JPH10161755A - コンデンサの充電電源装置 - Google Patents
コンデンサの充電電源装置Info
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- JPH10161755A JPH10161755A JP8334613A JP33461396A JPH10161755A JP H10161755 A JPH10161755 A JP H10161755A JP 8334613 A JP8334613 A JP 8334613A JP 33461396 A JP33461396 A JP 33461396A JP H10161755 A JPH10161755 A JP H10161755A
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- Japan
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- voltage
- output
- charging power
- output voltage
- power supply
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンデンサの充電電圧を簡単にかつ正確に所
望の値に制御することができる充電電源装置を提供す
る。 【解決手段】 出力電圧Ｖを検出する出力電圧検出器２
６と、出力電流Ｉを検出する出力電流検出器２８と、誘
導電圧調整器４の昇圧動作を制御する制御装置３０とを
設けた。制御装置３０は、上記検出器によって検出した
出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉ、出力電圧の所望の設定値
ＶS ならびに当該充電電源装置の出力側から見た内部イ
ンピーダンスＺに等しいインピーダンス値の設定値ＺS
に基づいて、Ｖ＜（ＶS −ＩＺS ）のときに誘導電圧調
整器４に昇圧指令を出して昇圧させ、Ｖ＝（ＶS −ＩＺ
S ）になったときに誘導電圧調整器４の昇圧を停止させ
る制御を行う。
望の値に制御することができる充電電源装置を提供す
る。 【解決手段】 出力電圧Ｖを検出する出力電圧検出器２
６と、出力電流Ｉを検出する出力電流検出器２８と、誘
導電圧調整器４の昇圧動作を制御する制御装置３０とを
設けた。制御装置３０は、上記検出器によって検出した
出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉ、出力電圧の所望の設定値
ＶS ならびに当該充電電源装置の出力側から見た内部イ
ンピーダンスＺに等しいインピーダンス値の設定値ＺS
に基づいて、Ｖ＜（ＶS −ＩＺS ）のときに誘導電圧調
整器４に昇圧指令を出して昇圧させ、Ｖ＝（ＶS −ＩＺ
S ）になったときに誘導電圧調整器４の昇圧を停止させ
る制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えばレーザ、
粒子加速器等のためのパルス電源やコンデンサ直流耐圧
試験装置等に用いられて、負荷のコンデンサを充電する
充電電源装置に関し、より具体的には、当該コンデンサ
の充電電圧を簡単にかつ正確に所望の値に制御する手段
に関する。
粒子加速器等のためのパルス電源やコンデンサ直流耐圧
試験装置等に用いられて、負荷のコンデンサを充電する
充電電源装置に関し、より具体的には、当該コンデンサ
の充電電圧を簡単にかつ正確に所望の値に制御する手段
に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の充電電源装置の従来例を図４に
示す。この充電電源装置は、交流入力ＡＣを開閉する開
閉器２と、この開閉器２からの交流を受けて出力電圧を
調整する電動式の（６はそのモータである）誘導電圧調
整器４と、この誘導電圧調整器４の出力電圧を変圧する
（この例では昇圧する）変圧器８と、この変圧器８の出
力電流を整流する整流器１０とを備えており、この整流
器１０の直流出力が保護抵抗器１２を経由して出力端子
１６、１８に供給される。この出力端子１６、１８間に
出力される出力電圧Ｖは電圧計１４に表示される。
示す。この充電電源装置は、交流入力ＡＣを開閉する開
閉器２と、この開閉器２からの交流を受けて出力電圧を
調整する電動式の（６はそのモータである）誘導電圧調
整器４と、この誘導電圧調整器４の出力電圧を変圧する
（この例では昇圧する）変圧器８と、この変圧器８の出
力電流を整流する整流器１０とを備えており、この整流
器１０の直流出力が保護抵抗器１２を経由して出力端子
１６、１８に供給される。この出力端子１６、１８間に
出力される出力電圧Ｖは電圧計１４に表示される。
【０００３】この充電電源装置は、このような構成によ
って、出力端子１６、１８に接続される負荷のコンデン
サ２０に直流の出力電圧Ｖを供給して当該コンデンサ２
０を充電するものである。
って、出力端子１６、１８に接続される負荷のコンデン
サ２０に直流の出力電圧Ｖを供給して当該コンデンサ２
０を充電するものである。
【０００４】その場合、コンデンサ２０の充電電圧の調
整は、従来は、操作員が出力電圧Ｖを電圧計１４で見な
がら、手動のスイッチ操作で誘導電圧調整器４を昇圧さ
せ、所望の出力電圧Ｖの近くで誘導電圧調整器４を寸動
昇圧（小刻みに昇圧）させることによって、コンデンサ
２０の充電電圧が所望の値に達するように調整してい
た。
整は、従来は、操作員が出力電圧Ｖを電圧計１４で見な
がら、手動のスイッチ操作で誘導電圧調整器４を昇圧さ
せ、所望の出力電圧Ｖの近くで誘導電圧調整器４を寸動
昇圧（小刻みに昇圧）させることによって、コンデンサ
２０の充電電圧が所望の値に達するように調整してい
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の充
電電源装置では、誘導電圧調整器４の昇圧動作を適切か
つ慎重に行わないと、出力電圧Ｖを上げ過ぎて過充電に
なる恐れがある。一旦過充電になると、コンデンサ２０
の自然放電は非常に時定数が長いので、その充電電圧を
簡単に下げることはできない。またこのような過充電を
防止するためには、誘導電圧調整器４の寸動調整を慎重
に行わなければならないので、多くの手間と時間とがか
かる。
電電源装置では、誘導電圧調整器４の昇圧動作を適切か
つ慎重に行わないと、出力電圧Ｖを上げ過ぎて過充電に
なる恐れがある。一旦過充電になると、コンデンサ２０
の自然放電は非常に時定数が長いので、その充電電圧を
簡単に下げることはできない。またこのような過充電を
防止するためには、誘導電圧調整器４の寸動調整を慎重
に行わなければならないので、多くの手間と時間とがか
かる。
【０００６】そこでこの発明は、コンデンサの充電電圧
を簡単にかつ正確に所望の値に制御することができる充
電電源装置を提供することを主たる目的とする。
を簡単にかつ正確に所望の値に制御することができる充
電電源装置を提供することを主たる目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の充電電源装置
は、当該充電電源装置の出力電圧Ｖを検出する出力電圧
検出器と、当該充電電源装置の出力電流Ｉを検出する出
力電流検出器と、前記出力電圧検出器によって検出した
前記出力電圧Ｖ、前記出力電流検出器によって検出した
前記出力電流Ｉ、出力電圧の所望の設定値ＶS および当
該充電電源装置の出力側から見た内部インピーダンスに
ほぼ等しいインピーダンス値の設定値Ｚ S に基づいて、
Ｖ＜（ＶS −ＩＺS ）のときに前記誘導電圧調整器に昇
圧指令を出して昇圧させ、Ｖ＝（ＶS −ＩＺS ）になっ
たときに前記誘導電圧調整器の昇圧を停止させる制御を
行う制御装置とを備えることを特徴としている。
は、当該充電電源装置の出力電圧Ｖを検出する出力電圧
検出器と、当該充電電源装置の出力電流Ｉを検出する出
力電流検出器と、前記出力電圧検出器によって検出した
前記出力電圧Ｖ、前記出力電流検出器によって検出した
前記出力電流Ｉ、出力電圧の所望の設定値ＶS および当
該充電電源装置の出力側から見た内部インピーダンスに
ほぼ等しいインピーダンス値の設定値Ｚ S に基づいて、
Ｖ＜（ＶS −ＩＺS ）のときに前記誘導電圧調整器に昇
圧指令を出して昇圧させ、Ｖ＝（ＶS −ＩＺS ）になっ
たときに前記誘導電圧調整器の昇圧を停止させる制御を
行う制御装置とを備えることを特徴としている。
【０００８】上記構成によれば、Ｖ＝（ＶS −ＩＺS ）
になるまでは誘導電圧調整器の昇圧動作によって出力電
圧Ｖが上昇してコンデンサの充電が速やかに行われ、Ｖ
＝（ＶS −ＩＺS ）になると誘導電圧調整器の昇圧停止
によって出力電圧Ｉが徐々に減衰し、それに応じて直流
回路の電圧降下分ＩＺS が小さくなって出力電圧Ｖが上
昇して最終的にはＶ＝ＶS になり、その時点で出力電流
Ｉも０になり、コンデンサの充電電圧はちょうど設定値
ＶS になる。
になるまでは誘導電圧調整器の昇圧動作によって出力電
圧Ｖが上昇してコンデンサの充電が速やかに行われ、Ｖ
＝（ＶS −ＩＺS ）になると誘導電圧調整器の昇圧停止
によって出力電圧Ｉが徐々に減衰し、それに応じて直流
回路の電圧降下分ＩＺS が小さくなって出力電圧Ｖが上
昇して最終的にはＶ＝ＶS になり、その時点で出力電流
Ｉも０になり、コンデンサの充電電圧はちょうど設定値
ＶS になる。
【０００９】このようにしてコンデンサの充電電圧を、
自動制御によって人手を要することなく簡単に、かつ正
確に、所望の設定値ＶS に制御することができる。従っ
て過充電が生じる恐れもない。
自動制御によって人手を要することなく簡単に、かつ正
確に、所望の設定値ＶS に制御することができる。従っ
て過充電が生じる恐れもない。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る充電電源
装置の一例を示す回路図である。図４の従来例と同一ま
たは相当する部分には同一符号を付し、以下においては
当該従来例との相違点を主に説明する。
装置の一例を示す回路図である。図４の従来例と同一ま
たは相当する部分には同一符号を付し、以下においては
当該従来例との相違点を主に説明する。
【００１１】この実施例においては、当該充電電源装置
の出力電圧Ｖを検出する出力電圧検出器２６と、当該充
電電源装置の出力電流Ｉを検出する出力電流検出器２８
と、モータ６を制御して誘導電圧調整器４の昇圧動作を
制御する制御装置３０とを備えている。
の出力電圧Ｖを検出する出力電圧検出器２６と、当該充
電電源装置の出力電流Ｉを検出する出力電流検出器２８
と、モータ６を制御して誘導電圧調整器４の昇圧動作を
制御する制御装置３０とを備えている。
【００１２】制御装置３０には、出力電圧検出器２６に
よって検出した出力電圧Ｖと、出力電流検出器２８によ
って検出した出力電流Ｉとが入力される。また、制御装
置３０には、出力電圧（即ちコンデンサ２０の充電電
圧）の所望の設定値ＶS が設定される。更に制御装置３
０には、当該充電電源装置の出力端子１６、１８から見
た内部インピーダンスＺに等しいインピーダンス値の設
定値ＺS が設定される。
よって検出した出力電圧Ｖと、出力電流検出器２８によ
って検出した出力電流Ｉとが入力される。また、制御装
置３０には、出力電圧（即ちコンデンサ２０の充電電
圧）の所望の設定値ＶS が設定される。更に制御装置３
０には、当該充電電源装置の出力端子１６、１８から見
た内部インピーダンスＺに等しいインピーダンス値の設
定値ＺS が設定される。
【００１３】上記内部インピーダンスＺは、誘導電圧調
整器４のインピーダンス、変圧器８のインピーダンス、
整流器１０の順方向抵抗および保護抵抗器１２の抵抗値
を加算したものであり、予め求めることができる。出力
電圧検出器２６のインピーダンスは非常に大きく、出力
電流検出器２８のインピーダンスは非常に小さいので、
通常はこれらは無視することができる。この内部インピ
ーダンスＺと同じ値の設定値ＺS を制御装置３０に設定
する。
整器４のインピーダンス、変圧器８のインピーダンス、
整流器１０の順方向抵抗および保護抵抗器１２の抵抗値
を加算したものであり、予め求めることができる。出力
電圧検出器２６のインピーダンスは非常に大きく、出力
電流検出器２８のインピーダンスは非常に小さいので、
通常はこれらは無視することができる。この内部インピ
ーダンスＺと同じ値の設定値ＺS を制御装置３０に設定
する。
【００１４】制御装置３０は、上記出力電圧Ｖ、出力電
流Ｉ、出力電圧の設定値ＶS およびインピーダンスの設
定値ＺS に基づいて、数１の状態のときに昇圧指令信号
Ｓを出力してそれを誘導電圧調整器４のモータ６に与え
ることによって誘導電圧調整器４を昇圧させ、数２の状
態になったとき（後述する図２の時刻ｔ2 ）に昇圧指令
信号Ｓの出力を停止して誘導電圧調整器４の昇圧を停止
させる。誘導電圧調整器４の昇圧を停止させても、誘導
電圧調整器４はそのときの出力電圧を維持している。
流Ｉ、出力電圧の設定値ＶS およびインピーダンスの設
定値ＺS に基づいて、数１の状態のときに昇圧指令信号
Ｓを出力してそれを誘導電圧調整器４のモータ６に与え
ることによって誘導電圧調整器４を昇圧させ、数２の状
態になったとき（後述する図２の時刻ｔ2 ）に昇圧指令
信号Ｓの出力を停止して誘導電圧調整器４の昇圧を停止
させる。誘導電圧調整器４の昇圧を停止させても、誘導
電圧調整器４はそのときの出力電圧を維持している。
【００１５】
【数１】Ｖ＜（ＶS −ＩＺS ）
【００１６】
【数２】Ｖ＝（ＶS −ＩＺS ）
【００１７】このような制御を行うことにより、図２に
示すように、数２の状態になる時刻ｔ2 までは、即ち数
１の状態のときは、誘導電圧調整器４の昇圧動作によっ
て出力電圧Ｖが上昇してコンデンサ２０の充電が速やか
に行われ、時刻ｔ2 において数２の状態になると誘導電
圧調整器４の昇圧停止によって出力電流Ｉが徐々に減衰
する。これは、コンデンサ２０の充電が進むにつれてそ
の両端の電圧（充電電圧）が出力電圧Ｖに近づいて来る
からである。出力電流Ｉが徐々に減衰すると、それに応
じて直流回路の電圧降下分ＩＺ（＝ＩＺS ）が小さくな
って出力電圧Ｖが上昇して最終的にはＶ＝ＶS になり、
その時点（時刻ｔ3 ）で出力電流Ｉも０になり、コンデ
ンサ２０の充電電圧はちょうど設定値ＶS になる。この
ように、数２の状態になった時点で誘導電圧調整器４の
昇圧を停止することによって、コンデンサ２０の充電電
圧を、ちょうど設定値ＶS になるように過不足なく自動
的に制御することができる。
示すように、数２の状態になる時刻ｔ2 までは、即ち数
１の状態のときは、誘導電圧調整器４の昇圧動作によっ
て出力電圧Ｖが上昇してコンデンサ２０の充電が速やか
に行われ、時刻ｔ2 において数２の状態になると誘導電
圧調整器４の昇圧停止によって出力電流Ｉが徐々に減衰
する。これは、コンデンサ２０の充電が進むにつれてそ
の両端の電圧（充電電圧）が出力電圧Ｖに近づいて来る
からである。出力電流Ｉが徐々に減衰すると、それに応
じて直流回路の電圧降下分ＩＺ（＝ＩＺS ）が小さくな
って出力電圧Ｖが上昇して最終的にはＶ＝ＶS になり、
その時点（時刻ｔ3 ）で出力電流Ｉも０になり、コンデ
ンサ２０の充電電圧はちょうど設定値ＶS になる。この
ように、数２の状態になった時点で誘導電圧調整器４の
昇圧を停止することによって、コンデンサ２０の充電電
圧を、ちょうど設定値ＶS になるように過不足なく自動
的に制御することができる。
【００１８】この充電電源装置によれば、上記のように
して、コンデンサ２０の充電電圧を、自動制御によって
人手を要することなく簡単に、かつ正確に、所望の設定
値ＶS に制御することができる。従って過充電が生じる
恐れもない。
して、コンデンサ２０の充電電圧を、自動制御によって
人手を要することなく簡単に、かつ正確に、所望の設定
値ＶS に制御することができる。従って過充電が生じる
恐れもない。
【００１９】なお、図２において、誘導電圧調整器４の
昇圧動作期間中に出力電流Ｉが定電流になっているの
は、誘導電圧調整器４のモータ６を一定速度で回すと誘
導電圧調整器４の出力電圧ひいては当該充電電源装置の
出力電圧Ｖが直線的に上昇し、即ちｄＶ／ｄｔが一定に
なり、その場合にコンデンサ２０への充電電流、即ち出
力電流Ｉも一定になるからである。
昇圧動作期間中に出力電流Ｉが定電流になっているの
は、誘導電圧調整器４のモータ６を一定速度で回すと誘
導電圧調整器４の出力電圧ひいては当該充電電源装置の
出力電圧Ｖが直線的に上昇し、即ちｄＶ／ｄｔが一定に
なり、その場合にコンデンサ２０への充電電流、即ち出
力電流Ｉも一定になるからである。
【００２０】上記制御装置３０の構成の一例を図３に示
す。この例では、上記出力電流Ｉと設定値ＺS の掛け算
を行ってＩＺS を出力する掛け算器３２と、このＩＺS
と上記出力電圧Ｖとを加算してＶ＋ＩＺS を出力する加
算器３４と、このＶ＋ＩＺSと上記設定値ＶS とを比較
して後者が大の場合に、即ち数３の場合に上記昇圧指令
信号Ｓを出力し、両者が等しい場合に、即ち数４の場合
にこの昇圧指令信号Ｓの出力を停止する比較器３６とを
備えている。
す。この例では、上記出力電流Ｉと設定値ＺS の掛け算
を行ってＩＺS を出力する掛け算器３２と、このＩＺS
と上記出力電圧Ｖとを加算してＶ＋ＩＺS を出力する加
算器３４と、このＶ＋ＩＺSと上記設定値ＶS とを比較
して後者が大の場合に、即ち数３の場合に上記昇圧指令
信号Ｓを出力し、両者が等しい場合に、即ち数４の場合
にこの昇圧指令信号Ｓの出力を停止する比較器３６とを
備えている。
【００２１】
【数３】ＶS ＞（Ｖ＋ＩＺS ）
【００２２】
【数４】ＶS ＝（Ｖ＋ＩＺS ）
【００２３】この数３および数４は、前述した数１およ
び数２とそれぞれ実質的に同じ内容である。
び数２とそれぞれ実質的に同じ内容である。
【００２４】なお、この加算器３４の代わりにＶS −Ｉ
ＺS の演算を行う減算器を設け、かつ比較器３６の代わ
りにこのＶS −ＩＺS と上記出力電圧Ｖとを比較して前
述した数１の状態のときに昇圧指令信号Ｓを出力し、数
２の状態になったときに当該昇圧指令信号Ｓの出力を停
止する比較器を設けても良い。
ＺS の演算を行う減算器を設け、かつ比較器３６の代わ
りにこのＶS −ＩＺS と上記出力電圧Ｖとを比較して前
述した数１の状態のときに昇圧指令信号Ｓを出力し、数
２の状態になったときに当該昇圧指令信号Ｓの出力を停
止する比較器を設けても良い。
【００２５】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、コンデ
ンサの充電電圧を、自動制御によって人手を要すること
なく簡単に、かつ正確に、所望の設定値に制御すること
ができる。従って過充電が生じる恐れもない。
ンサの充電電圧を、自動制御によって人手を要すること
なく簡単に、かつ正確に、所望の設定値に制御すること
ができる。従って過充電が生じる恐れもない。
【図１】この発明に係る充電電源装置の一例を示す回路
図である。
図である。
【図２】図１の充電電源装置の動作の一例を示す図であ
る。
る。
【図３】図１中の制御装置の構成の一例を示す回路図で
ある。
ある。
【図４】従来の充電電源装置の一例を示す回路図であ
る。
る。
４ 誘導電圧調整器 ６ モータ ８ 変圧器 １０ 整流器 ２０ コンデンサ ２６ 出力電圧検出器 ２８ 出力電流検出器 ３０ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｍ 7/40 Ｈ０２Ｍ 7/40
Claims (1)
- 【請求項１】 電動式の誘導電圧調整器と、この誘導電
圧調整器の出力電圧を変圧する変圧器と、この変圧器の
出力電流を整流する整流器とを備え、負荷のコンデンサ
に直流の出力電圧を供給して当該コンデンサを充電する
充電電源装置において、当該充電電源装置の出力電圧Ｖ
を検出する出力電圧検出器と、当該充電電源装置の出力
電流Ｉを検出する出力電流検出器と、前記出力電圧検出
器によって検出した前記出力電圧Ｖ、前記出力電流検出
器によって検出した前記出力電流Ｉ、出力電圧の所望の
設定値ＶS および当該充電電源装置の出力側から見た内
部インピーダンスにほぼ等しいインピーダンス値の設定
値ＺS に基づいて、Ｖ＜（ＶS −ＩＺS ）のときに前記
誘導電圧調整器に昇圧指令を出して昇圧させ、Ｖ＝（Ｖ
S −ＩＺS ）になったときに前記誘導電圧調整器の昇圧
を停止させる制御を行う制御装置とを備えることを特徴
とするコンデンサの充電電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334613A JPH10161755A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | コンデンサの充電電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8334613A JPH10161755A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | コンデンサの充電電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10161755A true JPH10161755A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18279343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8334613A Pending JPH10161755A (ja) | 1996-11-28 | 1996-11-28 | コンデンサの充電電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10161755A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6839590B2 (en) | 2001-10-22 | 2005-01-04 | Medtronic Physio-Control Corp. | Average current mode controlled energy storage in a defibrillator |
| US7075768B2 (en) | 2000-11-14 | 2006-07-11 | Toto Ltd. | Faucet controller |
| JP2011024392A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| CN102624278A (zh) * | 2012-04-21 | 2012-08-01 | 吉林大学 | 大功率半导体激光器脉冲驱动电源 |
-
1996
- 1996-11-28 JP JP8334613A patent/JPH10161755A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7075768B2 (en) | 2000-11-14 | 2006-07-11 | Toto Ltd. | Faucet controller |
| CN100378388C (zh) * | 2000-11-14 | 2008-04-02 | Toto株式会社 | 水龙头的控制装置 |
| US6839590B2 (en) | 2001-10-22 | 2005-01-04 | Medtronic Physio-Control Corp. | Average current mode controlled energy storage in a defibrillator |
| JP2011024392A (ja) * | 2009-07-21 | 2011-02-03 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| US8547718B2 (en) | 2009-07-21 | 2013-10-01 | Hitachi, Ltd. | Power converter apparatus |
| CN102624278A (zh) * | 2012-04-21 | 2012-08-01 | 吉林大学 | 大功率半导体激光器脉冲驱动电源 |
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