JP3472712B2 - 2重チョッパ装置 - Google Patents
2重チョッパ装置Info
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Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
パ装置を示す回路図である。
【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。
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。
【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。
パ装置を示す回路図である。
【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。
パ装置を示す回路図である。
【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。
パ装置を示す回路図である。
【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。
パ装置を示す回路図である。
【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。
装置を示す回路図である。
【図8】 2重チョッパの構成を示す回路図である。
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。
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。
─────────────────────────────────────────────────────
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
Claims (5)
- 【請求項1】 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。 - 【請求項2】 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。 - 【請求項3】 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。 - 【請求項4】 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。 - 【請求項5】 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。
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JP33578498A Expired - Fee Related JP3472712B2 (ja) | 1998-11-26 | 1998-11-26 | 2重チョッパ装置 |
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---|---|---|---|---|
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1998
- 1998-11-26 JP JP33578498A patent/JP3472712B2/ja not_active Expired - Fee Related
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