JP2015130750A - 回路定数可変回路 - Google Patents
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Abstract
Description
従って、回路構成をより簡単にしつつ、1つのコンデンサについてその静電容量(回路定数)を電気的制御で可変させることのできる回路が望まれていた。同様に、1つのコイルについてそのインダクタンス(回路定数)を電気的に可変させることのできる回路が望まれていた。
また、上記構成において、前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、ダイオードとIGBTの直列回路を、その直列回路の2つを互いに極性の向きを変えて並列に接続して構成されていることが好ましい。
また、上記構成において、前記受動素子は、コンデンサ又はコイルであることが好ましい。
また、上記構成において、前記交流電流の1周期の間に、少なくとも1回、前記第2双方向スイッチを両方向に非導通にさせ状態、第1双方向スイッチを一方向に導通させ、続いて、他方向に導通させた後に、前記第1及び第2双方向スイッチを両方向に導通にさせる制御回路を設けたことが好ましい。
また、上記構成において、前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、ダイオードとIGBTの直列回路を、その直列回路の2つを互いに極性の向きを変えて並列に接続して構成されていることが好ましい。
また、上記構成において、前記受動素子は、コンデンサ又はコイルであることが好ましい。
また、上記構成において、前記交流電流の1周期の間に、少なくとも1回、前記第2双方向スイッチを両方向に非導通にさせ状態、第1双方向スイッチを一方向に導通させ、続いて、他方向に導通させた後に、前記第1及び第2双方向スイッチを両方向に導通にさせる制御回路を設けたことが好ましい。
以下、回路定数可変回路の第1実施形態を図1に従って説明する。
図1に示すように、回路定数可変回路1は、受動素子としてのコンデンサC1と第1双方向スイッチQ1が直列に接続され、その直列回路に対して第2双方向スイッチQ2が並列に接続されている。そして、その並列回路の両端子P1,P2間に、交流電流が供給されるようになっている。
第1モードは、第1双方向スイッチQ1(第2双方向スイッチQ2)おいて、第1ゲート端子G1にオン信号、第2ゲート端子G2にオフ信号が入力されたとき、端子P1から端子P2に向かって導通可能となるモードである。
次に、上記のように構成した回路定数可変回路1の作用について説明する。
(ステップ1)
まず、制御回路10は、第1双方向スイッチQ1を第4モードにするとともに、第2双方向スイッチQ2を第3モードにする。
(ステップ2:チャージ可能時間制御)
次に、制御回路10は、第1双方向スイッチQ1を第1モードにするとともに、第2双方向スイッチQ2を第4モードにする。
(ステップ3:逆チャージ可能時間制御)
予め定めたチャージ可能時間が経過すると、制御回路10は、第1双方向スイッチQ1を第2モードするとともに、第2双方向スイッチQ2を第4モードにする。
(ステップ4:残留電荷放電)
そして、予め定めた逆チャージにてコンデンサC1の端子間電圧が0ボルトになると、制御回路10は、第1双方向スイッチQ1を第3モードにするとともに、第2双方向スイッチQ2も第3モードにする。ここで、コンデンサC1の端子間電圧の0ボルトは、電圧検出センサによる検出、または、予め試験、実験、計算等で求めた0ボルトになる時間に基づいて、制御回路10はステップ4にするタイミングを決めてもよい。
そして、制御回路10は、ステップ1の動作に戻り、再びステップ1〜ステップ4の動作を繰り返す。
(1)本実施形態によれば、1つのコンデンサC1について、その見かけ上の静電容量(回路定数)を連続的に広範囲に可変させることができる。
次に、回路定数可変回路の第2実施形態を図2に従って説明する。
図2に示すように、回路定数可変回路1は、コンデンサC1と第1双方向スイッチQ1が並列に接続され、その並列回路に対して第2双方向スイッチQ2が直列に接続されている。そして、その並列回路の両端子P1,P2間に、交流電流が供給されるようになっている。
なお、本実施形態は、第1実施形態と同様に、ステップ1〜ステップ4を繰り返すことによって回路定数可変回路1を制御する。そして、各ステップにおいて、制御回路10が、第1及び第2双方向スイッチQ1,Q2の第1及び第2ゲート端子G1,G2に出力するオン・オフ信号も第1実施形態と同じである。
(1)本実施形態によれば、1つのコンデンサC1について、その見かけ上の静電容量(回路定数)を連続的に広範囲に可変させることができる。
○上記第1及び第2実施形態の回路定数可変回路1を、非接触給電装置等の電磁誘導結合回路に使用される共振回路に具体化してもよい。
○上記各実施形態の回路定数可変回路1は、受動素子としてコンデンサC1で構成した。これを受動素子としてコイルに置き換えて実施してもよい。これによって、1つのコイルについて、その見かけ上のインダクタンス(回路定数)を連続的に広範囲に可変させることができる。しかも、第1及び第2双方向スイッチQ1,Q2を制御するといった簡単な構成にて、コイルの見かけ上のインダクタンス(回路定数)を可変させることができる。
Claims (16)
- 交流電流の周波数によってそのインピーダンスが変わる受動素子の回路定数を変更する回路定数可変回路であって、
前記受動素子と第1双方向スイッチとを直列に接続し、その直列回路に対して第2双方向スイッチを並列に接続したことを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項1に記載の回路定数可変回路において、
前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、ダブルゲートを有したGaN双方向スイッチングデバイスであることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項1に記載の回路定数可変回路において、
前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、ダイオードとIGBTの直列回路を、その直列回路の2つを互いに極性の向きを変えて並列に接続して構成されていることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項1に記載の回路定数可変回路において、
前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、MOSトランジスタを2個直列に接続して構成されていることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の回路定数可変回路において、
前記受動素子は、コンデンサ又はコイルであることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の回路定数可変回路において、
前記受動素子は、コンデンサとコイルとからなり、そのコンデンサとコイルが直列又は並列に接続されていることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の回路定数可変回路において、
前記交流電流の1周期の間に、少なくとも1回、前記第2双方向スイッチを両方向に非導通にさせ状態、第1双方向スイッチを一方向に導通させ、続いて、他方向に導通させた後に、前記第1及び第2双方向スイッチを両方向に導通にさせる制御回路を設けたことを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項7に記載の回路定数可変回路において、
前記制御回路は、前記第1双方向スイッチを一方に導通させる時間、及び、前記第1双方向スイッチを他方に導通させる時間を制御することを特徴とする回路定数可変回路。 - 交流電流の周波数によってそのインピーダンスが変わる受動素子の回路定数を変更する回路定数可変回路であって、
前記受動素子と第1双方向スイッチとを直列に接続し、前記受動素子に対して第2双方向スイッチを並列に接続したことを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項9に記載の回路定数可変回路において、
前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、ダブルゲートを有したGaN双方向スイッチングデバイスであることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項9に記載の回路定数可変回路において、
前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、ダイオードとIGBTの直列回路を、その直列回路の2つを互いに極性の向きを変えて並列に接続して構成されていることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項9に記載の回路定数可変回路において、
前記第1及び第2双方向スイッチは、共に、MOSトランジスタを2個直列に接続して構成されていることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項9〜12のいずれか1つに記載の回路定数可変回路において、
前記受動素子は、コンデンサ又はコイルであることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項9〜12のいずれか1つに記載の回路定数可変回路において、
前記受動素子は、コンデンサとコイルとからなり、そのコンデンサとコイルが直列又は並列に接続されていることを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項9〜14のいずれか1つに記載の回路定数可変回路において、
前記交流電流の1周期の間に、少なくとも1回、前記第2双方向スイッチを両方向に非導通にさせ状態、第1双方向スイッチを一方向に導通させ、続いて、他方向に導通させた後に、前記第1及び第2双方向スイッチを両方向に導通にさせる制御回路を設けたことを特徴とする回路定数可変回路。 - 請求項15に記載の回路定数可変回路において、
前記制御回路は、前記第1双方向スイッチを一方に導通させる時間、及び、前記第1双方向スイッチを他方に導通させる時間を制御することを特徴とする回路定数可変回路。
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