JPH04223507A - 電源制御回路 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、定電流モードと定電圧
モードを備えた電源に対する電源制御回路に関するもの
であり、とりわけ、共通の出力段を備えているが、電源
の負荷インピーダンスに対して定電流及び定電圧制御ル
ープの伝達関数が同時に反応しなくなるようにするフィ
ードバックネットワークを備えた電源制御回路に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】定電圧（ＣＶ）モード及び定電流（ＣＣ
）モードを備えた電源については、周知のところである
。ただし、先行技術によるＣＶ／ＣＣ電源は、一般に、
電力出力段と、定電流モード及び定電圧モードの制御ル
ープとの間に極めて明白な依存関係が存在し、これらの
依存関係によって先行技術による電源の性能が、大幅に
制限される。すなわち、先行技術によるＣＶ／ＣＣ電源
の設計では、例外なく、出力段及び電源の制御ループに
関連した性能トレードオフのバランスをとることが必要
になる。これらの回路素子のそれぞれに関連したコスト
のため、以前は、できるだけコストと性能に対する影響
を少なくして、各素子の利点のトレードオフを行なう設
計が、優れた設計であった。あいにく、これらのコスト
と性能のトレードオフは、定電圧モードまたは定電流モ
ードにおいて、ＣＶ／ＣＣ電源をいかにうまく動作させ
ることができるかについて大幅な制限を加えることにな
る。

【０００３】図１には、定電流の望ましい出力段を備え
た、先行技術によるＣＶ／ＣＣ電源の一例が示されてい
る。図１のＣＶ／ＣＣ電源には、素子１０２〜１１０か
ら成る定電流制御ループと素子１１２〜１２０から成る
定電圧制御ループが含まれている。両方の制御ループに
は、出力段１０８が含まれている。図１の回路の定電流
動作時、定電流プログラミングソースによって、出力段
１０８に接続された負荷を駆動するための所定の定電流
レベルが加算器１０２に加えられる。加算器１０２の出
力は、定電流エラー増幅器１０４で増幅され、定電流ゲ
ートダイオード１０６を介して、出力段１０８を駆動す
る。出力段１０８で検出された出力電流は、次に、電流
監視増幅器１１０を介して、加算器１０２の負の入力に
フィードバックされ、負のフィードバック制御ループを
形成している。この制御ループによって、出力段１０８
の電流出力を所定の定電流レベルに維持することが可能
になる。同様に、図１の回路の定電圧動作時に、定電圧
プログラミングソースによって、出力段１０８に接続さ
れた負荷を駆動するため所定の定電圧レベルが加算器１
１２に加えられる。加算器１１２の出力は、定電圧エラ
ー増幅器１１４において増幅され、さらに、定電圧ゲー
トダイオード１１６を介して送られ、出力段１０８を駆
動する。結果生じる出力電流は、出力回路構成要素の負
荷インピーダンス１１８を通って流れ、結果生じる出力
電圧は、電圧監視増幅器１２０によって測定される。測
定された電圧は、さらに、加算器１１２の負の入力にフ
ィードバックされ、負のインピーダンス１１８の両端間
における電圧を所定の定電圧レベルに維持できるように
する負のフィードバック制御ループを形成する。

【０００４】一般に、図１に示すタイプのＣＶ／ＣＣ電
源は、定電圧動作と定電流動作のいずれかに有利に働く
出力段を備えている。動作モードの一方をもう一方の動
作よりも優遇するこの能力は、出力段に対する入力が一
定に保持されている間に、出力段に接続された負荷イン
ピーダンスとはあまり関係のない電圧または電流をその
出力から発生する出力段能力によって決まる。従って、
出力段は、その入力から開ループで駆動されると、電流
源の特性よりも電圧源の特性を顕著に示す場合には、定
電圧に有利に働くものとして分類される。同様に、その
入力から開ループで駆動されると、電流源の特性を示す
出力段は、定電流に有利に働くものとみなされる。出力
段のこの開ループ伝達関数の性質は、電圧に有利に働く
出力段は、優れた定電圧性能を発揮するが、出力段の出
力に対する負荷インピーダンスのため、定電流性能につ
いては並の程度にとどまることになり、一方、定電流の
有利に働く出力段については、この逆があてはまること
になるので、定電流制御ループ及び定電圧制御ループに
よって得られる性能のレベルにかなりの影響を及ぼすこ
とになる。しかし、両方のモードにおけるほぼ理想の性
質が、負荷インピーダンスの悪影響によって本質的に得
られないので、先行技術による電源の２つの動作モード
間におけるこれらのトレードオフは、望ましくない。

【０００５】図１に示すタイプの先行技術によるＣＶ／
ＣＣ電源は、一般に、一方のモードにおいて優れた性能
を提供するが、もう一方のモードでは、達成可能な性能
より低くするという形で、性能要件をトレードオフする
ので、こうした電源は、やはり、定電圧及び定電流条件
下と、動作時における広範囲にわたる負荷条件下の両方
において電力を供給することが期待されることになるた
め、適用の問題が生じる。結果として、電源の性能は、
しばしば、達成可能なレベルより低くなる。先行技術に
よるＣＶ／ＣＣ電源には、上記問題に対する２つの基本
的なアプローチが用いられた。アプローチの一方は、定
電圧に有利に働く出力段を利用し、可能な限り最良の形
で定電流の問題を取扱うことであった。もう一方のアプ
ローチは、定電流に有利に働く出力段から始め、次に、
可能な限り最良の形で定電圧の問題を取り扱うことであ
った。しかしながら、これら先行技術によるアプローチ
には、両方とも、明らかな限界がある。

【０００６】大部分の用途は定電圧動作を必要とするた
め、先行技術においては、一般に、定電圧に有利に働く
出力段を用いた電源を利用するのが普通である。３つの
主たる性能領域において限られた性能を得るため、定電
流ループを可能な限り補償することしかできないが、こ
れらの電源によって優れた定電圧性能が得られる。これ
らの３つの領域は、誘導負荷、定電流回復ダイナミック
ス、及び、定電流ノイズ性能を駆使する能力である。あ
いにく、単純で、安価な補償案に用いられる場合、これ
らの要件は、定電流制御ループの設計を２つの異なる方
向に引張る傾向がある。誘導性の高い負荷を駆動する能
力を追求する先行技術による設計の場合、定電流制御ル
ープは、穏当なやり方によって、ごくわずかな帯域幅で
補償される傾向がある。これによって、定電流制御ルー
プが誘導負荷により適したものにすることができるが、
電源が定電圧モードから定電流モードにクロスオーバす
る時には、前に飽和した定電流ループが回復し、調整を
受けることになる必要があるため、やはり、時間領域に
おける動的応答が遅くなりがちである。誘導負荷に関す
るより鈍い補償戦略の場合、定電流ループはゆるやかに
回復することになるが、この間、電源の出力電流は、調
整を受けないので、かなりの時間期間にわたって定電流
の限界セッティングを超えると、鋭敏な負荷に損傷を加
える可能性がある。

【０００７】定電圧の望ましいアプローチに関するもう
１つの問題は、定電流の高出力ノイズによって、とりわ
け過剰な定電流ＲＭＳノイズが生じるという点である。 定電流ＲＭＳノイズは、やはり、誘導負荷のために、定
電流ループ補償が緩慢になる結果である。従って、定電
流制御ループは、ほぼ全ての周波数においてループ利得
が低くなりがちであり、このため、外部ノイズ源から制
御ループに送り込まれるノイズを排除する能力が低下す
る。さらに、負荷インピーダンスが、総制御電流ループ
利得において重要な役割を果たしているので、定電流の
性能は、駆動される実際の負荷に大いに左右される可能
性がある。従って、制限された負荷条件を適用する必要
がないようにして、定電流の性能を厳密に指定するのは
、より困難になる。定電流制御ループは、従って、電源
に接続された負荷インピーダンスに依存してきた。

【０００８】結果として、容量性負荷を十分に駆動する
定電圧に有利に働く出力段を用いた電源を利用して、高
誘導性負荷を駆動できるようにするため、その定電流ル
ープにかなりの補償を施すのが、以前における一般的な
やり方であった。無効負荷を駆動する両方のモードにお
いて、良好な結果が得られたが、電源が、負荷遷移時に
、定電圧モードから定電流モードに急速にクロスオーバ
することが期待される場合に、これらの結果は、緩慢な
応答という多大の犠牲を払うことになった。従って、定
電圧モードになるのに要する時間期間が長くなり、かつ
、極めて大きい電流オーバシュートが発生するか、ある
いは、そのいずれかが生じることによって、負荷に損傷
を加えることになる可能性がある。結果として、電圧に
有利に働く出力段を用いた先行技術による電源は、一般
に、誘導負荷能力が劣り、定電流モードの動作の利点を
完全に実現することはできなかった。

【０００９】一方、定電流に有利に働く出力段を用いる
先行技術による電源は、本質的に誘導負荷を十分に駆動
するのが普通であるが、出力における容量が極めて大き
くなる可能性がある。すなわち、定電流に有利に働く出
力段を用いた先行技術による電源の場合、基本的な問題
は、出力段に生じる負荷インピーダンスの変動性を取り
扱うことであった。こうした先行技術による電源の場合
、出力段の入力から電源の出力電圧に至る間で電圧の利
得が生じるが、この電圧利得は、電源に接続された負荷
のインピーダンスによって直接決まることになる。先行
技術による負荷インピーダンスの影響を排除する案は、
電源内部に、ただし、電源の出力端子と並列に、大形の
電解コンデンサのような極めて低いインピーダンスを配
置することである。この一般的な技法は、負荷インピー
ダンスが内部インピーダンスよりも高くなる全ての負荷
について、出力インピーダンスを安定させるものである
。ただし、電源の設計に関して、こうしたコンデンサを
選択してしまうと、定電圧制御ループ設計の場合、その
補償をしなければならない。従って、この技法は、無効
負荷の問題を解決することはできるが、大出力容量の充
電及び放電を行なう必要によって生じるプログラミング
速度の増減に対して、電源を強制的に緩慢にさせること
になる。

【００１０】述べたばかりのように、このアプローチに
は、異なる値の間で電源の出力電圧を移動させる必要の
ある用途において、出力コンデンサの充電及び放電を繰
返し行なわなければならないという問題がある。出力電
圧の移動可能な速度は、出力コンデンサのサイズによっ
て決まり、これらの電源の速度が出力容量の小さいもの
に比べて遅くなるようにする働きがある。このアプロー
チに関するもう１つの欠点は、出力コンデンサが常に存
在するので、電源が理想より低い定電流モードの場合、
出力インピーダンスを事実上低下させることになる。さ
らに、出力コンデンサ自体は、安価でなく、あるいは、
小形の素子でもないので、電源に対してかなりのコスト
を付加することになる。また、製造公差、老化、及び温
度に関して、コンデンサの電気的パラメータの変動は無
視できないので、制御ループの最悪例設計においては、
こうした変動を考慮に入れなければならない。最後の最
悪例設計は、この変動に対してそれほど敏感にはならな
い設計に比べると、性能が低くなるのが普通である。

【００１１】先行技術の場合、大形の出力コンデンサは
、そのエネルギー蓄積の性質のために、用途によっては
問題になった。というのも、出力コンデンサは、大きく
なると、蓄積するエネルギーもそれだけ大きくなる。 結果として、負荷の変化が突然生じると、出力コンデン
サに蓄積された全エネルギーがその負荷において消散し
、損傷を生じることとになる可能性があるが、もちろん
、これは望ましいことではない。従って、大容量の存在
は、コストを増大させることになるだけでなく、性能に
問題を生じることにもなった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】従って、先行技術によ
る電源は、定電圧モードと定電流モードに関する完全な
組をなす要件を同時に満たすことはできなかった。さら
に、これまでに用いられてきた補償戦略によれば、両方
のモードに関する完全な組をなす性能要件を満たし、両
方のモードにおける性能要素の相関関係によって、性能
要素のサブセットの可能性のある多様な組合せにおいて
良好な性能が得られるようにすることは、本質的に不可
能であった。従って、先行技術において問題とされてき
た性能のトレードオフを伴わずに、各モードにおける性
能要件を満たすことが可能なＣＶ／ＣＣ電源制御回路が
、当該技術において長年にわたり必要と考えられてきた
。本発明は、この必要を満たすように設計されている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上述の長年にわたって感
じられてきた必要は、従来のＣＶ／ＣＣ制御ループ以外
に、局所フィードバックネットワークを追加することに
よって満たされた。やはり共通の出力段を共用している
が、この局所フィードバックネットワークによって、Ｃ
Ｖ／ＣＣ電源における２つの重要な伝達関係をより最適
に統合することが可能になる。これら２つの伝達関数は
、定電流エラー増幅器の出力から出力電流への伝達、及
び、定電圧増幅器の出力から出力電圧への伝達に関する
ものである。これらの伝達関数が両方とも負荷インピー
ダンスに対して同時に反応しなくなるようにすることに
よって、先行技術におけるＣＶ／ＣＣ電源において長い
間固有のものであった性能のトレードオフを減少させる
ために利用できる、新しい設計の自由度が得られる。

【００１４】本発明による電源制御回路は、定電流モー
ド及び定電圧モードで働く電源を制御する。本発明によ
るこうした制御回路は、モードの一方における動作時に
電源を制御する第１の制御ループと、モードのもう一方
における動作時に電源を制御する第２の制御ループと、
望ましい動作モードとしてモードの一方を有する出力段
と制御ループの伝達関数をデカップリングし、電源が、
モードのもう一方で得られる性能とは無関係に、それぞ
れのモードで働くことができるようにする手段から構成
されるのが望ましい。本発明によるこうしたデカップリ
ング手段は、直列に接続された増幅器、フィルタ、及び
ダイオードを含む、出力段の出力からフィードバックル
ープから構成されるのが望ましく、この場合、ダイオー
ドは、望ましい動作モード以外のモードにおける動作時
に電源を制御する望ましくない制御ループと共有されて
おり、望ましい動作モードが選択される場合には、望ま
しくない制御ループ及びフィードバックループを使用禁
止するように接続されている。結果として、望ましい制
御ループは、望ましい動作モードの場合、フィードバッ
クループが動作に及ぼす悪影響を受けることはない。

【００１５】本発明のデカップリング手段は、さらに、
フィードバックループを介してフィードバックされる信
号が、望ましい動作モードとして、望ましくないモード
を有する出力段の伝達関数をまねることができるように
する手段を備えている。また、出力段の伝達関数は、そ
の出力に接続される負荷のインピーダンスに反応しない
ように変換される。

【００１６】本発明のもう１つの態様によれば、定電流
モード及び定電圧モードで動作する電源の制御を行なう
電源制御回路は、第１のループ利得を有し、モードの一
方による動作時に電源の制御を行なう第１の制御ループ
と；第２のループ利得を有し、モードのもう一方におけ
る動作時に電源を制御する第２の制御ループと；第１と
第２の制御ループによって共用され、関連する伝達関数
と望ましい動作モードを備えた出力段と；出力段の伝達
関数をデカップリングし、第１のループ利得が第２のル
ープ利得に影響を及ぼすことがなく、また、第２のルー
プ利得が第１のループ利得に影響を及ぼすことがないよ
うにする手段から構成される。

【００１７】本発明のさらにもう１つの態様によれば、
定電流モード及び定電圧モードで動作し、電源によって
駆動される負荷インピーダンスとはほぼ無関係に、入力
信号を出力信号に変換する出力段を備えた電源の電源制
御回路は、所望の動作モードに関して所定の定電流値と
所定の定電圧値の一方が得られるようにする手段と、所
定の定電流値と出力段の電流出力に応答して、出力段に
おける所定の定電流値に対応するレベルに定電流出力を
維持する定電流制御ループと、所定の定電圧値及び負荷
の両端間における電圧に応答し、出力段における所定の
定電圧値に対応するレベルに定電圧出力を維持する定電
圧制御ループと、負荷インピーダンスに従って、出力段
の伝達関数を変換し、入力信号が、負荷インピーダンス
とは無関係に、出力段によって出力信号に変換されるよ
うにするフィードバック手段から構成される。

【００１８】こうしたフィードバック手段は、直列に接
続した増幅器、フィルタ、及び、ダイオードから構成さ
れるのが望ましく、この場合、ダイオードは、定電圧制
御ループと共用され、定電流モードが選択されると、定
電圧制御ループ及びフィードバック手段を使用禁止にす
るように接続される。定電流に有利に働く出力段を備え
た望ましい実施例の場合、定電圧モードにおいて、出力
信号がフィードバック手段によってフィードバックされ
、出力段に対する入力信号に調整が加えられて、例えば
、出力段によって低インピーダンス負荷が駆動されるよ
うな場合、定電圧ループの動作をシミュレートすること
になる。

【００１９】従って、本発明に基づき、共用出力段のあ
たりに配置される局所フィードバックループによって、
出力段が取扱うには最も不適当なモードに対して制御ル
ープを統合することが可能になり、局所フィードバック
ループを制御ループの１つの一部とすることによって、
出力段が最もうまく適合することになるモードが選択さ
れると、局所フィードバックループを使用禁止にするこ
とができる。結果として、共用出力段によってどんなタ
イプのモードが有利に扱われようとも、定電流モードと
定電圧モードにおける最適の性能が可能になる。

【００２０】

【実施例】本書に開示し、請求する内容の発明者は、出
力段が最も不適当になるモードに対して制御ループを統
合する上でのより良い基礎が、フィードバックループに
よって形成可能になるポイントへ、電源の出力の１つを
フィードバックする電源制御回路を開発することによっ
て、当該技術において長年にわたって感じられてきた上
述の必要を満たした。本発明のフィードバックループは
、また、出力段の伝達関数と負荷インピーダンスのいず
れかの変動に対して、定電流制御ループ及び定電圧制御
ループが反応しないようにする。結果として、本発明で
は、定電圧制御ループ及び定電流制御ループの得られる
性能が独立したものになる。

【００２１】本発明の現時点で望ましい実施例による以
上の、及び、その他の有利な特徴を備えた装置について
、同様の参照番号が両方の図を通じて同様の要素に対応
する図２及び図３に関連して後述する。当該技術におけ
る通常の技能者であれば明らかなように、本書に示す説
明は、例示を目的としただけのものであり、本発明の範
囲を制限するつもりは全くない。

【００２２】図２に示すように、本発明は、主として、
内部ループフォワードネットワーク２０４、内部ループ
フィードバックネットワーク２０６、及び、加算器２０
８を含むフィードバック回路２０２が設けられていると
いう点で、図１の先行技術による制御回路とは異なって
いる。図２のフィードバック回路２０２は、出力段が定
電流に有利に働く、現在のところ望ましい実施例として
示されている。図示の実施例の場合、フィードバック回
路２０２は、定電圧制御ループ及び出力段１０８に関連
し、局所制御ループまたは「内部ループ」として配置さ
れる。一方、当該技術における通常の技能者にとっては
明らかなように、フィードバック回路２０２は、定電圧
に有利に働く出力段に対する定電流制御ループに関連し
て「内部ループ」として配置することも可能である。さ
らに、フィードバック回路２０２は、定電流制御ループ
と定電圧制御ループの両方において、「内部ループ」と
して配置することができる。従って、本発明の説明は、
定電流に有利に働く出力段について行なうが、このモー
ドは、単に例示を目的としたものであって、本発明の範
囲を制限する意図はない。

【００２３】図２の望ましい実施例の場合、相互コンダ
クタンス出力段１０８は、その入力から開ループで駆動
されると、その出力電圧とは関係なく、その出力電流に
調整を行なう。たのため、その入力信号から出力電流へ
の出力段１０８における小信号伝達関数は、それに接続
された負荷インピーダンスに対してほとんど反応しない
。結果として、定電流制御ループは、出力電圧、出力電
流、または負荷インピーダンスに関連した伝達関数の変
動性に欠けているため、その補償は、極めて容易である
。従って、定電流制御ループにおける補償は、先行技術
におけるように、出力インピーダンスを考慮することな
く、自由に設定することが可能になる。

【００２４】しかし、定電圧ループを補償する場合、入
力信号から出力電圧への出力段１０８における小信号伝
達関数は、それに接続されているインピーダンスに極め
て依存している。制御ループが修正されない限り、先行
技術におけるように、妥協した定電圧性能を生じさせる
のは、負荷インピーダンスに対する電圧伝達関数のこの
依存性である。この修正は、前述のフィードバック回路
２０２を追加して、出力段１０８に対して局所的な「内
部ループ」フィードバックネットワークを形成すること
によって、本発明に基づいて行なわれる。前述のように
「内部ループ」は、定電流に有利に働く出力段１０８に
対する定電圧制御ループ、または、定電圧に有利にはか
らく出力段１０８に対する定電流制御ループに関連して
配置することが可能である。

【００２５】この「内部ループ」によって得られるフィ
ードバックの量、性質、及び、トポロジーは、全て、電
源の性能にとって重要なものである。例えば、「内部ル
ープ」のフィードバックの性質によって、定電圧エラー
増幅器は、低インピーダンス負荷を駆動する電圧に有利
に働く出力段をまねた、「内部ループ」の閉ループ伝達
関数で働くことになる。この結果、定電圧制御ループは
、負荷インピーダンスの変動にそれほど影響されなくな
る。すなわち、定電圧制御ループのループ利得に影響す
ることになったであろう負荷インピーダンスの変動は、
「内部ループ」のループ利得にしか影響しないというこ
とになる。定電圧制御ループに関係した「内部ループ」
の閉ループ応答は、影響を受けないままである。

【００２６】「内部ループ」によるフィードバック量を
制御して、負荷の遷移によってループ間に大信号発振が
生じないように保証する。また、「内部ループ」の帯域
幅に制限を加えて、遠隔検知条件下における出力電圧か
ら遠隔検知位置への寄生移相によって、「内部ループ」
が不安定にならないようにすることができる。例えば、
内部ループフィードバックネットワーク２０６には、所
定の周波数を超える信号は通すが、所定の周波数未満の
信号の通過には制限を加える高域フィルタを含むことも
可能である。「内部ループ」に加えられるこうした条件
の利点の１つは、それによって、受動エミッタフォロワ
出力段に共通した局所出力段の発振の可能性が排除され
ることであり、出力段にとって局所的な大量のフィード
バックによって、トランジスタの振動を通すのに必要な
帯域幅が生じる可能性が排除されることである。

【００２７】さらに「内部ループ」によって、定電圧モ
ード時に限って、出力段の伝達関数を適正に変動するの
に必要なタスクが実施される。定電圧ゲートダイオード
１１６を強制的にオフにして、電源が定電流モードに入
ると、「内部ループ」は、定電流制御ループによって自
動的に使用禁止になる。すなわち、定電圧ゲートダイオ
ード１１６は、「内部ループ」の直列経路内にあるので
、定電圧制御ループも、「内部ループ」も有効に使用禁
止にする。従って、定電流制御ループが制御を行なう場
合、出力段１０８は、もう一度、その電流に有利に働く
属性を帯びることになり、定電圧制御ループは、定電流
制御ループからデカップリングされる。

【００２８】従って、本発明は、出力段１０８の出力を
他の影響から切り離し、負荷インピーダンスの変動によ
って生じる出力に対する悪影響を回避するものである。 また、定電流制御ループと定電圧制御ループは分離状態
に保たれるので、先行技術における性能のトレードオフ
は、生じない。さらに、「内部ループ」は、定電流動作
時には、使用禁止になるので、定電流フィードバックル
ープと定電圧フィードバックループのループ利得式は、
結果生じる伝達関数と同様、互いに独立している。すな
わち、定電流制御ループと定電圧制御ループのループ利
得に関する伝達関数間において結合は生じない。定電流
制御ループ及び定電圧制御ループは、一方の制御ループ
の性能がもう一方に比べて有利に扱われることになりが
ちな回路ブロックを直接共用する必要がないので、これ
は、その通りである。さらに、「内部ループ」のフォワ
ード経路内に出力段１０８及び負荷インピーダンス１１
８を配置することによって、「内部ループ」の閉ループ
応答が、出力段の伝達関数と負荷インピーダンスのいず
れかの変動に対し反応しなくなる。このため、定制御ル
ープの補償は、定電流ループの補償と無関係であり、両
方の制御モードにおいてかなりのフレキシビリティと、
高性能を得ることが可能になる。

【００２９】本発明の「内部ループ」はそのフィードバ
ックによって定電圧制御ループの伝達関数を形成し、定
電圧エラー増幅器１１４から出力段１０８の出力電圧へ
の閉ループ伝達関数を変換して、所望の出力電圧が得ら
れるようにする伝達関数を備えた内部ループフィードバ
ックネットワーク２０６を設けることによって、低イン
ピーダンス負荷を駆動する電圧に有利に働く出力段をま
ねることを可能にする。すなわち、内部ループフィード
バックネットワーク２０６は、高性能な定電圧制御ルー
プの統合に適した伝達関数を定電圧エラー増幅器に付与
する。内部ループフォワードネットワーク２０４は、内
部ループフィードバックネットワーク２０６と連係して
、この方法で出力段の伝達関数を形成する。当該技術の
熟練者には明らかなように、内部ループフォワードネッ
トワーク２０４の回路要素は、その直前のエラー増幅器
に組み込むことが可能である。

【００３０】図３には、図２の回路の現時点で望ましい
実施例の詳細な概要図が示されている。図示のように、
「内部ループ」には、ダイオード１１６の陰極に接続さ
れたフィルタに直列に接続された反転増幅器を含めるこ
とも可能であり、結果生じる信号は、内部ループフィー
ドバックネットワークから受信した信号から引かれるこ
とになる。図示のように、内部ループフォワードネット
ワーク２０４は、単純な抵抗器とすることも可能である
。上述のように「内部ループ」のフィードバックは、定
電圧ゲートダイオード１１６の前に挿入されるので、定
電流動作時には、定電圧ゲートダイオード１１６によっ
て「内部ループ」が使用禁止になるため、「内部ループ
」の閉ループ伝達関数が定電流ループのループ利得に悪
影響を及ぼすことはない。さらに、インピーダンスの変
動は、「内部ループ」のループ利得に影響するだけであ
って、定電圧制御ループには影響しないので、定電流に
有利に働く出力段を備えた電流の場合でさえ、定電圧出
力モードの全ての利点を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】従って、本発明は、定電圧動作モードで
高性能を得るのに困難を伴わず、あるいは、コストが高
くならないやり方で、本発明の望ましい実施例のＣＶ／
ＣＣ電源が、トポロジー的に、定電流の動作に有利に働
くことができるようにする。さらに、出力におけるイン
ピーダンス変動の効果を取り扱うのに、大容量が必要と
されないので、定電圧モードにおける無効負荷能力を譲
歩することなく、電圧プログラミング応答速度を増すこ
とが可能である。従って、高誘導性負荷は、定電流モー
ドで駆動することができ、一方、高容量性負荷は、定電
圧モードで駆動することができる。従って、本発明によ
るモードは、両方とも、モードのクロスオーバ時に、低
出力ノイズと、わずかなオーバシュート／アンダーシュ
ートを生じる可能性がある。従って、各動作モードの完
全な利点が、本発明によって得られることになる。

【００３２】本発明の典型的な実施例について詳述して
きたが、当該技術における熟練者にはすぐ分かるように
、本発明の新規の教示及び利点をあまり逸脱することな
く、典型的な実施例において多くの修正を加えることが
可能である。例えば、前述のように、定電流制御ループ
と定電圧制御ループの両方または一方に関連し、出力段
によって有利な扱いを受ける動作モードに基づいて、本
発明のフィードバックループを配置することができる。 さらに、本書で規定の負荷インピーダンスを、直列に接
続された電源と駆動を受ける負荷に置き換えることによ
って、本発明は、電子負荷装置に利用することも可能で
ある。従って、こうした全ての修正は、下記クレームで
定義の本発明の範囲内に含まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の定電流／定電圧電源制御回路の概略
図である。

【図２】本発明に基づく定電流／定電圧電源制御回路の
概略図である。

【図３】図２の電源制御回路の好適な実施例の回路図で
ある。

【符号の説明】

１０２…加算器 １０４…定電流エラー増幅器 １０６…定電流ゲートダイオード １０８…相互コンダクタンス出力段 １１０…電流監視増幅器 １１２…加算器 １１４…定電圧エラー増幅器 １１６…定電圧ゲートダイオード １１８…負荷インピーダンス １２０…電圧監視増幅器 ２０４…内部ループフォワードネットワーク２０６…内
部ループフィードバックネットワーク２０８…加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】定電流モード及び定電圧モードで動作する
   電源用電源制御回路であって：前記モードの一方での動
   作時に前記電源を制御する第１の制御ループと；前記モ
   ードの他方での動作時に前記電源を制御する第２の制御
   ループと；好適な動作モードとして前記モードの一方を
   備えた出力段と；前記電源が前記モードの他方で得られ
   る動作性能とは独立に前記各モードの一方で動作するよ
   うに、前記制御ループの伝達関数をデカップリングする
   ための手段と；から成ることを特徴とする電源制御回路
   。