JPH07170727A - 電流・電圧変換回路 - Google Patents
電流・電圧変換回路Info
- Publication number
- JPH07170727A JPH07170727A JP34120693A JP34120693A JPH07170727A JP H07170727 A JPH07170727 A JP H07170727A JP 34120693 A JP34120693 A JP 34120693A JP 34120693 A JP34120693 A JP 34120693A JP H07170727 A JPH07170727 A JP H07170727A
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- JP
- Japan
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- voltage
- current
- constant
- circuit
- capacitor
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電流トランスを使用した高周波定電流給電方
式により各種の負荷に給電するシステムに於て、定電圧
直流給電を行なう方が好都合な負荷の前に接続して使用
する電流・電圧変換回路を提供する。 【構成】 電流入力を整流する整流回路と、該整流回路
の出力を直流リアクトルおよび逆電流阻止ダイオードを
介して充電するコンデンサと、該コンデンサの端子電圧
を基準電圧と比較しその値に応じたデューティ比を有す
るパルスを出力する比較変換回路と、該比較変換回路の
出力パルスにより駆動され前記直流リアクトルと前記逆
電流阻止ダイオードとの接続点を短絡するスイッチング
素子とを備えている。
式により各種の負荷に給電するシステムに於て、定電圧
直流給電を行なう方が好都合な負荷の前に接続して使用
する電流・電圧変換回路を提供する。 【構成】 電流入力を整流する整流回路と、該整流回路
の出力を直流リアクトルおよび逆電流阻止ダイオードを
介して充電するコンデンサと、該コンデンサの端子電圧
を基準電圧と比較しその値に応じたデューティ比を有す
るパルスを出力する比較変換回路と、該比較変換回路の
出力パルスにより駆動され前記直流リアクトルと前記逆
電流阻止ダイオードとの接続点を短絡するスイッチング
素子とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、高周波定電流給電方
式により各種の負荷に給電する場合に、一定直流電圧で
給電を行なう方が好都合な負荷のために使用する電流・
電圧変換回路に関する。
式により各種の負荷に給電する場合に、一定直流電圧で
給電を行なう方が好都合な負荷のために使用する電流・
電圧変換回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、高周波定電流電源に一次巻
線を接続した電流トランスの二次巻線から負荷に電力を
供給するようにした高周波定電流給電方式を開発し、既
に特許出願している（特願平４−２０４２９６号参
照）。定電流給電方式は定電圧給電方式に比較して種々
の利点があり、負荷の種類によっては実用上極めて有利
な給電方式である。例えば、蛍光灯負荷の場合には負性
抵抗特性を示すために、放電電圧を加減して調光するこ
とは極めて困難であるが放電電流を加減して調光するこ
とは到って簡単である。また、白熱電球の場合、フィラ
メントは点灯前には低抵抗であり通電後高温になったと
き定常状態の抵抗値となるから、定電圧型の電源で点灯
した場合には点灯時短時間だけ過大電流が流れフィラメ
ントの疲労が大きいが、これを定電流型の電源により点
灯すれば点灯時に過大電流が流れることがなくなり寿命
を著しく長くすることができる。
線を接続した電流トランスの二次巻線から負荷に電力を
供給するようにした高周波定電流給電方式を開発し、既
に特許出願している（特願平４−２０４２９６号参
照）。定電流給電方式は定電圧給電方式に比較して種々
の利点があり、負荷の種類によっては実用上極めて有利
な給電方式である。例えば、蛍光灯負荷の場合には負性
抵抗特性を示すために、放電電圧を加減して調光するこ
とは極めて困難であるが放電電流を加減して調光するこ
とは到って簡単である。また、白熱電球の場合、フィラ
メントは点灯前には低抵抗であり通電後高温になったと
き定常状態の抵抗値となるから、定電圧型の電源で点灯
した場合には点灯時短時間だけ過大電流が流れフィラメ
ントの疲労が大きいが、これを定電流型の電源により点
灯すれば点灯時に過大電流が流れることがなくなり寿命
を著しく長くすることができる。
【０００３】ところが、現在使用されている電気機器の
大部分は定電圧給電方式を前提として設計されているた
め、すべての機器を定電流給電方式負荷により給電しよ
うとすると機器によっては不都合が生じるものもある。
例えば、負荷が変動する用途では定電流を印加した場合
には結果として電圧が変動してしまい安定な動作が得ら
れなかったり、過大電圧が発生して危険であったり、ま
た、無駄な電力が消費されたりするおそれがある。
大部分は定電圧給電方式を前提として設計されているた
め、すべての機器を定電流給電方式負荷により給電しよ
うとすると機器によっては不都合が生じるものもある。
例えば、負荷が変動する用途では定電流を印加した場合
には結果として電圧が変動してしまい安定な動作が得ら
れなかったり、過大電圧が発生して危険であったり、ま
た、無駄な電力が消費されたりするおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、電
流トランスを使用した高周波定電流給電方式により各種
の負荷に給電するシステムに於て、定電圧直流給電を行
なう方が好都合な負荷の前に接続して使用する電流・電
圧変換回路を提供することである。
流トランスを使用した高周波定電流給電方式により各種
の負荷に給電するシステムに於て、定電圧直流給電を行
なう方が好都合な負荷の前に接続して使用する電流・電
圧変換回路を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の電流・電圧変換回路は、電流入力を整
流する整流回路と、該整流回路の出力を直流リアクトル
および逆電流阻止ダイオードを介して充電するコンデン
サと、該コンデンサの端子電圧を基準電圧と比較しその
値に応じたデューティ比を有するパルスを出力する比較
変換回路と、該比較変換回路の出力パルスにより駆動さ
れ前記直流リアクトルと前記逆電流阻止ダイオードとの
接続点を短絡するスイッチング素子とを備えている。
めに、この発明の電流・電圧変換回路は、電流入力を整
流する整流回路と、該整流回路の出力を直流リアクトル
および逆電流阻止ダイオードを介して充電するコンデン
サと、該コンデンサの端子電圧を基準電圧と比較しその
値に応じたデューティ比を有するパルスを出力する比較
変換回路と、該比較変換回路の出力パルスにより駆動さ
れ前記直流リアクトルと前記逆電流阻止ダイオードとの
接続点を短絡するスイッチング素子とを備えている。
【０００６】
【作用】電流入力を整流してコンデンサに充電し、比較
変換回路によりこのコンデンサの端子電圧を基準電圧と
比較して端子電圧が高く（低く）なるとデューティ比の
大きい（小さい）パルスを出力し、この出力パルスによ
りスイッチング素子を駆動して整流回路の出力を短絡す
ることにより、短絡電流を増加し（減少させ）てコンデ
ンサの充電電流を小さく（大きく）し、これによりコン
デンサの端子電圧が常に一定となるように制御する。
変換回路によりこのコンデンサの端子電圧を基準電圧と
比較して端子電圧が高く（低く）なるとデューティ比の
大きい（小さい）パルスを出力し、この出力パルスによ
りスイッチング素子を駆動して整流回路の出力を短絡す
ることにより、短絡電流を増加し（減少させ）てコンデ
ンサの充電電流を小さく（大きく）し、これによりコン
デンサの端子電圧が常に一定となるように制御する。
【０００７】
【実施例】この発明の実施例について、図面を参照しな
がら説明する。図１はその回路図、図２は比較変換回路
の動作説明図である。高周波定電流（例えば５０kＨz、
１０Ａ）の流れる電線１が電流トランス２を貫通し（即
ち１ターンの一次巻線として巻回され）この電流トラン
ス２の二次巻線３から巻線比で決定される一定電流が出
力されている。そして、この二次巻線３の出力が電流・
電圧変換回路４を介して負荷５に供給されている。
がら説明する。図１はその回路図、図２は比較変換回路
の動作説明図である。高周波定電流（例えば５０kＨz、
１０Ａ）の流れる電線１が電流トランス２を貫通し（即
ち１ターンの一次巻線として巻回され）この電流トラン
ス２の二次巻線３から巻線比で決定される一定電流が出
力されている。そして、この二次巻線３の出力が電流・
電圧変換回路４を介して負荷５に供給されている。
【０００８】電流・電圧変換回路４は、入力端子に接続
された全波整流回路ＢＲ、その出力電流を直流リアクト
ルＬおよび逆電流阻止ダイオードＤを介して充電するコ
ンデンサＣ、基準電圧発生回路ＳＴ、コンデンサＣと並
列に接続された抵抗Ｒ1、Ｒ2からなる分圧回路、オペア
ンプＯＰおよびコンパレータＣＯからなる比較変換回
路、比較変換回路の出力によりゲートドライバＧＤを介
して駆動され直流リアクトルＬの下流側を短絡するスイ
ッチング素子であるＦＥＴ等により構成され、コンデン
サＣの両端子が出力端子に接続されている。
された全波整流回路ＢＲ、その出力電流を直流リアクト
ルＬおよび逆電流阻止ダイオードＤを介して充電するコ
ンデンサＣ、基準電圧発生回路ＳＴ、コンデンサＣと並
列に接続された抵抗Ｒ1、Ｒ2からなる分圧回路、オペア
ンプＯＰおよびコンパレータＣＯからなる比較変換回
路、比較変換回路の出力によりゲートドライバＧＤを介
して駆動され直流リアクトルＬの下流側を短絡するスイ
ッチング素子であるＦＥＴ等により構成され、コンデン
サＣの両端子が出力端子に接続されている。
【０００９】電流・電圧変換回路４に入力された高周波
定電流は、全波整流回路ＢＲにより整流され、直流リア
クトルＬおよび逆電流阻止ダイオードＤを介してコンデ
ンサＣに充電される。コンデンサＣと並列に設けられた
分圧回路Ｒ1、Ｒ2の接続点がオペアンプＯＰの＋入力端
子に接続され、また、基準電圧発生回路ＳＴの出力がオ
ペアンプＯＰの−入力端子に印加されている。オペアン
プＯＰの出力はコンパレータＣＯの＋入力端子に接続さ
れ、また、鋸歯状波発生器ＯＳＣの出力がコンパレータ
ＣＯの−入力端子に接続されている。コンパレータＣＯ
の出力は、ゲートドライバーＧＤを介してＦＥＴのゲー
トに入力されている。
定電流は、全波整流回路ＢＲにより整流され、直流リア
クトルＬおよび逆電流阻止ダイオードＤを介してコンデ
ンサＣに充電される。コンデンサＣと並列に設けられた
分圧回路Ｒ1、Ｒ2の接続点がオペアンプＯＰの＋入力端
子に接続され、また、基準電圧発生回路ＳＴの出力がオ
ペアンプＯＰの−入力端子に印加されている。オペアン
プＯＰの出力はコンパレータＣＯの＋入力端子に接続さ
れ、また、鋸歯状波発生器ＯＳＣの出力がコンパレータ
ＣＯの−入力端子に接続されている。コンパレータＣＯ
の出力は、ゲートドライバーＧＤを介してＦＥＴのゲー
トに入力されている。
【００１０】オペアンプＯＰおよびコンパレータＣＯに
より構成される比較変換回路の動作を図２を参照しなが
ら説明する。同図は上段がコンパレータＣＯの入力電圧
波形を、また、下段がその出力電圧波形をそれぞれ示し
たものである。分圧回路Ｒ1、Ｒ2により所定比率で圧縮
されたコンデンサＣの端子電圧は、オペアンプＯＰに於
て基準電圧発生回路ＳＴから送られた基準電圧と比較さ
れ、両者の差の電圧がコンパレータＣＯの＋入力端子に
入力される。そして、この電圧が−入力端子に入力され
た鋸歯状波発生器ＯＳＣからの信号と比較され、オペア
ンプの出力電圧の方が高い間だけＨとなるパルス列がコ
ンパレータＣＯから出力される。従って、オペアンプの
出力電圧（即ち、コンデンサＣの端子電圧）が高くなる
とデューティ比の大きいパルス列が出力され、また逆
に、オペアンプの出力電圧が低くなるとデューティ比の
小さいパルス列が出力される。
より構成される比較変換回路の動作を図２を参照しなが
ら説明する。同図は上段がコンパレータＣＯの入力電圧
波形を、また、下段がその出力電圧波形をそれぞれ示し
たものである。分圧回路Ｒ1、Ｒ2により所定比率で圧縮
されたコンデンサＣの端子電圧は、オペアンプＯＰに於
て基準電圧発生回路ＳＴから送られた基準電圧と比較さ
れ、両者の差の電圧がコンパレータＣＯの＋入力端子に
入力される。そして、この電圧が−入力端子に入力され
た鋸歯状波発生器ＯＳＣからの信号と比較され、オペア
ンプの出力電圧の方が高い間だけＨとなるパルス列がコ
ンパレータＣＯから出力される。従って、オペアンプの
出力電圧（即ち、コンデンサＣの端子電圧）が高くなる
とデューティ比の大きいパルス列が出力され、また逆
に、オペアンプの出力電圧が低くなるとデューティ比の
小さいパルス列が出力される。
【００１１】コンパレータＣＯの出力パルスはゲートド
ライバーＧＤに入力されＦＥＴをオン・オフ駆動して、
直流リアクトルＬの下流側を間歇的に短絡する。コンデ
ンサＣの端子電圧が高くなってコンパレータＣＯの出力
パルスのデューティ比が大きくなると、ＦＥＴを流れる
短絡電流が増加してその分だけコンデンサＣの充電電流
が小さくなるからコンデンサＣの端子電圧は下降する。
また逆に、コンデンサＣの端子電圧が高くなって出力パ
ルスのデューティ比が小さくなると、短絡電流が減少し
てその分だけコンデンサＣの充電電流が大きくなりコン
デンサＣの端子電圧が上昇する。このようにして負荷変
動等に関わらずコンデンサＣの端子電圧は結果的に常に
一定に保たれ、一定直流電圧が出力される。
ライバーＧＤに入力されＦＥＴをオン・オフ駆動して、
直流リアクトルＬの下流側を間歇的に短絡する。コンデ
ンサＣの端子電圧が高くなってコンパレータＣＯの出力
パルスのデューティ比が大きくなると、ＦＥＴを流れる
短絡電流が増加してその分だけコンデンサＣの充電電流
が小さくなるからコンデンサＣの端子電圧は下降する。
また逆に、コンデンサＣの端子電圧が高くなって出力パ
ルスのデューティ比が小さくなると、短絡電流が減少し
てその分だけコンデンサＣの充電電流が大きくなりコン
デンサＣの端子電圧が上昇する。このようにして負荷変
動等に関わらずコンデンサＣの端子電圧は結果的に常に
一定に保たれ、一定直流電圧が出力される。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の電流・
電圧変換回路は、定電流電源から容易に定電圧直流電源
を得ることができ、電流トランスを使用した高周波定電
流給電方式により定電圧負荷が混在する系統に共通に給
電することができ、スイッチング素子がオンからオフに
移行したとき直流リアクトルに蓄積されたエネルギーが
逆電流阻止ダイオードを介してコンデンサに充電される
いわゆる昇圧型のチョッパー制御であるから、電流トラ
ンスの二次巻線の出力として負荷の必要とする電力が得
られさえすれば、コアサイズ、一次電流、巻線比等が異
なる仕様の電流トランスにたいしても何等変更を加える
ことなく共通に使用することができ、また、直流リアク
トルの平滑作用により電流トランスの二次側の電圧電流
歪がほとんど発生せず電流トランスの電力変換効率に悪
影響をおよぼすことがなく、さらに、定電流電源に限ら
ず一次電流が変化する一般電源用電流トランスの二次側
から定電圧直流電源を得る用途にも用いることができる
という優れた作用効果を奏するものである。
電圧変換回路は、定電流電源から容易に定電圧直流電源
を得ることができ、電流トランスを使用した高周波定電
流給電方式により定電圧負荷が混在する系統に共通に給
電することができ、スイッチング素子がオンからオフに
移行したとき直流リアクトルに蓄積されたエネルギーが
逆電流阻止ダイオードを介してコンデンサに充電される
いわゆる昇圧型のチョッパー制御であるから、電流トラ
ンスの二次巻線の出力として負荷の必要とする電力が得
られさえすれば、コアサイズ、一次電流、巻線比等が異
なる仕様の電流トランスにたいしても何等変更を加える
ことなく共通に使用することができ、また、直流リアク
トルの平滑作用により電流トランスの二次側の電圧電流
歪がほとんど発生せず電流トランスの電力変換効率に悪
影響をおよぼすことがなく、さらに、定電流電源に限ら
ず一次電流が変化する一般電源用電流トランスの二次側
から定電圧直流電源を得る用途にも用いることができる
という優れた作用効果を奏するものである。
【図１】この発明の実施例の回路図
【図２】コンパレータの入出力電圧波形を示す動作説明
図
図
１ 高周波定電流の流れる電線 ２ 電流トランス
３ 二次巻線 ４ 電流・電圧変換回路 ５ 負荷
ＢＲ 全波整流回路 Ｌ 直流リアクトル Ｄ 逆電流阻止ダイオード
Ｃ コンデンサ ＳＴ 基準電圧発生回路 ＯＰ オペアンプ
ＣＯ コンパレータ ＦＥＴ スイッチング素子
３ 二次巻線 ４ 電流・電圧変換回路 ５ 負荷
ＢＲ 全波整流回路 Ｌ 直流リアクトル Ｄ 逆電流阻止ダイオード
Ｃ コンデンサ ＳＴ 基準電圧発生回路 ＯＰ オペアンプ
ＣＯ コンパレータ ＦＥＴ スイッチング素子
Claims (1)
- 【請求項１】 電流入力を整流する整流回路と、該整流
回路の出力を直流リアクトルおよび逆電流阻止ダイオー
ドを介して充電するコンデンサと、該コンデンサの端子
電圧を基準電圧と比較しその値に応じたデューティ比を
有するパルスを出力する比較変換回路と、該比較変換回
路の出力パルスにより駆動され前記直流リアクトルと前
記逆電流阻止ダイオードとの接続点を短絡するスイッチ
ング素子とを備えた電流・電圧変換回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34120693A JPH07170727A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 電流・電圧変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34120693A JPH07170727A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 電流・電圧変換回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07170727A true JPH07170727A (ja) | 1995-07-04 |
Family
ID=18344203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34120693A Pending JPH07170727A (ja) | 1993-12-13 | 1993-12-13 | 電流・電圧変換回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07170727A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040663A1 (en) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Tyco Electronics Corporation | Electrical systems |
| CN103105549A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-15 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种脉冲电压转换为脉冲电流的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS648869A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Fujitsu Ltd | Constant-current input type converter control circuit |
-
1993
- 1993-12-13 JP JP34120693A patent/JPH07170727A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS648869A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Fujitsu Ltd | Constant-current input type converter control circuit |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999040663A1 (en) * | 1998-02-06 | 1999-08-12 | Tyco Electronics Corporation | Electrical systems |
| CN103105549A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-15 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种脉冲电压转换为脉冲电流的方法 |
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