專利名稱：變換器電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及搭載了用于消除變壓器偏磁的功能的變換器電源裝置。
背景技術(shù)：
對于變換器電源裝置而言，變壓器偏磁是很大的問題。當變壓器從偏磁達到飽和時其功能消失處于短路負載狀態(tài)，因此，變換器電路的開關(guān)元件中出現(xiàn)過電流，從而開關(guān)元件損壞。偏磁是在負載的急劇變化、開關(guān)元件等的特性偏差、反饋控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定等各種原因下產(chǎn)生的。特別地，最近的變換器電源裝置其工作頻率(載頻)有的超過100kHz，多數(shù)情況下在變壓器的鐵芯中使用高頻下的損耗較少的鐵氧體芯(ferrite core) 0但是，由于鐵氧體芯的飽和磁通密度的值較低，因此少許的偏磁就立刻會達到飽和。為此，對于高頻的變換器電源裝置來說，應(yīng)對偏磁是更加重要的。以下，對現(xiàn)有技術(shù)的防止偏磁技術(shù)進行說明。圖8是搭載了現(xiàn)有技術(shù)的防止偏磁功能的變換器電源裝置的電氣連接圖。三相橋整流電路DRl對三相商用電源AC進行整流。平滑電容器C對整流之后的電壓進行平滑輸出直流電壓。由DR1、C的雙方來形成直流電源。變換器電路由第1開關(guān)元件TRl至第4開關(guān)元件TR4形成。在此，變換電路形式是全橋形式的情況，但也可以是推挽形式。第1開關(guān)元件TRl和第4開關(guān)元件TR4同時進行導(dǎo)通/截止控制，第2開關(guān)元件TR2和第3開關(guān)元件TR3同時進行導(dǎo)通/截止控制。并且，變換器電路將直流電壓變換為高頻交流。圖8所示的變壓器INT將高頻交流的電壓變換為適合于負載的電壓。相互對置的一方的第1開關(guān)元件TR1、第4開關(guān)元件TR4處于導(dǎo)通狀態(tài)時，對變壓器INT的初級繞組施加正電壓，輸入電流檢測信號Id為正值。相反，相互對置的另一方的第2開關(guān)元件TR2、第 3開關(guān)元件TR3處于導(dǎo)通狀態(tài)時，對變壓器INT的初級繞組施加負電壓，輸入電流檢測信號 Id為負值。當這些正電壓和負電壓的施加時間(電壓積分值)不平衡時將發(fā)生偏磁。也就是說，由于負載急劇變化相互對置的一方的第1開關(guān)元件TR1、第4開關(guān)元件TR4的導(dǎo)通時間和相互對置的另一方的第2開關(guān)元件TR2、第3開關(guān)元件TR3的導(dǎo)通時間出現(xiàn)較大的差值時，將發(fā)生偏磁。二次整流器DR2對變壓之后的高頻交流進行整流。直流電抗器DCL對整流之后的直流進行平滑并供給至負載。輸入電流檢測電路ID檢測變壓器INT的初級電流，作為輸入電流檢測信號Id進行輸出。輸出電流檢測電路OD檢測輸出電流，作為輸出電流檢測信號Od進行輸出。輸出電流設(shè)定電路頂輸出希望的輸出電流設(shè)定信號Ir。圖9所示的輸出調(diào)制控制電路SC由誤差放大電路EI、脈寬調(diào)制控制電路PWM、三角波振蕩電路0SC、第1與電路ANDl以及第2與電路AND2形成，誤差放大電路EI對輸出電流設(shè)定信號Ir與輸出電流檢測信號Od之間的誤差進行放大從而輸出誤差放大信號Ei。 三角波振蕩電路OSC輸出具有變換器電路的高頻交流頻率的2倍頻率的三角波信號Osc，通過設(shè)定三角波信號Osc的頻率來決定高頻交流的頻率(載頻)。脈寬調(diào)制控制電路PWM將誤差放大信號Ei和三角波信號Osc作為輸入進行脈寬調(diào)制，輸出脈寬調(diào)制信號Pwl、Pw2。
禁止電路由圖9所示的第1與電路ANDl和第2與電路AND2形成，第1與電路ANDl 進行后述的偏磁判別信號Ep和第1脈寬調(diào)制信號Pwl的與邏輯從而輸出第1輸出調(diào)制控制信號，第2與電路AND2進行偏磁判別信號Ep和脈寬調(diào)制信號Pw2的與邏輯從而輸出第2輸出調(diào)制控制信號&2。第1輸出調(diào)制控制信號Scl是對相互對置的一方的第1開關(guān)元件TR1、第4開關(guān)元件TR4進行導(dǎo)通控制的信號，第2輸出調(diào)制控制信號Sc2是對相互對置的另一方的第2開關(guān)元件TR2、第3開關(guān)元件TR3進行導(dǎo)通控制的信號。并且，第1輸出調(diào)制控制信號Scl與第2輸出調(diào)制控制信號Sc2如圖10中的敘述是錯開半周期的信號，由兩信號形成高頻交流的一周期。圖9所示的偏磁判別電路EP由絕對值電路FW、比較電路CP、電流基準電路IREF、 偏磁防止電路HD和翻轉(zhuǎn)電路IN形成，絕對值電路FW對交流的輸入電流檢測信號Id進行全波整流從而作為絕對值信號Fw輸出，比較電路CP對絕對值信號Fw的信號和預(yù)先規(guī)定的電流基準值Iref進行比較，在絕對值信號Fw的值大于電流基準值Iref的值時，使比較信號Cp為高電平進行輸出。偏磁防止電路HD在比較信號Cp為高電平時使偏磁防止信號Hd 為高電平進行輸出，直至省略圖示的變換器頻率的半周期結(jié)束為止將偏磁防止信號Hd維持在高電平。此外，翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)作為偏磁判別信號Ep進行輸出。圖10是說明現(xiàn)有技術(shù)的偏磁判別方法的動作的時序圖，該圖(A)表示三角波信號 Osc，該圖⑶表示第1脈寬調(diào)制信號Pwl，該圖(C)表示第2脈寬調(diào)制信號Pw2，該圖(D) 表示輸入電流檢測信號Id，該圖(E)表示絕對值信號Fw，該圖(F)表示偏磁判別信號Ep，該圖(G)表示第1輸出調(diào)制控制信號，該圖(H)表示第2輸出調(diào)制控制信號&2。接下來，利用圖10對現(xiàn)有技術(shù)的防止偏磁的動作進行說明。例如，若將變換器電源裝置的最大輸出電流值設(shè)定為300A，則輸入電流值為75A。 并且，為了確保最大輸出電流值的300A，將電流基準值設(shè)定為105A。如圖10⑶所示，在時刻t = tl t2的期間中，輸出相互對置的一方的第1開關(guān)元件TR1、第4開關(guān)元件TR4所用的第1脈寬調(diào)制信號Pwl，如該圖(D)所示，輸入電流檢測信號Id為正值。該期間中，變壓器INT上施加正的電壓。如圖10(C)所示，在時刻t = t2 t3的期間中，輸出相互對置的另一方的第2開關(guān)元件TR2、第3開關(guān)元件TR3所用的第2脈寬調(diào)制信號Pw2，如圖(D)所示，輸入電流檢測信號Id為負值。當在該小電流期間中(例如輸入電流25A)由于負載變動而發(fā)生偏磁時，如該圖(D)所示輸入電流檢測信號Id 的值上升，例如為40A。但是，因為將電流基準值Iref較高地設(shè)定為105A，則由于該圖(E) 所示的絕對值信號Fw的值未達到電流基準值Iref，因此偏磁判別電路EP無法判別偏磁發(fā)生。在時刻t4 t5的中電流期間中(例如，輸入電流50A)當由于負載變動而發(fā)生偏磁時，如圖10(D)所示，輸入電流檢測信號Id的值上升，例如為80A。但是，由于該圖(E)所示的絕對值信號Fw的值未達到電流基準值Iref，因此偏磁判別電路EP無法判別偏磁發(fā)生。在時刻t6 t7的大電流期間中(例如，75A)當由于負載變動而發(fā)生偏磁時，如圖 10⑶所示，輸入電流檢測信號Id的值急劇上升達到120A。此時，在時刻t = t61，當該圖 (E)所示的絕對值信號Fw的值為電流基準值Iref (105A)以上時，比較電路CP判別為已發(fā)生偏磁并使比較信號Cp變?yōu)楦唠娖?。然后，偏磁防止電路HD根據(jù)比較信號Cp的高電平將偏磁防止信號Hd維持在高電平直至?xí)r刻t = t7為止，由翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)作為該圖(F)所示的偏磁判別信號Ep進行輸出。圖9所示的、形成禁止電路的第2與電路ANDl，進行偏磁判別信號Ep與第2脈寬調(diào)制信號Ρ 2之間的與邏輯，從而輸出圖10(G)所示的第2輸出調(diào)制控制信號&2，在時刻 t = t61變?yōu)榈碗娖?，由此抑制電流值上升從而防止?開關(guān)元件TR2、第3開關(guān)元件TR3 損壞。但是，在該防止偏磁對策中，為了確保最大輸出電流值300A而提高電流基準值Iref 的值，由于在偏磁進行了相當程度的狀態(tài)下進制脈沖寬度，因此在偏磁消除中需要時間。其結(jié)果，在時刻t = t8之后輸入電流值也會急劇上升，從而陷于脈沖寬度的禁止連續(xù)發(fā)生的狀態(tài)。這樣，當偏磁消除時間變長時，無法充分發(fā)揮開關(guān)元件的保護功能，這將成為損壞或劣化的原因。并且，還會導(dǎo)致輸出的不穩(wěn)定。如上述，在現(xiàn)有技術(shù)中為了判別圖8所示的變壓器INT的偏磁，檢測變壓器INT的輸入電流值，在該輸入電流值為預(yù)先規(guī)定的電流基準值以上時判別為偏磁，從判別出的時刻起到變換器頻率的半周期結(jié)束為止使變換器電路的開關(guān)元件處于截止狀態(tài)進行偏磁的消除。但是，因為將判別偏磁的電流基準值設(shè)定得較高，需要在變壓器INT出現(xiàn)了相當程度的偏磁的狀態(tài)下進行判別，因此偏磁消除時間較長，這將成為無法充分發(fā)揮開關(guān)元件的保護功能進而出現(xiàn)損壞或劣化的原因。并且，還會導(dǎo)致輸出的不穩(wěn)定。專利文獻1的變換器電源裝置中，記載了上述的消除偏磁的技術(shù)。[專利文獻1]JP特開2007-20243號公報在上述的變壓器的初級側(cè)的輸入電流值在規(guī)定電流基準值以上時判別為偏磁從而禁止輸出調(diào)制控制信號的輸出的現(xiàn)有技術(shù)中，在變換器電源裝置的最大輸出電流值例如為300A時，為了確保最大輸出電流值，需要將判別偏磁的輸入電流的電流基準值設(shè)定為較高的300A以上。但是，當基于該設(shè)定得較高的電流基準值判別偏磁時，要在出現(xiàn)了相當程度的偏磁的狀態(tài)下進行判別，偏磁消除需要時間，將陷入輸出調(diào)制控制信號的輸出禁止狀態(tài)連續(xù)發(fā)生的狀態(tài)。為此，形成變換器電路的開關(guān)元件中出現(xiàn)過電流從而招致?lián)p壞或劣化。此外，由于將判別偏磁的電流基準值設(shè)定得較高，因此在輸出電流值較小時無法判別初期的偏磁。并且，在現(xiàn)有技術(shù)的專利文獻1所記載的方法中，為了判別在輸出電流值較小時發(fā)生的偏磁而對變壓器的初級側(cè)的輸入電流進行微分，基于該微分值判別偏磁，但對于該方法來說，由于近年來變換器電源裝置的工作頻率(載頻)處于超過IOOkHz的高速化，因此在微分判別方法中會因該高速化而容易受到噪聲的影響，在偏磁判別的可靠性方面出現(xiàn)問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種變換器電源裝置，能夠在變壓器的偏磁進行相當程度之前進行偏磁處理。為了解決上述問題，第1發(fā)明的變換器電源裝置具備變換器電路，通過多個開關(guān)元件將直流電源變換至高頻交流；變壓器，對所述高頻交流進行變壓使其變?yōu)檫m合于負載的電壓；輸入電流檢測電路，檢測所述變壓器的輸入電流值；整流電路，對所述變壓之后的高頻交流進行整流然后提供給負載；輸出電流檢測電路，檢測所述整流之后的輸出電流值；輸出調(diào)制控制電路，根據(jù)所述輸出電流值對所述變換器電路進行輸出調(diào)制控制；偏磁判別電路，當所述變壓器的輸入電流值在預(yù)先規(guī)定的偏磁電流基準值以上時，判別為所述變壓器偏磁，輸出偏磁判別信號；和禁止電路，從所述偏磁判別信號輸入的時刻起至預(yù)先規(guī)定的變換器頻率的半周期結(jié)束為止禁止所述輸出調(diào)制控制，并使所述變換器電路的開關(guān)元件變化至截止狀態(tài)，其中，所述變換器電源裝置還設(shè)有用來生成所述偏磁電流基準值的偏磁電流基準生成電路，所述偏磁電流基準生成電路當所述輸出電流值被輸入時，將所述輸出電流值乘以所述變壓器的次級繞組/初級繞組的匝數(shù)比并且在所述乘積結(jié)果上加上預(yù)先規(guī)定的偏磁電流值從而生成偏磁電流基準值。在第1發(fā)明的基礎(chǔ)上，第2發(fā)明的變換器電源裝置根據(jù)所述輸出電流值來改變所述偏磁電流值。根據(jù)本發(fā)明的第1發(fā)明，由于隨著輸出電流值的變化偏磁電流基準值也變化，因此能在變壓器的偏磁進行相當程度之前判別偏磁，通過該早期的偏磁判別抑制流經(jīng)變換器電路的開關(guān)元件的過電流，從而保護開關(guān)元件防止損壞或劣化。再有，由于偏磁電流基準值是根據(jù)被直流電抗器平滑之后的輸出電流值來生成的，因此不易受到高頻噪聲的影響可提高偏磁判別的精度。根據(jù)本發(fā)明的第2發(fā)明，由于根據(jù)輸出電流值來改變偏磁電流值，因此即便在難以判別偏磁發(fā)生的小輸出電流時也可進行偏磁判別，并且偏磁的判別精度有很大提高。


圖1是實施方式1所涉及的變換器電源裝置的電氣連接器。
圖2是圖1所示的偏磁判別電路的詳細圖。
圖3是說明實施方式1的動作的時序圖。
圖4是實施方式1的變壓器的輸入輸出電流值與偏磁電流基準之間的關(guān)系圖。
圖5是實施方式2的偏磁判別電路的詳細圖。
圖6是說明實施方式2的動作的時序圖。
圖7是實施方式2的變壓器的輸入電流值和偏磁電流基準值之間的關(guān)系圖。
圖8是現(xiàn)有技術(shù)的變換器電源裝置的電氣連接圖。
圖9是圖7所示的現(xiàn)有技術(shù)的偏磁判別電路的詳細圖。
圖10是說明現(xiàn)有技術(shù)的動作的時序圖。
圖中
1負載
AD加法電路
ANDl第1與電路
AND2第2與電路
Cl平滑電容器
CP比較電路
Cp比較信號
DK變換器驅(qū)動電路
Dkl第1變換器驅(qū)動信號
Dk2第2變換器驅(qū)動信號Dk3第3變換器驅(qū)動信號Dk4第4變換器驅(qū)動信號DCL直流電抗器DRl初級整流電路DR2次級整流電路EC偏磁電流基準生成電路ECA輸出電流對應(yīng)偏磁電流基準生成電路EO輸出電流對應(yīng)偏磁電流設(shè)定電路EP偏磁判別電路Ep偏磁判別信號EPO偏磁判別電路Epo偏磁判別信號EI誤差放大電路Ei誤差放大信號ES偏磁電流設(shè)定電路Fff絕對值電路Fw絕對值信號HD偏磁防止電路Hd偏磁防止信號ID輸入電流檢測電路Id輸入電流檢測信號IN翻轉(zhuǎn)電路INT主變壓器頂輸出電流設(shè)定電路Ir輸出電流設(shè)定信號(輸出電流設(shè)定值)IREF電流基準電路Iref電流基準值OD輸出電流檢測電路Od輸入電流檢測信號OP放大電路Op放大信號OSC三角波發(fā)生電路Osc三角波發(fā)生信號P麗脈寬調(diào)制電路Pwl第1脈寬調(diào)制信號Pw2第2脈寬調(diào)制信號SC輸出調(diào)制控制電路Scl第1輸出調(diào)制控制
Sc2第2輸出調(diào)制控制TRl第1開關(guān)元件TR2第2開關(guān)元件TR3第3開關(guān)元件TR4第4開關(guān)元件
具體實施例方式在圖1所示的變壓器中，當高頻交流的正 負各半波中發(fā)生不平衡時，在變壓器的一個半波中將產(chǎn)生作為偏磁電流的直流電流。此時，變壓器引起磁飽和從而處于短路負載狀態(tài)，若變壓器的輸入電流過大則存在形成變換器電路的開關(guān)元件發(fā)生損壞的危險性。但是，由于偏磁電流為直流，因此不會出現(xiàn)在變壓器的輸出電流中。本發(fā)明的實施方式使用上述變壓器的特性，將輸出電流值乘以變壓器次級繞組數(shù) /初級繞組數(shù)的匝數(shù)比從而對不包含變壓器的偏磁電流的輸入電流值進行換算，在該換算之后的輸入電流值上加上預(yù)先規(guī)定的偏磁電流值從而計算偏磁電流基準值，并比較變壓器的輸入電流值和偏磁電流基準值，在輸入電流值為偏磁電流基準值以上時判別為發(fā)生了偏磁。圖1是具有上述偏磁判別功能的實施方式1的變換器電源裝置的電氣連接圖。在該圖中，由于與圖8所示的現(xiàn)有技術(shù)的變換器電源裝置的電氣連接圖相同符號的結(jié)構(gòu)部分進行相同的動作，因此省略其說明，僅對符號不同的結(jié)構(gòu)部分進行說明。圖2是實施方式1的偏磁判別電路EPO的詳細圖，偏磁判別電路EPO由絕對值電路FW、比較電路CP、偏磁防止電路HD和翻轉(zhuǎn)電路IN形成。并且，偏磁電路基準生成電路EC 由放大電路OP、加法電路AD和偏磁電流設(shè)定電路ES形成。設(shè)變壓器INT的初級繞組為m、次級繞組為N2，放大電路OP將輸出電流信號Od 的值乘以匝數(shù)比(N2/m)的系數(shù)(例如1/4)，對變壓器INT的初級繞組的輸入電流值進行換算從而作為輸入電流換算信號Op進行輸出。偏磁電流設(shè)定電路ES設(shè)定預(yù)先規(guī)定的偏磁電流值α。加法電路AD在輸入電流換算信號Op的值上，加上由偏磁電流設(shè)定電路ES所設(shè)定的預(yù)先規(guī)定的偏磁電流值α，從而計算出偏磁電流基準值Ec。此時，例如將變換器電源裝置的最大輸出電流值設(shè)定為300Α時，輸入電流換算信號Op的值為75Α。并且，例如將偏磁電流值α設(shè)定為40Α從而以偏磁電流基準值115Α來判別偏磁時，由于偏磁電流值α為較大的40Α，因此在偏磁進行了相當程度的狀態(tài)下判別。相反，減小偏磁電流值α設(shè)定為20Α，以偏磁電流基準值95Α來判別偏磁時，偏磁判別雖然不會出現(xiàn)問題，但是在圖1所示的負載短路時，進行短路解除的通電電流被抑制， 從而出現(xiàn)短路解除無法順利進行的問題?；谏鲜鰞?nèi)容，將偏磁電流值α設(shè)定為30Α時， 能夠在偏磁未進行相當程度的狀態(tài)下就進行判別，并且也能夠順利進行短路解除。圖4是將偏磁電流值α設(shè)定為30Α時輸入電流值和偏磁電流基準值之間的關(guān)系圖，表示偏磁電流基準值隨著輸出電流值變化的情況。圖2所示的比較電路CP比較絕對值信號Fw的值和偏磁電流基準值Ec的值，在絕對值信號Fw的值大于偏磁電流基準值Ec時，使比較信號Cp為高電平并進行輸出。當比較信號Cp變?yōu)楦唠娖綍r，偏磁防止電路HD使偏磁防止信號Hd為高電平并輸出，直至省略圖示的變換器頻率的半周期結(jié)束為止維持輸出。然后，翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)從而作為偏磁判別信號Epo輸出。圖3是說明實施方式1的偏磁判別方法的動作的時序圖，該圖(A)表示三角波信號Osc，該圖(B)表示第1脈寬調(diào)制信號Pwl，該圖(C)表示第2脈寬調(diào)制信號Pw2，該圖(D) 表示輸入電流檢測信號Id，該圖(E)表示絕對值信號Fw，該圖(F)表示輸出電流信號0d，該圖(G)表示偏磁判別信號Epo，該圖(H)表示第1輸出調(diào)制控制信號&1，該圖(I)表示第 2輸出調(diào)制控制信號&2。接下來，利用圖3和圖4對實施方式1的偏磁判別的動作進行說明。在圖3所示的時刻t = tl t2的小電流期間，在圖4所示的C點的輸出電流100A 時，輸出圖3(B)所示的第1脈寬調(diào)制信號Pwl，如圖(D)所示，輸入電流檢測信號Id的值為正值的25A。在時刻t = t2 t3的小電流期間中由于負載變動發(fā)生偏磁時，如圖3(D)所示， 輸入電流檢測信號Id的值急劇上升，例如為40A。并且，在時刻t = t21，對該圖(E)所示的絕對值信號Fw的值(40A)和偏磁電流基準值Ec的值(圖4所示的F點的55A)進行比較，由于絕對值信號Fw的值小于偏磁電流基準值Ec的值，因此偏磁判別電路EPO無法判別偏磁發(fā)生。如圖3所示，在時刻t = t4 t5的中電流期間中由于負載變動發(fā)生偏磁時，如圖 3(D)所示，輸入電流檢測信號Id的值急劇上升，例如變?yōu)?0A。并且，在時刻t = t41，當該圖(E)所示的絕對值信號Fw的值(80A)為偏磁電流基準值Ec(SOA)以上時，比較電路CP使比較信號Cp為高電平，偏磁防止電路HD根據(jù)比較信號Cp的高電平使偏磁防止信號Hd為高電平，直至?xí)r刻t = t5為止維持高電平。并且，通過翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)，使該圖(F)所示的偏磁判別信號Ep為低電平。形成圖2所示的禁止電路的第2與電路AND2，進行偏磁判別信號Ep與第2脈寬調(diào)制信號Pw2的與邏輯，從而輸出第2輸出調(diào)制控制信號&2，在時刻t = t41變?yōu)榈碗娖?，由此從輸入偏磁判別信號的時間點起直至高頻交流的半周期結(jié)束的時刻t = t5為止，禁止第 2輸出調(diào)制控制信號Sc2從而抑制偏磁電流上升，消除偏磁。在時刻t = t6 t7的大電流期間中由于負載變動再次發(fā)生偏磁時，如圖3(D)所示，輸入電流檢測信號Id的值急劇上升，例如變?yōu)?20A。并且，在時刻t = t61，當該圖(E) 所示的絕對值信號Fw的值(120A)為偏磁電流基準值Ec的值(105A)以上時，比較電路CP 使比較信號Cp為高電平，偏磁防止電路HD根據(jù)比較信號Cp的高電平使偏磁防止信號Hd直至?xí)r刻t = t7為止變?yōu)楦唠娖?，通過翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)，使該圖(F)所示的偏磁判別信號Ep為低電平。形成圖2所示的禁止電路的第2與電路AND2，進行偏磁判別信號Ep與第2脈寬調(diào)制信號Pw2的與邏輯，從而輸出第2輸出調(diào)制控制信號&2，在時刻t = t61變?yōu)榈碗娖?，由此從輸入偏磁判別信號的時間點起直至高頻交流的半周期結(jié)束的時刻t = t7為止，禁止第 2輸出調(diào)制控制信號Sc2從而抑制偏磁電流上升消除偏磁，防止第2開關(guān)元件TR2、第3開關(guān)元件TR3損壞。如上述，對基于輸出電流值求出的輸入電流換算值加上預(yù)先規(guī)定的偏磁電流值從而算出偏磁電流基準值，當根據(jù)該計算出的偏磁電流基準值判別偏磁時，能夠在偏磁進行相當程度之前判別出偏磁，能夠在偏磁的初期階段進行偏磁防止處理，因此，偏磁被快速解除，能夠保護變換器電路的開關(guān)元件不會被過電流劣化或損壞。對實施方式2進行說明。在變換器電源裝置中，一般使用在直流電抗中具有閉環(huán)特性的直流電抗器。并且， 在具有閉環(huán)特性的直流電抗器中，在輸出電流值較大時阻抗值變小，相反在輸出電流值較小時，阻抗值變大。這樣，由于在輸出電流值較大時直流電抗器的阻抗值較小，因此變壓器的輸入電流的變化率(di/dt)較大，這樣在發(fā)生偏磁時變壓器的輸入電流會發(fā)生較大變化。相反，由于輸出電流值較小時直流電抗器的阻抗值較大，因此變壓器的輸入電流的變化率(di/dt) 較小，在發(fā)生偏磁時變壓器的輸入電流的變化較小。如上述，通過在輸出電流值較大時發(fā)生偏磁則增大偏磁電流值，在輸出電流值較小時發(fā)生偏磁則減小偏磁電流值，從而能提高偏磁的判別精度。圖7是輸入輸出電流值與偏磁電流基準值之間的關(guān)系圖，表示偏磁電流值α隨著輸出電流值變化的情況。圖5是實施方式2的偏磁判別電路的詳細圖。在該圖中，由于與實施方式1所示的圖2的偏磁判別電路的詳細圖相同符號的結(jié)構(gòu)部分進行相同的動作，因此省略其說明， 僅對符號不同的結(jié)構(gòu)部分進行說明。圖5所示的、輸出電流對應(yīng)偏磁電流基準生成電路ECA，由放大電路0Ρ、加法電路 AD和輸出電流對應(yīng)偏磁電流設(shè)定電路EO形成。設(shè)變壓器INT的初級繞組為m、次級繞組為N2，放大電路0P，將輸出電流信號Od 的值乘以匝數(shù)比(N2/m)的系數(shù)(例如1/4)，對變壓器INT的初級繞組的輸入電流值進行換算從而作為輸入電流換算信號Op進行輸出。例如，在輸出電流信號Od的值為300A時， 輸入電流換算信號Op的值為75A。輸出電流對應(yīng)偏磁電流設(shè)定電路E0，如圖7所示那樣根據(jù)輸出電流值改變偏磁電流值α。此外，加法電路AD在輸入電流換算信號Op的值上加上由輸出電流對應(yīng)偏磁電流設(shè)定電路EO所設(shè)定的偏磁電流值α，從而計算出偏磁電流基準值Eca。圖6是說明實施方式2的偏磁判別方法的動作的時序圖，該圖㈧表示三角波信號Osc，該圖(B)表示第1脈寬調(diào)制信號Pwl，該圖(C)表示第2脈寬調(diào)制信號Pw2，該圖(D) 表示輸入電流檢測信號Id，該圖(E)表示絕對值信號Fw，該圖(F)表示輸出電流信號0d，該圖(G)表示偏磁判別信號Epo，該圖(H)表示第1輸出調(diào)制控制信號&1，該圖(I)表示第 2輸出調(diào)制控制信號&2。接下來，利用圖5至圖7對實施方式2的偏磁判別的動作進行說明。在圖6所示的時刻t = tl t2的小電流期間，在圖7所示的C點的輸出電流100A 時，輸出圖6(B)所示的第1脈寬調(diào)制信號Pwl，如圖(D)所示，輸入電流檢測信號Id的值為正值的25A。在時刻t = t2 t3的小電流期間中由于負載變動發(fā)生偏磁時，如圖6(D)所示， 輸入電流檢測信號Id的值急劇上升，例如為40A。并且，在時刻t = t21，對該圖(E)所示的絕對值信號Fw的值(40A)和偏磁電流基準值A(chǔ)d的值(F點的^A)進行比較，由于絕對值信號Fw的值大于偏磁電流基準值Eca的值，因此比較電路CP使比較信號Cp為高電平。 并且，偏磁防止電路HD根據(jù)比較信號Cp的高電平使偏磁防止信號Hd為高電平，直至?xí)r刻t =t3為止維持高電平。然后，通過翻轉(zhuǎn)電路IN偏磁防止信號Hd被翻轉(zhuǎn)，使該圖(F)所示的偏磁判別信號Epo為低電平。形成禁止電路的第2與電路AND2，進行偏磁判別信號Ep與第2脈寬調(diào)制信號Pw2 的與邏輯，從而輸出第2輸出調(diào)制控制信號&2，在時刻t = t21變?yōu)榈碗娖?，由此從輸入偏磁判別信號的時間點起直至高頻交流的半周期結(jié)束的時刻t = t3為止禁止第2輸出調(diào)制控制信號Sc2，從而抑制偏磁電流上升，消除偏磁。在時刻t = t4 t5的中電流期間，在圖7所示的B點的輸出電流200A時，由于負載變動發(fā)生偏磁，如圖6 (D)所示，輸入電流檢測信號Id的值急劇上升，例如變?yōu)?0A。并且，在時刻t = t41，對該圖(E)所示的絕對值信號Fw的值(80A)和偏磁電流基準值Eca的值(F點的60A)進行比較，由于絕對值信號Fw的值大于偏磁電流基準值Eca的值，因此比較電路CP使比較信號Cp為高電平。然后，偏磁防止電路HD根據(jù)比較信號Cp的高電平使偏磁防止信號Hd為高電平，直至?xí)r刻t = t5為止維持高電平。并且，通過翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)，使該圖(F)所示的偏磁判別信號Ep為低電平。并且以后與上述進行同樣的動作。接下來，在時刻t = t6 t7的大電流期間，在圖7所示的A點的輸出電流300A 時，由于負載變動發(fā)生偏磁的情況下，如圖6 (D)所示，輸入電流檢測信號Id的值急劇上升， 例如變?yōu)?20A。并且，在時刻t = t61，對該圖(E)所示的絕對值信號Fw的值(120A)和偏磁電流基準值Eca的值(D點的95A)進行比較，由于絕對值信號Fw的值大于偏磁電流基準值Eca的值，因此比較電路CP使比較信號Cp為高電平。并且，偏磁防止電路HD根據(jù)比較信號Cp的高電平使偏磁防止信號Hd為高電平，直至?xí)r刻t = t7為止維持高電平。然后， 通過翻轉(zhuǎn)電路IN使偏磁防止信號Hd翻轉(zhuǎn)，使該圖(F)所示的偏磁判別信號Epo為低電平。 并且以后與上述進行同樣的動作。如上述，通過基于輸出電流值來改變偏磁電流值，即便針對輸出電流值較小時發(fā)生的偏磁也能進行偏磁判別，能很大地提高偏磁的判別精度。
權(quán)利要求
1.一種變換器電源裝置，其具備變換器電路，通過多個開關(guān)元件將直流電源變換至高頻交流； 變壓器，對所述高頻交流進行變壓使其變?yōu)檫m合于負載的電壓； 輸入電流檢測電路，檢測所述變壓器的輸入電流值； 整流電路，對所述變壓之后的高頻交流進行整流然后提供給負載； 輸出電流檢測電路，檢測所述整流之后的輸出電流值；輸出調(diào)制控制電路，根據(jù)所述輸出電流值對所述變換器電路進行輸出調(diào)制控制； 偏磁判別電路，當所述變壓器的輸入電流值在預(yù)先規(guī)定的偏磁電流基準值以上時，判別為所述變壓器偏磁，輸出偏磁判別信號；和禁止電路，從所述偏磁判別信號輸入的時刻起至預(yù)先規(guī)定的變換器頻率的半周期結(jié)束為止禁止所述輸出調(diào)制控制，并使所述變換器電路的開關(guān)元件變化至截止狀態(tài)，其中，所述變換器電源裝置還設(shè)有用來生成所述偏磁電流基準值的偏磁電流基準生成電路，所述偏磁電流基準生成電路，當所述輸出電流值被輸入時，將所述輸出電流值乘以所述變壓器的次級繞組/初級繞組的匝數(shù)比并且在所述乘積結(jié)果上加上預(yù)先規(guī)定的偏磁電流值，從而生成偏磁電流基準值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器電源裝置，其特征在于， 根據(jù)所述輸出電流值來改變所述偏磁電流值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種變換器電源裝置，能夠進行高精度的偏磁判別且不會被變壓器的初級側(cè)的輸入電流值帶來影響。其具備變換器電路；變壓器，向適合于負載的電壓進行變壓；輸入電流檢測電路，檢測變壓器的輸入電流值；輸出電流檢測電路，檢測輸出電流值；輸出調(diào)制控制電路，控制變換器電路；偏磁判別電路，當輸入電流值在偏磁電流基準值以上時輸出偏磁判別信號；和禁止電路，從偏磁判別信號輸入的時刻起直至變換器頻率的半周期結(jié)束為止禁止輸出調(diào)制控制，還設(shè)有用于生成偏磁電流基準值的偏磁電流基準生成電路，偏磁電流基準生成電路將輸出電流值乘以變壓器的次級繞組/初級繞組的匝數(shù)比，并且在乘積結(jié)果上加上偏磁電流值從而生成偏磁電流基準值。
文檔編號H02M3/335GK102299635SQ201110155358
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者大西孝典 申請人:株式會社大亨