JPH0284056A - 昇圧チョッパ装置の出力電圧制御方法 - Google Patents
昇圧チョッパ装置の出力電圧制御方法Info
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- JPH0284056A JPH0284056A JP23311588A JP23311588A JPH0284056A JP H0284056 A JPH0284056 A JP H0284056A JP 23311588 A JP23311588 A JP 23311588A JP 23311588 A JP23311588 A JP 23311588A JP H0284056 A JPH0284056 A JP H0284056A
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- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
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- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 101150003970 Avr1 gene Proteins 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電圧変動が大きい直流電源から電力の供給
を受ける昇圧チョッパ装置の出力電圧を制御する方法に
関する。
を受ける昇圧チョッパ装置の出力電圧を制御する方法に
関する。
第３図は入力直流を所望の電圧に昇圧する昇圧チョッパ
装置の従来例を示した回路図である。
装置の従来例を示した回路図である。
この第３図において、スイッチング動作をするトランジ
スタ３Ｔとりアクドル３Ｌおよびダイオード３Ｄとで昇
圧チョッパ装置３を構成し、直流型ａ２からの直流電力
をこの昇圧チョッパ装置で昇圧して、負荷５に給電する
。なお符号４は平滑コンデンサである。
スタ３Ｔとりアクドル３Ｌおよびダイオード３Ｄとで昇
圧チョッパ装置３を構成し、直流型ａ２からの直流電力
をこの昇圧チョッパ装置で昇圧して、負荷５に給電する
。なお符号４は平滑コンデンサである。
この昇圧チｇ７バ装置３の出力電圧の制御は、次のよう
にしてなされる。すなわち、電圧目標値を電圧設定器１
１で設定するのであるが、ソフトスタート回路１２を介
して得られる電圧目標値と、出力電圧検出回路１３から
得られる電圧実際値との偏差を演算し、比例積分演算器
で構成している電圧＊ａ回路（以下ではＡＶＲと略記す
る’） ＩＩＩ にこの偏差を与えると、当該ＡＶＲ１
４は、入力偏差を零にする制御信号を出力する。
にしてなされる。すなわち、電圧目標値を電圧設定器１
１で設定するのであるが、ソフトスタート回路１２を介
して得られる電圧目標値と、出力電圧検出回路１３から
得られる電圧実際値との偏差を演算し、比例積分演算器
で構成している電圧＊ａ回路（以下ではＡＶＲと略記す
る’） ＩＩＩ にこの偏差を与えると、当該ＡＶＲ１
４は、入力偏差を零にする制御信号を出力する。
ＡＶＲ１４の出力は、クランプ回路１５でその上ｔｉｌ
ｌ （ａが制限されているが、このクランプ回路１５を
介して得られるこのＡＶＲ＋４からの制御信号と、３角
波発振器１６からのキャリア３角波とをコンパレータ１
７に入力してこの両者を比較し、制′Ｉ’ｉＪ信号の方
がキャリア３角波よりも大である期間は、ベース駆動回
路１８からのベース信号でトランジスタ３Ｔをオンにす
る制御を行うことにより、この昇圧チョッパ装置３の出
力電圧を、電圧設定器Ｉｔで設定する電圧目標値に一致
するよう、定電圧制御を行うものである。
ｌ （ａが制限されているが、このクランプ回路１５を
介して得られるこのＡＶＲ＋４からの制御信号と、３角
波発振器１６からのキャリア３角波とをコンパレータ１
７に入力してこの両者を比較し、制′Ｉ’ｉＪ信号の方
がキャリア３角波よりも大である期間は、ベース駆動回
路１８からのベース信号でトランジスタ３Ｔをオンにす
る制御を行うことにより、この昇圧チョッパ装置３の出
力電圧を、電圧設定器Ｉｔで設定する電圧目標値に一致
するよう、定電圧制御を行うものである。
ここでクランプ回路１５は、ＡＶＲ１４の出力が所定の
上限値を越えて次段へ与えられるのを防止するためのも
のであって、たとえばこの昇圧チａｙパ装置３を始動す
るさいに、ソフトスタート回路１２の立上がりが早い場
合には、ＡＶＲ１４の出力はクランプ回路１５の作用で
、当該クランプ回路１５の設定する上限値まで上昇する
ことになる。
上限値を越えて次段へ与えられるのを防止するためのも
のであって、たとえばこの昇圧チａｙパ装置３を始動す
るさいに、ソフトスタート回路１２の立上がりが早い場
合には、ＡＶＲ１４の出力はクランプ回路１５の作用で
、当該クランプ回路１５の設定する上限値まで上昇する
ことになる。
クランプ回路１５で設定している上限値が一定不変であ
るとすると、昇圧チッソバ装置３の出力電圧Ｖｏは、入
力電圧Ｖｉ にほぼ比例している。
るとすると、昇圧チッソバ装置３の出力電圧Ｖｏは、入
力電圧Ｖｉ にほぼ比例している。
一般に直流電源２の電圧、すなわち昇圧チ式ツバ装置３
の入力電圧はある程度変動するが、この変動範囲が狭い
場合は、入力電圧が最高のときの出力電圧の最大値が、
当該昇圧チタッパ装置３に使用している回路素子や、負
荷５などの最大定格を越えないように、これら素子の定
格選定を適切に行えばよい。
の入力電圧はある程度変動するが、この変動範囲が狭い
場合は、入力電圧が最高のときの出力電圧の最大値が、
当該昇圧チタッパ装置３に使用している回路素子や、負
荷５などの最大定格を越えないように、これら素子の定
格選定を適切に行えばよい。
しかしながら、入力電圧の変動範囲が広い場合には、入
力電圧が最高のときの出力電圧の最大値でクランプ回路
１５の上限値を設定すると、入力電圧が大幅に低下した
とき、トランジスタ３Ｔの制御率αが不足状態になって
、当該昇圧チョッパ装！３を定電圧制御できなくなる不
都合を生じる。
力電圧が最高のときの出力電圧の最大値でクランプ回路
１５の上限値を設定すると、入力電圧が大幅に低下した
とき、トランジスタ３Ｔの制御率αが不足状態になって
、当該昇圧チョッパ装！３を定電圧制御できなくなる不
都合を生じる。
第４図は第３図に示す従来例回路においてクランプ回路
の上限値一定の状態で入力電圧が大幅に変動した場合の
動作をあられしたタイムチャートであって、第４図（イ
）は入力電圧Ｖｉ の変化、第４図（ロ）はキャリア３
角波ＡとＡＶＲ１４の出力Ｂおよびクランプ回路１５の
上限値Ｃとの関係、第４図（ハ）はコンパレータ１７が
出力する点弧（３号をそれぞれがあられしている。
の上限値一定の状態で入力電圧が大幅に変動した場合の
動作をあられしたタイムチャートであって、第４図（イ
）は入力電圧Ｖｉ の変化、第４図（ロ）はキャリア３
角波ＡとＡＶＲ１４の出力Ｂおよびクランプ回路１５の
上限値Ｃとの関係、第４図（ハ）はコンパレータ１７が
出力する点弧（３号をそれぞれがあられしている。
この第４図に示すように、入力電圧Ｖｉ が高い期間で
は、ＡＶＲ１４の出力Ｂは小であり、これとキャリア３
角波Ａとの大小関係を比較することで、コンパレータ
１７からは、図示のパルス信号を出力することになる。
は、ＡＶＲ１４の出力Ｂは小であり、これとキャリア３
角波Ａとの大小関係を比較することで、コンパレータ
１７からは、図示のパルス信号を出力することになる。
なお、この第４図（ノリに示すように、スイッチをオン
にするパルス信号の期間をし、スインチング周期をＴと
すると、制御率αは（１）式で示すことができる。
にするパルス信号の期間をし、スインチング周期をＴと
すると、制御率αは（１）式で示すことができる。
α−−−（１）
また、昇圧チョッパ装ｆ３の入力電圧がＶｉ で、制御
率がαであるとき、この昇圧チゴッパ装置３の出力電圧
Ｖｏは（２）式で示すことができる。
率がαであるとき、この昇圧チゴッパ装置３の出力電圧
Ｖｏは（２）式で示すことができる。
ｌ −α
この（２）式を変形することで、制御率αは（３）式で
あられすこともできる。
あられすこともできる。
Ｏ
さて、第４図において、入力電圧Ｖｉ が大幅に低下す
ると、これに対応してＡＶＲ１４の出力Ｂは上昇するの
であるが、第４図（ロ）に示すように、クランプ回路１
５の上限（ＩＩＣよりも大となっても、この上限（ｊｌ
ＩＣに制限されることになるので、コンパレータＩ７に
おいて、キャリア３角波Ａと上限値Ｃとの大小関係を比
較することになり、結局、制御率αが不足することにな
り、出力電圧Ｖｏが低下し、定電圧制御ができなくなる
。
ると、これに対応してＡＶＲ１４の出力Ｂは上昇するの
であるが、第４図（ロ）に示すように、クランプ回路１
５の上限（ＩＩＣよりも大となっても、この上限（ｊｌ
ＩＣに制限されることになるので、コンパレータＩ７に
おいて、キャリア３角波Ａと上限値Ｃとの大小関係を比
較することになり、結局、制御率αが不足することにな
り、出力電圧Ｖｏが低下し、定電圧制御ができなくなる
。
そこでこの発明の目的は、昇圧チョッパ装置の入力端子
が大幅に変動しても、出力電圧を所定値に制御できるよ
うにすることにある。
が大幅に変動しても、出力電圧を所定値に制御できるよ
うにすることにある。
上記の目的を達成するために、この発明の出力電圧制御
方法は、電圧変動が大なる直流’ｖ、ｓに接続した昇圧
チョッパ装置の出力電圧を、出力信号の上限値を設定し
ている電圧制御ループにより目標値に制御している昇圧
チッッパ装置の出力電圧制御方法において、前記電圧制
御ループの出力上ＩＩＩ （ｉを、前記直流ｔＲの電圧
上昇または下降に対応して、これとは逆方向に所定の関
係で変化させるものとする。
方法は、電圧変動が大なる直流’ｖ、ｓに接続した昇圧
チョッパ装置の出力電圧を、出力信号の上限値を設定し
ている電圧制御ループにより目標値に制御している昇圧
チッッパ装置の出力電圧制御方法において、前記電圧制
御ループの出力上ＩＩＩ （ｉを、前記直流ｔＲの電圧
上昇または下降に対応して、これとは逆方向に所定の関
係で変化させるものとする。
この発明は、昇圧チシッパ装置の出力電圧を制御する電
圧制御ル−プの出力上限値を、入力端子が低下した場合
には上昇させて、制御率αに不足が生じないようにして
、出力電圧を所定値に維持するものである。
圧制御ル−プの出力上限値を、入力端子が低下した場合
には上昇させて、制御率αに不足が生じないようにして
、出力電圧を所定値に維持するものである。
第１図は本発明の実施例をあられした回路図である。
この第１図において、昇圧チョッパ装置３は、電圧変動
が大きい直流量１ｌｌＩ２０からの直流電力を、所望電
圧の直流電力に変換して負荷５に供給するのであるが、
この第１図に図示の昇圧チョッパ装置３、平滑コンデン
サ４、負荷５、電圧設定器１１ ソフトスタート回路
１２、出力電圧検出回路１３、ＡＶＲ１４３角波発振器
１６ 、コンパレータ１７およびベース駆動回路１８の
名称・用途・機能は、第３図で既述のものと同じである
から、これらの説明は省略する。
が大きい直流量１ｌｌＩ２０からの直流電力を、所望電
圧の直流電力に変換して負荷５に供給するのであるが、
この第１図に図示の昇圧チョッパ装置３、平滑コンデン
サ４、負荷５、電圧設定器１１ ソフトスタート回路
１２、出力電圧検出回路１３、ＡＶＲ１４３角波発振器
１６ 、コンパレータ１７およびベース駆動回路１８の
名称・用途・機能は、第３図で既述のものと同じである
から、これらの説明は省略する。
本発明においては、電圧変動が大なる直流電源２０を使
用するのにあたって、昇圧チ！！ソバ装置３の入力側に
、電源電圧検出回路２１を設置し、クランプ回路２２で
設定している上限値を、この電源電圧検出値に対応して
変化させるようにしている。
用するのにあたって、昇圧チ！！ソバ装置３の入力側に
、電源電圧検出回路２１を設置し、クランプ回路２２で
設定している上限値を、この電源電圧検出値に対応して
変化させるようにしている。
いま、昇圧チョッパ装置ｆ３の出力電圧の最大値をＶ
ｏｍａｘ、入力電圧を■ｉとし、キャリア３角波の最大
値をＶｐ 、クランプ回路１５で設定する上限値をＶｃ
とし、制御率αの最大値をα−ａＸ とすると、 この（４）式を変形してクランプ電圧Ｖｃを求めると、 かくして入力電圧Ｖｉ が変化した場合でも、出力電圧
の最大値Ｖ ｏｍａｘの値を一定に制御２１できるので
回路素子の破ｔｉを防止できるし、制御ｎ率αが不足す
るおそれも解消できる。
ｏｍａｘ、入力電圧を■ｉとし、キャリア３角波の最大
値をＶｐ 、クランプ回路１５で設定する上限値をＶｃ
とし、制御率αの最大値をα−ａＸ とすると、 この（４）式を変形してクランプ電圧Ｖｃを求めると、 かくして入力電圧Ｖｉ が変化した場合でも、出力電圧
の最大値Ｖ ｏｍａｘの値を一定に制御２１できるので
回路素子の破ｔｉを防止できるし、制御ｎ率αが不足す
るおそれも解消できる。
第２図は第１図に示す実施例回路におけるクランプ回路
部分の構成をあられした回路図である。
部分の構成をあられした回路図である。
クランプ回路２２は、演算増幅器３０．３個の抵抗３１
．３２．３３およびダイオード３４ とで構成していて
、抵抗３１ は制御回路の負電源Ｎを入力し、抵抗３２
は電源電圧検出回路２１が検出する入力電圧Ｖｉ を人
力しており、抵抗３１．３２および３３の抵抗値をそれ
ぞれＲ１，Ｒ２およびＲ３とすると、演算増幅器３０の
働きにより、クランプ電圧Ｖｃ は（６）式であられす
ことができる。
．３２．３３およびダイオード３４ とで構成していて
、抵抗３１ は制御回路の負電源Ｎを入力し、抵抗３２
は電源電圧検出回路２１が検出する入力電圧Ｖｉ を人
力しており、抵抗３１．３２および３３の抵抗値をそれ
ぞれＲ１，Ｒ２およびＲ３とすると、演算増幅器３０の
働きにより、クランプ電圧Ｖｃ は（６）式であられす
ことができる。
ここで、キャリア３角波のピーク値がＶｐであるから、
Ｖｐ Ｒ３
−・・−−−−・−−−−−・−・・〜・−・・・−−
−−・・・・ （８）Ｖｏｓａｘ Ｒ２ これら（７）、 （８）式を（６）式に代入すると（９
）式が得られる。
−−・・・・ （８）Ｖｏｓａｘ Ｒ２ これら（７）、 （８）式を（６）式に代入すると（９
）式が得られる。
Ｖｏｓａｘ
この（９）式は前述した（５）式と等しい。
すなわち抵抗値Ｒ１、Ｒ２およびＲ３を（７）、 （８
）式を満足する関係に選定することで（５）式に示すク
ランプ電圧を得ることができる。
）式を満足する関係に選定することで（５）式に示すク
ランプ電圧を得ることができる。
この発明によれば、電圧制御ループの出力上限値をクラ
ンプ回路により制限している昇圧チョ。
ンプ回路により制限している昇圧チョ。
バ装置に電力を供給する直流電源の電圧が大幅に変動す
る場合に、この電源電圧の変動に対応して、前記クラン
プ回路で設定する上限値を変化させることで、入力端子
が上昇しても、出力電圧が回路構成素子の許容定格を越
えることがなく、かつ、入力電圧が低下した場合に制御
率が不足することもなく、当該昇圧チ町ツバ装置を定電
圧運転させることができる。
る場合に、この電源電圧の変動に対応して、前記クラン
プ回路で設定する上限値を変化させることで、入力端子
が上昇しても、出力電圧が回路構成素子の許容定格を越
えることがなく、かつ、入力電圧が低下した場合に制御
率が不足することもなく、当該昇圧チ町ツバ装置を定電
圧運転させることができる。
第１図は本発明の実施例をあられした回路図、第２図は
第１図に示す実施例回路におけるクランブ回路部分の構
成をあられした回路図、第３図は入力直流を所望の電圧
に昇圧する昇圧チョッパ装置の従来例を示した回路図、
第４図は第３図に示す従来例回路においてクランプ回路
の上限値一定の状態で入力端子が大幅に変動した場合の
動作をあられしたタイムチャートである。 ２．２０・・・直流電源、３・・・昇圧チゴッパ装置、
４・・・平滑フィルタ、５・・・負荷、Ｉｆ・・・電圧
設定器、１２・・・ソフトスタート回路、１３・・・出
力電圧検出回路、１４・・・ＡＶＲ，１５，２２・・・
クランプ回路、１６・・・３角波発振器、２１７・・・
コンパレータ、１８・・・ベース駆動回路、２１・・・
電源電圧検出回路、３０・・・演算増幅器、３１．３２
図 ぢ 固
第１図に示す実施例回路におけるクランブ回路部分の構
成をあられした回路図、第３図は入力直流を所望の電圧
に昇圧する昇圧チョッパ装置の従来例を示した回路図、
第４図は第３図に示す従来例回路においてクランプ回路
の上限値一定の状態で入力端子が大幅に変動した場合の
動作をあられしたタイムチャートである。 ２．２０・・・直流電源、３・・・昇圧チゴッパ装置、
４・・・平滑フィルタ、５・・・負荷、Ｉｆ・・・電圧
設定器、１２・・・ソフトスタート回路、１３・・・出
力電圧検出回路、１４・・・ＡＶＲ，１５，２２・・・
クランプ回路、１６・・・３角波発振器、２１７・・・
コンパレータ、１８・・・ベース駆動回路、２１・・・
電源電圧検出回路、３０・・・演算増幅器、３１．３２
図 ぢ 固
Claims (1)
- １）電圧変動が大なる直流電源に接続した昇圧チョッパ
装置の出力電圧を、出力信号の上限値を設定している電
圧制御ループにより目標値に制御している昇圧チョッパ
装置の出力電圧制御方法において、前記電圧制御ループ
の出力上限値を、前記直流電源の電圧上昇または下降に
対応して、これとは逆方向に所定の関係で変化させるこ
とを特徴とする昇圧チョッパ装置の出力電圧制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311588A JPH0284056A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 昇圧チョッパ装置の出力電圧制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23311588A JPH0284056A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 昇圧チョッパ装置の出力電圧制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0284056A true JPH0284056A (ja) | 1990-03-26 |
Family
ID=16950002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23311588A Pending JPH0284056A (ja) | 1988-09-17 | 1988-09-17 | 昇圧チョッパ装置の出力電圧制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0284056A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289361A (en) * | 1991-01-16 | 1994-02-22 | Vlt Corporation | Adaptive boost switching preregulator and method |
| JP2005117784A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Rohm Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| EP2112757A2 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-28 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for producing a substantially constant output voltage in a power source boost system |
-
1988
- 1988-09-17 JP JP23311588A patent/JPH0284056A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5289361A (en) * | 1991-01-16 | 1994-02-22 | Vlt Corporation | Adaptive boost switching preregulator and method |
| US5406192A (en) * | 1991-01-16 | 1995-04-11 | Vlt Corporation | Adaptive boost switching preregulator and method having variable output voltage responsive to input voltage |
| JP2005117784A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-04-28 | Rohm Co Ltd | スイッチング電源装置 |
| EP2112757A2 (en) * | 2008-04-23 | 2009-10-28 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for producing a substantially constant output voltage in a power source boost system |
| JP2009268348A (ja) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Honeywell Internatl Inc | 電源ブーストシステムにおいて実質的に一定の出力電圧を提供するためのシステムおよび方法 |
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