JP4749184B2 - 可変定電流回路 - Google Patents
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また、その変形微分回路は、オペアンプと、オペアンプの入力側に接続されたコンデンサ及び入力抵抗の並列回路と、オペアンプの入力側と出力側との間に設けられた帰還抵抗とからなり、安価で簡単な構成となっている。
図1は本発明の実施形態1に係る可変定電流回路の構成を示す回路図、図2は同可変定電流回路への制御電圧と変形微分回路の出力信号の波形図、図3は同可変定電流回路の制御信号切替時のソレノイドの負荷電流の波形図、図4は同可変定電流回路の電圧判定回路の入出力信号の波形図、図5は同可変定電流回路への制御電圧と電圧判定回路の出力信号の波形図である。
図において、1はバッテリ−電源BPに接続された負荷接続用回路、2は負荷接続用回路1の回生用ダイオード、3a、3bは負荷接続用回路1の回生用ダイオード2の両端に接続された一対の負荷接続端子、4は一対の負荷接続端子3a、3bに接続されたインダクタンス負荷であるソレノイド、5は負荷接続用回路1の回生用ダイオード2と接地との間に設けられ、負荷電流を一定に制御するスイッチング素子であるFET、6は負荷接続用回路1の回生用ダイオード2と接地との間にFET5を介して設けられ、ソレノイド4に流れる負荷電流を検出して検出電圧に変換する負荷電流検出抵抗である。
22は比較器21が出力する比較信号を積分する積分回路で、比較器21の出力側と接地との間に設けられた抵抗23及びコンデンサ24と、その抵抗23に並列接続された抵抗23より抵抗値が大幅に小さい抵抗41及びダイオード42の直列回路とで構成されている。
26は積分回路22が出力した積分信号と所定のしきい値電圧とを比較する比較器27を有する電圧判定回路である。その電圧判定回路26の比較器27の−入力側は積分回路22の抵抗23とコンデンサ24の接続点に接続されている。
31は例えばCPUからの制御電圧を変形微分して比較器21に出力する変形微分回路である。
この変形微分回路31は、オペアンプ32と、オペアンプ32の−入力側に接続されたコンデンサ33及び抵抗34の並列回路と、オペアンプ32の−入力側と出力側との間に設けられた帰還抵抗35とを有して構成され、オペアンプの32の+入力側は接地されている。36は変形微分回路31と比較器21との間に設けられ、変形微分回路31から出力される信号の正負を反転させる反転器である。
例えば負荷接続用回路1の一対の負荷接続端子3a、3bに負荷であるソレノイド4が接続され、バッテリー電源BPより電源が供給され、FET5がオンしてソレノイド4に所定の負荷電流が流れている場合に、負荷電流検出抵抗6はその負荷電流を検出して検出電圧に変換する。なお、FET5がオフしているときにはソレノイド4に蓄えられたエネルギーが回生用ダイオード2に流れて回生される。
そして、負荷電流検出抵抗6によってソレノイド4に流れる負荷電流を検出して変換した検出電圧を増幅回路7で増幅し、増幅した検出電圧と変形微分回路31及び反転器36を経てきた例えばCPUからの制御電圧とを比較器21で比較し、検出電圧が制御電圧より大きいときに比較信号を積分回路22で積分し、電圧判定回路26では図4の上方の波形図に示すように、積分回路22が出力した積分信号と所定のしきい値とを比較し、しきい値より積分信号が高い状態のときに、図4の下方の波形図に示すように、スイッチング素子であるFET5をオフさせる出力信号であるPWM信号を出力する。そして、このPWM信号のデュテイを変化させて負荷電流のデュテイを制御し、制御電圧に対して比例した負荷電流をソレノイド4に流すようにしている。
この急激に大きなレベルの制御電圧は瞬間的に目標とする負荷電流であるソレノイド電流より大きな電流が流れるレベルの電圧である。
このように制御電圧のレベルを急激に変化させたときのPWM信号の変化を図5に示す。図5は制御電圧レベルが急激に変化した場合、変形微分回路31から本来必要な負荷電流に必要な指示電圧より一瞬大きな信号が比較器21に入力されると、電圧判定回路26の出力信号であるPWM信号のデュテイ比が一瞬大きくなることを示している。
これに対し、従来の可変定電流回路では、図3に点線で示すように、制御電圧が大きく変化しても、その変化に対応した負荷電流がソレノイド4に流れるため、ソレノイド4の機械的時定数の影響を受けてソレノイド4が遅れて動作することにより、希望する負荷電流レベルに達するまで時間がかかっていた。
なお、変形微分回路31による大きな制御電圧の微分出力終了後は、変形微分回路31の抵抗34と抵抗35とオペアンプ32の反転増幅機能により、大きくなった制御電圧のレベルに応じた反転増幅出力をする。
この場合には、制御電圧のレベルの変化がないため、今までのレベルの制御電圧に対して比例した負荷電流がソレノイド4に流れるため、制御電圧に対するソレノイド4の応答性が問題になることはない。
Claims (2)
- 直流電源に接続されたソレノイドと、
ソレノイドに流れる負荷電流をオン・オフ制御するスイッチング素子と、
ソレノイドに流れる負荷電流を検出して検出電圧に変換する負荷電流検出抵抗と、
制御電圧のレベルが変化した時に、該変化した制御電圧を微分して一時的に目標値より大きな電流をソレノイドに流すレベルの制御電圧として出力する微分機能及び制御電圧のレベルが一定の時に該制御電圧を増幅した制御電圧として出力する増幅機能を併有する変形微分回路と、
負荷電流検出抵抗によって負荷電流から変換された検出電圧と変形微分回路から出力された制御電圧とを比較して比較信号を出力する比較器と、
比較器の比較信号を積分して積分信号を出力する積分回路と、
積分回路が出力した積分信号と所定のしきい値とを比較し、積分信号がしきい値より高い状態のときにスイッチング素子をオフさせる電圧判定回路と、
を備えたことを特徴とする可変定電流回路。 - 前記変形微分回路は、オペアンプと、オペアンプの入力側に接続されたコンデンサ及び入力抵抗の並列回路と、オペアンプの入力側と出力側との間に設けられた帰還抵抗とを有することを特徴とする請求項1記載の可変定電流回路。
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