JP2001095257A - 多相力率改善形コンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多相交流入力の相間に変換部を接続し、各変
換部を流れる電流を正弦波状にすることができるととも
に、相間電圧の低下または欠相時の保護が図れる多相力
率改善形コンバータを得る。 【解決手段】 多相交流電源の相間入力を整流する整流
回路１の直流側に、第１のスイッチング素子３を有する
力率改善回路を含む変換部３１，３２，３３を接続し、
前記スイッチング素子３の駆動信号を作成する制御回路
１２に、整流回路１の直流側の電圧の低下を検出する電
圧低下検出手段１２６を設け、この電圧低下検出手段１
２６からの出力信号によって当該制御回路１２からの駆
動信号の送出を遮断するとともに、他の制御回路１２か
らの駆動信号の送出を遮断するための電圧低下信号を電
圧低下検出手段１２６に送出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多相力率改善形コン
バータに関するもので、さらに詳しく言えば、多相交流
電源の相間に、力率改善回路と該力率改善回路の出力側
に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータとを接続し、各相の
入力電流を正弦波状に制御するようにした多相力率改善
形コンバータの、一つの相間電圧の低下時または一つの
相間の欠相時の保護に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】多相交流電源からの交流入力から直流出
力を得、各相の入力電流を正弦波状に制御するようにし
た多相力率改善形コンバータとしては、特開平１１−２
３５０４０号公報に記載されたようなものがある。

【０００３】上記した多相力率改善形コンバータ、具体
例としての三相力率改善形コンバータは図３のようなも
のである。

【０００４】図３のものは、三相交流電源の各相間、す
なわち、Ｒ相とＳ相間、Ｓ相とＴ相間およびＴ相とＲ相
間に、力率改善回路と該力率改善回路の出力側に接続さ
れたＤＣ−ＤＣコンバータとからなる変換部３１’，３
２’，３３’を接続し、各変換部３１’，３２’，３
３’の、対応する出力端子同士を共通にし、共通にした
直流出力端子Ｐ，Ｎ間にコンデンサ２１を接続して直流
出力を得るものである。

【０００５】前記変換部３１’，３２’，３３’はすべ
て同一の構成であるので、変換部３１’を例にして、そ
の構成と動作について説明する。

【０００６】変換部３１’を構成する力率改善回路は、
Ｒ相とＳ相間に入力される相間入力を整流する整流回路
１の直流側に昇圧用リアクトル２と第１のスイッチング
素子３とを直列に接続するとともに該第１のスイッチン
グ素子３と並列に放電用ダイオード４と昇圧用コンデン
サ５とを直列に接続してなるもので、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータは、前記力率改善回路の出力側に接続され、第２の
スイッチング素子８、該第２のスイッチング素子８に１
次巻線が接続されたトランス７、該トランス７の１次巻
線と並列に接続されたリセット用ダイオード６、該トラ
ンス７の２次巻線の一端にアノードが接続された整流用
ダイオード９、該整流用ダイオード９のカソードにカソ
ードが接続され、トランス７の２次巻線の他端にアノー
ドが接続された環流用ダイオード１０およびトランス７
の２次巻線の他端に接続された平滑用リアクトル１１か
らなるものである。

【０００７】前記力率改善回路は、図４のような制御回
路１２’によって作成された駆動信号によって第１のス
イッチング素子３を駆動し、Ｒ相とＳ相の間を流れる交
流入力電流を正弦波状にするためのものである。すなわ
ち、制御回路１２’は、図４に示したように、昇圧用コ
ンデンサ５の端子間電圧が入力され、この電圧に直流電
圧基準設定器１２２からの基準値を加算する第１の加算
器１２１と、整流回路１の直流側の電圧が入力され、こ
の電圧に前記第１の加算器１２１から得られた電圧加算
値を乗じる乗算器１２３と、電流検出器１３によって検
出された整流回路１の直流電流値が入力され、この直流
電流値に前記乗算器１２３から得られた電圧乗算値を加
算する第２の加算器１２４と、この第２の加算器１２４
から得られた電流加算値を第１のスイッチング素子３の
駆動信号に変換するＰＷＭ回路１２５とからなり、この
ＰＷＭ回路１２５からの駆動信号によって前記第１のス
イッチング素子３を駆動し、Ｒ相とＳ相の間を流れる交
流入力電流を正弦波状にしている。

【０００８】そして、前記制御回路１２’には、整流回
路１の直流側の電圧の低下を検出する電圧低下検出手段
１２６が設けられ、整流回路１の直流側の電圧の低下時
に送出される出力信号を前記ＰＷＭ回路１２５に入力
し、ＰＷＭ回路１２５から送出される駆動信号を遮断
し、変換部３１’の保護を図っている。

【０００９】また、前記ＤＣ−ＤＣコンバータは、図示
していない制御回路によって第２のスイッチング素子８
をオン、オフし、昇圧用コンデンサ５に蓄積された電荷
をトランス７の２次側に移し、整流用ダイオード９、環
流用ダイオード１０および平滑用リアクトルによって平
滑用コンデンサ２１の端子間に、リップルを除去した、
所望の電圧の直流出力を得るためのものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の三相力
率改善形コンバータでは、一つの相間電圧、たとえば、
Ｒ相とＳ相間の相間電圧の低下、または一つの相間、た
とえば、Ｒ相とＳ相間の欠相時には、その相間に接続さ
れた力率改善回路は動作を停止し、これによってこの力
率改善回路に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータも動作を
停止し、動作を停止した変換部が分担していた直流電力
は、他の相間に接続された変換部が分担して負担するこ
とになり、その変換部が過負荷になって破損に至ること
があるという問題があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、多相交流電源の相間入力を
整流する複数の整流回路と、前記各整流回路の直流側に
接続された、第１のスイッチング素子を有する力率改善
回路と、該力率改善回路の出力側に接続された、少なく
とも１個の第２のスイッチング素子、該第２のスイッチ
ング素子に１次巻線が接続されたトランスおよび該トラ
ンスの２次巻線に接続された整流平滑回路を有するＤＣ
−ＤＣコンバータとを備え、前記各ＤＣ−ＤＣコンバー
タの、対応する出力端子同士を共通に接続して直流出力
を得、前記第１のスイッチング素子のオン、オフ比を制
御することによって各相の入力電流を正弦波状に制御す
るとともに前記力率改善回路の出力電圧を一定に制御
し、前記第２のスイッチング素子のオン、オフ比を制御
することによって前記直流出力からリップルを除去する
ようにした多相力率改善形コンバータであって、前記第
１のスイッチング素子のオン、オフ比を制御する各制御
回路に、整流回路の直流側の電圧の低下を検出する電圧
低下検出手段を設け、この電圧低下検出手段からの出力
信号により、当該制御回路の、第１のスイッチング素子
に対する駆動信号を遮断するための遮断信号を送出する
とともに、他の制御回路の、対応する第１のスイッチン
グ素子に対する駆動信号を遮断するための遮断信号を送
出させる電圧低下信号を送出する機能を設けたことを特
徴とするものであり、これにより、一つの相間電圧の低
下または一つの相間の欠相時には、その相間に接続され
た変換部は動作を停止し、これによって他の相間に接続
された変換部も動作を停止するので、多相力率改善形コ
ンバータ全体を保護することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態に
基づいて説明する。

【００１３】図１は、本発明の実施の形態に係る多相力
率改善形コンバータの一例としての三相力率改善形コン
バータの回路図、図２はその第１のスイッチング素子に
対する駆動信号を作成する制御回路の回路図である。

【００１４】図１に示した三相力率改善形コンバータの
特徴は、図３の三相力率改善形コンバータの三相交流電
源の各相間、すなわち、Ｒ相とＳ相間、Ｓ相とＴ相間お
よびＴ相とＲ相間に、力率改善回路と該力率改善回路の
出力側に接続されたＤＣ−ＤＣコンバータとからなる変
換部３１，３２，３３を接続し、各変換部３１，３２，
３３内の第１のスイッチング素子３の駆動信号を作成す
る制御回路１２に設けた電圧低下検出手段１２６からの
出力信号により、当該制御回路１２の、第１のスイッチ
ング素子３に対する駆動信号を遮断するための遮断信号
を送出するとともに、他の制御回路１２の、対応する第
１のスイッチング素子３に対する駆動信号を遮断するた
めの遮断信号を送出させる電圧低下信号を送出する機能
を設けたことである。

【００１５】すなわち、前記制御回路１２は、図２に示
したように、整流回路１の直流側の電圧の低下時に、電
圧低下検出手段１２６から送出される出力信号がＰＷＭ
回路１２５と絶縁バッファ１２７とに入力され、ＰＷＭ
回路１２５に入力された出力信号は、当該ＰＷＭ回路１
２５から第１のスイッチング素子３に送出される駆動信
号を遮断する遮断信号としての作用をし、絶縁バッファ
１２７に入力された出力信号は、この絶縁バッファ１２
７から他の制御回路１２の電圧低下検出手段１２６に電
圧低下信号として入力され、この電圧低下信号が入力さ
れることによって当該電圧低下検出手段１２６は当該Ｐ
ＷＭ回路１２５に出力信号を送出し、この出力信号を、
当該ＰＷＭ回路１２５から第１のスイッチング素子３に
送出される駆動信号を遮断する遮断信号としての作用を
させる。

【００１６】従って、本発明の実施の形態に係る三相力
率改善形コンバータは、一つの相間電圧の低下時または
一つの相間の欠相時にコンバータ全体の動作を停止させ
ることができる。

【００１７】上記した本発明の実施の形態は三相以外の
多相力率改善形コンバータにも適用できることは言うま
でもない。

【００１８】また、上記した本発明の実施の形態におい
て、ＤＣ−ＤＣコンバータは１石式フォワード形のもの
であるが、プッシュプル形、ハーフブリッジ形、フルブ
リッジ形などの１石式以外の絶縁形のものであってもよ
く、場合によっては非絶縁形のものであってもよい。

【００１９】

【発明の効果】上記した如く、本発明によれば、多相交
流入力の各相を流れる電流を正弦波状にすることができ
るとともに、一つの相間電圧の低下時または一つの相間
の欠相時にコンバータの保護を図ることができるので、
その信頼性の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る多相力率改善形コン
バータの回路図である。

【図２】図１の実施の形態に係る多相力率改善形コンバ
ータに用いる制御回路の回路図である。

【図３】従来の多相力率改善形コンバータの回路図であ
る。

【図４】従来の多相力率改善形コンバータに用いる制御
回路の回路図である。

【符号の説明】 １ 整流回路 ３ 第１のスイッチング素子 ８ 第２のスイッチング素子 １２ 制御回路 ３１，３２，３３ 変換部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多相交流電源の相間入力を整流する複数
   の整流回路と、前記各整流回路の直流側に接続された、
   第１のスイッチング素子を有する力率改善回路と、該力
   率改善回路の出力側に接続された、少なくとも１個の第
   ２のスイッチング素子、該第２のスイッチング素子に１
   次巻線が接続されたトランスおよび該トランスの２次巻
   線に接続された整流平滑回路を有するＤＣ−ＤＣコンバ
   ータとを備え、前記各ＤＣ−ＤＣコンバータの、対応す
   る出力端子同士を共通に接続して直流出力を得、前記第
   １のスイッチング素子のオン、オフ比を制御することに
   よって各相の入力電流を正弦波状に制御するとともに前
   記力率改善回路の出力電圧を一定に制御し、前記第２の
   スイッチング素子のオン、オフ比を制御することによっ
   て前記直流出力からリップルを除去するようにした多相
   力率改善形コンバータであって、前記第１のスイッチン
   グ素子のオン、オフ比を制御する各制御回路に、整流回
   路の直流側の電圧の低下を検出する電圧低下検出手段を
   設け、この電圧低下検出手段からの出力信号により、当
   該制御回路の、第１のスイッチング素子に対する駆動信
   号を遮断するための遮断信号を送出するとともに、他の
   制御回路の、対応する第１のスイッチング素子に対する
   駆動信号を遮断するための遮断信号を送出させる電圧低
   下信号を送出する機能を設けたことを特徴とする多相力
   率改善形コンバータ。