JP2011022692A - Feedback control device and feedback control program - Google Patents
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Abstract
Description
本願明細書で開示される技術は、フィードバック制御を行うためのフィードバック制御装置とフィードバック制御プログラムとに関する。 The technology disclosed in the present specification relates to a feedback control device and a feedback control program for performing feedback control.
周知のように、スイッチング素子を高速にON/OFFさせることにより負荷(電力の供給対象)への電力供給量を調整することが行われている。そして、そのような電力供給量の調整を正確に行うためには、電力供給量に応じて変化する物理量(温度、電流値等)を測定し、測定結果に基づきフィードバック制御を行う必要がある。そのため、図8に示した構成を有するフィードバック制御装置が開発されている。 As is well known, the amount of power supplied to a load (power supply target) is adjusted by turning on and off switching elements at high speed. In order to accurately adjust the power supply amount, it is necessary to measure a physical quantity (temperature, current value, etc.) that changes in accordance with the power supply amount and perform feedback control based on the measurement result. Therefore, a feedback control device having the configuration shown in FIG. 8 has been developed.
このフィードバック制御装置は、温度制御対象を加熱するためのヒータ20に供給する電力量を、温度制御対象の温度の温度センサ21による測定結果に基づきフィードバック制御する装置である。
This feedback control device is a device that feedback-controls the amount of power supplied to the
より具体的には、このフィードバック制御装置が備えるAD(analog-to-digital)コン
バータ57は、増幅回路58を介して入力される温度センサ21からのアナログ信号を、温度制御演算部51から指示されたときにデジタルデータに変換する回路である。PWM信号発生部52は、温度制御演算部51から指示されたパターンで時間変化するPWM(Pulse Width Modulation)信号を発生する回路である。
More specifically, an AD (analog-to-digital)
NOT回路59は、PWM信号発生部52からのPWM信号を反転させた信号を、スイッチング素子54のゲートに供給する回路である。平滑化回路55は、スイッチング素子54からのパルス状電流を平滑化することにより、スイッチング素子14のON時間に応じたレベルの直流電圧を生成してヒータ20に印可する回路である。
The
温度制御演算部51は、『ADコンバータ57にAD変換を行わせることにより温度制御対象の温度を取得し、取得した温度に基づき、温度制御対象の温度を目標温度とすることが出来るデューティ比を求め、求めたデューティ比のPWM信号をPWM信号発生部52に発生させる処理』を周期的に行うユニットである。
The temperature
さて、PWM信号の周波数が高いほど、平滑化回路55を小型化できる。そのため、上記したフィードバック制御装置のPWM信号発生部52は、高い周波数のPWM信号を発生するものとなっているのであるが、スイッチング素子54が高速にON/OFFされると、比較的に大きなノイズが発生する。また、温度センサ21から出力される信号は微弱な信号である。
As the frequency of the PWM signal is higher, the
そして、温度センサ21からADコンバータ57への信号経路を、スイッチング素子54から大きく離れた場所に設けることは実際上出来ない。そのため、従来のフィードバック制御装置(特に小型化を図ったもの)は、図9に示したように、スイッチング素子54のON/OFF時に、ADコンバータ57に入力される温度センサ信号にノイズが畳重し
てしまうものとなっている。そして、従来のフィードバック制御装置は、このノイズの影響により、PWM信号発生部に対して誤った制御が行われてしまうことがある装置となっている。
Further, it is practically impossible to provide a signal path from the
そこで、開示の技術の課題は、スイッチング素子のON/OFF動作に起因するノイズの影響を受けない形でフィードバック制御を行えるフィードバック制御装置及びフィードバック制御プログラムを提供することにある。 Therefore, an object of the disclosed technique is to provide a feedback control device and a feedback control program that can perform feedback control without being affected by noise caused by ON / OFF operation of a switching element.
上記課題を解決するために、開示の技術の一態様のフィードバック制御装置は、負荷に供給する電力量を調整するためのスイッチング素子と、前記負荷に供給する電力量に応じて、その値が変化する特定の物理量のアナログセンサによる測定値が入力されるADコンバータと、前記ADコンバータによりデジタルデータ化された前記物理量の測定値に基づき、前記物理量の値を目標値に一致させるための前記スイッチング素子のON時間の割合である目標割合を演算する演算処理を周期的に行って、ON時間の割合が演算した目標割合となるように前記スイッチング素子をON/OFF制御する制御部であって、目標割合の演算に使用する各測定値の前記ADコンバータによるAD変換時に前記スイッチング素子のON/OFF動作を停止させる制御部とを備える。 In order to solve the above-described problem, a feedback control device according to an aspect of the disclosed technology has a switching element for adjusting the amount of power supplied to a load and a value that changes according to the amount of power supplied to the load. An AD converter to which a measured value of an analog sensor of a specific physical quantity is input, and the switching element for making the physical quantity value coincide with a target value based on the measured physical quantity value converted into digital data by the AD converter A control unit that periodically performs a calculation process for calculating a target ratio that is a ratio of ON time of the switching element, and performs ON / OFF control of the switching element so that the ratio of the ON time becomes the calculated target ratio. The ON / OFF operation of the switching element is stopped at the time of AD conversion by the AD converter for each measured value used for calculating the ratio. And a that controller.
開示の技術によれば、スイッチング素子のON/OFF動作に起因するノイズの影響を受けない形でフィードバック制御を行うことが出来る。 According to the disclosed technology, it is possible to perform feedback control without being affected by noise caused by the ON / OFF operation of the switching element.
以下、図面を参照して、フィードバック制御装置についての幾つかの実施形態を説明する。なお、以下で説明する各実施形態は例示であり、本発明は、以下の説明における特定の技術事項に限定されるものではない。 Hereinafter, some embodiments of the feedback control device will be described with reference to the drawings. Each embodiment described below is an exemplification, and the present invention is not limited to a specific technical matter in the following description.
《第1実施形態》
図1に、第1実施形態に係るフィードバック制御装置の構成を示す。
このフィードバック制御装置は、或る物体(以下、温度制御対象と表記する)を加熱するためのヒータ20に供給する電力量を、温度センサ21による温度制御対象の温度の測定結果に基づきフィードバック制御する装置である。
<< First Embodiment >>
FIG. 1 shows the configuration of the feedback control apparatus according to the first embodiment.
This feedback control device feedback-controls the amount of power supplied to a
図示してあるように、フィードバック制御装置は、温度制御演算部11、PWM信号発
生部12、2入力NANDゲート13、スイッチング素子14、平滑化回路15、遅延回路16、ADコンバータ17及び増幅回路18を、備えている。
As illustrated, the feedback control device includes a temperature control calculation unit 11, a PWM
増幅回路18は、温度センサ21からのアナログ信号を増幅するための回路である。ADコンバータ17は、増幅回路18からのアナログ信号(以下、温度センサ信号と表記する)をデジタルデータに変換するための回路である。このADコンバータ17は、温度制御演算部11からのAD変換開始信号のレベルがハイレベルに変化したときに、AD変換を開始する回路となっている。
The
スイッチング素子14は、ゲートに入力されているゲート制御信号に従ってON/OFF動作を繰り返すことにより、電圧Vccの直流をパルス状電流に変換して平滑化回路15に供給する素子(本実施形態では、p型のMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor))である。平滑化回路15は、スイッチング素子14からのパ
ルス状電流を平滑化することにより、スイッチング素子14のON時間に応じたレベルの直流電圧を生成してヒータ20に印可する回路である。
The
PWM信号発生部12は、温度制御演算部11から指示されたパターン(PWM周期、デューティ比)で時間変化するPWM信号を発生する回路である。
The PWM
遅延回路16は、通常は、ハイレベルの停止制御信号を出力し、AD変換開始信号がハイレベルに変化したときに、一定時間の間だけ、ローレベルの停止制御信号を出力する回路(いわゆるワンショット・マルチバイブレータ)である。この遅延回路16は、ADコンバータ17のAD変換時間(例えば、5μs)と同程度の時間(本実施形態では、AD変換時間と同じ時間)だけ、ローレベルの停止制御信号を出力するように構成された回路となっている。なお、ADコンバータ17のAD変換時間とは、ADコンバータ17によるAD変換に要する時間のことである。
The
2入力NANDゲート13は、2つの入力端子の双方にハイレベルの信号が入力されている場合には、出力端子からローレベルの信号を出力し、そうでない場合には、出力端子からハイレベルの信号を出力する回路である。この2入力NANDゲート13の2つの入力端子には、それぞれ、遅延回路16からの停止制御信号、PWM信号発生部12からのPWM信号が入力されている。そして、フィードバック制御装置は、この2入力NANDゲート13の出力端子からの信号が、スイッチング素子14のゲートに、ゲート制御信号として入力された装置となっている。
The 2-
温度制御演算部11は、フィードバック制御装置が起動されると、自ユニット内に設定されているフィードバック制御プログラムに従って、図2に示した手順の制御処理を実行するユニット(一種のコンピュータ)である。 The temperature control calculation unit 11 is a unit (a kind of computer) that executes the control process of the procedure shown in FIG. 2 according to the feedback control program set in the own unit when the feedback control device is activated.
すなわち、フィードバック制御装置が起動されると、温度制御演算部11は、まず、初期化処理(ステップS101)を行う。この初期化処理時には、その後に使用する各種変数の値を初期化する処理、発生させるPWM信号のPWM周期をPWM信号発生部12に設定する処理等が行われる。
That is, when the feedback control device is activated, the temperature control calculation unit 11 first performs an initialization process (step S101). At the time of this initialization process, a process for initializing values of various variables used thereafter, a process for setting the PWM cycle of the PWM signal to be generated in the PWM
その後、温度制御演算部11は、サンプリング周期(例えば、5ms)が経過するのを待機する(ステップS102)。なお、詳細説明は省略するが、温度制御演算部11内に設定されているフィードバック制御プログラムは、フィードバック制御装置を、目標温度をユーザが設定できる装置として機能させるプログラムとなっている。 Thereafter, the temperature control calculation unit 11 waits for a sampling period (for example, 5 ms) to elapse (step S102). Although not described in detail, the feedback control program set in the temperature control calculation unit 11 is a program that causes the feedback control device to function as a device that allows the user to set the target temperature.
サンプリング周期が経過した場合(ステップS102;YES)、温度制御演算部11
は、AD変換開始信号をアサートする(つまり、AD変換開始信号のレベルをハイレベルに変化させる)ことにより、ADコンバータ17にAD変換の開始を指示する(ステップS103)。
When the sampling period has elapsed (step S102; YES), the temperature control calculation unit 11
Asserts the AD conversion start signal (that is, changes the level of the AD conversion start signal to high level) to instruct the
その後、温度制御演算部11は、ADコンバータ17による温度センサ信号のAD変換が完了するのを待機する(ステップS104)。そして、温度制御演算部11は、AD変換が完了した場合(ステップS104:YES)には、目標デューティ比算出処理(ステップS105)を行う。この目標デューティ比算出処理は、温度センサ信号の今回のAD変換結果に基づき、温度制御対象の温度を目標温度に一致させるためのスイッチング素子14のON時間の割合である目標デューティ比を算出する処理である。
Thereafter, the temperature control calculation unit 11 waits for the AD conversion of the temperature sensor signal by the
ここで、『温度制御対象の温度を目標温度に一致させるためのスイッチング素子14のON時間の割合』(目標デューティ比)とは、スイッチング素子14のON時間の割合をその値とすることにより、温度制御対象の温度を目標温度に近づけること、又は、温度制御対象の温度を目標温度近傍の温度に維持することが出来る値のことである。なお、本実施形態に係る温度制御演算部11が実際に実行する目標デューティ比算出処理は、目標デューティ比を、いわゆるPID(proportional integral and differential gain)制御
アルゴリズムにて算出する処理である。
Here, “the ratio of the ON time of the switching
目標デューティ比算出処理を終えた温度制御演算部11は、デューティ比が目標デューティ比となっているPWM信号を発生するようにPWM信号発生部12を制御する(ステップS106)。そして、温度制御演算部11は、ステップS102以降の処理を再び開始する。
After completing the target duty ratio calculation process, the temperature control calculation unit 11 controls the PWM
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るフィードバック制御装置は、目標デューティ比の更新/算出に必要な情報を得るためのAD変換時に、スイッチング素子14のON/OFF動作が停止する構成を有している。
As is clear from the above description, the feedback control device according to the present embodiment has a configuration in which the ON / OFF operation of the switching
より具体的には、既に説明したように、遅延回路16(図1参照)は、AD変換開始信号がアサートされると、停止制御信号のレベルを、AD変換時間と同程度の時間(以下、停止時間と表記する)の間だけ、ローレベルに変更する回路である。そして、フィードバック制御装置は、停止制御信号が2入力NANDゲート13の一方の入力端子に入力され、2入力NANDゲート13の出力信号がゲート制御信号としてスイッチング素子14のゲートに入力された構成を有している。
More specifically, as already described, when the AD conversion start signal is asserted, the delay circuit 16 (see FIG. 1) sets the level of the stop control signal to a time comparable to the AD conversion time (hereinafter, It is a circuit that changes to a low level only during a period of time). The feedback control device has a configuration in which the stop control signal is input to one input terminal of the 2-
従って、温度制御演算部11によりAD変換開始信号がアサートされると、図3に模式的に示したように、その後、停止時間が経過するまでの間、ゲート制御信号のレベルがハイレベルに固定されることになる。 Therefore, when the AD conversion start signal is asserted by the temperature control calculation unit 11, the level of the gate control signal is fixed at a high level thereafter until the stop time elapses, as schematically shown in FIG. Will be.
また、AD変換開始信号がアサートされると、ADコンバータ17による温度センサ信号のAD変換が開始されるが、停止時間は、ADコンバータ17のAD変換時間相当の時間となっている。従って、ADコンバータ17によるAD変換は、ゲート制御信号のレベルがハイレベルに固定されている状況下、つまり、pMOSFETであるスイッチング素子14がOFF状態をとり続けている状況下で、実行されることになる。
Further, when the AD conversion start signal is asserted, AD conversion of the temperature sensor signal by the
そして、スイッチング素子14がON/OFF動作を行っていない場合、図4に示したように、温度センサ信号は、スイッチング素子14のON/OFF動作に起因するノイズ(図9参照)が畳重されていないものとなる。
When the switching
従って、本実施形態に係るフィードバック制御装置を用いておけば、スイッチング素子
14のON/OFF動作に起因するノイズの影響を受けない形で温度制御対象の温度を制御できることになる。
Therefore, if the feedback control apparatus according to the present embodiment is used, the temperature of the temperature control target can be controlled without being affected by noise caused by the ON / OFF operation of the switching
なお、AD変換中にスイッチング素子14の動作を停止させても、温度制御対象の温度の制御上の問題は特に生じない。何故ならば、サンプリング周期は、許容する温度誤差や温度制御対象の仕様/特性により適切な値が定まるパラメータであるが、出力分解能2%
つまり出力0から最大出力まで50段階のPWM信号発生回路でも正確に制御できる。本発明ではスイッチング素子の停止であるが、サンプリング(AD変換)周期を5msとしAD変換時間を5μsとするとAD変換中にスイッチング素子14の動作を停止させることにより生ずるヒータ17への供給電力量の変化量は、サンプリング周期がAD変換時間の1000倍の場合(つまり、変化量が比較的に大きくなる場合)でも、せいぜい、0.1%であるからである。
Even when the operation of the switching
In other words, the PWM signal generation circuit of 50 steps from the output 0 to the maximum output can be accurately controlled. In the present invention, the switching element is stopped. However, if the sampling (AD conversion) cycle is 5 ms and the AD conversion time is 5 μs, the amount of electric power supplied to the
《第2実施形態》
以下、第2実施形態に係るフィードバック制御装置の構成及び動作を、第1実施形態に係るフィードバック制御装置と異なっている部分を中心に、説明する。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the configuration and operation of the feedback control device according to the second embodiment will be described with a focus on differences from the feedback control device according to the first embodiment.
図5に示したように、第2実施形態に係るフィードバック制御装置は、温度制御演算部11、PWM信号発生部12b、スイッチング素子14、平滑化回路15、遅延回路16、ADコンバータ17、増幅回路18及びNOTゲート19を、備えている。
As shown in FIG. 5, the feedback control apparatus according to the second embodiment includes a temperature control calculation unit 11, a PWM
このフィードバック制御装置が備える温度制御演算部11、スイッチング素子14、平滑化回路15、遅延回路16、ADコンバータ17、増幅回路18は、それぞれ、第1実施形態に係るフィードバック制御装置が備える同名の構成要素と同じものである。
The temperature control calculation unit 11, the switching
NOTゲート19は、PWM信号発生部12bからの信号を反転させた信号を、ゲート制御信号としてスイッチング素子14のゲートに供給する回路である。
The
PWM信号発生部12bは、上記したPWM信号発生部12と本質的には同機能の回路である。ただし、PWM信号発生部12bは、或る信号入力端子にローレベルの信号が入力されている場合には、PWM信号の出力を停止して一定レベル(本実施形態では、ローレベル)の信号を出力する回路となっている。
The
そして、第2実施形態に係るフィードバック制御装置は、PWM信号発生部12bの上記信号入力端子に、遅延回路16からの停止制御信号が入力されるように構成した装置となっている。
The feedback control device according to the second embodiment is configured such that the stop control signal from the
以上の説明から明らかなように、第2実施形態に係るフィードバック制御装置は、AD変換時にスイッチング素子14のON/OFF動作を停止させることを、第1実施形態に係るフィードバック制御装置とは異なる構成で実現した装置となっている。
As is clear from the above description, the feedback control device according to the second embodiment is different from the feedback control device according to the first embodiment in that the ON / OFF operation of the switching
従って、この第2実施形態に係るフィードバック制御装置によっても、スイッチング素子14のON/OFF動作に起因するノイズの影響を受けない形で温度制御対象の温度を制御できることになる。
Therefore, even with the feedback control device according to the second embodiment, the temperature of the temperature control target can be controlled without being affected by noise caused by the ON / OFF operation of the switching
《第3実施形態》
以下、第3実施形態に係るフィードバック制御装置の構成及び動作を、第1、第2実施形態に係るフィードバック制御装置と異なっている部分を中心に、説明する。
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, the configuration and operation of the feedback control device according to the third embodiment will be described with a focus on differences from the feedback control device according to the first and second embodiments.
図6に、第3実施形態に係るフィードバック制御装置の構成を示す。
図示してあるように、第3実施形態に係るフィードバック制御装置は、温度制御演算部11c、PWM信号発生部12、スイッチング素子14、平滑化回路15、遅延回路16、ADコンバータ17、増幅回路18及びNOTゲート19を、備えている。
FIG. 6 shows the configuration of the feedback control apparatus according to the third embodiment.
As illustrated, the feedback control apparatus according to the third embodiment includes a temperature control calculation unit 11c, a PWM
このフィードバック制御装置が備えるPWM信号発生部12、スイッチング素子14、平滑化回路15、ADコンバータ17、増幅回路18は、それぞれ、第1実施形態に係るフィードバック制御装置が備える同名の構成要素と同じものである。また、NOTゲート19は、第2実施形態に係るフィードバック制御装置が備えるNOTゲート19と同じ論理ゲートである。
The PWM
温度制御演算部11cは、温度制御演算部11と同様に、フィードバック制御装置が起動されると、自ユニット内に設定されているフィードバック制御プログラムに従った動作を開始するユニットである。ただし、この温度制御演算部11c内に設定されているフィードバック制御プログラムは、温度制御演算部11cに、図7に示した手順/内容の制御処理を実行させるものとなっている。 Similar to the temperature control calculation unit 11, the temperature control calculation unit 11 c is a unit that starts an operation according to the feedback control program set in the own unit when the feedback control device is activated. However, the feedback control program set in the temperature control calculation unit 11c causes the temperature control calculation unit 11c to execute the control processing of the procedure / contents shown in FIG.
すなわち、フィードバック制御装置が起動されると、温度制御演算部11cは、まず、温度制御演算部11が行うものと同内容の初期化処理(ステップS201)を行う。 That is, when the feedback control device is activated, the temperature control calculation unit 11c first performs an initialization process (step S201) having the same content as that performed by the temperature control calculation unit 11.
その後、温度制御演算部11cは、サンプリング周期(例えば、5ms)が経過するのを待機する(ステップS202)。そして、温度制御演算部11cは、サンプリング周期が経過した場合(ステップS202;YES)には、その時点における目標デューティ比(以下、現目標デューティ比と表記する)を制御再開時用デューティ比として記憶する処理(ステップS203)を行う。 Thereafter, the temperature control calculation unit 11c waits for a sampling period (for example, 5 ms) to elapse (step S202). When the sampling period has elapsed (step S202; YES), the temperature control calculation unit 11c stores the target duty ratio at that time (hereinafter referred to as the current target duty ratio) as the control restart duty ratio. The process (step S203) to perform is performed.
次いで、温度制御演算部11cは、ステップS204にて、現目標デューティ比が50%以上であるか否かを判断する。そして、温度制御演算部11cは、現目標デューティ比が50%以上であった場合には、デューティ比が100%のPWM信号を発生するようにPWM信号発生部12を制御してから、ステップS204の処理を終了する。また、温度制御演算部11cは、現目標デューティ比が50%未満であった場合には、デューティ比が0%のPWM信号を発生するようにPWM信号発生部12を制御してから、ステップS204の処理を終了する。
Next, in step S204, the temperature control calculation unit 11c determines whether or not the current target duty ratio is 50% or more. Then, when the current target duty ratio is 50% or more, the temperature control calculation unit 11c controls the PWM
ステップS204の処理を終えた温度制御演算部11cは、AD変換開始信号をアサートする(ステップS205)。その後、温度制御演算部11cは、ADコンバータ17による温度センサ信号のAD変換が完了するのを待機する(ステップS206)。
After completing the process in step S204, the temperature control calculation unit 11c asserts an AD conversion start signal (step S205). Thereafter, the temperature control calculation unit 11c waits for the AD conversion of the temperature sensor signal by the
AD変換が完了した場合(ステップS206:YES)、温度制御演算部11cは、制御再開時用デューティ比のPWM信号を発生するようにPWM信号発生部12を制御する(ステップS207)。
When AD conversion is completed (step S206: YES), the temperature control calculation unit 11c controls the PWM
そして、温度制御演算部11cは、ステップS208、S209にて、それぞれ、ステップS105、S106(図2参照)と同内容の処理を行ってから、ステップS202以降の処理を開始する。 And the temperature control calculating part 11c starts the process after step S202, after performing the process of the same content as step S105 and S106 (refer FIG. 2) in step S208 and S209, respectively.
以上の説明から明らかなように、第3実施形態に係るフィードバック制御装置も、温度センサ信号のAD変換時にスイッチング素子14のON/OFF動作を停止させる装置となっている。従って、本実施形態に係るフィードバック制御装置によっても、スイッチング素子14のON/OFF動作に起因するノイズの影響を受けない形で温度制御対象の温度を制御できることになる。
As is clear from the above description, the feedback control device according to the third embodiment is also a device that stops the ON / OFF operation of the switching
また、第3実施形態に係るフィードバック制御装置は、フィードバック制御プログラム(温度制御演算部11c)が、スイッチング素子14のON/OFF動作を停止させる構成を有している。従って、このフィードバック制御装置は、遅延回路16等が不要な分、第1、第2実施形態に係るフィードバック制御装置よりも安価かつコンパクトに製造できる装置となっていることになる。
Further, the feedback control device according to the third embodiment has a configuration in which the feedback control program (temperature control calculation unit 11c) stops the ON / OFF operation of the switching
さらに、第3実施形態に係るフィードバック制御装置は、AD変換中にヒータ20に供給される電力量を、ヒータ20に供給可能な最大電力量、“0”のうちの、AD変換開始前にヒータ20に供給していた電力量に近い方の電力量に制御する機能を有している。また、フィードバック制御装置は、AD変換完了後、即座に(目標デューティ比の算出完了を待つことなく)、スイッチング素子14のスイッチング動作を開始させる機能も有している。
Furthermore, the feedback control apparatus according to the third embodiment uses the amount of power supplied to the
従って、第3実施形態に係るフィードバック制御装置は、そのような機能を有さない第1,第2実施形態に係るフィードバック制御装置よりも温度制御対象の温度を正確に制御できる装置となっていることにもなる。 Therefore, the feedback control device according to the third embodiment is a device that can control the temperature of the temperature control target more accurately than the feedback control devices according to the first and second embodiments that do not have such a function. It will also be.
《変形形態》
上記した各実施形態に係るフィードバック制御装置は、各種の変形を行うことが出来る。例えば、第1、第2実施形態に係るフィードバック制御装置内の温度制御演算部11を、制御処理時に、ステップS203及びS207の処理相当の処理も実行するユニットに変形することが出来る。
<Deformation>
The feedback control device according to each embodiment described above can be variously modified. For example, the temperature control calculation unit 11 in the feedback control device according to the first and second embodiments can be transformed into a unit that also executes processing equivalent to the processing in steps S203 and S207 during the control processing.
また、各実施形態に係るフィードバック制御装置を、スイッチング素子14のスイッチング動作を時々停止しても問題が生じないものでありさえすれば、ヒータ20以外のもの(ペルチェ素子等)への供給電力量を制御する装置として使用することも出来る。また、各実施形態に係るフィードバック制御装置を、ADコンバータ17が頻繁に機能し、AD変換結果を実際に利用する場合にのみスイッチング素子14のスイッチング動作が停止される装置に変形することも出来る。さらに、各実施形態に係るフィードバック制御装置を、平滑化回路15や増幅回路18を備えない装置、温度センサ21以外のセンサ(例えば、電流センサ)からのアナログ信号に基づきフィードバック制御を行う装置等に変形しても良いことなどは同然のことである。
Further, as long as the feedback control device according to each embodiment does not cause a problem even if the switching operation of the switching
11、11c 温度制御演算部
12、12b PWM信号発生部
13 2入力NANDゲート
14 スイッチング素子
15 平滑化回路
16 遅延回路
17 ADコンバータ
18 増幅回路
19 NOTゲート
20 ヒータ
21 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11, 11c Temperature
Claims (6)
前記負荷に供給する電力量に応じて、その値が変化する特定の物理量のアナログセンサによる測定値が入力されるADコンバータと、
前記ADコンバータによりデジタルデータ化された前記物理量の測定値に基づき、前記物理量の値を目標値に一致させるための前記スイッチング素子のON時間の割合である目標割合を演算する演算処理を周期的に行って、ON時間の割合が演算した目標割合となるように前記スイッチング素子をON/OFF制御する制御部であって、目標割合の演算に使用する各測定値の前記ADコンバータによるAD変換時に前記スイッチング素子のON/OFF動作を停止させる制御部と
を備えることを特徴とするフィードバック制御装置。 A switching element for adjusting the amount of power supplied to the load;
An AD converter to which a measured value by an analog sensor of a specific physical quantity whose value changes according to the amount of power supplied to the load; and
Based on the measured value of the physical quantity converted into digital data by the AD converter, a calculation process is periodically performed to calculate a target ratio that is a ratio of the ON time of the switching element for making the physical quantity value coincide with the target value. And a control unit for controlling the ON / OFF of the switching element so that the ratio of the ON time is equal to the calculated target ratio, and when the AD conversion is performed by the AD converter for each measurement value used for calculating the target ratio. And a control section for stopping the ON / OFF operation of the switching element.
OFF時間がON時間未満となるように前記スイッチング素子を制御している状況下、前記演算処理を行う場合には、前記スイッチング素子をON状態に制御してから、前記スイッチング素子のON/OFF動作を停止させ、ON時間がOFF時間未満となるように前記スイッチング素子を制御している状況下、前記演算処理を行う場合には、前記スイッチング素子をOFF状態に制御してから、前記スイッチング素子のON/OFF動作を停止させる
ことを特徴とする請求項1に記載のフィードバック制御装置。 The controller is
In the case where the switching element is controlled so that the OFF time is less than the ON time, when performing the arithmetic processing, the switching element is controlled to be in the ON state, and then the ON / OFF operation of the switching element is performed. In the situation where the switching element is controlled such that the ON time is less than the OFF time, the calculation process is performed after the switching element is controlled to be in the OFF state. The feedback control apparatus according to claim 1, wherein the ON / OFF operation is stopped.
PWM信号を発生するためのPWM信号発生部と、
前記ADコンバータへのAD変換開始信号をアサートすることにより周期的に前記ADコンバータにAD変換動作を開始させ、当該AD変換動作によりデジタルデータ化された前記物理量の各測定値に基づき前記演算処理を行い、前記演算処理を行う度に、演算した目標割合に応じたデューティ比を有するPWM信号の発生を前記PWM信号発生部に指示する演算処理部と、
前記PWM信号発生部からの前記PWM信号を前記スイッチング素子のゲートにゲート制御信号として供給する信号供給回路であって、前記AD変換開始信号がアサートされた後、一定時間の間は、所定レベルのゲート制御信号を前記スイッチング素子のゲートに供給する信号供給回路と
を含むユニットである
ことを特徴とする請求項1に記載のフィードバック制御装置。 The control unit is
A PWM signal generator for generating a PWM signal;
The AD converter periodically starts an AD conversion operation by asserting an AD conversion start signal to the AD converter, and the arithmetic processing is performed based on each measured value of the physical quantity converted into digital data by the AD conversion operation. An arithmetic processing unit that instructs the PWM signal generation unit to generate a PWM signal having a duty ratio according to the calculated target ratio each time the arithmetic processing is performed;
A signal supply circuit that supplies the PWM signal from the PWM signal generation unit to the gate of the switching element as a gate control signal, and has a predetermined level for a predetermined time after the AD conversion start signal is asserted. The feedback control apparatus according to claim 1, further comprising: a signal supply circuit that supplies a gate control signal to a gate of the switching element.
前記ADコンバータへのAD変換開始信号をアサートすることにより周期的に前記ADコンバータにAD変換動作を開始させ、当該AD変換動作によりデジタルデータ化された前記物理量の各測定値に基づき前記演算処理を行う演算処理部と、
前記演算処理部が演算した目標割合に応じたデューティ比を有するPWM信号を発生してゲート制御信号として前記スイッチング素子のゲートに供給するPWM信号発生部であって、前記AD変換開始信号がアサートされた後、一定時間の間は、所定レベルの信号を発生するPWM信号発生部と
を含むユニットである
ことを特徴とする請求項1に記載のフィードバック制御装置。 The control unit is
The AD converter periodically starts an AD conversion operation by asserting an AD conversion start signal to the AD converter, and the arithmetic processing is performed based on each measured value of the physical quantity converted into digital data by the AD conversion operation. An arithmetic processing unit to perform,
A PWM signal generation unit that generates a PWM signal having a duty ratio corresponding to a target ratio calculated by the arithmetic processing unit and supplies the PWM signal as a gate control signal to the gate of the switching element, and the AD conversion start signal is asserted 2. The feedback control apparatus according to claim 1, further comprising: a PWM signal generation unit that generates a signal of a predetermined level for a predetermined time.
PWM信号を発生してゲート制御信号として前記スイッチング素子のゲートに供給するためのPWM信号発生部と、
前記PWM信号発生部の動作を停止させてから前記ADコンバータのAD変換動作を開始させる処理を周期的に行い、開始させたAD変換動作によりデジタルデータ化された前記物理量の各測定値に基づき前記演算処理を行い、前記演算処理を行う度に、演算した目標割合に応じたデューティ比を有するPWM信号の発生開始を前記PWM信号発生部に指示する演算処理部と
を含むユニットである
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のフィードバック制御装置。 The control unit is
A PWM signal generator for generating a PWM signal and supplying it as a gate control signal to the gate of the switching element;
The process of starting the AD conversion operation of the AD converter after stopping the operation of the PWM signal generation unit is periodically performed, and based on each measured value of the physical quantity converted into digital data by the started AD conversion operation An arithmetic processing unit that performs arithmetic processing and instructs the PWM signal generating unit to start generating a PWM signal having a duty ratio corresponding to the calculated target ratio each time the arithmetic processing is performed. The feedback control device according to claim 1 or 2.
前記PWM信号発生部の動作を停止させてから前記ADコンバータのAD変換動作を開始させるステップと、
開始させたAD変換動作によりデジタルデータ化された前記物理量の測定値に基づき、前記物理量の値を目標値に一致させるための前記スイッチング素子のON時間の割合である目標割合を演算するステップと、
演算した目標割合に応じたデューティ比を有するPWM信号の発生開始を前記PWM信号発生部に指示するステップと
を実行させることを特徴とするフィードバック制御プログラム。 A switching element for adjusting the amount of power supplied to the load, an AD converter to which a measured value by an analog sensor of a specific physical quantity whose value changes according to the amount of power supplied to the load, and a PWM signal To a computer connected to a PWM signal generating unit for generating and supplying a gate control signal to the gate of the switching element,
Stopping the operation of the PWM signal generation unit and then starting the AD conversion operation of the AD converter;
Calculating a target ratio that is a ratio of the ON time of the switching element for making the physical quantity value coincide with the target value based on the measured value of the physical quantity converted into digital data by the started AD conversion operation;
Instructing the PWM signal generation unit to start generating a PWM signal having a duty ratio corresponding to the calculated target ratio.
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- 2009-07-14 JP JP2009165490A patent/JP2011022692A/en not_active Withdrawn
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