JP3277023B2 - Ｄｃ−ｄｃコンバータ回路 - Google Patents
Ｄｃ−ｄｃコンバータ回路Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＤＣ−ＤＣコンバー
タ回路に関し、特に、誘導負荷駆動装置の駆動開始時等
に昇圧した電圧を印加して負荷電流の良好な立上がりを
確保するためのＤＣ−ＤＣコンバータ回路に関する。
タ回路に関し、特に、誘導負荷駆動装置の駆動開始時等
に昇圧した電圧を印加して負荷電流の良好な立上がりを
確保するためのＤＣ−ＤＣコンバータ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にソレノイドバルブ等の電磁アクチ
ュエータを高速に動作させるためには、励磁電流をイン
ダクタンスに打ち勝って急速に立ち上げる必要がある。
ュエータを高速に動作させるためには、励磁電流をイン
ダクタンスに打ち勝って急速に立ち上げる必要がある。
【０００３】コイルの内部抵抗をＲ、インダクタンスを
Ｌとしたときの印加電圧Ｅに対する励磁電流Ｉの伝達関
数Ｇ（Ｓ）は Ｇ（Ｓ）＝（１／Ｒ）・（１／（１＋Ｌ・Ｓ／Ｒ）） ……（１） で知られており、式から明らかなようにＩ＝０の状態で
電圧Ｅを印加した直後の電流Ｉの立ち上がり勾配はＥ／
Ｌ、定常電流はＥ／Ｒであり、時定数Ｌ／Ｒの一次遅れ
が生じることが知られている。
Ｌとしたときの印加電圧Ｅに対する励磁電流Ｉの伝達関
数Ｇ（Ｓ）は Ｇ（Ｓ）＝（１／Ｒ）・（１／（１＋Ｌ・Ｓ／Ｒ）） ……（１） で知られており、式から明らかなようにＩ＝０の状態で
電圧Ｅを印加した直後の電流Ｉの立ち上がり勾配はＥ／
Ｌ、定常電流はＥ／Ｒであり、時定数Ｌ／Ｒの一次遅れ
が生じることが知られている。
【０００４】従ってＲ、Ｌの決まっているコイルに急速
に電流を立ち上げ、素早く動作させるためには、印加電
圧Ｅを大きくする必要がある。しかし、印加電圧Ｅを大
きくするにともない定常電流も必要以上に大きくなって
しまいコイルの発熱、焼損等を招くことになり易く、装
置も大型化しエネルギーの無駄でもある。また移動車両
中のように車載バッテリを電源とする機械では印加電圧
が制限されるため、充分な電圧が得られない場合が多
い。
に電流を立ち上げ、素早く動作させるためには、印加電
圧Ｅを大きくする必要がある。しかし、印加電圧Ｅを大
きくするにともない定常電流も必要以上に大きくなって
しまいコイルの発熱、焼損等を招くことになり易く、装
置も大型化しエネルギーの無駄でもある。また移動車両
中のように車載バッテリを電源とする機械では印加電圧
が制限されるため、充分な電圧が得られない場合が多
い。
【０００５】この問題を解決するために、コイルへの印
加電圧を高めるための電圧昇圧回路（たとえばフライバ
ック式ＤＣ−ＤＣコンバータ等）と定常電流を制限する
ための電流制御回路とを設け、電流立ち上がり時には高
電圧を印加して急速に電流を増加させると共に、電流が
所定の値になったときには電流制御回路によって印加電
圧を抑制し必要以上に電流が増加するのを防止するよう
にしていた。
加電圧を高めるための電圧昇圧回路（たとえばフライバ
ック式ＤＣ−ＤＣコンバータ等）と定常電流を制限する
ための電流制御回路とを設け、電流立ち上がり時には高
電圧を印加して急速に電流を増加させると共に、電流が
所定の値になったときには電流制御回路によって印加電
圧を抑制し必要以上に電流が増加するのを防止するよう
にしていた。
【０００６】電圧昇圧回路としてフライバック式ＤＣ−
ＤＣコンバータを用いた誘導負荷駆動装置の従来例の一
例を図２２に示す。図中、１０がフライバック式ＤＣ−
ＤＣコンバータからなるチャージャ回路である。
ＤＣコンバータを用いた誘導負荷駆動装置の従来例の一
例を図２２に示す。図中、１０がフライバック式ＤＣ−
ＤＣコンバータからなるチャージャ回路である。
【０００７】電圧昇圧回路としてフライバック式ＤＣ−
ＤＣコンバータを用いたときの問題の一つは、装置の大
型化の問題である。従来、エネルギを蓄積するためのチ
ャージャ回路のインダクタンスとして、チヨークコイル
やトランスが用いられることが多かったが、このために
装置が大型化し、複雑化してしまっていた。
ＤＣコンバータを用いたときの問題の一つは、装置の大
型化の問題である。従来、エネルギを蓄積するためのチ
ャージャ回路のインダクタンスとして、チヨークコイル
やトランスが用いられることが多かったが、このために
装置が大型化し、複雑化してしまっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したごとく従来の
誘導負荷駆動装置においては、誘導性負荷の立ち上がり
を改善するために、フライバック式ＤＣ−ＤＣコンバー
タを用いたとき、装置が大型化、複雑化してしまうなど
の問題点があった。
誘導負荷駆動装置においては、誘導性負荷の立ち上がり
を改善するために、フライバック式ＤＣ−ＤＣコンバー
タを用いたとき、装置が大型化、複雑化してしまうなど
の問題点があった。
【０００９】この発明は、このような問題を解決して、
比較的小型軽量で回路構成の簡単な効率の良いＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ回路を提供することを目的とする。
比較的小型軽量で回路構成の簡単な効率の良いＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ回路を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成さるた
め、この発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、電源と、
前記電源に接続されるコイルと、前記電源及び前記コイ
ルを含む閉回路を開閉するスイッチ手段と、前記スイッ
チ手段に並列に接続されたコンデンサとを具備し、前記
スイッチ手段を閉路して、前記コイルに前記電源電圧を
印加することにより前記コイルにエネルギを蓄積し、任
意に決定されたタイミングで前記スイッチ手段を開路す
ることにより、前記コイルに蓄積されたエネルギを前記
コンデンサに蓄積して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回
路において、前記コイルの磁芯を前記電源から供給され
る電流により誘起される磁束の方向と逆方向に一定の磁
界で磁気バイアスし、該磁気バイアスにより、前記コイ
ルに通電していない状態における該コイルの磁芯を磁気
飽和させたことを特徴とする。
め、この発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回路は、電源と、
前記電源に接続されるコイルと、前記電源及び前記コイ
ルを含む閉回路を開閉するスイッチ手段と、前記スイッ
チ手段に並列に接続されたコンデンサとを具備し、前記
スイッチ手段を閉路して、前記コイルに前記電源電圧を
印加することにより前記コイルにエネルギを蓄積し、任
意に決定されたタイミングで前記スイッチ手段を開路す
ることにより、前記コイルに蓄積されたエネルギを前記
コンデンサに蓄積して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ回
路において、前記コイルの磁芯を前記電源から供給され
る電流により誘起される磁束の方向と逆方向に一定の磁
界で磁気バイアスし、該磁気バイアスにより、前記コイ
ルに通電していない状態における該コイルの磁芯を磁気
飽和させたことを特徴とする。
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【作用】この発明ではコイルの磁界にバイアスを加えて
動作点をシフトする。これにより、磁芯コアの単位面積
当たりのエネルギ密度を上げる事ができ、コイルに蓄積
されるエネルギを多くすることができる。したがって、
比較的小型なコイルを用いても、効率良くコンデンサに
充電することができ、小型軽量のチャージャ回路部を実
現する事ができる。
動作点をシフトする。これにより、磁芯コアの単位面積
当たりのエネルギ密度を上げる事ができ、コイルに蓄積
されるエネルギを多くすることができる。したがって、
比較的小型なコイルを用いても、効率良くコンデンサに
充電することができ、小型軽量のチャージャ回路部を実
現する事ができる。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明にかかるＤＣ
−ＤＣコンバータ回路およびこのＤＣ−ＤＣコンバータ
回路を用いた誘導負荷駆動装置の実施例を説明する。
−ＤＣコンバータ回路およびこのＤＣ−ＤＣコンバータ
回路を用いた誘導負荷駆動装置の実施例を説明する。
【００１６】図１は、この発明のＤＣ−ＤＣコンバータ
回路の第１の実施例を示したものである。
回路の第１の実施例を示したものである。
【００１７】この回路の動作を図にそって説明する。ス
イッチＳｗはあるタイミンングでオン／オフされてい
る。電源Ｅ、コイルＬ、スイッチＳｗからなる閉回路Ａ
において、スイッチＳｗがオンされると、コイルＬを流
れる電流により、コイルＬにはエネルギーが蓄積されて
行く。
イッチＳｗはあるタイミンングでオン／オフされてい
る。電源Ｅ、コイルＬ、スイッチＳｗからなる閉回路Ａ
において、スイッチＳｗがオンされると、コイルＬを流
れる電流により、コイルＬにはエネルギーが蓄積されて
行く。
【００１８】そうして、次にスイッチＳｗがオフになる
と、電流路は電源、コイルＬ、コンデンサＣからなる閉
回路Ｂに移り、スイッチＳｗがオフした瞬間にはコイル
Ｌの両端にはダイオードＤ側を高電位側として、高電圧
が発生し、ダイオードＤを通してコンデンサＣを充電し
ていく。ダイオードＤは次にスイッチＳｗがオンされた
時、コンデンサＣの短絡を防止する目的で挿入されてい
る。
と、電流路は電源、コイルＬ、コンデンサＣからなる閉
回路Ｂに移り、スイッチＳｗがオフした瞬間にはコイル
Ｌの両端にはダイオードＤ側を高電位側として、高電圧
が発生し、ダイオードＤを通してコンデンサＣを充電し
ていく。ダイオードＤは次にスイッチＳｗがオンされた
時、コンデンサＣの短絡を防止する目的で挿入されてい
る。
【００１９】スイッチＳｗのオン／オフを繰り返すこと
により、コンデンサＣは徐々に高圧に充電され、より多
くのエネルギーがコンデンサＣに蓄積される。
により、コンデンサＣは徐々に高圧に充電され、より多
くのエネルギーがコンデンサＣに蓄積される。
【００２０】本実施例では、このコンデンサＣを充電す
るためのコイルＬの磁芯に、永久磁石Ｍｇにより、電流
を通じることによって発生する磁束方向とは逆方向にバ
イアスを掛け、Ｂ−Ｈ曲線の動作点をずらし、それによ
ってより多くのエネルギーが蓄積できるようにした。
るためのコイルＬの磁芯に、永久磁石Ｍｇにより、電流
を通じることによって発生する磁束方向とは逆方向にバ
イアスを掛け、Ｂ−Ｈ曲線の動作点をずらし、それによ
ってより多くのエネルギーが蓄積できるようにした。
【００２１】この原理を図２で説明する。コイルの一般
的なＢ−Ｈ曲線を図２（ａ）に示す。簡略のため、これ
を模式的に図２（ｂ）のように記述する。この時、電流
を流すことによってａ点まで磁束密度を上げた場合にコ
イルに蓄積されるエネルギーは斜線で示したＷａの部分
になる。このコイルに、バイアスを加えて動作点をシフ
トすると、図２（ｃ）の斜線の部分で示すように蓄積さ
れるエネルギーを多くすることができる。
的なＢ−Ｈ曲線を図２（ａ）に示す。簡略のため、これ
を模式的に図２（ｂ）のように記述する。この時、電流
を流すことによってａ点まで磁束密度を上げた場合にコ
イルに蓄積されるエネルギーは斜線で示したＷａの部分
になる。このコイルに、バイアスを加えて動作点をシフ
トすると、図２（ｃ）の斜線の部分で示すように蓄積さ
れるエネルギーを多くすることができる。
【００２２】動作点をシフトする方法として、本実施例
では、コイルＬの磁芯に、永久磁石Ｍｇを利用してバイ
アスを掛ける方法を取っている。この様にすることによ
り、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度を上げ、同
じエネルギーを得るためには、コンデンサＣを充電する
ためのコイルＬを小型軽量にすることができる。また同
じ大きさのコイルを使用したとすると、一回のスイッチ
ングで得られるエネルギーを多くとることができる。
では、コイルＬの磁芯に、永久磁石Ｍｇを利用してバイ
アスを掛ける方法を取っている。この様にすることによ
り、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度を上げ、同
じエネルギーを得るためには、コンデンサＣを充電する
ためのコイルＬを小型軽量にすることができる。また同
じ大きさのコイルを使用したとすると、一回のスイッチ
ングで得られるエネルギーを多くとることができる。
【００２３】図３に、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回
路の第２の実施例の回路を示す。
路の第２の実施例の回路を示す。
【００２４】この実施例も基本的な原理は第１の実施例
と同じで、第１の実施例の単一インダクタンスの変わり
に複巻トランスＴを用いたものである。このトランスＴ
にも、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度を上げる
ために、永久磁石Ｍｇにより、電流を通じることによっ
て発生する磁束方向とは逆方向にバイアスを掛ける。こ
れにより同等の能力のチャージャを実現するのに、より
小型のトランスを使用することができ、小型軽量のチャ
ージャ部を実現することができる。
と同じで、第１の実施例の単一インダクタンスの変わり
に複巻トランスＴを用いたものである。このトランスＴ
にも、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度を上げる
ために、永久磁石Ｍｇにより、電流を通じることによっ
て発生する磁束方向とは逆方向にバイアスを掛ける。こ
れにより同等の能力のチャージャを実現するのに、より
小型のトランスを使用することができ、小型軽量のチャ
ージャ部を実現することができる。
【００２５】この回路の動作を、図３に添って説明す
る。
る。
【００２６】スイッチＳｗを閉路して閉回路Ａを形成す
る。電源から供給されるエネルギーは複巻トランスＴの
一次側コイルＬ1 に蓄積される。スイッチＳｗを開路す
ると、一次側コイルＬ1 に蓄積されていたエネルギーが
２次側のコイルＬ2 に移動し、閉回路Ｂに電流が流れて
コンデンサＣに充電される。このスイッチＳｗの開閉動
作が繰り返されることにより、より多くのエネルギーを
コンデンサＣに蓄積することができる。
る。電源から供給されるエネルギーは複巻トランスＴの
一次側コイルＬ1 に蓄積される。スイッチＳｗを開路す
ると、一次側コイルＬ1 に蓄積されていたエネルギーが
２次側のコイルＬ2 に移動し、閉回路Ｂに電流が流れて
コンデンサＣに充電される。このスイッチＳｗの開閉動
作が繰り返されることにより、より多くのエネルギーを
コンデンサＣに蓄積することができる。
【００２７】この実施例の回路には更に次のような利点
がある。
がある。
【００２８】１）１次側、２次側でインピーダンスを変
換できる。
換できる。
【００２９】すなわち、図４（ａ）のようにトランスＴ
の１次側の巻数を多くし、２次側の巻数を少なくする
と、２次側のインピーダンスを低くする事ができる。こ
れにより２次側に設けたコンデンサＣを低圧で充電する
事ができる。
の１次側の巻数を多くし、２次側の巻数を少なくする
と、２次側のインピーダンスを低くする事ができる。こ
れにより２次側に設けたコンデンサＣを低圧で充電する
事ができる。
【００３０】また、図４（ｂ）のように、１次側の巻数
を少なくし、２次側の巻数を多くすると、２次側のイン
ピーダンスを高くする事ができる。これにより２次側に
設けたコンデンサＣを高圧で充電する事ができる。また
この場合、コンデンサＣの充電電圧をＶｃとし、トラン
スの巻数比をｒ＝ｎ2 ／ｎ1 （ｎ1 、ｎ2 はそれぞれ一
次側コイルＬ1 、２次側のコイルＬ2 の巻数）とする
と、スイッチＳｗの耐圧をＶｃ／ｒと低くする事ができ
る。
を少なくし、２次側の巻数を多くすると、２次側のイン
ピーダンスを高くする事ができる。これにより２次側に
設けたコンデンサＣを高圧で充電する事ができる。また
この場合、コンデンサＣの充電電圧をＶｃとし、トラン
スの巻数比をｒ＝ｎ2 ／ｎ1 （ｎ1 、ｎ2 はそれぞれ一
次側コイルＬ1 、２次側のコイルＬ2 の巻数）とする
と、スイッチＳｗの耐圧をＶｃ／ｒと低くする事ができ
る。
【００３１】２）１次側と２次側の間で電気的に分離
（アイソレーション）が可能である。すなわち、図４
（ｃ）のように１次側と２次側の接地を分離することが
でき、電気的に分離できる。
（アイソレーション）が可能である。すなわち、図４
（ｃ）のように１次側と２次側の接地を分離することが
でき、電気的に分離できる。
【００３２】図５に、本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回
路の第３の実施例の回路を示す。
路の第３の実施例の回路を示す。
【００３３】この実施例も基本的な原理は第１、第２の
実施例と同じで、第１の実施例の単一インダクタンスの
変わりに単巻トランスＴｓを用いたものである。このト
ランスＴｓに、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度
を上げるために、永久磁石Ｍｇにより、電流を通じるこ
とによって発生する磁束方向とは逆方向にバイアスを掛
ける。これにより同等の能力のチャージャを実現するの
に、より小型のトランスを使用することができ、小型軽
量のチャージャ部を実現することができる。
実施例と同じで、第１の実施例の単一インダクタンスの
変わりに単巻トランスＴｓを用いたものである。このト
ランスＴｓに、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度
を上げるために、永久磁石Ｍｇにより、電流を通じるこ
とによって発生する磁束方向とは逆方向にバイアスを掛
ける。これにより同等の能力のチャージャを実現するの
に、より小型のトランスを使用することができ、小型軽
量のチャージャ部を実現することができる。
【００３４】この回路の動作を図５に添って説明する。
【００３５】スイッチＳｗを閉路して閉回路Ａを形成す
る。電源Ｅから供給されるエネルギーは単巻トランスＴ
ｓのコイルＬに蓄積される。スイッチＳｗを開路する
と、閉回路Ｂが構成され、コイルＬに蓄積されていたエ
ネルギーがコイルの一部Ｌ2 に移動し、閉回路Ｂに電流
が流れてコンデンサＣが充電される。このスイッチＳｗ
の開閉動作が繰り返されることにより、より多くのエネ
ルギーをコンデンサＣに蓄積することができる。
る。電源Ｅから供給されるエネルギーは単巻トランスＴ
ｓのコイルＬに蓄積される。スイッチＳｗを開路する
と、閉回路Ｂが構成され、コイルＬに蓄積されていたエ
ネルギーがコイルの一部Ｌ2 に移動し、閉回路Ｂに電流
が流れてコンデンサＣが充電される。このスイッチＳｗ
の開閉動作が繰り返されることにより、より多くのエネ
ルギーをコンデンサＣに蓄積することができる。
【００３６】またこの回路では、図６に示したようにし
て、第２の実施例の回路と同様に、１次側、２次側でイ
ンピーダンスを変換することができる利点がある。
て、第２の実施例の回路と同様に、１次側、２次側でイ
ンピーダンスを変換することができる利点がある。
【００３７】第１、第２及び第３の実施例では、バイア
スを与える方法として永久磁石Ｍｇを用いてきた。これ
に代えて電磁石Ｍｅを使っても同様の効果があげられる
ことは明らかである。このような例を図７に示す。図７
（ａ）は単一インダクタンス、図７（ｂ）は複巻トラン
ス、図７（ｃ）は単巻トランスを用いた例である。
スを与える方法として永久磁石Ｍｇを用いてきた。これ
に代えて電磁石Ｍｅを使っても同様の効果があげられる
ことは明らかである。このような例を図７に示す。図７
（ａ）は単一インダクタンス、図７（ｂ）は複巻トラン
ス、図７（ｃ）は単巻トランスを用いた例である。
【００３８】図８は、上述した第１〜第４の実施例で示
したＤＣ−ＤＣコンバータをチャージャとして用いた誘
導負荷装置の一実施例を示したものである。
したＤＣ−ＤＣコンバータをチャージャとして用いた誘
導負荷装置の一実施例を示したものである。
【００３９】図８において、コンデンサＣの充電電圧の
管理にコンパレータＣｏ１を用いる。コンデンサＣの端
子電圧をコンパレータＣｏ１で基準値Ｖｃと比較し、コ
ンデンサＣの電圧が基準値Ｖｃよりも低いと、スイッチ
Ｓｗ１に断続信号Ｃｌｋを入力し、スイッチＳｗ１を開
閉してコイルＬのエネルギーをコンデンサＣに充電す
る。そして、誘導負荷Ｌｌに電流を流す駆動開始時に、
スイッチＳｗ２を閉じてコンデンサＣに充電された電圧
を駆動開始電圧として使用する。このような構成による
と、誘導負荷Ｌｌに流れる電流の立ち上がりを改善する
事が出来る。
管理にコンパレータＣｏ１を用いる。コンデンサＣの端
子電圧をコンパレータＣｏ１で基準値Ｖｃと比較し、コ
ンデンサＣの電圧が基準値Ｖｃよりも低いと、スイッチ
Ｓｗ１に断続信号Ｃｌｋを入力し、スイッチＳｗ１を開
閉してコイルＬのエネルギーをコンデンサＣに充電す
る。そして、誘導負荷Ｌｌに電流を流す駆動開始時に、
スイッチＳｗ２を閉じてコンデンサＣに充電された電圧
を駆動開始電圧として使用する。このような構成による
と、誘導負荷Ｌｌに流れる電流の立ち上がりを改善する
事が出来る。
【００４０】また、誘導負荷Ｌｌに流れる電流値Ｉの管
理にもコンパレータを用いる事が出来る。例えば誘導負
荷Ｌｌに直列に抵抗Ｒを挿入し、その両端の電圧を検出
するなどの電流検出手段Ｃｄを設け、検出値をコンパレ
ータＣｏ２で基準値Ｖｓと比較し電流値Ｉを判定する。
電流値Ｉが基準よりも大きくなったときは、スイッチＳ
ｗ２を開路し、逆に基準より小さくなったときは、スイ
ッチＳｗ２を閉じる。この動作を繰り返すことで、誘導
負荷Ｌｌに流れる電流を制御できる。条件を判定し、ス
イッチを開閉制御する回路を、以後スイッチ制御回路Ｃ
ｈｐとして総称する。
理にもコンパレータを用いる事が出来る。例えば誘導負
荷Ｌｌに直列に抵抗Ｒを挿入し、その両端の電圧を検出
するなどの電流検出手段Ｃｄを設け、検出値をコンパレ
ータＣｏ２で基準値Ｖｓと比較し電流値Ｉを判定する。
電流値Ｉが基準よりも大きくなったときは、スイッチＳ
ｗ２を開路し、逆に基準より小さくなったときは、スイ
ッチＳｗ２を閉じる。この動作を繰り返すことで、誘導
負荷Ｌｌに流れる電流を制御できる。条件を判定し、ス
イッチを開閉制御する回路を、以後スイッチ制御回路Ｃ
ｈｐとして総称する。
【００４１】図９はこの発明を適用した誘導負荷装置の
他の実施例を示したものである。
他の実施例を示したものである。
【００４２】図９において、この回路はバッテリ等の電
源Ｅから直接誘導性負荷Ｌｌに電流を供給し得る第１の
閉回路Ａと、その負側端子が接地されたコンデンサＣ
と、バッテリ等の電源Ｅからその電源電圧Ｅよりも高い
所定の電圧ＶｃをそのコンデンサＣにチャージすること
ができるチャージャ回路１０と、コンデンサＣとチャー
ジャ回路１０を含む第２の閉回路Ｃと、コンデンサＣか
ら誘導性負荷Ｌに電流を供給し得る第３の閉回路Ｂと、
第１の閉回路Ａ及び第３の閉回路Ｂを開閉することがで
きるスイッチＳｗ２から構成される。
源Ｅから直接誘導性負荷Ｌｌに電流を供給し得る第１の
閉回路Ａと、その負側端子が接地されたコンデンサＣ
と、バッテリ等の電源Ｅからその電源電圧Ｅよりも高い
所定の電圧ＶｃをそのコンデンサＣにチャージすること
ができるチャージャ回路１０と、コンデンサＣとチャー
ジャ回路１０を含む第２の閉回路Ｃと、コンデンサＣか
ら誘導性負荷Ｌに電流を供給し得る第３の閉回路Ｂと、
第１の閉回路Ａ及び第３の閉回路Ｂを開閉することがで
きるスイッチＳｗ２から構成される。
【００４３】スイッチＳｗ２は制御手段の制御によるタ
イミングで次のような順序でオン／オフされる。
イミングで次のような順序でオン／オフされる。
【００４４】先ず、誘導性負荷Ｌｌに電流を流さないと
きには、スイッチＳｗ２をオフにする。閉回路Ｃではチ
ャージャ回路１０の働きによりコンデンサＣが所定の電
圧Ｖｃに充電される。図においてチャージャ回路１０は
実施例１の物を示しているがチャージャ回路はこれに限
られるものではない。
きには、スイッチＳｗ２をオフにする。閉回路Ｃではチ
ャージャ回路１０の働きによりコンデンサＣが所定の電
圧Ｖｃに充電される。図においてチャージャ回路１０は
実施例１の物を示しているがチャージャ回路はこれに限
られるものではない。
【００４５】次に、誘導性負荷Ｌｌに励磁電流Ｉを急速
に立ち上げたい励磁電流Ｉの流し始めの時期には、スイ
ッチＳｗ２を閉じる。これによりコンデンサＣ両端の電
圧Ｖｃが誘導性負荷Ｌｌに印加され、コンデンサＣに蓄
えられた電荷により励磁電流Ｉは急速に高まる。
に立ち上げたい励磁電流Ｉの流し始めの時期には、スイ
ッチＳｗ２を閉じる。これによりコンデンサＣ両端の電
圧Ｖｃが誘導性負荷Ｌｌに印加され、コンデンサＣに蓄
えられた電荷により励磁電流Ｉは急速に高まる。
【００４６】スイッチＳｗ２が閉じられ、誘導性負荷Ｌ
ｌにコンデンサＣに蓄えられた電荷が流れると、コンデ
ンサＣの電圧は減少する。コンデンサＣの電圧Ｖｃが電
源電圧Ｅに等しくなると、ダイオードＤａがＯＮされて
閉回路Ａが働き、電源電圧ＥがダイオードＤａを通して
直接誘導性負荷Ｌｌに印加され、誘導性負荷Ｌｌに流れ
る電流を保持する。したがって、コンデンサＣの電圧は
それ以上減少しない。この一連の動作を繰り返すように
することにより、誘導性負荷Ｌｌを高速に駆動すること
ができ、電流立ち上げ時の時間遅れを無くすことができ
る。
ｌにコンデンサＣに蓄えられた電荷が流れると、コンデ
ンサＣの電圧は減少する。コンデンサＣの電圧Ｖｃが電
源電圧Ｅに等しくなると、ダイオードＤａがＯＮされて
閉回路Ａが働き、電源電圧ＥがダイオードＤａを通して
直接誘導性負荷Ｌｌに印加され、誘導性負荷Ｌｌに流れ
る電流を保持する。したがって、コンデンサＣの電圧は
それ以上減少しない。この一連の動作を繰り返すように
することにより、誘導性負荷Ｌｌを高速に駆動すること
ができ、電流立ち上げ時の時間遅れを無くすことができ
る。
【００４７】また誘導負荷Ｌｌに流れる電流Ｉの制御は
図８の例と同様な検出手段Ｃｄとスイッチ制御回路Ｃｈ
ｐの組み合わせでスイッチＳｗ２を開閉することで実現
する事ができる。
図８の例と同様な検出手段Ｃｄとスイッチ制御回路Ｃｈ
ｐの組み合わせでスイッチＳｗ２を開閉することで実現
する事ができる。
【００４８】図１０は、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示したものである。この実施
例の誘導負荷駆動装置は、図９の実施例のスイッチＳｗ
２のほかにスイッチＳｗ３を設け、スイッチＳｗ３を誘
導性負荷ＬｌとＧＮＤの間におき、ダイオードＤｆをス
イッチＳｗ３と誘導性負荷Ｌｌの接続点から充電用コン
デンサＣとの間に設けて環流路を構成したものである。
動装置の更に他の実施例を示したものである。この実施
例の誘導負荷駆動装置は、図９の実施例のスイッチＳｗ
２のほかにスイッチＳｗ３を設け、スイッチＳｗ３を誘
導性負荷ＬｌとＧＮＤの間におき、ダイオードＤｆをス
イッチＳｗ３と誘導性負荷Ｌｌの接続点から充電用コン
デンサＣとの間に設けて環流路を構成したものである。
【００４９】この回路では、電流の立ち上げ時にはスイ
ッチＳｗ２とスイッチＳｗ３を同時にオンする。負荷Ｌ
ｌを流れる電流Ｉを設定値に制御するためにはスイッチ
Ｓｗ３を用い．電流Ｉが設定値より大きい時はスイッチ
Ｓｗ３をオフにし、小さいときはオンにする事で電流値
を設定値に追従させる。負荷Ｌｌを駆動する期間が終了
したときは、スイッチＳｗ２とスイッチＳｗ３を同時に
オフする。このとき、負荷Ｌｌを流れる電流Ｉのエネル
ギーをダイオードＤｆを介して還流してＣに充電するこ
とができ、電力消費量を減らして全体の効率を向上する
ことができる。図中Ｚは、スイッチＳｗ３に過度の電圧
が掛かった場合のための電圧制御手段である。
ッチＳｗ２とスイッチＳｗ３を同時にオンする。負荷Ｌ
ｌを流れる電流Ｉを設定値に制御するためにはスイッチ
Ｓｗ３を用い．電流Ｉが設定値より大きい時はスイッチ
Ｓｗ３をオフにし、小さいときはオンにする事で電流値
を設定値に追従させる。負荷Ｌｌを駆動する期間が終了
したときは、スイッチＳｗ２とスイッチＳｗ３を同時に
オフする。このとき、負荷Ｌｌを流れる電流Ｉのエネル
ギーをダイオードＤｆを介して還流してＣに充電するこ
とができ、電力消費量を減らして全体の効率を向上する
ことができる。図中Ｚは、スイッチＳｗ３に過度の電圧
が掛かった場合のための電圧制御手段である。
【００５０】図１１はさらに他の実施例で、負荷Ｌｌを
流れる電流Ｉのエネルギーを環流する回路に回生ポンプ
用コンデンサを設けたものである。
流れる電流Ｉのエネルギーを環流する回路に回生ポンプ
用コンデンサを設けたものである。
【００５１】図１１にそって動作を説明する。コンデン
サＣ１はチャージャ回路によりＧＮＤに対して高圧の負
電圧で充電されているものとする。スイッチＳｗ３は負
荷環流路を構成するスイッチで、負荷駆動中は常時閉路
している。
サＣ１はチャージャ回路によりＧＮＤに対して高圧の負
電圧で充電されているものとする。スイッチＳｗ３は負
荷環流路を構成するスイッチで、負荷駆動中は常時閉路
している。
【００５２】負荷Ｌｌに対し電流を立ち上げる時にはス
イッチＳｗ２を閉路することで、コンデンサＣ１の高圧
を負荷Ｌｌに印加できる。通常のドライブを行うときに
は、スイッチＳｗ１のみを閉路して、電源電圧Ｅを負荷
Ｌｌに直接印加して電流を増加させる。
イッチＳｗ２を閉路することで、コンデンサＣ１の高圧
を負荷Ｌｌに印加できる。通常のドライブを行うときに
は、スイッチＳｗ１のみを閉路して、電源電圧Ｅを負荷
Ｌｌに直接印加して電流を増加させる。
【００５３】この時、スイッチＳｗ３をスイッチＳｗ
１、スイッチＳｗ２と同期して開閉すれば、ダイオード
Ｄ２は不要であるが、実際には同期に多少のずれが生
じ、なにがしかのオーバーラップが生まれると、スイッ
チＳｗ３からスイッチＳｗ１あるいはスイッチＳｗ２を
通じて電源とＧＮＤ間に短絡が生じるため、安全のため
ダイオードＤ２を設ける。
１、スイッチＳｗ２と同期して開閉すれば、ダイオード
Ｄ２は不要であるが、実際には同期に多少のずれが生
じ、なにがしかのオーバーラップが生まれると、スイッ
チＳｗ３からスイッチＳｗ１あるいはスイッチＳｗ２を
通じて電源とＧＮＤ間に短絡が生じるため、安全のため
ダイオードＤ２を設ける。
【００５４】今負荷Ｌｌの電流Ｉを減少させる場合を考
える。スイッチＳｗ３を閉路し、スイッチＳｗ１、スイ
ッチＳｗ２を開路すると、スイッチＳｗ３を通じて電流
が還流し、誘導性負荷Ｌｌに蓄積されたエネルギーは、
還流路内の抵抗などによって熱となって消費される。こ
こで、スイッチＳｗ３も開路すると、誘導性負荷Ｌｌに
蓄積されたエネルギーは、回生ポンプ用コンデンサＣ２
を充電する。コンデンサＣ２の容量を適宜に選択するこ
とで、単位時間当たりのコンデンサＣ２の端子電圧の上
昇率を選択できる。、これを必要とする負荷電流Ｉの減
少率と合わせて容量を選択して、コンデンサＣ２を速や
かに電源電圧以上に充電できると共に、誘導性負荷Ｌｌ
に蓄積されたエネルギーを吸収する。コンデンサＣ２の
端子電圧が電源電圧以上になったとき、再びスイッチＳ
ｗ３を閉路するとコンデンサＣ２に蓄積されたエネルギ
ーを電源Ｅに容易に回収する事ができる。したがってス
イッチＳｗ３を開閉する事で、誘導性負荷Ｌｌに蓄積さ
れたエネルギーは電源Ｅに回生される。
える。スイッチＳｗ３を閉路し、スイッチＳｗ１、スイ
ッチＳｗ２を開路すると、スイッチＳｗ３を通じて電流
が還流し、誘導性負荷Ｌｌに蓄積されたエネルギーは、
還流路内の抵抗などによって熱となって消費される。こ
こで、スイッチＳｗ３も開路すると、誘導性負荷Ｌｌに
蓄積されたエネルギーは、回生ポンプ用コンデンサＣ２
を充電する。コンデンサＣ２の容量を適宜に選択するこ
とで、単位時間当たりのコンデンサＣ２の端子電圧の上
昇率を選択できる。、これを必要とする負荷電流Ｉの減
少率と合わせて容量を選択して、コンデンサＣ２を速や
かに電源電圧以上に充電できると共に、誘導性負荷Ｌｌ
に蓄積されたエネルギーを吸収する。コンデンサＣ２の
端子電圧が電源電圧以上になったとき、再びスイッチＳ
ｗ３を閉路するとコンデンサＣ２に蓄積されたエネルギ
ーを電源Ｅに容易に回収する事ができる。したがってス
イッチＳｗ３を開閉する事で、誘導性負荷Ｌｌに蓄積さ
れたエネルギーは電源Ｅに回生される。
【００５５】図１２は、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示すもので、図１１の回路に
スイッチＳｗ５、スイッチＳｗ６とダイオードＤ２、ダ
イオードＤ３を追加した回路である。
動装置の更に他の実施例を示すもので、図１１の回路に
スイッチＳｗ５、スイッチＳｗ６とダイオードＤ２、ダ
イオードＤ３を追加した回路である。
【００５６】誘導性負荷Ｌｌに対し電流を立ち上げる時
の操作は図１１に示した実施例の場合と同様である。負
荷電流Ｉの減少率を大きくしたい時は、スイッチＳｗ５
を開路すると、誘導性負荷Ｌｌに蓄積されたエネルギー
が急速に回生ポンプ用コンデンサＣ２に充電され、回生
ポンプ用コンデンサＣ２の端子電圧が急速に上昇する。
端子電圧が電源電圧を越えた時、スイッチＳｗ５を閉路
すると回生ポンプ用コンデンサＣ２に蓄積されたエネル
ギーは電源に回生され、回生ポンプ用コンデンサＣ２の
電圧は電源電圧まで低下する。その後、負荷電流Ｉも連
続的にダイオードＤ３を介して電源に回生される。
の操作は図１１に示した実施例の場合と同様である。負
荷電流Ｉの減少率を大きくしたい時は、スイッチＳｗ５
を開路すると、誘導性負荷Ｌｌに蓄積されたエネルギー
が急速に回生ポンプ用コンデンサＣ２に充電され、回生
ポンプ用コンデンサＣ２の端子電圧が急速に上昇する。
端子電圧が電源電圧を越えた時、スイッチＳｗ５を閉路
すると回生ポンプ用コンデンサＣ２に蓄積されたエネル
ギーは電源に回生され、回生ポンプ用コンデンサＣ２の
電圧は電源電圧まで低下する。その後、負荷電流Ｉも連
続的にダイオードＤ３を介して電源に回生される。
【００５７】結果的にスイッチＳｗ５の開閉を制御する
ことで、誘導性負荷Ｌｌに蓄積されたエネルギーを所望
の速さで電源に回生することができる。
ことで、誘導性負荷Ｌｌに蓄積されたエネルギーを所望
の速さで電源に回生することができる。
【００５８】図１３は、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示すもので、この実施例で
は、図１２の回路に回生ポンプ用コンデンサＣ２の端子
電圧をモニタし、基準値と比較し、比較結果にしたがっ
てスイッチＳｗ５の開閉のタイミングを制御する回路を
追加したものである。
動装置の更に他の実施例を示すもので、この実施例で
は、図１２の回路に回生ポンプ用コンデンサＣ２の端子
電圧をモニタし、基準値と比較し、比較結果にしたがっ
てスイッチＳｗ５の開閉のタイミングを制御する回路を
追加したものである。
【００５９】回生ポンプ用コンデンサＣ２の端子電圧が
基準電圧よりも少ない場合には、制御回路Ｃｈｐはスイ
ッチＳｗ５を開路して、負荷電流ＩでコンデンサＣ２を
充電する。コンデンサＣ２の端子電圧が基準電圧よりも
高くなると、制御回路ＣｈｐはスイッチＳｗ５を閉路し
コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーを電源Ｅに回生
する。この例ではスイッチＳｗ５の開閉がコンデンサＣ
２の端子電圧をもとに自動的に制御される。
基準電圧よりも少ない場合には、制御回路Ｃｈｐはスイ
ッチＳｗ５を開路して、負荷電流ＩでコンデンサＣ２を
充電する。コンデンサＣ２の端子電圧が基準電圧よりも
高くなると、制御回路ＣｈｐはスイッチＳｗ５を閉路し
コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーを電源Ｅに回生
する。この例ではスイッチＳｗ５の開閉がコンデンサＣ
２の端子電圧をもとに自動的に制御される。
【００６０】図１４および図１５は、この発明を適用し
た誘導負荷駆動装置の更に他の実施例を示したもので、
回生ポンプ用コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーを
電源Ｅに回生するのではなく、図１４の場合は放電用抵
抗Ｒにて放電させるように考えられ、図１５では電圧制
限素子（ツェナーダイオードやＺＮＲ等）に放電される
ように設計されている。
た誘導負荷駆動装置の更に他の実施例を示したもので、
回生ポンプ用コンデンサＣ２に蓄積されたエネルギーを
電源Ｅに回生するのではなく、図１４の場合は放電用抵
抗Ｒにて放電させるように考えられ、図１５では電圧制
限素子（ツェナーダイオードやＺＮＲ等）に放電される
ように設計されている。
【００６１】図１６は、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示したものである。この実施
例では、回生ポンプ用コンデンサＣ２に蓄積されたエネ
ルギーを電源Ｅに回生するする代わりに、チャージャ回
路の蓄積用コンデンサＣ１に回生することを目的にして
いる。スイッチＳｗ１ないしスイッチＳｗ５がすべて開
路されているとき、誘導性負荷Ｌｌを流れる電流で回生
ポンプ用コンデンサＣ２を充電する。このコンデンサＣ
２の充電電圧がチャージャ回路の蓄積用コンデンサＣ１
の充電電圧よりも高くなったとき、スイッチＳｗ５を閉
路することにより、コンデンサＣ２に蓄積されたエネル
ギーをコンデンサＣ１に回生することができる。このよ
うにエネルギーを電源ＥではなくコンデンサＣ１に回生
することで、次に誘導性負荷Ｌｌを駆動する時にエネル
ギーを無駄無く使用する事が出来る。
動装置の更に他の実施例を示したものである。この実施
例では、回生ポンプ用コンデンサＣ２に蓄積されたエネ
ルギーを電源Ｅに回生するする代わりに、チャージャ回
路の蓄積用コンデンサＣ１に回生することを目的にして
いる。スイッチＳｗ１ないしスイッチＳｗ５がすべて開
路されているとき、誘導性負荷Ｌｌを流れる電流で回生
ポンプ用コンデンサＣ２を充電する。このコンデンサＣ
２の充電電圧がチャージャ回路の蓄積用コンデンサＣ１
の充電電圧よりも高くなったとき、スイッチＳｗ５を閉
路することにより、コンデンサＣ２に蓄積されたエネル
ギーをコンデンサＣ１に回生することができる。このよ
うにエネルギーを電源ＥではなくコンデンサＣ１に回生
することで、次に誘導性負荷Ｌｌを駆動する時にエネル
ギーを無駄無く使用する事が出来る。
【００６２】図１７は、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示したものである。この実施
例では、電源Ｅは、スイッチＳｗ１により第一の電流制
御手段である抵抗Ｒ１を介して誘導性負荷Ｌ１に印加さ
れ、チャージャ回路の蓄積用コンデンサＣは抵抗等を介
すこと無く、直接誘導性負荷Ｌ１に接続される。
動装置の更に他の実施例を示したものである。この実施
例では、電源Ｅは、スイッチＳｗ１により第一の電流制
御手段である抵抗Ｒ１を介して誘導性負荷Ｌ１に印加さ
れ、チャージャ回路の蓄積用コンデンサＣは抵抗等を介
すこと無く、直接誘導性負荷Ｌ１に接続される。
【００６３】抵抗Ｒ２は誘導性負荷Ｌｌの環流路に配設
された第二の電流制御手段で、これはスイッチＳｗ１及
びスイッチＳｗ２がともに開路した時、誘導性負荷Ｌｌ
に蓄積されたエネルギーを吸収する働きを持つ。
された第二の電流制御手段で、これはスイッチＳｗ１及
びスイッチＳｗ２がともに開路した時、誘導性負荷Ｌｌ
に蓄積されたエネルギーを吸収する働きを持つ。
【００６４】図１８に、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示す。
動装置の更に他の実施例を示す。
【００６５】図１７、図１８から分かるように、この実
施例で、スイッチＳｗ１及びスイッチＳｗ２の作動によ
って構成される直列回路では、各構成要素を回路上のど
の位置にいれても、回路全体の機能は成立する。図１８
では、蓄積用コンデンサＣの＋側が接地され、負電圧が
充電される構成になっている。
施例で、スイッチＳｗ１及びスイッチＳｗ２の作動によ
って構成される直列回路では、各構成要素を回路上のど
の位置にいれても、回路全体の機能は成立する。図１８
では、蓄積用コンデンサＣの＋側が接地され、負電圧が
充電される構成になっている。
【００６６】図１９に、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例を示す。
動装置の更に他の実施例を示す。
【００６７】この実施例では、スイッチＳｗ１及びスイ
ッチＳｗ２をともに開路した時の負荷電流の環流路を電
源Ｅを経由させることにより、独立した環流路を省略
し、回路を簡素化している。
ッチＳｗ２をともに開路した時の負荷電流の環流路を電
源Ｅを経由させることにより、独立した環流路を省略
し、回路を簡素化している。
【００６８】ここでは、電流制限素子として、電圧制限
素子Ｚｄを用い、その電圧制限素子ＺｄをスイッチＳｗ
１に並列に配設する。この電圧制限素子Ｚｄの制限電圧
値を電源電圧よりも高く設定することで、誘導性負荷Ｌ
ｌの環流が終了した後、負荷電流を完全にゼロにするこ
とができる。
素子Ｚｄを用い、その電圧制限素子ＺｄをスイッチＳｗ
１に並列に配設する。この電圧制限素子Ｚｄの制限電圧
値を電源電圧よりも高く設定することで、誘導性負荷Ｌ
ｌの環流が終了した後、負荷電流を完全にゼロにするこ
とができる。
【００６９】電圧制限素子ＺｄをスイッチＳｗ２に並列
に配設しても良いが、蓄積用コンデンサＣからの電流を
阻止するため、より制限電圧値を高圧にしなければなら
ず効率が落ちる。
に配設しても良いが、蓄積用コンデンサＣからの電流を
阻止するため、より制限電圧値を高圧にしなければなら
ず効率が落ちる。
【００７０】図２０は、スイッチ手段としてジャンクシ
ョン型トランジスタを採用した場合の実施例である。ス
イッチ手段を制御する回路としてロジック回路を採用し
ている。
ョン型トランジスタを採用した場合の実施例である。ス
イッチ手段を制御する回路としてロジック回路を採用し
ている。
【００７１】入力ＩＮに正の入力信号が与えられたとき
回路は動作し、抵抗Ｒ２と容量Ｃ１で決定される一定時
間だけ、高電圧印加スイッチＴｒ２がＯＮし、同時に電
源Ｅの印加スイッチＴｒ１もＯＮになる。
回路は動作し、抵抗Ｒ２と容量Ｃ１で決定される一定時
間だけ、高電圧印加スイッチＴｒ２がＯＮし、同時に電
源Ｅの印加スイッチＴｒ１もＯＮになる。
【００７２】ダイオードＤ１はこのとき負荷側の高電圧
が電源に逆流するのを防止する。
が電源に逆流するのを防止する。
【００７３】一定時間経過後、高電圧印加スイッチＴｒ
２が開路すると、負荷電流は抵抗Ｒ１により減少され、
定常駆動電流となる。
２が開路すると、負荷電流は抵抗Ｒ１により減少され、
定常駆動電流となる。
【００７４】入力ＩＮが０Ｖになったときは、無条件に
スイッチＴｒ１、スイッチＴｒ２が開路し、負荷電流は
電圧制限素子Ｚｄを含む環流路を環流し、電圧制限素子
Ｚｄによってエネルギーを吸収され、急速に減衰する。
スイッチＴｒ１、スイッチＴｒ２が開路し、負荷電流は
電圧制限素子Ｚｄを含む環流路を環流し、電圧制限素子
Ｚｄによってエネルギーを吸収され、急速に減衰する。
【００７５】図２１は、この発明を適用した誘導負荷駆
動装置の更に他の実施例で、蓄積用コンデンサＣの負側
は電源Ｅの正側に接続され、コンデンサ電圧が電源電圧
に加算されるため、更に高圧が得られ、効率が向上す
る。
動装置の更に他の実施例で、蓄積用コンデンサＣの負側
は電源Ｅの正側に接続され、コンデンサ電圧が電源電圧
に加算されるため、更に高圧が得られ、効率が向上す
る。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、コ
イルの磁芯に、永久磁石や電磁石を使ってバイアスを掛
け、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度を上げた磁
化されたコイルを、誘導負荷駆動装置のチャージャ回路
を構成するＤＣ−ＤＣコンバータでコンデンサを充電す
るためのコイルに使用して構成したので、同じエネルギ
ーを得るために、このコイルを小型軽量にすることがで
きる。また同じ大きさのコイルを使用したとすると、一
回のスイッチングで得られるエネルギーを多くとること
ができる。したがって、チャージャ回路を小型、軽量、
高能率にすることができ、ひいては、誘導負荷駆動装置
そのものの小型化、軽量化、高能率化を図る事ができ
る。
イルの磁芯に、永久磁石や電磁石を使ってバイアスを掛
け、磁芯の単位面積当たりのエネルギー密度を上げた磁
化されたコイルを、誘導負荷駆動装置のチャージャ回路
を構成するＤＣ−ＤＣコンバータでコンデンサを充電す
るためのコイルに使用して構成したので、同じエネルギ
ーを得るために、このコイルを小型軽量にすることがで
きる。また同じ大きさのコイルを使用したとすると、一
回のスイッチングで得られるエネルギーを多くとること
ができる。したがって、チャージャ回路を小型、軽量、
高能率にすることができ、ひいては、誘導負荷駆動装置
そのものの小型化、軽量化、高能率化を図る事ができ
る。
【図１】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回路の第１の実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
【図２】磁芯にバイアスを掛ける事によってエネルギー
密度が向上することの説明図である。
密度が向上することの説明図である。
【図３】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回路の第２の実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
【図４】本発明の第２の実施例の変形例の回路図であ
る。
る。
【図５】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回路の第３の実
施例を示す回路図である。
施例を示す回路図である。
【図６】本発明の第３の実施例の変形例の回路図であ
る。
る。
【図７】本発明のＤＣ−ＤＣコンバータ回路の第４の実
施例とその変形例を示す回路図である。
施例とその変形例を示す回路図である。
【図８】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の一実施例
の回路図である。
の回路図である。
【図９】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の他の実施
例の回路図である。
例の回路図である。
【図１０】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１１】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１２】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１３】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１４】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１５】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１６】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１７】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１８】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図１９】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図２０】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図２１】本発明を適用した誘導負荷駆動装置の更に他
の実施例の回路図である。
の実施例の回路図である。
【図２２】誘導負荷駆動装置の従来例の回路図である。
フロントページの続き (72)発明者 萩原 政雄 神奈川県平塚市四ノ宮2597 株式会社 小松製作所 エレクトロニクス事業本部 内 (72)発明者 前田 謙一郎 神奈川県平塚市四ノ宮2597 株式会社 小松製作所 エレクトロニクス事業本部 内 (72)発明者 吉田 大輔 神奈川県平塚市四ノ宮2597 株式会社 小松製作所 エレクトロニクス事業本部 内 (56)参考文献 特開 平４−259（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−93321（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−273893（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−108228（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−12706（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−58986（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 3/155
Claims (3)
- 【請求項１】 電源と、前記電源に接続されるコイル
と、前記電源及び前記コイルを含む閉回路を開閉するス
イッチ手段と、前記スイッチ手段に並列に接続されたコ
ンデンサと、前記スイッチ手段の閉路時に前記コンデン
サから前記スイッチ手段を介して流れる電流を阻止する
方向に前記コイルと前記コンデンサの間に設けられたダ
イオードとを具備し、前記スイッチ手段を閉路して、前
記コイルに前記電源電圧を印加することにより前記コイ
ルにエネルギーを蓄積し、任意に決定されたタイミング
で前記スイッチ手段を開路することにより、前記コイル
に蓄積されたエネルギーを前記コンデンサに蓄積して出
力するＤＣ−ＤＣコンバータ回路において、 前記コイルの磁芯を前記電源から供給される電流により
誘起される磁束の方向と逆方向に一定の磁界で磁気バイ
アスし、該磁気バイアスにより、前記コイルに通電して
いない状態における該コイルの磁芯を磁気飽和させたこ
とを特徴とするＤＣ−ＤＣコンバータ回路。 - 【請求項２】 前記磁芯は、 永久磁石を含んで構成され、 前記永久磁石により、前記磁芯を前記電源から供給され
る電流により誘起される磁束の方向と逆方向に磁気的に
バイアスすることを特徴とする請求項１記載のＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータ回路。 - 【請求項３】 前記磁芯は、 バイアス用巻線を有し、 前記バイアス用巻線に定電流源から一定電流を供給する
ことにより、前記磁芯を前記電源から供給される電流に
より誘起される磁束の方向と逆方向に磁気的にバイアス
することを特徴とする請求項１記載のＤＣ−ＤＣコンバ
ータ回路。
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