JP6769376B2 - 負荷制御装置 - Google Patents
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Description
さらに、本発明の負荷制御装置において、外部の基準電圧源から前記基準電圧の入力を受け付ける基準電圧入力端子を具備し、前記誤差検出部は、前記定電流による前記負荷の両端間電圧と前記基準電圧入力端子から入力された前記基準電圧との誤差を検出しても良い。
さらに、本発明の負荷制御装置において、前記定電流部から前記負荷への前記定電流の供給をオンオフする第2スイッチ素子と、前記第1スイッチ素子がオフされ、予め設定されたディレイ時間が経過した後、前記誤差検出部による誤差検出期間、前記第2スイッチ素子をオンさせる定電流制御部と、を具備しても良い。
さらに、本発明の負荷制御装置において、外部抵抗が接続される定電流制御端子を具備し、前記定電流部は、前記外部抵抗に流すと両端間電圧が前記基準電圧となる電流を前記定電流として生成させても良い。
さらに、本発明の負荷制御装置において、前記負荷制御部は、前記第1スイッチ素子がオン時の前記負荷の両端間電圧と、前記定電流による前記負荷の両端間電圧と、前記定電流とに基づいて目標の電力値となるように前記第1スイッチ素子のオン期間を制御しても良い。
第1の実施の形態の負荷制御装置1は、図1を参照すると、電源E1が接続される電源入力端子BATTと、負荷R1に電力を出力する電源出力端子OUTと、接地端子GNDとを有し、電源出力端子OUTと接地端子GNDとの間に接続された負荷R1への通電を制御する。
第1スイッチ素子Q1がオフされ、ディレイ時間Tdが経過した後、誤差検出部による誤差検出期間を確保するパルス幅Twの間、第2スイッチ素子Q2をオンさせる定電流制御部として機能する。
図2は、負荷制御装置1の動作波形であり、(a)、(b)のいずれも上から、比較器COMP1で比較される発振器13から出力される「のこぎり波Vsaw」とサンプルホールド回路12のホールド電圧Vc1、比較器COMP1から出力されるPWM信号、ディレイワンショット回路14から出力されるパルス信号の出力波形を示している。
Vref=1Ω×100mA=0.1Vに設定される。
第2の実施の形態の負荷制御装置1aは、図4を参照すると、基準電圧源E2の代わりに、基準電圧Vrefの入力を受け付ける基準電圧入力端子VREFを有している。これにより、基準電圧入力端子VREFと接地端子GNDとの間に接続する外部の基準電圧源E3によって基準電圧Vrefを任意に設定することができるため、負荷R1の目標温度(抵抗値)を簡単に変更することが可能になる。
第3の実施の形態の負荷制御装置1bは、図5を参照すると、定電流制御端子IREFを有し、定電流制御端子IREFと接地端子GNDとの間に接続された外部の抵抗R2により設定するように構成されている。
負荷R1の抵抗値は、Vref÷I1=R2になるように制御されることになる。これにより、定電流制御端子IREFと接地端子GNDとの間に接続する外部の抵抗R2によって、負荷R1の目標温度(抵抗値)を簡単に変更することが可能になる。
第4の実施の形態の負荷制御装置1cは、図6を参照すると、第1の実施の形態においてアナログ回路(基準電圧源E2、アンプ回路AMP1、サンプルホールド回路12、発振器13、比較器COMP1、ディレイワンショット回路14)で実現している機能を、アナログデジタルコンバータ(ADC)21及び演算回路22とで構成している。
Pr1=(Vr1)2÷R1と書き換えることができる。
Pr1=(VR1_on)2÷R1=(VR1_on)2÷(VR1_oFF÷I1)
従って、VR1_on、VR1_oFF及びはI1を用いて上記の計算を演算回路22で行い、目標の電力値Pr1となるように最適なオンデューティーを算出し、PWM制御を行うことができる。
この構成により、負荷R2の抵抗値を定電流I1による負荷R1の両端間電圧VR1として検出し、両端間電圧VR1が基準電圧Vrefになるよう制御することで、シャント抵抗を用いて負荷を流れる抵抗を検出することなく、負荷に印加する電圧量を制御することができ、電圧量の制御にかかる損失を軽減させることができる。
この構成により、基準電圧入力端子VREFと接地端子GNDとの間に接続する外部の基準電圧源E3によって基準電圧Vrefを任意に設定することができため、負荷R1の目標温度(抵抗値)を簡単に変更することが可能になる。
この構成により、第1スイッチ素子Q1のオフ時に、誤差検出部による誤差検出期間を確保する間のみ、小さい定電流I1を負荷R1に流すだけで良いため、負荷R1の両端間電圧VR1の検出にかかる損失を低減させることができる。
この構成により、定電流制御端子IREFと接地端子GNDとの間に接続する外部の抵抗R2によって、負荷R1の目標温度(抵抗値)を簡単に変更することが可能になる。
この構成により、目標の電力値Pr1となるように最適なオンデューティーを算出し、PWM制御を行うことができる。
11 定電流回路
12 サンプルホールド回路
13 発振器
14 ディレイワンショット回路
21 アナログデジタルコンバータ(ADC)
22 演算回路
AMP1、AMP2 アンプ回路
C1 コンデンサ
COMP1 比較器
E1 電源
E2、E3 基準電圧源
Q1 第1スイッチ素子
Q2 第2スイッチ素子
Q3、Q4 PMOSトランジスタ
Q5 NMOSトランジスタ
SW1 スイッチ
R1 負荷
R2 抵抗
BATT 電源入力端子
IREF 定電流制御端子
GND 接地端子
OUT 電源出力端子
VREF 基準電圧入力端子
Claims (5)
- 負荷に供給する電力量を電力供給路に設けた第1スイッチ素子のオンオフによって制御する負荷制御装置であって、
前記負荷に定電流を供給する定電流部と、
前記第1スイッチ素子がオフ時に、前記定電流による前記負荷の両端間電圧と基準電圧との誤差を検出する誤差検出部と、
該誤差検出部による検出結果に基づいて、前記定電流による前記負荷の両端間電圧が前記基準電圧になるように前記第1スイッチ素子のオン期間を制御する負荷制御部と、を具備することを特徴とする負荷制御装置。 - 外部の基準電圧源から前記基準電圧の入力を受け付ける基準電圧入力端子を具備し、
前記誤差検出部は、前記定電流による前記負荷の両端間電圧と前記基準電圧入力端子から入力された前記基準電圧との誤差を検出することを特徴とする請求項1記載の負荷制御装置。 - 前記定電流部から前記負荷への前記定電流の供給をオンオフする第2スイッチ素子と、
前記第1スイッチ素子がオフされ、予め設定されたディレイ時間が経過した後、前記誤差検出部による誤差検出期間、前記第2スイッチ素子をオンさせる定電流制御部と、を具備することを特徴とする請求項1又は2記載の負荷制御装置。 - 外部抵抗が接続される定電流制御端子を具備し、
前記定電流部は、前記外部抵抗に流すと両端間電圧が前記基準電圧となる電流を前記定電流として生成させることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の負荷制御装置。 - 前記負荷制御部は、前記第1スイッチ素子がオン時の前記負荷の両端間電圧と、前記定電流による前記負荷の両端間電圧と、前記定電流とに基づいて目標の電力値となるように前記第1スイッチ素子のオン期間を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の負荷制御装置。
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