JP2017194018A - 燃料ポンプ駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】商用電源から供給される交流電力を整流し、直流電力で燃料ポンプを駆動する回路であって、交流電力の電圧変動を検知して直流電力をＰＷＭ制御するものにおいて、交流電力に電源高調波が重畳されると交流電力の電圧が低下していなくても整流後の直流電力の電圧が低下する現象が生じ、外部電源の電圧が低下したものとしてデューティ比を必要以上に増加させ、燃料の吐出量が設定以上に増加してしまう。そこで、電源高周波の影響を加味して適切な燃料の吐出量を確保することができる燃料ポンプ駆動回路を提供する。【解決手段】コンデンサ６２に充電する経路に抵抗７１を設け、この抵抗を介してコンデンサを充電した状態でのコンデンサの電圧と、この抵抗を短絡させた状態でコンデンサを充電した状態でのコンデンサの電圧とを比較して、商用電源からの交流電力に重畳されている電源高調波による歪み率を求め、この歪み率を基にＰＷＭ制御を補正する。【選択図】図１

Description

本発明は、外部の商用電源から供給される交流電力を整流し、コンデンサで平滑した直流電力で燃料ポンプを駆動する燃料ポンプ駆動回路に関する。

上述のような燃料ポンプ駆動回路として、例えば燃料ポンプに供給する直流電力をＰＷＭ制御することにより燃料ポンプからの燃料の吐出量を増減するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような燃料ポンプに供給する電力をＰＷＭ制御するものでは、商用電源から供給される交流電力の電圧をモニタしており、その電圧が低下すると、燃料ポンプに供給する電力のデューティ比を増加させて燃料の吐出量が変化しないような制御が行われる。

特開２００６−２２０３２７号公報（第５−７頁、第１図）

上記従来のものでは、電源電圧の変動を整流後の直流電力の電圧として取り込んでおり、他の負荷の稼働状態によって電源電圧が変動すると、燃料ポンプに供給する電力のデューティ比を変更している。すなわち、外部の電源の電圧が低下すればデューティ比を増加させる必要がある。

一方、外部の電源からの交流電力には電源高調波が重畳されることが知られている。交流電力に電源高調波が重畳されると、外部の電源の交流電力の電圧が低下していなくても整流後の直流電源の電圧が低下する現象か生じる。上記従来の駆動回路ではこの電源高調波の影響については全く考慮されていないので、整流後の電圧が低下する現象が生じると一律に外部電源の電圧が低下したものとしてデューティ比を増加させることになるが、電源高調波が重畳されたことにより整流後の電圧が低下しているのであれば、電源高調波が重畳されていない前提での制御を行うと、デューティ比を必要以上に増加させてしまい、燃料の吐出量が設定以上に増加してしまうという不具合が生じる。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、電源高調波の影響を加味して適切な燃料の吐出量を確保することのできる燃料ポンプ駆動回路を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明による燃料ポンプ駆動回路は、外部の商用電源から供給される交流電力を整流し、コンデンサで平滑した直流電力で燃料ポンプを駆動する燃料ポンプ駆動回路であって、交流電力の電圧変動を検知して、その交流電力の変化に伴って燃料ポンプに供給する直流電力をＰＷＭ制御するものにおいて、上記交流電力を分岐して電圧モニタ用の降圧トランスで電圧を下げた電圧モニタ用の交流電力を全波整流して脈流を生成し、コンデンサで平滑した電圧をマイコンに取り込んで上記燃料ポンプに供給するＰＷＭ制御のデューティ比を決定するように構成し、このコンデンサに充電する経路に抵抗を設け、この抵抗を介してコンデンサを充電した状態でのコンデンサの電圧と、この抵抗を短絡させた状態でコンデンサを充電した状態でのコンデンサの電圧とを比較して、上記外部の商用電源からの交通電力に重畳されている電源高調波による歪み率を求め、この歪み率を基に上記ＰＷＭ制御を補正することを特徴とする。

本発明では、電源高調波による歪み率を検知することができるので、その歪み率に応じた適正な制御を行うことができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、電源高調波による歪み率を検知できるので、従来の制御装置では電源高調波の影響を受けると燃料をポンプを適正に制御できなかったが、そのような不具合を解消することができる。

本発明の一実施の形態の構成を示す図 歪み率による検知電圧の変化を示す図

図１を参照して、１は外部の交流電源であり、この交流電源１から実効値が１００ボルトの交流電力の供給を受ける。供給された交流電力はダイオードブリッジ２で全波整流されコンデンサ３で平滑化されて、最大値が１４１ボルトの直流電力に変換される。その直流電力を燃料ポンプ４に供給して液体燃料を図外のバーナに供給するが、燃料の供給量は開閉素子４１に供給するパルス信号のデューティ比を増減することにより制御する。

このデューティ比はマイコン５によって制御される。上記交流電源１から供給される交流電力の電圧は、図示しない他の負荷の稼働状況によって変動することがあるので、マイコン５は、交流電源１からの電圧が低下するとデューティ比を増加させ、逆に交流電源１の電圧が上昇するとデューティ比を減少させて、交流電源１の電圧が変動しても燃料の供給量が一定になるように制御する。

マイコン５は入力ポート５１を備えており、この入力ポート５１に入力される電圧を基に交流電源１の電圧を認識するように構成されている。６は降圧トランスであり、交流電源１の電圧を適宜の電圧に降圧した後、ダイオードブリッジ６１で全波整流し、更にコンデンサ６２で平滑化する。そして、そのコンデンサ６２の充電電圧を２個の分圧抵抗７２，７３の中間電圧として上記入力ポート５１に入力させる。

上記交流電源１の電圧が上昇すれば、入力ポート５１に入力される電圧が上昇し、交流電源１の電圧が低下すれば、入力ポート５１に入力される電圧が低下する。従来の駆動回路では、以上説明した構成で交流電源１の電圧を検知して、開閉素子４１に供給するパルス信号のデューティ比を増減していた。但し、この構成では、交流電源１が供給する交流電力に重畳される電源高調波の影響を配慮することができない。すなわち、交流電源１の電圧が変動していなくても、電源高調波が重畳することにより入力ポート５１に入力される電圧が変化し、デューティ比を適切に制御することができなくなる。

そこで、本発明では上記コンデンサ６２に充電する経路に別途抵抗７１を設けると共に、この抵抗７１を自在に短絡することができる開閉素子５２を設け、この開閉素子５２の開閉状態をマイコン５が制御できるようにした。このように構成することにより、コンデンサ６２に対して抵抗７１を介して充電している状態での電圧（固定値）と、抵抗７１を介さずに直接コンデンサ６２を充電する従来の構成での電圧（変動値）とが入力ポート５１に入力できるようになる。

上記固定値は電源高調波が重畳することによる歪み率の影響をほぼ受けない。これに対して歪み率が増加すると上記変動値は減少する。例えば、交流電源１の電圧が１００ボルトで変動しない状態では、固定値がＭＶで歪み率に影響されず一定であるが、変動値はＭＶＨに示すように、歪み率の増加に伴って降下する。

交流電源１の電圧が上昇すれば、固定値はＨＶとなり、変動値はＨＶＨになる。逆に、交流電源１の電圧が降下すれば、固定値はＬＶになり、変動値はＬＶＨになる。

燃料ポンプ４を作動させるのに先だって、最初に固定値を読み込む。入力ポート５１に入力される電圧がＶ１（Ａ点）であり、変動値がＶ２（Ｂ点）であると、両電圧の電圧差（Ｖ１−Ｖ２）から、歪み率が１０％であることが分かる。すると、燃料ポンプ４の作動中はマイコン５に変動値を入力させて燃料ポンプ４の動作用のデューティ比を調節するが、Ｖ２が入力されている状態を、歪み率の影響を無視してＶ１が入力されているものとして制御するのではなく、Ｖ１とＶ２との間であって所定の内分比で求められるＣ点の電圧であるＶ３が入力されているとして、デューティ比を調節するようにした。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１ 交流電源
３ コンデンサ
４ 燃料ポンプ
５ マイコン
４１ 開閉素子
５１ 入力ポート
５２ 開閉素子
６２ コンデンサ

Claims (1)

1. 外部の商用電源から供給される交流電力を整流し、コンデンサで平滑した直流電力で燃料ポンプを駆動する燃料ポンプ駆動回路であって、交流電力の電圧変動を検知して、その交流電力の変化に伴って燃料ポンプに供給する直流電力をＰＷＭ制御するものにおいて、上記交流電力を分岐して電圧モニタ用の降圧トランスで電圧を下げた電圧モニタ用の交流電力を全波整流して脈流を生成し、コンデンサで平滑した電圧をマイコンに取り込んで上記燃料ポンプに供給するＰＷＭ制御のデューティ比を決定するように構成し、このコンデンサに充電する経路に抵抗を設け、この抵抗を介してコンデンサを充電した状態でのコンデンサの電圧と、この抵抗を短絡させた状態でコンデンサを充電した状態でのコンデンサの電圧とを比較して、上記外部の商用電源からの交通電力に重畳されている電源高調波による歪み率を求め、この歪み率を基に上記ＰＷＭ制御を補正することを特徴とする燃料ポンプ駆動回路。

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