JPS6256754B2 - - Google Patents

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JPS6256754B2
JPS6256754B2 JP56094426A JP9442681A JPS6256754B2 JP S6256754 B2 JPS6256754 B2 JP S6256754B2 JP 56094426 A JP56094426 A JP 56094426A JP 9442681 A JP9442681 A JP 9442681A JP S6256754 B2 JPS6256754 B2 JP S6256754B2
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JP
Japan
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voltage
pulse signal
current
control circuit
load current
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Expired
Application number
JP56094426A
Other languages
English (en)
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JPS57207919A (en
Inventor
Juichiro Furukawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP9442681A priority Critical patent/JPS57207919A/ja
Publication of JPS57207919A publication Critical patent/JPS57207919A/ja
Publication of JPS6256754B2 publication Critical patent/JPS6256754B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Continuous-Control Power Sources That Use Transistors (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、電源電圧の変化に応じて負荷への
電流供給を制御する負荷電流制御回路に関する。
(従来の技術) 一般に電源、例えば直流電源(バツテリ)の消
費を制限するために負荷電流の供給をスイツチン
グ制御することが行なわれている。このような制
御は通常スイツチング回路等からなる負荷電流制
御回路によつてなされる。すなわち、第1図に示
すように電源11から負荷12へ供給される負荷
電流ILは、負荷電流制御回路(以下単に制御回
路と称する)13に設けられたトランジスタ14
に供給される。さらに、この制御回路13には、
トランジスタ14のベースに一定のデユーテイ・
サイクル(duty cycle)を有するパルス信号φ
を供給する発振回路15が設けられる。従つてト
ランジスタ14はこのパルス信号φのデユーテ
イ・サイクルに応じてコレクタ電流、すなわち負
荷電流ILの発生を制御し、電源11の消費を一
定時間間隔制限できるものである。このような制
御回路13によつて、例えば自動車等の発電機を
起動させる場合について述べる。発電機は通常フ
イールドコイルに流れる電流(負荷電流)とその
回転数に応じて発電するものであるが、バツテリ
放電が著しく、このためバツテリ電圧が低いとき
には、発電機起動時に流れるフイールド電流が小
さくなる。従つてフイールドコイル電流(負荷
流)を制御するパルス信号のデユーテイ・サイク
ルを一定にすると、前述の様な場合に発電電圧上
昇が困難となり、発電機が高回転に達するまで正
常の発電電圧を得ることができない。
このため、電源電圧の変化を検出し、この検出
結果に応じてパルス信号のデユーテイ・サイクル
を変化させることができる負荷電流制御回路が要
求される。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は上記の事情に鑑みなされたもので、
電源電圧の変化に応じて負荷への電流供給を変化
できるようにし、負荷電流に依存する回路動作を
安定にできる負荷電流制御回路を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明による負荷電流制御回路にあつては、
電源電圧の変化を検出する手段と、上記検出した
電圧に応じて所定の電流を発生する電流発生手段
と、この電流の供給に応じて変化する電圧を発生
する電圧発生手段と、この電圧と基準電圧比較し
て、この比較結果に応じたパルス信号を発生する
比較手段と、この比較手段のパルス信号の供給に
応じて上記基準電圧を制御する基準電圧制御手段
と、上記比較手段のパルス信号の供給に応じて負
荷電流を制御する手段とを具備し、上記電圧発生
手段および上記基準電圧制御手段の動作に応じて
上記比較手段から発生するパルス信号のデユーテ
イ・サイクルを変化させる如く構成したものであ
る。
(作用) 上記構成の負荷電流制御回路にあつては、比較
手段に供給される電圧の変化状態が電源電圧の変
化に応じて変化されると共に比較手段からパルス
信号が供給された際に基準電圧制御手段によつて
基準電圧が変化されるため、電源電圧の変化に応
じたデユーテイ・サイクルのパルス信号を比較手
段から出力することができる。
(実施例) 第2図は、電源電圧の変化を検出し、この検出
結果に応じてパルス信号のデユーテイ・サイクル
を変化させるための構成を概略的に示すものであ
る。すなわち、この負荷電流制御回路にあつて
は、電源11から負荷12へ供給される負荷電流
Lは、負荷電流制御回路(以下単に制御回路と
称す)21に設けられたエミツタ接地トランジス
タ14のコレクタに供給される。この制御回路2
1は、電源11の電圧変化を検知する電圧検知回
路22が設けられ、さらにこの電圧検知回路22
が設けられ、さらにこの電圧検知回路22から発
生する信号に応じてパルス信号のデユーテイ・サ
イクルを設定しトランジスタ14のベースにその
設定されたデユーテイ・サイクルのパルス信号φ
を供給する発振回路23とデユーテイ・サイク
ル(duty cycle)制御回路24が設けられてい
る。
このような制御回路21によつて、まず電源1
1の電圧Vが検知され、例えばその電圧Vがロー
レベルになつた場合には、パルス信号φのデユ
ーテイ・サイクルを大きくして、すなわちトラン
ジスタ14のスイツチングのデユーテイ・サイク
ルを大きくすることによつて負荷電流ILを増加
することができる。また、充電等によつて電源1
1の電圧Vがハイレベル(通常は正常電圧)にな
ると、パルス信号φのデユーテイ・サイクルを
小さくして、負荷電流ILを減少させることがで
きる。
第3図はこの発明の一実施例に係る負荷電流制
御回路を示すものであり、以下この第3図を参照
して上述した第2図の制御回路21を実現する構
成を説明する。
第3図に示されているように、制御回路21に
は、この制御回路21の動作電源である電圧Vz
を発生する電圧回路31が設けられ、この電圧V
zの供給に応じて基準電圧Vrefを発生する基準電
圧回路38、および電流Iを発生する電流源回路
32が設けられる。電流源回路32は、例えばベ
ースを共通接続したPNP型トランジスタTr1
Tr2を具備しており、 そのベースに電圧V0が供給される。またトラ
ンジスタTr2のエミツタには、電圧Vzが抵抗R3
を介して供給され、さらにトランジスタTr1のエ
ミツタに直接電圧Vzが供給される。そして上記
電流Iは、ダイオード33を介して抵抗R4とキ
ヤパシタンス34が並列接続してなるCR回路3
5へ供給される。このCR回路35は、抵抗R4
キヤパシタンス34の時定数に応じて発生する充
放電によつて電圧比較器36の一方入力側
(「+」側)に電圧Viを供給する。すなわち、こ
の電圧比較器36の一方入力側は、ダイオードの
出力に抵抗R5を介して接続される。さらに電圧
比較器36の他方入力側(「−1」側)には、電
圧Vref接地間に直列接続の抵抗R6,R7およびエ
ミツタ接地トランジスタTr3が設けられ、この抵
抗R6,R7の共通接続点に発生する基準電圧VR
供給される。そしてこの電圧比較器36から発生
する出力信号φはダイオード33を介してCR
回路35への電流Iの供給を制御するエミツタ接
地トランジスタTr4のベースに供給される。ま
た、この出力信号φは基準電圧VRの電圧値
(VrefまたはVref・R7/R6+R7)を選択するトラ
ンジスタTr3のベースに供給され、同時に増幅、
波形整形、反転等の機能を有する出力回路37へ
供給される。この出力回路37から負荷電流IL
を制御するエミツタ接地トランジスタ14のベー
スにパルス信号φが供給され、このトランジス
タ14のコレクタに電流電圧Vが供給される負荷
12が接続される。
このように構成される制御回路21において、
基準電圧回路38および電流源回路32からそれ
ぞれ電圧Vrefおよび電流Iが発生すると、第4
図Aに示すように電圧比較器36に供給される基
準電圧RはまずトランジスタTr3がオフ状態であ
るため電圧Vrefと同電位である。またトランジ
スタTr4もオフ状態であるから、電流IはCR回
路35へ供給されキヤパシタンス34は充電状態
となり電圧比較器36の入力電圧Viは上昇し始
める。そしてこの入力電圧Viが基準電圧VR、す
なわち電圧Vrefと同電圧になつた時点で、電圧
比較器36の出力信号φが立上がり(信号
「1」)、この出力信号φがトランジスタTr3
よびTr4のベースに供給されて両者はオン状態と
なる。従つて基準電圧VRは電圧Vref・R/R
+Rである 電圧Vrefの分圧電圧まで下がり、またトランジ
スタTr4がオン状態になることによつて電流Iの
CR回路35への供給はカツトオフとなりキヤバ
シタンス34は放電状態となるから入力電圧Vi
は減少し始める。さらにこの入力電圧Viが基準
電圧VR、すなわち電圧Vref・R/R+R
で下がつた時 点で電圧比較器36の出力信号φが立下がる
(信号「0」)ものである。上記の様な動作が繰返
されることによつて、出力信号φが供給される
出力回路37から所定のデユーテイ・サイクル、
すなわち周期T1に対して入力電圧Viの立下がり
期間のパルス幅a1を有するパルス信号φが発生
し、トランジスタ14のベースに供給される。と
ころで、いま仮に電源電圧Vが下がつた場合に
は、電圧とV0もそれに応じて下がりトランジス
タTr1を流れる電流が増加する。従つて電流Iが
増加するので、第4図Bに示すように制御回路2
1の動作においてまず電圧比較器36の入力電圧
Viが上昇し始めから基準電圧VR、すなわち電圧
Vrefまで到達し電圧比較器36の出力信号φ
が立上がるまでの時間は電圧Vが低下する前に比
べて短くなる。一方出力信号φが立上がつてい
る期間は、キヤパシタンス34の放電時間はCR
定数によつて決まり一定である。従つてこの出力
信号φが供給される出力回路37から発生する
パルス信号φは、上記のパルス信号φのデユ
ーテイ・サイクル(a/T)に対して大きなデユー テイ・サイクルa/Tを有するものである。
このように、電源電圧Vの低下に応じて入力電
圧V0が所定の比率で低下することによつて、電
圧比較器36の出力信号φ、すなわちトランジ
スタ14へ供給されるパルス信号φのデユーテ
イ・サイクルを大きくすることができる。また電
源電圧Vが充電等によつて上昇した場合には、そ
れに応じてパルス信号φのデユーテイ・サイク
ルは小さくなるものである。
また、前述のように比較器36からの出力が
「1」になつた際に基準電圧VRの値をVrefから
Vref・R/R+Rに変化させ、比較器36か
らの出力が 「0」になつた際に基準電圧Vrの値をVrefに戻す
ことにより、入力電圧Viの値が放電されてVref
からVref・R/R+Rに低下するまでの時間
を比較器36 の「1」出力期間とし、入力電圧Viの値が充電
されてVref・R/R+RからVrefに上昇する
までの時間を その「0」出力期間としているので、基準電圧回
路38から発生されるVrefの設定値を変えるこ
とによつてパルス信号φ、すなわちパルス信号
のデユーテイ・サイクルを変化させることができ
る。
次に放電時には、 Vi/R=−dQ/dt=−CdVi/dt…… 初期条件をt=0にてVi=v2として解くと、 Vi=v2e〓〓〓 …… 式をtについて解くと、 t=CR4lnv/V …… したがつて、「1」出力期間t2は、 t2=CR4lnv/V …… 式よりv/vは一定であるから、t=一定、す
な わちVrefが変動しても放電時間は変わらない。
つまり、式と式から明らかなように、
Vrefの値が上昇すると、これに伴つてパルス信
号「0」出力期間が増加し、「1」出力期間が減
少する。また、Vrefの値が低下した場合には、
これに伴い「0」出力期間が減少し「1」出力期
間が増大する。
このことは、次の関係式より明らかである。
Vref=v2とし、Vref・R/R+R=v1とす
ると、 v/v=R/R+R=一定 …… となる。
充電時には、 I=Vi/R+dQ/dt=Vi/R+CdVi
/dt…… ここで、Qはキヤパシタ34に蓄積された電荷
量である。
式を解くと、Vi=IR4,Ae〓〓〓 初期条件;t=0にてVi=V1とするとA=v1.
IR ∴V1(v1−IR4)e〓〓〓+IR4 …… 式をtについて解くと、 t=CR4lnv−IR/Vi−IR したがつて、「0」 出力期間t1は ∴t1=CR4lnv−IR/v−IR …… このように基準電圧回路38のVrefの設定を
変えることによりパルス信号のデユーテイ・サイ
クルを変化させることができるので、基準電圧回
路38を例えば負荷特性の要求に応じた温度補償
特性を有する構成にすることによつて、負荷12
で発生される電力量を温度変動によらず所定の値
に制御することができる。
このような温度補償特性を有する基準電圧回路
38は、例えば抵抗とツエナーダイオードを直列
接続し、その直列接続点をVref出力端子とする
回路によつて簡単に実現することができる。
また、基準電圧回路38のVrefが電源電圧の
変動に応じて変化して負荷特性に応じたVrefが
発生させるようにしても、パルス信号のデユーテ
イ・サイクルを所定の値に変化させることができ
る。
[発明の効果] 以上詳述したように、この発明によれば、負荷
電流制御素子の動作を制御するパルス信号のデユ
ーテイ・サイクルを電源電圧の変化に応じて変化
できることによつて、電源電圧の変化に応じて負
荷への電流供給を変化できることから負荷電流に
依存する回路動作を安定にできる負荷電流制御回
路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の負荷電流制御回路の概略的構成
図、第2図は電源電圧の変動に応じて負荷電流を
制御できる負荷電流制御回路の概略的構成図、第
3図はこの発明の一実施例に係る負荷電流制御回
路の回路図、第4図はそのタイミングチヤートを
示す図である。 11……電源、12……負荷、13,21……
制御回路、14……トランジスタ、32……電流
源回路、33……ダイオード、34……キヤパシ
タンス、36……電圧比較器、R1〜R7……抵
抗、Tr1〜Tr4……トランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電源電圧の変化を検出する検出手段と、上記
    検出した電圧に応じて所定の電流を発生する電流
    発生手段と、 この電流の供給に応じて変化する電圧を発生す
    る電圧発生手段と、 この電圧と基準電圧を比較して、この比較結果
    に応じたパルス信号を発生する比較手段と、 この比較手段のパルス信号が供給された際に上
    記基準電圧を変化させる基準電圧制御手段と、 上記比較手段のパルス信号の供給に応じて負荷
    電流を制御する手段とを具備し、 上記電圧発生手段および上記基準電圧制御手段
    の動作に応じて上記比較手段から発生するパルス
    信号のデユーテイ・サイクルを変化させる如く構
    成されることを特徴とする負荷電流制御回路。 2 上記電圧発生手段への電流の供給は、上記比
    較手段のパルス信号の供給に応じて制御される特
    許請求の範囲第1項記載の負荷電流制御回路。
JP9442681A 1981-06-18 1981-06-18 Load current controlling circuit Granted JPS57207919A (en)

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JP9442681A JPS57207919A (en) 1981-06-18 1981-06-18 Load current controlling circuit

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JPS57207919A JPS57207919A (en) 1982-12-20
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ID=14109899

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5566274A (en) * 1978-11-13 1980-05-19 Fuji Electric Co Ltd Chopper-control apparatus

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JPS57207919A (en) 1982-12-20

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