JP3472712B2 - Double chopper device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は２重チョッパ装置
に係り、特にそのスイッチング素子の異常を確実に保護
検知する技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a double chopper device, and more particularly to a technique for surely detecting and detecting an abnormality of a switching element of the double chopper device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図７は、例えば昭和６２年電気学会全国
大会論文集８８９「車両補助電源用ＧＴＯ２重チョッパ
トランジスタインバータ装置（その２）」に示された、
２重チョッパを使用した従来の車両用補助電源装置を示
す回路構成図である。図において、５１は直流饋電線で
ある高圧架線６５から電力を受電するパンタグラフ、５
２は変動の大きい直流電圧を安定した電圧に変換する２
重チョッパで、その回路構成および特徴については更に
後述する。2. Description of the Related Art FIG. 7 is shown in, for example, a collection of papers of the 1987 National Congress of the Institute of Electrical Engineers of Japan, 1988 "Vehicle auxiliary power supply GTO double chopper transistor inverter device (part 2)".
It is a circuit block diagram which shows the conventional auxiliary power supply device for vehicles which uses a double chopper. In the figure, 51 is a pantograph which receives electric power from a high voltage overhead line 65 which is a DC feeder.
2 converts a DC voltage with large fluctuations into a stable voltage 2
The heavy chopper, the circuit configuration and characteristics of which will be described later.
【０００３】５３はチョッパ出力電圧を平滑化するフィ
ルタ部で、リアクトル５３ａ、コンデンサ５３ｂから構
成されている。５４は直流電力を交流電力へ変換する三
相インバータ（インバータ回路）である。５５はインバ
ータ出力を負荷の要求する電圧へ変換し、かつ高圧側と
低圧側回路を電気的に絶縁するリーケージトランス、５
６は三相フィルタコンデンサ、５７は補助電源装置に接
続される負荷、５８は出力電圧を検出する出力電圧検出
器、５９は後述するコントローラの出力電圧基準、６０
はチョッパ出力を検出するチョッパ出力電圧検出器、６
１はコントローラのチョッパ出力電圧基準、６２は制御
電圧指令によりチョッパが動作すべき所定の通流率のパ
ルスを出力するパルス発生回路、６３はトランス５５等
の負荷電流により発生する出力電圧のレギュレーション
ドロップを補正するための電圧コントローラ、６４は入
力電圧変動に対して、チョッパ出力電圧を安定した一定
電圧となるようにチョッパを制御するためのチョッパ出
力電圧コントローラである。Reference numeral 53 is a filter section for smoothing the chopper output voltage, which is composed of a reactor 53a and a capacitor 53b. Reference numeral 54 is a three-phase inverter (inverter circuit) for converting DC power into AC power. 55 is a leakage transformer that converts the output of the inverter into the voltage required by the load and electrically insulates the high voltage side circuit and the low voltage side circuit.
6 is a three-phase filter capacitor, 57 is a load connected to the auxiliary power supply device, 58 is an output voltage detector for detecting an output voltage, 59 is an output voltage reference of a controller described later, 60
Is a chopper output voltage detector for detecting the chopper output, 6
1 is a chopper output voltage reference of the controller, 62 is a pulse generation circuit that outputs a pulse of a predetermined conduction ratio at which the chopper should operate according to a control voltage command, and 63 is an output voltage regulation drop generated by a load current of the transformer 55 or the like. The reference numeral 64 denotes a chopper output voltage controller for controlling the chopper so that the chopper output voltage becomes a stable and constant voltage with respect to the input voltage fluctuation.
【０００４】次に動作について説明する。パンタグラフ
５１によって大きな電圧変動をもつ高圧架線６５より入
力された高電圧は、２重チョッパ５２によって安定した
一定値の低電圧へ電力変換される。２重チョッパ出力電
圧のリップル分はチョッパ出力フィルタ部５３のリアク
トル５３ａとコンデンサ５３ｂから成るフィルタにより
除去され、リップルの少ない直流電圧となってインバー
タ回路５４へ入力される。インバータ回路５４はチョッ
パ出力の直流電圧を三相交流電圧へ変換し、１２／パル
ス運転を行っている。そして、車両用補助電源装置全体
としては、２重チョッパ５２以外には電圧制御機能をも
っていない。この三相交流電圧はトランス５５を介して
絶縁・昇圧され、三相フィルタコンデンサ５６にて高調
波が除去され、負荷５７へ出力される。このインバータ
回路５４後段のトランス５５、三相フィルタコンデンサ
５６の回路には、電圧波形改善の目的で、トランス５５
のリーケージインダクタンスと三相フィルタコンデンサ
５６の等価的なＬＣフィルタ構成によって、インバータ
回路５４の出力電圧に含まれる高調波を十分に減衰させ
て負荷５７に正弦波出力電圧を供給する。この出力電圧
は２重チョッパ５２にて電圧制御するため、出力電圧検
出器５８により出力電圧を検出し、出力電圧基準５９の
出力とともに出力電圧コントローラ６３へ入力され、そ
の両者の差分が出力される。この出力電圧コントローラ
６３の出力はチョッパ出力電圧基準６１とチョッパ出力
電圧検出器６０の出力とともにチョッパ出力電圧コント
ローラ６４へ入力され、２重チョッパ５２が動作すべき
通流率が決定される。パルス発生回路（チョッパ制御
器）６２では、チョッパ出力電圧コントローラ６４から
の出力をもとにゲートパルスを２重チョッパ５２へ出力
し、２重チョッパ５２はこのゲートパルスに従って出力
電圧を制御する。Next, the operation will be described. The high voltage input from the high voltage overhead line 65 having a large voltage fluctuation by the pantograph 51 is converted into a stable low voltage by the double chopper 52. The ripple component of the double chopper output voltage is removed by the filter including the reactor 53a and the capacitor 53b of the chopper output filter unit 53, and is input to the inverter circuit 54 as a DC voltage with less ripple. The inverter circuit 54 converts the DC voltage of the chopper output into a three-phase AC voltage and performs 12 / pulse operation. Further, the entire vehicle auxiliary power supply device has no voltage control function other than the dual chopper 52. The three-phase AC voltage is insulated / boosted via the transformer 55, harmonics are removed by the three-phase filter capacitor 56, and output to the load 57. The circuit of the transformer 55 and the three-phase filter capacitor 56 in the latter stage of the inverter circuit 54 includes a transformer 55 for the purpose of improving the voltage waveform.
The leakage inductance of 3 and the equivalent LC filter configuration of the three-phase filter capacitor 56 sufficiently attenuates the harmonics contained in the output voltage of the inverter circuit 54 and supplies the sine wave output voltage to the load 57. Since the output voltage is voltage controlled by the double chopper 52, the output voltage is detected by the output voltage detector 58 and is input to the output voltage controller 63 together with the output of the output voltage reference 59, and the difference between the two is output. . The output of the output voltage controller 63 is input to the chopper output voltage controller 64 together with the outputs of the chopper output voltage reference 61 and the chopper output voltage detector 60, and the conduction ratio at which the double chopper 52 should operate is determined. The pulse generation circuit (chopper controller) 62 outputs a gate pulse to the double chopper 52 based on the output from the chopper output voltage controller 64, and the double chopper 52 controls the output voltage according to the gate pulse.
【０００５】次に、２重チョッパ５２の内部構成を示す
図８に基づき、２重チョッパの特徴および本願の主題で
あるその保護検知動作について説明する。図８におい
て、７０ａ、７０ｂは互いに直列に接続され、直流電圧
入力端に接続されたコンデンサ、７１ａ、７１ｂはＧＴ
Ｏ等のスイッチング素子、７２ａ、７２ｂはフライホイ
ルダイオードである。７３ａ、７３ｂはそれぞれコンデ
ンサ７０ａ、７０ｂの電圧を検出する電圧検出器、７４
ａ、７４ｂはそれぞれ電圧検出器７３ａ、７３ｂからの
検出値と電圧保護設定値７５との比較から保護検知を行
う比較器である。Next, the features of the double chopper and its protection detecting operation, which is the subject of the present application, will be described with reference to FIG. 8 showing the internal structure of the double chopper 52. In FIG. 8, 70a and 70b are connected in series with each other, capacitors connected to a DC voltage input terminal, and 71a and 71b are GTs.
Switching elements such as O, and 72a and 72b are flywheel diodes. 73a and 73b are voltage detectors for detecting the voltages of the capacitors 70a and 70b, respectively.
Reference characters a and 74b are comparators that perform protection detection by comparing the detection values from the voltage detectors 73a and 73b with the voltage protection setting value 75, respectively.
【０００６】２重チョッパは１重チョッパと対比して呼
称されるもので、１重チョッパは回路にスイッチング素
子を１個有し、この１個のスイッチング素子のオンオフ
のみで直流電圧制御を行う。この場合、チョッパ入力電
圧をＥ（Ｖ）とすると、チョッパ出力電圧としては、０
と＋Ｅの２レベルしかないため、出力電圧、電流がリッ
プルの大きな波形となり、これを平滑するためのフィル
タ回路も大きくする必要がある。The double chopper is called in comparison with the single chopper, and the single chopper has one switching element in the circuit, and the DC voltage is controlled only by turning on / off this one switching element. In this case, assuming that the chopper input voltage is E (V), the chopper output voltage is 0.
Since there are only two levels, + E and + E, the output voltage and current have waveforms with large ripples, and it is necessary to enlarge the filter circuit for smoothing them.
【０００７】これに対し、２重チョッパは、図８に示す
ように、回路にスイッチング素子を２個有し、それぞれ
正側、負側に設けられており、スイッチング動作として
は、両者を互いに１８０°位相をずらしてオンオフさせ
る方式を採用する。そして、容量の等しい２個のコンデ
ンサにそれぞれ、チョッパ入力電圧Ｅ（Ｖ）の半分、
０．５Ｅ（Ｖ）を分担させることで、３レベルの電圧出
力を可能とする。即ち、スイッチング素子の両者ともオ
フの時は、チョッパ出力電圧は０（Ｖ）、一方がオンで
他方がオフの時は０．５Ｅ（Ｖ）、両者ともオンの時は
Ｅ（Ｖ）になる。これによって、出力電圧、電流のリッ
プルを小さくすることができ、フィルタ回路も簡便なも
のとなる。On the other hand, the double chopper, as shown in FIG. 8, has two switching elements in the circuit, which are provided on the positive side and the negative side, respectively. ° A method of shifting the phase to turn it on and off is used. Then, to each of the two capacitors having the same capacitance, half of the chopper input voltage E (V),
By sharing 0.5E (V), three levels of voltage output are possible. That is, when both switching elements are off, the chopper output voltage is 0 (V), when one is on and the other is off, it is 0.5 E (V), and when both are on, it is E (V). . As a result, ripples in the output voltage and current can be reduced, and the filter circuit can be simplified.
【０００８】スイッチング素子７１ａまたは７１ｂが短
絡異常等になると、いずれかのコンデンサ７０ａ、７０
ｂの電圧が通常時より上昇するので、これを電圧検出器
７３ａ、７３ｂで検出し、所定の電圧保護設定値７５以
上となると比較器７４ａまたは７４ｂが信号を出力して
保護検知を行う。When the switching element 71a or 71b has a short circuit abnormality or the like, one of the capacitors 70a, 70b
Since the voltage of b is higher than that in the normal state, this is detected by the voltage detectors 73a and 73b, and when the voltage exceeds the predetermined voltage protection set value 75, the comparator 74a or 74b outputs a signal to perform protection detection.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところで、長距離を走
行する列車では、交流電化区間と直流電化区間とを通し
て運行する場合があり、これらの電気車両においては、
直流の架線から直接供給される直流電源と、交流架線か
ら変圧器、整流器を経て供給される直流電源とを走行区
間に応じて切り換えて使用することになる。このような
場合、従来の２重チョッパ装置の特にその保護検知は以
上のように構成されているので、確実な保護検知の実現
が困難になるという問題点があった。即ち、保護検知の
誤動作を避けるため、その電圧保護設定値７５は、直流
入力電圧の変動範囲を考慮して決める必要があるが、上
述した交流／直流区間で供給される直流電源が切り換え
る場合、一般的に電圧変動範囲が大きい交流区間での電
源電圧変動を考慮して電圧保護設定値を決定する。この
結果、例えば、直流区間での電源が供給されている場合
には、この保護検知レベルが高過ぎ、スイッチング素子
の短絡異常を確実に検知できない可能性が生じることに
なる。By the way, there are cases where a train traveling a long distance runs through an AC electrification section and a DC electrification section. In these electric vehicles,
A DC power source directly supplied from a DC overhead line and a DC power source supplied from an AC overhead line via a transformer and a rectifier are switched and used according to a traveling section. In such a case, since the protection detection of the conventional double chopper device is particularly configured as described above, there is a problem that it is difficult to realize reliable protection detection. That is, in order to avoid a malfunction of protection detection, the voltage protection setting value 75 needs to be determined in consideration of the variation range of the DC input voltage. However, when the DC power supply supplied in the AC / DC section is switched, Generally, the voltage protection set value is determined in consideration of the power supply voltage fluctuation in the AC section where the voltage fluctuation range is large. As a result, for example, when the power is supplied in the DC section, the protection detection level may be too high, and the short circuit abnormality of the switching element may not be reliably detected.
【００１０】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、電圧変動範囲が異なる２つの
直流電源を切り換えて動作する場合にあっても、確実な
保護検知動作が得られる２重チョッパ装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and a reliable protection detection operation can be obtained even when two DC power supplies having different voltage fluctuation ranges are operated by switching. It is an object of the present invention to provide a double chopper device that can be used.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この発明は、第１の直流
電源と電圧変動範囲が上記第１の直流電源のそれと異な
る第２の直流電源とのいずれかを切り換えて出力する電
源回路、この電源回路の出力端子間に接続された第１お
よび第２の入力側コンデンサの直列接続体、その中間接
続点が上記第１および第２の入力側コンデンサの中間接
続点に接続された第１および第２のフライホイルダイオ
ードの直列接続体、上記第１の入力側コンデンサの正極
側と上記第１のフライホイルダイオードのカソードとの
間に接続された第１のスイッチング素子、上記第２の入
力側コンデンサの負極側と上記第２のフライホイルダイ
オードのアノードとの間に接続された第２のスイッチン
グ素子、および上記第１および第２のフライホイルダイ
オードの直列接続体と並列に接続された出力側コンデン
サを備え、上記第１および第２のスイッチング素子をオ
ンオフすることにより上記出力側コンデンサの電圧を所
望の値に制御する２重チョッパ装置であって、その請求
項１に係る２重チョッパ装置は、上記第１および第２の
入力側コンデンサの電圧差または電圧比を検出しこの検
出値が所定の設定範囲以上となったとき上記第１または
第２のスイッチング素子の異常とみなして保護検知する
手段を備えたものである。The present invention provides a power supply circuit for switching and outputting either a first DC power supply or a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply. A series connection body of first and second input-side capacitors connected between output terminals of the power supply circuit, and first and second connection points of which intermediate connection points are connected to intermediate connection points of the first and second input-side capacitors. A second flywheel diode connected in series, a first switching element connected between the positive electrode side of the first input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, and the second input side. A second switching element connected between the negative side of the capacitor and the anode of the second flywheel diode, and the series connection of the first and second flywheel diodes. A double chopper device comprising an output-side capacitor connected in parallel with, and controlling the voltage of the output-side capacitor to a desired value by turning on and off the first and second switching elements. A double chopper device according to No. 1 detects a voltage difference or a voltage ratio between the first and second input side capacitors, and when the detected value exceeds a predetermined set range, the first or second switching element. It is provided with a means for detecting and detecting the abnormality of the above.
【００１２】また、請求項２に係る２重チョッパ装置
は、上記出力側コンデンサの電圧を検出しこの検出値が
所定の設定値以上となったとき上記第１または第２のス
イッチング素子の異常とみなして保護検知する手段を備
えたものである。Further, the double chopper device according to a second aspect of the present invention detects the voltage of the output side capacitor, and when the detected value exceeds a predetermined set value, the first or second switching element is judged to be abnormal. It is equipped with a means for categorizing protection detection.
【００１３】また、請求項３に係る２重チョッパ装置
は、上記第１および第２の入力側コンデンサの電圧を検
出する手段、上記電源回路が第１または第２の直流電源
のいずれを選択しているかを判別する手段、上記電圧検
出値が所定の設定値以上のとき上記第１または第２のス
イッチング素子の異常とみなして保護検知する手段、お
よび上記判別した直流電源の種別により上記保護検知手
段の設定値を変更する手段を備えたものである。In the double chopper device according to the third aspect of the present invention, the means for detecting the voltage of the first and second input side capacitors and the power supply circuit selects either the first or the second DC power supply. Means for determining whether or not the voltage detection value is equal to or more than a predetermined set value, means for detecting protection by considering it as an abnormality of the first or second switching element, and the protection detection depending on the type of the determined DC power supply. It is provided with a means for changing the set value of the means.
【００１４】また、請求項４に係る２重チョッパ装置
は、上記第１および第２のスイッチング素子の電流を検
出し、該スイッチング素子にオフ指令が出されているに
も拘らず上記電流が検出されたとき上記スイッチング素
子の異常とみなして保護検知する手段を備えたものであ
る。A double chopper device according to a fourth aspect of the invention detects the currents of the first and second switching elements, and detects the currents even though an OFF command is issued to the switching elements. In this case, a means for detecting and protecting the switching element as an abnormality is provided.
【００１５】また、請求項５に係る２重チョッパ装置
は、第１の直流電源は電鉄の直流饋電線から供給される
電源であり、第２の直流電源は電鉄の交流饋電線からの
交流を整流器で直流にしたもので電圧変動範囲が上記第
１の直流電源のそれより大きい電源であるものである。In the double chopper device according to a fifth aspect of the present invention, the first DC power supply is a power supply supplied from a DC iron feeder of electric railway, and the second DC power supply is an AC supplied from an AC feeder of electric railway. A rectifier is used for direct current, and the power supply has a voltage fluctuation range larger than that of the first DC power supply.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１における２重チョッパ装置の回路図であ
る。図１において、１は電鉄の交流饋電線から図示しな
いパンタグラフや変圧器を介して供給される交流電源、
２は交流電圧を直流電圧に変換する整流器、３は電鉄の
直流饋電線から図示しないパンタグラフを介して供給さ
れる直流電源、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは入力側に設け
られた切り換えスイッチで、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは
連動して開閉操作され上記交流電源１と直流電源３との
切り換えを行う。５は直流高速度遮断器、６はフィルタ
リアクトル、７ａ、７ｂは互いに同一仕様の第１および
第２の入力側コンデンサとしてのフィルタコンデンサで
あり、フィルタリアクトル６とフィルタコンデンサ７
ａ、７ｂにより入力フィルタ回路を形成している。８
ａ、８ｂはインバータ回路入力を所定の電圧値に制御す
るためのチョッパ用の第１および第２のスイッチング素
子であり、９ａ、９ｂはチョッパ回路用の第１および第
２のフライホイルダイオード、１０はフィルタリアクト
ル、１１ａ、１１ｂは出力側コンデンサであるフィルタ
コンデンサであり、フィルタリアクトル１０とフィルタ
コンデンサ１１ａ、１１ｂによりチョッパ出力を平滑化
する。１２は直流電圧を交流電圧に変換するインバータ
回路、１３ａ、１３ｂはフィルタコンデンサ７ａ、７ｂ
の各端子間電圧を検出する電圧検出器、１４は電圧検出
器１３ａ、１３ｂの出力により保護検知を判定する制御
回路である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. 1 is a circuit diagram of a double chopper device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an AC power source supplied from an AC feeder of an electric railway through a pantograph or a transformer (not shown),
2 is a rectifier for converting an AC voltage into a DC voltage, 3 is a DC power source supplied from a DC feeder of electric railway through a pantograph (not shown), 4a, 4b, 4c and 4d are changeover switches provided on the input side, 4a, 4b, 4c, and 4d are interlocked to open and close to switch between the AC power supply 1 and the DC power supply 3. Reference numeral 5 is a DC high speed circuit breaker, 6 is a filter reactor, and 7a and 7b are filter capacitors as first and second input side capacitors having the same specifications.
An input filter circuit is formed by a and 7b. 8
Reference numerals a and 8b are first and second switching elements for a chopper for controlling the input of the inverter circuit to a predetermined voltage value, and 9a and 9b are first and second flywheel diodes for the chopper circuit. Are filter reactors, 11a and 11b are filter capacitors which are output side capacitors, and the chopper output is smoothed by the filter reactor 10 and the filter capacitors 11a and 11b. Reference numeral 12 is an inverter circuit for converting a DC voltage into AC voltage, and 13a and 13b are filter capacitors 7a and 7b.
Is a voltage detector for detecting the voltage across each terminal of, and 14 is a control circuit for judging the protection detection by the outputs of the voltage detectors 13a, 13b.
【００１７】次に動作について説明する。入力が直流電
源３である状態では、切り換えスイッチ４ａ、４ｃは開
いており、切り換えスイッチ４ｂ、４ｄは閉じている。
そして直流電源３→切り換えスイッチ４ｂ→高速度遮断
器５→フィルタリアクトル６→フィルタコンデンサ７ａ
→フィルタコンデンサ７ｂ→切り換えスイッチ４ｄ→直
流電源３の経路でフィルタコンデンサ７ａ、７ｂが充電
され、さらにフィルタコンデンサ７ａ、７ｂの各端子間
電圧は直流電源電圧の１／２になる。また入力が交流電
源１である状態では、切り換えスイッチ４ａ、４ｃは閉
じており、切り換えスイッチ４ｂ、４ｄは開いている。
そして交流電源１は整流器２により直流電圧に変換され
た後、整流器２→切り換えスイッチ４ａ→高速度遮断器
５→フィルタリアクトル６→フィルタコンデンサ７ａ→
フィルタコンデンサ７ｂ→切り換えスイッチ４ｃ→整流
器２の経路でフィルタコンデンサ７ａ、７ｂが充電さ
れ、さらにフィルタコンデンサ７ａ、７ｂの各端子間電
圧は整流器２の出力の１／２になる。Next, the operation will be described. When the input is the DC power supply 3, the changeover switches 4a and 4c are open and the changeover switches 4b and 4d are closed.
Then, the DC power supply 3 → changeover switch 4b → high speed circuit breaker 5 → filter reactor 6 → filter capacitor 7a
The filter capacitors 7a and 7b are charged along the path of the filter capacitor 7b, the changeover switch 4d, and the DC power supply 3, and the voltage between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b becomes 1/2 of the DC power supply voltage. Further, when the input is the AC power supply 1, the changeover switches 4a and 4c are closed and the changeover switches 4b and 4d are open.
Then, the AC power supply 1 is converted into a DC voltage by the rectifier 2, and then the rectifier 2 → the changeover switch 4a → the high speed circuit breaker 5 → the filter reactor 6 → the filter capacitor 7a →
The filter capacitors 7a and 7b are charged along the path of the filter capacitor 7b → the changeover switch 4c → the rectifier 2, and the voltage between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b becomes 1/2 of the output of the rectifier 2.
【００１８】いまスイッチング素子８ａおよび８ｂがと
もにオンの場合は、フィルタコンデンサ７ａ→スイッチ
ング素子８ａ→フィルタリアクトル１０→フィルタコン
デンサ１１ａ→フィルタコンデンサ１１ｂ→スイッチン
グ素子８ｂ→フィルタコンデンサ７ｂの経路でフィルタ
コンデンサ７ａ、７ｂからフィルタコンデンサ１１ａ、
１１ｂを充電する。次にスイッチング素子８ａがオンで
スイッチング素子８ｂがオフの場合は、フィルタコンデ
ンサ７ａ→スイッチング素子８ａ→フィルタリアクトル
１０→フィルタコンデンサ１１ａ→フィルタコンデンサ
１１ｂ→フライホイルダイオード９ｂ→フィルタコンデ
ンサ７ａの経路でフィルタコンデンサ７ａからフィルタ
コンデンサ１１ａ、１１ｂを充電する。逆にスイッチン
グ素子８ａがオフでスイッチング素子８ｂがオンの場合
は、フィルタコンデンサ７ｂ→フライホイルダイオード
９ａ→フィルタリアクトル１０→フィルタコンデンサ１
１ａ→フィルタコンデンサ１１ｂ→スイッチング素子８
ｂ→フィルタコンデンサ７ｂの経路でフィルタコンデン
サ７ｂからフィルタコンデンサ１１ａ、１１ｂを充電す
る。さらにスイッチング素子８ａおよび８ｂがともにオ
フの場合は、フィルタコンデンサ１１ａ、１１ｂはフィ
ルタコンデンサ７ａ、７ｂからは充電されない。従っ
て、このようにスイッチング素子８ａ、８ｂをオン・オ
フ制御することによりフィルタコンデンサ１１ａ、１１
ｂの端子間電圧を制御することができる。現実には、入
力電圧の変動を吸収して所定の一定電圧を出力するよう
スイッチング素子８ａ、８ｂをオン・オフ制御する訳で
ある。When the switching elements 8a and 8b are both turned on, the filter capacitor 7a, the switching element 8a, the filter reactor 10, the filter capacitor 11a, the filter capacitor 11b, the switching element 8b, and the filter capacitor 7b are connected in the route of the filter capacitor 7a, 7b to the filter capacitor 11a,
Charge 11b. Next, when the switching element 8a is on and the switching element 8b is off, the filter capacitor 7a → the switching element 8a → the filter reactor 10 → the filter capacitor 11a → the filter capacitor 11b → the flywheel diode 9b → the filter capacitor 7a The filter capacitors 11a and 11b are charged from 7a. Conversely, when the switching element 8a is off and the switching element 8b is on, the filter capacitor 7b → flywheel diode 9a → filter reactor 10 → filter capacitor 1
1a → filter capacitor 11b → switching element 8
The filter capacitors 11a and 11b are charged from the filter capacitor 7b through the path of b → filter capacitor 7b. Furthermore, when both switching elements 8a and 8b are off, the filter capacitors 11a and 11b are not charged from the filter capacitors 7a and 7b. Therefore, by controlling the switching elements 8a and 8b to be turned on and off in this manner, the filter capacitors 11a and 11b
The voltage between the terminals of b can be controlled. In reality, the switching elements 8a and 8b are on / off controlled so as to absorb the fluctuation of the input voltage and output a predetermined constant voltage.
【００１９】次に、短絡時の保護検知動作を、図２のタ
イミングチャートを参照して説明する。ここでは、正常
時（図２の左半分が相当）は、両スイッチング素子８
ａ、８ｂが交互に１８０°通電をしている場合を扱って
いる。この動作モードでは、先に説明した通り、フィル
タコンデンサ７ａおよび７ｂの電圧、即ち、電圧Ｅ／２
（Ｅはチョッパ入力電圧）が出力され、チョッパ出力電
圧Ｖ３は同図（ｅ）の通りとなる。また、フィルタコン
デンサ７ａおよび７ｂの電圧Ｖ１、Ｖ２はいずれもＥ／
２であるので、電圧検出器１３ａ、１３ｂからの検出値
の差の絶対値｜Ｖ１−Ｖ２｜は零となっている。そし
て、この状態は直流電源の電圧変動に影響されない。Next, the protection detection operation at the time of short circuit will be described with reference to the timing chart of FIG. Here, in a normal state (corresponding to the left half of FIG. 2), both switching elements 8
The case where a and 8b are alternately energized by 180 ° is dealt with. In this operation mode, as described above, the voltage of the filter capacitors 7a and 7b, that is, the voltage E / 2.
(E is a chopper input voltage) is output, and the chopper output voltage V3 is as shown in FIG. Further, the voltages V1 and V2 of the filter capacitors 7a and 7b are both E /
Since it is 2, the absolute value | V1-V2 | of the difference between the detection values from the voltage detectors 13a and 13b is zero. And this state is not affected by the voltage fluctuation of the DC power supply.
【００２０】今、スイッチング素子８ｂがオン中の時刻
Ｔ１でスイッチング素子８ａに短絡故障が発生したとす
ると、等価的にフィルタコンデンサ７ａとフィルタコン
デンサ１１ａ、１１ｂとの並列接続体と、フィルタコン
デンサ７ｂとが直列になって直流電源の正負端間に接続
される形となる。従って、それまで、フィルタコンデン
サ７ａと７ｂとが直列になることでフィルタコンデンサ
７ａにはＥ／２の電圧が印加されていたが、短絡発生
後、上記フィルタコンデンサ１１ａ、１１ｂを含めたイ
ンピーダンス比によってフィルタコンデンサ７ａの電圧
は減少し、時刻Ｔ２に（Ｅ／２−ΔＥ）となる。フィル
タコンデンサ７ｂは逆に（Ｅ／２＋ΔＥ）に上昇する。
この結果、短絡が継続すると、出力電圧Ｖ３は図２
（ｅ）に示すとおりとなる。なお、実際は、フィルタ効
果で電圧は平滑化され、定電圧制御が機能しておればそ
の平滑電圧がＥ／２となるよう、所定の応答速度でスイ
ッチング素子８ｂの通電幅を減少させていくはずであ
る。If a short circuit failure occurs in the switching element 8a at time T1 when the switching element 8b is on, the filter capacitor 7a is equivalently connected in parallel with the filter capacitor 7a and the filter capacitors 11a and 11b. Are connected in series and are connected between the positive and negative ends of the DC power supply. Therefore, until then, the voltage E / 2 was applied to the filter capacitor 7a by connecting the filter capacitors 7a and 7b in series, but after the occurrence of a short circuit, depending on the impedance ratio including the filter capacitors 11a and 11b. The voltage of the filter capacitor 7a decreases and becomes (E / 2−ΔE) at time T2. On the contrary, the filter capacitor 7b rises to (E / 2 + ΔE).
As a result, if the short circuit continues, the output voltage V3 is
As shown in (e). Actually, the voltage is smoothed by the filter effect, and if the constant voltage control functions, the energization width of the switching element 8b should be reduced at a predetermined response speed so that the smoothed voltage becomes E / 2. Is.
【００２１】いずれにしろ、フィルタコンデンサ７ａ、
７ｂの電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜は図２（ｆ）に示すよう
に、短絡発生後、直ちに零から立上り、２ΔＥの値とな
る。上述したとおり、スイッチング素子の正常時は、こ
の電圧差｜Ｖ１−Ｖ２｜は零であり、かつ直流電源の電
圧変動に左右されないので、異常判定基準とする設定値
は、フィルタコンデンサ７ａ、７ｂの製作誤差によるわ
ずかの容量差による電圧差分のみを考慮すればよく、極
めて低い値、即ち、正常時の値との差を小さくできる。
従って、直流電源の種別と関係なく、常に確実な保護検
知動作が得られる訳である。In any case, the filter capacitor 7a,
As shown in FIG. 2 (f), the voltage difference | V1-V2 | of 7b rises from zero immediately after the occurrence of the short circuit and becomes a value of 2ΔE. As described above, when the switching element is normal, this voltage difference | V1-V2 | is zero and is not affected by the voltage fluctuation of the DC power supply. Therefore, the set value serving as the abnormality determination reference is set to the filter capacitors 7a and 7b. Only a voltage difference due to a slight capacitance difference due to a manufacturing error needs to be considered, and an extremely low value, that is, a difference from a normal value can be reduced.
Therefore, regardless of the type of DC power supply, a reliable protection detection operation can always be obtained.
【００２２】なお、以上では、フィルタコンデンサ７
ａ、７ｂの検出電圧差を基に異常判定を行うようにした
が、両者の検出電圧比を求め、この電圧比が１．０の前
後の所定の範囲以上となったとき、異常と判定をするよ
うにしても同様の効果が得られる。In the above, the filter capacitor 7
Although the abnormality determination is made based on the detected voltage difference between a and 7b, the detection voltage ratio between the two is obtained, and when this voltage ratio is above a predetermined range around 1.0, it is determined as abnormal. Even if it does, the same effect can be obtained.
【００２３】実施の形態２．なお、実施の形態１ではフ
ィルタコンデンサ７ａ、７ｂの各々の端子間電圧差また
は電圧比をみて保護検知していたが、図３のようにフィ
ルタコンデンサ１１ａおよび１１ｂの端子間電圧を検出
する電圧検出器１５を接続して、フィルタコンデンサ１
１ａおよび１１ｂの端子間電圧和が所定の設定値より高
い場合に保護検知することでも同様の効果が得られる。
つまりフィルタコンデンサ１１ａ、１１ｂの端子間電圧
はフィルタコンデンサ７ａ、７ｂの端子間電圧に応じて
スイッチング素子８ａ、８ｂのオン・オフ制御により電
圧制御されているが、スイッチング素子８ａ、８ｂのう
ち片側のみが短絡故障した場合には、正常な制御動作出
力からはずれて、フィルタコンデンサ１１ａ、１１ｂの
端子間電圧が高くなるので、フィルタコンデンサ７ａ、
７ｂの端子間電圧に対して、フィルタコンデンサ１１
ａ、１１ｂの端子間電圧が所定の設定値より高い場合に
スイッチング素子８ａ、８ｂの異常とみなして保護検知
する。この場合はチョッパ回路の出力を検出しているの
で、チョッパ回路の異常状態が確実にわかり、異常検出
の信頼性が向上する。Embodiment 2. In the first embodiment, the protection detection is performed by looking at the voltage difference or voltage ratio between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b. However, as shown in FIG. 3, voltage detection for detecting the terminal voltage of the filter capacitors 11a and 11b is performed. Filter capacitor 1
The same effect can be obtained by performing protection detection when the voltage sum between the terminals 1a and 11b is higher than a predetermined set value.
That is, the voltage between the terminals of the filter capacitors 11a and 11b is controlled by the on / off control of the switching elements 8a and 8b according to the voltage between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b, but only one of the switching elements 8a and 8b is controlled. If a short-circuit failure occurs in the filter capacitor, the normal control operation output is deviated, and the voltage across the terminals of the filter capacitors 11a and 11b increases.
For the voltage between terminals 7b, the filter capacitor 11
When the voltage between the terminals of a and 11b is higher than a predetermined set value, it is considered as an abnormality of the switching elements 8a and 8b, and the protection is detected. In this case, since the output of the chopper circuit is detected, the abnormal state of the chopper circuit can be surely recognized, and the reliability of abnormality detection is improved.
【００２４】実施の形態３．なお、実施の形態１ではフ
ィルタコンデンサ７ａ、７ｂの各々の端子間電圧差また
は電圧比をみて保護検知していたが、図４のように切り
換えスイッチ４ａ、４ｂ（４ｃ、４ｄ）の開閉状態か
ら、入力が直流電源であるか交流電源であるかを検出
し、それぞれの場合にフィルタコンデンサ７ａ、７ｂの
端子間電圧の電圧保護の設定値１６を適当な設定値に変
更することで、片側のスイッチング素子のみが短絡故障
した場合でも保護検知することができる。つまり、従来
は、入力が交流電源である場合は入力電圧変動範囲が大
きいため、フィルタコンデンサ電圧保護の設定値１６を
この電圧変動範囲の大きい交流電源の場合に対応した適
当な設定値にしており、入力が直流電源である場合にも
このフィルタコンデンサ電圧保護の設定値は同値として
いた。しかし切り換えスイッチ４ａ（４ｃ）が開いてお
り、切り換えスイッチ４ｂ（４ｄ）が閉じている状態で
あれば、入力は直流電源であることが判別でき、この場
合は、フィルタコンデンサ電圧保護の設定値１６を電圧
変動範囲が小さい直流電源であることを考慮してより低
い適当な設定値に変更することで、電圧保護検出用の比
較器１７ａ、１７ｂの動作条件を変更することができ
る。従って、片側のスイッチング素子のみが短絡故障し
たときにフィルタコンデンサ７ａあるいは７ｂの端子間
電圧が高くなるが、電圧保護の設定値１６を電源の種別
に応じて最適な値に変更することで確実な保護検知がで
きる。Embodiment 3. In the first embodiment, the protection is detected by looking at the voltage difference or voltage ratio between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b. However, as shown in FIG. 4, the changeover switches 4a and 4b (4c and 4d) are opened and closed. , By detecting whether the input is a DC power supply or an AC power supply and changing the set value 16 of the voltage protection of the terminal voltage of the filter capacitors 7a and 7b to an appropriate set value in each case. Even if only the switching element has a short circuit failure, protection can be detected. In other words, conventionally, when the input is an AC power supply, the input voltage fluctuation range is large, so the setting value 16 of the filter capacitor voltage protection is set to an appropriate setting value corresponding to the case of an AC power supply having a large voltage fluctuation range. Even when the input is a DC power supply, the set value of this filter capacitor voltage protection was the same value. However, if the changeover switch 4a (4c) is open and the changeover switch 4b (4d) is closed, it can be determined that the input is the DC power supply. In this case, the set value 16 of the filter capacitor voltage protection is set. Is changed to an appropriate lower set value in consideration of the DC power supply having a small voltage fluctuation range, the operating conditions of the comparators 17a and 17b for voltage protection detection can be changed. Therefore, the voltage across the terminals of the filter capacitor 7a or 7b becomes high when only one of the switching elements has a short circuit failure, but it is ensured by changing the voltage protection setting value 16 to an optimum value according to the type of the power supply. Can detect protection.
【００２５】実施の形態４．実施の形態３では入力電源
種別の検出を切り換えスイッチの開閉状態で行っていた
が、図５に示すようにそれぞれの電源に電流検出器１８
ａ、１８ｂを取り付け、その検出電流によって入力が交
流電源か直流電源かを判定することができ、実施の形態
３と同様の効果を得ることができる。Fourth Embodiment In the third embodiment, the type of the input power source is detected by opening and closing the changeover switch, but as shown in FIG.
It is possible to determine whether the input is an AC power supply or a DC power supply by attaching a and 18b and detecting the current, and it is possible to obtain the same effect as in the third embodiment.
【００２６】実施の形態５．なお、実施の形態１ではフ
ィルタコンデンサ７ａ、７ｂの各々の端子間電圧差をみ
て保護検知していたが、図６に示すようにスイッチング
素子８ａ、８ｂに流れる電流を検出できる電流検出器１
９ａ、１９ｂを取り付け、スイッチング素子８ａあるい
は８ｂをオフさせる指令が出されているにもかかわら
ず、それに応じた電流検出器１９ａ、１９ｂの出力が所
定の設定値以上となった場合には、スイッチング素子が
短絡故障などの異常状態にあると判別することができ
る。この場合はスイッチング素子８ａ、８ｂに流れる電
流から、異常状態を直接検出するようにしたので、異常
検出の信頼性が格段に向上する。Embodiment 5. In the first embodiment, the protection is detected by looking at the voltage difference between the terminals of the filter capacitors 7a and 7b. However, as shown in FIG. 6, the current detector 1 that can detect the current flowing through the switching elements 8a and 8b.
If the outputs of the current detectors 19a and 19b corresponding to the 9a and 19b are attached and a command to turn off the switching element 8a or 8b is issued, but the corresponding output exceeds a predetermined set value, switching is performed. It can be determined that the element is in an abnormal state such as a short circuit failure. In this case, since the abnormal state is directly detected from the current flowing through the switching elements 8a and 8b, the reliability of the abnormal detection is remarkably improved.
【００２７】なお、上記各実施の形態では、電源回路と
して交流電源と直流電源とを切り換える場合について説
明したが、同じ交流電源であっても例えばその周波数が
異なるなどのため電圧変動範囲が異なる場合、これら各
交流電源を直流に変換してなる第１および第２の直流電
源を切り換えて電源回路とする場合にも、この発明は同
様に適用することができ、同等の効果を奏する。In each of the above embodiments, the case where the alternating current power source and the direct current power source are switched as the power source circuit has been described, but even if the same alternating current power source has a different voltage variation range due to, for example, different frequencies. The present invention can be similarly applied to the case where the first and second DC power supplies obtained by converting each of the AC power supplies to DC are switched to form a power supply circuit, and the same effect can be obtained.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように、この発明は、第１の直流
電源と電圧変動範囲が上記第１の直流電源のそれと異な
る第２の直流電源とのいずれかを切り換えて出力する電
源回路、この電源回路の出力端子間に接続された第１お
よび第２の入力側コンデンサの直列接続体、その中間接
続点が上記第１および第２の入力側コンデンサの中間接
続点に接続された第１および第２のフライホイルダイオ
ードの直列接続体、上記第１の入力側コンデンサの正極
側と上記第１のフライホイルダイオードのカソードとの
間に接続された第１のスイッチング素子、上記第２の入
力側コンデンサの負極側と上記第２のフライホイルダイ
オードのアノードとの間に接続された第２のスイッチン
グ素子、および上記第１および第２のフライホイルダイ
オードの直列接続体と並列に接続された出力側コンデン
サを備え、上記第１および第２のスイッチング素子をオ
ンオフすることにより上記出力側コンデンサの電圧を所
望の値に制御する２重チョッパ装置に係り、請求項１の
発明は、上記第１および第２の入力側コンデンサの電圧
差または電圧比を検出しこの検出値が所定の設定範囲以
上となったとき上記第１または第２のスイッチング素子
の異常とみなして保護検知する手段を備えたので、電源
回路の電圧変動に影響されることなく、スイッチング素
子の確実な保護検知が可能となる。As described above, according to the present invention, a power supply circuit for switching and outputting either the first DC power supply or the second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, A series connection body of first and second input side capacitors connected between the output terminals of this power supply circuit, and a first connection point of which an intermediate connection point is connected to an intermediate connection point of the first and second input side capacitors. And a series connection body of second flywheel diodes, a first switching element connected between the positive electrode side of the first input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, and the second input. Second switching element connected between the negative side of the side capacitor and the anode of the second flywheel diode, and the series connection of the first and second flywheel diodes 2. A dual chopper device comprising an output side capacitor connected in parallel with, and controlling the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning on and off the first and second switching elements. The invention detects a voltage difference or a voltage ratio between the first and second input side capacitors, and when the detected value exceeds a predetermined set range, considers it as an abnormality of the first or second switching element and protects it. Since the means for detecting is provided, it is possible to surely detect the protection of the switching element without being affected by the voltage fluctuation of the power supply circuit.
【００２９】また、請求項２の発明は、上記出力側コン
デンサの電圧を検出しこの検出値が所定の設定値以上と
なったとき上記第１または第２のスイッチング素子の異
常とみなして保護検知する手段を備えたので、電圧制御
特性の乱れに基づく出力特性からスイッチング素子の保
護検知が確実になされる。Further, the invention of claim 2 detects the voltage of the output side capacitor, and when the detected value exceeds a predetermined set value, it is regarded as an abnormality of the first or second switching element and protection detection is performed. Since the means for controlling is provided, the protection of the switching element can be surely detected from the output characteristic based on the disturbance of the voltage control characteristic.
【００３０】また、請求項３の発明は、上記第１および
第２の入力側コンデンサの電圧を検出する手段、上記電
源回路が第１または第２の直流電源のいずれを選択して
いるかを判別する手段、上記電圧検出値が所定の設定値
以上のとき上記第１または第２のスイッチング素子の異
常とみなして保護検知する手段、および上記判別した直
流電源の種別により上記保護検知手段の設定値を変更す
る手段を備えたので、接続される直流電源の電圧変動範
囲の差に影響されることなく、スイッチング素子の確実
な保護検知が可能となる。Further, the invention of claim 3 is a means for detecting the voltage of the first and second input side capacitors, and determines whether the power supply circuit selects the first or second DC power supply. Means, a means for performing protection detection when the detected voltage value is equal to or higher than a predetermined set value as an abnormality of the first or second switching element, and a set value for the protection detection means depending on the type of the determined DC power supply. Since a means for changing the switching element is provided, it is possible to reliably detect the protection of the switching element without being affected by the difference in the voltage fluctuation range of the connected DC power source.
【００３１】また、請求項４の発明は、上記第１および
第２のスイッチング素子の電流を検出し、該スイッチン
グ素子にオフ指令が出されているにも拘らず上記電流が
検出されたとき上記スイッチング素子の異常とみなして
保護検知する手段を備えたので、スイッチング素子の動
作応答からスイッチング素子の異常状態を直接検出する
ことが可能となる。According to a fourth aspect of the present invention, the currents of the first and second switching elements are detected, and when the current is detected in spite of an OFF command being issued to the switching elements, the above-mentioned current is detected. Since the means for detecting and detecting the abnormality of the switching element is provided, the abnormal state of the switching element can be directly detected from the operation response of the switching element.
【００３２】また、請求項５の発明は、第１の直流電源
は電鉄の直流饋電線から供給される電源であり、第２の
直流電源は電鉄の交流饋電線からの交流を整流器で直流
にしたもので電圧変動範囲が上記第１の直流電源のそれ
より大きい電源であるので、交流直流両区間を運行する
電気車両に採用される２重チョッパ装置において、その
スイッチング素子の確実な保護検知が可能となる。According to a fifth aspect of the present invention, the first DC power supply is a power supply supplied from a DC iron feeder of the electric railway, and the second DC power supply converts AC from the AC feeder of the electric railway to a DC by a rectifier. Since the voltage fluctuation range is larger than that of the first DC power supply, it is possible to reliably detect the protection of the switching element in the double chopper device adopted in the electric vehicle operating in both the AC and DC sections. It will be possible.
【図１】 この発明の実施の形態１における２重チョッ
パ装置を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a double chopper device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】 図１の２重チョッパ装置におけるスイッチン
グ素子の短絡故障動作を説明するためのタイミングチャ
ートである。2 is a timing chart for explaining a short-circuit failure operation of a switching element in the double chopper device of FIG.
【図３】 この発明の実施の形態２における２重チョッ
パ装置を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a double chopper device according to a second embodiment of the present invention.
【図４】 この発明の実施の形態３における２重チョッ
パ装置を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a double chopper device according to a third embodiment of the present invention.
【図５】 この発明の実施の形態４における２重チョッ
パ装置を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a double chopper device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】 この発明の実施の形態５における２重チョッ
パ装置を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a double chopper device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】 従来の２重チョッパを用いた車両用補助電源
装置を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a vehicle auxiliary power supply device using a conventional double chopper.
【図８】 ２重チョッパの構成を示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a double chopper.
１ 交流電源、２ 整流器、３ 直流電源、４ 切り換
えスイッチ、７ａ，７ｂ フィルタコンデンサ、８ａ，
８ｂ スイッチング素子、９ａ，９ｂ フライホイルダ
イオード、１１ａ，１１ｂ フィルタコンデンサ、１２
インバータ回路、１３ａ，１３ｂ 電圧検出器、１４
制御回路、１５ 電圧検出器、１６ 電圧保護設定
値、１７ａ，１７ｂ 比較器、１９ａ，１９ｂ 電流検
出器。1 AC power supply, 2 rectifier, 3 DC power supply, 4 changeover switch, 7a, 7b filter capacitor, 8a,
8b switching element, 9a, 9b flywheel diode, 11a, 11b filter capacitor, 12
Inverter circuit, 13a, 13b Voltage detector, 14
Control circuit, 15 voltage detector, 16 voltage protection set value, 17a, 17b comparator, 19a, 19b current detector.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/155 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 3/155
Claims (5)
１の直流電源のそれと異なる第２の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第１および第２の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第１および第２の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第１および
第２のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第１
の入力側コンデンサの正極側と上記第１のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第１のスイッ
チング素子、上記第２の入力側コンデンサの負極側と上
記第２のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第２のスイッチング素子、および上記第１およ
び第２のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第１および第
２のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する２重チョッ
パ装置において、 上記第１および第２の入力側コンデンサの電圧差または
電圧比を検出しこの検出値が所定の設定範囲以上となっ
たとき上記第１または第２のスイッチング素子の異常と
みなして保護検知する手段を備えたことを特徴とする２
重チョッパ装置。1. A power supply circuit for switching and outputting any one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connected between output terminals of this power supply circuit. Connected first and second input-side capacitors connected in series, and the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors connected in series to the first and second flywheel diodes connected in series. Connection body, above first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode. A second switching element connected between the first and second switching elements, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection body of the first and second flywheel diodes. In a double chopper device that controls the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning it on and off, the voltage difference or voltage ratio between the first and second input side capacitors is detected and the detected value is within a predetermined setting range. When it becomes the above, it is provided with a means for performing protection detection by regarding it as an abnormality of the first or second switching element.
Heavy chopper device.
１の直流電源のそれと異なる第２の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第１および第２の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第１および第２の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第１および
第２のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第１
の入力側コンデンサの正極側と上記第１のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第１のスイッ
チング素子、上記第２の入力側コンデンサの負極側と上
記第２のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第２のスイッチング素子、および上記第１およ
び第２のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第１および第
２のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する２重チョッ
パ装置において、 上記出力側コンデンサの電圧を検出しこの検出値が所定
の設定値以上となったとき上記第１または第２のスイッ
チング素子の異常とみなして保護検知する手段を備えた
ことを特徴とする２重チョッパ装置。2. A power supply circuit for switching and outputting either a first DC power supply or a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connecting between output terminals of this power supply circuit. Connected first and second input-side capacitors connected in series, and the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors connected in series to the first and second flywheel diodes connected in series. Connection body, above first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode. A second switching element connected between the first and second switching elements, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection body of the first and second flywheel diodes. In a double chopper device that controls the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning it on and off, the voltage of the output side capacitor is detected, and when the detected value exceeds a predetermined set value, the first or the first 2. A double chopper device, characterized in that it is provided with means for detecting protection by considering it as an abnormality of switching element 2.
１の直流電源のそれと異なる第２の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第１および第２の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第１および第２の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第１および
第２のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第１
の入力側コンデンサの正極側と上記第１のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第１のスイッ
チング素子、上記第２の入力側コンデンサの負極側と上
記第２のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第２のスイッチング素子、および上記第１およ
び第２のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第１および第
２のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する２重チョッ
パ装置において、 上記第１および第２の入力側コンデンサの電圧を検出す
る手段、上記電源回路が第１または第２の直流電源のい
ずれを選択しているかを判別する手段、上記電圧検出値
が所定の設定値以上のとき上記第１または第２のスイッ
チング素子の異常とみなして保護検知する手段、および
上記判別した直流電源の種別により上記保護検知手段の
設定値を変更する手段を備えたことを特徴とする２重チ
ョッパ装置。3. A power supply circuit for switching and outputting either a first DC power supply or a second DC power supply whose voltage fluctuation range is different from that of the first DC power supply, and is connected between the output terminals of this power supply circuit. Connected first and second input-side capacitors connected in series, and the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors connected in series to the first and second flywheel diodes connected in series. Connection body, above first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode. A second switching element connected between the first and second switching elements, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection body of the first and second flywheel diodes. In a double chopper device for controlling the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning it on and off, a means for detecting the voltage of the first and second input side capacitors, the power supply circuit having the first or second A means for determining which of the DC power supplies is selected, the first or second switch when the voltage detection value is equal to or more than a predetermined set value. A dual chopper device, comprising: a means for detecting protection by considering it as an abnormality of a ching element, and a means for changing a set value of the protection detecting means according to the type of the DC power supply determined above.
１の直流電源のそれと異なる第２の直流電源とのいずれ
かを切り換えて出力する電源回路、この電源回路の出力
端子間に接続された第１および第２の入力側コンデンサ
の直列接続体、その中間接続点が上記第１および第２の
入力側コンデンサの中間接続点に接続された第１および
第２のフライホイルダイオードの直列接続体、上記第１
の入力側コンデンサの正極側と上記第１のフライホイル
ダイオードのカソードとの間に接続された第１のスイッ
チング素子、上記第２の入力側コンデンサの負極側と上
記第２のフライホイルダイオードのアノードとの間に接
続された第２のスイッチング素子、および上記第１およ
び第２のフライホイルダイオードの直列接続体と並列に
接続された出力側コンデンサを備え、上記第１および第
２のスイッチング素子をオンオフすることにより上記出
力側コンデンサの電圧を所望の値に制御する２重チョッ
パ装置において、 上記第１および第２のスイッチング素子の電流を検出
し、該スイッチング素子にオフ指令が出されているにも
拘らず上記電流が検出されたとき上記スイッチング素子
の異常とみなして保護検知する手段を備えたことを特徴
とする２重チョッパ装置。4. A power supply circuit for switching and outputting one of a first DC power supply and a second DC power supply having a voltage fluctuation range different from that of the first DC power supply, and connecting between output terminals of this power supply circuit. Connected first and second input-side capacitors connected in series, and the intermediate connection point of the first and second input-side capacitors connected in series to the first and second flywheel diodes connected in series. Connection body, above first
A first switching element connected between the positive side of the input side capacitor and the cathode of the first flywheel diode, the negative side of the second input side capacitor and the anode of the second flywheel diode. A second switching element connected between the first and second switching elements, and an output-side capacitor connected in parallel with the series connection body of the first and second flywheel diodes. In a dual chopper device that controls the voltage of the output side capacitor to a desired value by turning it on and off, the currents of the first and second switching elements are detected, and an off command is issued to the switching element. Despite this, when the current is detected, it is considered to be an abnormality of the switching element, and means for protection detection is provided. A double chopper device.
供給される電源であり、第２の直流電源は電鉄の交流饋
電線からの交流を整流器で直流にしたもので電圧変動範
囲が上記第１の直流電源のそれより大きい電源であるこ
とを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の２
重チョッパ装置。5. The first DC power supply is a power supply supplied from a DC iron feeder of the electric railway, and the second DC power supply is obtained by converting the AC from the AC feeder of the electric railway to a DC by a rectifier, and has a voltage fluctuation range. 5. The power supply according to claim 1, wherein the power supply is larger than the first DC power supply.
Heavy chopper device.
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1998
- 1998-11-26 JP JP33578498A patent/JP3472712B2/en not_active Expired - Fee Related
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