JPH0328223Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、電磁比例制御弁を駆動するためのパ
ワー増幅器に係わり、特にデイザー用三角波発生
器の出力信号によつてデイザーをかけながら、高
周波パルス幅変調用基準三角波発生器の出力信号
によつて指令信号に対応してパワートランジスタ
をON，OFF制御し、それによつて前記電磁比例
制御弁を駆動する高周波パルス幅変調増幅器にお
いて、デイザー用三角波発生器の出力信号の電圧
レベル及び周波数を変更しても、それによつてソ
レノイドコイルに流れる電流値が変化してしまう
ことのない高周波パルス幅変調増幅器に関する。

（従来の技術） 近年この種の電磁比例制御弁駆動用の高周波パ
ルス幅変調（以下PWMと略す）増幅器は、デイ
ザーにより制御弁のヒステリシス、応答性、安定
性等の性能が改善されると共に、パルス幅変調方
式の増幅器であるため、通常のリニア方式の増幅
器に較べて発熱量が少なく高効率となり、またパ
ワートランジスタの容量を小規模のものに出来る
など経済的に有利となる利点があることから、用
途が拡大しつつある。

従来の上記増幅器の回路構成を第３図に示す。
図において、電磁比例制御弁を制御するための指
令電圧CVはデイザー用の三角波発生器１（周波
数50〜200Hz）の出力信号DSと加算器２で加算さ
れ、その加算された信号は電流帰還加算器３およ
び関数１／（１＋TS）を有するローパスフイル
タ４を経てPWM用コンパレータ５の一方の入力
端子に導かれる。コンパレータ５の他方の入力端
子には高周波PWM用基準三角波発生器６（周波
数2KHz）の出力信号PSが入力される。これによ
り指令電圧にデイザー用三角波発生器１の出力信
号の加算された指令信号が高周波PWM用基準三
角波発生器の出力信号を基調としてパルス幅変調
され、それによりON，OFFするパルス信号がコ
ンパレータ５から出力される。このコンパレータ
５の出力信号によつて、パワートランジスタ７の
ベース電圧は高レベルあるいは低レベルと変化し
それに応じてパワートランジスタ７は夫々OFF
あるいはON状態となる。このパワートランジス
タ７がONのとき、直流式電磁比例制御弁のソレ
ノイドコイル８が励起され、それによつてプラン
ジヤー（図示しない）が指令電圧に対応して移動
制御される。。同時にプランジヤにはデイザーが
かかる。

なお、９はソレノイドコイル８に流れる平均電
流を検出するための抵抗であり検出された電流信
号は加算器３に導入されて負帰還される。この負
帰還によつて加算器３の出力が定電流化される。
１０はソレノイドコイル保護用ダイオードであ
り、１１は指令電圧CVに修正を加えるためのオ
フセツト調整ボリウムである。

（考案が解決しようとする問題点） このように構成された従来のPWM増幅器にお
いては、デイザー用三角波発生器１の出力信号
DSを指令電圧CVに直接加算しているため、デイ
ザー用三角波発生器１の出力信号DSの電圧レベ
ル又は周波数が変更されると、電磁比例制御弁の
ソレノイドコイル８のインダクタンスのためにソ
レノイドコイル８に流れる出力電流値（出力電流
Ｉの平均値）が変化し、プランジヤの位置が指令
電圧CVの指令位置からずれるという不都合があ
つた。また、このずれを修正するためにオフセツ
ト調整ボリウム１１による指令電圧CVの調整が
必要であつた。以下、このことをさらに詳細に説
明する。

第３図に示す従来のPWM増幅器において、デ
イザー用三角波発生器１を備えず、指令電圧CV
がそのまま電流帰還加算器３に入力される場合を
考える。この場合は、指令電圧CVが時間によら
ず一定であれば、ローパスフイルタ４の出力であ
る偏差電圧CV′は一定となり、指令電圧CVに対
する出力電流Ｉの波形の歪みもなく、電流帰還加
算器３で指令電圧CVから出力電流Ｉの復帰電圧
を引き、ローパスフイルタ４を経た偏差電圧
CV′はほぼ０となつている。

これに対し、第３図に示す従来のPWM増幅器
では、デイザー用三角波発生器１の例えば100Hz
の三角波出力電圧DSを加算器２で指令電圧CVに
加算する構成となつている。このため、加算器２
から出力される指令電圧CVはデイザー用の出力
電圧DSに対応し同様な三角波となり、ソレノイ
ドコイル８のインダクタンスの影響により指令電
圧CVに対する出力電流Ｉの波形の歪みが発生し、
電流帰還加算器３で指令電圧CVから出力電流Ｉ
の帰還電圧を引き、ローパスフイルタ４を経た偏
差電圧CV′は、第４図Ａに示すようにほぼ０とな
らなくなり、時間的に変動するようになる。な
お、第４図Ｂは偏差電圧CV′を指令信号としてパ
ルス幅変調した場合のPWM用コンパレータ５の
出力電圧信号OSを示し、第４図Ｃはその出力電
圧信号OSで得られる出力電流Ｉを示す。

以上のように、第３図に示す構成では、ソレノ
イドコイル８のインダクタンスの影響により指令
電圧CVに対する出力電流Ｉの波形の歪みが発生
し、偏差電圧CV′は時間的に変動する値となる。
この指令電圧CVに対する出力電流Ｉの波形の歪
みの程度、すなわち、偏差電圧CV′の時間変化量
（第４図ＡのCV′指令信号の波形）は、指令電圧
CVに加算されるデイザー用出力電圧DSの電圧レ
ベルと周波数に依存しており、指令電圧CVが一
定であるにも係わらずデイザー用出力電圧DSの
電圧レベルと周波数が変わると出力電流Ｉの波形
の歪みの程度が変化し、出力電流値（出力電流Ｉ
の平均値）が変化することになる。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、かかる従来装置の問題点を解決する
ため、デイザー用三角波発生器の出力信号と高周
波パルス幅変調用基準三角波発生器の出力信号と
を合成する加算器と、その合成された信号と指令
信号とを比較し、パワートランジスタをON，
OFF制御するための出力電圧信号を得るパルス
幅変調用コンバータとを設けたものであり、これ
によつて、たとえばデイザー用三角波発生器の出
力信号の電圧レベル又は周波数が変更されても、
それによつて出力電流の平均値が変化してしまう
ことのない電磁比例制御弁駆動用の高周波パルス
幅変調増幅器が提供される。

（実施例） 以下第１図及び第２図に示す本考案の一実施例
につき詳説に説明する。第１図において、第３図
に示した部材と同一もしくは同等な部材には第３
図に用いたものと同一の符号が付されており、そ
の説明は省略する。

第１図から明らかなとおり、デイザー用三角波
発生器１の出力信号DSは合成用加算器１２によ
つてPWM用基準三角波発生器６の出力信号PSと
合成（重畳）され、その合成信号TSがPWM用
コンパレータ５によつて指令電圧CVのみに依存
する指令信号（偏差電圧）CV′と比較される。

第２図は第１図で述べた本考案増幅器の動作及
び電磁比例制御弁ソレノイドコイル８に流れる実
際の電流Ｉを示すグラフである。第２図Ａに示さ
れるように、デイザー用三角波発生器１の出力信
号DSとPWM用基準三角波発生器６の出力信号
PSとの合成信号TSと、ローパスフイルタ４の出
力である指令信号CV′とがPWM用コンパレータ
５によつて比較され、指令信号CV′＞合成信号
TSの場合にPWM用コンパレータ５から第２図
Ｂに示すような出力電圧信号OSが出力され、そ
れによつて第２図Ｃに示すような電流Ｉがソレノ
イドコイル８に流れる。この電流Ｉに応動してプ
ランジヤ（図示しない）が指令電圧CVに対応し
た動作を行い弁の比例制御が達成される。

第２図の波形から明らかなように、デイザー用
三角波発生器１の出力信号DSの電圧レベルが大
きい時にはその出力信号DSの三角波を基調とし
てパルス幅変調が行なわれ、かつデイザーを作り
出し、一方、三角波発生器１の出力信号DSの電
圧レベルが小さくなるとPWM用基準三角波発生
器６の出力信号PSの三角波を基調としてパルス
幅変調が行われる。これにより指令信号CV′をパ
ルス幅変調しながらデイザーを作り出しているの
で、デイザーにより電磁比例制御弁のヒステリシ
ス、応答性、安定性等の性能が改善されると共
に、パルス幅変調方式の増幅器であるため、通常
のリニア式の増幅器に較べて発熱量が少なく高効
率となり、またパワートランジスタ７の容量を小
規模のものに出来る。

また、本実施例によれば、デイザー用三角波発
生器１の出力信号DSとPWM用基準三角波発生
器６の出力信号PSとの合成TSを基調として
PWM用コンパレータ５によつて指令電圧CVの
みに依存する指令信号CV′をパルス幅変調するの
で、デイザー用三角波発生器１の出力信号DSの
電圧レベル又は周波数を変更しても電磁比例制御
弁のソレノイドコイル８に流れる出力電流Ｉの平
均値は変化しない。

すなわち、前述したように、従来のPWM増幅
器ではデイザー用の三角波出力電圧DSを指令電
圧CVに加算していたため、指令電圧CVに対する
出力電流Ｉの波形の歪みから偏差電圧CV′の時間
的変化が生じていた（第４図Ａ参照）。これに対
し、本実施例では、指令電圧CVはデイザー用の
三角波出力電圧DSが加算されていないことから、
デイザー用三角波発生器１を設けない従来例の場
合と同様、指令電圧CVが時間によらず一定であ
れば、指令電圧CVと出力電流Ｉの帰還電圧との
差の偏差電圧CV′はほぼ０となり、指令電圧CV
に対応したレベルが出力電流値（出力電流Ｉの平
均値）が得られる。

そして、このままではデイザーを出力電流Ｉに
重ね合わせることができないため、本実施例では
偏差電圧CV′をパルス幅変調する基準三角波の出
力信号PSにデイザー用の三角波出力電圧DSを重
ね合わせており、その結果、第２図Ａに示すよう
に、電流帰還加算器３で指令電圧CVから出力電
流Ｉの帰還電圧を引き、ローパスフイルタ４を経
た偏差電圧CV′は一定となり、この一定の偏差電
圧CV′からデイザーを重ね合わせた出力電流Ｉを
得ることにより、デイザー用三角波発生器１の出
力信号DSの電圧レベル又は周波数を変更しても
電磁比例制御弁のソレノイドコイル８に流れる出
力電流Ｉの平均値が変化しなくなる。このため、
電磁比例制御弁のプランジヤの位置を指令電圧
CVに対応する位置に常時正確に制御することが
可能となる。

また、本実施例では、デイザー用三角波発生器
１の出力信号DSの電圧レベル又は周波数を変更
したときに指令電圧CVに修正を加える必要がな
いので、第３図に示された、オフセツト調整ボリ
ウムは不要となる。

さらに、本実施例においては、PWM用基準三
角波発生器６の出力信号PSの周波数は10KHzと
第３図の従来例で述べた周波数2KHzに較べて高
く設定されている。このためで、デイザー用三角
波発生器１の出力信号DSの周波数（50〜200Hz）
はそれに較べて十分に低いため、両者間に不都合
なビート信号を発生するおそれが未然に防止さ
れ、従つてソレノイドコイル８に流れる電流が安
定化され従つて弁の動作が安定化される。

（考案の効果） 以上述べたとうり、本考案によればデイザー用
三角波発生器の出力信号の電圧レベル又は周波数
を変更しても、それによつて電磁比例制御弁のソ
レノイドコイルに流れる電流値が変化することが
防止される。そのため、デイザー用三角波発生器
の出力信号の電圧レベル及び周波数を互いに独立
して変更することが容易となり、電磁比例制御弁
を特定のユニツトに使用した時にデイザー用三角
波発生器の出力信号を最適の電圧レベル及び周波
数に設定することが出来、電磁比例制御弁の用途
が大幅に拡大する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の電磁比例制御弁駆動用の高周
波パルス幅変調増幅器の一実施例を示す回路図、
第２図は該実施例の動作及び電磁比例制御弁のソ
レノイドコイルに流れる電流値を示すグラフ、及
び第３図は従来の電磁比例制御弁駆動用の高周波
パルス幅増幅器を示す回路図であり、第４図は該
従来例の動作及び電磁比例制御弁のソレノイドコ
イルに流れる電流値を示すグラフである。 符号の説明、１……デイザー用三角波発生器、
２……加算器、３……電流帰還加算器、４……ロ
ーパスフイルタ、５……PWM用コンパレータ、
６……高周波PWM用基準三角波発生器、７……
パワートランジスタ、８……ソレノイドコイル、
１２……合成用加算器、DC……デイザー用三角
波発生器の出力信号、PS……PWM用基準三角波
発生器の出力信号、CV……指令電圧、CV′……
指令信号、OS……出力電圧信号、TS……合成信
号、Ｉ……電流。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ デイザー用三角波発生器の出力信号によつて
   デイザーをかけながら、高周波パルス幅変調用
   基準三角波発生器の出力信号によつて指令信号
   に対応してパワートランジスタをON，OFF制
   御し、それによつて前記電磁比例制御弁を駆動
   する高周波パルス幅変調増幅器において、前記
   デイザー用三角波発生器の出力信号と前記高周
   波パルス幅変調用基準三角波発生器の出力信号
   とを合成する加算器と、その合成された信号と
   前記指令信号とを比較し、前記パワートランジ
   スタをON，OFF制御するための出力電圧信号
   を得るパルス幅変調用コンパレータとを設けた
   ことを特徴とする電磁比例制御弁駆動用の高周
   波パルス幅変調増幅器。 ２ 前記デイザー用三角波発生器の出力信号が約
   50〜200Hzの周波数の範囲で調整可能であり、
   前記高周波パルス幅変調用基準三角波発生器の
   出力信号が約10KHzの周波数に設定されている
   実用新案登録請求の範囲第１項記載の電磁比例
   制御弁駆動用の高周波パルス幅変調増幅器。