JP2006271069A - Parallel multiplex chopper device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は共通の直流電源に複数台の単位チョッパを並列に接続して負荷に直流電力を供給する並列多重チョッパ装置に関する。 The present invention relates to a parallel multiple chopper apparatus that supplies DC power to a load by connecting a plurality of unit choppers in parallel to a common DC power source.
例えば、直流電圧を所望の直流電圧に変換するチョッパ構成の装置において、負荷に低リプル化された大電流を供給する場合には、単位チョッパを多並列として負荷電流を分担させる並列多重チョッパ装置を採用することがある。この場合、各単位チョッパの主スイッチング素子のスイッチング動作には位相差を設け、出力の低リプル化を図るのが一般的である。 For example, in a chopper configuration device that converts a DC voltage into a desired DC voltage, when supplying a large current with low ripple to a load, a parallel multiple chopper device that shares load current with multiple unit choppers in parallel May be adopted. In this case, a phase difference is generally provided in the switching operation of the main switching element of each unit chopper so as to reduce the output ripple.
並列構成でない通常のチョッパ装置においては、チョッパ装置の入力部に過電流遮断要素を設け、主スイッチング素子の出力側に並列に設けられた還流ダイオードが短絡した場合には、過電流遮断要素によって電源より流入する電流を遮断する。 In a normal chopper device that is not in parallel configuration, an overcurrent cutoff element is provided at the input part of the chopper device, and when the free wheel diode provided in parallel on the output side of the main switching element is short-circuited, the overcurrent cutoff element The current that flows in is cut off.
しかしながら、並列多重チョッパ装置の場合は、ある単位チョッパの還流ダイオードが短絡した場合、当該単位チョッパの入力を遮断しても、並列接続された健全な他の単位チョッパから還流ダイオードが短絡した当該単位チョッパに過電流が流入してしまう。 However, in the case of a parallel multiple chopper device, if the free-wheeling diode of a unit chopper is short-circuited, the free-wheeling diode is short-circuited from another healthy unit chopper connected in parallel even if the input of the unit chopper is cut off. Overcurrent flows into the chopper.
上記状態を回避するため、各々の単位チョッパの出力側に逆阻止ダイオードを直列に設け、その出力を並列接続した構成として、還流ダイオードが短絡した際の他の健全な単位チョッパからの流入電流を阻止し、単位チョッパの異常を検出可能とする提案が為されている(例えば特許文献1参照。)。
上記特許文献1で提案されている並列多重チョッパ装置は、各単位チョッパの主スイッチング素子のスイッチング動作には位相差を設けており、この位相差を利用して論理回路で還流ダイオード短絡などの異常検出を行っている。この特許文献1に示された並列多重チョッパ装置では、瞬間的に、1台の単位チョッパのみが負荷電流を分担するタイミングがあり、そのため、単位チョッパ1回路当たりの電流責務が厳しくなることがある。従って各単位チョッパに直列に挿入する逆阻止ダイオードの容量が大きくなってしまう。
The parallel multiple chopper device proposed in
尚、負荷に大電流を供給する並列多重チョッパ装置では、単位チョッパの出力側にバランスリアクトルを接続して他の単位チョッパからの横流を抑制する場合があり、このバランスリアクトルの作用によって還流ダイオード短絡時の過電流を抑制することも考えられるが、この場合は逆阻止ダイオードが短絡した場合の検出回路が新たに必要となるなど、回路構成が複雑となり、装置の信頼性が低下する。 In a parallel multiple chopper device that supplies a large current to the load, a balance reactor may be connected to the output side of the unit chopper to suppress cross current from other unit choppers. Although it is conceivable to suppress overcurrent at the time, in this case, a circuit configuration becomes complicated, for example, a detection circuit is newly required when the reverse blocking diode is short-circuited, and the reliability of the apparatus is lowered.
また、逆阻止ダイオードを設けない手法のひとつとして、還流ダイオードが短絡したとき、直流電源から流入する電流を遮断するための電流遮断要素の作動を検出して単位チョッパのスイッチング動作を停止させる方法が考えられるが、通常のヒューズ等の電流遮断要素は、その遮断動作を機械的に検出するものが一般的であり、応答速度の問題がある。 Also, as one of the methods not providing the reverse blocking diode, there is a method of detecting the operation of the current blocking element for cutting off the current flowing from the DC power source and stopping the switching operation of the unit chopper when the freewheeling diode is short-circuited. Although it is conceivable, a current interruption element such as a normal fuse generally detects the interruption operation mechanically, and has a problem of response speed.
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、逆阻止ダイオードを設けることなく、比較的簡単な構成で、短絡した単位チョッパの還流ダイオードに過大な電流が流入することのないようにした並列多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 in view of the above, and is a parallel multiplex that has a relatively simple configuration without providing a reverse blocking diode so that an excessive current does not flow into a free-wheeling diode of a short-circuited unit chopper. An object is to provide a chopper device.
上記目的を達成するため、本発明の第1の発明である並列多重チョッパ装置は、共通の直流電源の正側に過電流遮断要素を介して接続され、そのオンオフ動作により共通の負荷に直流電力を供給するスイッチング素子と、前記直流電圧源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流する方向に接続されたダイオードと、前記スイッチング素子の出力側に設けられた電流検出手段とで構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台を並列接続した並列多重チョッパ装置において、前記電流検出手段によって検出された何れかの前記単位チョッパの出力電流が、負の過電流しきい値である第1の所定値を超えたとき、全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a parallel multiple chopper device according to a first aspect of the present invention is connected to the positive side of a common DC power source via an overcurrent cutoff element, and DC power is supplied to a common load by its on / off operation. A switching element for supplying the switching element, a diode connected in a direction from the negative side of the DC voltage source to the output side of the switching element, and a current detection means provided on the output side of the switching element. In a parallel multiple chopper device in which unit choppers N (N is an integer of 2 or more) are connected in parallel, the output current of any unit chopper detected by the current detection means is a negative overcurrent threshold value. When a certain first predetermined value is exceeded, all the switching elements are turned off.
また、本発明の第2の発明である並列多重チョッパ装置は、共通の直流電源の正側に過電流遮断要素を介して接続され、そのオンオフ動作により共通の負荷に直流電力を供給するスイッチング素子と、前記直流電圧源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流する方向に接続されたダイオードと、前記スイッチング素子の出力側に設けられた電流検出手段とで構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台を並列接続した並列多重チョッパ装置において、前記電流検出手段によって検出された前記単位チョッパの出力電流の総和を単位チョッパ並列数Nで除した値と前記各々の単位チョッパの出力電流を比較して夫々の偏差を求め、何れかの前記単位チョッパの前記偏差が第3の所定値を超えたとき、全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴としている。 The parallel multiple chopper device according to the second aspect of the present invention is a switching element that is connected to the positive side of a common DC power source via an overcurrent blocking element and supplies DC power to a common load by its on / off operation. A unit chopper N (comprising: a diode connected in a direction of flowing from the negative side of the DC voltage source to the output side of the switching element; and a current detection means provided on the output side of the switching element. N is an integer of 2 or more) In a parallel multiple chopper device in which units are connected in parallel, a value obtained by dividing the sum of output currents of the unit chopper detected by the current detection means by the unit chopper parallel number N and each unit chopper The output currents of the unit choppers are compared to obtain respective deviations, and when the deviation of any of the unit choppers exceeds a third predetermined value, all the switching elements It is characterized in that so as to turn off.
本発明によれば、逆阻止ダイオードを設けることなく、比較的簡単な構成で、短絡した単位チョッパの還流ダイオードに過大な電流が流入することのないようにした並列多重チョッパ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a parallel multiple chopper device in which an excessive current does not flow into a free-wheeling diode of a short-circuited unit chopper with a relatively simple configuration without providing a reverse blocking diode. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例1に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図である。 1 is a block diagram of a parallel multiple chopper device according to a first embodiment of the present invention.
共通の直流電源1に並列に接続されたN台の単位チョッパ2A、2B、・・・2Nはその出力が並列に接続され、抵抗とリアクトルで構成される負荷3に所望の直流電力を供給している。この所望の直流電力を得るため、N台の単位チョッパ2A、2B、・・・2Nは共通の制御部4によって制御されている。各々の単位チョッパ2A、2B、・・・2Nの内部構成は以下のようになっている。
The
直流電源1から供給される直流入力は過電流遮断要素5A、5B、・・・5Nを介してスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nに供給される。このスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nの出力側には、直流電源1の負母線からスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nの出力側に通流する方向に還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nが接続されている。そして、スイッチング素子6A、6B、・・・、6Nの出力は、電流検出手段8A、8B、・・・、8Nを介しバランスリアクトル9A、9B、・・・、9Nに接続され、バランスリアクトル9A、9B、・・・、9Nの出力は各々が並列に接続されて負荷3に給電する。
The DC input supplied from the
次に共通の制御部4の内部構成について説明する。
Next, the internal configuration of the
電流検出手段8A、8B、・・・、8Nで検出された各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNは、コンパレータ41A、41B、・・・、41Nに夫々与えられ、負向き電流のしきい値と夫々比較される。ここで、各単位チョッパから負荷3に対して電流が流れ出す方向を正向きとしている。コンパレータ41A、41B、・・・、41Nの夫々の出力は論理和器42の入力となる。そして、この論理和器42は、指令値に基づいて各単位チョッパのスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nにゲートパルスを供給するように設けられたゲートパルス生成回路43に対し、ゲートパルスの停止指令を出力する。
The output current ImA, ImB,..., ImN of each unit chopper detected by the current detection means 8A, 8B,..., 8N is given to the
以下、図1のブロック構成における作用、効果について説明する。 The operation and effect of the block configuration of FIG. 1 will be described below.
各単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nが正常に動作している時は、還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nが負の向きに流れる電流を抑制するため、電流検出手段8A、8B、・・・、8Nが負向きの電流を検出することは無い。しかし、還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nの何れかが短絡故障した場合、直流電源1から短絡電流が流入する。この短絡電流は通常単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nに接続されている電流遮断要素5A、5B、・・・5Nにより遮断される。ところがこの並列多重チョッパ装置においては、各単位チョッパの負荷側が並列接続されているため、還流ダイオードが短絡した単位チョッパには、他の単位チョッパから負荷3のインピーダンスと当該単位チョッパのバランスリアクトルのインピーダンスの逆数比で決まる大きさの短絡電流が流れ込む。このため、電流検出手段8A、8B、・・・、8Nで各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNを検出し、何れかの単位チョッパに負向きのしきい値を超える電流が流れたとき、ゲートパルス生成回路43に停止指令を送信し、全てのスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nに与えるゲートパルスをオフする。負向き過電流のしきい値を適切に選定し、制御部4が素早い動作が可能な様に構成しておけば、上記の保護動作により健全な他の単位チョッパから還流ダイオ−ドが故障した単位チョッパへの電流流入を抑制することができる。
When the
尚、バランスリアクトル9A、9B、・・・、9Nは、単位チョッパ2A、2B、・・・、2Nのオンオフ制御に位相差を設ける場合には横流抑制のために必要であるが、そうでない場合は省略しても良い。
The
図2は本発明の実施例2に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図である。この実施例2の各部について、図1の実施例1に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例2が、実施例1と異なる点は、制御部4a内に電流検出手段8A、8B、・・・、8Nで検出した各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNを入力とするコンパレータ44A、44B、・・・、44Nを設け、夫々の単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNが所定の正向き過電流のしきい値を越えたとき1を出力し、これを論理和器42に供給するようにした点である。
FIG. 2 is a block diagram of a parallel multiple chopper device according to the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the block configuration diagram of the parallel multiple chopper device according to the first embodiment shown in FIG. The second embodiment differs from the first embodiment in that the output currents ImA, ImB,..., ImN detected by the unit choppers detected by the current detection means 8A, 8B,.
各単位チョッパから負荷3へ流入する出力電流ImA、ImB、・・・、ImNを電流検出手段8A、8B、・・・、8Nで夫々検出し、正向き過電流のしきい値を超える電流が検出された場合、または負向き過電流のしきい値を超える負向き電流が検出された場合、全てのスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nのゲート指令をオフする。このように構成すれば、負荷3等の異常時の過電流保護動作と還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nの異常時の過電流保護動作を連係させた並列多重チョッパ装置を提供することが可能となる。
The output currents ImA, ImB,..., ImN flowing from each unit chopper to the load 3 are detected by the current detection means 8A, 8B,. When detected or when a negative current exceeding the negative overcurrent threshold is detected, the gate commands of all the
尚、この実施例2においては、(正向き過電流のしきい値の絶対値)>>(負向き過電流のしきい値の絶対値)とする。これは次の理由による。 In the second embodiment, (absolute value of positive overcurrent threshold) >> (absolute value of negative overcurrent threshold). This is due to the following reason.
通常の並列多重チョッパ装置では、正常動作の場合は単位チョッパより負荷に流れ出す方向、つまり正の方向にしか電流は流れない。この場合、並列接続された各単位チョッパに流れる電流がバランスしていると仮定すれば、各々の出力電流は負荷電流の1/Nの大きさとなる。従って、少なくとも正向き過電流のしきい値は、負荷電流の最大値をILmaxとすれば、ILmax/N以上とする必要がある。 In a normal parallel multiple chopper device, in normal operation, current flows only in the direction of flowing from the unit chopper to the load, that is, in the positive direction. In this case, assuming that the currents flowing through the unit choppers connected in parallel are balanced, each output current is 1 / N of the load current. Therefore, at least the positive overcurrent threshold needs to be greater than or equal to ILmax / N, where ILmax is the maximum load current.
一方、負の方向の電流は還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nが短絡した場合のみ流れるため、負向き過電流のしきい値はノイズ等による不要な誤動作が生じない範囲でできる限り小さい値に設定すれば良い。
On the other hand, since the current in the negative direction flows only when the free-wheeling
以下、本発明の実施例3に係る並列多重チョッパ装置を図3及び図4を参照して説明する。図3は本発明の実施例3に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図である。 Hereinafter, a parallel multiple chopper device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram of a parallel multiple chopper device according to the third embodiment of the present invention.
この実施例3の各部について、図1の実施例1に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例3が、実施例1と異なる点は、制御部4bの内部構成を以下のように変更した点である。即ち、電流検出手段8A、8B、・・・、8Nで検出した各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNを加算器45に与え、この加算結果を除算器46で1/Nとする。この除算器46の出力と各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNを絶対値出力減算器47A、47B、・・・、47Nで夫々比較して偏差の絶対値を求め、この偏差をコンパレータ41A、41B、・・・、41Nの一方の入力とする。そして、定常状態の所定期間における上記の夫々の偏差の最大値を最大値演算回路48で演算し、その夫々の最大値をメモリ回路49で記憶し、このメモリ回路49の出力を上記コンパレータ41A、41B、・・・、41Nの他方の夫々の入力とする。
In the third embodiment, the same parts as those in the block configuration diagram of the parallel multiple chopper device according to the first embodiment shown in FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that the internal configuration of the
上記の絶対値出力減算器47A、47B、・・・、47Nと最大値演算回路48の動作について図4を参照して説明する。図4は実施例3の制御部の動作説明図である。図4において破線で示した値は除算器46の出力即ち出力電流の平均値である。この平均値に対し、個々の単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNの瞬時値を実線で示している。この実線と破線の偏差の絶対値が減算器47A、47B、・・・、47Nから最大値演算回路48に与えられる。そして最大値演算回路48は所定期間における夫々の偏差の最大値ΔIm_Amax、ΔIm_Bmax、・・・、ΔIm_Nmaxを求め、この夫々の値がメモリ回路49で記憶され、コンパレータ41A、41B、・・・、41Nの他方の夫々の入力となる。
Operations of the absolute
以上のように構成し、何れかの単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNの平均値からの偏差の絶対値が、定常状態の所定期間における上記の夫々の偏差の最大値ΔIm_Amax、ΔIm_Bmax、・・・、ΔIm_Nmaxを超えたとき、論理和回路42がゲートパルス生成回路43に停止指令を送信し、全てのスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nに与えるゲートパルスをオフする。
As described above, the absolute value of the deviation from the average value of the output currents ImA, ImB,..., ImN of any unit chopper is the maximum value ΔIm_Amax of each of the deviations in a predetermined period of the steady state. , ΔIm_Bmax,..., ΔIm_Nmax, the
このように、平均値からの偏差を自動演算させ、実質的な過電流しきい値を各単位チョッパに応じて夫々自動的に生成するようにすれば、各単位チョッパの出力電流のばらつきに応じた合理的な過電流保護を行うことが可能となる。この場合、検出される電流の向きは正方向、負方向どちらでもよい。 In this way, if the deviation from the average value is automatically calculated and the substantial overcurrent threshold is automatically generated according to each unit chopper, according to the variation in the output current of each unit chopper. It is possible to perform reasonable overcurrent protection. In this case, the direction of the detected current may be positive or negative.
還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nの何れかが短絡すると、当該単位チョッパの出力電流は急速に減衰するので出力電流検出値と平均値の偏差が通常運転時の偏差の最大値を短時間で超える。従って本実施例によれば、還流ダイオード7A、7B、・・・、7Nに負方向の電流が流れる前に異常な状態を素早く検出することができる。
When one of the
本実施例において、ノイズ等による誤動作の影響を防ぐためには、最大値演算回路48で検出された上記偏差の夫々の最大値ΔIm_Amax、ΔIm_Bmax、・・・、ΔIm_Nmaxに所定のマージンを加えた値をメモリ回路49で記憶するようにすれば良い。
In this embodiment, in order to prevent the influence of malfunction due to noise or the like, a value obtained by adding a predetermined margin to each maximum value ΔIm_Amax, ΔIm_Bmax,..., ΔIm_Nmax of the deviation detected by the maximum
また、本実施例において、除算器46を用いて各単位チョッパの出力電流の総和の1/Nを求めるようにしたが、この除算器46を用いずに、各単位チョッパの出力電流をN倍したものと比較するように構成しても良い。
In this embodiment, the
尚、過電流しきい値である上記の所定期間における夫々の偏差の最大値を自動生成せず、所定の設定値を与えるようにしても本発明は有効であることは明らかである。 It is obvious that the present invention is effective even if a predetermined set value is given without automatically generating the maximum value of each deviation in the above-mentioned predetermined period, which is an overcurrent threshold.
以下、本発明の実施例4に係る並列多重チョッパ装置を図5及び図6を参照して説明する。図4は本発明の実施例4に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図である。 Hereinafter, a parallel multiple chopper device according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a block diagram of a parallel multiple chopper device according to the fourth embodiment of the present invention.
この実施例4の各部について、図1の実施例1に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例4が、実施例1と異なる点は、制御部4cの内部構成を以下のように変更した点である。即ち、電流検出手段8A、8B、・・・、8Nで検出した各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNのうち、出力電流ImAに着目し、この出力電流ImAと他の全ての出力電流ImKとを絶対値出力減算器50AB、・・・、50AN、・・・に入力し、この絶対値出力減算器50AB、・・・、50AN、・・・で単位チョッパ2Aと他の全ての単位チョッパの出力電流の偏差の絶対値を求め、この偏差をコンパレータ41AB、・・・、41AN、・・・の一方の入力とする。そして、定常状態の所定期間における上記の夫々の偏差の最大値を最大値演算回路48aで演算してこの結果をメモリ回路49で記憶し、上記コンパレータ41AB、・・・、41AN、・・・の他方の入力とする。
Regarding the respective parts of the fourth embodiment, the same parts as those of the block configuration diagram of the parallel multiple chopper device according to the first embodiment of FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the internal configuration of the
上記の絶対値出力減算器50AB、・・・、50AN、・・・及び最大値演算回路48aの動作について図6を参照して説明する。図6は実施例4の制御部の動作説明図である。図6に示したように、出力電流ImAについて出力電流ImB、・・・ImNとの比較を絶対値出力減算器50AB、・・・、50ANで行い、夫々の偏差の絶対値の所定期間の最大値ImA_Bmax、・・・、ImA_Nmaxを得る。これらの夫々の値をメモリ回路49で記憶し、この記憶した値をコンパレータ41AB、・・・、41ANの他方の入力とする。
The operations of the absolute value output subtracters 50AB, ..., 50AN, ... and the maximum value calculation circuit 48a will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the control unit according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 6, the absolute value output subtracters 50AB,..., 50AN compare the output current ImA with the output current ImB,. The values ImA_Bmax,..., ImA_Nmax are obtained. Each of these values is stored in the
尚、上記において、基準となる単位チョッパを単位チョッパ2Aとし、この出力電流ImAを基準としているが、単位チョッパ2Bの出力電流ImBを基準としても同様であり、他の単位チョッパを基準としても良い。
In the above description, the reference unit chopper is the
以上のように構成することにより、何れかの基準の単位チョッパの出力電流と他の全ての単位チョッパの出力電流の偏差の絶対値が、定常状態の所定期間における上記偏差の最大値を超えたとき、論理和回路42がゲートパルス生成回路43に停止指令を送信し、全てのスイッチング素子6A、6B、・・・、6Nに与えるゲートパルスをオフして過電流保護動作を行うことが可能となる。
By configuring as described above, the absolute value of the deviation between the output current of any reference unit chopper and the output currents of all other unit choppers exceeds the maximum value of the deviation in a predetermined period of the steady state. When the
本実施例によれば、実施例3の場合と同様、異常な状態を素早く検出することが可能となることに加え、電流の偏差をコンパレータ等により比較することのみで検出するため、簡単な回路の組み合わせで並列多重チョッパ装置を構成することが可能となる。 According to the present embodiment, as in the case of the third embodiment, in addition to being able to quickly detect an abnormal state, the current deviation is detected only by comparing with a comparator or the like. It becomes possible to constitute a parallel multiple chopper device by the combination.
尚、本実施例においてノイズ等による誤動作の影響を防ぐ手法や、過電流しきい値を所定の設定値としても有効であることは、実施例3の場合と同様である。 In the present embodiment, the technique for preventing the influence of malfunction due to noise or the like, and that the overcurrent threshold is effective as a predetermined set value are the same as in the third embodiment.
図7は本発明の実施例5に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図である。この実施例5の各部について、図3の実施例3に係る並列多重チョッパ装置のブロック構成図の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例5が、実施例3と異なる点は、負荷電流検出手段10を負荷3の入力側に設け、加算器45に代えて、この負荷電流検出手段10の出力を除算器46に与えるように制御部4dを構成した点である。
FIG. 7 is a block diagram of a parallel multiple chopper device according to the fifth embodiment of the present invention. The same parts as those in the block configuration diagram of the parallel multiple chopper device according to the third embodiment shown in FIG. The fifth embodiment is different from the third embodiment in that the load current detecting
各単位チョッパの出力電流ImA、ImB、・・・、ImNを全て加算したものが負荷電流であるので、この実施例5に係る並列多重チョッパ装置は、実施例3と同等の過電流保護効果を発揮することが可能となる。また、本実施例では、負荷電流を検出しているので、各チョッパの出力電流の全てを加算するための加算回路を省略することが可能となるため回路の煩雑さを回避することができる。 Since the load current is obtained by adding all the output currents ImA, ImB,..., ImN of each unit chopper, the parallel multiple chopper device according to the fifth embodiment has an overcurrent protection effect equivalent to that of the third embodiment. It becomes possible to demonstrate. Further, in the present embodiment, since the load current is detected, it is possible to omit an adding circuit for adding all the output currents of the respective choppers, so that the complexity of the circuit can be avoided.
尚、上述の実施例1乃至実施例5の発明において、各チョッパ回路の電流を検出するための電流検出手段、及び負荷電流を検出するための負荷電流検出手段には、例えばホール素子等を適用して、単位チョッパの主回路と絶縁された検出手段を用いて検出するのが良い。各電流検出手段を単位チョッパの主回路と絶縁された検出手段を用いることによって、ノイズなどの影響が検出回路に伝搬するのを抑制することができる。一般にチョッパ回路では、スイッチング素子6A、6B、・・・、6Nのオンオフ動作によって、高di/dtまたは高dv/dtのスイッチングノイズが発生する。このノイズの影響により検出回路等の電子回路に不要な誤動作を引き起こす恐れがあるが、上記の主回路と絶縁された電流検出手段によってこれらのノイズの影響を低減することが可能となる。
In the inventions of the first to fifth embodiments described above, for example, a Hall element is applied to the current detection means for detecting the current of each chopper circuit and the load current detection means for detecting the load current. Thus, detection is preferably performed using detection means insulated from the main circuit of the unit chopper. By using the detection means that is insulated from the main circuit of the unit chopper for each current detection means, it is possible to suppress the influence of noise or the like from propagating to the detection circuit. In general, in a chopper circuit, high di / dt or high dv / dt switching noise is generated by the on / off operation of the
1 直流電源
2A、2B、・・・、2N 単位チョッパ
3 負荷
4、4a、4b、4c、4d 制御部
5A、5B、・・・5N 過電流遮断要素
6A、6B、・・・、6N スイッチング素子
7A、7B,・・・、7N 還流ダイオード
8A、8B、・・・、8N 電流検出手段
9A、9B、・・・、9N バランスリアクトル
10 負荷電流検出手段
41A、41B、・・・、41N コンパレータ
41AB、・・・、41AN コンパレータ
42 論理和器
43 ゲートパルス生成回路
44A、44B、・・・、44N コンパレータ
45 加算器
46 除算器
47A、47B、・・・、47N 絶対値出力減算器
48 最大値演算回路
49 メモリ回路
50AB、・・・、50AN 絶対値出力減算器
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記直流電圧源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流する方向に接続されたダイオードと、
前記スイッチング素子の出力側に設けられた電流検出手段と
で構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台を並列接続した並列多重チョッパ装置であって、
前記電流検出手段によって検出された何れかの前記単位チョッパの出力電流が、
負の過電流しきい値である第1の所定値を超えたとき、
全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴とする並列多重チョッパ装置。 A switching element that is connected to the positive side of a common DC power source via an overcurrent cutoff element and supplies DC power to a common load by its on / off operation;
A diode connected in a direction of flowing from the negative side of the DC voltage source to the output side of the switching element;
A parallel multiple chopper device in which unit chopper N (N is an integer of 2 or more) units connected in parallel with current detecting means provided on the output side of the switching element,
The output current of any one of the unit choppers detected by the current detection means is
When a first predetermined value that is a negative overcurrent threshold is exceeded,
A parallel multiple chopper device characterized in that all the switching elements are turned off.
前記第1の所定値の絶対値より大きい絶対値を持つ正の過電流しきい値である第2の所定値を超えたとき、
全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の並列多重チョッパ装置。 The output current of any one of the unit choppers detected by the current detection means is
When a second predetermined value that is a positive overcurrent threshold having an absolute value greater than the absolute value of the first predetermined value is exceeded,
2. The parallel multiple chopper device according to claim 1, wherein all the switching elements are turned off.
前記直流電圧源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流する方向に接続されたダイオードと、
前記スイッチング素子の出力側に設けられた電流検出手段と
で構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台を並列接続した並列多重チョッパ装置であって、
前記電流検出手段によって検出された前記単位チョッパの出力電流の総和を単位チョッパの並列数Nで除した値と、
前記各々の単位チョッパの出力電流を比較して夫々の偏差の絶対値を求め、何れかの前記単位チョッパの前記偏差の絶対値が第3の所定値を超えたとき、
全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴とする並列多重チョッパ装置。 A switching element that is connected to the positive side of a common DC power source via an overcurrent cutoff element and supplies DC power to a common load by its on / off operation;
A diode connected in a direction of flowing from the negative side of the DC voltage source to the output side of the switching element;
A parallel multiple chopper device in which unit chopper N (N is an integer of 2 or more) units connected in parallel with current detecting means provided on the output side of the switching element,
A value obtained by dividing the total output current of the unit chopper detected by the current detection means by the parallel number N of unit choppers;
The output current of each unit chopper is compared to determine the absolute value of each deviation, and when the absolute value of the deviation of any of the unit choppers exceeds a third predetermined value,
A parallel multiple chopper device characterized in that all the switching elements are turned off.
定常運転状態の所定期間における当該単位チョッパの出力電流と、
前記出力電流の総和を単位チョッパ並列数Nで除した値との偏差の絶対値の最大値以上としたことを特徴とする請求項3に記載の並列多重チョッパ装置。 The third predetermined value for each unit chopper is:
The output current of the unit chopper in a predetermined period of the steady operation state,
4. The parallel multiple chopper device according to claim 3, wherein the absolute value of the deviation from a value obtained by dividing the total sum of the output currents by a unit chopper parallel number N is equal to or greater than the maximum value.
前記直流電圧源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流する方向に接続されたダイオードと、
前記スイッチング素子の出力側に設けられた電流検出手段と
で構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台を並列接続した並列多重チョッパ装置であって、
任意の1台の前記単位チョッパの出力電流と当該単位チョッパ以外の全ての単位チョッパの出力電流を夫々比較して偏差の絶対値を求め、何れかの前記単位チョッパの前記偏差の絶対値が第4の所定値を超えたとき、
全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴とする並列多重チョッパ装置。 A switching element that is connected to the positive side of a common DC power source via an overcurrent cutoff element and supplies DC power to a common load by its on / off operation;
A diode connected in a direction of flowing from the negative side of the DC voltage source to the output side of the switching element;
A parallel multiple chopper device in which unit choppers N (N is an integer of 2 or more) units connected in parallel with current detection means provided on the output side of the switching element,
The absolute value of the deviation is obtained by comparing the output current of any one of the unit choppers with the output current of all the unit choppers other than the unit chopper, and the absolute value of the deviation of any one of the unit choppers is the first value. When the predetermined value of 4 is exceeded,
A parallel multiple chopper device characterized in that all the switching elements are turned off.
定常運転状態の所定期間における前記当該単位チョッパの出力電流と、
当該単位チョッパ以外の全ての単位チョッパの出力電流の偏差の絶対値の最大値以上としたことを特徴とする請求項5に記載の並列多重チョッパ装置。 The fourth predetermined value is
An output current of the unit chopper in a predetermined period of a steady operation state;
6. The parallel multiple chopper device according to claim 5, wherein the absolute value of deviations of output currents of all unit choppers other than the unit chopper is equal to or greater than a maximum value.
前記直流電圧源の負側から前記スイッチング素子の出力側に通流する方向に接続されたダイオードと、
前記スイッチング素子の出力側に設けられた電流検出手段と
で構成される単位チョッパN(Nは2以上の整数)台を並列接続した並列多重チョッパ装置であって、
負荷電流を検出する負荷電流検出手段を有し、
前記負荷電流検出手段によって検出された値を単位チョッパ並列数Nで除した値と
各々の前記電流検出手段で検出された前記単位チョッパの出力電流を比較して夫々の偏差を求め、何れかの前記単位チョッパの前記偏差が第5の所定値を超えたとき、
全ての前記スイッチング素子をオフさせるようにしたことを特徴とする並列多重チョッパ装置。 A switching element that is connected to the positive side of a common DC power source via an overcurrent cutoff element and supplies DC power to a common load by its on / off operation;
A diode connected in a direction of flowing from the negative side of the DC voltage source to the output side of the switching element;
A parallel multiple chopper device in which unit choppers N (N is an integer of 2 or more) units connected in parallel with current detection means provided on the output side of the switching element,
A load current detecting means for detecting the load current;
A value obtained by dividing the value detected by the load current detecting means by the unit chopper parallel number N is compared with the output current of the unit chopper detected by each of the current detecting means to obtain respective deviations. When the deviation of the unit chopper exceeds a fifth predetermined value,
A parallel multiple chopper device characterized in that all the switching elements are turned off.
定常運転状態の所定期間における当該単位チョッパの出力電流と、
前記負荷電流検出手段によって検出された値を単位チョッパ並列数Nで除した値との偏差の最大値以上としたことを特徴とする請求項7に記載の並列多重チョッパ装置。 The fifth predetermined value for each unit chopper is:
The output current of the unit chopper in a predetermined period of the steady operation state,
8. The parallel multiple chopper device according to claim 7, wherein a value detected by the load current detection means is equal to or greater than a maximum value of a deviation from a value obtained by dividing the value by the unit chopper parallel number N.
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