JPH0645841A - 電圧／電流変換器の制御回路 - Google Patents
電圧／電流変換器の制御回路Info
- Publication number
- JPH0645841A JPH0645841A JP4196860A JP19686092A JPH0645841A JP H0645841 A JPH0645841 A JP H0645841A JP 4196860 A JP4196860 A JP 4196860A JP 19686092 A JP19686092 A JP 19686092A JP H0645841 A JPH0645841 A JP H0645841A
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- current
- transistor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電圧／電流変換部のパワー損失を低減する。
【構成】 演算増幅器Ａｍｐ１，Ａｍｐ２およびトラン
ジスタＴ１，Ｔ２からなる電圧／電流変換部に対して演
算増幅器Ａｍｐ３、パルス幅変調器ＰＷＭおよびインダ
クタＬ，コンデンサＣ，ダイオードＤｉ，トランジスタ
Ｔ３およびバッテリＢＡからなる電力変換部を設け、演
算増幅器Ａｍｐ３により負荷端の電圧ＶRを検出し、こ
れに応じてパルス幅変調器ＰＷＭによりバッテリＢＡの
電圧ＶｐをＶｐ’に低下させることにより、トランジス
タＴ２での発熱量を抑制し、信頼性を向上させる。
ジスタＴ１，Ｔ２からなる電圧／電流変換部に対して演
算増幅器Ａｍｐ３、パルス幅変調器ＰＷＭおよびインダ
クタＬ，コンデンサＣ，ダイオードＤｉ，トランジスタ
Ｔ３およびバッテリＢＡからなる電力変換部を設け、演
算増幅器Ａｍｐ３により負荷端の電圧ＶRを検出し、こ
れに応じてパルス幅変調器ＰＷＭによりバッテリＢＡの
電圧ＶｐをＶｐ’に低下させることにより、トランジス
タＴ２での発熱量を抑制し、信頼性を向上させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、工業プロセス信号処
理用などに用いられる電圧／電流変換器、特にそのため
の制御回路に関する。
理用などに用いられる電圧／電流変換器、特にそのため
の制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は電圧／電流変換部の従来例を示す
回路図である。同図において、Ｖｉは入力電圧、Ａｍｐ
１は演算増幅器で、このＡｍｐ１は次式の関係が成立す
るように、トランジスタＴ１の制御を行なう。Ｒ１は抵
抗である。 Ｉｉ＝Ｖｉ／Ｒ１ …（１） （１）式の電流Ｉｉは抵抗Ｒ２にも流れ、したがって、
その両端の電圧Ｖ２は、 Ｖ２＝Ｒ２・Ｉｉ …（２） となる。
回路図である。同図において、Ｖｉは入力電圧、Ａｍｐ
１は演算増幅器で、このＡｍｐ１は次式の関係が成立す
るように、トランジスタＴ１の制御を行なう。Ｒ１は抵
抗である。 Ｉｉ＝Ｖｉ／Ｒ１ …（１） （１）式の電流Ｉｉは抵抗Ｒ２にも流れ、したがって、
その両端の電圧Ｖ２は、 Ｖ２＝Ｒ２・Ｉｉ …（２） となる。
【０００３】つまり、入力電圧ＶｉはＶ２に変換される
とともに、 Ｖ２＝Ｒ２／Ｒ１・Ｖｉ …（３） のように、電源電圧Ｖｐ基準の信号に変換される。Ａｍ
ｐ２はトランジスタＴ２の制御を行なう演算増幅器であ
り、（３）式の電圧Ｖ２を一定となるように制御する。
したがって、トランジスタＴ２の出力電流Ｉｏは、 Ｉｏ＝｛Ｒ２／（Ｒ１・Ｒ３）｝Ｖｉ …（４） となり、入力電圧Ｖｉに比例する電流を得ることができ
る。
とともに、 Ｖ２＝Ｒ２／Ｒ１・Ｖｉ …（３） のように、電源電圧Ｖｐ基準の信号に変換される。Ａｍ
ｐ２はトランジスタＴ２の制御を行なう演算増幅器であ
り、（３）式の電圧Ｖ２を一定となるように制御する。
したがって、トランジスタＴ２の出力電流Ｉｏは、 Ｉｏ＝｛Ｒ２／（Ｒ１・Ｒ３）｝Ｖｉ …（４） となり、入力電圧Ｖｉに比例する電流を得ることができ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
回路は電流出力源として働き、その出力負荷抵抗Ｒl は
設置される距離に応じて変化する。ここでは、出力負荷
抵抗Ｒl は０Ω以上で、Ｒl （ｍａｘ）Ω未満となり、
Ｒl （ｍａｘ）は次式の如く電源電圧Ｖｐに依存する値
となる。 Ｒl （ｍａｘ）＝｛Ｖｐ−Ｒ３・Ｉｏ−Ｖｃｅ（ＳＡＴ）｝／Ｉｏ…（５） ここに、Ｖｃｅ（ＳＡＴ）はトランジスタＴ２のコレク
タ−エミッタ間の飽和電圧を示す。つまり、負荷抵抗値
Ｒl によって、トランジスタＴ２に掛かる電力が大きく
変化する。
回路は電流出力源として働き、その出力負荷抵抗Ｒl は
設置される距離に応じて変化する。ここでは、出力負荷
抵抗Ｒl は０Ω以上で、Ｒl （ｍａｘ）Ω未満となり、
Ｒl （ｍａｘ）は次式の如く電源電圧Ｖｐに依存する値
となる。 Ｒl （ｍａｘ）＝｛Ｖｐ−Ｒ３・Ｉｏ−Ｖｃｅ（ＳＡＴ）｝／Ｉｏ…（５） ここに、Ｖｃｅ（ＳＡＴ）はトランジスタＴ２のコレク
タ−エミッタ間の飽和電圧を示す。つまり、負荷抵抗値
Ｒl によって、トランジスタＴ２に掛かる電力が大きく
変化する。
【０００５】すなわち、トランジスタＴ２に掛かる電力
をＰＴ２とすると、 ＰＴ２＝｛Ｖｐ−（Ｒ３＋Ｒl ）・Ｉｏ｝・Ｉｏ …（６） と表わされ、Ｒl の値に依存してＶｃｅ（ＳＡＴ）・Ｉ
ｏ（ｍｉｎ）を越え、｛Ｖｐ−Ｒ３・Ｉｏ（ｍａｘ）｝
・Ｉｏ（ｍａｘ）以下の間で変化する。なお、Ｉｏ（ｍ
ｉｎ）はＶｉが零（最小）のときの出力電流値、Ｉｏ
（ｍａｘ）はＶｉが最大のときの出力電流値をそれぞれ
示す。そして、上記電力消費はトランジスタＴ２の発熱
となり、機器の信頼度を著しく低下させる原因ともな
る。したがって、この発明の課題はトランジスタによる
電力消費を抑制し、その発熱を抑制し得るようにするこ
とにある。
をＰＴ２とすると、 ＰＴ２＝｛Ｖｐ−（Ｒ３＋Ｒl ）・Ｉｏ｝・Ｉｏ …（６） と表わされ、Ｒl の値に依存してＶｃｅ（ＳＡＴ）・Ｉ
ｏ（ｍｉｎ）を越え、｛Ｖｐ−Ｒ３・Ｉｏ（ｍａｘ）｝
・Ｉｏ（ｍａｘ）以下の間で変化する。なお、Ｉｏ（ｍ
ｉｎ）はＶｉが零（最小）のときの出力電流値、Ｉｏ
（ｍａｘ）はＶｉが最大のときの出力電流値をそれぞれ
示す。そして、上記電力消費はトランジスタＴ２の発熱
となり、機器の信頼度を著しく低下させる原因ともな
る。したがって、この発明の課題はトランジスタによる
電力消費を抑制し、その発熱を抑制し得るようにするこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、入力電圧に応じた電流を流す電
流回路と、その電流を増幅する電流増幅手段とを備え、
この電流増幅手段を介して入力電圧に比例する電源基準
の電流を負荷に供給する電圧／電流変換器に対し、前記
電流増幅手段へ一定の電圧を供給する電源と、負荷端の
電圧を検出する検出手段と、検出された負荷端電圧に応
じて前記電源電圧を低下させる制御手段とを設け、この
制御手段により前記電流増幅手段に掛かる電圧を低くし
てその損失の低下を図ることを特徴としている。
るため、この発明では、入力電圧に応じた電流を流す電
流回路と、その電流を増幅する電流増幅手段とを備え、
この電流増幅手段を介して入力電圧に比例する電源基準
の電流を負荷に供給する電圧／電流変換器に対し、前記
電流増幅手段へ一定の電圧を供給する電源と、負荷端の
電圧を検出する検出手段と、検出された負荷端電圧に応
じて前記電源電圧を低下させる制御手段とを設け、この
制御手段により前記電流増幅手段に掛かる電圧を低くし
てその損失の低下を図ることを特徴としている。
【０００７】
【作用】電圧／電流変換部の供給電源を制御可能とする
ことにより、電流源となる部分のパワー損失を低減す
る。
ことにより、電流源となる部分のパワー損失を低減す
る。
【０００８】
【実施例】図１はこの発明の実施例を示す回路図で、図
２に示す電圧／電流変換部に対して演算増幅器Ａｍｐ
３、パルス幅変調器ＰＷＭ、インダクタＬ，コンデンサ
Ｃ，ダイオードＤｉ、トランジスタＴ３およびバッテリ
ＢＡなどからなる電力変換部（降圧形チョッパ）を付加
して構成される。なお、このような電力変換部はスイッ
チングレギュレータとも呼ばれ、トランジスタＴ３はス
イッチング動作を行なう。このトランジスタＴ３によっ
てスイッチングされた供給電圧Ｖｐはスイッチングデュ
ーティＤで矩形波に変換され、インダクタＬ，コンデン
サＣおよびダイオードＤｉにより平滑化され、次式で示
されるような直流電圧Ｖｐ’となる。 Ｄ＝Ｔｏｎ／Ｔ，Ｖｐ’＝Ｄ・Ｖｐ （ＴはＴ３のスイッチング周期を示し、ＴｏｎはＴ３の
オン時間を示す）…（７）
２に示す電圧／電流変換部に対して演算増幅器Ａｍｐ
３、パルス幅変調器ＰＷＭ、インダクタＬ，コンデンサ
Ｃ，ダイオードＤｉ、トランジスタＴ３およびバッテリ
ＢＡなどからなる電力変換部（降圧形チョッパ）を付加
して構成される。なお、このような電力変換部はスイッ
チングレギュレータとも呼ばれ、トランジスタＴ３はス
イッチング動作を行なう。このトランジスタＴ３によっ
てスイッチングされた供給電圧Ｖｐはスイッチングデュ
ーティＤで矩形波に変換され、インダクタＬ，コンデン
サＣおよびダイオードＤｉにより平滑化され、次式で示
されるような直流電圧Ｖｐ’となる。 Ｄ＝Ｔｏｎ／Ｔ，Ｖｐ’＝Ｄ・Ｖｐ （ＴはＴ３のスイッチング周期を示し、ＴｏｎはＴ３の
オン時間を示す）…（７）
【０００９】Ａｍｐ３およびパルス幅変調器ＰＷＭはト
ランジスタＴ３のスイッチングを制御する部分であり、
Ａｍｐ３は出力負荷Ｒl および出力電流Ｉｏを検出す
る。つまり、出力負荷Ｒl と出力電流Ｉｏとの積で示さ
れる負荷端電圧ＶR を検出し、その出力Ｖｃを、 Ｖｃ＝Ｖｐ’＝α・ＶR ＋ＶB ＝Ｒl ・Ｉｏ＋Ｖｃｅ（ｃｏｎｓｔ）＋Ｒ３・Ｉｏ（ｍａｘ）…（８） となるように演算増幅する。ここに、ＶB はバイアス電
圧、αは係数、Ｖｃｅ（ｃｏｎｓｔ）は出力トランジス
タＴ２に掛かる一定電圧である。パルス幅変調器ＰＷＭ
は演算増幅器Ａｍｐ３の出力Ｖｃを、そのレベルに比例
する一定周期のパルス幅信号に変換する。これにより、
デューティＤが可変となる。
ランジスタＴ３のスイッチングを制御する部分であり、
Ａｍｐ３は出力負荷Ｒl および出力電流Ｉｏを検出す
る。つまり、出力負荷Ｒl と出力電流Ｉｏとの積で示さ
れる負荷端電圧ＶR を検出し、その出力Ｖｃを、 Ｖｃ＝Ｖｐ’＝α・ＶR ＋ＶB ＝Ｒl ・Ｉｏ＋Ｖｃｅ（ｃｏｎｓｔ）＋Ｒ３・Ｉｏ（ｍａｘ）…（８） となるように演算増幅する。ここに、ＶB はバイアス電
圧、αは係数、Ｖｃｅ（ｃｏｎｓｔ）は出力トランジス
タＴ２に掛かる一定電圧である。パルス幅変調器ＰＷＭ
は演算増幅器Ａｍｐ３の出力Ｖｃを、そのレベルに比例
する一定周期のパルス幅信号に変換する。これにより、
デューティＤが可変となる。
【００１０】以上により、出力トランジスタＴ２での消
費電力ＰＴ２は、 ＰＴ２＝Ｖｃｅ（ｃｏｎｓｔ）・Ｉｏ（ｍａｘ） ＜｛Ｖｐ−Ｒ３・Ｉｏ（ｍａｘ｝・Ｉｏ（ｍａｘ） の如く低減される。また、回路電流Ｉｐが出力電流Ｉｏ
と比較して十分小さいとすると、電圧／電流変換部の最
大消費電力はＶｐ’・Ｉｏ（ｍａｘ）であり、インダク
タＬ，コンデンサＣ，ダイオードＤｉ，トランジスタＴ
３およびバッテリＢＡなどから構成される電力変換部で
のパワー変換効率を理想的に１００％とすれば、 Ｖｐ’・Ｉｏ（ｍａｘ）＝Ｖｐ・Ｉｐ であり、Ｖｐ’＝Ｖｐ／２であれば、従来に比べて１／
２の消費電力とすることが可能となる。
費電力ＰＴ２は、 ＰＴ２＝Ｖｃｅ（ｃｏｎｓｔ）・Ｉｏ（ｍａｘ） ＜｛Ｖｐ−Ｒ３・Ｉｏ（ｍａｘ｝・Ｉｏ（ｍａｘ） の如く低減される。また、回路電流Ｉｐが出力電流Ｉｏ
と比較して十分小さいとすると、電圧／電流変換部の最
大消費電力はＶｐ’・Ｉｏ（ｍａｘ）であり、インダク
タＬ，コンデンサＣ，ダイオードＤｉ，トランジスタＴ
３およびバッテリＢＡなどから構成される電力変換部で
のパワー変換効率を理想的に１００％とすれば、 Ｖｐ’・Ｉｏ（ｍａｘ）＝Ｖｐ・Ｉｐ であり、Ｖｐ’＝Ｖｐ／２であれば、従来に比べて１／
２の消費電力とすることが可能となる。
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、電圧／電流変換部の
供給電源を制御することにより、電流源となる部分のパ
ワー損失を低減することができ、信頼性を著しく向上さ
せることができる利点が得られる。
供給電源を制御することにより、電流源となる部分のパ
ワー損失を低減することができ、信頼性を著しく向上さ
せることができる利点が得られる。
【図１】この発明の実施例を示す回路図である。
【図２】電圧／電流変換部の従来例を示す回路図であ
る。
る。
Ａｍｐ１〜Ａｍｐ３…演算増幅器、Ｔ１〜Ｔ３…トラン
ジスタ、ＰＷＭ…パルス幅変調器、Ｒ１〜Ｒ３，Ｒl …
抵抗、Ｌ…インダクタ、Ｃ…コンデンサ、Ｄｉ…ダイオ
ード、ＢＡ…バッテリ、Ｖｉ…入力電圧、Ｖｐ…回路電
源、ＶR …検出電圧、Ｖｃ…制御電圧。
ジスタ、ＰＷＭ…パルス幅変調器、Ｒ１〜Ｒ３，Ｒl …
抵抗、Ｌ…インダクタ、Ｃ…コンデンサ、Ｄｉ…ダイオ
ード、ＢＡ…バッテリ、Ｖｉ…入力電圧、Ｖｐ…回路電
源、ＶR …検出電圧、Ｖｃ…制御電圧。
Claims (1)
- 【請求項１】 入力電圧に応じた電流を流す電流回路
と、その電流を増幅する電流増幅手段とを備え、この電
流増幅手段を介して入力電圧に比例する電源基準の電流
を負荷に供給する電圧／電流変換器に対し、 前記電流増幅手段へ一定の電圧を供給する電源と、負荷
端の電圧を検出する検出手段と、検出された負荷端電圧
に応じて前記電源電圧を低下させる制御手段とを設け、
この制御手段により前記電流増幅手段に掛かる電圧を低
くしてその損失の低下を図ることを特徴とする電圧／電
流変換器の制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196860A JPH0645841A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 電圧／電流変換器の制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4196860A JPH0645841A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 電圧／電流変換器の制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645841A true JPH0645841A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=16364864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4196860A Pending JPH0645841A (ja) | 1992-07-23 | 1992-07-23 | 電圧／電流変換器の制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645841A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008606A1 (en) * | 1987-04-28 | 1988-11-03 | Fujitsu Ten Limited | Method and apparatus for data transfer |
-
1992
- 1992-07-23 JP JP4196860A patent/JPH0645841A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988008606A1 (en) * | 1987-04-28 | 1988-11-03 | Fujitsu Ten Limited | Method and apparatus for data transfer |
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