JPH04331468A

JPH04331468A - 電源回路

Info

Publication number: JPH04331468A
Application number: JP3100025A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Oishi; 昌利大石
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1991-05-01
Filing date: 1991-05-01
Publication date: 1992-11-19
Also published as: EP0511852A2; EP0511852B1; DE69206471T2; EP0511852A3; DE69206471D1

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電源回路に係り、特に電
気粘性流体を用いた振動減衰装置及び動力伝達装置等の
電極部のような容量性負荷に接続され、この容量性負荷
に電圧を印加すると共に印加されている電圧を遮断した
り、印加されている電圧を連続的または段階的に変化さ
せるために使用される電源回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電極間に電気粘性流体を介在
させ、この電気粘性流体に電圧を印加して電気粘性流体
の粘性を利用する振動減衰装置や動力伝達装置等の電気
粘性流体応用装置が知られている。この装置の電源回路
としては、トランスと、トランスの２次巻線に接続され
かつコンデンサを備えた整流回路とからなる電源回路が
使用されている。電気粘性流体自体の応答性（電圧を印
加してから分子の配向が完了し、粘度が一定になるまで
の時間）は数ｍｓｅｃ以下と言われており、この特性を
最大限利用するためには電源回路の応答性を数ｍｓｅｃ
以下、好ましくは５００μｓｅｃ　以下程度の高速応答
性にする必要がある。ここで、電源回路の応答性は、電
圧印加時の応答性、即ち、電源回路の１次側が電力供給
を初めてから２次側の電圧が設定電圧近くまで十分高く
なる（設定電圧の９０％）までの時間と、電圧遮断時の
応答性、即ち、１次側が電力供給を止めてから２次側の
電圧が十分に下がる（設定電圧の１０％）までの時間の
両者を考慮しなければならない。

【０００３】従来の電源回路の応答性を向上させる方法
として、電圧印加時の応答性については、１次側の電力
供給能力を大きくする方法があり、発振周期の数倍で応
答が可能となる。従って一般に使用される２０ＫＨＺ　
の発振周波数（発振周期５０μｓｅｃ　）でも十分な応
答性が期待できる。

【０００４】一方、電圧遮断時の応答性を向上させる方
法としては、整流回路の出力端に整流回路内のコンデン
サに充電された電荷を放電させるためのダミー抵抗を取
り付ける方法、整流回路内の全てのコンデンサの静電容
量を小さくする方法等、放電時定数を小さくする方法や
、トランスの１次側巻線に入力される交流の発振周波数
を大きくして、発振周期に対する放電時定数を同一にし
ながら絶対的な時定数を小さくする方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ダミー
抵抗を用いる方法では、ダミー抵抗で電力が消費される
ため効率が低下すると共に、発熱量が増大する、という
問題がある。コンデンサの静電容量を小さくする方法で
は、整流回路出力のリップルが増大し、出力の安定性が
悪くなる。そして、入力電圧の周波数を大きくする方法
では、電源回路の設計が困難であり、使用する素子にも
高速応答性が要求され、高コストになる、という問題が
ある。

【０００６】本発明は上記問題点を解決すべくなされた
もので、出力電圧の安定性を損なうことなく低コストで
応答性（特に電圧遮断時の応答性）を高速にすることが
できる電源回路を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、トランスとトランスの２次巻線に接続され
かつコンデンサを備えた整流回路とを含み、整流回路の
出力端に容量性負荷が接続されると共に容量性負荷に印
加された電圧を遮断したときに該コンデンサ及び該容量
性負荷の容量成分に充電されていた電荷が該容量性負荷
の抵抗成分を介して放電される電源回路において、前記
コンデンサと前記容量性負荷とから成る回路の放電時定
数が所定値以下となるように前記コンデンサの静電容量
を定めたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の整流回路内のコンデンサで容量性負荷
に印加した電圧を遮断したときに容量性負荷の容量成分
と共に充電されていた電荷を容量性負荷の抵抗成分を介
して放電するコンデンサ、すなわち放電に寄与するコン
デンサの静電容量は、この放電に寄与するコンデンサと
この整流回路の出力端に接続される容量性負荷とからな
る回路の放電時定数が所定値以下となるように定められ
ている。本発明では、容量性負荷の特性を考慮して整流
回路内の放電に寄与するコンデンサの静電容量を定めて
いるため、このコンデンサの静電容量を小さくすること
により必要な放電時定数が得られ、これによって電圧遮
断時の応答性を高速にすることができる。また、入力電
圧の周波数を必要以上に大きくする必要がないため、回
路が簡単になり、低コストな部品を使用することができ
る。さらに、放電に寄与するコンデンサの静電容量を小
さくし他のコンデンサの静電容量を必要以上に低下させ
ないため、出力電圧のリップルを容量性負荷に影響がな
い範囲に定めて必要な高速応答性を得ることができる。

【０００９】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。図１は第１実施例を示すものであり、昇圧ト
ランス１０の１次巻線１２にはインバータ等で構成され
た交流変換器１６が接続されている。この交流変換器１
６には直流電源１８が接続されている。昇圧トランス１
０の２次巻線１４には整流回路２０が接続され、整流回
路２０の出力端には容量性負荷２２が接続されている。また、整流回路２０の出力端には電圧検出器２４が接続
され、電圧検出器２４の出力端は出力電圧設定値が設定
される比較器２６に接続されている。そして、比較器２
６の出力端はパルス幅変調などによって電圧を制御する
電圧制御回路２８を介して交流変換器１６に接続されて
いる。

【００１０】整流回路２０は、図２に示すように、３倍
圧整流回路で構成されている。この３倍圧整流回路は、
ダイオード３０、３２、３４及びコンデンサ３６、３８
、４０によって構成されている。容量性負荷２２は、容
量成分４２と抵抗成分４４とを備えている。この容量性
負荷２２はコンデンサ４０と並列に接続されている。また、ダイオード３０、３４のアノード間には２次巻線
１４が接続されている。

【００１１】本実施例によれば、１次巻線１２に交流変
換器１６から交流を印加すると、２次巻線１４に誘導さ
れ、整流回路２０によって整流され容量性負荷２２に印
加される。また、整流回路２０から出力された電圧は、
電圧検出器２４、比較器２６、電圧制御回路２８によっ
て出力電圧設定値になるようにフィードバック制御され
る。

【００１２】容量性負荷２２に印加されている電圧が遮
断されると、コンデンサ４０、容量成分４２に充電され
ていた電荷が抵抗成分４４を介して放電されることにな
る。本実施例ではこの放電応答性を高速にするためにコ
ンデンサ４０の静電容量Ｃ１を、（Ｃ１＋Ｃ２）Ｒ≦Ｋ
（但し、Ｋは定数）を満たすように定められている。た
だし、Ｃ２は容量性負荷２２の容量成分４２の静電性容
量、Ｒは抵抗成分４４の抵抗値であり、（Ｃ１＋Ｃ２）
Ｒは放電時定数を表している。このＫは数ｍｓｅｃ　以
下、好ましくは５００μｓｅｃ　以下であり、Ｃ２は１
５０ＰＦ、Ｒは２ＭΩ程度である。以上説明したとうに
本実施例によれば放電時定数が所定値以下となるように
整流回路の放電に寄与するコンデンサの静電容量を定め
たので、放電応答性を高速にすることができる。

【００１３】図３に整流回路２０の他の例を示す。この
整流回路２０は、２倍圧整流回路で構成されている。こ
の２倍圧整流回路は、ダイオード４６、４８及びコンデ
ンサ５０、５２によって構成されている。そしてコンデ
ンサ５０とコンデンサ５２との接続点とダイオード４６
のアノードとの間に２次巻線１４が接続されている。こ
の２倍圧整流回路の場合には、コンデンサ５０、５２、
容量成分４２に充電されていた電荷が抵抗成分４４を介
して放電されることになるため、コンデンサ５０、５２
の合成容量が（Ｋ−Ｃ２・Ｒ）／Ｒ以下になればよい。

【００１４】次に本発明の第２実施例について説明する
。本実施例は複数の２次巻線と複数の整流回路とを設け
たものであり、他の部分は第１実施例と同様であるので
対応する部分に同一符号を付して説明を省略する。本実
施例の昇圧トランス１０は１つの１次巻線１２とｎ個の
２次巻線１４１　、１４２　、１４３　、・・・、１４
ｎ　を備えている。２次巻線１４１　、１４２　、１４
３　、・・・、１４ｎ　の各々には、整流回路２０１　
、２０２　、２０３　、・・・、２０ｎ　がそれぞれ接
続されている。整流回路２０１　の一方の出力端は容量
性負荷２２に接続され、他方の出力端は整流回路２０２
　の一方の出力端に接続されている。整流回路２０２　
の他方の出力端は整流回路２０３　の一方の入力端に接
続され、整流回路２０３　の他方の出力端は整流回路２
０４　の一方の出力端に接続され、以下同様に接続され
て整流回路２０１　、２０２　、２０３　、・・・、２
０ｎ　は直列に接続されている。そして、整流回路２０
ｎ　の他方の出力端は容量性負荷２２に接続され、電圧
検出器２４は整流回路２０１　の一方の出力端と、整流
回路２０ｎ　の他方の出力端との間に接続されている。本実施例の整流回路は、図５に示したように第１実施例
の図２に示した３倍圧整流回路や、図６に示したように
第１実施例の図３に示した２倍圧整流回路を使用するこ
とができる。

【００１５】本実施例では、相互に接続されていないｎ
個の２次巻線を使用して各２次巻線に整流回路を接続し
、整流回路を相互に直列に接続している。従って、この
直列回路の両端に発生する電圧は、各整流回路から出力
された電圧を積算した値になる。各整流回路出力が同電
圧であるとすると、第１実施例と同じ昇圧比を得るため
には、１つの２次巻線の巻線比を１／ｎとすればよい。また整流回路の倍圧比も使用する整流回路の個数に応じ
て低下させることができる。従って、整流回路を構成す
るダイオード、コンデンサを耐圧の低いもので構成する
ことができ、これによって応答性を向上し、効率をアッ
プし、低コスト化、小型化を実現することができる。

【００１６】本実施例は、耐圧の低い部品を使用して昇
圧比を高くすることができるため、１２Ｖから１０ＫＶ
程度に昇圧する車載型の電気粘性流体応用装置に適して
いる。３倍圧整流回路を使用したときのコンデンサ４０
１　、４０２　、４０３　、・・・、４０ｎ　の静電容
量Ｃ１　、Ｃ２　、Ｃ３　、・・・、Ｃｎ　は次の式を
満足するように定めればよい。

【００１７】

【数１】なお、静電容量を全て等しい値Ｃｃ　にしたときには次
のようになる。

【００１８】

【数２】また、２倍圧整流回路を使用したときにはコンデンサ５
０１　、５２１　、５０２　、５２２　、・・・、５０
ｎ　、５２ｎ　の静電容量Ｃ１　、Ｃ１　´、Ｃ２　、
Ｃ２　´、Ｃ３　、Ｃ３　´、・・・、Ｃｎ　、Ｃｎ　
´は次の式を満足するように定めればよい。

【００１９】

【数３】なお、静電容量を全て等しい値Ｃ０　にしたときには次
のようになる。

【００２０】

【数４】なお、上記では直流を交流に変換してトランスの１次巻
線に印加する例について説明したが、１次巻線に直接交
流を印加してもよくまた脈流電圧を印加するようにして
もよい。

【００２１】次に上記容量性負荷の具体例を図７を参照
して説明する。この具体例は、振動減衰装置６０と空気
ばね６２とを組合せた車両用サスペンションに関するも
のである。振動減衰装置６０は、筒状可撓膜体６４、６
６を備えている。この筒状可撓膜体６４、６６の各一端
部は、ピストン６８の端部が各々挿入されて液密にされ
、筒状可撓膜体６４、６６がピストン６８によって連結
されている。筒状可撓膜体６４、６６の各他端部には各
々金属製の面板７０、７２によって液密にされ、これに
よって筒状可撓膜体６４、６６内に密閉室７４が形成さ
れている。面板７０、７２は、面板７０、７２を貫通す
る棒状の正電極８０と正電極８０との間に絞り通路８２
を形成する筒状の負電極７８とによって構成されると共
に、ピストン６０を貫通してガイド部材６５によってガ
イドされる連結部材７６によって連結されている。連結
部材７６の面板７２を貫通した部分は、弾性体から成る
ストッパ８８によって被覆されている。正電極８０と負
荷極７８との間、正電極８０と面板７０、７２との間は
、それらの間に介在された、合成樹脂、セラミックス等
で形成された絶縁材料８４によって絶縁されている。また、負電極７８の両端部近傍には孔８６が各々穿設さ
れており、この孔８６によって密閉室７４と絞り通路８
２とが連通されている。そして、密閉室７４及び絞り通
路８２内には電気粘性流体が封入されている。

【００２２】ピストン６０の中間部外周には、フランジ
が形成され、このフランジに有底円筒状の内筒９０が取
付けられている。内筒９０の底面には車両の取付部位に
この装置を取付けるためのアイフック９２が設けられて
いる。

【００２３】面板７０には、外筒９４の一端が取付けら
れている。この外筒９４の他端には可撓性スリーブ９６
の一端が気密に取付けられ、また可撓性スリーブ９６の
他端は円筒の外周に気密に取付けられている。従って、
外筒９４の内部と内筒９０の内部とによって空気室９８
が構成されることになる。外筒９４の内部と内筒９０の
内部とはフランジに形成された貫通孔１００によって連
通されている。そして、空気室９８に空気を封入するこ
とによって空気ばねが構成される。

【００２４】上記のように構成された車両用サスペンシ
ョンの振動減衰装置の電極は、上記で説明した電源回路
に接続される。このとき車載バッテリの電圧は１２Ｖで
あるため、電源回路出力を１０ＫＶ程度にする。

【００２５】かかる振動減衰装置は、電極間に電場が存
在しないときには、振動減衰機能を発揮することができ
、また、電極間に電場を発生させたときには、電気粘性
流体の粘性が、その電場の強さに応じて高まることから
、電場の強さを選択することによって、所期した通りの
大きさの振動減衰力を発揮することができる。

【００２６】上記の振動減衰装置において、連結部材７
６は、それを密閉室７４の外側に配設することも可能で
あるが、装置の小型化のためには、図に示すように、ピ
ストン６０に貫通させて密閉室７４の内側に配設するこ
とが好ましく、この場合には、ピストン６０の上下の端
部分に取付けたそれぞれのガイド部材６５によって、連
結部材７６の、ピストン６０に対する摺動運動をガイド
することが、その運動を円滑にさせ、また、連結部材７
のピストン３への接触を防止する上で好ましい。

【００２７】なおここで、各ガイド部材６５は、それと
連結部材７６との間を液密にシールすることが不要であ
って、それら両者の緊密な嵌合を回避できることから、
小さな力による連結部材７６の作動を可能にすることが
できる。

【００２８】ところで、この例では、連結部材内の絞り
通路８２を、所要の断面積をもたらすべく円筒形状とし
ているが、その形状は、各筒形状、適宜輪郭の柱状形状
その他に所要に応じて変更することができ、このように
して形成される絞り通路８２を、連結部材７６の各端部
分に設けた孔８６によってそれぞれの可撓膜体６４、６
６の内側に開口させることにより、それぞれの可撓膜体
１の内側に位置する電気粘性流体の、絞り通路８２への
流通を担保する。

【００２９】以上のように構成した振動減衰装置によれ
ば、絞り通路８２の長さを長くできることに加え、その
通路断面積を所要に応じた小ささとしてもなお、部品相
互の接触のおそれを完全に取除くことができるので、装
置の振動減衰機能を、何の不都合もなしに、所期した通
りに向上させることができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本実施例によれば、
放電時定数が所定値以下となるように整流回路の放電に
寄与するコンデンサの静電容量を定めたので、出力電圧
の安定性を損うことなく低コストで応答性（特に電圧遮
断時の応答性）を高速にすることができる、という効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブロック図である。

【図２】図１の整流回路の回路図である。

【図３】図１の整流回路の回路図である。

【図４】本発明の第２実施例のブロック図である。

【図５】第２実施例の整流回路の回路図である。

【図６】第２実施例の整流回路の回路図である。

【図７】第１実施例及び第２実施例に使用される負荷の
一例を示す断面図である。

【符号の説明】

６０　　　　　　振動減衰装置６２　　　　　　空気ばね

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　トランスとトランスの２次巻線に接続
されかつコンデンサを備えた整流回路とを含み、整流回
路の出力端に容量性負荷が接続されると共に容量性負荷
に印加された電圧を遮断したときに該コンデンサ及び該
容量性負荷の容量成分に充電されていた電荷が該容量性
負荷の抵抗成分を介して放電される電源回路において、
前記コンデンサと前記容量性負荷とから成る回路の放電
時定数が所定値以下となるように前記コンデンサの静電
容量を定めたことを特徴とする電源回路。