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チョッパ装置

国内特許コード P07A010968
整理番号 /NO33574
掲載日 2007年10月26日
出願番号 特願2006-043890
公開番号 特開2007-228660
登録番号 特許第4719030号
出願日 平成18年2月21日(2006.2.21)
公開日 平成19年9月6日(2007.9.6)
登録日 平成23年4月8日(2011.4.8)
発明者
  • 小笠 正道
  • 上園 恵一
  • 丸山 真範
出願人
  • 公益財団法人鉄道総合技術研究所
  • 東洋電機製造株式会社
発明の名称 チョッパ装置
発明の概要

【課題】 半導体スイッチング素子故障を防ぎ他の回路への悪影響を最小限に抑える保護回路を簡便且つ安価に構成することができるチョッパ装置を提供する。
【解決手段】 本発明のチョッパ装置は、比較器15と、タイマ回路32と、比較器15およびタイマ回路32の出力を入力とするAND回路16と、増幅部18と、第1の接触器投入用補助継電器の電磁コイル20aと、第1の接触器投入用補助継電器の接点20bと、第2の接触器2aの投入用補助継電器の電磁コイル21aと、その接点21bと、を備えている。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


図3は、一般的なチョッパ装置の構成を示す図である。図3において、チョッパ装置は、第1の接触器101と、第1の接触器101の電磁コイル101aと、第1の接触器101の連動補助接点101bと、第2の接触器102と、第2の接触器102の電磁コイル102aと、第2の接触器102の連動補助接点102bと、充電電流制限抵抗器103と、フィルタ回路を構成するフィルタリアクトル104と、同様のフィルタコンデンサ105と、チョッバ回路の制御に用いる電圧検出器106と、チョッパ回路107と、スムージングリアクトル108と、制御指令器110と、シーケンス演算部111と、論理回路部112と、ゲート指令増幅器113と、タイマ回路114と、増幅部117と、第1の接触器投入用補助継電器の電磁コイル119aと、第1の接触器投入用補助継電器の接点119bと、駆動回路の各電磁コイルの電源131と、第1の接触器投入指令LBと、チョッパの高圧側の入力端子Pと、チョッバの接地側の端子Gと、を備えている。チョッパ回路107は半導体スイッチング素子107a,107bおよびこれに並列接続するフリーホイールダイオード171a,171bにて構成されている。



図3において、制御指令器110により制御指令が与えられると、シーケンス演算部111から第1の接触器投入指令LBが出力され、増幅部117を通して電磁コイル119aが励磁され、その接点119bにより電源131から投入用電磁コイル101aに電圧が印加されて第1の接触器101が閉る。これにより、直流電源からの電流は、第1の接触器101、充電電流制限抵抗器103、フィルタリアクトル104を通してフィルタコンデンサ105を充電する。



次に、その連動する補助接点101bが閉じ、タイマ回路114に入力信号が与えられる。このタイマ回路114はー定時間(通常チョッパ回路が充分動作可能となる電圧までフィルタコンデンサ105が充電される時間)後に信号を出力し、電磁コイル102aを励磁し、第2の接触器102を閉じて充電電流制限抵抗器103を短絡する。一方前記シーケンス演算部111は、第2の接触器102が閉じることによりその連動する補助接点102bを通して第2の接触器投入完了信号CCSを受け、論理回路部112に半導体スイッチング素子のゲート開始信号GSSを与える。論理回路部112は、ゲート開始信号GSSと制御指令器110から与えられるパルスモードを指令するシーケンス演算部111からのゲート指令信号によって、ゲート指令増幅器113を通してチョッパ回路107の半導体スイッチング素子107a,107b(図3ではIGBTを使用した場合を示す)にゲート信号を印加する。これにより、チョッパ回路107はPWM制御を開始し、出力を得る。

【特許文献1】特願2003-18702号公報

産業上の利用分野


本発明は、チョッパ装置に関するものである。特には、主回路機器に新規部品を追加することなく起動時の制御方法の変更のみで電源側と負荷側からの多大な短絡電流を防止することによって、半導体スイッチング素子故障を防ぎ他の回路への悪影響を最小限に抑える保護回路を簡便且つ安価に構成することができるチョッパ装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
チョッパ装置であって、
直流電源の第1の端子に接続された一端を有する第1の接触器と
充電電流制限抵抗器第2の接触器とが並列接続された並列回路であって、前記第1の接触器の他端に接続された一端を有する前記並列回路と、
前記並列回路の他端と前記直流電源の第2の端子との間にフィルタ回路を介して接続された第1のスイッチング素子及び第2のスイッチング素子を含み、直列接続された前記第1及び第2のスイッチング素子がゲート信号に従って交互にオン/オフすることによりパルス電圧を生成するチョッパ回路と、
前記第1及び第2のスイッチング素子の接続点と前記チョッパ装置の出力端子との間の信号経路に列接された第3の接触器と、
前記第1の接触器を閉じる第1の指令信号が出力されてから一定時間後に遅延信号を出力するタイマ回路と、
前記チョッパ回路に印加される電源電圧を検出する電圧検出器と、
記電圧検出器によって検出された電圧を設定値と比較し、前記電圧検出器によって検出された電圧が設定値よりも大きい場合に比較信号を出力する比較器と、
前記タイマ回路から出力される遅延信号と前記比較器から出力される比較信号との論理和を求めるAND回路と
記第1の接触器を閉じる第1の指令信号を出力した後に、前記AND回路によって求められた論理和が真であるときに、前記第2及び第3の接触器をそれぞれ閉じる第2及び第3の指令信号を出力する駆動回路と
を具備するョッパ装置。

【請求項2】
制御指令器からの制御指令に従ってゲート開始信号及び電源投入開始信号を生成するシーケンス演算部と、
前記シーケンス演算部によって生成されたゲート開始信号に応答してゲート信号を生成する論理回路部と、
をさらに具備し、
前記駆動回路が、前記シーケンス演算部によって生成された電源投入開始信号に応答して第1の指令信号を出力した後に、前記AND回路によって求められた論理和が真であるときに第2及び第3の指令信号を出力する、請求項1記載のチョッパ装置。
産業区分
  • 固体素子
  • 変電
  • 送配電
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2006043890thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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