JP6886450B2 - 電源調整システム - Google Patents

Description

本発明は、電源基板の製品誤差による出力電流のバラツキを調整する電源調整システムに関する。

照明器具や信号灯など、様々な分野で幅広くＬＥＤ照明が採用されている。例えば鉄道用のＬＥＤ室内灯用の電源装置において、電源装置（電源基板）の製品誤差（部品の個体差）によって出力電流にバラツキが生じてしまい、ＬＥＤ室内灯の照度が均一にならない。

そこで、例えば特許文献１には、着信時等に発光するＬＥＤの光量のばらつきを補正するために、所定の発光色を得るために必要な各色の標準設定値が予め記憶された標準テーブルと、前記ＬＥＤを発光させて所望の白色が得られたときの各色の設定値と前記標準設定値とから補正係数を求め記憶する手段と、所望の発光色の設定値が指定された場合に、該設定値に対して前記補正係数を乗算して各色の設定値を求める手段とを備えた携帯端末装置が開示されている。

特開２００５−１２９４０３号公報

従来、この出力電流のバラツキを調整するために、電源装置に備えられたボリューム抵抗により、電源フィードバックの基準電圧を調整し、電源装置の出力電流を調整していた。
この際、電流計を見ながらボリューム抵抗を調整する必要があるので、作業には労力および時間を要する。あるいは、任意の調光率（例えば調光率１００％）で電流調整し、それ以外（調光率０〜９９％）は、予め設定した条件（正比例、近似式など）によって決定したとしても、調整精度に難があり、この精度の向上が望まれていた。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、簡便かつ正確に電源基板の出力電流のバラツキを調整できる電源調整システムを提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一形態に係る電源調整システムは、電子負荷と、電源基板と、情報処理装置とを具備する。
前記電子負荷は、負荷電圧を任意に設定可能に構成される。
前記電源基板は、前記電子負荷へ電流を供給する。
前記情報処理装置は、前記電子負荷の負荷電圧と、前記負荷電圧に流れる電流値に基づいて前記電子負荷に対する前記電源基板の出力電流とを制御する。
前記情報処理装置は、前記電子負荷の負荷電圧を所定範囲において複数設定し、前記出力電流をあらかじめ設定された目標電流値に調整するための補正電流値を、複数の負荷電圧各々について設定する制御部を有する。

これにより、簡便かつ正確に電源基板の出力電流のバラツキを調整することができる。

前記電源基板は、記憶媒体と、電源回路とを有してもよい。
前記記憶媒体は、前記複数の負荷電圧各々について設定された複数の補正電流値を記憶する。
前記電源回路は、記憶された補正電流値に対応する電流値を出力可能に構成される。

前記制御部は、前記負荷電圧をＬＥＤ電圧に設定したときのその最大電圧と最小電圧との間における所定の複数の電圧について前記補正電流値をそれぞれ設定するように構成されてもよい。

前記電源基板は、前記情報処理装置の指令に基づき、前記出力電流が前記目標電流値となるように前記電源回路を制御するフィードバック制御部をさらに有してもよい。

前記フィードバック制御部は、Ｐ制御（比例制御）の操作量が前記目標電流値の所定の比率以内になったときに、比例ゲインを所定の比率で減少させるように構成されてもよい。

前記目標電流値の所定の比率は±５．０％であり、前記比例ゲインにおける所定の比率は、６５％以上７５％以下であってもよい。

前記フィードバック制御部は、前記出力電流が前記目標電流値から所定以内になったときは前記操作量を所定の値に固定するように構成されてもよい。

前記操作量の所定の値は、１であってもよい。

本発明の一形態に係る照明装置は、ＲＧＢＷ各色の複数のＬＥＤと、前記複数のＬＥＤへ電流を供給する電源基板とを具備する。
前記電源基板は、前記電源基板の出力電流値をＲＧＢＷ各色の調光率および出力電圧値と紐付けて記憶する記憶媒体を有する。

以上のように、本発明によれば、電源基板における出力電流のバラツキを簡便かつ正確に調整することができる。

本発明の一実施形態における電源調整システムの構成を示した概略回路図である。 図１の電源調整システムの通信構成を示した概略図である。 （ａ）は、上記電源調整システムにおいて調整された電源基板の照明装置への適用例を示す回路図であり、（ｂ）は、（ａ）の要部の拡大回路図である。 上記電源調整システムにおける電源基板の電流調整機能を示したシーケンス図である。 上記電源調整システムにおける電源基板の出力電流値の調整方法を説明する図である。 上記電源調整システムにおける電源基板の出力電流値の調整方法を説明する図である。 上記電源調整システムにおける電源基板の出力電流値の調整方法を説明する図である。 上記電源調整システムにおける電源基板の出力電流値の調整方法を説明する図である。 電流自動調整時の出力電流値の状態遷移図である。 電源基板の運用時の動作を説明するフローチャート図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

［システムの概略構成］
図１は、本発明の一実施形態における電源調整システム１０の構成を示した概略回路図である。電源調整システム１０は、例えば、電源基板２の出荷前テストの段階で用いられる。

この電源調整システム１０は、情報処理装置としてのＰＣ（Personal Computer）１と、電源基板２と、電子負荷６とを含む。電子負荷６は、ＰＣ１からの指示により任意の負荷電圧に設定可能な負荷装置である。電子負荷６は、ＰＣ１と一体的な測定装置の一部として構成されてもよい。出荷前テストが完了した後、ＰＣ１および電子負荷６は取り外され、電源基板２のみが出荷される。

ＰＣ１は、制御部１１と、表示部１２とを有する。制御部１１は、電源調整システム１０の動作を統括的に制御する。表示部１２は、電源基板２に供給される各種指令値、電子負荷６の出力電流値や調光率などを文字、数字あるいは図形として表示する。ＰＣ１はさらに、制御部１１の動作を実行するためのプログラムや制御パラメータ、電子負荷６の出力電流値などを記憶することが可能な半導体メモリやＨＤＤ（Hard Disk Drive）などを備える。

ＰＣ１は、電源基板２から電子負荷６へ供給される電流値を取得し、後述するように、当該電流値が入力電圧に対して目標電流値となるように電源基板２を制御する。制御部１１は、電子負荷６の負荷電圧を所定範囲において複数設定し、電子負荷６に対する電源基板２の出力電流をあらかじめ設定された目標電流値に調整するための補正電流値を、複数の負荷電圧各々について設定する。

電源基板２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３と、これに電気的に接続された４つの電源回路４、およびメモリ５（記憶媒体）を有する。ここで、電源回路４および電子負荷６の個数は、Ｒ（赤）、Ｇ、（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の各色に対応した数（４つ）であり、個数はこれに限られない任意の個数（複数）でよい。

ＣＰＵ３は、電源回路４を制御する。電源回路４は、ＣＰＵ３の指令に基づき、電子負荷６へ電流を供給する。電源回路４は、例えば、ＦＥＴ（Field Effect Transistor）などのスイッチング素子のほか、ダイオードなどの整流素子、インダクタ、キャパシタ、抵抗などの受動素子で構成される。ＣＰＵ３は、ＰＣ１の指令に基づき、電子負荷６への出力電流が上記目標電流値となるように電源回路４を制御するフィードバック制御部としての機能を有する。

メモリ５は、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）を有する。メモリ５は、電子負荷６における上記複数の負荷電圧各々について設定された複数の補正電流値を記憶する。本実施形態では、メモリ５は、電源基板４の出力電流値をＲＧＢＷ各色の調光率および出力電圧値と紐付けて記憶する。

電子負荷６は、所定の範囲の電圧（例えば２０Ｖ以上１４０Ｖ以下）のＬＥＤ電圧を、任意の負荷電圧で模擬できる。ここでは、電子負荷６１は赤色ＬＥＤ、電子負荷６２は緑色ＬＥＤ、電子負荷６３は青色ＬＥＤ、そして、電子負荷６４は白色ＬＥＤにそれぞれ相当する。ＰＣ１、電源基板２、および電子負荷６は、例えば、シリアル通信で互いに電気的に接続されている。

ＰＣ１の制御部１１は、電子負荷６の負荷電圧をＬＥＤ電圧に設定したときのその最大電圧と最小電圧との間における所定の複数の電圧について上記補正電流値をそれぞれ設定する。本実施形態では、ＰＣ１は、各電子負荷６１〜６４に対するＲＧＢＷ各色の調光率（０％以上１００％以下の調光信号）、および、ＲＧＢＷ各色の補正電流値を、電源基板２のＣＰＵ３へ送信する。ＲＧＢＷ各色の補正電流値は後述するが、前述した出力電流のバラツキを調整するための補正目標値となるものである。

電源基板２のＣＰＵ３は、これらのＲＧＢＷ各色の調光率および補正電流値をＰＣ１から受信して、各電源回路４を介して各電子負荷６１〜６４へ対応する電流値で電源供給する。

ＰＣ１は、各電子負荷６１〜６４へ負荷電圧の設定値を送信する。電源調整システム１０は、電子負荷６１〜６４に流れた電流値を検出する電流計を有し、検出された電流値をＰＣ１へ出力することが可能に構成される。上記電流計は、電子負荷６に設置されてもよいし（図２参照）、電源基板２に設置されてもよいし、電子負荷６および電源基板２とは別個に設置されてもよい。

上記のように電源調整システム１０は構成されており、ＲＧＢＷ各色の調光率および負荷電圧をそれぞれ、０％から１００％および２０Ｖから１４０Ｖに変化させ、すべての組み合わせにおける補正電流値を、電源基板２のメモリ５に、例えばルックアップテーブルとして保存する。

例えば、電源基板２が鉄道車両の室内灯の電源装置に実装される場合、ＣＰＵ３は、所望のＲＧＢＷ各色の調光率および対応するＬＥＤの負荷電圧に対する補正電流値をメモリ５から読み出して、調整された電流を供給する指令を出すことができる。

［照明装置への適用例］
図２は、図１の電源調整システム１０の通信構成を示した概略図である。
同図に示す電源調整システム１０は、ＰＣ１、電源基板２、電子負荷６１〜６４、入力電源（Ｖｉｎ）７、電流計８を備える。

電源基板２は、入力電源７と電気的に接続されている。この入力電源７は、ＰＣ１と通信可能に構成され、ＰＣ１の指令に基づき、所定の範囲から任意の電圧（例えば、ＡＣ９０Ｖ以上２８０Ｖ以下、または、ＤＣ７０Ｖ以上１１０Ｖ以下）を出力することができる。
上記ルックアップテーブルの作成の際は、この所定の範囲の入力電圧、（０％以上１００％以下の）ＲＧＢＷ各色の調光率および所定の範囲の負荷電圧の、運用範囲すべての組み合わせにおける補正電流値が算出される。したがって、このルックアップテーブルは、入力電圧、ＲＧＢＷ各色の調光率および負荷電圧の３次元配列に対する補正電流値が保存されることになる。

電流計８は、電源基板２と電子負荷６１〜６４との間にそれぞれ接続され、電源基板２から電子負荷６への出力電流（実際のＬＥＤ負荷に流れた電流）を計測し、その計測値をＰＣ１へ出力するように構成されている。
電源調整システム１０は、この種のフィードバック要素をさらに向上させるために、他のセンサ類（例えばＦＥＴ１１（図３参照）用の温度センサやＬＥＤ用の照度計）を備えてもよい。

電源調整システム１０は、他の実施形態として、上述したルックアップテーブル（集荷前テスト）と組み合わせて、または、ルックアップテーブルなしで、フィードバックありのリアルタイム制御を行う。あるいは、電源基板２を実際のＬＥＤ負荷に実装した後に、ＣＰＵ３が、一種のニューラルネットワークを用いて、所望のＲＧＢＷ各色の調光率およびそのＬＥＤの負荷電圧に対する補正電流値を学習してもよい。

図３（ａ）は、図１に示す電源基板２を備えた照明装置１００の構成を示した回路図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＲ（Ｒｅｄ）部の拡大回路図である。

電源基板２は一例として、ＤＣ‐ＤＣコンバータ回路の一部であり、ＬＥＤ、ソレノイド、電動モータなどの負荷を駆動させるものである。この電源基板２には、電子負荷６の代わりに実際のＬＥＤ負荷（ＲＧＢＷのＬＥＤ回路）６'が接続されており、ＰＣ１を不要とする（これらの全体を照明装置１００とする）。
電源基板２は、調整モードおよび運用モードの２つのモードを有しており、調整モードにおいて電流調整を行い、調整完了後に運用モードに遷移するように構成されている。

電源基板２は、ＦＥＴドライバ９、ＦＥＴ（スイッチング素子）１１、ダイオード（Ｄ、整流素子）１２、インダクタＬ、キャパシタＣ、電流センスアンプ（電流計）８'、および複数の抵抗Ｒ１〜Ｒ３を備える。

ＦＥＴ１１は、Ｎ型ＭｏｓＦＥＴであるがこれに限られず、Ｐ型ＭｏｓＦＥＴ、ＩＧＢＴ、ＢＪＴ等のＳｉ半導体や化合物半導体などのスイッチング素子が用途に応じて代わりに用いられてもよい。ダイオード（Ｄ）１２は、同様の機能を実現する整流素子（例えばＦＥＴ）を代わりに用いてもよい。
ＦＥＴドライバ９は、マイコン３からのＰＷＭ信号出力を、ＦＥＴ１１のゲート用の制御電圧にレベルシフトするためのものである。各電子負荷６１'〜６４'はそれぞれ、ＲＧＢＷ各色の複数の発光ダイオードが色ごとに直列接続された素子群である。

ＣＰＵ３はメモリ５と通信可能に接続されている。ＣＰＵ３はＰ制御（比例制御）に基づくＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うことができ、そのＰＷＭ出力端子は、ＦＥＴドライバ９の入力側（ＩＮ）と接続されている。ここで用いられるフィードバック制御はＰ制御に限られず、用途に応じてＰＩ制御（比例制御、微分制御）でもＰＩＤ制御（比例制御、微分制御、積分制御）でもよい。
図３（ｂ）に示されているように、ＦＥＴドライバ９の出力側（ＯＵＴ）は、ＦＥＴ１１のゲート入力端子に接続されている。ＦＥＴ１１のソース側には信号用接地（ＧＮＤ）が接続されている。

ＣＰＵ３は、ＦＥＴ１１を、以下のＯＮ状態およびＯＦＦ状態に所定の時間幅(デューティ)で周期的に切り替えるように制御する。

（ＦＥＴ１１がＯＮ状態）
この状態において、入力電源７からインダクタＬに磁気エネルギが蓄えられる。ここで入力電源７からインダクタＬへ流れる電流が所望より足りないときに電流補償するための、キャパシタがさらに配置されてもよい（図示せず）。

（ＦＥＴ１１がＯＦＦ状態）
この状態において、インダクタＬに蓄えられた磁気エネルギが、電子負荷６やキャパシタＣへ移動する。キャパシタＣは、インダクタＬから電子負荷６へ流れる電流が所望より足りないときに、この電流を補償するように電子負荷６へ電流を流すように機能する。

上記のＯＮ／ＯＦＦ状態の時間幅(デューティ)を周期的に、ＣＰＵ３が切り替えることにより、入力電源７の直流電圧Ａ（Ｖ）が、異なる直流電圧Ｂ（Ｖ）に変換されて電子負荷６に印加される。
電圧Ａ（Ｖ）とＢ（Ｖ）との比は、このＯＮ／ＯＦＦのデューティ比で決定される。このデューティ比は、ＣＰＵ３からのＰＷＭ制御信号により調整可能である。

ＦＥＴ１１のドレイン側には、インダクタＬの一端子およびダイオード１２のアノード側が接続されている。ダイオード１２のカソード側には、入力電源（Ｖｉｎ）７およびキャパシタＣの一端子が接続されており、キャパシタＣの他端子は、インダクタＬの他端子に接続されている。
つまり、ＤＣ−ＤＣの平滑化の降圧チョッパ回路（ＤＣ−ＤＣコンバータ部）が構成されている。ここで、ＤＣ−ＤＣコンバータ部は、降圧チョッパ回路に限定されず、用途に応じてハーフブリッジ回路やフルブリッジ回路などが代わりに用いられてもよい。

Ｒ（Ｒｅｄ）用の電子負荷６１'ならびに、直列接続された抵抗Ｒ１およびＲ２が、キャパシタＣに対して並列に接続されている。抵抗Ｒ２の一端子ならびに、インダクタＬおよびキャパシタＣの他端子に、抵抗Ｒ３の両端子がそれぞれ接続されて（介在して）いる。
電流センスアンプ８'の反転入力部（入力マイナス側）は、抵抗Ｒ３とインダクタＬとキャパシタＣとの間に接続されている。電流センスアンプ８'の非反転入力部（入力プラス側）は、抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３と電子負荷６１'の最下流の発光ダイオードＲとの間に接続されている。

電子負荷６１'に印加される電圧（つまり電子負荷６１'に流れた電流（図１の電流値に相当））をＣＰＵ３へフィードバックするように、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間と、ＣＰＵ３のＡＤ一端子とが接続され、かつ、電流センスアンプ８'の出力端子と、マイコン３のＡＤ一端子とが接続されている。

他のＧ（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌｕｅ）Ｗ（Ｗｈｉｔｅ）用の電子負荷６２'〜６４'に対する回路構成も、上述したＲ用の電子負荷６１'に対する回路構成と同様なので、説明を省略する。
ここで、電子負荷６１'〜６４'のプラス（上流）側は共通電位であり、かつ、マイナス（下流）側が異なる電位となるように、ＲＧＢＷそれぞれの抵抗Ｒ２、Ｒ３および電流センスアンプ８'の非反転入力部に接続されている。これにより、電源回路１０'全体の配線をより少なくすることができる。

［電源基板の電流調整］
図４は、図１および図２に示した電源調整システム１０における電源基板２に対するＰＣ１の電流調整機能を示したシーケンス図である。
まず、マスタとなるＰＣ１側で１パターンのＲＧＢＷ各色の調光率および負荷電圧が個別に設定される。（例えば、Ｒの調光率は５０％、他のＧＢＷの調光率は０％、そして、すべての電子負荷６１〜６４の負荷電圧はＤＣ１００Ｖに設定される。）

その後、ＰＣ１からスレーブとなる電源基板２へ、電流調整を開始する命令が送信される。そして、電源基板２から電子負荷６へ設定された１パターンに対応した出力電流（Ｐ制御の操作量（制御入力）に相当）が供給され（電流調整開始ＯＫ）、電子負荷６へ実際に流れた電流値が、電流計８によってＰＣ１へフィードバックされる。

ＰＣ１は、フィードバック電流値と目標電流値（始めは、電源回路４のデフォルトのスペック（所定の初期値）に相当）とを比較し、フィードバック電流値と目標電流値とが異なる場合には、フィードバック電流値が目標電流値となるように電子負荷６へ流す電流を上昇（増加）または下降（減少）させるための指令値を、電源基板２へ送信する。

電源基板２のＣＰＵ３は、ＰＣ１からの出力指令に基づき、電源回路４を制御（ＰＷＭのデューティ比を制御）することで調整された出力電流を電子負荷６へ流す。この一連の電流調整は、出力電流が目標電流値の所定の範囲内（例えば、目標電流値の±５．０％の範囲内）で収まるような定常的な電流応答になるまで繰り返される。この繰り返しが完了すると、１パターンにおける電流調整終了の信号が、ＰＣ１から電源基板２へ送信される。

電源基板２は、ＰＣ１からの指令に基づき、定常的な電流応答になった際の出力電流の値（ＲＧＢＷ各色の補正電流値の１つ）、または、出力電流および出力電圧の値を、対応するＲＧＢＷ各色の調光率および負荷電圧（出力電圧値）と紐付けて、メモリ５のＲＡＭに保存する（ルックアップテーブルの作成）。その後、電流値保存終了の信号が、電源基板２からＰＣ１へ返される。

この一連の電流調整（図４の※１）が、運用範囲（ＲＧＢＷ各色の調光率および負荷電圧がそれぞれ、０％から１００％および２０Ｖから１４０Ｖ）すべての組み合わせにおいて、所定の単位ごと（例えば１．０％および１．０Ｖ単位ごと）に行われる。

すべての組み合わせの運用範囲において電流調整が行われると、電源基板２は、全運用範囲における調整後の出力電流値（補正電流値）を、メモリ５のＲＡＭからＲＯＭに保存する。これにより、ＲＯＭから全運用範囲の出力電流値（ＲＧＢＷ各色の補正電流値）が、電源基板２へ読み出し送信されるようになる。全運用範囲の出力電流値は、ＲＡＭを介さずにＲＯＭに直接保存されてもよいし、別途備え付けられたＨＤＤやＳＳＤなどの他の記憶要素にミラーリングされてもよい。

電流調整の完了後、補正電流値をＲＯＭに書き込む前に、一旦、ＰＣ１で補正電流値を読み出し、ＰＣ１からの指令値と一致する補正電流値のみをＲＯＭに書き込んでもよい。これにより、出力電流値の信頼性が向上する。

全運用範囲の補正電流値が実際に使用できるものであるかどうかが検証されてもよい。この一連の電流調整が実行されたか否かは、目視で確認してもよい。例えば、ＲＧＢＷ調光率に相当する照度（例えば明るさ調整スイッチ）をある程度（例えば３０〜８０％）変化させてみて、電流調整していない場合はまばらな点灯照度変化となり、調整済の場合は、均等な点灯照度変化が確認できる。これにより、電流調整がなされたかどうかを確認してもよい。

図５は、電源基板２の出力電流値（ＲＧＢＷ各色の補正電流値）を決定するために用いられるＰ制御の概略グラフ図である。横軸は時間であり、縦軸は出力電流である。

図に示されているように、Ｐ制御は、
u(t) = Kp(r(t)-y(t))
で式表現される。ここで、u(t)は操作量（出力電流値）、Kpは比例ゲイン、r(t)は目標電流値、y(t)は、電子負荷６へ実際に流れた電流値である。

本実施形態では、電源基板２のＣＰＵ３は、ＰＣ１の指令に基づき、操作量u(t)が目標電流値の所定の比率以内になった段階（時刻ｔ１）で（例えば目標電流値の±５．０％以内になったときに）、急激な変動応答を抑制するように、比例ゲインKpを所定の比率（値）で減少させる（例えば１０から３．０の７０％（７．０）減）。
この所定の比率は、鉄道の室内灯用のＬＥＤには６５％以上７５％以下が望ましい。これにより、Ｐ制御の応答性を向上させることができる。

あるいは、制御応答時間がある程度経った段階で（例えば０．０１０秒以上０．１０秒以下の期間毎に）、比例ゲインKpを所定の比率（例えば１０％以上２０％以下の比率）で減少させてもよい。

その一方で、操作量u(t)がゼロになり、いつまで経っても目標値に到達できないことがある（残留偏差）。この残留偏差を削減するために、ＣＰＵ３は、ＰＣ１の指令に基づき、操作量u(t)が目標電流値の所定の値以内になる（例えば目標電流値の±５．０ｍＡ以内になる）と（時刻ｔ２）、操作量u(t)を所定の値（例えば１．０）に固定する（図６参照）。これにより、残留偏差が±５．０ｍＡから±２５０μＡオーダーに削減され、操作量u(t)が目標電流値により近づいた収束になる。

本実施形態では、上述した比例ゲイン調整制御から操作量調整制御への２段階のＰ制御が基本的には用いられ、操作量調整制御において所定の回数（例えば５回）連続でＰ制御の操作量u(t)の増減が０となった場合に、設定された１パターンの電流調整の完了とする。

あるいは、図７に示されているように、横軸の調整周波数（サンプリングタイム）が最小値に固定されてもよい。この場合、操作量u(t)が安定するまでには図５および６の調整方法より時間がかかるが、結果としては操作量u(t)が、目標電流値により近づいた収束になる。

または、基本的な電流調整動作は比例制御（Ｐ制御）とするが、電流計アクセス周期（例えば、１０ｍｓ）の所定の回数における電流計８の値が、最終許容誤差内に安定する（例えば、最終許容誤差範囲内に５回連続で入る）まで、ＰＣ１が次の制御電文の送信を待機するようにしてもよい（ステップ実行、図８参照）。
これにより、実際の電流値をＰＣ１が認識するまでの時間差による影響が低減されるため、より正確なフィードバック電流値がＰＣ１に返されるようになり、Ｐ制御の応答性を向上させることができる。この送信待機制御は、上述した比例ゲイン調整制御および操作量調整制御と組み合わされてよい。

上述した、比例ゲインKpの所定の比率などのすべての閾値は、設定ファイルとして調整可能にしてよい。また、目標電流値と出力電流との間の誤差が（±）６４％以上の場合、１６％以上６４％未満の場合、１６％未満の場合を、誤差レベルとしてプログレスバーの色（例えば赤→黄→緑）でＰＣ１のモニタ（図示せず）上に表示してもよい。

電流計８の応答速度や計測精度は、メーカ、型式などにより異なるので、電流計アクセス周期、コマンド送信周期（図９参照）、および最終許容誤差も、設定ファイルとして調整可能にしてもよい。
上述した設定ファイルを、ＰＣ１上の既定のフォルダに追加してアプリケーションを再起動（実行）することにより、選択可能な設定セットが自動的に増えて（表示されて）もよい。

図９は、電流自動調整時の出力電流値の状態遷移図である。
電流調整として出力電流値（u(t)、操作量）に、ＵＰ（上昇）、ＤＯＷＮ（下降）、ＳＴＡＢＬＥ（保持）、およびＣＯＭＰＬＥＴＥ（調整完了）の４つの状態が定義される。

ＰＣ１および電源基板２が起動され（開始）、まず、ＰＣ１から電源基板２へ開始コマンドが送信され、電流自動調整が開始される（ＳＴＡＲＴ）。
その後、ＰＣ１側でフィードバック電流値に基づき、出力電流値がＵＰ、ＤＯＷＮ、またはＳＴＡＢＬＥのうち、いずれが実行されるべきであるかが判定される。

ＵＰまたはＤＯＷＮが判定された場合、ＵＰコマンドまたはＤＯＷＮコマンドが電源基板２へ送信される。この判定は、ＳＴＡＢＬＥが所定の回数（例えば５回）判定されるまで繰り返される。
各状態に応じた処理は、所定の周期で実行される。ＵＰまたはＤＯＷＮコマンド送信時の出力電流値には、上述した条件（図５〜８）で変動があり、目標値に近づいたときは変動量を小さくする。この変動量は、Ｐ制御のゲインＫｐで決定される。ＰＩ、ＰＤ、ＰＩＤは基本的には用いられないが、必要に応じて使用してもよい。

ＳＴＡＢＬＥが、所定の回数だけ判定されると、ＣＯＭＰＬＥＴＥとなり、ＰＣ１から電源基板２へ終了コマンドが送信され、電流自動調整が完了となる（終了）。
ここでＳＴＡＢＬＥは、出力電流値が、１サンプリングタイムにおいて最大許容誤差（残留偏差のオーダー）の範囲内にある（つまり、出力電流値が収束している）ことを意味している。

図１０は、電源基板２の運用時のフローチャート図である。

まず、目標値として初期目標値（電源回路４のデフォルトのスペックに相当）が取得される（ステップＳ１）。開始時は、ＬＥＤの順方向電圧が不明なため、この初期目標値により出力がなされる（ステップＳ２）。
その後、電流計８により出力電流（出力電圧）が取得される（ステップＳ３）。

出力電流が取得された後は、この出力電流および初期目標値に対応したＲＧＢＷ各色の補正電流値の１つが上述したルックアップテーブルから読み出される（ステップＳ４）。その後、補正目標値として目標値が、初期目標値から「初期目標値＋補正電流値」に更新かつ取得され（ステップＳ５）、電流出力がなされる。
ステップＳ２からＳ５が繰り返されることにより、電源基板における出力電流のバラツキを簡便かつ正確に調整することができる。これにより、電源基板２にアセンブリされたＬＥＤ（室内灯）の照度を均一にすることができる。

本実施形態によれば、所定の範囲の電圧ＬＥＤ（室内灯）に接続される電源装置（電源基板）の出力電流のバラツキ調整が自動化され、作業工数が削減される。さらに、調光率および出力電流のすべての組み合わせにおいて、（所望の）調光率に対する出力電流の精度が向上する。

本実施形態の電源調整システムは、電気負荷としてＬＥＤだけでなく、モータ、ソレノイド、センシングデバイス全般に幅広く適用されることができる。
上述した各実施形態の電力変換装置の制御方式は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）に限られず、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）、ＰＦＭ（Pulse Frequency Modulation）などの他の制御方式も適用可能である。

１・・・・ＰＣ（情報処理装置）
２・・・・電源基板
３・・・・ＣＰＵ
４・・・・電源回路
５・・・・メモリ（記憶媒体）
６・・・・電子負荷（ＬＥＤ負荷）
６１〜６４・・・・ＲＧＢＷそれぞれの電子負荷
７（Ｖｉｎ）・・・・入力電源
８，８'・・・・電流計（電流センスアンプ）
１０・・・電源調整システム
１１・・・ＦＥＴ（スイッチング素子）
１２・・・ダイオード（Ｄ）
１００・・・照明装置
Ｌ・・・・インダクタ
Ｃ・・・・キャパシタ
ＧＮＤ・・・・信号用接地

Claims (6)

1. 負荷電圧を任意に設定可能な電子負荷と、
   前記電子負荷へ電流を供給する電源基板と、
   前記電子負荷の負荷電圧と、前記電子負荷に流れる電流値に基づいて前記電子負荷に対する前記電源基板の出力電流とを制御する情報処理装置と
   を具備し、
   前記情報処理装置は、前記電子負荷の負荷電圧を所定範囲において複数設定し、前記出力電流をあらかじめ設定された目標電流値に調整するための補正電流値を、複数の負荷電圧各々について設定する制御部を有し、
   前記電源基板は、
   前記複数の負荷電圧各々について設定された複数の補正電流値を記憶する記憶媒体と、
   記憶された補正電流値に対応する電流値を出力可能な電源回路と、を有する
   電源調整システム。
2. 請求項１に記載の電源調整システムであって、
   前記制御部は、前記負荷電圧をＬＥＤ電圧に設定したときのその最大電圧と最小電圧との間における所定の複数の電圧について前記補正電流値をそれぞれ設定する
   電源調整システム。
3. 請求項１又は２に記載の電源調整システムであって、
   前記電源基板は、前記情報処理装置の指令に基づき、前記出力電流が前記目標電流値となるように前記電源回路を制御するフィードバック制御部をさらに有する
   電源調整システム。
4. 請求項３に記載の電源調整システムであって、
   前記フィードバック制御部は、Ｐ制御（比例制御）の操作量が前記目標電流値の所定の比率以内になったときに、比例ゲインを所定の比率で減少させる
   電源調整システム。
5. 請求項４に記載の電源調整システムであって、
   前記目標電流値の所定の比率は±５．０％であり、前記比例ゲインにおける所定の比率は、６５％以上７５％以下である
   電源調整システム。
6. 請求項４または５に記載の電源調整システムであって、
   前記フィードバック制御部は、前記出力電流が前記目標電流値から所定以内になったときは前記操作量を所定の値に固定する
   電源調整システム。

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