンスLsに蓄積されたエネルギーPによるフライホ
イルダイオード4の電圧跳ね上がり△Vは従来技術で説
明した(3)式で表される。
おいて従来例と同様にチョッパ3のチョッパ電流(I
CH)が図1のタイミングチャート(A)のようにON
すると、フライホイルダイオード4に流れるダイオード
電流(Id)は同図のタイミングチャート(B)のよう
に減衰する。これに伴いフライホイルダイオード4のダ
イオ−ド電圧(Vd)が同図のタイミングチャート
(C)のように逆阻止特性回復する。回路配線のインダ
クタンスLsに蓄積されたエネルギーPによるフライホ
イルダイオード4の電圧跳ね上がり△Vは従来技術で説
明した(3)式で表される。
【0032】次にフライホイルダイオード4がOFF状
態である間に第1のスナバコンデンサ5における跳ね上
がり電圧分△Vは、同図のタイミングチャート(E)の
ようにスナバ抵抗7を介して放電し、また同図のタイミ
ングチャート(D)に示すようにスナバコンデンサ電流
(Is)は減衰する。その後チョッパ3はOFFし、フ
ライホイルダイオード4がON動作するがスナバコンデ
ンサ5は放電できないため電圧はVBを保持する。
態である間に第1のスナバコンデンサ5における跳ね上
がり電圧分△Vは、同図のタイミングチャート(E)の
ようにスナバ抵抗7を介して放電し、また同図のタイミ
ングチャート(D)に示すようにスナバコンデンサ電流
(Is)は減衰する。その後チョッパ3はOFFし、フ
ライホイルダイオード4がON動作するがスナバコンデ
ンサ5は放電できないため電圧はVBを保持する。
【0033】従って、フライホイルダイオード4の1回
のON/OFFでスナバ抵抗7が消費するエネルギーW
は次式(5)のようになる。
のON/OFFでスナバ抵抗7が消費するエネルギーW
は次式(5)のようになる。
【0034】
【数5】
【0035】本実施の形態は以上のように直列に接続さ
れたスナバコンデンサ5とスナバダイオード6の接続点
に一端が接続され、且つ、他端がチョッパ入力電圧に接
続されたスナバ抵抗7を設けたのでスナバ抵抗7が小型
化され、そしてチョッパの効率を向上させることができ
る。
れたスナバコンデンサ5とスナバダイオード6の接続点
に一端が接続され、且つ、他端がチョッパ入力電圧に接
続されたスナバ抵抗7を設けたのでスナバ抵抗7が小型
化され、そしてチョッパの効率を向上させることができ
る。
【0036】実施の形態2.なお、上記実施の形態1で
はスナバ抵抗の他端を直流電源に接続したが、図2のよ
うに他端を出力側のフィルタコンデンサに接続しても同
等の効果が得られる。このようにスナバ抵抗7の他端を
出力側に配線することにより、例えばチョッパ部と、ス
ナバ回路を含むフライホイルダイオード部とが設置構成
上離れており、スナバ抵抗の他端を入力側に配線困難な
場合においても同等の効果が得られる。この場合フライ
ホイルダイオード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗
7が消費するエネルギーWは次式(6)のようになる。
はスナバ抵抗の他端を直流電源に接続したが、図2のよ
うに他端を出力側のフィルタコンデンサに接続しても同
等の効果が得られる。このようにスナバ抵抗7の他端を
出力側に配線することにより、例えばチョッパ部と、ス
ナバ回路を含むフライホイルダイオード部とが設置構成
上離れており、スナバ抵抗の他端を入力側に配線困難な
場合においても同等の効果が得られる。この場合フライ
ホイルダイオード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗
7が消費するエネルギーWは次式(6)のようになる。
【0037】
【数6】
【0038】実施の形態3.なお、上記実施の形態1で
はスナバ抵抗7の他端を直流電源側に接続したが図3の
ように、第1のスナバコンデンサ5とフライホイルダイ
オード7のアノード間に電圧保持用の第2のスナバコン
デンサ11と放電防止用の第2のスナバダイオード12
との直列体を設けた構成にし、第2のスナバコンデンサ
11に直流電源1より電路を介して常時直流電源電圧V
B(図3(E)を参照)を充電しておき、電圧跳ね上が
り分ΔVのみを第1のスナバコンデンサ5に吸収させる
ようにすることで実施の形態1と同等の効果が得られ
る。
はスナバ抵抗7の他端を直流電源側に接続したが図3の
ように、第1のスナバコンデンサ5とフライホイルダイ
オード7のアノード間に電圧保持用の第2のスナバコン
デンサ11と放電防止用の第2のスナバダイオード12
との直列体を設けた構成にし、第2のスナバコンデンサ
11に直流電源1より電路を介して常時直流電源電圧V
B(図3(E)を参照)を充電しておき、電圧跳ね上が
り分ΔVのみを第1のスナバコンデンサ5に吸収させる
ようにすることで実施の形態1と同等の効果が得られ
る。
【0039】本実施の形態の場合、電圧保持用の第2の
スナバコンデンサ11は容量の小さいもので良く、また
第1のスナバコンデンサ5および第1のスナバダイオー
ド6は電圧の跳ね上がり分△Vのみを吸収すれば良いの
で電圧定格の低いもので良い。そのため、チョッパ部と
スナバ回路部との機能を分担させることができる。ま
た、スナバ回路の構成として効率的で小型化が容易とな
るという効果が重なる。
スナバコンデンサ11は容量の小さいもので良く、また
第1のスナバコンデンサ5および第1のスナバダイオー
ド6は電圧の跳ね上がり分△Vのみを吸収すれば良いの
で電圧定格の低いもので良い。そのため、チョッパ部と
スナバ回路部との機能を分担させることができる。ま
た、スナバ回路の構成として効率的で小型化が容易とな
るという効果が重なる。
【0040】本実施の形態の場合はフライホイルダイオ
ード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗7が消費する
エネルギーWは次式(7)のようになる。
ード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗7が消費する
エネルギーWは次式(7)のようになる。
【0041】
【数7】
【0042】実施の形態4.なお、上記実施の形態3で
は電圧保持用の第2のスナバコンデンサ11は直流電源
1側から常時直流電圧(VB)を充電したが、図4に示
すように平滑回路側から第2のスナバコンデンサ11に
直流電源電圧(VC)を充電してもよい。そして、電圧
跳ね上がり分ΔVのみ第1のスナバコンデンサ5に吸収
させるようにすることで実施の形態4と同等の効果が得
られる。
は電圧保持用の第2のスナバコンデンサ11は直流電源
1側から常時直流電圧(VB)を充電したが、図4に示
すように平滑回路側から第2のスナバコンデンサ11に
直流電源電圧(VC)を充電してもよい。そして、電圧
跳ね上がり分ΔVのみ第1のスナバコンデンサ5に吸収
させるようにすることで実施の形態4と同等の効果が得
られる。
【0043】この場合、電圧保持用の第2のスナバコン
デンサ11は容量の小さいもので良く、また第1のスナ
バコンデンサ5および第1のスナバダイオード6は電圧
の跳ね上がり分△Vのみを吸収すればよいので電圧定格
の低いものでよい。そのため、チョッパ部とスナバ回路
部との機能を分担させることができてスナバ回路の構成
として効率的で小型化が容易となり、かつ、第2のスナ
バコンデンサ11への充電電路が入力側に配線が困難な
場合においても同等の効果が得られる。
デンサ11は容量の小さいもので良く、また第1のスナ
バコンデンサ5および第1のスナバダイオード6は電圧
の跳ね上がり分△Vのみを吸収すればよいので電圧定格
の低いものでよい。そのため、チョッパ部とスナバ回路
部との機能を分担させることができてスナバ回路の構成
として効率的で小型化が容易となり、かつ、第2のスナ
バコンデンサ11への充電電路が入力側に配線が困難な
場合においても同等の効果が得られる。
【0044】本実施の形態の場合、フライホイルダイオ
ード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗7が消費する
エネルギーWは次式のようになる。
ード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗7が消費する
エネルギーWは次式のようになる。
【0045】
【数8】
【0046】実施の形態5.上記実施の形態3では、第
2のスナバコンデンサ11は直流電源1側より常時直流
電圧VBを充電するようにしたが、図5に示すように直
流電源1とは別に別電源13を設け、別電源13より電
源電圧VBとほぼ同じ電圧に第2のスナバコンデンサ1
1を充電しておき、電圧跳ね上がり分ΔVのみを第1の
スナバコンデンサ5に吸収させるようにすることで上記
各実施の形態と同等の効果が得られる。
2のスナバコンデンサ11は直流電源1側より常時直流
電圧VBを充電するようにしたが、図5に示すように直
流電源1とは別に別電源13を設け、別電源13より電
源電圧VBとほぼ同じ電圧に第2のスナバコンデンサ1
1を充電しておき、電圧跳ね上がり分ΔVのみを第1の
スナバコンデンサ5に吸収させるようにすることで上記
各実施の形態と同等の効果が得られる。
【0047】本実施の形態の場合、フライホイルダイオ
ード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗7が消費する
エネルギーWは次式(9)のようになる。
ード4の1回のON/OFFでスナバ抵抗7が消費する
エネルギーWは次式(9)のようになる。
【0048】
【数9】
【0049】また、本実施の形態の場合、別電源13に
より第2のスナバコンデンサ11の充電電圧を可変にで
きるため、充電電圧を高くすることによりさらにスナバ
抵抗7の損失を低減できるという効果がある。
より第2のスナバコンデンサ11の充電電圧を可変にで
きるため、充電電圧を高くすることによりさらにスナバ
抵抗7の損失を低減できるという効果がある。
【0050】
【発明の効果】請求項1の発明によれば、直流電圧を出
力する直流電源と、この直流電圧をスイッチング動作に
よりチョッピングして交流化して出力するスイッチング
手段およびこのスイッチング手段がオフとなった際の負
荷電流の帰還路となるフライホイルダイオードとを含む
チョッパ回路と、このチョッパ回路の出力を平滑化して
負荷に供給する平滑化手段とを備え、前記フライホイル
ダイオードに並列に接続されたコンデンサとダイオード
との直列回路から成るスナバ回路における前記コンデン
サとダイオードとの接続点にスナバ抵抗を介して所定レ
ベルの直流電圧を印加することで、スナバ抵抗が小型化
され、且つ、チョッパの効率を向上させることができる
効果がある。
力する直流電源と、この直流電圧をスイッチング動作に
よりチョッピングして交流化して出力するスイッチング
手段およびこのスイッチング手段がオフとなった際の負
荷電流の帰還路となるフライホイルダイオードとを含む
チョッパ回路と、このチョッパ回路の出力を平滑化して
負荷に供給する平滑化手段とを備え、前記フライホイル
ダイオードに並列に接続されたコンデンサとダイオード
との直列回路から成るスナバ回路における前記コンデン
サとダイオードとの接続点にスナバ抵抗を介して所定レ
ベルの直流電圧を印加することで、スナバ抵抗が小型化
され、且つ、チョッパの効率を向上させることができる
効果がある。
【0051】請求項2の発明によれば、スナバ抵抗を、
コンデンサ及びダイオードの接続点と直流電源のプラス
側間に接続することで、スナバ抵抗が小型化され、且
つ、チョッパの効率を向上させることができるという効
果がある。
コンデンサ及びダイオードの接続点と直流電源のプラス
側間に接続することで、スナバ抵抗が小型化され、且
つ、チョッパの効率を向上させることができるという効
果がある。
【0052】請求項3の発明によれば、スナバ抵抗を、
コンデンサ及びダイオードの接続点と平滑化手段のプラ
ス出力間に接続することで、チョッパ部とフライホイル
ダイオードとが設置構成上離隔されて、スナバ抵抗の一
端を直流電源側に配線困難であっても上記各発明と同様
の効果が得られる。
コンデンサ及びダイオードの接続点と平滑化手段のプラ
ス出力間に接続することで、チョッパ部とフライホイル
ダイオードとが設置構成上離隔されて、スナバ抵抗の一
端を直流電源側に配線困難であっても上記各発明と同様
の効果が得られる。
【0053】請求項4の発明によれば、直流電圧を出力
する直流電源と、この直流電圧をスイッチング動作によ
りチョッピングして交流化して出力するスイッチング手
段およびこのスイッチング手段がオフとなった際の負荷
電流の帰還路となるフライホイルダイオードとを含むチ
ョッパ回路と、このチョッパ回路の出力を平滑化して負
荷に供給する平滑化手段とを備え、前記フライホイルダ
イオードに、第1のコンデンサ及び第1のダイオードか
ら構成される第1の直列体と第2のコンデンサ及び第2
のダイオードから構成される第2の直列体を直列接続て
構成したスナバ回路を並列接続し、前記第1のダイオー
ドにスナバ抵抗を並列接続すると共に、前記第2のコン
デンサに充電路を通して常時直流電圧を充電すること
で、スナバ抵抗が小型化され、かつチョッパの効率を向
上させることができるという効果がある。
する直流電源と、この直流電圧をスイッチング動作によ
りチョッピングして交流化して出力するスイッチング手
段およびこのスイッチング手段がオフとなった際の負荷
電流の帰還路となるフライホイルダイオードとを含むチ
ョッパ回路と、このチョッパ回路の出力を平滑化して負
荷に供給する平滑化手段とを備え、前記フライホイルダ
イオードに、第1のコンデンサ及び第1のダイオードか
ら構成される第1の直列体と第2のコンデンサ及び第2
のダイオードから構成される第2の直列体を直列接続て
構成したスナバ回路を並列接続し、前記第1のダイオー
ドにスナバ抵抗を並列接続すると共に、前記第2のコン
デンサに充電路を通して常時直流電圧を充電すること
で、スナバ抵抗が小型化され、かつチョッパの効率を向
上させることができるという効果がある。
【0054】請求項5の発明によれば、第2のコンデン
サと第2のダイオードとの接続点を直流電源のプラス出
力間に接続して充電用電圧を得ることで、スナバ抵抗が
小型化され、且つ、チョッパの効率を向上させることが
できるという効果がある。
サと第2のダイオードとの接続点を直流電源のプラス出
力間に接続して充電用電圧を得ることで、スナバ抵抗が
小型化され、且つ、チョッパの効率を向上させることが
できるという効果がある。
【0055】請求項6の発明によれば、第2のコンデン
サと第2のダイオードとの接続点を平滑化手段のプラス
出力間に接続して充電用電圧を得ることで、チョッパ部
とフライホイルダイオードとが設置構成上離隔され、ス
ナバ抵抗の一端を直流電源側に配線困難であっても上記
各発明と同様の効果が得られる。
サと第2のダイオードとの接続点を平滑化手段のプラス
出力間に接続して充電用電圧を得ることで、チョッパ部
とフライホイルダイオードとが設置構成上離隔され、ス
ナバ抵抗の一端を直流電源側に配線困難であっても上記
各発明と同様の効果が得られる。
【0056】請求項7の発明によれば、第2のコンデン
サに外部電源装置を接続して充電用電圧を得ることで、
充電電圧を可変にできると共に、充電電圧を高くするこ
とで更にスナバ抵抗の損失を低減できるという効果があ
る。
サに外部電源装置を接続して充電用電圧を得ることで、
充電電圧を可変にできると共に、充電電圧を高くするこ
とで更にスナバ抵抗の損失を低減できるという効果があ
る。
【図1】 この発明の実施の形態1を示す回路図および
タイムチャートである。
タイムチャートである。
【図2】 この発明の実施の形態2示す回路図およびタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図3】 この発明の実施の形態3示す回路図およびタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図4】 この発明の実施の形態4示す回路図およびタ
イムチャートである。
イムチャートである。
【図5】 この発明の実施の形態5を示す回路図および
タイムチャI一トである。
タイムチャI一トである。
【図6】 従来のチョッパ装置を示す回路図およびタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図7】 従来のチョッパ装置のダイオードスナバの詳
細動作のタイムチャートである。
細動作のタイムチャートである。
1 直流電源、2 コンデンサ、3 チョッパ、4 フ
ライホイルダイオード、5 第1のスナバコンデンサ、
6 第1のスナバダイオード、7 スナバ抵抗、8 平
滑リアクトル、9 フィルタコンデンサ(FC)、10
負荷抵抗、11 第2のスナバコンデンサ、12 第
2のスナバダイオード、13 別電源。
ライホイルダイオード、5 第1のスナバコンデンサ、
6 第1のスナバダイオード、7 スナバ抵抗、8 平
滑リアクトル、9 フィルタコンデンサ(FC)、10
負荷抵抗、11 第2のスナバコンデンサ、12 第
2のスナバダイオード、13 別電源。
Claims (7)
- 【請求項1】 直流電圧を出力する直流電源と、この直
流電圧をスイッチング動作によりチョッピングして交流
化して出力するスイッチング手段およびこのスイッチン
グ手段がオフとなった際の負荷電流の帰還路となるフラ
イホイルダイオードとを含むチョッパ回路と、このチョ
ッパ回路の出力を平滑化して負荷に供給する平滑化手段
とを備え、前記フライホイルダイオードに並列に接続さ
れたコンデンサとダイオードとの直列回路から成るスナ
バ回路における前記コンデンサとダイオードとの接続点
にスナバ抵抗を介して所定レベルの直流電圧を印加した
ことを特徴とするチョッパ装置。 - 【請求項2】 スナバ抵抗を、コンデンサ及びダイオー
ドの接続点と直流電源のプラス側との間に接続したこと
を特徴とする請求項1に記載のチョッパ装置。 - 【請求項3】 スナバ抵抗を、コンデンサ及びダイオー
ドの接続点と平滑化手段のプラス出力との間に接続した
ことを特徴とする請求項1に記載のチョッパ装置。 - 【請求項4】 直流電圧を出力する直流電源と、この直
流電圧をスイッチング動作によりチョッピングして交流
化して出力するスイッチング手段およびこのスイッチン
グ手段がオフとなった際の負荷電流の帰還路となるフラ
イホイルダイオードとを含むチョッパ回路と、このチョ
ッパ回路の出力を平滑化して負荷に供給する平滑化手段
とを備え、前記フライホイルダイオードに、第1のコン
デンサ及び第1のダイオードから構成される第1の直列
体と第2のコンデンサ及び第2のダイオードから構成さ
れる第2の直列体を直列接続して構成したスナバ回路を
並列接続し、前記第1のダイオードにスナバ抵抗を並列
接続すると共に、前記第2のコンデンサに充電路を通し
て直流電圧を充電することを特徴とするチョッパ装置。 - 【請求項5】 第2のコンデンサと第2のダイオードと
の接続点を直流電源のプラス出力間に接続して充電用電
圧を得ることを特徴とする請求項4に記載のチョッパ装
置。 - 【請求項6】 第2のコンデンサと第2のダイオードの
接続点を平滑化手段のプラス出力間に接続して充電用電
圧を得ることを特徴とする請求項4に記載のチョッパ装
置。 - 【請求項7】 第2のコンデンサに外部電源装置を接続
して充電用電圧を得ることを特徴とする請求項4に記載
のチョッパ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33757798A JP3400728B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | チョッパ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33757798A JP3400728B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | チョッパ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000166224A true JP2000166224A (ja) | 2000-06-16 |
JP3400728B2 JP3400728B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=18309968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33757798A Expired - Fee Related JP3400728B2 (ja) | 1998-11-27 | 1998-11-27 | チョッパ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3400728B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4759046B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-08-31 | サーマツール コーポレイション | ソリッドステートスイッチング回路 |
CN113746080A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-03 | 荣信汇科电气股份有限公司 | 一种耗能用斩波电阻支路及其控制方法 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP33757798A patent/JP3400728B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4759046B2 (ja) * | 2005-04-01 | 2011-08-31 | サーマツール コーポレイション | ソリッドステートスイッチング回路 |
KR101256032B1 (ko) * | 2005-04-01 | 2013-04-18 | 써머툴 코포레이션 | 솔리드 스테이트 스위칭 회로 |
CN113746080A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-03 | 荣信汇科电气股份有限公司 | 一种耗能用斩波电阻支路及其控制方法 |
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---|---|
JP3400728B2 (ja) | 2003-04-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |