JPH0564423A - チヨツパ装置 - Google Patents
チヨツパ装置Info
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- JPH0564423A JPH0564423A JP22137591A JP22137591A JPH0564423A JP H0564423 A JPH0564423 A JP H0564423A JP 22137591 A JP22137591 A JP 22137591A JP 22137591 A JP22137591 A JP 22137591A JP H0564423 A JPH0564423 A JP H0564423A
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- Japan
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- voltage
- chopper
- circuit breaker
- switching element
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 チョッパ回路への初期充電時の突入電流抑制
用に挿入される充電抵抗の焼損事故を防止する。 【構成】 充電抵抗12の端子電圧を検出する電圧検出セ
ンサ13と、高速度遮断器２投入後、所定の設定時間が経
過した時点で上記検出電圧が所定の設定値以上のとき高
速度遮断器２にトリップ信号を送出する制御回路14とを
備える。 【効果】 チョッパ回路９内の短絡等で入力用フィルタ
コンデンサ４の電圧がスイッチング素子11のオンレベル
に達しない場合、上記制御回路14の動作で高速度遮断器
２が開放され、充電抵抗12の焼損が防止される。
用に挿入される充電抵抗の焼損事故を防止する。 【構成】 充電抵抗12の端子電圧を検出する電圧検出セ
ンサ13と、高速度遮断器２投入後、所定の設定時間が経
過した時点で上記検出電圧が所定の設定値以上のとき高
速度遮断器２にトリップ信号を送出する制御回路14とを
備える。 【効果】 チョッパ回路９内の短絡等で入力用フィルタ
コンデンサ４の電圧がスイッチング素子11のオンレベル
に達しない場合、上記制御回路14の動作で高速度遮断器
２が開放され、充電抵抗12の焼損が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば直流高圧架線
を電源として低圧の直流電源または交流電源を得る車両
用補助電源装置等に使用されるチョッパ装置に関するも
のである。
を電源として低圧の直流電源または交流電源を得る車両
用補助電源装置等に使用されるチョッパ装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】図５は例えば、特願昭62−265234号公報
に開示されたこの種従来のチョッパ装置を使用した補助
電源装置の構成を示す回路図である。図において、１は
高圧直流電源、２は直流用の高速度遮断器、３は入力用
直流リアクトル、４は入力用フィルタコンデンサ、５は
入力用フィルタコンデンサ４に接続されたチョッパ用の
スイッチング素子、６はチョッパ用のフライホイールダ
イオード、７はチョッパ用の直流リアクトル、８はチョ
ッパ用の出力用フィルタコンデンサ、９は入力用フィル
タコンデンサ４、スイッチング素子５、フライホイール
ダイオード６、直流リアクトル７、及び出力用フィルタ
コンデンサ８からなるチョッパ回路、10は低圧直流負
荷、11は入力用フィルタコンデンサ４から高圧直流電源
１側へ電流が逆流するのを防止するためのスイッチング
素子、12は初期充電時に入力用フィルタコンデンサ４へ
流入する突入電流を抑制するための充電抵抗である。
に開示されたこの種従来のチョッパ装置を使用した補助
電源装置の構成を示す回路図である。図において、１は
高圧直流電源、２は直流用の高速度遮断器、３は入力用
直流リアクトル、４は入力用フィルタコンデンサ、５は
入力用フィルタコンデンサ４に接続されたチョッパ用の
スイッチング素子、６はチョッパ用のフライホイールダ
イオード、７はチョッパ用の直流リアクトル、８はチョ
ッパ用の出力用フィルタコンデンサ、９は入力用フィル
タコンデンサ４、スイッチング素子５、フライホイール
ダイオード６、直流リアクトル７、及び出力用フィルタ
コンデンサ８からなるチョッパ回路、10は低圧直流負
荷、11は入力用フィルタコンデンサ４から高圧直流電源
１側へ電流が逆流するのを防止するためのスイッチング
素子、12は初期充電時に入力用フィルタコンデンサ４へ
流入する突入電流を抑制するための充電抵抗である。
【０００３】次に動作について説明する。図６に従来の
装置の起動タイミングチャートを示す。起動指令からｔ
1 秒後に高速度遮断器２が投入されると、高圧直流電源
１の電圧は入力用直流リアクトル３及び充電抵抗12を経
由して入力用フィルタコンデンサ４に印加される。充電
抵抗12により突入電流を抑制しつつ入力用フィルタコン
デンサ４の充電が開始されその電圧がスイッチング素子
11のオンレベルまで上昇してくると（遮断器２オン後ｔ
3 秒経過）、スイッチング素子11がオンし、充電抵抗12
が短絡される。従って、高圧直流電源１→高速度遮断器
２→入力用直流リアクトル３→スイッチング素子11→入
力用フィルタコンデンサ４の経路で電流が流れ、フィル
タコンデンサがさらに充電されつづける。さらに、入力
用フィルタコンデンサ４の電圧がスイッチング素子５の
オンレベルまで上昇すると（遮断器２オン後ｔ2 秒経
過）、スイッチング素子５は適当に制御された通流率
〔オン期間／（オン＋オフ）期間〕で、オン、オフし、
出力用フィルタコンデンサ８に電圧（出力電圧）が発生
する。上記のスイッチング素子５がオン、オフ動作して
いるときのフライホイールダイオード６、直流リアクト
ル７および出力用フィルタコンデンサ８の電圧、電流波
形を図７に示す。
装置の起動タイミングチャートを示す。起動指令からｔ
1 秒後に高速度遮断器２が投入されると、高圧直流電源
１の電圧は入力用直流リアクトル３及び充電抵抗12を経
由して入力用フィルタコンデンサ４に印加される。充電
抵抗12により突入電流を抑制しつつ入力用フィルタコン
デンサ４の充電が開始されその電圧がスイッチング素子
11のオンレベルまで上昇してくると（遮断器２オン後ｔ
3 秒経過）、スイッチング素子11がオンし、充電抵抗12
が短絡される。従って、高圧直流電源１→高速度遮断器
２→入力用直流リアクトル３→スイッチング素子11→入
力用フィルタコンデンサ４の経路で電流が流れ、フィル
タコンデンサがさらに充電されつづける。さらに、入力
用フィルタコンデンサ４の電圧がスイッチング素子５の
オンレベルまで上昇すると（遮断器２オン後ｔ2 秒経
過）、スイッチング素子５は適当に制御された通流率
〔オン期間／（オン＋オフ）期間〕で、オン、オフし、
出力用フィルタコンデンサ８に電圧（出力電圧）が発生
する。上記のスイッチング素子５がオン、オフ動作して
いるときのフライホイールダイオード６、直流リアクト
ル７および出力用フィルタコンデンサ８の電圧、電流波
形を図７に示す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のチョッパ装置は
以上のように構成されているので、例えばチョッパ回路
９内で短絡等が生じ、入力用フィルタコンデンサ４の電
圧がスイッチング素子１１のオンレベルにまで充電され
ないような場合にはスイッチング素子１１がオンしない
ので、高圧直流電源１→高速度遮断器２→入力用直流リ
アクトル３→充電抵抗12→入力用フィルタコンデンサ４
の経路で電流が長時間流れつづけ、充電抵抗12が焼損し
てしまうという問題点があった。
以上のように構成されているので、例えばチョッパ回路
９内で短絡等が生じ、入力用フィルタコンデンサ４の電
圧がスイッチング素子１１のオンレベルにまで充電され
ないような場合にはスイッチング素子１１がオンしない
ので、高圧直流電源１→高速度遮断器２→入力用直流リ
アクトル３→充電抵抗12→入力用フィルタコンデンサ４
の経路で電流が長時間流れつづけ、充電抵抗12が焼損し
てしまうという問題点があった。
【０００５】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、チョッパ回路９内の短絡等で入
力用フィルタコンデンサ４の電圧が正常に立ち上がらな
い場合にも、充電抵抗12の焼損を確実に防止することが
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、チョッパ回路９内の短絡等で入
力用フィルタコンデンサ４の電圧が正常に立ち上がらな
い場合にも、充電抵抗12の焼損を確実に防止することが
できるチョッパ装置を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るチョッパ装置は、抵抗の端子電圧を検出する電圧検出
センサを備え、遮断器投入後、所定の設定時間が経過し
た時点で上記検出電圧が所定の設定値以上のとき、上記
遮断器を開放するようにしたものである。
るチョッパ装置は、抵抗の端子電圧を検出する電圧検出
センサを備え、遮断器投入後、所定の設定時間が経過し
た時点で上記検出電圧が所定の設定値以上のとき、上記
遮断器を開放するようにしたものである。
【０００７】この発明の請求項２に係るチョッパ装置
は、抵抗の端子電圧を検出してその検出値の２乗値を積
算する演算回路を備え、遮断器投入後、上記積算値が所
定の設定値以上となったとき上記遮断器を開放するよう
にしたものである。
は、抵抗の端子電圧を検出してその検出値の２乗値を積
算する演算回路を備え、遮断器投入後、上記積算値が所
定の設定値以上となったとき上記遮断器を開放するよう
にしたものである。
【０００８】
【作用】入力コンデンサの電圧が正常に立ち上がらない
場合、電圧検出センサまたは演算回路の出力により遮断
器を開放して抵抗への通電を停止する。
場合、電圧検出センサまたは演算回路の出力により遮断
器を開放して抵抗への通電を停止する。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例によるチョッパ装
置を使用した補助電源装置の構成を示す回路図である。
図において、従来と異なるのは、充電抵抗12の端子電圧
を検出する電圧検出センサ13と、この電圧検出センサ13
からの信号により高速度遮断器２にトリップ信号を送出
する制御回路14とを付加した点である。
置を使用した補助電源装置の構成を示す回路図である。
図において、従来と異なるのは、充電抵抗12の端子電圧
を検出する電圧検出センサ13と、この電圧検出センサ13
からの信号により高速度遮断器２にトリップ信号を送出
する制御回路14とを付加した点である。
【００１０】次に動作について説明する。装置が正常な
場合の動作を図２のフローチャートに示すが、従来と同
様であるので説明は省略する。今、チョッパ回路９内で
短絡等が生じたため、高速度遮断器２投入後、入力用フ
ィルタコンデンサ４の電圧がスイッチング素子11のオン
レベルまで立ち上がらず、高圧直流電源１→高速度遮断
器２→入力用直流リアクトル３→充電抵抗12→入力用フ
ィルタコンデンサ４の経路で電流が流れつづけたとす
る。この場合、制御回路14は、正常な場合にスイッチン
グ素子11がオンする迄の時間より長い所定の時間（例え
ば20秒程度）経過したときの電圧検出センサ13の出力を
検出し、この値がスイッチング素子11の順方向降下電圧
より若干高い所定の設定値より大きい場合は、上記した
異常な状態が継続していると判断して高速度遮断器２に
トリップ信号を送出して高速度遮断器２を開放する。こ
れにより、充電抵抗12の通電は停止し、焼損が防止され
る。
場合の動作を図２のフローチャートに示すが、従来と同
様であるので説明は省略する。今、チョッパ回路９内で
短絡等が生じたため、高速度遮断器２投入後、入力用フ
ィルタコンデンサ４の電圧がスイッチング素子11のオン
レベルまで立ち上がらず、高圧直流電源１→高速度遮断
器２→入力用直流リアクトル３→充電抵抗12→入力用フ
ィルタコンデンサ４の経路で電流が流れつづけたとす
る。この場合、制御回路14は、正常な場合にスイッチン
グ素子11がオンする迄の時間より長い所定の時間（例え
ば20秒程度）経過したときの電圧検出センサ13の出力を
検出し、この値がスイッチング素子11の順方向降下電圧
より若干高い所定の設定値より大きい場合は、上記した
異常な状態が継続していると判断して高速度遮断器２に
トリップ信号を送出して高速度遮断器２を開放する。こ
れにより、充電抵抗12の通電は停止し、焼損が防止され
る。
【００１１】なお、上記実施例では高速度遮断器２の投
入後、一定時間を設定し、その時点における電圧検出セ
ンサ13の検出レベルから保護動作をさせるようにした
が、通電による充電抵抗12の発熱量はほぼその端子電圧
の２乗に比例することから、この発熱量の演算値から保
護動作をさせるようにしてもよい。即ち、 Ｗ＝ｋ・Ｖ2 ／Ｒ の関係が成立する。ここで、Ｗは充電抵抗12に発生する
損失（発熱量）、Ｖは端子電圧、Ｒは抵抗値である。従
って、図１に示した制御回路14内で、電圧検出センサ13
からの出力値を２乗し、更に、その積分値を求め、その
値が、充電抵抗12の温度限界から定まる所定値以上とな
ったとき高速度遮断器２にトリップ信号を送出して高速
度遮断器２を開放させる訳である。この場合は、充電抵
抗12の焼損防止という目的にはより合致した保護が可能
となる。
入後、一定時間を設定し、その時点における電圧検出セ
ンサ13の検出レベルから保護動作をさせるようにした
が、通電による充電抵抗12の発熱量はほぼその端子電圧
の２乗に比例することから、この発熱量の演算値から保
護動作をさせるようにしてもよい。即ち、 Ｗ＝ｋ・Ｖ2 ／Ｒ の関係が成立する。ここで、Ｗは充電抵抗12に発生する
損失（発熱量）、Ｖは端子電圧、Ｒは抵抗値である。従
って、図１に示した制御回路14内で、電圧検出センサ13
からの出力値を２乗し、更に、その積分値を求め、その
値が、充電抵抗12の温度限界から定まる所定値以上とな
ったとき高速度遮断器２にトリップ信号を送出して高速
度遮断器２を開放させる訳である。この場合は、充電抵
抗12の焼損防止という目的にはより合致した保護が可能
となる。
【００１２】また、上記各実施例では、チョッパ回路９
のスイッチング素子５としてＧＴＯサイリスタからなる
いわゆる１重チョッパ回路構成の場合について説明した
が、例えば、図３に示すように、２個のスイッチング素
子5aおよび5bからなるいわゆるダイレクトパラ２相２重
チョッパ回路構成としてもよい。この場合、出力電圧の
リップルがより低減するという利点がある。
のスイッチング素子５としてＧＴＯサイリスタからなる
いわゆる１重チョッパ回路構成の場合について説明した
が、例えば、図３に示すように、２個のスイッチング素
子5aおよび5bからなるいわゆるダイレクトパラ２相２重
チョッパ回路構成としてもよい。この場合、出力電圧の
リップルがより低減するという利点がある。
【００１３】更に、図４に示すように、２重チョッパ回
路９の出力側に12相のインバータ回路20を接続して直流
を３相交流に変換した後、変圧器21a 、21b を介して所
定の電圧に変換して負荷22に安定した３相交流電力を供
給する補助電源装置に適用することもでき、この場合も
同様の効果を奏する。なお、図３、図４では、電圧検出
センサ13および制御回路14は図示を省略している。
路９の出力側に12相のインバータ回路20を接続して直流
を３相交流に変換した後、変圧器21a 、21b を介して所
定の電圧に変換して負荷22に安定した３相交流電力を供
給する補助電源装置に適用することもでき、この場合も
同様の効果を奏する。なお、図３、図４では、電圧検出
センサ13および制御回路14は図示を省略している。
【００１４】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、たとえ、チョッパ回路内で短絡等が生じて入力コ
ンデンサの電圧が正常に立ち上がらないような場合に
も、抵抗の焼損という不具合は確実に防止される。
ので、たとえ、チョッパ回路内で短絡等が生じて入力コ
ンデンサの電圧が正常に立ち上がらないような場合に
も、抵抗の焼損という不具合は確実に防止される。
【図１】この発明の一実施例によるチョッパ装置を使用
した補助電源装置の構成を示す回路図である。
した補助電源装置の構成を示す回路図である。
【図２】図１の正常時の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
ャートである。
【図３】この発明の他の実施例によるものを示す回路図
である。
である。
【図４】この発明の更に他の実施例によるものを示す回
路図である。
路図である。
【図５】従来のチョッパ装置を使用した補助電源装置の
構成を示す回路図である。
構成を示す回路図である。
【図６】図５の正常時の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
ャートである。
【図７】図５の正常時の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。
ャートである。
１ 高圧直流電源 ２ 高速度遮断器 ４ 入力用フィルタコンデンサ ５、11 スイッチング素子 ８ 出力用フィルタコンデンサ ９ チョッパ回路 12 充電抵抗
Claims (2)
- 【請求項１】 遮断器を介して直流電源に接続された入
力コンデンサ、この入力コンデンサの出力側に接続され
たスイッチング素子、およびこのスイッチング素子の出
力側に接続された出力コンデンサからなるチョッパ回路
と、上記遮断器とチョッパ回路との間に接続されスイッ
チング素子と抵抗との並列体からなる突入電流抑制回路
とを備えたチョッパ装置において、 上記抵抗の端子電圧を検出する電圧検出センサを備え、
上記遮断器投入後、所定の設定時間が経過した時点で上
記検出電圧が所定の設定値以上のとき、上記遮断器を開
放するようにしたことを特徴とするチョッパ装置。 - 【請求項２】 遮断器を介して直流電源に接続された入
力コンデンサ、この入力コンデンサの出力側に接続され
たスイッチング素子、およびこのスイッチング素子の出
力側に接続された出力コンデンサからなるチョッパ回路
と、上記遮断器とチョッパ回路との間に接続されスイッ
チング素子と抵抗との並列体からなる突入電流抑制回路
とを備えたチョッパ装置において、 上記抵抗の端子電圧を検出してその検出値の２乗値を積
算する演算回路を備え、上記遮断器投入後、上記積算値
が所定の設定値以上となったとき上記遮断器を開放する
ようにしたことを特徴とするチョッパ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22137591A JPH0564423A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | チヨツパ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22137591A JPH0564423A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | チヨツパ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0564423A true JPH0564423A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16765810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22137591A Pending JPH0564423A (ja) | 1991-09-02 | 1991-09-02 | チヨツパ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0564423A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003267248A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Denso Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| US6941902B2 (en) | 2003-09-26 | 2005-09-13 | Hyundai Motor Company | Coolant recovery system of a vehicle |
| JP5820021B1 (ja) * | 2014-06-13 | 2015-11-24 | ファナック株式会社 | 充電抵抗の保護手段を有するモータ制御装置 |
| JP2016005385A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 電源装置及び電力変換装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01278228A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | 補助電源装置 |
-
1991
- 1991-09-02 JP JP22137591A patent/JPH0564423A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01278228A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-08 | Mitsubishi Electric Corp | 補助電源装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003267248A (ja) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Denso Corp | 電動パワーステアリング装置 |
| US6941902B2 (en) | 2003-09-26 | 2005-09-13 | Hyundai Motor Company | Coolant recovery system of a vehicle |
| JP5820021B1 (ja) * | 2014-06-13 | 2015-11-24 | ファナック株式会社 | 充電抵抗の保護手段を有するモータ制御装置 |
| JP2016005317A (ja) * | 2014-06-13 | 2016-01-12 | ファナック株式会社 | 充電抵抗の保護手段を有するモータ制御装置 |
| US9444373B2 (en) | 2014-06-13 | 2016-09-13 | Fanuc Corporation | Motor control device having protective unit of charging resistor |
| JP2016005385A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 住友電気工業株式会社 | 電源装置及び電力変換装置 |
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