JP2005189902A - Load adaptive controller - Google Patents

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JP2005189902A JP2003188681A JP2003188681A JP2005189902A JP 2005189902 A JP2005189902 A JP 2005189902A JP 2003188681 A JP2003188681 A JP 2003188681A JP 2003188681 A JP2003188681 A JP 2003188681A JP 2005189902 A JP2005189902 A JP 2005189902A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a load adaptive controller having a simple configuration for smoothly and stably operating against various loads or a great change in a load. <P>SOLUTION: A device adapting to a change in a load connected to an output end and purposefully operating so as not to change an output property of the device is provided with a load estimation part estimating a load and a control part controlling the device by using a bumpless switch means having a hysteresis characteristic so that the device adapts to the load estimated by the load estimation apparatus for purposeful operation. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷適応型制御装置に関し、例えば増幅器や電源に接続される負荷に適応し、目標動作を確保する負荷適応型制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、増幅器に負荷を接続する場合、その増幅器の周波数特性等の性能を最高に発揮させるためには、仕様で定められた種類と値の負荷(最適負荷)を接続する必要があった。このように増幅器に接続される負荷が最適でないと、入力に対する迅速且つ正確な応答出力が得られず、オーバーシュートやリンギングが発生してしまい、目標値到達までの時間が長くなる等、問題が発生する。一方、最適な負荷が接続されている増幅器では、ステップ入力(目標値)に対して出力がオーバーシュートやリンギング無く速やかに目標値に到達することが可能である。
【0003】
図12には、かかる増幅器の動作状態が示されている。図12の(A)に示すようなステップ状の信号が増幅器に入力されると、負荷が定格負荷(最適負荷)である場合には、同図(B)に示すように、スムーズに迅速に対応する目標値に到達する定格負荷応答が得られる。一方、負荷が定格から大きく外れた場合には、増幅器の出力には、同図(C)に示すように、目標値に到達するまでに出力振幅が振動してしまい、且つ到達時間も長くなってしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の増幅器においては、仕様で定められた定格負荷(種類と値)以外の負荷を用いると、増幅器の応答は保証されず、例えば出力波形にオーバーシュートやリンギングなどが発生してしまうという問題があった。
【0005】
例えば、増幅器は、通常PID制御によって制御されており、定格負荷以外が接続されると最適な制御から外れ、要求される仕様を満たせなかった。一例として、定電圧増幅器の場合、容量負荷の影響は大きく、定格容量以外の場合はリンギングの発生や最悪時には発振に至る。
【0006】
かかる問題を回避するため、従来は、定格以外の負荷に対応可能な別の増幅器を新たに用意しておかなければならなかった。
【0007】
また、接続される負荷の値に対応する増幅器の動作状態を規定する内部パラメータを、接続する負荷に応じて手動で適切な値に切り換え設定するような増幅器も提案されている。しかしながら、この種の増幅器では、新たに増幅器を用意する必要はないものの、負荷の値に応じてその設定値を手動で切り換えるという面倒な作業が必要であった。また、設定値を切り換える際に増幅器の出力にバンプが生じていた。
【0008】
さらに、ある種の増幅器では、現代制御理論を用いてPID制御より広範囲の負荷変動に安定になるよう制御されている。しかしながら、この場合には、さらに広範囲の負荷変動に対応しようとすると、非現実的なパラメータ設定が必要となるなど、限界があった。
【0009】
そこで、本発明の目的は、簡単な構成で、種々の負荷に対して、または大幅な負荷変動に対して、スムーズ且つ安定な動作を確保可能な負荷適応型制御装置を提供することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、簡単な構成で、接続される負荷の切り換え時においてもバンプ(切換ショック)を発生せずバンプレス(bumpless)切換を実現した負荷適応型制御装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明による負荷適応型制御装置は、次のような特徴的な構成を採用している。
【0012】
(1)出力端に接続された負荷の変化に適応して装置の出力特性を変えないように目標動作する装置において、
前記装置内に設けられた、前記負荷を推定する負荷推定部と、
前記負荷推定器で推定された負荷に適応し目標動作するように前記装置をロバストに制御する制御部と、
を備える負荷適応型制御装置。
【0013】
(2)前記制御部は、前記負荷の変動時に前記装置が目標動作を行うように前記動作条件を制御する上記(1)の負荷適応型制御装置。
【0014】
(3)前記制御部の制御は、切換手段を持つ上記(2)の負荷適応型制御装置。
【0015】
(4)前記切換手段は、切換時出力にバンプを生じないように制御する上記(3)の負荷適応型制御装置。
【0016】
(5)前記切換手段は、切換時にヒステリシス特性を持たせる上記(3)の負荷適応型制御装置。
【0017】
(6)前記装置は、出力側にインダクタを含む増幅器であり、前記負荷は、容量性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流と、出力電圧の微分値とを用いて前記容量性負荷値の推定を行う上記(1)乃至(5)のいずれかの負荷適応型制御装置。
【0018】
(7)前記装置は、出力側にインダクタを含む増幅器であり、前記負荷は、誘導性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流の微分値と、前記インダクタと前記誘導性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記誘導性負荷値の推定を行う上記(1)乃至(5)の負荷適応型制御装置。
【0019】
(8)前記装置は、出力側にインダクタとキャパシタを含む増幅器であり、前記負荷は、抵抗性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流と、出力電圧の微分値とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行う上記(1)乃至(5)の負荷適応型制御装置。
【0020】
(9)前記装置は、出力側にインダクタを含む増幅器であり、前記負荷は、抵抗性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流の微分値と、前記インダクタと前記抵抗性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行う上記(1)乃至(5)の負荷適応型制御装置。
【0021】
(10)入力信号を受けて出力端に接続された容量性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタが接続され、前記容量性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流値と出力電圧の微分値とを用いて前記容量性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記容量性負荷の変動時出力にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有する負荷適応型制御装置。
【0022】
(11)入力信号を受けて出力端に接続された誘導性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタが接続され、前記誘導性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流の微分値と前記インダクタと前記誘導性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記誘導性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記誘導性負荷の変動時出力にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有する負荷適応型制御装置。
【0023】
(12)入力信号を受けて出力端に接続された抵抗性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタとキャパシタが接続され、前記抵抗性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流値と出力電圧の微分値とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記抵抗性負荷の変動時にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有する負荷適応型制御装置。
【0024】
(13)入力信号を受けて出力端に接続された抵抗性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタが接続され、前記抵抗性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流の微分値と前記インダクタと前記抵抗性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記抵抗性負荷の変動時にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有する負荷適応型制御装置。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による負荷適応型制御装置の好適実施形態例について添付図を参照して詳細に説明する。
【0026】
図1は本発明の一実施形態例としてPWM式フルブリッジ電圧型インバータを定電圧増幅器とし、制御器を2つとした場合の回路構成図であり、本図を参照しながら本発明を説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【0027】
図1はそのようなバンプレス機能を持つ負荷適応型制御装置の好適実施形態であり、制御対象である電圧出力型PWM電力増幅器1、電流推定器201、負荷推定器202、加減算器3、Hモード制御器4、Lモード制御器5、Hモード及びLモードの各制御器4と5の出力を切り換えるモード切換器(SW)6、加減算器7と8を含んだ待機モードの出力と選択モードの出力が近い値となるように補助をするHモード及びLモードバンプレス補助切換器13、14とを備える。本実施形態において、電圧出力型PWM電力増幅器1の出力10、10’には負荷としてキャパシタCが接続されている。
【0028】
図1において、電圧出力型PWM電力増幅器1は、直流電源Eが接続されているFET1〜FET4によるフルブリッジ回路11と、インダクタンスLo、キャパシタCoからなるLCフィルタとを含み、このLCフィルタの出力が、負荷としてキャパシタCが接続されている電圧出力型PWM増幅器1の出力端子となる。インダクタンスLoに流れる電流をi、出力10−10’の電圧vとする。このように、本実施形態では電圧出力型PWM増幅器1の負荷としてはキャパシタが接続されている。
【0029】
フルブリッジ回路11を構成するFET1〜FET4の各ゲートはPWMコンパレータ12により駆動される。PWMコンパレータ12は、入力される操作量uを図示のような波形のキャリアと比較し、比較出力によりFET1〜FET4の各ゲートへの印加電圧が制御される。
【0030】
さて、図1で示した電圧出力型PWM電力増幅器1の無負荷時の状態方程式は次のようになる。

Figure 2005189902
ただし、
Figure 2005189902
なお、cはキャリア信号振幅である。
【0031】
上記の状態方程式は無負荷状態のものであったが、図1の電圧出力型PWM電力増幅器1にキャパシタ負荷Cを接続した場合の状態方程式は次式のようになる。
Figure 2005189902
【0032】
図2は制御対象である電圧出力型PWM電力増幅器1をブロック図で表したものであり、電流取得手段である電流推定器201と負荷推定器202とに分けて考えることができる。
【0033】
本実施形態では、前述のHモード又はLモードは負荷に接続されたキャパシタの容量によって切り換えているため、負荷キャパシタの値を知る必要がある。
【0034】
この負荷キャパシタの推定に際して、本実施形態では図2の電流推定器201により、得られるインダクタLoに流れる電流i及び出力電圧vを用いて、負荷のキャパシタンスを推定している。
【0035】
図2において、uは電圧出力型PWM電力増幅器への操作量であり、iは電流推定出力(インダクタL電流)であり、yは電圧出力型PWM電力増幅器の出力電圧vである。以下では電流値取得手段、電流推定器、負荷推定器について詳細に説明する。
【0036】
<電流値取得手段>
通常、電流値は電流センサを用いて検出するが、電流センサは高価な上に取付けスペースも必要なため、本実施形態では電流センサを用いずにインダクタLに流れる電流iを推定している。
【0037】
<電流推定器>
図3は電流推定器201の具体的な回路である。図1のPWM電力増幅器1への操作量uと、PWM電力増幅器1からの出力電圧vを利用して、PWM電力増幅器1の出力に接続されているLCフィルタのインダクタLoに流れる電流を推定する。操作量uは非反転増幅器U2でゲインの調整が行われ、出力電圧vからの信号は反転増幅回路U1で極性の反転及びゲインの調整が行われる。そして、それらの信号をU3で加算・積分してインダクタL電流iを得ている。
【0038】
<負荷推定器>
図1の電圧出力型PWM電力増幅器1のインダクタLoに流れる電流をi、出
Figure 2005189902
Cとすると、その容量値Cは次式により推定できる。
Figure 2005189902
ここで、CはCoと負荷の容量CLとの和、C=C+Cである。そして、インダクタLoに流れる電流iは電流推定器201により得られ、cは既知であるため、この演算を行うことによりCを推定できる。
【0039】
Figure 2005189902
回路、乗算回路を用いて実現したものである。
【0040】
<バンプレス切換器>
一般に増幅器を設計する場合、広範囲な負荷の値に対し最適な動作状態を保たせることは困難である。通常は、ある範囲の負荷の値に対し、増幅器の動作が最適になるよう内部パラメータを決めている。したがって、前記以外の負荷の値に対しては、それらの値に対して最適化された内部パラメータを有する別の増幅器を用意しなければならなかった。
【0041】
このため、負荷の値が大幅に違っている場合、それぞれの負荷に対して常に最適動作を行うためには、使用するそれぞれの負荷に応じて増幅器を交換する必要があった。もし、これに反して広範な負荷の値を1種類の増幅器で賄おうとしても、オーバーシュートやリンギング発生等の問題が生じて満足な結果が得られなかった。
【0042】
また、動作時に増幅器の負荷の値を切り換えると、増幅器に外乱が加わったことと等価であるため、出力には切換バンプが発生してしまった。
【0043】
以上のような問題点を避けるため、本実施形態では、増幅器1の外部に、負荷の範囲に応じて動作するモード(本実施形態ではHモード及びLモードの2モードとしている。この「H」はHighに、「L」はLowにそれぞれ対応している)を設け、このモードを負荷の値によって切り換えている。すなわち、図1において、加減算器3により得られた、入力(目標)rと出力vとの差信号がHモード制御器4とLモード制御器5に入力される。Hモード制御器4とLモード制御器5の出力は、モード切換器6に入力され、負荷推定器202で得られた負荷に応じていずれかのモード制御器からの信号が選択され操作量uとしてPWMコンパレータ12と負荷推定器202に入力される。負荷推定器202には出力電圧vも入力されている。加減算器7と8には、Hモード制御器4とLモード制御器5の出力と、モード切換器6の出力(操作量u)とが入力されている。こうして、未選択モードは待期中に現在の操作量u(現在選択されているモードが出す操作量)と自身の操作量を比較し、現在の操作量に近づけるような動作が実行される。
【0044】
各モードでのキャパシタ負荷値に対応する出力電圧vのステップ応答が図5(A)〜(D)に示されている。同図(A)はLモード(負荷キャパシタンスC=10uF)での応答を、同図(B)はLモード(負荷キャパシタンスC=50uF)での応答を、同図(C)はHモード(負荷キャパシタンスC=10uF)での応答を、同図(D)はHモード(負荷Cキャパシタンス=50uF)での応答をそれぞれ示す。
【0045】
同図から明らかなように、負荷キャパシタンスC=10uFの場合には、(A)のようにLモードで動作させると目標動作を維持できるが、負荷キャパシタンス50uFになると、(B)のようにLモードではオーバーシュート動作してしまう。一方、負荷キャパシタンスが10uFでHモードで動作させた場合には、(C)のようにリンギングが発生してしまうが、負荷キャパシタンス50uFではHモードで、(D)のような目標動作が得られる。
【0046】
したがって、負荷キャパシタンスの値に応じてLモードとHモード動作を適宜選択すれば、目標動作が確保できることになる。
【0047】
ここで、本実施形態のように、LモードとHモードの2つのモードではなく、負荷範囲に応じた数のモードを設定すれば、より広範囲の容量性負荷に対する制御が可能となることはもちろんである。
【0048】
ところで、通常、モード切換を行うと図1の操作量uが急激な変化を起こし制御対象(PWM電力増幅器)1もこれに応答し、出力にはバンプ(切換ショック)が発生する。バンプレス切換は、待機中のモードから出力される操作量を現在選択されているモードから出力される操作量とほぼ一致するように待機させ、切換時に操作量uの変化量が小さくなるようにすることにより実現させる。
【0049】
このようなモード切換を行うと、負荷変動があっても増幅器の出力にはその影響(バンプ)が現れない、いわゆるバンプレス機能を有する増幅器を実現できる。負荷の値は前述のようにして推定できるので、この推定値によってどのモードを使うかを図1の切換スイッチ6により選択している。
【0050】
<ヒステリシス動作>
図1の切換スイッチ6は、図6に示すように推定キャパシタ値がTH−Hを超えるとLモードからHモードに切り換わる。また反対に、推定キャパシタ値が設定値TH−Lより小さくなるとHighモードからLowモードに切り換わる。
【0051】
このように推定された負荷キャパシタ値によりモードを切り換えるが、推定キャパシタ値が切換の閾値に近いときにノイズの影響などによって推定値が変動すると、頻繁にモードが切り換わる不具合が発生する。このため、切換特性に図6に示すようなヒステリシスを設ける。
【0052】
Lモードが選択されている場合、閾値がTH−Lを超えてもすぐにはHモードにならず、閾値がTH−Hを超えて初めてHモードに切り換わる。一方、推定キャパシタ値がTH−Lを下回ると直ちにHモードからLモードへと切り換わる。ここで、(TH−H − TH−L)はヒステリシス幅であり、前述した通り、推定キャパシタ値のノイズ等による誤動作を防ぐためのものである。UHはHモード制御器の出力であり、ULはLモード制御器の出力である。Lモード時は、Hモード制御器の出力はLモード制御器の出力に追従する構成となっている。Hモード時はその逆である。この構成によって、モード切換時に出力電圧にバンプを発生しないバンプレス切換が可能となる。
【0053】
尚、図4において、C=0と置けば、Cが無い場合にも適用できる。
【0054】
《他の実施形態》
以上述べた実施形態は、定電圧増幅器に負荷としてキャパシタを用いた場合である。これに対して、定電流増幅器の場合、負荷インダクタンス変動の影響が大きい。そこで、以下の実施形態では、インダクタンス負荷の定電流増幅器として制御されたPWM式フルブリッジ電圧型インバータの例を図7を参照しながら説明する。
【0055】
図7は本発明の他の実施形態による定電流増幅器(PWM式フルブリッジ電圧型インバータ使用)の負荷適応型制御装置の回路図である。
【0056】
図7はそのようなバンプレス機能を持つ負荷適応型制御装置の実施形態であり、制御対象であるPWM電力増幅器1A、電流推定器201A、負荷推定器202A、加減算器3A、Hモード制御器4A、Lモード制御器5A、Hモード及びLモードの各制御器4Aと5Aの出力を切り換えるモード切換器(SW)6A、加減算器7Aと8Aを含んだ待機モードの出力と選択モードの出力が近い値となるように補助をするHモード及びLモードバンプレス補助切換器13、14を備える。本実施形態において、PWM電力増幅器1Aの出力10A、10A’には負荷としてインダクタンスLが接続されている。
【0057】
図7において、PWM電力増幅器1Aは、図1と同様な直流電源Eが接続されているFET1〜FET4によるフルブリッジ回路11Aと、インダクタンスL、キャパシタCからなるLCフィルタとを含み、このLCフィルタの出力にインダクタンスLが接続されるとともに、負荷としてインダクタンスLが接続されている。ここで、インダクタンスLに流れる電流をi、出力10A−10A’の電圧をv、キャパシタCの電圧をeとする。
【0058】
フルブリッジ回路11Aを構成するFET1〜FET4の各ゲートはPWMコンパレータ12Aにより駆動される。PWMコンパレータ12Aは、入力される操作量uを図示のような波形のキャリアと比較し、比較出力によりFET1〜FET4の各ゲートへの印加電圧が制御される。
【0059】
さて、図7に示すように、制御対象に負荷インダクタンスが接続されたときの状態方程式を以下のようになる。また、この式は図8のような状態線図で表すことができる。
Figure 2005189902
【0060】
<電流推定部>
図1において説明した動作で電流が推定されるが、その詳細は前述したとおりである。
【0061】
<負荷推定部>
図7のPWM電力増幅器にインダクタンス負荷Lが接続されているとき、そのL=L+Lの値は図中のeとiとから次の式で表される。
Figure 2005189902
【0062】
図9はインダクタンス負荷の推定器のブロック図であり、上記の式を微分回路、逆数回路、乗算回路を用いて実現したものである。図中のe、y=iは、図8のe、y=iにそれぞれ対応している。先の実施例と同様に負荷インダクタンスを推定できる。
【0063】
<バンプレス切換器およびヒステリシス動作>
前述の式により推定されたインダクタンスの値によって、前述実施形態と同様にモードは切換えられる。もし、インダクタンスの値が切換の境界付近の値をとるならば、モード切換において問題が生じる。それ故、本実施例でも図6に示すのと同様なヒステリシス特性を持たせている。動作の説明については第1の実施例と同様なため省略する。
【0064】
図10と図11にバンプレス切換を適用しない場合と、適用した場合の出力のシミュレーション波形例を示す。このシミュレーションでの切換時間は2msであり、Lモード→Hモードのように切り換わっているが、バンプレス切換を適用した場合(図11)は、出力にバンプは現れていない。
尚、L、Cが無い場合には、e=u・Kとなり、L、Cが無い場合にも適用できる。更に、L=0と置けば、L、C、Lが無い場合にも適用できる。
【0065】
抵抗性負荷の場合は、例えば、図1に示した実施形態のCをR(抵抗性負荷)に置き換えたものとなる。この場合のiの推定は容量性負荷と同様となる。負
Figure 2005189902
により行う。
【0066】
種類が不明である場合にも本発明は有効である。例えば、負荷を容量性と仮定した場合、誘導性と仮定した場合、抵抗性と仮定した場合の各値を、先に説明したような方法を用いてそれぞれ推定する。そして、出力特性に影響を及ぼす可能性の最も高い値に対応したモードに切り換えることにより、負荷適応型制御が可能となる。
【0067】
以上、本発明の好適実施形態例を説明したが、これは単なる例示にすぎず、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること勿論である。
【0068】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、装置内に、変化する負荷を推定する負荷推定部と、推定された負荷範囲に応じて制御パラメータをヒステリシス特性をもつバンプレスな切換手段で制御しているので、簡単な構成で、種々の負荷に対して、または大幅な負荷変動に対して、スムーズ且つ安定な動作を確保可能で、負荷適応型制御を実現できる。
【0069】
より具体的には、本発明によれば、容量性負荷のシステムにおいて、運転中に負荷推定を行い、この推定値によりモードをバンプレスに切り換えているので、出力に接続された負荷の値がリアルタイムに変動しても、出力にバンプを生じることのない、負荷適応型制御が実現できる。
【0070】
また、誘導性負荷または抵抗性負荷のシステムにおいて、運転中に負荷推定を行い、この推定値によりモードをバンプレスに切り換えている。これにより、容量性負荷の場合と同様に負荷適応型制御を実現した。
【0071】
更に、従来は負荷の種類や負荷範囲に応じて多種類の電源やアンプを用意しておく必要があったが、本発明によれば大幅に電源やアンプの種類を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態におけるキャパシタンス負荷を有するPWM電力増幅器に適用した負荷適応型制御装置の回路構成図である。
【図2】本発明の実施形態における状態線図と電流推定器及び負荷推定器を示す図である。
【図3】本発明の実施形態における電流推定器の具体的な回路図である。
【図4】本発明の実施形態における容量推定器のブロック構成図である。
【図5】本発明の実施形態におけるLモードとHモードでの増幅器5のキャパシタ負荷値に対応する応答動作図である。
【図6】本発明の実施形態における切換部のヒステリシス特性である。
【図7】本発明の一実施形態におけるインダクタンス負荷を有するPWM電力増幅器に適用した負荷適応型制御装置の回路構成図である。
【図8】図7に示す本発明の実施形態における状態線図と電流推定器及び負荷推定器を示す図である。
【図9】図7に示す本発明の実施形態におけるインダクタンス推定器のブロック図である。
【図10】本発明の効果を説明するための図で、バンプレス切換無しの場合の出力波形である。
【図11】本発明の効果を説明するための図で、バンプレス切換ありの場合の出力波形である。
【図12】従来の定電圧増幅器の問題点を説明するための動作状態を示す図である。
【符号の説明】
1、1A PWM電力増幅器
3、3A、7、7A、8、8A 加減算器
4、4A Hモード制御器
5、5A Lモード制御器
6、6A モード切換器
11、11A フルブリッジ
12、12A PWMコンパレータ
13、13A Hモード側バンプレス補助切換器
14、14A Lモード側バンプレス補助切換器
201、201A 電流推定器
202、202A 負荷推定器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a load adaptive control apparatus, for example, a load adaptive control apparatus that adapts to a load connected to an amplifier or a power supply and ensures a target operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a load is connected to an amplifier, it has been necessary to connect a load of type and value (optimum load) defined in the specification in order to maximize the performance of the amplifier such as frequency characteristics. If the load connected to the amplifier is not optimal in this way, a quick and accurate response output to the input cannot be obtained, overshooting or ringing occurs, and the time until reaching the target value becomes long. Occur. On the other hand, in an amplifier to which an optimum load is connected, the output can quickly reach the target value without overshoot or ringing with respect to the step input (target value).
[0003]
FIG. 12 shows the operating state of such an amplifier. When a step-like signal as shown in FIG. 12A is input to the amplifier, when the load is a rated load (optimum load), as shown in FIG. The rated load response is reached to reach the corresponding target value. On the other hand, when the load deviates greatly from the rating, the output amplitude of the amplifier output oscillates until the target value is reached and the arrival time becomes longer as shown in FIG. End up.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in a conventional amplifier, if a load other than the rated load (type and value) specified in the specifications is used, the response of the amplifier is not guaranteed, and for example, overshoot or ringing occurs in the output waveform. There was a problem that.
[0005]
For example, the amplifier is normally controlled by PID control, and when a load other than the rated load is connected, the amplifier deviates from the optimum control, and the required specification cannot be satisfied. As an example, in the case of a constant voltage amplifier, the influence of the capacitive load is large, and in cases other than the rated capacity, ringing occurs or oscillation occurs at worst.
[0006]
In order to avoid such a problem, conventionally, another amplifier capable of handling a load other than the rated value has to be prepared.
[0007]
In addition, an amplifier has been proposed in which an internal parameter that defines an operational state of an amplifier corresponding to a connected load value is manually switched to an appropriate value according to the connected load. However, in this type of amplifier, although it is not necessary to prepare a new amplifier, a troublesome work of manually switching the set value according to the value of the load is necessary. Further, when the set value is switched, a bump occurs in the output of the amplifier.
[0008]
In addition, some amplifiers are controlled to be stable over a wide range of load fluctuations using PID control using modern control theory. However, in this case, there is a limit in that an unrealistic parameter setting is required to cope with a wider range of load fluctuations.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a load adaptive control apparatus that can ensure a smooth and stable operation with various loads or a large load fluctuation with a simple configuration.
[0010]
Another object of the present invention is to provide a load adaptive control device that realizes bumpless switching with a simple configuration without generating a bump (switching shock) even when the connected load is switched. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the load adaptive control apparatus according to the present invention employs the following characteristic configuration.
[0012]
(1) In a device that performs a target operation so as not to change the output characteristics of the device in response to a change in the load connected to the output terminal,
A load estimator provided in the apparatus for estimating the load;
A controller that robustly controls the device to adapt to the load estimated by the load estimator and perform a target operation;
A load adaptive control device comprising:
[0013]
(2) The load adaptive control device according to (1), wherein the control unit controls the operation condition so that the device performs a target operation when the load varies.
[0014]
(3) The load adaptive control apparatus according to (2), wherein the control of the control unit has a switching means.
[0015]
(4) The load adaptive control device according to (3), wherein the switching unit controls the output so as not to cause a bump.
[0016]
(5) The load adaptive control device according to (3), wherein the switching means has a hysteresis characteristic at the time of switching.
[0017]
(6) The device is an amplifier including an inductor on an output side, the load is capacitive, and the load estimation unit uses the current flowing through the inductor and a differential value of an output voltage to The load adaptive control apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the load characteristic estimation is performed.
[0018]
(7) The device is an amplifier including an inductor on an output side, the load is inductive, and the load estimation unit includes a differential value of a current flowing through the inductor, the inductor, and the inductive load. The load adaptive control device according to any one of (1) to (5), wherein the inductive load value is estimated using the voltage across the series circuit.
[0019]
(8) The device is an amplifier including an inductor and a capacitor on an output side, the load is resistive, and the load estimation unit uses a current flowing through the inductor and a differential value of the output voltage. The load adaptive control device according to any one of (1) to (5), wherein the resistive load value is estimated.
[0020]
(9) The apparatus is an amplifier including an inductor on an output side, the load is resistive, and the load estimating unit includes a differential value of a current flowing through the inductor, the inductor, and the resistive load. The load adaptive control device according to any one of the above (1) to (5), wherein the resistance load value is estimated using the voltage across the series circuit.
[0021]
(10) An input signal is supplied to the capacitive load connected to the output terminal to supply an output voltage or current corresponding to the input signal, an inductor is connected to the output terminal, and the capacitive load is in operation In a variable load adaptive control device,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the capacitive load value using the current value obtained by the current value acquisition means and the differential value of the output voltage;
A load adaptive control device comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so that a bump does not occur in an output when the capacitive load fluctuates in accordance with a load value estimated by the load estimation means.
[0022]
(11) An output voltage or current corresponding to the input signal is supplied to the inductive load connected to the output terminal in response to the input signal, an inductor is connected to the inside of the output terminal, and the inductive load is in operation In a variable load adaptive control device,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the inductive load value using a differential value of the current obtained by the current value acquisition means and a voltage across a series circuit of the inductor and the inductive load;
A load adaptive control device comprising: a parameter switching unit that switches an internal control parameter so that a bump does not occur in an output when the inductive load fluctuates in accordance with a load value estimated by the load estimation unit.
[0023]
(12) An output voltage or current corresponding to the input signal is supplied to a resistive load connected to the output terminal in response to the input signal, an inductor and a capacitor are connected inside the output terminal, and the resistive load is operated. In a load adaptive control device that fluctuates during
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the resistive load value using the current value obtained by the current value acquisition means and the differential value of the output voltage;
A load adaptive control device comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so as not to cause a bump when the resistive load changes according to a load value estimated by the load estimation means.
[0024]
(13) An output voltage or current corresponding to the input signal is supplied to a resistive load connected to the output terminal in response to the input signal, an inductor is connected to the inside of the output terminal, and the resistive load is in operation In a variable load adaptive control device,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the resistive load value using a differential value of the current obtained by the current value acquisition means and a voltage across a series circuit of the inductor and the resistive load;
A load adaptive control device comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so as not to cause a bump when the resistive load changes according to a load value estimated by the load estimation means.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of a load adaptive control device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0026]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram when a PWM full-bridge voltage type inverter is a constant voltage amplifier and two controllers are used as an embodiment of the present invention. The present invention will be described with reference to this figure. The present invention is not limited to this embodiment.
[0027]
FIG. 1 shows a preferred embodiment of a load adaptive control device having such a bumpless function. The voltage output type PWM power amplifier 1, current estimator 201, load estimator 202, adder / subtractor 3, H Standby mode output and selection mode including a mode controller 4, an L mode controller 5, a mode switch (SW) 6 for switching the outputs of the controllers 4 and 5 in the H mode and the L mode, and adders 7 and 8 H-mode and L-mode bumpless auxiliary switchers 13 and 14 for assisting so that the output of the output becomes a close value. In the present embodiment, a capacitor CL is connected as a load to the outputs 10 and 10 ′ of the voltage output type PWM power amplifier 1.
[0028]
In FIG. 1, a voltage output type PWM power amplifier 1 includes a full bridge circuit 11 composed of FET1 to FET4 to which a DC power source E is connected, and an LC filter composed of an inductance Lo and a capacitor Co. The output of this LC filter is The output terminal of the voltage output type PWM amplifier 1 to which the capacitor CL is connected as a load. The current flowing through the inductance Lo is i 0 and the voltage v of the output 10-10 ′. Thus, in this embodiment, the capacitor is connected as the load of the voltage output type PWM amplifier 1.
[0029]
Each gate of FET1 to FET4 constituting the full bridge circuit 11 is driven by a PWM comparator 12. The PWM comparator 12 compares the input operation amount u with a carrier having a waveform as shown in the figure, and the applied voltage to each gate of the FET1 to FET4 is controlled by the comparison output.
[0030]
Now, the state equation of the voltage output type PWM power amplifier 1 shown in FIG. 1 when there is no load is as follows.
Figure 2005189902
However,
Figure 2005189902
Note that cm is the carrier signal amplitude.
[0031]
The above state equation is in a no-load state, but the state equation when the capacitor load CL is connected to the voltage output type PWM power amplifier 1 of FIG.
Figure 2005189902
[0032]
FIG. 2 is a block diagram showing the voltage output type PWM power amplifier 1 to be controlled, and can be divided into a current estimator 201 and a load estimator 202 as current acquisition means.
[0033]
In the present embodiment, since the H mode or the L mode is switched according to the capacitance of the capacitor connected to the load, it is necessary to know the value of the load capacitor.
[0034]
In estimating the load capacitor, in the present embodiment, the current estimator 201 in FIG. 2 estimates the load capacitance using the current i 0 and the output voltage v flowing through the obtained inductor Lo.
[0035]
In FIG. 2, u is an operation amount to the voltage output type PWM power amplifier, i 0 is a current estimation output (inductor L 0 current), and y is an output voltage v of the voltage output type PWM power amplifier. Hereinafter, the current value acquisition unit, the current estimator, and the load estimator will be described in detail.
[0036]
<Current value acquisition means>
Usually, the current value is detected using a current sensor, for installation space also needed on the current sensor is expensive, in the present embodiment to estimate the current i 0 flowing through the inductor L 0 without using a current sensor Yes.
[0037]
<Current estimator>
FIG. 3 shows a specific circuit of the current estimator 201. The current flowing through the inductor Lo of the LC filter connected to the output of the PWM power amplifier 1 is estimated using the operation amount u to the PWM power amplifier 1 in FIG. 1 and the output voltage v from the PWM power amplifier 1. . The manipulated variable u is adjusted in gain by the non-inverting amplifier U2, and the signal from the output voltage v is inverted in polarity and adjusted in gain by the inverting amplifier circuit U1. Then, to obtain the inductor L 0 current i 0 by adding and integration of those signals in U3.
[0038]
<Load estimator>
The current flowing through the inductor Lo of the voltage output type PWM power amplifier 1 in Figure 1 i 0, out
Figure 2005189902
Assuming that C, the capacitance value C can be estimated by the following equation.
Figure 2005189902
Here, C is the sum of the capacitance CL of the load and Co, a C = C 0 + C L. Then, the current i 0 flowing through the inductor Lo is obtained by the current estimator 201, c 0 is because it is known, can estimate the C L by performing this operation.
[0039]
Figure 2005189902
This is realized by using a circuit and a multiplication circuit.
[0040]
<Bumpless switcher>
In general, when designing an amplifier, it is difficult to maintain an optimum operating state over a wide range of load values. Usually, the internal parameters are determined so that the operation of the amplifier is optimal for a certain range of load values. Therefore, for other load values, a separate amplifier had to be prepared with internal parameters optimized for those values.
[0041]
For this reason, when the load values are significantly different, it is necessary to replace the amplifier in accordance with each load to be used in order to always perform the optimum operation for each load. On the other hand, even if an attempt was made to cover a wide range of load values with one type of amplifier, problems such as overshoot and ringing occurred, and satisfactory results could not be obtained.
[0042]
In addition, switching the load value of the amplifier during operation is equivalent to a disturbance applied to the amplifier, so that a switching bump occurs in the output.
[0043]
In order to avoid the problems as described above, in the present embodiment, a mode that operates according to the load range is provided outside the amplifier 1 (in this embodiment, two modes, an H mode and an L mode. This “H”. , “L” corresponds to “Low”, and “L” corresponds to Low), and this mode is switched according to the load value. That is, in FIG. 1, the difference signal between the input (target) r and the output v obtained by the adder / subtractor 3 is input to the H mode controller 4 and the L mode controller 5. Outputs of the H mode controller 4 and the L mode controller 5 are input to the mode switch 6, and a signal from one of the mode controllers is selected according to the load obtained by the load estimator 202, and the manipulated variable u As input to the PWM comparator 12 and the load estimator 202. An output voltage v is also input to the load estimator 202. The outputs of the H mode controller 4 and L mode controller 5 and the output (operation amount u) of the mode switch 6 are input to the adders / subtracters 7 and 8. In this way, in the unselected mode, the current operation amount u (the operation amount output by the currently selected mode) is compared with its own operation amount during the waiting period, and an operation that approaches the current operation amount is executed.
[0044]
The step response of the output voltage v corresponding to the capacitor load value in each mode is shown in FIGS. Responding in Fig (A) is L mode (load capacitance C L = 10uF), the response in FIG. (B) is L mode (load capacitance C L = 50uF), FIG (C) is H mode the response at (load capacitance C L = 10uF), FIG. (D) denotes a response in H-mode (load C L capacitance = 50uF).
[0045]
As can be seen from the figure, when the load capacitance C L = 10 uF, the target operation can be maintained by operating in the L mode as shown in (A), but when the load capacitance is 50 uF, as shown in (B). In L mode, an overshoot operation occurs. On the other hand, when the load capacitance is 10 uF and operated in the H mode, ringing occurs as shown in (C), but with the load capacitance of 50 uF, the target operation as shown in (D) can be obtained in the H mode. .
[0046]
Therefore, the target operation can be secured by appropriately selecting the L mode and the H mode operation according to the value of the load capacitance.
[0047]
Here, as in this embodiment, if a number of modes according to the load range is set instead of the two modes of the L mode and the H mode, it is possible to control a wider range of capacitive loads. It is.
[0048]
Normally, when the mode is switched, the manipulated variable u in FIG. 1 undergoes a sudden change, and the controlled object (PWM power amplifier) 1 also responds to this, and a bump (switching shock) occurs in the output. In bumpless switching, the operation amount output from the standby mode is made to wait so that it substantially matches the operation amount output from the currently selected mode, and the change amount of the operation amount u is reduced at the time of switching. To make it happen.
[0049]
By performing such mode switching, it is possible to realize an amplifier having a so-called bumpless function in which the influence (bump) does not appear in the output of the amplifier even if there is a load change. Since the load value can be estimated as described above, the mode to be used is selected by the changeover switch 6 in FIG. 1 based on the estimated value.
[0050]
<Hysteresis operation>
As shown in FIG. 6, the changeover switch 6 in FIG. 1 switches from the L mode to the H mode when the estimated capacitor value exceeds TH-H. On the other hand, when the estimated capacitor value becomes smaller than the set value TH-L, the high mode is switched to the low mode.
[0051]
The mode is switched according to the load capacitor value estimated as described above. However, when the estimated value fluctuates due to the influence of noise or the like when the estimated capacitor value is close to the switching threshold value, there is a problem that the mode is frequently switched. For this reason, hysteresis as shown in FIG. 6 is provided in the switching characteristics.
[0052]
When the L mode is selected, the H mode is not immediately entered even if the threshold exceeds TH-L, and the mode is switched to the H mode only after the threshold exceeds TH-H. On the other hand, when the estimated capacitor value falls below TH-L, the mode immediately switches from the H mode to the L mode. Here, (TH−H−TH−L) is a hysteresis width, and as described above, is for preventing malfunction due to noise or the like of the estimated capacitor value. UH is the output of the H mode controller, and UL is the output of the L mode controller. In the L mode, the output of the H mode controller follows the output of the L mode controller. The reverse is true in H mode. With this configuration, it is possible to perform bumpless switching without generating a bump in the output voltage at the time of mode switching.
[0053]
In FIG. 4, if C 0 = 0 is set, the present invention can be applied even when C 0 does not exist.
[0054]
<< Other embodiments >>
The embodiment described above is a case where a capacitor is used as a load in the constant voltage amplifier. On the other hand, in the case of a constant current amplifier, the influence of load inductance fluctuation is large. Therefore, in the following embodiment, an example of a PWM type full bridge voltage type inverter controlled as a constant current amplifier of an inductance load will be described with reference to FIG.
[0055]
FIG. 7 is a circuit diagram of a load adaptive control device for a constant current amplifier (using a PWM full bridge voltage type inverter) according to another embodiment of the present invention.
[0056]
FIG. 7 shows an embodiment of a load adaptive control apparatus having such a bumpless function. The PWM power amplifier 1A, the current estimator 201A, the load estimator 202A, the adder / subtractor 3A, and the H mode controller 4A that are control targets. The output of the standby mode including the L mode controller 5A, the mode switcher (SW) 6A for switching the outputs of the controllers 4A and 5A in the H mode and the L mode, and the adders / subtracters 7A and 8A is close to the output of the selection mode. H-mode and L-mode bumpless auxiliary switching units 13 and 14 are provided to assist the value. In the present embodiment, an inductance LL is connected as a load to the outputs 10A and 10A ′ of the PWM power amplifier 1A.
[0057]
In FIG. 7, a PWM power amplifier 1A includes a full bridge circuit 11A composed of FET1 to FET4 to which a DC power supply E similar to that in FIG. 1 is connected, and an LC filter composed of an inductance L 0 and a capacitor C 0. together with the inductance L 1 is connected to the output of the filter, the inductance L L is connected as a load. Here, the current flowing through the inductance L 0 is i 0 , the voltage of the output 10A-10A ′ is v, and the voltage of the capacitor C 0 is e 0 .
[0058]
Each gate of FET1 to FET4 constituting the full bridge circuit 11A is driven by a PWM comparator 12A. The PWM comparator 12A compares the input manipulated variable u with a carrier having a waveform as shown in the figure, and the applied voltage to each gate of the FET1 to FET4 is controlled by the comparison output.
[0059]
Now, as shown in FIG. 7, the equation of state when the load inductance is connected to the controlled object is as follows. Further, this equation can be expressed by a state diagram as shown in FIG.
Figure 2005189902
[0060]
<Current estimation unit>
The current is estimated by the operation described in FIG. 1, and the details thereof are as described above.
[0061]
<Load estimation part>
When the inductance load L L is connected to the PWM power amplifier of FIG. 7, the value of L = L 1 + L L is expressed by the following equation from e 0 and i in the figure.
Figure 2005189902
[0062]
FIG. 9 is a block diagram of an inductance load estimator, which implements the above equation using a differentiation circuit, an inverse circuit, and a multiplication circuit. E 0 and y = i in the figure correspond to e 0 and y = i in FIG. 8, respectively. The load inductance can be estimated as in the previous embodiment.
[0063]
<Bumpless switcher and hysteresis operation>
The mode is switched in the same manner as in the above-described embodiment by the inductance value estimated by the above formula. If the inductance value takes a value near the switching boundary, a problem occurs in mode switching. Therefore, this embodiment also has a hysteresis characteristic similar to that shown in FIG. The description of the operation is the same as that in the first embodiment, and will be omitted.
[0064]
FIGS. 10 and 11 show examples of simulation waveforms of the output when bumpless switching is not applied and when it is applied. The switching time in this simulation is 2 ms, and the mode is switched from L mode to H mode. However, when bumpless switching is applied (FIG. 11), no bump appears in the output.
When L 0 and C 0 are not present, e 0 = u · K p is obtained , and the present invention can be applied even when L 0 and C 0 are absent. Furthermore, if L 1 = 0 is set, the present invention can be applied even when L 0 , C 0 , and L 1 are not present.
[0065]
For resistive loads, for example, the C L in the embodiment shown in FIG. 1 and replaced with a R L (resistive load). In this case, the estimation of i 0 is the same as that of the capacitive load. negative
Figure 2005189902
To do.
[0066]
The present invention is also effective when the type is unknown. For example, when the load is assumed to be capacitive, when it is assumed to be inductive, each value when it is assumed to be resistive is estimated using the method described above. Then, by switching to a mode corresponding to the value most likely to affect the output characteristics, load adaptive control can be performed.
[0067]
The preferred embodiment of the present invention has been described above. However, this is merely an example, and it is needless to say that various modifications and changes can be made according to a specific application.
[0068]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the control parameter is controlled by the load estimating unit for estimating the changing load and the bumpless switching means having the hysteresis characteristic in accordance with the estimated load range. With a simple configuration, it is possible to ensure a smooth and stable operation with respect to various loads or large load fluctuations, and to realize load adaptive control.
[0069]
More specifically, according to the present invention, in a capacitive load system, load estimation is performed during operation, and the mode is switched to bumpless by this estimated value, so that the value of the load connected to the output is Even if it fluctuates in real time, load adaptive control can be realized without causing bumps in the output.
[0070]
Also, in an inductive load or resistive load system, load estimation is performed during operation, and the mode is switched to bumpless based on this estimated value. As a result, the load adaptive control is realized as in the case of the capacitive load.
[0071]
Furthermore, conventionally, it has been necessary to prepare various types of power supplies and amplifiers according to the types of loads and load ranges. However, according to the present invention, the types of power supplies and amplifiers can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a load adaptive control device applied to a PWM power amplifier having a capacitance load in an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a state diagram, a current estimator and a load estimator in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a specific circuit diagram of a current estimator in the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block configuration diagram of a capacity estimator in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a response operation diagram corresponding to the capacitor load value of the amplifier 5 in the L mode and the H mode in the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a hysteresis characteristic of the switching unit in the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a circuit configuration diagram of a load adaptive control device applied to a PWM power amplifier having an inductance load according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing a state diagram, a current estimator and a load estimator in the embodiment of the present invention shown in FIG. 7;
9 is a block diagram of an inductance estimator in the embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining the effect of the present invention, and is an output waveform when bumpless switching is not performed;
FIG. 11 is a diagram for explaining the effect of the present invention and is an output waveform when bumpless switching is performed;
FIG. 12 is a diagram showing an operation state for explaining a problem of a conventional constant voltage amplifier.
[Explanation of symbols]
1, 1A PWM power amplifier 3, 3A, 7, 7A, 8, 8A adder / subtractor 4, 4A H mode controller 5, 5A L mode controller 6, 6A mode switch 11, 11A full bridge 12, 12A PWM comparator 13 , 13A H-mode side bumpless auxiliary switching device 14, 14A L-mode side bumpless auxiliary switching device 201, 201A Current estimator 202, 202A Load estimator

Claims (13)

出力端に接続された負荷の変化に適応して装置の出力特性を変えないように目標動作する装置において、
前記装置内に設けられた、前記負荷を推定する負荷推定部と、
前記負荷推定器で推定された負荷に適応し目標動作するように前記装置をロバストに制御する制御部と、
を備えることを特徴とする負荷適応型制御装置。
In a device that operates as a target so as not to change the output characteristics of the device in response to changes in the load connected to the output end,
A load estimator provided in the apparatus for estimating the load;
A controller that robustly controls the device to adapt to the load estimated by the load estimator and perform a target operation;
A load adaptive control apparatus comprising:
前記制御部は、前記負荷の変動時に前記装置が目標動作を行うように前記動作条件を制御することを特徴とする請求項1に記載の負荷適応型制御装置。The load adaptive control device according to claim 1, wherein the control unit controls the operation condition so that the device performs a target operation when the load varies. 前記制御部の制御は、切換手段を持つことを特徴とする請求項2に記載の負荷適応型制御装置。The load adaptive control apparatus according to claim 2, wherein the control of the control unit includes a switching unit. 前記切換手段は、切換時出力にバンプを生じないように制御することを特徴とする請求項3に記載の負荷適応型制御装置。4. The load adaptive control apparatus according to claim 3, wherein the switching means controls so as not to generate a bump in the output at the time of switching. 前記切換手段は、切換時にヒステリシス特性を持たせることを特徴とする請求項3に記載の負荷適応型制御装置。4. The load adaptive control apparatus according to claim 3, wherein the switching means has a hysteresis characteristic at the time of switching. 前記装置は、出力側にインダクタを含む増幅器であり、前記負荷は、容量性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流と、出力電圧の微分値とを用いて前記容量性負荷値の推定を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の負荷適応型制御装置。The apparatus is an amplifier including an inductor on an output side, the load is capacitive, and the load estimation unit uses the current flowing through the inductor and a differential value of an output voltage to generate the capacitive load value. The load adaptive control device according to claim 1, wherein the load adaptive control device is estimated. 前記装置は、出力側にインダクタを含む増幅器であり、前記負荷は、誘導性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流の微分値と、前記インダクタと前記誘導性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記誘導性負荷値の推定を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の負荷適応型制御装置。The apparatus is an amplifier including an inductor on an output side, the load is inductive, and the load estimation unit includes a differential value of a current flowing through the inductor, and a series circuit of the inductor and the inductive load. The load adaptive control apparatus according to claim 1, wherein the inductive load value is estimated using a voltage between both ends of the load. 前記装置は、出力側にインダクタとキャパシタを含む増幅器であり、前記負荷は、抵抗性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流と、出力電圧の微分値とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の負荷適応型制御装置。The device is an amplifier including an inductor and a capacitor on an output side, the load is resistive, and the load estimating unit uses the current flowing through the inductor and a differential value of an output voltage to perform the resistive operation. 6. The load adaptive control apparatus according to claim 1, wherein the load value is estimated. 前記装置は、出力側にインダクタを含む増幅器であり、前記負荷は、抵抗性であり、前記負荷推定部は、前記インダクタに流れる電流の微分値と、前記インダクタと前記抵抗性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の負荷適応型制御装置。The apparatus is an amplifier including an inductor on an output side, the load is resistive, and the load estimation unit includes a differential value of a current flowing through the inductor, and a series circuit of the inductor and the resistive load. The load adaptive control apparatus according to claim 1, wherein the resistance load value is estimated using a voltage between both ends of the load. 入力信号を受けて出力端に接続された容量性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタが接続され、前記容量性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流値と出力電圧の微分値とを用いて前記容量性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記容量性負荷の変動時出力にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有することを特徴とする負荷適応型制御装置。
A load that receives an input signal and supplies an output voltage or current corresponding to the input signal to a capacitive load connected to the output terminal, and an inductor is connected inside the output terminal, and the capacitive load fluctuates during operation. In an adaptive controller,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the capacitive load value using the current value obtained by the current value acquisition means and the differential value of the output voltage;
Load adaptive control comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so as not to cause a bump in the output when the capacitive load fluctuates in accordance with a load value estimated by the load estimating means. apparatus.
入力信号を受けて出力端に接続された誘導性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタが接続され、前記誘導性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流の微分値と前記インダクタと前記誘導性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記誘導性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記誘導性負荷の変動時出力にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有することを特徴とする負荷適応型制御装置。
A load that receives an input signal, supplies an inductive load connected to the output terminal to an output voltage or current corresponding to the input signal, has an inductor connected to the output terminal, and the inductive load fluctuates during operation In an adaptive controller,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the inductive load value using a differential value of the current obtained by the current value acquisition means and a voltage across a series circuit of the inductor and the inductive load;
Load adaptive control comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so that no bump is generated in the output when the inductive load fluctuates according to the load value estimated by the load estimation means. apparatus.
入力信号を受けて出力端に接続された抵抗性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタとキャパシタが接続され、前記抵抗性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流値と出力電圧の微分値とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記抵抗性負荷の変動時にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有することを特徴とする負荷適応型制御装置。
In response to an input signal, an output voltage or current corresponding to the input signal is supplied to a resistive load connected to the output terminal, and an inductor and a capacitor are connected inside the output terminal, and the resistive load fluctuates during operation. In the load adaptive control device,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the resistive load value using the current value obtained by the current value acquisition means and the differential value of the output voltage;
A load adaptive control apparatus, comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so that a bump does not occur when the resistive load changes according to a load value estimated by the load estimating means.
入力信号を受けて出力端に接続された抵抗性負荷に前記入力信号に応じた出力電圧または電流を供給し、前記出力端内部にインダクタが接続され、前記抵抗性負荷が運転中に変動する負荷適応型制御装置において、
前記インダクタに流れる電流を得る電流値取得手段と、
前記電流値取得手段により得た前記電流の微分値と前記インダクタと前記抵抗性負荷との直列回路の両端電圧とを用いて前記抵抗性負荷値の推定を行う負荷推定手段と、
前記負荷推定手段により推定された負荷の値に応じて内部の制御パラメータを前記抵抗性負荷の変動時にバンプが生じないように切り換えるパラメータ切換手段とを有することを特徴とする負荷適応型制御装置。
A load that receives an input signal and supplies an output voltage or current corresponding to the input signal to a resistive load connected to the output terminal, and an inductor is connected inside the output terminal, and the resistive load fluctuates during operation In an adaptive controller,
Current value obtaining means for obtaining a current flowing through the inductor;
Load estimation means for estimating the resistive load value using a differential value of the current obtained by the current value acquisition means and a voltage across a series circuit of the inductor and the resistive load;
A load adaptive control apparatus, comprising: parameter switching means for switching an internal control parameter so that a bump does not occur when the resistive load changes according to a load value estimated by the load estimating means.
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