JP2010508002A - 電気回路 - Google Patents

Abstract

誘導的に作用する電流回路１４と容量的に作用する放電装置１５から形成されている共振回路の離調用電気回路１において、放電装置１５に対して少なくとも部分的に直列に設けられる離調装置１６が設けられている。このような離調装置１６により、共振回路を広範囲に離調させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の共振回路の離調用電気回路に関する。

ダイオードの導通の際、まずダイオードの堰層容量が放電せしめられ、続いてダイオードの流通容量が充電せしめられねばならない。ダイオードのターンオフの際、この過程が逆に行われねばならない。電流回路は、その導線の幾何学的形状のため常にインダクタンスを持ち、このインダクタンスがダイオードの容量と共に共振回路を形成する。更に電流回路は、例えばオンオフ制御器に別のインダクタンスを含み、これらのインダクタンスが電流回路のインダクタンス増大を生じる。インダクタンスと容量によって形成される共振回路は、通常有害に感じられる１つ又は複数の共振周波数を持っている。周期的にオンオフされるダイオードを持つ誘導性電流回路から形成される共振回路では、共振周波数は特に有害である。

共振周波数の影響を少なくするため、コンデンサとオーム抵抗から成る直列回路をダイオードに対して並列に接続することは公知である。電流回路の大きい全容量により、共振周波数は一層低い周波数の方へ移され、そこであまり有害には感じられない。共振回路のＱ値は、付加的なコンデンサ及びオーム抵抗によって低下される。

コンデンサとオーム抵抗から成る上述した直列回路の欠点は、共振回路の離調が限られた範囲でしか可能でないことである。オーム抵抗は、コンデンサとオーム抵抗から成る直列回路のインピーダンスの値がダイオード容量のインピーダンスの値の大きさの程度であるほど、小さく選ばれねばならない。それによりオーム抵抗の値は数オームに限定されている。更にコンデンサの容量は、あまり大きく選んではならない。なぜならば、ダイオードにかかる電圧の周期的切換えの際、容量を切換え充電せねばならず、それにより、大きい容量では、大きい短絡開始電流を生じる。

従って本発明の基礎になっている課題は、共振回路の離調が広範囲に可能であるように共振回路の離調用電気回路を改良することである。

この課題は、請求項１に示される特徴を持つ電気回路によって解決される。本発明によれば、離調装置が、少なくとも部分的に、容量的に作用する放電装置に対して直列に設けられている時に、共振回路を広範囲に離調させることができる。共振回路のＱ値及び共振周波数は、従来技術において行わねばならなかったような境界条件を維持する必要なしに、広範囲に設定することができる。

請求項２による離調装置の構成は共振回路の一層大きい減衰を生じるので、振動が速やかに消失するか又は生じない。

請求項３による離調装置は、誘電性部品のインダクタンスのため、少なくとも１つの共振周波数の効果的な離調を生じる。

請求項４による誘電性部品は、低い周波数に対して純誘導動作を持ち、高い周波数では、オーム抵抗が持つような動作が重畳される。誘導性部品のこのような選択的動作は、特に誘導的に作用する電流回路がオンオフ制御器を含んでいる時に有利である。

請求項５による誘導性部品の構成は安価である。

請求項６による制限装置は、誘導性部品のため誘起される望ましくない過電圧の制限を可能にする。

請求項７による制限装置は、過電圧の有効な制限を可能にし、その際共振回路のＱ値は実質的に影響されない。

請求項８による離調装置によって、共振回路のＱ値を非常に広範囲に設定することができる。

請求項９による電流回路では、離調装置の利点が特に効果を発揮する。なぜならば、オンオフ制御器は、周期的なオンオフにより、共振回路の離調なしにこの共振回路を常に励振するからである。

請求項１０による放電装置では、離調装置が非常に効果的である。なぜならば、回復ダイオードが、特にオンオフ制御のインダクタンスと共にこのオンオフ制御器により励振される有害な共振周波数を形成する容量を持っているからである。

本発明の実施例が、図面により以下に詳細に説明される。

本発明の第１実施例による電気回路を示す。 本発明の第２実施例による電気回路を示す。

図１は共振回路の離調用電流回路１を示す。この電流回路１は、例えば低設定器又は高設定器として構成されるオンオフ制御器２を持っている。オンオフ制御器２は３つの入力端を含んでいる。第１の入力端３は、オーム前置抵抗４を介して回路入力端５に接続されている。前置抵抗４は抵抗値Ｒ_Ｖを持っている。回路入力端５には入力電圧Ｕ_Ｅがかかる。オンオフ制御器２の第２の入力端６は直接回路入力端５に接続されているので、入力電圧Ｕ_Ｅがオンオフ制御器２の第２の入力端６に直接かかる。オンオフ制御器２の第３の入力端７はアース電位に直接接続されている。電流回路１は、入力側に、回路入力端５及びアース電位８に接続されて容量Ｃ_Ｖを持つ第１の平滑コンデンサ９を持っている。オーム前置抵抗４は１００ｋΩの抵抗値Ｒ_Ｖを持ち、第１の平滑コンデンサ９は１００ｎＦの容量Ｃ_Ｖを持っている。

オンオフ制御器２は、更に蓄勢リアクトルを介して回路出力端１２に接続される出力端１０を持っている。蓄勢リアクトル１１はインダクタンスＬ_Ａを持っている。回路出力端１２には出力電圧Ｕ_Ａがかかる。電気回路１は、出力側に、回路出力端１２及びアース電位８に接続されて容量Ｃ_Ａを持つ第２の平滑コンデンサ１３を持っている。蓄勢リアクトルのインダクタンスＬ_Ａは６８μＨであり、第２の平滑コンデンサ９の容量Ｃ_Ａは１００μＦである。

電流回路１は、出力側に、回復電流を放電するため容量的に作用する放電装置１５を持っている。放電装置１５は、出力端１０及びアース電位８に接続されている。放電装置１５は回復ダイオードとして構成されている。放電装置は以下回復ダイオード１５と称される。

導通方向に見て、回復ダイオード１５は入力端をアース電位８に接続され、出力側をオンオフ制御器２の出力端１０に接続されている。回復ダイオード１５は堰層容量Ｃ_Ｓ及び流通容量Ｃ_Ｄを持ち、これらの容量が回復ダイオード１５の容量動作をひき起こす。オンオフ制御器２、第１の平滑コンデンサ９及び回復ダイオード１５は誘導的に作用する電流回路１４を構成し、この電流回路１４が、オンオフ制御器２、第１の平滑コンデンサ９及び回復ダイオード１５のインダクタンス、及び導線の詳細には示されないインダクタンスを持っている。回復ダイオード１５の容量は、電流回路１４のインダクタンスと共に、共振周波数ｆ_Ｒを持つ共振回路を構成している。回復電流は、電流回路１４の誘導動作から生じる。

共振周波数ｆ_Ｒを変化するために、離調装置１６が設けられている。離調装置１６は、回復ダイオード１５に対して直列に設けられている誘導性部品１７を持っている。従って誘導性部品１７は回復ダイオード１５及びアース電位８に導電接続されている。誘導性部品１７の誘導動作は、インダクタンスＬ_Ｖにより説明可能である。離調装置１６は、離調装置１６を持つ共振回路が、離調装置１６なしの共振回路に比較して、低いＱ値Ｇ即ち一層高い減衰Ｄを持つように構成されている。これは、フェライト材料から成りかつフェライト玉として形成される誘導性部品１７の実数部分によって行われ、このフェライト玉は、回復ダイオード１５とアース電位８との間の図示しない接続導線を包囲している。

離調装置１６がないと、オンオフ制御器２により共振回路を閉じる際、弱くしか減衰されない振動が生じる。この場合共振回路は、閉じたオンオフ制御器２、第１の平滑コンデンサ９及び回復ダイオードにより形成される。

誘導性部品１７は、フェライト材料のため、低い周波数に対して純粋に誘導動作を示し、高い周波数ではこれにオーム動作が重畳される。誘導動作により共振回路の共振周波数が離調するので、共振回路はオンオフ制御器２のオンオフによるより長くは励振されない。更にオーム動作により共振回路のＱ値Ｇが著しく低下され、それにより共振回路が強く減衰されるので、この共振回路は１００ＭＨｚと１００ＭＨｚの間の高い周波数においてもはや振動不可能である。共振回路の減衰Ｄは、いわゆる非周期的クリープ事例が存在するほど大きい。複素周波数面においてこれは、離調装置１６なしの共振回路の伝達関数の最初は共役された複素零位置が、離調装置１６のオーム動作により実数軸上へ移動されていることを意味する。それにより共振回路は、それがもはや振動不可能になるほど、強く減衰される。

図２は、本発明による電気回路１の別の実施例を示す。オンオフ制御器２は、内部電荷ポンプを抑制するため、ブートストラップコンデンサとも称される第３のコンデンサ１９を介して第１の出力端１０に接続される第２の出力端１８を持っている。誘導性部品１７により生じる誘導電圧を制限するため、回復ダイオード１５及び誘導性部品１７に対して並列に設けられる制限装置２０が設けられている。制限装置２０はダイオード２１及びこれに対して直列に設けられるオーム抵抗２２を持っている。ダイオード２１は低容量の小信号ダイオードであり、その容量動作は容量Ｃ_Ｋにより説明可能である。オーム抵抗２２は、オンオフ制御器２の出力端１０の最大許容負電圧Ｕ_ｍａｘの値とオンオフ制御器２のオフ時点の直前に蓄勢リアクトル１１のインダクタンスを通る電流ｉから次式により得られる抵抗値Ｒ_Ｋを持っている。
Ｒ_Ｋ÷（Ｕ_ｍａｘ−Ｕ_Ｄ／ｉ）
ここでＵ_Ｄはダイオード２１の順電圧である。

離調装置１６は更に、共振回路にある第１の平滑コンデンサ９に対して直列に接続されているオーム抵抗２３を持っている。オーム抵抗２３は抵抗値Ｒ_Ｉを持っている。

ダイオード２１により、誘導性部品１７により生じる誘導電圧がクリップされる。ダイオード２１の容量Ｃ_Ｋ及び誘導性部品１７のインダクタンスＬ_Ｖは、オーム抵抗２２により減衰せしめられる別の共振回路を形成する。オーム抵抗２２は、ダイオード２１の導通電圧が回復ダイオード１５の導通電圧より小さい時、ダイオード２１を同時に破壊から保護する。オーム抵抗２３は、誘導性部品１７が純誘導動作を示す時、低い周波数においてＱ値Ｑを更に減少するのに役立つ。

Claims (10)

1. 共振回路の離調用電気回路であって、
   ａ）誘導的に作用する電流回路（１４）、
   ｂ）誘導的に作用する電流回路（１４）の回復電流を放電するため容量的に作用する放電装置（１５）、誘導的に作用する電流回路（１４）と容量的に作用する放電装置（１５）が少なくとも１つの共振周波数（ｆ_Ｒ）を持つ共振回路を形成し、
   ｃ）少なくとも１つの共振周波数（ｆ_Ｒ）を変化する離調装置（１６）を有するものにおいて、
   ｄ）離調装置（１６）が、少なくとも部分的に、容量的に作用する放電装置（１５）に対して直列に設けられている
   ことを特徴とする、電気回路。
2. 共振回路が低いＱ値を持つように、離調装置（１６）が構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の電気回路。
3. 離調装置（１６）が、放電装置（１５）に対して直列に設けられる誘導性部品（１７）を持っていることを特徴とする、請求項１に記載の電気回路。
4. 誘導性部品（１７）がフェライト材料から成っていることを特徴とする、請求項３に記載の電気回路。
5. 誘導性部品（１７）がフェライト玉として構成されていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の電気回路。
6. 放電装置（１５）及び誘導性部品（１７）に対して並列に設けられて誘導性部品（１７）により生じる誘導電圧を制限する制限装置（２０）が設けられていることを特徴とする、請求項３〜５の１つに記載の電気回路。
7. 制限装置（２０）が、ダイオード（２１）及びこれに対して直列に設けられるオーム抵抗（２２）を持っていることを特徴とする、請求項６に記載の電気回路。
8. 離調装置（１６）が、共振回路にあるコンデンサ（９）に直列接続されるオーム抵抗（２３）を持っていることを特徴とする、請求項７に記載の電気回路。
9. 電流回路（１４）がオンオフ制御器（２）を含んでいることを特徴とする、請求項１〜８の１つに記載の電気回路。
10. 放電装置（１５）が回復ダイオードとして構成されていることを特徴とする、請求項１〜９の１つに記載の電気回路。

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