JPH06217529A - Step-down chopper device - Google Patents
Step-down chopper deviceInfo
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- JPH06217529A JPH06217529A JP443093A JP443093A JPH06217529A JP H06217529 A JPH06217529 A JP H06217529A JP 443093 A JP443093 A JP 443093A JP 443093 A JP443093 A JP 443093A JP H06217529 A JPH06217529 A JP H06217529A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、直流電源装置の負荷電
圧補償装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load voltage compensator for a DC power supply.
【０００２】[0002]
【従来の技術】系統保護装置等のシステムにおける直流
電源は、遮断器用電源及びシステムのシーケンス用電源
を供給する装置であり、システムの中では最も信頼が要
求される重要電源である。2. Description of the Related Art A DC power supply in a system such as a system protection device is a device that supplies a power supply for a circuit breaker and a power supply for a sequence of the system, and is an important power supply that requires the most reliability in the system.
【０００３】この直流電源装置は、図３に示すように、
交流入力ＶａｃをトランスＴＲで所定電圧に下げ、サイ
リスタ整流器２で制御制流し、蓄電地Ｂを充電して遮断
器用電源を供給すると共に、負荷電圧補償装置３を介し
てシーケンス用電源を供給している。This DC power supply device, as shown in FIG.
The AC input Vac is lowered to a predetermined voltage by the transformer TR, controlled and controlled by the thyristor rectifier 2, the storage battery B is charged to supply the power for the circuit breaker, and the sequence power is supplied via the load voltage compensator 3. There is.
【０００４】負荷電圧補償装置（以下ドロッパという）
３はダイオードのオン電圧（通常約０．７Ｖ）を利用し
たもので、図４に示すように、ダイオードＤを直列に接
続したスタック３１，３２を直列に接続し、スタック３
１の入出力間及びスタック３１の入力側とスタック３２
の出力側間を短絡する電磁開閉器ＭＣ1及びＭＣ2を設
け、出力電圧Ｖ2を電圧継電器８４で検出し、電磁開閉
器ＭＣ1、ＭＣ2を切換えている。Load voltage compensator (hereinafter referred to as dropper)
3 is a diode that uses the on-voltage (usually about 0.7 V) of the diode. As shown in FIG. 4, the stacks 31 and 32 in which the diode D is connected in series are connected in series, and the stack 3
Between the input and output of 1 and the input side of the stack 31 and the stack 32
The electromagnetic switches MC 1 and MC 2 for short-circuiting the output sides of are provided, the output voltage V 2 is detected by the voltage relay 84, and the electromagnetic switches MC 1 and MC 2 are switched.
【０００５】このドロッパ３によれば、蓄電地Ｂ（図
３）の浮動電圧（例えば１１８Ｖ）から均等電圧（例え
ば１２４Ｖ）まで変化する入力電圧Ｖ1に対し、出力電
圧Ｖ2を例えば、図５に示すように、ＤＣ１００Ｖ±１
０Ｖ内に抑えることができる。According to this dropper 3, with respect to the input voltage V 1 that changes from the floating voltage (for example, 118 V) of the storage battery B (FIG. 3) to a uniform voltage (for example, 124 V), the output voltage V 2 is, for example, as shown in FIG. As shown in, DC100V ± 1
It can be suppressed within 0V.
【０００６】負荷電圧の補償にドロッパを採用している
のは次の理由による。The reason why the dropper is used for compensating the load voltage is as follows.
【０００７】（１）部品点数が少なく信頼性が非常に高
い。(1) The number of parts is small and the reliability is very high.
【０００８】（２）負荷側の短絡においては、ダイオー
ドを使用しているため、蓄電地Ｂから瞬時に大電流が流
れ、短絡を生じている分岐回路の遮断器を短時間内にＯ
ＦＦでき他の分岐負荷への電力供給に支障をきたさな
い。(2) Since a diode is used in the short-circuit on the load side, a large current instantaneously flows from the electricity storage place B, and the circuit breaker of the branch circuit causing the short-circuit is turned on within a short time.
It is possible to FF, and it does not hinder the power supply to other branch loads.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来ドロ
ッパは次のような欠点がある。However, the above-mentioned conventional dropper has the following drawbacks.
【００１０】（１）損失が大：（入力電圧−出力電圧）
×出力電流が全て損失となり、損失が大である。(1) Large loss: (input voltage-output voltage)
× All output currents are lost, and the loss is large.
【００１１】（２）装置が大：信頼性から冷却ファンを
使用せずにダイオードの発生損失を自然対流で放熱する
ため冷却フィンが大きくなり装置が大となる。(2) Large device: For reliability, the generated loss of the diode is radiated by natural convection without using a cooling fan, so that the cooling fin becomes large and the device becomes large.
【００１２】（３）過負荷に対する保護がない：過負荷
状態が連続した場合、ダイオード接合温度が許容値以上
となり、破損することが考えられるが、ダイオードが破
損しても給電が優先するため、回路をＯＦＦとすること
ができないので、過負荷時ダイオードが破損する。(3) No protection against overload: If the overload condition continues, the diode junction temperature will exceed the allowable value and damage may occur. However, even if the diode is damaged, power supply is prioritized. Since the circuit cannot be turned off, the diode will be damaged during overload.
【００１３】（４）出力電圧変動が大：出力電圧は１０
０Ｖ±１０Ｖと変動する。(4) Large fluctuation of output voltage: output voltage is 10
It varies from 0V ± 10V.
【００１４】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、過負
荷が継続しても素子が破損することがなく、かつ損失が
小さく小形にできる降下チョッパ装置を提供することに
ある。The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to prevent the element from being damaged even if the overload is continued, and to reduce the loss and the size to be small. Another object is to provide a descent chopper device that can be
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における降圧チョッパ回路は、直流電源と負
荷用遮断器を結ぶ電路に介挿された半導体スイッチをチ
ョッパ制御することによって直流電源電圧を所定電圧に
降圧して負荷に供給する降下チョッパ装置において、前
記チョッパ制御される半導体スイッチと並列に、出力電
圧の低下又は半導体スイッチの過電流を検出して点弧す
るサイリスタ及び出力電圧の低下又は過負荷電流を検出
して投入する電磁開閉器を接続してなるものである。In order to achieve the above object, a step-down chopper circuit according to the present invention uses a DC power supply by chopper-controlling a semiconductor switch inserted in a circuit connecting a DC power supply and a load circuit breaker. In a step-down chopper device that steps down a voltage to a predetermined voltage and supplies it to a load, in parallel with the chopper-controlled semiconductor switch, a thyristor that fires by detecting a drop in the output voltage or an overcurrent in the semiconductor switch and the output voltage An electromagnetic switch is connected to detect a drop or overload current and turn it on.
【００１６】[0016]
【作用】通常、サイリスタ及び電磁開閉器はＯＦＦ状態
にあるので、降下チョッパ装置は半導体スイッチのチョ
ッパ動作により所定の出力電圧を出力する。Since the thyristor and the electromagnetic switch are normally in the OFF state, the step-down chopper device outputs a predetermined output voltage by the chopper operation of the semiconductor switch.
【００１７】過負荷になると出力電流を検出して電磁開
閉器が投入し、半導体スイッチの入出力間を短絡して素
子の熱的破損を防止する。また、負荷短絡になると、半
導体スイッチの過電流を検出して瞬時にサイリスタが点
弧し半導体素子の端子間を短絡して素子の破損を防止す
る。電磁開閉器は出力電流を検出してサイリスタの点弧
より遅れて投入しサイリスタを保護する。When an overload occurs, the output current is detected and the electromagnetic switch is turned on to short-circuit the input and output of the semiconductor switch to prevent thermal damage to the element. When the load is short-circuited, the overcurrent of the semiconductor switch is detected and the thyristor is instantly fired to short-circuit the terminals of the semiconductor element to prevent the element from being damaged. The electromagnetic switch detects the output current and turns on the thyristor later than the ignition of the thyristor to protect the thyristor.
【００１８】[0018]
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図１において、１は入力電圧Ｖ1を平滑するコンデン
サ、チョッパ用トランジスタＴｒ、エネルギを蓄積する
リアクトルＬ、リアクトルＬのエネルギーを流すダイオ
ードＤｉ及び出力電圧Ｖ2を平滑するコンデンサＣ2から
なる公知の降圧チョッパ回路。Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 is a known capacitor including a capacitor for smoothing the input voltage V 1 , a chopper transistor Tr, a reactor L for storing energy, a diode Di for flowing the energy of the reactor L, and a capacitor C 2 for smoothing the output voltage V 2 . Step-down chopper circuit.
【００１９】ＴＨＹは降圧チョッパ回路１のトランジス
タＴｒと並列に接続され出力電圧Ｖ2の低下又はトラン
ジスタＴｒの過電流を検出して点弧するサイリスタ。Ｍ
ＣはトランジスタＴｒの過負荷電流を検出して動作し、
サイリスタＴＨＹを短絡すると共に負荷側分岐配線しゃ
断器（図示省略）をＯＦＦさせる電磁開閉器である。THY is a thyristor which is connected in parallel with the transistor Tr of the step-down chopper circuit 1 and fires when a decrease in the output voltage V 2 or an overcurrent of the transistor Tr is detected. M
C operates by detecting the overload current of the transistor Tr,
It is an electromagnetic switch that short-circuits the thyristor THY and turns off the load side branch wiring breaker (not shown).
【００２０】以上のように構成されているので、以下に
示すモードで動作する。Since it is constructed as described above, it operates in the following modes.
【００２１】（１）通常モード 通常電磁開閉器ＭＣ及びサイリスタＴＨＹはＯＦＦで運
転する。この場合、降圧チョッパ回路１はトランジスタ
ＴｒがＯＮ／ＯＦＦすることにより出力電圧Ｖ2を入力
電圧Ｖ1以下の所定の電圧にコントロールする所謂降圧
チョッパ動作を行う。即ち、図２に示すように、例え
ば、入力電圧Ｖ2＞１００Ｖでは出力電圧Ｖ1＝１００Ｖ
に制御する。ただし、入力電圧Ｖ1＜１００Ｖではトラ
ンジスタＴｒがＯＮしたままとなり出力電圧Ｖ2＝入力
電圧Ｖ1となる。降圧チョッパ方式であるので損失が非
常に少ない。(1) Normal mode The normal electromagnetic switch MC and the thyristor THY are turned off. In this case, the step-down chopper circuit 1 performs a so-called step-down chopper operation that controls the output voltage V 2 to a predetermined voltage equal to or lower than the input voltage V 1 by turning on / off the transistor Tr. That is, as shown in FIG. 2, for example, when the input voltage V 2 > 100V, the output voltage V 1 = 100V
To control. However, when the input voltage V 1 <100 V, the transistor Tr remains ON and the output voltage V 2 = the input voltage V 1 . Since it is a step-down chopper method, there is very little loss.
【００２２】（２）負荷短絡モード 負荷が短絡すると、サイリスタＴＨＹの制御回路（図示
省略）がトランジスタＴｒの過電流を検出し、マイクロ
秒オーダで即サイリスタＴＨＹが点弧してトランジスタ
Ｔｒの端子間を短絡してトランジスタＴｒを保護する。
これより少し遅れて動作の遅い電磁開閉器ＭＣが投入
し、サイリスタに流れている電流を自己保持電流以下に
してサイリスタをＯＦＦ状態とし、電磁開閉器ＭＣがサ
イリスタに代わってトランジスタＴｒを保護する。ま
た、電磁開閉器ＭＣの投入により短絡している負荷側分
岐回路の配線用遮断器ＭＣＣＢ（図示省略）に大きな短
絡電流を供給して確実にＯＦＦさせる。(2) Load Short-Circuit Mode When the load is short-circuited, the control circuit (not shown) of the thyristor THY detects an overcurrent in the transistor Tr, and the thyristor THY is immediately ignited on the order of microseconds to cause a short circuit between the terminals of the transistor Tr. Is short-circuited to protect the transistor Tr.
A little later than this, the electromagnetic switch MC, which operates slowly, is turned on, and the current flowing in the thyristor is made equal to or less than the self-holding current to turn off the thyristor, and the electromagnetic switch MC protects the transistor Tr in place of the thyristor. In addition, a large short-circuit current is supplied to the wiring breaker MCCB (not shown) of the load side branch circuit, which is short-circuited due to the closing of the electromagnetic switch MC, to surely turn it off.
【００２３】（３）過負荷モード トランジスタＴｒが過電流領域に達しない過負荷モード
では、その出力電流を検出して電磁開閉器ＭＣが投入す
る。これによりトランジスタＴｒの熱的破損が防止され
る。この場合、電磁開閉器の投入によって出力電圧Ｖ2
は入力電圧Ｖ1と同一値となるため、負荷側の機器がこ
の電圧に耐えうることを確認しておく必要がある。(3) Overload mode In the overload mode in which the transistor Tr does not reach the overcurrent region, the output current is detected and the electromagnetic switch MC is turned on. This prevents thermal damage to the transistor Tr. In this case, by turning on the electromagnetic switch, the output voltage V 2
Has the same value as the input voltage V 1 , so it is necessary to confirm that the device on the load side can withstand this voltage.
【００２４】（４）直流電源停電時 停電により入力電圧（蓄電地電圧）が出力定格電圧（例
えば１００Ｖ）より低下するとトランジスタＴｒは連続
ＯＮ状態となる。この場合、出力電圧Ｖ2は入力電圧Ｖ1
よりトランジスタＴｒのオン電圧分だけ低く出力される
ことになる。(4) DC power failure When the input voltage (storage voltage) drops below the rated output voltage (for example 100V) due to a power failure, the transistor Tr is continuously turned on. In this case, the output voltage V 2 is the input voltage V 1
The output voltage is lower by the ON voltage of the transistor Tr.
【００２５】従って、この実施例によれば、出力電圧変
動を定常状態で大きく改善することができる。また万一
過負荷が継続してもトランジスタＴｒが電磁開閉器ＭＣ
により保護されるので、装置が破損することがない。降
下チョッパ方式であるので常時の損失が非常に少ない。Therefore, according to this embodiment, the output voltage fluctuation can be greatly improved in the steady state. In addition, even if the overload continues, the transistor Tr will be the electromagnetic switch MC.
Protects the device from damage. Since it is a descent chopper method, the loss at any time is extremely small.
【００２６】[0026]
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、従来のドロッパ方式による直流電源装置に比し、
次のような効果がある。Since the present invention is configured as described above, compared with the conventional DC power supply device of the dropper type,
It has the following effects.
【００２７】（１）降圧チョッパ方式のため損失が非常
に少ない（効率９６％以上）。(1) Due to the step-down chopper system, the loss is very small (efficiency 96% or more).
【００２８】（２）装置の小型化ができる。(2) The device can be downsized.
【００２９】（３）万一過負荷が継続しても装置が破損
することがない。(3) Even if the overload continues, the device will not be damaged.
【００３０】（４）負荷短絡時においても従来のドロッ
パと損色のない機能を有し、短絡した分岐フィーダの配
線遮断器をＯＦＦすることができる。(4) Even when a load is short-circuited, it has a function that is not discolored by the conventional dropper, and the wiring breaker of the short-circuited branch feeder can be turned off.
【００３１】（５）出力電圧変動を定常状態で大きく改
善することができる。(5) The output voltage fluctuation can be greatly improved in a steady state.
【図１】本発明の実施例を示す回路図。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】実施例の出力特性図。FIG. 2 is an output characteristic diagram of the embodiment.
【図３】従来直流電源装置を示す概念図。FIG. 3 is a conceptual diagram showing a conventional DC power supply device.
【図４】従来例を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.
【図５】従来例の出力特性図。FIG. 5 is an output characteristic diagram of a conventional example.
１…降圧チョッパ回路 ２…サイリスタ整流器 ３…ドロッパ（負荷電圧補償装置） ８４…電圧継電器 ＭＣ…電磁開閉器 ＭＣＣＢ…配線用遮断器 ＴＨＹ…サイリスタ Ｔｒ…トランジスタ（半導体スイッチ） 1 ... Step-down chopper circuit 2 ... Thyristor rectifier 3 ... Dropper (load voltage compensator) 84 ... Voltage relay MC ... Electromagnetic switch MCCB ... Wiring circuit breaker THY ... Thyristor Tr ... Transistor (semiconductor switch)
Claims (1)
挿された半導体スイッチをチョッパ制御することによっ
て直流電源電圧を所定電圧に降圧して負荷に供給する降
下チョッパ装置において、 前記チョッパ制御される半導体スイッチと並列に、出力
電圧の低下又は半導体スイッチの過電流を検出して点弧
するサイリスタ及び出力電圧の低下又は過負荷電流を検
出して投入する電磁開閉器を接続したことを特徴とした
降圧チョッパ装置。1. A step-down chopper device for stepping down a DC power supply voltage to a predetermined voltage and supplying it to a load by chopper-controlling a semiconductor switch inserted in a circuit connecting a DC power supply and a load circuit breaker, wherein the chopper control is provided. In parallel with the semiconductor switch, a thyristor that detects a decrease in output voltage or overcurrent of the semiconductor switch and fires it, and an electromagnetic switch that detects a drop in output voltage or detects an overload current and turns on are connected. And a step-down chopper device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP443093A JPH06217529A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Step-down chopper device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP443093A JPH06217529A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Step-down chopper device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06217529A true JPH06217529A (en) | 1994-08-05 |
Family
ID=11584034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP443093A Pending JPH06217529A (en) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | Step-down chopper device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06217529A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1040468C (en) * | 1992-09-09 | 1998-10-28 | 株式会社金星社 | Device for sensing food weight of microwave oven |
| KR100434148B1 (en) * | 2002-03-05 | 2004-06-04 | 엘지산전 주식회사 | Input over voltage protection of power conversion systems |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP443093A patent/JPH06217529A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1040468C (en) * | 1992-09-09 | 1998-10-28 | 株式会社金星社 | Device for sensing food weight of microwave oven |
| KR100434148B1 (en) * | 2002-03-05 | 2004-06-04 | 엘지산전 주식회사 | Input over voltage protection of power conversion systems |
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