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JPS60152272A - 電源装置 - Google Patents

電源装置

Info

Publication number
JPS60152272A
JPS60152272A JP59006261A JP626184A JPS60152272A JP S60152272 A JPS60152272 A JP S60152272A JP 59006261 A JP59006261 A JP 59006261A JP 626184 A JP626184 A JP 626184A JP S60152272 A JPS60152272 A JP S60152272A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switch
time
gto
voltage
load coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59006261A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Sasaki
敏博 佐々木
Hiroshi Ikeda
博 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59006261A priority Critical patent/JPS60152272A/ja
Publication of JPS60152272A publication Critical patent/JPS60152272A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、例えば核融合実験装置等の高速制訂を必要と
する電源装置に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、核融合実験装置等では負荷として設けらしたコ
イルに所要の電流を流すための電源装置が必要である。
中でも、プラズマを制御するために設けられたコイルな
どでは、プラズマの挙動に応じてコイル電流を変化させ
る必要のあるものがある。
このような要求を満足する電源装置の一構成例としては
、例えば第1図(二示″′f″直流パルス状電圧を発生
させる電源装置が考えられている。
第1図において、lは例えばダイオードなどで構成され
る直流電源、2はリアクトル、3はコンデンテであり、
これらの暖器で負荷側から見た場合に一定に近い電圧を
発生させる直流電源が構成されている。4は負荷コイル
、5a〜5dはスイッチ、6a〜6dはダイオードであ
る。
第1図に示す電源装置の動作を第2図を用いて述べる。
直流電源l、リアクトル2、コンデンサ3よりなる電源
装置においてコンデンサ3(=はほぼ一定の電圧が発生
していると考えられる。この電圧はダイオード68〜6
dにとって逆方向電圧であり、ダイオードはオフされて
いる。今、スイツチ5a、5dをオンすると負荷コイル
4にはコンデンf3の電圧が印加される。
第2図において、(a)は負荷コイル4に印加される電
圧Vの時間用変化を模式的に示したものであり、(b)
は、負荷コイル4に流れる電流Iの時間ft)変化を模
式的に示したものである。
時刻1oにおいて、スイッチ5a、5dをオンし、時刻
t1においてスイッチ5dをオフすれば、第2図に示す
ように、パルス状の電圧が負荷コイル4に印加され、そ
の間負荷コイル4を流れる電流が増加していく。時刻t
1でスイン′f−5dをオフすると、負荷コイル4を流
れていた゛電流は、スイッチ5a、負荷コイル4、ダイ
オード6Cの経路で流れること(=なる。
さらに、時刻t2において、スイッチ5aもオフすると
、負荷コイル4を流れていた電流は、負荷コイル4、ダ
イオード5c1コンデンf3、ダイオード6bの経路で
、流れることになる。この時、コンデンf3の電圧は、
負荷コイル4に逆方向に印加されること(二なり、負荷
コイル4を流れる電流は減小していく。
次に、スイッチ5’ b 、 5 cをオンすると、引
きつづき、負荷コイル4の電流は減小しつづけること(
二なり、電流は零を横切り逆方向に流れていく。
この時ダイオード5b 、5cはオフされる。
さらに、時刻t3において、スイッチ5bをオフすると
、負荷コイル4の電流は、負荷コイル4、ダイオード5
a、スイッチ5Cの経路で流しることになる。
さらに、時刻t4において、スイッチ5Cもオフすると
、負荷コイル4の811は負荷コイル4、ダイオード5
a、コンデン−9−3、ダイオード6dの経路で流れる
ことになる。
この時、コンデンf3の電圧は、負荷コイル4に再度逆
転して時刻t。、tエ の間の電圧と同方向(二印加さ
れることになり、負荷コイル4を流れる電流は零へ近づ
いていく。
次(ニスイツf5a、5dをオンすると、負荷コイル4
を流れる電流が零を横切る時、ダイオード 5a。
6dはオフされ時刻t0後の状態と同様の状態となる。
このようにして、第2図に示すような、負荷コイル4の
電流変化が、スインf5a〜5dのオン、オフを制御し
、電圧パルス幅を変えることにより得られることになる
ところで、以上のような電源装置において、高速の制御
が要求される場合、スイッチのオン、オフをいかに高速
にするかが課題となる。
核融合実験装置等では、プラズマのφ勅に応じてコイル
′屯流を変化させる必要があり、例えば、ミリ秒オーク
ないしそれより速い高速制御が要求される場合がある。
このような高速制御を必要とする場合、スイッチとして
従来の機械スイッチなどを用いてはスイッチのオン、オ
フ時間が長くなりすぎ、制御できないことになる。また
、チイリスタなどの半導体素子を用いる場合でも、チイ
リスクスイッチをオフするための転流回路の動作時間に
よっては、制御が追従できない場合が考えられる。
〔発明の目的〕
本発明は、上記のような問題に鑑みて成されたもので、
その目的は、高速の制御を可能とする電源装置を提供−
fるものである。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明では、スイッチとして
GTO(ゲートターンオフチイリスタ)を用い、GTO
のゲートに制御信号を与えることにより、GTOのオン
、オフを所火、の電流変化に応じて容易;二実行1−る
ことを可能とする。
ここで、GTOのオン、オフ動作を完了するために必要
な時間が問題となるが、GTOの種類によっても異なる
が、例えば、オン時間で数十μ式オフ時間で百数十μ気
のものがある。ここでいうオン、オフ時間は、くりかえ
し動作時のオフからオン、オンからオフまでの時16」
で考えている。
さらに、上記の(jTOで決まるオーダ以上の高速制御
を要求される場合には、各スイッチを複数個のGTOで
構成し、父互に、オン、オフ動作させることにより、ス
イッチ全体として見/こ壌、合には、より高速な制御が
可能となることを特徴とする特 〔発明の実施例〕 以下、本発明を第3図に示す電源装置の一実施例につい
て説明する。
第3図において、1〜4は第1図の場合と同じ機器であ
る。lOa ”” lod *lO’ a −10’l
llはGTOである。lLa 〜lidはダイオード、
12a、12bはタップ付リアクトルである。
第3図において、GTOlOa−10d 、 lσa 
%IO’dはスイッチの働きを果たし、リアクトル12
a 、 12bはスイッチのオン、オフ動作を円滑に可
能ならしめるための回路インダクタンスの役割を有する
よって、上記GTOスイッチ回路の動作は、第1図のス
イッチ5a〜5dと同様に動作し、第3図の各GTOの
オン、オフが第1図の各スイッチのオン、オフに対応す
る。
ここで、GTO1個のオン、オフ特性は一般に第4図(
=示されるようになる。
第4図(−おいて、■は負荷コイル4に流れる電流、V
はGTOのゲートを制御するための電圧とし、時刻t。
1にGTOのオン動作をさせ、時刻to2にGTOをオ
フ動作させ、時刻【。、(二〇TOを古文オン動作させ
るとすれば、同図に示すようなI−t、V−を特性が代
表的なケースとして与えられる。
一般にGTOをオン、オフ動作させる場合には、GTO
のゲートに制御a号を与える必要があり、その制御信号
(二よりある時間をかけてオン、オフ動作が完了するこ
とになる。
よって、オンからオフ、オフからオン動作をくりかえ1
−場合には、第4図(二示すような′l゛1あるいはT
2の時間をおいてから、次の動作に移る必要がある。
このT1あ、りいはT2の114間を今、オン、オフ時
間と呼ぶことと丁れば、前述のようにT、は数十μ式、
T2は100数十μ式のものがGTOi二よっては存在
する。
よって、このようなオン、オフ時間を有−4−るGTO
をスイッチとして用いれば、第2図(b)(二示す電1
t(xi波形の周期が1771&cオーダ、いいかえ匹
ば周波数がl kHzオーダの実現が可能性としである
こと(=なる。もちろん、コンデンf3の充電電圧や負
荷コイル4のインダクタンスにもよるが、スイッチのオ
ン、オフ時間から制約されるものとしては、上記オーダ
の高速制御が可能な電源装置を提供しうる。
さらに、第3図において、G T 010a −10d
とG T 01Q’a −10’dはそれぞれ並列に接
続されているが、各GTOを交互(二動作させることに
すれば、各GTOそれぞれか必要とするオン、オフ時間
から制限されるくりかえし同期よりも、より短い時間で
オフ、オフをくりかえし得ることになる。第5図に第3
図に示したG T Otoaとl O’aのオン、オフ
状態を示す。GTQをオン状態からオフ状態に移行した
後、次にオン状態:二するため(畷ま百数十μsの時間
待たなければな、らない。本発明では各アームを構成す
るGTOを並列(=接続しそのアームをオン状態(二制
御するとき、GTOを交互にオン状態にすることにより
高速な制御が可能となる。すなわち、GTOIOaをオ
ンし’lOaをオフした後、次はi 01aをオンする
かくして、第1図で述べたスイッチング動作をG T 
01Qa −dグループで行い、次にG’TOIσa〜
dのグループで行なうことにより、先のGTOIQax
dグループの回復時間を待つことなくスイッチング動作
を繰り返しさせることができる。
よって、第2図に示すような負荷コイル4の電圧、電流
変化を高速にすなわち短時間でくりかえす場合には、第
3因の電源装置を用いて、GTOのオン、オフ動作を実
行させれば、従来技術に比較して、高速な制御が実現さ
れることになる。
スイッチとして用いるGTOの並列接続の個数は第3図
の構成例のよう(二2個と制限する必要はなく、3個以
上でもかまわない。コンデンf3の充電電圧を高くする
ことにより、より高速な制御が必要な場合には複数個の
GTOを交互にスイッチとして使用することにより、G
TOの有するオン、オフ時間の制約条件を等測的に短縮
したことに相当させ、より高速な制御を可能とじつる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、スイッチ手段とし
てGT9を用いるようにしたので負荷の電圧、電流変化
をより高速に制御することを可能ならしめる電源装置が
提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の直流パルス状電圧を発生させる電源装置
の一構成例を示す回路図、第2図は第1図の一構成例の
動作を説明する電圧、電流特性を示すグラフ、第3図は
本発明の一実施例を示す回路図、第4図は第3図に示し
たGTOのオン、オフ特性を示すグラフ、第5図は第3
図(1示したGTOの点弧動作を説明するグラフである
。 l・・・直流電源 3・・・コンデンサ代理人 弁理士
 則 近 憲 右 (ほか1名) 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 4組のスイッチをブリッジ回路に接続し、負荷
    コイルをそのブリッジ回路の中央に設け、前記スイッチ
    を交互に人、切し、その人、切のタイミングを制御する
    ことにより、前記負荷コイルに制御された電流を流す電
    源装置において、前記スイッチの主要素子として、ゲー
    トターンオフテイリスタを用いることを特徴とする電源
    装置。
  2. (2)4組のスイッチの主要素子として、それぞれ複数
    個のゲートターンオフチイリスタを用いることを特徴と
    する特許請求範囲第1項の電#装置。
JP59006261A 1984-01-19 1984-01-19 電源装置 Pending JPS60152272A (ja)

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JP59006261A JPS60152272A (ja) 1984-01-19 1984-01-19 電源装置

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JP59006261A JPS60152272A (ja) 1984-01-19 1984-01-19 電源装置

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JPS60152272A true JPS60152272A (ja) 1985-08-10

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ID=11633517

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JP59006261A Pending JPS60152272A (ja) 1984-01-19 1984-01-19 電源装置

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JP (1) JPS60152272A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6193495B1 (en) 1998-04-28 2001-02-27 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Connector mold and a connector molding method
US6296523B1 (en) 1998-04-28 2001-10-02 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Male and female connector pair and set of mating connectors
US6599153B2 (en) 2000-09-29 2003-07-29 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Connector with incorrect fitting prevention means
JP2007101581A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Ricoh Co Ltd 画像形成装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6296523B1 (en) 1998-04-28 2001-10-02 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Male and female connector pair and set of mating connectors
US6599153B2 (en) 2000-09-29 2003-07-29 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Connector with incorrect fitting prevention means
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