JPH10323024A - チョッパ装置の制御装置 - Google Patents
チョッパ装置の制御装置Info
- Publication number
- JPH10323024A JPH10323024A JP12867797A JP12867797A JPH10323024A JP H10323024 A JPH10323024 A JP H10323024A JP 12867797 A JP12867797 A JP 12867797A JP 12867797 A JP12867797 A JP 12867797A JP H10323024 A JPH10323024 A JP H10323024A
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- chopper
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Abstract
(57)【要約】
【課題】チョッパ主回路内の素子をオンーオフする位相
制御信号αを０％から１００％まで変化させたとき、出
力電圧が直線的に変化させることにある。 【解決手段】制御率を設定する基準設定回路６からの基
準信号と発振回路71からの発振信号の周波数に応じた周
期の三角波信号とを比較して得られる位相制御信号によ
りチョッパ主回路内の素子をオンーオフして直流電源か
ら可変直流電力を得るチョッパ装置の制御装置におい
て、基準設定回路６からの基準信号がチョッパ主回路の
出力のオフデューティを確保できる限界レベルになった
ことを検出する検出手段と、この検出手段からの検出信
号により動作してチョッパ周波数を小さくする周波数変
更手段77とを備え、この周波数変更手段77は基準信号の
大きさに応じた周波数変更信号を発生させ、この周波数
変更信号により発振回路71の発振周波数を小さくして位
相制御信号を得る。
制御信号αを０％から１００％まで変化させたとき、出
力電圧が直線的に変化させることにある。 【解決手段】制御率を設定する基準設定回路６からの基
準信号と発振回路71からの発振信号の周波数に応じた周
期の三角波信号とを比較して得られる位相制御信号によ
りチョッパ主回路内の素子をオンーオフして直流電源か
ら可変直流電力を得るチョッパ装置の制御装置におい
て、基準設定回路６からの基準信号がチョッパ主回路の
出力のオフデューティを確保できる限界レベルになった
ことを検出する検出手段と、この検出手段からの検出信
号により動作してチョッパ周波数を小さくする周波数変
更手段77とを備え、この周波数変更手段77は基準信号の
大きさに応じた周波数変更信号を発生させ、この周波数
変更信号により発振回路71の発振周波数を小さくして位
相制御信号を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電源から可変
直流電力を得るチョッパ装置のチョッパ制御回路に関す
るものである。
直流電力を得るチョッパ装置のチョッパ制御回路に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、直流電源から可変直流電力を得て
負荷に供給するチョッパ装置としては、図５に示すよう
な回路構成のものがある。図５において、１は直流電源
で、この直流電源１にはチョッパ主回路２、リアクトル
３を直列に介して負荷４が接続されている。
負荷に供給するチョッパ装置としては、図５に示すよう
な回路構成のものがある。図５において、１は直流電源
で、この直流電源１にはチョッパ主回路２、リアクトル
３を直列に介して負荷４が接続されている。
【０００３】上記チョッパ主回路２は、パワー素子をオ
ン−オフすることにより負荷４に可変された直流電力を
供給するものであり、リアクトル３は電流を平滑するも
のである。
ン−オフすることにより負荷４に可変された直流電力を
供給するものであり、リアクトル３は電流を平滑するも
のである。
【０００４】また、５はリアクトル３及び負荷４の直列
回路に並列に接続された還流整流素子である。一方、６
は電圧基準設定回路、７はこの電圧基準設定回路６より
入力される基準信号１１に基づいてオンーオフのデュテ
ィーを変えることにより位相制御信号１２を得てチョッ
パ主回路２のパワー素子を制御するチョッパ制御回路で
ある。
回路に並列に接続された還流整流素子である。一方、６
は電圧基準設定回路、７はこの電圧基準設定回路６より
入力される基準信号１１に基づいてオンーオフのデュテ
ィーを変えることにより位相制御信号１２を得てチョッ
パ主回路２のパワー素子を制御するチョッパ制御回路で
ある。
【０００５】図６は上記チョッパ制御回路７の詳細を示
すブロック図である。図６において、７１はある周波数
で発振する発振回路、７２は三角波発生回路、７３はこ
の三角波発生回路７２からの三角波信号１３と基準設定
回路６からの基準信号１１とを比較し、位相信号１２を
得る位相信号発生回路である。
すブロック図である。図６において、７１はある周波数
で発振する発振回路、７２は三角波発生回路、７３はこ
の三角波発生回路７２からの三角波信号１３と基準設定
回路６からの基準信号１１とを比較し、位相信号１２を
得る位相信号発生回路である。
【０００６】このような構成のチョッパ装置のチョッパ
制御回路において、いま位相信号発生回路７３で図７
（ａ）に示すように三角波信号１３と第１の基準信号１
１−１とを比較することで、図７（ｂ）に示すような位
相信号１２が得られる。
制御回路において、いま位相信号発生回路７３で図７
（ａ）に示すように三角波信号１３と第１の基準信号１
１−１とを比較することで、図７（ｂ）に示すような位
相信号１２が得られる。
【０００７】次に三角波信号１３と第２の基準信号１１
−２とを比較することで、図７（ｃ）に示すような位相
信号１２が得られる。この時の制御率α2 は、α2 ＝Ｔ
ON／Ｔ0 となる。
−２とを比較することで、図７（ｃ）に示すような位相
信号１２が得られる。この時の制御率α2 は、α2 ＝Ｔ
ON／Ｔ0 となる。
【０００８】この位相信号で図５のチョッパ主回路２の
パワー素子をオンーオフすると、パワー素子の特性でタ
ーンオフ時間があるため、実際のチョッパ主回路では図
７（ｄ）に示すようにオフの時間（デューティ）が取れ
ていない。
パワー素子をオンーオフすると、パワー素子の特性でタ
ーンオフ時間があるため、実際のチョッパ主回路では図
７（ｄ）に示すようにオフの時間（デューティ）が取れ
ていない。
【０００９】従って、図８（ａ）に示すようにαを０％
から１００％まで可変させたとき、図８（ｂ）に見られ
るように１００％近辺で出力電圧は直線的に変化しない
現象が発生する。
から１００％まで可変させたとき、図８（ｂ）に見られ
るように１００％近辺で出力電圧は直線的に変化しない
現象が発生する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のチョ
ッパ装置のチョッパ制御回路においては、位相基準信号
に対し出力電圧が変化しない場合、即ち制御率αを増加
させ、１００％即ち連続オン状態にする場合、パワー素
子のオフ特性により９７％，９８％当たりから不連続と
なる不都合が生じる。
ッパ装置のチョッパ制御回路においては、位相基準信号
に対し出力電圧が変化しない場合、即ち制御率αを増加
させ、１００％即ち連続オン状態にする場合、パワー素
子のオフ特性により９７％，９８％当たりから不連続と
なる不都合が生じる。
【００１１】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、位相信号αを０％から１００％まで変化させ
たとき、出力電圧が直線的に変化させることができるチ
ョッパ装置の制御装置を提供することを目的とする。
たもので、位相信号αを０％から１００％まで変化させ
たとき、出力電圧が直線的に変化させることができるチ
ョッパ装置の制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段によりチョッパ装置の制御
装置を構成するものである。請求項１に対応する発明
は、制御率を設定する基準設定回路からの基準信号と発
振回路からの発振信号の周波数に応じた周期の三角波信
号とを比較して得られる位相制御信号によりチョッパ主
回路内の素子をオンーオフして直流電源から可変直流電
力を得るチョッパ装置の制御装置において、前記基準設
定回路からの基準信号が前記チョッパ主回路の出力のオ
フデューティを確保できる限界レベルになったことを検
出する検出手段と、この検出手段からの検出信号により
動作してチョッパ周波数を小さくする周波数変更手段と
を備え、この周波数変更手段は前記基準信号の大きさに
応じた周波数変更信号を発生させ、この周波数変更信号
により前記発振回路の発振周波数を小さくして位相制御
信号を得るようにしたものである。
成するため、次のような手段によりチョッパ装置の制御
装置を構成するものである。請求項１に対応する発明
は、制御率を設定する基準設定回路からの基準信号と発
振回路からの発振信号の周波数に応じた周期の三角波信
号とを比較して得られる位相制御信号によりチョッパ主
回路内の素子をオンーオフして直流電源から可変直流電
力を得るチョッパ装置の制御装置において、前記基準設
定回路からの基準信号が前記チョッパ主回路の出力のオ
フデューティを確保できる限界レベルになったことを検
出する検出手段と、この検出手段からの検出信号により
動作してチョッパ周波数を小さくする周波数変更手段と
を備え、この周波数変更手段は前記基準信号の大きさに
応じた周波数変更信号を発生させ、この周波数変更信号
により前記発振回路の発振周波数を小さくして位相制御
信号を得るようにしたものである。
【００１３】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明のチョッパ装置の制御装置において、前記検
出手段は、前記チョッパ主回路の位相制御信号のオフデ
ューティが０となる最小オフデューティ時間に対応する
信号レベルを設定する手段と、この設定手段により設定
されたオフデューティ時間に対応する信号レベルと前記
基準設定回路からの基準信号のレベルとを比較し、基準
信号レベルが前記最小オフデューティ時間に対応する信
号レベルを越えたとき、前記周波数変更手段に周波数変
更指令を与える比較手段とを備えたものである。
応する発明のチョッパ装置の制御装置において、前記検
出手段は、前記チョッパ主回路の位相制御信号のオフデ
ューティが０となる最小オフデューティ時間に対応する
信号レベルを設定する手段と、この設定手段により設定
されたオフデューティ時間に対応する信号レベルと前記
基準設定回路からの基準信号のレベルとを比較し、基準
信号レベルが前記最小オフデューティ時間に対応する信
号レベルを越えたとき、前記周波数変更手段に周波数変
更指令を与える比較手段とを備えたものである。
【００１４】従って、上記請求項１及び請求項２に対応
する発明のチョッパ装置の制御装置にあっては、制御率
αを０％から１００％まで変化させたとき、出力電圧が
直線的に変化させることができるので、不連続のないス
ムーズな連続制御を行うことができる。
する発明のチョッパ装置の制御装置にあっては、制御率
αを０％から１００％まで変化させたとき、出力電圧が
直線的に変化させることができるので、不連続のないス
ムーズな連続制御を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明によるチョッパ装置の
チョッパ制御回路の構成例を示すブック図で、図６と同
一部品には同一符号を付して示す。
参照して説明する。図１は本発明によるチョッパ装置の
チョッパ制御回路の構成例を示すブック図で、図６と同
一部品には同一符号を付して示す。
【００１６】図１において、７１はある周波数で発振す
る発振回路、７２は三角波発生回路、７３はこの三角波
発生回路７２からの三角波信号１３と基準設定回路６か
らの基準信号１１とを比較し、位相信号１２を得る位相
信号発生回路である。
る発振回路、７２は三角波発生回路、７３はこの三角波
発生回路７２からの三角波信号１３と基準設定回路６か
らの基準信号１１とを比較し、位相信号１２を得る位相
信号発生回路である。
【００１７】このような構成のチョッパ装置の制御装置
において、本実施の形態では基準設定回路６からの基準
信号１１を位相信号発生回路７３に入力する一方、比較
回路７６と発信周波数変更回路７７に入力する。また、
最小オフデューティ設定回路７５からの最小オフ時間
（ＴOFF3）に対応する信号レベル１４を比較回路７６に
入力し、先の基準信号のレベル１１と比較する。
において、本実施の形態では基準設定回路６からの基準
信号１１を位相信号発生回路７３に入力する一方、比較
回路７６と発信周波数変更回路７７に入力する。また、
最小オフデューティ設定回路７５からの最小オフ時間
（ＴOFF3）に対応する信号レベル１４を比較回路７６に
入力し、先の基準信号のレベル１１と比較する。
【００１８】上記比較回路７６より出力される周波数変
換変更指令信号１５を発信周波数変更回路７７に入力す
る。さらに、この発振周波数変更回路７７より出力され
る周波数変更信号１６を発振回路７１に入力する。この
発振回路７１は周波数変更信号１６が入力されると変更
信号の大きさに従い発振周波数を変更する。この発振回
路７１で変更された発振信号１７は三角波発生回路７２
に入力され、位相信号発生回路７３は三角波発生回路７
２からの三角波信号１３と基準設定回路６からの基準信
号１１とを比較し、周波数の変更となった位相信号１２
を得る。
換変更指令信号１５を発信周波数変更回路７７に入力す
る。さらに、この発振周波数変更回路７７より出力され
る周波数変更信号１６を発振回路７１に入力する。この
発振回路７１は周波数変更信号１６が入力されると変更
信号の大きさに従い発振周波数を変更する。この発振回
路７１で変更された発振信号１７は三角波発生回路７２
に入力され、位相信号発生回路７３は三角波発生回路７
２からの三角波信号１３と基準設定回路６からの基準信
号１１とを比較し、周波数の変更となった位相信号１２
を得る。
【００１９】次に上記のように構成されたチョッパ装置
の制御装置の作用を述べる。いま、図１において、基準
設定回路６からの基準信号１１が位相信号発生回路７３
に入力されると共に、比較回路７６及び発振周波数変更
回路７７にそれぞれ入力されている。
の制御装置の作用を述べる。いま、図１において、基準
設定回路６からの基準信号１１が位相信号発生回路７３
に入力されると共に、比較回路７６及び発振周波数変更
回路７７にそれぞれ入力されている。
【００２０】また、最小オフデューティ設定回路７５に
は、次のような値が設定されている。即ち、パワー素子
のターンオフは、図３（ｂ）に示すような制御信号に対
し、（ａ）に示す波形のようにオフする時にｔoff のよ
うな遅れが発生する。
は、次のような値が設定されている。即ち、パワー素子
のターンオフは、図３（ｂ）に示すような制御信号に対
し、（ａ）に示す波形のようにオフする時にｔoff のよ
うな遅れが発生する。
【００２１】そこで、このオフ時間を考慮し、チョッパ
の位相制御信号αのオフデューティが０となる最小オフ
デューティ時間に対応する信号レベルを最小オフデュー
ティ設定回路７５で設定している。
の位相制御信号αのオフデューティが０となる最小オフ
デューティ時間に対応する信号レベルを最小オフデュー
ティ設定回路７５で設定している。
【００２２】従って、比較回路７６ではこの最小オフ時
間（ＴOFF3）に対応する信号レベル１４と上記基準信号
レベル１１とを比較し、基準信号レベル１１が大きく、
即ちαが１００％近くになり、最小オフ時間に対応する
信号レベル１４よりオフデューティが小さくなった時
に、周波数変更指令信号１５を出力する。
間（ＴOFF3）に対応する信号レベル１４と上記基準信号
レベル１１とを比較し、基準信号レベル１１が大きく、
即ちαが１００％近くになり、最小オフ時間に対応する
信号レベル１４よりオフデューティが小さくなった時
に、周波数変更指令信号１５を出力する。
【００２３】この周波数変更指令信号１５が発振周波数
変更回路７７に入力されると、発振周波数変更回路７７
では基準設定回路６からの基準信号１１の大きさに応じ
た周波数変更信号１６を発生し、この周波数変更信号１
６が発振回路７１に入力される。
変更回路７７に入力されると、発振周波数変更回路７７
では基準設定回路６からの基準信号１１の大きさに応じ
た周波数変更信号１６を発生し、この周波数変更信号１
６が発振回路７１に入力される。
【００２４】発振回路７１では周波数変更信号１６が入
力されると、周波数変更信号１６の大きさに従い発振周
波数を変更し、この変更された発振信号１７は三角波発
生回路７２に入力される。
力されると、周波数変更信号１６の大きさに従い発振周
波数を変更し、この変更された発振信号１７は三角波発
生回路７２に入力される。
【００２５】この三角波発生回路７２では、図２（ａ）
の三角波信号１３−３のように周波数が小さくなった、
即ち周期がＴ１と大きくなった波形となっている。この
三角波信号１３と基準信号１１が位相信号発生回路７３
で比較され、図２（ｂ），（ｃ）に示すように周波数の
変更となった位相信号１２を得る。
の三角波信号１３−３のように周波数が小さくなった、
即ち周期がＴ１と大きくなった波形となっている。この
三角波信号１３と基準信号１１が位相信号発生回路７３
で比較され、図２（ｂ），（ｃ）に示すように周波数の
変更となった位相信号１２を得る。
【００２６】この時の制御率α3 は、α3 ＝ＴOFF3／Ｔ
1 となる。基準信号が小さい時の発振周期Ｔ0 に対し、
Ｔ1 と周期が大きくなることにより、制御率のオフデュ
ーティをさらに小さくできる。
1 となる。基準信号が小さい時の発振周期Ｔ0 に対し、
Ｔ1 と周期が大きくなることにより、制御率のオフデュ
ーティをさらに小さくできる。
【００２７】従って、基準信号１１がさらに大きくなっ
たときは周波数信号をさらに下げる、即ち周期をさらに
大きくすることにより制御率のオフデューティをさらに
小さくできる。
たときは周波数信号をさらに下げる、即ち周期をさらに
大きくすることにより制御率のオフデューティをさらに
小さくできる。
【００２８】このように本実施の形態では、α指令が増
加し、チョッパのオフデューティタイムがある最小の時
間となったとき、オフ時間を固定してオンデューティタ
イムを延ばすことにより、即ちチョッパ周波数をオフデ
ューティタイムを一定、オンデューティタイムを延ばす
ことにより、制御率αを増加させることができ、位相信
号αを０％から１００％まで変化させたとき、出力電圧
を直線的に変化させることができる。従って、速度制御
装置等では速度の不連続のないスムーズな連続制御が可
能となる。また、図４に示すようにオフデューティに不
完全なオン状態の発生によるＶonなる素子の電圧ロスが
ないので、発熱が小さくなり、信頼性が向上する。
加し、チョッパのオフデューティタイムがある最小の時
間となったとき、オフ時間を固定してオンデューティタ
イムを延ばすことにより、即ちチョッパ周波数をオフデ
ューティタイムを一定、オンデューティタイムを延ばす
ことにより、制御率αを増加させることができ、位相信
号αを０％から１００％まで変化させたとき、出力電圧
を直線的に変化させることができる。従って、速度制御
装置等では速度の不連続のないスムーズな連続制御が可
能となる。また、図４に示すようにオフデューティに不
完全なオン状態の発生によるＶonなる素子の電圧ロスが
ないので、発熱が小さくなり、信頼性が向上する。
【００２９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、位相
信号αを０％から１００％まで変化させたとき、出力電
圧が直線的に変化させることができるので、不連続のな
いスムーズな連続制御を行うことができるチョッパ装置
の制御装置を提供できる。
信号αを０％から１００％まで変化させたとき、出力電
圧が直線的に変化させることができるので、不連続のな
いスムーズな連続制御を行うことができるチョッパ装置
の制御装置を提供できる。
【図１】本発明によるチョッパ装置の制御装置の実施の
形態を示すブロック回路図。
形態を示すブロック回路図。
【図２】同実施の形態において、位相制御信号を説明す
るためのタイムチャート。
るためのタイムチャート。
【図３】チョッパ主回路のパワー素子の動作時における
波形図。
波形図。
【図４】オフデューティが小さい時のチョッパ主回路の
出力波形図。
出力波形図。
【図５】チョッパ装置の構成を示す回路図。
【図６】従来のチョッパ装置の制御装置を示すブロック
回路図。
回路図。
【図７】従来装置による位相制御信号を説明するための
タイムチャート。
タイムチャート。
【図８】従来装置による制御率とチョッパ出力電圧の関
係を示す説明図。
係を示す説明図。
１……直流電源 ２……チョッパ主回路 ３……リアクトル ４……負荷 ５……還流整流素子 ６……基準設定回路 ７……チョッパ制御回路 ７１……発振回路 ７２……三角波発生回路 ７３……位相信号発生回路 ７４……出力端子 ７５……最小オフデューティ設定回路 ７６……比較回路 ７７……発振周波数変更回路
Claims (2)
- 【請求項１】 制御率を設定する基準設定回路からの基
準信号と発振回路からの発振信号の周波数に応じた周期
の三角波信号とを比較して得られる位相制御信号により
チョッパ主回路内の素子をオンーオフして直流電源から
可変直流電力を得るチョッパ装置の制御装置において、 前記基準設定回路からの基準信号が前記チョッパ主回路
の出力のオフデューティを確保できる限界レベルになっ
たことを検出する検出手段と、この検出手段からの検出
信号により動作してチョッパ周波数を小さくする周波数
変更手段とを備え、この周波数変更手段は前記基準信号
の大きさに応じた周波数変更信号を発生させ、この周波
数変更信号により前記発振回路の発振周波数を小さくし
て位相制御信号を得ることを特徴とするチョッパ装置の
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載のチョッパ装置の制御装置
において、 前記検出手段は、前記チョッパ主回路の位相制御信号の
オフデューティが０となる最小オフデューティ時間に対
応する信号レベルを設定する手段と、この設定手段によ
り設定されたオフデューティ時間に対応する信号レベル
と前記基準設定回路からの基準信号のレベルトとを比較
し、基準信号レベルが前記最小オフデューティ時間に対
応する信号レベルを越えたとき、前記周波数変更手段に
周波数変更指令を与える比較手段とを備えたことを特徴
とするチョッパ装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12867797A JPH10323024A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | チョッパ装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12867797A JPH10323024A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | チョッパ装置の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323024A true JPH10323024A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=14990722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12867797A Pending JPH10323024A (ja) | 1997-05-19 | 1997-05-19 | チョッパ装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10323024A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009510995A (ja) * | 2005-10-03 | 2009-03-12 | リニアー テクノロジー コーポレイション | 固定された周波数動作におけるスイッチングレギュレータのデューティサイクル制御 |
| US10686374B2 (en) | 2017-11-17 | 2020-06-16 | Soken, Inc. | Control apparatus for power conversion apparatus |
-
1997
- 1997-05-19 JP JP12867797A patent/JPH10323024A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009510995A (ja) * | 2005-10-03 | 2009-03-12 | リニアー テクノロジー コーポレイション | 固定された周波数動作におけるスイッチングレギュレータのデューティサイクル制御 |
| KR101332677B1 (ko) * | 2005-10-03 | 2013-11-25 | 리니어 테크놀러지 코포레이션 | 펄스-폭-변조된 전압 레귤레이터에서 듀티 사이클을 증가 또는 감소시키는 방법 및 클럭 오실레이터 시스템 |
| US10686374B2 (en) | 2017-11-17 | 2020-06-16 | Soken, Inc. | Control apparatus for power conversion apparatus |
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