JPH04295298A - 上下限制限回路 - Google Patents

上下限制限回路

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JPH04295298A
JPH04295298A JP3060675A JP6067591A JPH04295298A JP H04295298 A JPH04295298 A JP H04295298A JP 3060675 A JP3060675 A JP 3060675A JP 6067591 A JP6067591 A JP 6067591A JP H04295298 A JPH04295298 A JP H04295298A
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voltage
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output voltage
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JP3060675A
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Kazuhiro Matsuoka
和宏 松岡
Chukichi Mukai
向井 忠吉
Yutaka Ogino
裕 荻野
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Panasonic Electric Works Co Ltd
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Matsushita Electric Works Ltd
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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、入力電圧に比例した出
力電圧が得られるとともに、出力電圧の上限値と下限値
とを設定できるようにした上下限制限回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、この種の上下限制限回路が、
インバータ回路の入力電圧を所定範囲に制限するなどの
目的で用いられている。たとえば、交流モータを駆動す
るインバータ回路では、外部から入力される電圧に応じ
て出力の周波数やデューティ比を変化させることにより
、交流モータの回転速度を変えるようにしたものがある
。いま、周囲環境の変化に対応したアナログの電圧出力
が得られるセンサの出力電圧に基づいて交流モータの回
転速度を制御するとすれば、センサの出力電圧と交流モ
ータの回転速度との対応関係を設定することが必要にな
る。そこで、センサの出力電圧を上下限制限回路を通し
てインバータ回路に入力することによって、インバータ
回路に入力する電圧の可変範囲を制限するとともに、セ
ンサの出力電圧に対するインバータ回路への入力電圧の
変化率を調節するのである。このように上下限制限回路
を用いれば、センサの出力電圧の上限値および下限値に
対応する交流モータの回転速度の上限値および下限値を
規制するとともに、センサの出力電圧に対する交流モー
タの回転速度の変化率を調節することができるのであっ
て、センサの出力に対応するように交流モータの回転速
度を制御できるのである。
【0003】上下限制限回路としては、図2に示すよう
な構成のものがある。すなわち、入力電圧の増幅率を設
定する増幅率設定部11と、出力電圧の下限値を設定す
る下限電圧設定部12と、増幅率設定部11の出力電圧
と下限電圧設定部12の出力電圧とを加算した電圧を出
力する電圧加算部13とを備えているのである。増幅率
設定部11は、演算増幅器OP6 、抵抗R5 ,R6
 、可変抵抗VR3 よりなる反転増幅器であって、可
変抵抗VR3 によって増幅率αが設定されるように構
成されている。したがって、増幅率設定部11への入力
電圧をVinとすれば、増幅率設定部11の出力電圧は
−α・Vinになる。下限電圧設定部12は、演算増幅
器OP7 よりなるボルテージフォロワ、抵抗R7 、
可変抵抗VR4 を備えている。可変抵抗VR4 は、
一端が接地電位、他端が接地電位よりも低い所定電位−
Vccとなるように接続されており、可変抵抗VR4 
を調節すると下限電圧設定部12は、0〜−Vccの範
囲の電圧を出力する。 電圧加算部13は、演算増幅器OP8 、抵抗R8 〜
R11よりなり、抵抗R8 〜R10は等しい値に設定
されている。被加算電圧は、抵抗R8 ,R9 を介し
て演算増幅器OP8 の反転入力端に入力されるのであ
って、電圧加算部13からは、被加算電圧の総和の極性
を反転させた出力電圧Voutが得られる。すなわち、
下限電圧設定部12の出力電圧が−Vi(0≦Vi≦V
cc)であるとすれば、電圧加算部13の出力電圧Vo
utは、α・Vin+Viになる。ここに、増幅率設定
部11および下限電圧設定部12の出力は負極性である
が、電圧加算部13は入出力の極性を反転させるから、
以下では増幅率設定部11および下限電圧設定部12の
出力を正極性として説明する。しかるに上記構成では、
増幅率αを0.5、下限電圧設定部12の出力電圧Vi
を2〔V〕に設定し、入力電圧Vinが0〜10Vの範
囲で変化するものとすれば、出力電圧Voutは、2〔
V〕≦Vout≦7〔V〕になる。要するに、出力電圧
Voutは、下限電圧設定部12の出力電圧Viが下限
値になり、入力電圧Vinの変化範囲の最高電圧Vma
xと増幅率αとの積に下限電圧設定部12の出力電圧V
iを加算した電圧α・Vmax+Viが上限値になるの
である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、出力電
圧Voutの上限値に下限電圧設定部12の出力電圧V
iが含まれているから、出力電圧Voutの下限値を変
更すると上限値も変化することになる。すなわち、下限
値を変更したときには上限値の再調節が必要になるので
ある。その結果、下限値のみを独立して変更することが
できないという問題がある。
【0005】本発明は上記問題点の解決を目的とするも
のであり、上限値と下限値とをそれぞれ独立して変更で
きるようにした上下限制限回路を提供しようとするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、入力電圧に比例し入力電圧の変化範囲
の最高電圧が入力されたときに0になる出力電圧が得ら
れるとともに比例定数を設定する第1比例定数設定手段
を備えた第1電圧設定部と、入力電圧に比例し入力電圧
の変化範囲の最低電圧が入力されたときに0になる出力
電圧が得られるとともに比例定数を設定する第2比例定
数設定手段を備えた第2電圧設定部と、第1電圧設定部
および第2電圧設定部の出力電圧を加算した出力電圧が
得られる電圧加算部とを具備しているのである。
【0007】
【作用】上記構成によれば、第1電圧設定部は、入力電
圧の最高電圧が入力されたときに出力電圧を0にするか
ら、入力電圧の最高電圧に対する電圧加算部の出力電圧
は第2電圧設定部の出力電圧によって決定されることに
なる。また、逆に入力電圧の最低電圧が入力されたとき
には第2電圧設定部の出力電圧が0になるから、入力電
圧の最低電圧に対する電圧加算部の出力電圧は第1電圧
設定部の出力電圧によって決定されることになる。すな
わち、入力電圧の最低電圧および最高電圧に対する出力
電圧は、第1電圧設定部および第2電圧設定部によって
それぞれ独立して設定されるのであり、一方を調節して
も他方が変化することはないのである。
【0008】また、第1電圧設定部および第2電圧設定
部は、どちらも出力電圧が入力電圧に比例するから、第
1電圧設定部と第2電圧設定部との出力電圧を電圧加算
部で加算した結果の出力電圧も入力電圧に比例するので
ある。以上のことを数式を用いて説明すれば以下のよう
になる。すなわち、第1電圧設定部の出力電圧V1 と
第2電圧設定部の出力電圧V2 とは、入力電圧Vin
に対して次式のような関係になる。
【0009】V1 =α1 ・Vin+β1 V2 =
α2 ・Vin+β2  ただし、α1 ,α2 は比例定数、β1 ,β2 は
オフセット値である。オフセット値β1 ,β2 は、
入力電圧Vinの変化範囲の最高電圧をXmax、最低
電圧をXminとするとき、次式が成立するように設定
する。
【0010】Xmax+(β1 /α1 )=0Xmi
n+(β2 /α2 )=0 したがって、電圧加算部の出力電圧Voutは、Vou
t=V1 +V2  =α1 ・Vin+β1 +α2 ・Vin+β2 =
(α1 +α2 )Vin+(β1 +β2 )となり
、出力電圧Voutは入力電圧Vinに比例する。また
、入力電圧Vinの変化範囲の最高電圧Xmaxおよび
最低電圧Xminに対して、上述のようにオフセット値
β1 ,β2 を設定したことにより、次式の関係が成
立する。
【0011】       (α1 +α2 )Xmax+(β1 +
β2 )=α2 ・Xmax+β2       (α
1 +α2 )Xmin+(β1 +β2 )=α1 
・Xmin+β1 したがって、(α2 ・Xmax+
β2 )と(α1 ・Xmin+β1 )との一方を出
力電圧Voutの上限値とし、他方を下限値とすること
ができるのである。このとき、上限値および下限値に含
まれる比例定数α1 ,α2 、オフセット値β1 ,
β2 は、それぞれ第1電圧設定部と第2電圧設定部と
の一方のみによって決定されるから、上限値と下限値と
を他方に影響を与えることなく独立して設定できるので
ある。ここに、どちらが上限値になるかは、比例定数α
1 ,α2 の設定に依存する。
【0012】
【実施例】図1に示すように、基本的には、入力部4を
通して入力電圧が印加される第1電圧設定部1および第
2電圧設定部2と、第1電圧設定部1の出力電圧と第2
電圧設定部2との出力電圧とを加算した電圧を出力する
電圧加算部3とを備えている。
【0013】入力部4は、演算増幅器OP1 よりなる
ボルテージフォロワVF1 によって構成されている。 したがって、入力電圧を変化させずに出力する。第1電
圧設定部1は、演算増幅器OP2 、抵抗R1 ,R2
 (R1 =R2 )、オフセット電源Eよりなるオフ
セット設定回路OSと、オフセット設定回路OSの出力
電圧を分圧する第1比例定数設定手段としての可変抵抗
VR1 と、演算増幅器OP3 よりなるボルテージフ
ォロワVF2 とにより構成されている。オフセット設
定回路OSでは、オフセット電源Eの2倍の電圧から入
力部4の出力電圧を引いた電圧を出力する。
【0014】第2電圧設定部2は、入力部4の出力電圧
を分圧する第2比例定数設定手段としての可変抵抗VR
2 と、演算増幅器OP4 よりなるボルテージフォロ
ワVF3 とにより構成されており、入力電圧を可変抵
抗VR2 によって分圧した電圧を出力する。電圧加算
部3は、抵抗R3 ,R4 (R3 =R4 )と、演
算増幅器OP5 よりなるボルテージフォロワVF4 
とにより構成され、抵抗R3 ,R4 を介して入力さ
れる第1電圧設定部1および第2電圧設定部2の出力電
圧を加算した電圧を出力する。
【0015】次に、上記回路の動作を説明する。入力電
圧をVinとし、オフセット電源Eの電圧をVeとする
と、オフセット設定回路OSの出力電圧は2Ve−Vi
nになる。この電圧が可変抵抗VR1 によって分圧さ
れるから、可変抵抗VR1 による分圧比をα1 とす
れば(すなわち、α1 は第1電圧設定部1における比
例定数に相当する)、第1電圧設定部1の出力電圧V1
 は、α1 ・(2Ve−Vin)になる。一方、可変
抵抗VR2 による分圧比をα2 とすれば(すなわち
、α2 は第2電圧設定部2における比例定数に相当す
る)、第2電圧設定部2の出力電圧V2 はα2 ・V
inになる。その結果、電圧加算部3の出力電圧Vou
tは、次式のようになる。
【0016】Vout=α1 ・(2Ve−Vin)+
α2 ・Vin =(α2 −α1 )・Vin+2α1 ・Veここで
、2α1 ・Veは定数であるから、電圧加算部3の出
力電圧Voutは入力電圧Vinに比例することになる
。ここにおいて、(α2 −α1 )が正であれば入力
電圧Vinの上昇に伴って電圧加算部3の出力電圧Vo
utが上昇し、(α2 −α1 )が負であれば入力電
圧Vinの上昇に伴って出力電圧Voutが下降するこ
とになる。
【0017】いま、入力電圧Vinが0〔V〕であると
、(α2 −α1 )・Vin=0になるから、電圧加
算部3の出力電圧Voutは2α1 ・Veになる。す
なわち、入力電圧Vinの最低電圧が0〔V〕であると
き、(α2 −α1 )が正に設定してあれば、電圧加
算部3の出力電圧Voutの下限値は、第1電圧設定部
1の可変抵抗VR1 のみで設定されることになる。ま
た、(α2 −α1 )が負に設定してあれば、出力電
圧Voutの上限値を設定することになる。
【0018】一方、入力電圧Vinの最高電圧Vmax
とオフセット電圧Veとの関係をVmax=2Veに設
定しておけば、入力電圧Vinが最高電圧Vmaxにな
ったとき、2Ve−Vin=0になる。したがって、(
α2 −α1 )が正に設定してあれば、電圧加算部3
の出力電圧Voutの上限値はα2 ・Vmaxになる
。すなわち、電圧加算部3の出力電圧Voutの上限値
は、第2電圧設定部2の可変抵抗VR2 のみで設定さ
れることになる。逆に、(α2 −α1 )が負に設定
してあれば、出力電圧Voutの下限値を設定すること
になる。
【0019】以上のようにして、出力電圧Voutの上
限値および下限値を、第1電圧設定部1の可変抵抗VR
1 と第2電圧設定部2の可変抵抗VR2 によってそ
れぞれ独立に設定することができるのであって、上限値
および下限値の一方を変更したときに他方に影響を及ぼ
さないようにすることができるのである。上記実施例で
は、入力電圧Vinの下限値を0〔V〕としているが、
入力電圧Vinの最低電圧が0〔V〕ではない場合には
、第2電圧設定部2にその電圧が入力されたときに第2
電圧設定部2の出力が0〔V〕になるようにオフセット
設定回路を設ければよい。また、従来構成では、入力電
圧の変化範囲の最低電圧に対して出力電圧の下限値が対
応するように構成されていたが、上記構成では、入力電
圧の最低電圧だけではなく最高電圧に対しても出力電圧
の下限値を対応させることができるのであって、使用用
途が広がるのである。
【0020】
【発明の効果】本発明は上述のように、第1電圧設定部
は、入力電圧の最高電圧が入力されたときに出力電圧を
0にするから、入力電圧の最高電圧に対する電圧加算部
の出力電圧は第2電圧設定部の出力電圧によって決定さ
れることになる。また、逆に入力電圧の最低電圧が入力
されたときには第2電圧設定部の出力電圧が0になるか
ら、入力電圧の最低電圧に対する電圧加算部の出力電圧
は第1電圧設定部の出力電圧によって決定されることに
なる。その結果、入力電圧の最低電圧および最高電圧に
対する出力電圧は、第1電圧設定部および第2電圧設定
部によってそれぞれ独立して設定されるのであり、一方
を調節しても他方が変化することがないという利点を有
するのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例を示す回路図である。
【図2】従来例を示す回路図である。
【符号の説明】
1      第1電圧設定部 2      第2電圧設定部 3      電圧加算部 VR1   可変抵抗 VR2   可変抵抗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力電圧に比例し入力電圧の変化範囲
    の最高電圧が入力されたときに0になる出力電圧が得ら
    れるとともに比例定数を設定する第1比例定数設定手段
    を備えた第1電圧設定部と、入力電圧に比例し入力電圧
    の変化範囲の最低電圧が入力されたときに0になる出力
    電圧が得られるとともに比例定数を設定する第2比例定
    数設定手段を備えた第2電圧設定部と、第1電圧設定部
    および第2電圧設定部の出力電圧を加算した出力電圧が
    得られる電圧加算部とを具備して成ることを特徴とする
    上下限制限回路。
JP3060675A 1991-03-26 1991-03-26 上下限制限回路 Expired - Lifetime JP2823374B2 (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4926686A (ja) * 1972-07-05 1974-03-09
JPS6166590A (ja) * 1984-09-04 1986-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Vvvf操作電圧制限装置
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JPH02245901A (ja) * 1989-03-20 1990-10-01 Noboru Yamaguchi 制御方法および制御装置

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