JPH0448110Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は素子に於ける消費電力を検出して、こ
の検出値に応じて上記消費電力を制御する電力制
御装置に関する。

〔考案の技術的背景〕

従来、負荷と電源との間にトランジスタ等のリ
ニア制御素子を介挿し、このリニア制御素子を制
御して負荷へ供給する電圧、電流等を制御するこ
とが行われている。またリニア制御素子で消費す
る電力が比較的、大きな場合は、素子を保護する
ために上記消費電力を一定範囲内に制御する必要
がある。このために素子に印加される電圧および
素子を流れる電流を検出して乗算回路で乗算して
消費電力を演算し、この値が一定値以下になるよ
うに制御している。

たとえば、素子に印加される電圧の最大値が、
10Vで、素子を流れる電流の最大値が10A、そし
て許容しうる最大消費電力が50Wとする。この場
合の動作領域のグラフは第２図に斜線で示すよう
になる。したがつてこのような場合、素子は50W
の放熱容量を有すればよい。しかしながら、なん
らかの理由で、50W以上の電力が消費される可能
性がある場合は、素子を保護するために電流と電
圧を検出して乗算回路により消費電力を求めてそ
の最大値が50Wとなるように制御する必要があ
る。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、一般に乗算回路は、回路の構成
が複雑で、コストも高価である。また上記素子を
保護するために消費電力を演算するためには、乗
算回路を用いる程の精度は不必要である。

〔考案の目的〕

本考案は上記の事情に鑑みてなされたもので、
簡単な構成で、素子の消費電力が一定の電力に達
したことを検出でき、コストも安価な定電力制御
装置を提供することを目的とするものである。

〔考案の概要〕

すなわち本考案は、素子に印加される電圧およ
び素子を流れる電流を検出し、この検出値の代数
和を得、この値を目標とする電力に対応する基準
値と比較して疑似的な電力制御を行なうことを特
徴とするものである。

〔考案の実施例〕

第１図は本考案の一実施例を示す回路図で、図
中１は入力端子である。この入力端子と図中▽で
示す基準電位との間には、図示しない直流電源お
よび負荷が直列に接続される。またこの入力端子
１は、消費される電力を制御する、素子１２を有
する電力制御手段２を介して基準電位に接続して
いる。

上記制御手段２は、素子２１、すなわちトラン
ジスタと、電流検出抵抗２２の直列回路である。

そして３は上記素子２１に印加される電圧を検
出する電圧検出手段で、オペ・アンプ３１の非反
転入力を、上記端子１に接続している。

そして４は電流検出手段で、電流検出抵抗２２
の両端にオペ・アンプ４１の非反転および反転入
力を接続している。

そして５は加算手段で、オペ・アンプ５１の反
転入力に、抵抗５２，５３を介して、電圧検出手
段３、および電流検出手段４の各検出出力を与
え、非反転入力に目標とする電力に対応する基準
値Vrefを電源５４から与える。そして上記オ
ペ・アンプ５１の出力をダイオード５５を介して
素子制御手段６へ与える。

６は素子制御手段で、上記加算手段５の出力お
よび制御入力端子７へ与えられる制御電圧Vcを
オペ・アンプ６１の非反転入力へ与えられ、非反
転入力に電流検出抵抗２２の端子電圧を与えられ
る。そしてこのオペ・アンプ６１の出力をトラン
ジスタ２１のベースへ与える。上記制御電圧Vc
は、電力制御手段２で、消費させる電力の目標値
に対応する。

このような構成であれば、たとえば今、入力端
子１へ与えられる電圧Ｅは０〜10Vで、電流はＩ
は０〜10Aとしかつ、許容される最大消費電力Ｐ
は50Wとする。しかして通常の動作では、電力制
御手段２、および素子制御手段６だけが動作に関
与する。そして素子制御手段６は、電源検出抵抗
２２の端子間電圧が基準値Vrefに等しくなるよ
うにトランジスタ２１を流れる電流Ｉを制御す
る。なお、加算手段５は、電圧検出手段３および
電流検出手段４の各検出値の加算値が上記基準値
Vrefを越えないように素子制御手段６を制御す
る。

したがつて、上述の電圧Ｅ、電流Ｉ、電力Ｐに
おいてこの回路を動作させる場合、電圧検出手段
３、電流検出手段４、の各検出値に対する基準値
Vrefの関係は、たとえば、次のように設定すれ
なばよい。すなわち、電圧・電流検出手段３，４
は、入力レベルに対して出力レベルは直線的に比
例するものとし、電流Ｉが10Aに対して出力は
10V、電圧Ｅが10Vに対して出力は10Vとし、基
準値Vrefは7.5Vとする。そして抵抗５２，５３
の値は等しく、かつ上記電圧・電流検出手段３，
４の出力電圧を1/2に分圧する。

したがつて、電流Ｉが10A流れている場合、電
圧Ｅが5V以下であればオペ・アンプ５１の反転
入力の電圧は、7.5V以下なので加算手段５の出
力は何等の作用も及ぼさない。

そして、電圧Ｅが5V以上になるとオペ・アン
プ５１の反転入力の電圧は、7.5V以上になろう
とするので、加算手段５の出力により、素子制御
手段６を制御して、電圧Ｅが高くなるにしたがつ
て電流Ｉを少なくする。この時の電圧Ｅと電流Ｉ
との関係は、 Ｅ＝15−Ｉ であり第２図に直線Ｂで与えられる。

同様に、電圧Ｅが10Vで、電流Ｉが5A以下で
あればオペ・アンプ５１の反転入力の電圧は、
7.5V以下なので加算手段５の出力は何等の作用
も及ぼさない。

そして、電流Ｉを5A以上にしようとして制御
電圧Vcを高くしてもオペ・アンプ５１の反転入
力の電圧は、7.5V以上になろうとするので、加
算手段５の出力により、素子制御手段６を制御し
て電流Ｉの増加を阻止する。

したがつて、上記実施例によれば、電圧Ｅと電
流Ｉの算術和 Ｅ＋Ｉ＝15 となるような制御を
行なうので、第２図に曲線Ｃで示すような電圧Ｅ
と電流Ｉの積を一定とする定電力制御 Ｅ×Ｉ＝50 に対する最大の誤差は、電圧Ｅ＝7.5Vの時で、
この時電流Ｉは7.5Aが許容されるので、その消
費電力は 7.5×7.5＝56.25W となる。

したがつて50Wに対する誤差は12.5％である。
しかして通常、トランジスタ等の半導体素子で
は、十分なデイレーテイングを行なつて使用する
ので12.5％程度の誤差であれば問題とはならな
い。

したがつて上記実施例によれば疑似的な定電力
制御を行なうことができる。

なお本考案は上記実施例に限定されるものでは
なく、たとえば上記実施例では電流を主体として
制御を行なつているが、電圧を主体として制御を
行なつてもよい。

また、電圧検出手段３、電流検出手段４は、オ
ペ・アンプを用いているが、信号源のインピーダ
ンスが、十分に低い場合は、省略することが出来
る。

さらに、加算手段５の抵抗５２，５３の値およ
び基準値Vrefの値を組合わせることによつて
種々の特性の疑似的な定電力制御を行なうことが
出来る。

したがつて本考案の装置は、電源装置、電子負
荷装置等のリニア制御素子に大電力を消費させる
必要のある装置に適用すると極めて有効である。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、構成が極めて簡
単にできコストも安価で、消費電力に応じた制御
が可能な電力制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す回路図、第２
図は上記実施例の回路の動作を従来の装置の動作
と比較して示す図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 消費される電力を制御する素子を有する電力
   制御手段と、 この電力制御手段の素子に印加される電圧を
   検出する電圧検出手段と、 上記素子を流れる電流を検出する電流検出手
   段と、 上記電圧検出手段の検出値と上記電流検出手
   段の検出値の代数和を得る加算手段と、 この加算手段の加算出力に応じて上記素子に
   於ける消費電力を制御する素子制御手段とを具
   備することを特徴とする電力制御装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項に記載のもの
   において、電力制御手段はトランジスタである
   ことを特徴とする電力制御装置。