第2章 並列コンバータシステムにおける新方式位相同期回路
2.4 同期回路が並列コンバータシステムに及ぼす影響
GND
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J :
4' .".・・・，.，・4占・‘.... ....け1・，0" 刊行.� ， .‘
t fl=f2=96.2kHz ! t : :Iol，I021NdiV E::Tme:50μ.s/div
図2-12 同期時のモジ、ユール出力電流波形
Fig.2-12 Module output cu汀ents with synchronizing circuit.
hvHON(〉) 1 0.5
-0.5
-2.5 100
-1.5 -2
。 2.5
。 2 1.5
0.5
。 -0.5
(〈)目。同AV
60 80 20 40
Time{凶)
モジ、ユール出力電流の部分拡大波形
Fig.2-13 Enlarged cuηent waveforms in Fig.2-12.
図2-13
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i + 内
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Driving signalof switch
(5V/div)
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図2-14 同期時の三角波発振器出力波形とスイッチ駆動波形
Fig.2-14 Triangular waveform in control circuit and driving signal of main switch in module #1 under synchronous condition.
----a
... ，a・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0
...
.. ， .. 0・・・・白，.... ， .. ，，.白.... ，.白------a・・・・0
...
.. ，.
0.5
。
10 8
4 6
Time (ms)
2 -0.5
0 (〉)。ω寸
同期停止時のモジ、ユール単体の出力電圧応答波形
__j司司圃・・・・・・・園田園田園・・・・・・・・・E・E・----_ .�
図2-15
Fig.2-15 Transient waveform of module output voltage .
39
常状態において
Aeos=(Em/n)ムI) (2-4)
となる.図2-16は単体モジ、ユールの発振周波数を外部同期信号により同期 させた状況下で同期信号を停止させた際の出力電圧変化幅!:leosを示している. 発 振器の固有振動周波数と外部同期周波数の差が大きいほど変化幅も増大している.
以上のことからマスターモジュール停止時に生じる周波数変動はスレーブモ ジ、ユールの出力電圧変動を引き起こす.この電圧変動は各モ、ン、ユールの周波数変 動幅に比例するため，モジ、ユールのスイッチング周波数が異なると各モジ、ユール の出力電圧変化も異なり，並列システムでは過渡的に電流のアンバランスが生じ ることが予想される.実際の並列システムではモジュールに電圧帰還制御を施し ているため電圧変動は小さくなるが 同時にモジ、ユールの出力インピーダンスも 低下するため わずかな電圧変動でも出力電流のアンバランスとしてその影響が 現れることが懸念される.図2-17は電圧帰還を施した同一電源モジ、ユール2 台を並列接続した状態で外部同期回路により同期させ， その後， 同期信号を停止 させた場合のモジュールの出力電流変化を示している.同一モジ、ユールであって も回路パラメータのわずかな差異によりTojJZ少し異なるために同期信号停止時 にわずかな電流不均衡が発生しているが， 出力電流に対する割合は小さいため，
同一モジ、ユールを使用する場合は問題とならない. しかし， モジ、ユールの動作周 波数や回路方式の違いによりTm時間が大幅に異なるコンバータ同士を並列接続 したシステムの場合には同期周波数が変化する度に時比率変動の差異によるモ
ジ、ユール聞の大きな電流不均衡が過渡的に生じることが予想される.
o expenment -・ ーーーーca1cu1ated
0.4
0.2 0.6 0.5
0.3
0.1
(〉)ωg寸国号ど側出脚宍迫
85
79 80 81 82 83 84
外部同期周波数 fms(kHz)
0 78
同期による出力電圧変化幅
Fig.2-16 Output voltage variation caused by synchronization.
図2-16
0.4 0.3 0.2
hvH ON(〉)
0.1
。
唱EiハU
-0.2
デ/ … 0
… ム … …
… A … - h:・・・・・目・ぃ: 勾〆ヤ ト:・， •• 0 … -4ナム凶 … O 一
0.4 0.3 0.2
1i ハU (〈)【 OHA1 。
ー0.2 ー0.1
-0.3 -0.3
ー0.4 2.5 2
1 1.5
Time (ms)
0.5 -0.4
0
同期周波数変化時のモジ、ユール電流変動
Fig.2・1 7 Output current variation by change of switching frequency.
図2-17