JPH05211765A - スイッチング制御方式 - Google Patents
スイッチング制御方式Info
- Publication number
- JPH05211765A JPH05211765A JP4033692A JP4033692A JPH05211765A JP H05211765 A JPH05211765 A JP H05211765A JP 4033692 A JP4033692 A JP 4033692A JP 4033692 A JP4033692 A JP 4033692A JP H05211765 A JPH05211765 A JP H05211765A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- switching element
- control signal
- signal
- switching
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- Granted
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- Electronic Switches (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】これまでとは異なるディジタル系での自在な電
流制御の可能な簡潔な回路によるスイッチング制御方式
を提供し、大電流パルス電源への使用により、出力電流
の安定化を図り、過電流、過渡熱等によるスイッチング
素子の損傷を排除しようとするものである。 【構成】スイッチング素子１に対する電流値指令信号と
該スイッチング素子以後の電流フィードバック信号とを
比較して制御信号ｖc を得、該制御信号をクロック・パ
ルスｖt に同期化させた後、該同期化制御信号ｖo によ
りそのスイッチング素子１をＯＮ・ＯＦＦさせ、出力電
流ＩO を電流指令信号の設定値ＩL に適切に制御するも
のである。
流制御の可能な簡潔な回路によるスイッチング制御方式
を提供し、大電流パルス電源への使用により、出力電流
の安定化を図り、過電流、過渡熱等によるスイッチング
素子の損傷を排除しようとするものである。 【構成】スイッチング素子１に対する電流値指令信号と
該スイッチング素子以後の電流フィードバック信号とを
比較して制御信号ｖc を得、該制御信号をクロック・パ
ルスｖt に同期化させた後、該同期化制御信号ｖo によ
りそのスイッチング素子１をＯＮ・ＯＦＦさせ、出力電
流ＩO を電流指令信号の設定値ＩL に適切に制御するも
のである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大電流パルス電源等の
スイッチング制御方式に関する。
スイッチング制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電源方式では、主にパルス幅制御
方式（ＰＷＭ）が採用されており、この場合、通常、Ｏ
Ｎ時間とＯＦＦ時間との比に係るデューティ制御のスイ
ッチング・トランジスタ回路と、該トランジスタの出力
側に接続した転流ダイオード、チョーク・コイル、平滑
コンデンサ等とから成るＤＣ−ＤＣコンバータを備えて
いる。
方式（ＰＷＭ）が採用されており、この場合、通常、Ｏ
Ｎ時間とＯＦＦ時間との比に係るデューティ制御のスイ
ッチング・トランジスタ回路と、該トランジスタの出力
側に接続した転流ダイオード、チョーク・コイル、平滑
コンデンサ等とから成るＤＣ−ＤＣコンバータを備えて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記パルス幅
制御方式（ＰＷＭ）のパルス電源では、そのＤＣ−ＤＣ
コンバータに平滑コンデンサを要し、この平滑コンデン
サがスイッチング・トランジスタのＯＮ時に充電され、
ＯＦＦ時に放電するため、スイッチング・トランジスタ
には負荷電流以上の過分の電流に対応する過大な容量を
要し、出力電流にも安定性を欠くこととなり、したがっ
て、スイッチング・トランジスタ回路による電流制御は
簡単に行えないのが現状である。また、負荷の急峻な変
動によって、スイッチング・トランジスタを過電流、過
渡熱等により損傷させることがある。そこで、本発明
は、これまでとは異なるディジタル系での自在な電流制
御の可能な簡潔な回路によるスイッチング制御方式を提
供し、大電流パルス電源への使用により、上述の問題点
を解決できるようにしようとするものである。
制御方式（ＰＷＭ）のパルス電源では、そのＤＣ−ＤＣ
コンバータに平滑コンデンサを要し、この平滑コンデン
サがスイッチング・トランジスタのＯＮ時に充電され、
ＯＦＦ時に放電するため、スイッチング・トランジスタ
には負荷電流以上の過分の電流に対応する過大な容量を
要し、出力電流にも安定性を欠くこととなり、したがっ
て、スイッチング・トランジスタ回路による電流制御は
簡単に行えないのが現状である。また、負荷の急峻な変
動によって、スイッチング・トランジスタを過電流、過
渡熱等により損傷させることがある。そこで、本発明
は、これまでとは異なるディジタル系での自在な電流制
御の可能な簡潔な回路によるスイッチング制御方式を提
供し、大電流パルス電源への使用により、上述の問題点
を解決できるようにしようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、ス
イッチング素子に対する電流値指令信号と該スイッチン
グ素子以後の電流フィードバック信号とを比較して制御
信号を得、該制御信号をクロック・パルスに同期化させ
た後、該同期化制御信号によりそのスイッチング素子を
ＯＮ・ＯＦＦさせることを特徴とする。
イッチング素子に対する電流値指令信号と該スイッチン
グ素子以後の電流フィードバック信号とを比較して制御
信号を得、該制御信号をクロック・パルスに同期化させ
た後、該同期化制御信号によりそのスイッチング素子を
ＯＮ・ＯＦＦさせることを特徴とする。
【０００５】
【作用】如上の構成であるから、スイッチング素子の出
力電流の立上り・立下りがチョーク・コイル等により緩
慢となる場合に使用するとよく、この場合、その同期化
制御信号によりＯＮ・ＯＦＦされたスイッチング素子の
出力電流信号は、その同期化制御信号に基づいて波高値
が電流指令信号の設定値に制御され、波頂部がその設定
値を中心に微細に脈動（リプル）しながらも略その設定
値を維持し、過度の変動を伴うことはない。
力電流の立上り・立下りがチョーク・コイル等により緩
慢となる場合に使用するとよく、この場合、その同期化
制御信号によりＯＮ・ＯＦＦされたスイッチング素子の
出力電流信号は、その同期化制御信号に基づいて波高値
が電流指令信号の設定値に制御され、波頂部がその設定
値を中心に微細に脈動（リプル）しながらも略その設定
値を維持し、過度の変動を伴うことはない。
【０００６】
【実施例】図面は、本発明の実施例に係るＤＣ−ＤＣコ
ンバータを示している。図１において、１は、直流電源
からの電流をＯＮ・ＯＦＦするスイッチング・トランジ
スタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等から成る高速電力半導体スイ
ッチング素子、２、３は、該スイッチング素子の出力側
に接続したチョーク・コイルと転流ダイオードであり、
平滑コンデンサは備えていない。４は、出力電流を電圧
の姿で検出するＣＴ、シャント等の電流検出器、５は、
所要の出力電流値を設定するための電流指令信号を電圧
の姿で導入するとともに、前記電流検出器からの電流フ
ィードバック信号（電圧）を導入して比較し、所定の制
御信号ｖc を得るコンパレータ、６は、クロック・パル
スｖt を得るクロック・ジェネレータ、７は、前記コン
パレータからの制御信号ｖc を前記クロック・ジェネレ
ータからのクロック・パルスｖt に同期化させる同期回
路、８は、該同期回路からの同期化制御信号ｖo を前記
スイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦに供するドライバであ
る。
ンバータを示している。図１において、１は、直流電源
からの電流をＯＮ・ＯＦＦするスイッチング・トランジ
スタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等から成る高速電力半導体スイ
ッチング素子、２、３は、該スイッチング素子の出力側
に接続したチョーク・コイルと転流ダイオードであり、
平滑コンデンサは備えていない。４は、出力電流を電圧
の姿で検出するＣＴ、シャント等の電流検出器、５は、
所要の出力電流値を設定するための電流指令信号を電圧
の姿で導入するとともに、前記電流検出器からの電流フ
ィードバック信号（電圧）を導入して比較し、所定の制
御信号ｖc を得るコンパレータ、６は、クロック・パル
スｖt を得るクロック・ジェネレータ、７は、前記コン
パレータからの制御信号ｖc を前記クロック・ジェネレ
ータからのクロック・パルスｖt に同期化させる同期回
路、８は、該同期回路からの同期化制御信号ｖo を前記
スイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦに供するドライバであ
る。
【０００７】いま、電流指令信号で指定する出力電流の
設定値ＩL を図２Ａに点線で示すものとし、クロック・
ジェネレータ６からのクロック・パルスｖt を図２Ｅと
すると、負荷へ供給される出力電流ＩO は、図２Ａのよ
うになる。この場合、その電流指令信号と電流検出器４
からの電流フィードバック信号とを比較して得られるコ
ンパレータ５からの制御信号ｖc は、出力電流ＩO が電
流指令信号で指定された設定値ＩL を基準に上下に変動
することにより切り替わる図２Ｃのパルスとなる。この
制御信号ｖc が同期回路７でクロック・パルスｖt に同
期化された同期化制御信号ｖo は、制御信号がクロック
・パルスｖt の立上りエッジで同期化されて、図２Ｄの
パルスとなる。この同期化制御信号によりドライバ８を
介してスイッチング素子１がＯＮ・ＯＦＦされると、該
スイッチング素子の両端電圧ＶCEは、図２Ｂのようなパ
ルス波形を呈し、出力電流ＩO は図２Ａに示すようにな
る。
設定値ＩL を図２Ａに点線で示すものとし、クロック・
ジェネレータ６からのクロック・パルスｖt を図２Ｅと
すると、負荷へ供給される出力電流ＩO は、図２Ａのよ
うになる。この場合、その電流指令信号と電流検出器４
からの電流フィードバック信号とを比較して得られるコ
ンパレータ５からの制御信号ｖc は、出力電流ＩO が電
流指令信号で指定された設定値ＩL を基準に上下に変動
することにより切り替わる図２Ｃのパルスとなる。この
制御信号ｖc が同期回路７でクロック・パルスｖt に同
期化された同期化制御信号ｖo は、制御信号がクロック
・パルスｖt の立上りエッジで同期化されて、図２Ｄの
パルスとなる。この同期化制御信号によりドライバ８を
介してスイッチング素子１がＯＮ・ＯＦＦされると、該
スイッチング素子の両端電圧ＶCEは、図２Ｂのようなパ
ルス波形を呈し、出力電流ＩO は図２Ａに示すようにな
る。
【０００８】つまり、出力電流ＩO は、電流指令信号に
従がいスイッチング素子１がＯＮすることによって発生
し、このＯＮの間、スイッチング素子に流れる電流ＩE
と同等となるが、チョーク・コイル２と負荷との存在に
より立上りが緩慢になり、電流指令信号で指定された図
２Ａに点線で示す設定値ＩL に達するまではスイッチン
グ素子はＯＮを持続する。設定値ＩL に達すると、電流
検出器４からの電流フィードバック信号に基づく同期化
制御信号ｖo によりクロック・パルスｖt に同期してそ
のスイッチング素子がＯＦＦし、転流ダイオード３が導
通して、チョーク・コイル２に蓄えられた電磁エネルギ
ーによる電流ＩD が負荷に従って減衰しながら出力電流
ＩO として流出する。これが設定値ＩL にまで減衰する
と、電流検出器４からの電流フィードバック信号に基づ
く同期化制御信号ｖo によりクロック・パルスｖt に同
期してそのスイッチング素子が再びＯＮして、電流ＩE
により出力電流ＩO を供給し、これを繰り返しながら、
電流指令信号で指定された図２Ａに点線で示す設定値Ｉ
L を中心に、上下に微細に脈動する出力電流ＩO を供給
することとなる。この波頂部の脈動は、微細なものであ
り、実使用上は全く支障はない。なお、その脈動は、ク
ロック・パルスｖt の周期を短くすることにより少なく
することができる。而して、平滑コンデンサを有してい
ないので、スイッチング素子１には出力電流ＩO 以上の
過分の電流は流れず、スイッチング素子１の制御だけで
適切に出力電流ＩO を制御することができる。
従がいスイッチング素子１がＯＮすることによって発生
し、このＯＮの間、スイッチング素子に流れる電流ＩE
と同等となるが、チョーク・コイル２と負荷との存在に
より立上りが緩慢になり、電流指令信号で指定された図
２Ａに点線で示す設定値ＩL に達するまではスイッチン
グ素子はＯＮを持続する。設定値ＩL に達すると、電流
検出器４からの電流フィードバック信号に基づく同期化
制御信号ｖo によりクロック・パルスｖt に同期してそ
のスイッチング素子がＯＦＦし、転流ダイオード３が導
通して、チョーク・コイル２に蓄えられた電磁エネルギ
ーによる電流ＩD が負荷に従って減衰しながら出力電流
ＩO として流出する。これが設定値ＩL にまで減衰する
と、電流検出器４からの電流フィードバック信号に基づ
く同期化制御信号ｖo によりクロック・パルスｖt に同
期してそのスイッチング素子が再びＯＮして、電流ＩE
により出力電流ＩO を供給し、これを繰り返しながら、
電流指令信号で指定された図２Ａに点線で示す設定値Ｉ
L を中心に、上下に微細に脈動する出力電流ＩO を供給
することとなる。この波頂部の脈動は、微細なものであ
り、実使用上は全く支障はない。なお、その脈動は、ク
ロック・パルスｖt の周期を短くすることにより少なく
することができる。而して、平滑コンデンサを有してい
ないので、スイッチング素子１には出力電流ＩO 以上の
過分の電流は流れず、スイッチング素子１の制御だけで
適切に出力電流ＩO を制御することができる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、出力電流の立上り・立
下りがチョーク・コイル等により緩慢となる場合に使用
して具合よく、これまでとは異なる、自在に簡単に電流
制御できる、ディジタル系での簡潔な回路によるスイッ
チング制御方式を提供できる。而して、出力ラインに平
滑コンデンサを用いなくてよいので、スイッチング素子
には負荷電流以上の過分の電流が流れず、したがって、
所定の同期化制御信号での該スイッチング素子のＯＮ・
ＯＦＦにより、出力電流信号の波高値をその同期化制御
信号に基づいて電流指令信号の設定値に適切に制御でき
て、出力電流の安定化を図ることができる。勿論、負荷
に不意に急峻な変動があっても、スイッチング素子には
過電流、過渡熱等による損傷を生ずることはない。ま
た、スイッチング素子には負荷電流以上の過分の電流に
対応する過大な容量を要しない。よって、大電流のパル
ス電流電源に適し、フラッシュ・ランプ駆動電源、溶接
用電源等の負荷に最適である。
下りがチョーク・コイル等により緩慢となる場合に使用
して具合よく、これまでとは異なる、自在に簡単に電流
制御できる、ディジタル系での簡潔な回路によるスイッ
チング制御方式を提供できる。而して、出力ラインに平
滑コンデンサを用いなくてよいので、スイッチング素子
には負荷電流以上の過分の電流が流れず、したがって、
所定の同期化制御信号での該スイッチング素子のＯＮ・
ＯＦＦにより、出力電流信号の波高値をその同期化制御
信号に基づいて電流指令信号の設定値に適切に制御でき
て、出力電流の安定化を図ることができる。勿論、負荷
に不意に急峻な変動があっても、スイッチング素子には
過電流、過渡熱等による損傷を生ずることはない。ま
た、スイッチング素子には負荷電流以上の過分の電流に
対応する過大な容量を要しない。よって、大電流のパル
ス電流電源に適し、フラッシュ・ランプ駆動電源、溶接
用電源等の負荷に最適である。
【図１】本発明のスイッチング制御方式の実施例を示す
電気回路図である。
電気回路図である。
【図２】同例の各部の波形図である。
１ スイッチング素子 ２ チョーク・コイル ３ 転流ダイオード ４ 電流検出器 ５ コンパレータ ６ クロック・ジェネレータ ７ 同期回路 ８ ドライバ
Claims (1)
- 【請求項１】 スイッチング素子に対する電流値指令信
号と該スイッチング素子以後の電流フィードバック信号
とを比較して制御信号を得、該制御信号をクロック・パ
ルスに同期化させた後、該同期化制御信号によりそのス
イッチング素子をＯＮ・０ＦＦさせることを特徴とする
スイッチング制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040336A JPH0759146B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | スイッチング制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4040336A JPH0759146B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | スイッチング制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211765A true JPH05211765A (ja) | 1993-08-20 |
| JPH0759146B2 JPH0759146B2 (ja) | 1995-06-21 |
Family
ID=12577791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4040336A Expired - Lifetime JPH0759146B2 (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | スイッチング制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0759146B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5586218U (ja) * | 1978-12-08 | 1980-06-14 |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP4040336A patent/JPH0759146B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5586218U (ja) * | 1978-12-08 | 1980-06-14 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0759146B2 (ja) | 1995-06-21 |
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Legal Events
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