JPS596127B2 - 複数のコンバ−タのそれぞれに対して作用する制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコンバータの出力電圧を監視するように結合さ
れた高電圧監視回路網と電圧閾値を設定するために、該
高電圧監視回路網に結合された規準電圧源とを含み、負
荷から障害の生じたコンバータを切断するための制御回
路に関する。

複数個のコンバータが共通の母線に並列に接続されてい
る状況では、コンバータはすべて共通の出力電圧を有し
ている。

コンバータの内の１つの電圧調整の障害によつて母線上
に過電圧が生ずると、他のコンバータの個々にある保護
回路がこの過電圧に応動するかもしれない。したがつて
、特定の障害を生じたコンバータ以外のコンバータも過
電圧がすべてのコンバータに共通に生じてしまうために
、その過電圧保護回路に応動して切れてしまう可能性が
ある。並列に接続された電圧調整コンバータに関連した
他の問題は、そのすべてが調整された電圧を生じている
ときでも、母線に対する負荷電流の供給をそれが平等に
分担していない可能性がある。

これらのコンバータのあるものは調整されたその全出力
電流を供給し、他のコンバータはその出力が正規に調整
されているのに、共通の母線には電流を供給していない
かもしれない。本発明にしたがえば、上述の問題は電流
監視回路網がコンバータの出力電流によつて決定される
信号を発生するように結合されており、該高電圧監視回
路網は該電流監視回路網によつて発生される信号に応動
した可制御動作閾値を有するように適合しており、該高
電圧監視回路網の動作に応動する消勢手段と、該コンバ
ータ回路を該負荷から選択的に切断するための、消勢手
段によつて駆動される切り離し回路とを含むことを特徴
とするコンバータ回路によつて解決される。

本発明にしたがえば、複数個のコンバータが共通の母線
に並列に接続されている場合には、各コンバータはその
出力電圧を連続的に監視する出力監視回路を含む。

任意のコンバータが動作不良となり、過電圧を生ずれば
、そのコンバータは選択的に動作停止（切断）される。
各コンバータは過電圧状態を生じたコンバータだけを動
作停止する選択的動作停止回路を含んでいる。選択的動
作停止回路は、コンバータの出力負荷電流に比例したバ
イアス信号を発生する。このバイアス信号は電圧監視回
路の応答を修正するように使用される。電圧監視回路の
過電圧閾値は、コンバータの出力電流が増加するにつれ
て、選択的に直線的に減少する。したがつて、全負荷電
流の場合には、動作停止が生ずる過電圧閾値は負荷電流
が小さい場合よりも低くなる。コンバータの電圧調整が
失敗したときには、そのコンバータは母線に対して負荷
電流の内の大きな部分を供給することになることは明ら
かである。

残りのコンバータの母線に対して負荷電流を供給するた
めの電流需要は減少し、したがつて、その過電圧保護回
路の閾値は上昇する。過電圧状態に貴任のある個々のコ
ンバータだけが、最も低い過電圧閾値を持つているため
に動作停止される。本発明では、各々の並列接続された
コンバータが母線に対する負荷電流に寄与することを要
求する電圧調整低負荷上昇調整回路網についても明らか
にする。各コンバータは低負荷状態でその電圧調整閾値
を増加する回路を含んでいる。各コンバータで電圧が調
整される電圧の値は指定された電流閾値以下の出力負荷
電流の減少に応動して上昇される。これはコンバータの
出力負荷電流に応動してバイア又信号を誘導し、これを
利用して低負荷電流の場合に調整された電圧値を変更す
ることによつて達成される。したがつて、この回路によ
）つて各コンバータは少なくとも母線に対して最小限の
負荷電流を与えることになる。

第１図を参照すれば、図にはプロツク図の形で他のコン
バータと並列に動作するように設計されたＤＣ−ＤＣコ
ンバータを図示している。

このコンバータは並列動作を便利にするための過電圧お
よび過電流保護機能が設けてある。過電流保護回路は、
出力母線上の障害の除去を促進するために増大した出力
電流容量を提供するためにコンバータの正常の電流調整
に代る手段を含んでいる。母線上の過負荷が継続した場
合のコンバータの動作停止は、また、コンバータの保護
をも提供することになる。高電圧保護のための動作停止
は過電圧を生じたコンバータだけが選択的に動作停止さ
れるようになつている。さらに、コンバータは各コンバ
ータが母線に対して電流の寄与を行なうことを保証し、
逆電流保護を行なう手段を含んでいる。これらの特性は
以下第１図に示された電力コンバータ回路の説明に関連
して以下に述べられる第２図のコンバータ特性の電流一
電圧図を見ることによつて容易に確認することができる
。電力回路 コンバータの電力回路部分は、それに対して直流電圧源
が接続される２つの入力端子１２１および１２２を含ん
でいる。

直流電源の出力は、その変動を減らすために、コイル１
２３およびコンデンサ１１７から成る入カフイルタによ
つて平滑化される。電力回路そのものは図示の実施例で
は、シリコン制御整流器となつている２つの制御スイツ
チング素子１１５および１１６から成つている。２つの
シリコン制御整流器１１５および１１６は同一の極性方
向に配置されており、電力変圧器１１０の１次巻線１１
８の反対の端子に接続されている。

１次巻線は中心タツプを有しており、これによつて２つ
の巻線部１０９および１１９ができる。

巻線部１０９および１１９はコンデンサ１２５および１
２４と並列に組合わさつて直列になつた２つのＬＣ共振
回路網を形成する。各シリコン制御整流器は以後ＳＣＲ
ダイオードと呼ぶが、これはＬＣ共振回路と直列に接続
されている。

コンデンサ１２４，１２５より何倍も大きいコンデンサ
１１７は共振回路網に対して実質的に一定な直流源とし
て作用する。ＳＣＲダイオード１１５は１次巻線１１８
の片側半分である巻線部１０９に接続されており、変圧
器の中心タツプを介してコンデンサ１２４及び１２５に
接続されている。ＳＣＲダイオード１１６はもう一つの
巻線部１１９に接続されている。これらのダイオードは
、コンデンサ１２５および１２４を交互に充放電するよ
うに導通し、プロツキング発振器１３５によつてＳＣＲ
ダイオード１１５および１１６のトリガ線に与えられる
同時ゲートトリガ信号によつて駆動される。これらの信
号はそれぞれ、リード１８６および１８７を経由してＳ
ＣＲダイオード１１５および１１６のトリガ線に与えら
れる。各導通周期のはじめで、一方のＳＣＲダイオード
は逆方向駆動され、他方のＳＣＲダイオードは順方向駆
動されている。例えば、もしＳＣＲｌｌ５が順バイアス
されると、それはプロツキング発振器１３５よりリード
１８６を通して供給されるトリカー信号に応動して導通
する。

これと同時に、コンデンサ１２５の両端の電圧で逆バイ
アスされるＳＣＲｌｌ６はプロツキング発振器からリー
ド１８７を通して供給されるトリカー信号に応動して導
通することはない。ＳＣＲｌｌ５が導通すると、巻線部
１０９を含む電力回路の部分はコンデンサ１２４，１２
５の容量と巻線部１０９のインダクタンスによつて決ま
る周波数で共振する。回路が共振すると、コンデンサ１
２５は充電し、コンデンサ１２４は放電する。終局的に
巻線部１０９の電圧は極性を反転し、そのため変圧器１
１０の２次巻線１０８に誘起される電圧の極性を反転す
る。これにより後述するようにダイオード１２６に導通
する。ダイオード１２６が導通すると、コンデンサ１２
７の両端のほソー定な出力電圧が巻線１０８の両端の電
圧をクランプし、そのため巻線１０９に定電圧をもたら
す。従つて、ＳＣＲｌｌ５がターンオフする。すると、
コンデンサ１２５はＳＣＲｌｌ６を順バイアスするよう
に充電され、このＳＣＲはプロツキング発振器からの次
のトリガ−パルスに応動して導通し、このサイクルを繰
返す。コンバータ出力回路 ＳＣＲダイオード１１５および１１６のいずれかが導通
しているときに、電力変圧器１１０の出力巻線１０８の
両端の初期の極性は出力ダイオード１２６を逆バイアス
するようになつている。

コンデンサ１２４および１２５がＳＣＲダイオード１１
５および１１６のそれぞれの導通状態にしたがつて、充
電あるいは放電するとき、電力変圧器１１０の２次巻線
１０８の両端の電圧は逆転し、調整された出力電圧レベ
ルを生ずる。この点において、出力ダイオード１２６は
順バイアスされ、ＳＣＲダイオードの内の導通している
方が転流して、変圧器１１０に蓄積されたエネルギーが
一時的に流れる電流としてコンバータの出力フイルタに
対して与えられる。出力フイルタは、コンデンサ１２７
およびコイル１２８から成るが、これが出力端子１３１
および１３２に与えられる出力信号を平滑化する。コン
バータの出力電圧は、ＳＣＲダイオード１１５および１
１６の切替周波数に直接比例している。コンバータの出
力はプロツキング発振器の周波数を制御することによつ
て調整される。コンバータ回路の出力信号は、プロツキ
ング発振器１３５の動作周波数を制御することによつて
、コンバータの電流および電圧出力を制御するようにフ
イード・バツク信号を供給するために監視される。

出力電流は、出力端子１３１に直列に接続された電流検
出抵抗１２９の両端の電圧降下を検出することによつて
監視される。直列接続された抵抗１３３およびコンデン
サ１３０が出力端子１３１および１３２を分路している
。コンデンサ１３０は出力信号を沢波し、抵抗１３３は
逆電流を検出するのに利用される。検出抵抗１２９の両
端の電圧は、２つの電流信号増幅器１０１および１０３
によつて監視される。高電圧監視回路１１４・および電
圧調整用増幅１１１は、出力端子１３１および１３２に
接続された監視端子を有している。電圧調整コンバータ
の電圧出力は、リード１４１および１４２を経由してコ
ンバータの出力端子１３１お・よび１３２の出力電圧を
監視する電圧調整増幅器１１１に応動して調整される。

電圧調整増幅器１１１はコンバータの出力電圧を規準電
圧と加算し、増幅器の直流誤差信号を発生する。この信
号はダイオードゲート１８５を経由して、リードノ １
８６を通して比較回路１１３に与えられる。この比較回
路は、この信号を同期増幅器１１２によつて与えられた
信号と比較する。同期増幅器１１２の入力は電力変圧器
１１０の２次巻線１０８の一方の端子１９７からのリー
ド１４４を経由して与えられる。

同期増幅器１１２の出力はコンバータの出力のリツプル
信号が増幅されたものである。この信号は比較回路１１
３によつて電圧調整増幅器１１１から与えられた増幅さ
れた直流誤差信号と比較される。比較回路１１３はゲー
ト１８７を経由してプロツキング発振器１３５の周波数
を制御し、これによつて出力電圧を調整するための信号
を供給する。コンバータの通常の電圧調整特性は第２図
の電圧一電流曲線のａの部分で示されている。電力制限
制御 第２の信号は電力制限回路１８８によつてプロツキング
発振器１３５に与えられる。

電力制限回路１８８は変圧器の巻線１２０に接続されて
いる。電力制限回路１８８の機能は、ゲート１８７を経
由してその出力ダイオード１２６が導通しているときに
はいつでもその動作を禁止するよう、プロツキング発振
器１３５に対して制御信号を与えることにある。コンバ
ータが厳しい過負荷状態で動作しているときには、電力
制限回路は以下に述べるコンバータの電流調整制御に打
ち勝つように作用する。電流調整 コンバータの出力電流は、その入力端子が電流感知抵抗
１２９の両端に接続された電流信号増幅器１０３によつ
て監視される。

電流信号増幅器１０３の出力は、コンバータの出力電流
に直接比例した電圧信号である。電流信号増幅器１０３
はこの電圧信号を電流調整回路１０４に与える。検出抵
抗１２９を通る電流がコンバータの定格電流を越えると
、電流信号増幅器１０３によつて電流調整回路１０４に
与えられる信号は、これに応動して出力信号を発生する
ようになる。電流調整回路１０４の出力信号はゲート１
８５に与えられ、ここでこれは電圧調整増幅器１１１の
出力に打ち勝つように作用する。この調整信号は、リー
ド１８６を経由して比較回路１１３に与えられる。比較
回路１１３は、これに応動してコンバータ回路の出力電
流を制限するためにプロツキング発振器１３５の周波数
を制御する信号を与える。電流調整特性は第２図のグラ
フのｂ部分で示されている。高電圧切断高電圧監視回路
１１４は、その入力がリード１９１および１９２を通し
て、出力端子１３１おフよび１３２に接続されている。

高電圧監視回路１１４は、連続的にコンバータの出力電
圧を監視する。所定の閾値より高い高出力電圧が生ずる
と、高電圧監視回路１１４は出力信号を生ずる。この出
力信号は、リード１９３を経由して動作停止回路１９４
を動作するように与えられる。動作停止回路１９４は切
離し回路１５０に接続された出力を有する。切離し回路
１５０は動作停止回路１９４の出力に応動してリード１
５１を経由してコンバータを負荷あるいは母線から切断
するようにサーキツト・ブレーカ装置１５４を動作する
ための信号を与える。他の出力リード１５５は動作停止
回路１９４の出力を利用してプロツキング発振器１３５
を動作停止する。その電圧で高電圧監視回路が動作する
高電圧閾値は、コンバータの出力負荷電流の関数である
。

これは第２図のＣの部分に示された電圧特性を見ること
によつて容易に確認される。２つあるいはそれ以上のコ
ンバータが並列に動作しているときには、コンバータの
いずれかで電圧調整制御が故障すると、並列に接続され
たコンバータのすべての出力端子に過電圧を与える。

通常は、故障したコンバータは大出力電流を与える。こ
のときには、高電圧状態となつた個々のコンバータを選
択的に動作停止することが必要である。この選択はコン
バータ電流に比例したバイアス信号を発生し、高電圧監
視回路１１４が動作する閾値を制御するのに使用するこ
とによつて行なわれる。このバイアス信号は電流信号増
幅器１０１からリード１５３を経由して高電圧監視回路
に与えられる。この電流信号増幅器１０１によつて与え
られたバイアス信号は、コンバータの出力電流の増加に
比例して高電圧切断閾値を直線的に減少するよう高電圧
監視回路を動作する。したがつて、故障したコンバータ
はその出力電流が他のコンバータより大きいので、動作
停止の閾値は低くなる。上述したことから、同じ母線に
接続された正常に動作している他のコンバータによつて
供給されている電流は減少しており、その高電圧切断閾
値はしたがつてその出力電流が減少したために上昇する
ことは明らかである。したがつて、過電圧状態になつた
そのコンバータが最低の電圧動作停止閾値を持つことに
なり、したがつて選択的に動作停止される。高電圧監視
回路１１４の出力信号はリード１９３を経由して動作停
止回路１９４に直接与えられる。

その出力信号はプロツキング発振器１３５の動作を禁止
し、切離し回路１５０を動作する動作停止回路１９４を
動作する。この回路がコンバータ回路の動作を停止し、
これを負荷から分離する。電流分担制御電流信号増幅器
１０１の出力はまた、リード１５３および１９５を通し
て軽負荷電圧上昇調整回路１０２に接続されている。

電圧上昇調整特性は、第２図の電圧一電流曲線のｄの部
分に示されている。第２図の電圧一電流曲線ｄを見れば
明らかなように、軽負荷電圧上昇調整回路１０２は電圧
調整増幅器１１１の応答を修正することによつて、コン
バータの電圧調整特性の勾配を大きくするように動作す
る。通常は、共通母線に並列に接続された複数個のコン
バータは母線電流を供給するのに均等にこれを分担する
わけではない。

あるコンバータはそれが調整された電圧で動作していて
も、電流を全く与えないかもしれない。本発明にしたが
えば、コンバータの出力電流がある指定された閾値以下
に減少すると、コンバータの調整された電圧特性は直線
的に増加する。これは、コンバータが共通母線に対して
少なくともある最小の電流を供給するのを保証するため
である。軽負荷電圧上昇調整回路１０２は電流信号増幅
器１０１の出力に応動する。

電流信号増幅器１０１によつて供給される入力信号があ
る指定された閾値以下に下がると、軽負荷電圧上昇調整
回路１０２は、バイアス信号を発生し、これが電圧調整
増幅器１１１に与えられる。このバイアス信号はコンバ
ータの出力電流の逆数に比例する。このバイアス信号は
、コンバータの電圧調整閾値に直線的な増加を与える。
したがつて、電圧調整増幅器１１１は今度はコンバータ
の出力をより高い電圧に調整する。より高い電圧調整閾
値は、このコンバータが母線に対して少なくともある最
小の出力電流を与えることを保証する。軽負荷電圧上昇
調整回路１０２の出力は、コンバータが極めて低い出力
電流で動作しているということは異常状態か、故障状態
かもしれないので、警報を動作するのに使用してもよい
。過電流切断 電流検出抵抗１２９を流れるコンバータの出力電流は、
電流信号増幅器１０１によつて検出され、コンバータ１
３２の過電流保護動作停止を起動する。

電流信号増幅器１０１は、コンバータの出力電流に直接
比例した信号を発生する。電流信号増幅器１０１の出力
は、過電流監視回路１０６に与えられる。過電流監視回
路１０６は瞬間的な過出力電流によつて引き起こされる
めんどうな動作停止を防止するために時間遅れを含んで
おり、また、母線上の任意の保護装置を動作するのに充
分な時間過電流状態が続くことを許容する。もし、コン
バータの出力電流が充分な時間の間切断閾値を超えてい
ると、電流信号増幅器１０１の出力は過電流監視回路１
０６を動作することができるようになる。過電流監視回
路１０６の出力は、リード１８９を経由して直接動作停
止回路１９４を動作するように与えられる。

動作停止回路の出力は切離し回路１５０を動作し、これ
が次にサーキツト・ブレーカ装置１５４を動作してコン
バータを出力端子１３１および１３２に接続された母線
、すなわち負荷から切断する。上述したように、コンバ
ータの出力は調整された電流であり、したがつて通常は
過電流状態は生じない。

出力電流はたとえ調整されていたとしても、母線上に継
続的な短絡回路が生じたときには回路を切断するのが望
ましい。また過電流保護は正常な電流調整回路が動作し
なくなつたときのバツク・アツプのシステムとしても望
ましい。このような過電流状態では、出力ダイオード１
２６を流れる電流は、制限されてはいるが、通常より長
時間流れることになる。電力制限回路１８８は、出力ダ
イオード１２６が導通している間はプロツキング発振器
の動作を禁止する。大きな過負荷状態の間は、したがつ
て、電力制限回路１８８は出力ダイオード１２６の連続
的な導通に応動して、プロツキング発振器の動作を禁止
する。短絡あるいは故障に応動して母線の出力電圧も減
少する。この減少はコンバータの出力電圧が低い状態で
は不動作になる規準電圧装置を含む比較器１１３によつ
て監視される。この低電圧が生ずると、コンバータの通
常の電流調整は不動作になり、コンバータ回路は過電流
監視回路に応動して動作するようになる。したがつて、
切断信号は、リード１８９を経由して過電流監視回路１
０６によつて供給されるようになり、動作停止回路１９
４はこれによつてプロツキング発振器１３５の動作を禁
止することによりコンバータを切断する。この動作停止
回路１９４は、また切離し回路１５０を動作し、これが
次にサーキツト・ブレーカ装置１５４を動作してコンバ
ータを母線あるいは負荷から切離す。コンバータの過電
流切断特性は、第２図の電圧一電流曲線ｅを参照するこ
とによつて容易に確認できる。逆電流保護 もし、コンバータの内部で短絡や故障が生じたときには
、母線はコンバータに逆方向に電流を供給することにな
る。

電流信号増幅器１０３は検出抵抗１２９を通る電流の方
向を監視するために用いられる。もし、電流信号増幅器
が逆電流を検出すれば、ゲート１６７を経由して逆電流
レベル検出器に信号が与えられる。逆電流信号の検出に
よつて逆電流レベル検出器はリード１９８を通して、動
作停止回路１９４に信号を与える。動作停止回路１９４
はプロツキング発振器の動作を禁止してコンバータを動
作停止するように動作する。動作停止回路１９４の出力
は、コンバータを母線すなわち負荷から切断するように
サーキツト・ブレー力装置１５４を動作する切離し回路
１５０を付勢する。逆電流監視回路１０７の入力は、フ
イルタ用コンデンサ１３０と直列に接続された抵抗１３
３の両端に並列接続されている。

その電流が指定された閾値よりも増加してフイルタ用コ
ンデンサ１３０の故障を示すと、逆電流監視回路１０７
が出力信号を生ずる。逆電流監視回路１０７の出力信号
は、ゲート１６７を経由して逆電流レベル検出器１０５
を動作する。逆電流レベル検出器１０５の出力は、リー
ド１９８を経由して動作停止回路１９４を動作して、上
述したように、コンバータを母線すなわち負荷から切離
すように与えられる。第３図に示した回路の説明図は、
演算増幅器を使用した本発明にしたがうＤＣ−ＤＣコン
バータの一実施例を示している。

コンバータの電力回路部分は、第１図に示したコンバー
タを参照して示したのと本質的に同様に動作する。直流
電圧源が入力端子２２１および２２２に結合されており
、インバータのスイツチング装置に、コイル２２３フッ とコンデンサ２１７から成る入カフイルタを経由して接
続されている。

直流電圧源の沢波された電圧は、その各々が前述したよ
うにＬＣ共振回路に接続された２つのＳＣＲダイオード
２１５および２１６に与えられる。ＳＣＲダイオード２
１５および２１６はプロツキング発振器２３５から、そ
のトリガ入力端子に同時に与えられるパルス信号によつ
て駆動される。プロツキング発振器２３５は、非安定の
自走型のものである。スイツチングの周波数はプロツキ
ング発振器２３５の動作を周期的に禁止することによつ
て制御される。プロツキング発振器２３５の動作を禁止
するための入力は、トランジスタ２３６の導通状態によ
つて制御される。プロツキング発振器２３５はトランジ
スタ２３６を周期的に導通することによつて周波数制御
され、トランジスタ２３６を永久的に導通させることに
よつて、コンバータは切断される。ダイオード２１５お
よび２１６を流れる電流の流れは変圧器２１０の鉄心に
エネルギーを蓄積する。このエネルギーは２次巻線を経
由して、出力ダイオード２２６を通して出力端子２３１
および２３２に周期的に放出される。３次巻線２２０は
変圧器２１０の鉄心上に巻かれている。

３次巻線２２０はダイオード２３７、リード２３８を経
由してトランジスタ２３６に接続されており、電力制限
回路として動作する。

この電力制限回路は出力ダイオード２２６が導通してい
るときは、いつでもプロツキング発振器の動作を禁止す
るのに利用される。この電力制限制御は出力電流がダイ
オード２２６を通して流れている限りはプロツキング発
振器２３５の動作を禁止することによつて保護動作を実
行する。したがつて、コンバータは出力が短絡したとき
でも、その回路部品に損傷を受けることはない。演算増
幅器はコンバータの出力を調整し、過電流および過電圧
状態に対して保護を与えるためのフイード・バツク調整
制御回路として利用される。

これらの演算増幅器はコンバータの種々の出力信号を監
視し、所望の調整あるいは保護を確実に実行するために
プロツキング発振器の周波数を制御したり、その動作を
禁止したり、コンバータを負荷から切離したりする。電
圧調整 コンバータの出力電圧は、ある所定の値に調整されてい
る。

この電圧は電圧調整用演算増幅器２１１によつて監視さ
れる。演算増幅器２１１の一方の入力は、リード２４２
を経由してコンバータの出力端子２３２に接続されてい
る。規準電圧源２８もまた同一の入力に接続されている
。コンバータの出力端子２３１は接地３５に接続されて
いる。演算増幅器２１１の他方の入力は接地３５と同一
の電位を有する接地３５ａに接続されている。この規準
電圧と出力電圧の和が電圧調整用演算増幅器２１１の一
方の入力に与えられる。

電圧調整用演算増幅器２１１は、この信号を増幅し、こ
れをダイオード２４３および抵抗２４６を経由して比較
用演算増幅器２１３に与える。２次巻線２０８の端子２
０７はリード２４４および２４５を通して、同期演算増
幅器２１２に与えられる。

この接続は、コンバータの出力フイルタに接続されてい
るから、同期演算増幅器２１２はコンバータの出力リツ
プル信号を増幅する。増幅されたリツプル出力は、比較
用演算増幅器２１３の他方の入力に抵抗２４７を経由し
て与えられる。比較用演算増幅器２１３は、同期演算増
幅器２１２および電圧調整用演算増幅器２１１の出力に
２進的に応動する。もし、電圧調整用演算増幅器２１１
の出力が同期演算増幅器２１２の出力を超えるならば、
比較用演算増幅器２１３はダイオード２４８および抵抗
２４９を経由して、トランジスタ２３６のベースに信号
を与える。トランジスタ２３６は、この信号に応動して
導通するようにバイアスされており、プロツキング発振
器２３５に対するその出力によつて、その動作を禁止す
る。したがつて、もし出力電圧がある調整された値を超
えれば、電圧調整回路はスイツチング装置を駆動するプ
ロツキング発振器２３５の動作を禁止する信号を発生す
る。プロツキング発振器の動作は、コンバータの出力電
圧がその調整値に下がるまで禁止される。電流調整コン
バータの出力電流は検出抵抗２２９を通して流れる。

検出用抵抗２２９は非常に低いインピーダンスを有して
おり、コンバータの効率を低下することはない。検出用
抵抗２２９の両端の低レベル電圧は、その入力端子が検
出用抵抗２２９に並列に接続された電流信号演算増幅器
２０３によつて監視される。増幅器２０３の出力は、電
流調整用演算増幅器２０４によつて増幅される。規準電
圧源２１もまた、電流調整用２０４の入力に接続されて
おり、応答の閾値を設定する。電流信号演算増幅器２０
３は、検出抵抗２２９の両端で検出された電圧を反転す
る。規準電圧源２１によつて与えられる電圧は、電流信
号演算増幅器の出力とは逆極性となつている。電流調整
演算増幅器２０４は、この２つの電圧の重み付きの和に
応動する。電流調整演算増幅器２０４の出力電圧信号は
、ダイオード２５１および抵坑２４６を経由して比較用
演算増幅器２１３の入力に与えられる。この重み付けは
、コンバータ回路の全負荷電流が流れたとき、電圧調整
用演算増幅器２１１は、もはや比較用演算増幅器２１３
の出力を制御せず、コンバータは電流調整モードで動作
するようになつている。比較用演算増幅器２１３の出力
はダイオード２４８を経由して抵抗２４９に与えられ、
トランジスタ２３６の導通、したがつてプロツキング発
振器を電圧調整回路に関して前述したのと同様に制御す
る。過電流保護に関する以下の説明で重要な電流調整回
路の特徴は、最高の閾値以上の出力電流では電流調整は
行われないことである。

これは曲線ｂの勾配によつて決まる特定の出力電圧に対
応する。出力電流がある閾値以下である間は、第２図の
グラフのｂの部分で示すように電流調整が働いている。
この出力電流がこのレベルを越えると、比較用演算増幅
器２１３の入力に接続された電圧ブレーク・ダウン・ダ
イオードがブレーク・ダウンし゛てそれ以上では電流調
整が行われなくなる最大の電流閾値を設定する。この電
流閾値では、前述した電力制限制御回路がプロツキング
発振器の制御をするようになり、この結果として生じた
過電流が母線上の保護装置を動作するか、以下に述べる
過電流切断回路を動作するまでこの電力制限制御回路は
働き続ける。高電圧動作停止 コンバータの出力電圧は、高電圧監視用演算増幅器２１
４で監視されている。

高電圧監視用演算１増幅器２１４の入力リード２４２は
コンバータの出力端子２３２と規準電圧源２２とに接続
されている。出力電圧と規準電圧は加算される。高電圧
監視用演算増幅器２１４は非常に高い利得を持つ増幅器
であり、この和の電圧がある閾値に達すると、これは２
進的に動作する。この動作が生ずると、高電圧監視用演
算増幅器２１４はタイオート２５４を経由して信号を送
り、ブレーク・ダウン・ダイオード２５５をブレーク・
ダウンする。この信号はＳＣＲダイオード２５７を導通
状態にトリガする。ＳＣＲダイオード２５７はプロツキ
ング発振器２３５に接続されており、プロツキング発振
器２３５の動作を禁止する。ＳＣＲダイオード２５７の
アノードはまたリード２７１を経由してＳＣＲダイオー
ド２５７が導通したときに動作する切離し回路２７０に
接続されている。切離し回路２７０の出力はリード２７
２を経由してコンバータを負荷から切離すサーキツト・
ブレーカ装置２７３を動作するように与えられる。プロ
ツキング発振器２３５の動作を禁止するために、ここに
示した別個の装置はトランジスタ２３６を経由して与え
られる正常の禁止制御が故障した場合に備えて追加の保
護を行なうためである。ＳＣＲダイオード２５７は導通
するとプロツキング発振器２３５の発振回路のタイミン
グ用コンデンサの充電電流を分岐してしまう。前述した
ように、コンパータが並列に接続されているときには、
発生した高電圧状態はすべてのコンバータに共通である
。

したがつて、どのコンバータが故障しているかを判定す
る必要がある。これは共通の母線に過負荷電流を与えて
いるコンバータを見つけることによつて実行される。電
流信号演算増幅器２０１は検出用抵抗２２９を通る出力
電流の流れを監視する。電流信号演算増幅器２０１の出
力電圧はコンバータの出力電流に比例している。この出
力はバイアス信号としてリード２５３を経由して高電圧
検出用演算増幅器２１４の入力に与えられる。このバイ
アス信号は高利得の高電圧監視用演算増幅器２１４が応
答する電圧レベルを修正する。このバイアス信号は第２
図のグラフのＣの部分で示されるように高電圧の切断閾
値を直線的に下げる。このグラフから明らかなように、
コンバータの切断閾値は小電流より全定格電流のときの
方がかなり低いようになつている。低電流電圧の上昇調
整 前述したように、電圧調整制御によつて並列に接続され
たコンバータの各々は同一の電圧で動作するが、これら
は必ずしも共通の母線すなわち負つノ 荷に同じ電流を流すとは限らない。

したがつて、各コンバータが少なくともある最低の電流
を共通の母線すなわち負荷に与えるようにすることが望
ましい。各コンバータからある最低の電流を強制的に取
り出すようにすることが、故障したり、あるいは調整の
悪いコンバータを見つけ出す簡単で経済的な方法となる
。この結果を実現するために検出抵抗２２９を流れるコ
ンバータの出力電流は電流信号演算増幅器２０１によつ
て監視される。電流信号演算増幅器２０１の増幅された
出力電圧は、電圧調整低電流信号演算増幅器２０２に与
えられる。規準電圧源２６は低電流信号増幅器２０２の
他方の入力に接続されており、これが動作する閾値を設
定する。電流信号演算増幅器２０１の出力電圧が規準電
圧源２６により設定される閾値電圧以下に減少すると、
演算増幅器２０２は動作状態となり、検出抵抗２２９を
流れる電流に直線的に関連した出力バイアス信号を電圧
調整用演算増幅器２１１に与える。このバイアス信号は
出力電流に逆比例しており、調整回路で調整する電圧を
増加するように電圧調整用演算増幅器２１１の動作応答
を変更する。電圧調整用演算増幅器２１１の出力はコン
バータの出力電圧を調整するのに前述したと同様の方法
で利用される。低電流レベルで調整電圧を第２図のグラ
フのｄの部分で示すように上昇することによつて、各コ
ンバータは共通母線すなわち出力負荷に少なくともある
最小の電流を供給するようになる。過電流動作停止 前述したように、コンバータの電流調整部はコンバータ
がある出力電圧レベル以下で動作しているときには作用
しない。

コンバータの出力電圧がこのレベル以下に落ちると、コ
ンバータの出力電流は自由に調整値を越えて増加するこ
とができる。この状態で、もし出力電流が過電流保護を
行ないたい或る閾値を越えれば、コンバータを切断する
ために過電流保護を動作するようにできる。コンバータ
の出力電流は前述した電流信号演算増幅器２０１によつ
て監視されており、この電流に比例したその出力電圧信
号は過電流監視用演算増幅器２０６に与えられる。過電
流監視用演算増幅器２０６が動作する入力閾値を設定す
るために演算増幅器２０６の他方の入力には規準電圧源
２４が接続されている。演算増幅器２０６はその応答に
遅れを導入するためのコンデンサ２６４を含んでいる。
この遅れは過電流保護が瞬時的過負荷で動作してしまう
のを防止する。もし、過電流がフイードバツク・コンデ
ンサ２６４によつて設定されるおくれ以上に継続すると
、過電流監視用演算増幅器２０６はダイオード２６５お
よびブレーク・ダウン・ダイオード２５５を経由して出
力信号をＳＣＲダイオード２５７のトリガ入力に与える
。これによつてＳＣＲダイオード２５７は導通状態１（
．なり、プロツキング発振器２３５を停止しコンバータ
を負荷から切離すために、切離し回路２７０を動作する
。逆電流動作停止 コンバータの内部で内部短絡や故障が生ずると、負荷お
よび他の並列接続されたコンバータからの電流が故障し
たコンバータに流入する。

コンバータの出力回路の電流の方向を監視することによ
つて逆電流保護が実施される。電流信号演算増幅器２０
３の出力の極性は検出用抵抗２２９を流れる電流の方向
を示す。出力フイルタ用コンデンサ２３０に流れる電流
は直列接続された抵抗２３３の両端の電圧を検出するこ
とによつて監視される。この抵抗の両端の電圧は逆電流
信号監視用演算増幅器２７７に与えられる。電流信号演
算増幅器２０３の出力および逆電流監視用演算増幅器２
７７の出力は一対のダイオード２６７ａ及び２６７ｂで
組合わされ、逆電流レベル検出用演算増幅器２０５に与
えられる。ダイオード２６７ａ及び２６７ｂは、抵抗２
２９および２３３に逆電流を示す電圧信号だけを通すよ
うな極性を有している。

演算増幅器２０５は瞬時的な逆電流には応答しないよう
にするために時間遅れを導入するためのフイードバツク
用コンデンサ２７６を含んでいる。

その時間遅れの幅を設定するために規準電圧源２９が演
算増幅器２０５に接続されている。検出された逆電流が
逆電流レベル検出用演算増幅器２０５を動作するのに充
分な大きさと時間幅を有していれば、これはダイオード
２６８とブレーク・ダウン・ダイオード２５５を経由し
て出力信号を与え、ＳＣＲダイオード２５７を動作して
、これによつてプロツキング発振器２３５を不動作とし
、切離し回路２７０を動作することによつてコンバータ
の負荷を切離す。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の原理に従う電圧保護電流寄与特性を有
する変換器のプロツク図、第２図は第１図に示されたコ
ンバータの調整および保護特性を指定する電圧一電流図
、第３図は演算増幅器を使用した特定の実施例を示す第
１図に示したＤＣ−ＤＣコンバータの説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 並列運転され且つ共通負荷に結合された複数のコン
   バータの夫々に対して作用する制御回路であつて、該コ
   ンバータの夫々は該制御回路を備えており、該制御回路
   は、ａ）該コンバータの出力電圧をあらかじめ選択され
   た値に調整するための調整手段、ｂ）出力電流監視手段
   、 ｃ）出力電圧監視手段、及び ｄ）ある電圧閾値を越える出力電圧が検出されるのに応
   じて該負荷から該コンバータを切離すための切離し回路
   を含んでおり、前記電圧閾値は該コンバータの出力電流
   に反比例して変化し、従つて、他のコンバータの出力電
   流よりも大きい出力電流を有する任意のコンバータの電
   圧閾値は前記他のコンバータの電圧閾値よりも低くなり
   、これにより前記任意のコンバータを該負荷から選択的
   に切離すようにする、複数のコンバータの夫々に対して
   作用する制御回路。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の制御回路であつて、あ
   る電流閾値よりも小さい出力電流が検出されるのに応じ
   て、該コンバータの、あらかじめ選択され調整された電
   圧を増加させるための回路手段を含む、複数のコンバー
   タの夫々に対して作用する制御回路。