JPS58501492A - Efficient current modulator for inductive loads - Google Patents
Efficient current modulator for inductive loadsInfo
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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。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 発明の名称 誘導負荷に有効な効率の良い電流変調器発明の背景 本発明は電流変調器に関し、特に直流電源から回路の接地側に負荷を通って流れ る電流全変調するために用いる実用性と効率を改善した電流変調器に関するもの である。[Detailed description of the invention] name of invention Background of the invention of an efficient current modulator that is effective for inductive loads The present invention relates to a current modulator, in particular to a current modulator that allows current to flow from a DC power supply through a load to the ground side of a circuit. Related to current modulators with improved practicality and efficiency used to fully modulate the current It is.
従来のこの種の電流変調器では、負荷と回路の接地点との間にスイッチング装置 全役けており、このスイッチング装置は該スイッチング装置に供給される変調信 号に応じて負荷を通る電流全変調している。そして、負荷とスイッチング装置と 全保護し且つ非常に高い電流から負荷とスイッチング装置とを保護するため、ス イッチング装置と負荷の電源側との間にオーバシーート・クリッピング・ダイオ ードが接続しである。Traditionally, this type of current modulator uses a switching device between the load and the circuit ground. This switching device is responsible for the modulation signal supplied to the switching device. The total current passing through the load is modulated depending on the signal. And the load and switching device For full protection and protection of loads and switching equipment from very high currents, An oversheet clipping diode is installed between the switching device and the power supply side of the load. The board is connected.
しかしながらこの従来の電流変調器では、誘導負荷全通して交番電流を発生する ように動作することができない。これは、負荷の電源側の端子電圧が各半サイク ル間電源電圧より大きくなって、上述のダイオードが順方向バイアスとなって負 荷全短絡するためである。However, this conventional current modulator generates an alternating current across the inductive load. can't work like that. This means that the terminal voltage on the supply side of the load is The diode mentioned above becomes forward biased and becomes negative. This is to short-circuit the entire load.
発明の概要 本発明は誘導負荷に有効な効率の良い電流変調器全提供するものである。Summary of the invention The present invention provides an efficient current modulator for use with inductive loads.
本発明は直流電源から回路の接地点に負荷全通って流れる電流を調整する電流変 調器であり、供給される変調信号に応じて負荷全通る電流全変調するため負荷と 回路の接地点との間に接続されたスイッチング装置と、」−記スイツチング装置 と負荷との間に接続′された第1の誘導コイルと、上記電流の変化によって上記 第1の誘導コイルに誘導されるエネルギ全骨けとるため上記第1の誘導コイルに 相互結合された第2の誘導コイルと、」二記受けとったエネルギ全上記負荷の電 源側に移送するため上記負荷の電源側端子と上記第2の誘導コイルとの間に接続 されたダイオードと全備えている。そして上記第2の誘導コイルは上記第1の誘 導コダイオードがエネルギを負荷の電源側に移すために順方向にバイアスされて も、誘導負荷の両端を短絡するJ二うにはならない。The present invention is a current transformer that adjusts the current flowing from the DC power source to the ground point of the circuit through all the loads. It is a regulator, and it modulates the entire current passing through the load according to the supplied modulation signal. A switching device connected between the ground point of the circuit and a switching device described in “-” a first induction coil connected between the current and the load; In order to absorb all the energy induced in the first induction coil, a second induction coil which is interconnected, and the energy received is Connected between the power supply side terminal of the load and the second induction coil for transfer to the source side. It is equipped with diodes and all. The second induction coil is connected to the first induction coil. A conductive diode is forward biased to transfer energy to the power supply side of the load. However, it is not possible to short-circuit both ends of the inductive load.
エネルギが上記ダイオードによって負荷の電源側に仄さ才するので、本発明に係 る電流変調器は効率がよい。Since the energy is transferred to the power supply side of the load by the above-mentioned diode, the present invention is not applicable. Current modulators are efficient.
また、7F 、IH(波スイッチング装置を用いれば、電流変調器の効率全史に 改善することができる。そして高周波数スイッチング装置では導通時間が短いの で、高周波数スイッチング装置で失われる電力は小さい。In addition, if a 7F, IH (wave switching device) is used, the entire efficiency of the current modulator can be improved. It can be improved. And high frequency switching devices have short conduction times. Therefore, the power lost in high frequency switching devices is small.
更に、相互結合誘導コイルとして空心コア(aircore) f用いれば、電 流変調器の効率を改善できる。Furthermore, if an air core f is used as a mutually coupled induction coil, the electric The efficiency of the flow modulator can be improved.
これは空心の誘導コイルと高周波数でのスイッチングとを併用すれば誘導コイル 中の熱損失全減少させることができるからである。This can be achieved by using both an air-core induction coil and high-frequency switching. This is because the heat loss inside can be completely reduced.
また本発明のその他の特徴は好ましい実施例の説明中において述べる。Other features of the invention will also be discussed in the description of the preferred embodiments.
図面の簡単な説明 第1図は、本発明の電流変調器の一実施例全ブロックと回路で示した回路図であ る。Brief description of the drawing FIG. 1 is a circuit diagram showing all blocks and circuits of one embodiment of the current modulator of the present invention. Ru.
第2図は、第1図の電流変調器に用いられる変調信号発生器の回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram of a modulation signal generator used in the current modulator of FIG. 1.
第3A図乃至第3E図は、第2図の変調信号発生器内で発生される信号の波形図 である。3A to 3E are waveform diagrams of signals generated in the modulation signal generator of FIG. 2. It is.
第4図は、本発明の電流変調器の異なる実施例をブロックと回路で示した回路図 である。FIG. 4 is a circuit diagram showing different embodiments of the current modulator of the present invention in blocks and circuits. It is.
第5図は、第4図の電流変調器に用いられる変調信号発生器の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a modulation signal generator used in the current modulator of FIG. 4.
第6A図乃至第6F図は、第5図の変調信号発生器内で発生される信号の波形図 である。6A to 6F are waveform diagrams of signals generated in the modulation signal generator of FIG. It is.
好ましい実施例の説明 第1図には本発明の電流変調器の一実施例が示してあり、該電流変調器は、高周 波数スイッチング素子Q1、第1の誘導コイルL1、第2の誘導コイルL2.2 つのダイオードD1及びD2.3つのコンデンサCI 、C2及びC3及び変調 信号発生器10から構成される。スイッチング素子Q1は高周波数でスイッチン グ動作全行なえるVMO8FETパワー・トランジスタである。トランジスタQ 1は負荷12の一端と回路の接地点との間に接続されて、変調信号発生器10か らトランジスタQ1のケ8−トにライン14全通して供給される変調信号に応じ て負荷12全通る電流を変化させる。直流電源の端子Vsは、保護用ダイオード D1全介して負荷12の他端に結合されている。負荷12はコンデンサCI及び C2により回路の接地点から分離されている。Description of the preferred embodiment FIG. 1 shows an embodiment of the current modulator of the present invention, which has a high frequency Wave number switching element Q1, first induction coil L1, second induction coil L2.2 Two diodes D1 and D2. Three capacitors CI, C2 and C3 and modulation It consists of a signal generator 10. Switching element Q1 switches at high frequency. This is a VMO 8FET power transistor that can perform all switching operations. transistor Q 1 is connected between one end of the load 12 and the ground point of the circuit, and is connected to the modulation signal generator 10. In response to the modulation signal supplied to the gate of transistor Q1 through line 14, to change the current passing through the entire load 12. The terminal Vs of the DC power supply is a protection diode. It is coupled to the other end of the load 12 through D1. The load 12 is a capacitor CI and It is separated from the circuit ground by C2.
第1の誘導コイルL1はトランジスタQ1と負荷12との間に接続されている。A first induction coil L1 is connected between transistor Q1 and load 12.
第2の誘導コイルL 2は第1の誘導コイルL1と相互結合されて、負荷12全 通る電流の変化によって第1の誘導コイルL1に誘導されるエネルギ全骨は取る 。第1及び第2の誘導コイルL l及びL2は1つの空心コア(air−fil led core)上に二本蓚き(bifilar)又は同心巻きによってきつ く巻装されている。The second induction coil L2 is mutually coupled with the first induction coil L1 so that the entire load 12 is The entire bone takes the energy induced in the first induction coil L1 by the change in the current passing through it. . The first and second induction coils Ll and L2 are arranged in one air-core (air-fil Tightly mounted on the led core by bifilar or concentric winding. It is fully wrapped.
第1と第2と誘導コイルL1及びL2は互いに導電的に分離がなされている。即 ち、コイルL1及びL2との間に直流電流路がない。しかしながら、コイルL1 及びL21″1、コイルL ]及びL2間の弱い相互結合によって生じる問題全 最小にするために、コンデンサC3によって結合されている。The first and second induction coils L1 and L2 are conductively separated from each other. Immediately In other words, there is no direct current path between the coils L1 and L2. However, coil L1 and L21″1, coil L] and the problem caused by the weak mutual coupling between L2 To minimize this, it is coupled by capacitor C3.
ダイオードD2は第2の誘導コイルL2と負荷12の電源側との間に接続されて 、第2の誘導コイルL2から負荷12の電源側に受け取ったエネルギ全移送する 。The diode D2 is connected between the second induction coil L2 and the power supply side of the load 12. , all of the energy received from the second induction coil L2 is transferred to the power supply side of the load 12. .
変調信号発生器10は、スイッチング・トランジスタQ1のゲートに高周波の・ ぐルス化された調整信号全供給するように設けられている。本実施例で選択され ている高周波数は100 kHzである。The modulation signal generator 10 supplies a high frequency signal to the gate of the switching transistor Q1. It is provided to supply all the regulated signals. selected in this example The high frequency used is 100 kHz.
第2図には変調信号発生器10の好ましい一実施例が示しである。変調信号発生 器10は、シーミツト・インバータII、抵抗R1及びコンデンサC4とからな る自走発振器(free running oscsillator)i有して おり、該発振器は第3A図に示すように、ライン16に高い周波数のノセルス状 方形波信号全発生する。抵抗R1はインバータ11の入力と出力との間に接続さ れておシ、またコンデンサC4はインバータ■1と回路の接地点との間に接続さ れている。A preferred embodiment of modulation signal generator 10 is shown in FIG. Modulation signal generation The circuit 10 consists of a Seamit inverter II, a resistor R1 and a capacitor C4. It has a free running oscillator i. 3A, the oscillator generates a high frequency nocellus-like signal on line 16, as shown in FIG. 3A. All square wave signals are generated. Resistor R1 is connected between the input and output of inverter 11. Also, capacitor C4 is connected between inverter ■1 and the ground point of the circuit. It is.
また変調信号発生器10は、更に、コンデンサC5及び抵抗R2からなる微分回 路と、npn)ランノスタQ2と、電流制限用抵抗R3と、コンデンサC6と高 利得増幅器A1からなる比較器と全行している。Further, the modulation signal generator 10 further includes a differential circuit consisting of a capacitor C5 and a resistor R2. (npn) lannostar Q2, current limiting resistor R3, capacitor C6 and high The entire row includes a comparator consisting of a gain amplifier A1.
ライン16上の方形波信号は抵抗R2とコンデンサC5とからなる微分回路によ って微分されて、ライン16上の方形波が立上る部分(a pos已ive g oingtransition)でトランソスタQ2全導通させる。コンデンサ C6はトランジスタQ2が導通するたびに放電するが、トランジスタQ2が遮断 している間に直流電源の電圧端子Vcから抵抗R3を通して流れる電流によって 充電される。したがって、第3B図及び第3D図に実線で示すように、比較器A ]の一方の入力端子に接続されるライン18に三角波が発生させられる。The square wave signal on line 16 is passed through a differentiator circuit consisting of resistor R2 and capacitor C5. is differentiated, and the part where the square wave on line 16 rises (a pos ive g (oingtransition), the transistor Q2 is made fully conductive. capacitor C6 discharges every time transistor Q2 conducts, but transistor Q2 cuts off. During this time, the current flowing from the voltage terminal Vc of the DC power supply through the resistor R3 causes It will be charged. Therefore, as shown by the solid line in FIGS. 3B and 3D, the comparator A A triangular wave is generated on a line 18 connected to one input terminal of the .
比較器AIの他方の入力端子には、ライン]8の三角波と比較される低周波数の 基準信号VRが入力される。基準信号の周波数は、負荷12を通る電流が変化さ せられるべき所定の低周波数に応じて選定される。The other input terminal of comparator AI has a low frequency signal which is compared with the triangular wave on line ]8. A reference signal VR is input. The frequency of the reference signal varies as the current through load 12 changes. is selected depending on the predetermined low frequency to be applied.
典型的には、この所定の低周波数は50又は60 Hzである。Typically, this predetermined low frequency is 50 or 60 Hz.
基準信号vRの振幅は、所定の低周波数で変化する。The amplitude of the reference signal vR varies at a predetermined low frequency.
基準信2じVRが比較的大きな振幅(第3B図参照)のときには、比較的短いデ ユー−ティ・サイクルを有する旨い周波数の・Pルス状変調信号(第3C図参照 )が、比較器A]の出力からスイッチング・トランジスタQ+(第1図)にライ ン14全通して与えられる。そして基準信号が比較的小さい振幅(第3D図参照 )のときには、比較的長いデユーティ・サイクル(第3E負荷12に流わる電流 の振幅は、スイッチング・トランジスタQ1が導通している時間の大きさに比例 する。そしてトランジスタQ1が導通している時間は高い周波数の・やルス状変 調信号のデー−−ティ サイクルに比例する。したがって、負荷12全通る電流 は基準信号vRの所定の低周波数で変化する。When the reference signal 2 VR has a relatively large amplitude (see Figure 3B), a relatively short data A pulse-like modulated signal of a good frequency with a utility cycle (see Figure 3C). ) is a line from the output of comparator A to switching transistor Q+ (Figure 1). All 14 sections are given. and the reference signal has a relatively small amplitude (see Figure 3D). ), when the duty cycle is relatively long (the current flowing through the third E load 12 The amplitude of is proportional to the amount of time that switching transistor Q1 is conducting. do. And the time during which transistor Q1 is conductive is a high-frequency, somewhat loop-like change. It is proportional to the data cycle of the modulation signal. Therefore, the current through the entire load 12 changes at a predetermined low frequency of the reference signal vR.
第1の誘導コイルL1のインダクタンス(直は、ライン14上の・ぐルス状変調 信号が最小の不連続デユーティ・サイクル4有しているときにごくわずかな電流 全立上がらせ且つライン14上のパルス状変調鳥号が最大の不連続デユーティ・ サイクル4有しているときに比較的大きな電流全立上がらせるのに十分なインダ クタンスに設定されている。スイッチング・l・ランソスタQ1が遮断している 間の各・ぐルスの間に第1の誘導コイル全通る電流がなくなると、2つの相互結 合された誘導コイルL1及びL2に蓄積されたエネルギが第1の誘導コイルL1 のスイッチング・トランジスタ側の点20全正の高い電圧にする。このことは、 一般的にオーバシュートとして知られている。本発明の電流変調器においては、 第1の誘導コイルL1から第2の誘導コイルL2に誘導エネルギ?結合させ且つ 第2の誘導コイルL2に受け取られたエネルギ?ダイ刀−ドD2を介して9荷1 2の電源側に戻するので、オーバシュートはできるだけ小さくすることができる 。もし、オーパンニート全最小にしないとすれば、スイッチング・トランジスタ Q1と第1の誘導コイルLlとに損傷を与えることになる。ダイオードD2Th 介して負荷12の電源側に戻されるエネルギは、ダイオードD2全通る平均電流 に等しい量だけダイオードD1全通して電源端子■sから供給される電流全減小 させる。The inductance of the first induction coil L1 (the direct and the spiral modulation on line 14) negligible current when the signal has a minimum discontinuous duty cycle of 4 Full rise and the pulsed modulated bird signal on line 14 has the maximum discontinuous duty. Sufficient inductor to allow a relatively large current to rise during cycle 4 is set to . Switching/l/lansostar Q1 is shut off. When there is no current passing through the first induction coil between each coil, the two mutual connections The energy stored in the combined induction coils L1 and L2 is transferred to the first induction coil L1. Make the point 20 on the switching transistor side of the switch all positive and high voltage. This means that This is generally known as overshoot. In the current modulator of the present invention, Induction energy from the first induction coil L1 to the second induction coil L2? combine and Energy received in the second induction coil L2? 9 items 1 via Daito D2 Since it returns to the power supply side of 2, overshoot can be minimized as much as possible. . If you do not minimize the open neat total, the switching transistor This will cause damage to Q1 and the first induction coil Ll. Diode D2Th The energy returned to the power supply side of the load 12 through the average current through diode D2 The total current supplied from the power supply terminal ■s through the diode D1 by an amount equal to let
第1図の電流変調器においては、負荷12のスイ。In the current modulator of FIG.
チング・トランジスタ側の点22の瞬間電圧が電源電圧Vs ”c越えてもダイ オードD2は負荷12を短絡することはない。これは、誘導コイルL1及びL2 が互いに導電的に結合がなされておらず、ダイオードD2を介して点22から負 荷の電源側に戻る直流電流路がないからである。したがって、点22の瞬間電圧 は電源電圧■sの2倍で振動する。Even if the instantaneous voltage at point 22 on the switching transistor side exceeds the power supply voltage Vs”c, the die Ord D2 does not short circuit load 12. This is the induction coil L1 and L2 are not electrically conductively coupled to each other, and a negative This is because there is no direct current path that returns to the power source side of the load. Therefore, the instantaneous voltage at point 22 vibrates at twice the power supply voltage ■s.
スイッチング・トランジスタQ1が短い導通期間で導通している場合には、早い 段階変化(fast stepchange)の間誘導コイルL ]、 を通る 電流が小さいため、導通期間の間にトランジスタQ1で消費される損失(は最小 になる。トランジスタQ1の飽和電圧4低くすれば、トランジスタQ1で消費さ れる平均電力は°゛オン″時間間で最小になる。そしてトランジスタQ1が非常 に短い遮断時間で遮断すれば、遮断する間にトラン7パスタQ1の両端における 損失全非常に小さく保持することができる。したがって、高い周波数でのスイッ チングが好ましい。If the switching transistor Q1 is conducting for a short period of time, the passing through the induction coil L during the fast stepchange Since the current is small, the losses (minimum) dissipated in transistor Q1 during the conduction period are become. If the saturation voltage of transistor Q1 is lowered, the amount of energy consumed by transistor Q1 will be reduced. The average power output is at a minimum during the “on” time, and when transistor Q1 is If it is shut off with a short shut-off time, the All losses can be kept very small. Therefore, switching at high frequencies Ching is preferred.
誘導コイルL ]及びL2の抵抗値は非常に小さく、したがりてこれら誘導コイ ルL1及びL2での熱損失は非常に小さい。第1図の電流変調器では、典型的に は入力電力の96チが負荷に供給され、4%が誘導コびダイオードD2において 消費される。The resistance values of induction coil L] and L2 are very small, so these induction coils The heat loss in L1 and L2 is very small. In the current modulator of Figure 1, typically 96% of the input power is supplied to the load and 4% is applied to the inductive diode D2. consumed.
負荷として変成器を用いるのに特に適した本発明に係る電流変調器の実施例4第 4,5及び6図全参照して説明する。負荷は、変成器T1の1次巻線Sであり、 1次巻線Sは出力端子Voと回路の接地点との間に接続されている。Embodiment 4 of a current modulator according to the invention particularly suitable for using a transformer as a load This will be explained with reference to all figures 4, 5 and 6. The load is the primary winding S of transformer T1, The primary winding S is connected between the output terminal Vo and the ground point of the circuit.
そして該電流変調器は、第1及び第2の高周波数スイッチング素子Q1.1及び Q12t’有している。第1図の実施例と同様、スイッチングへ素子Qll及び Q12は、100kHzのような高い周波数でスイッチング動作が可能なVMO 3FET /eワー・トランジスタからなっている。And the current modulator includes first and second high frequency switching elements Q1.1 and It has Q12t'. Similar to the embodiment of FIG. 1, the switching elements Qll and Q12 is a VMO that can switch at high frequencies such as 100kHz. It consists of 3FET/e-war transistor.
第4図の電流変調器は、更に、第1.第2.第3及び第4の誘導コイルL 11 、 T、、 12 、 L 1.3及びLl−4と、第1及び第2のダイオー ドD 1 ]及びD12と、コンデンサC1l及びC12と変調信号発生器24 と第1のスイッチング・トランジスタQllは1次巻線Pの一端28と回路の接 地点との間に設けられており、このトランジスタQllは変調信号発生器24か らスイッチング・トランジスタQllのケ゛−トにライン30全通して供給され る第1の変調信号に応じて1次巻線P?通る電流全変化させる。そして第1の誘 導コイルl711が第1のトランジスタQllと1次巻線Pの一端28との間に 接続されている。The current modulator of FIG. Second. Third and fourth induction coil L 11 , T, , 12, L1.3 and Ll-4, and the first and second diode D1] and D12, capacitors C1l and C12, and modulation signal generator 24 and a first switching transistor Qll connects one end 28 of the primary winding P to the circuit. This transistor Qll is provided between the modulation signal generator 24 and the is supplied from line 30 to the gate of switching transistor Qll. The primary winding P? Change the total current flowing through it. And the first invitation A conducting coil l711 is connected between the first transistor Qll and one end 28 of the primary winding P. It is connected.
第2の誘導コイルT、12は第1の誘導コイルに相互結合されており、第2の誘 導コイルL12は電流の変化によって第1の誘導コイルに誘導されるエネルギ全 骨は取る。第1及び第2の誘導コイルLll及びL2は空心コアに二重巻き又は 同心巻きで堅く巻装されている。そして第1及び第2の誘導コイルは互いに導電 的に分離されている。A second induction coil T, 12 is mutually coupled to the first induction coil and The conductive coil L12 absorbs all the energy induced in the first induction coil by the change in current. Remove the bones. The first and second induction coils Lll and L2 are double-wound or Tightly wrapped with concentric windings. The first and second induction coils are electrically conductive to each other. are separated.
第1のダイオードD1.1が第2の誘導コイルI、12と1次巻線Pの他端32 との間に接続されており、該ダイオードDllは1次巻線Pの他端32を介して 第2の誘導コイルL 1.2から電源端子Vsに受け取ったエネルギ全移送する 。The first diode D1.1 connects the second induction coil I, 12 and the other end 32 of the primary winding P. The diode Dll is connected through the other end 32 of the primary winding P. All the energy received from the second induction coil L1.2 is transferred to the power supply terminal Vs. .
第2のスイッチング・トランジスタQ1.2は1次巻線Pの他端32と回路の接 地点との間に設けられており、スイッチング・トランジスタQ12は変調信号発 生器21から第2のスイッチング・l・ランノスタQ 12のゲ゛−トにライン 34全通して供給される第2の変調信号に応じて1次巻線pt通る電流全変化さ せる。そして第3の誘導コイルL13がトランジスタQ12と1次巻線Pの他端 との間に接続されている。The second switching transistor Q1.2 is in circuit contact with the other end 32 of the primary winding P. The switching transistor Q12 outputs the modulation signal. A line is connected from the generator 21 to the gate of the second switching/l/lannostar Q12. 34. The total current through the primary winding pt changes in response to the second modulation signal supplied throughout. let The third induction coil L13 connects the transistor Q12 to the other end of the primary winding P. is connected between.
第4の誘導コイルL14が第3の誘導コイルL13に相互結合されており、第4 の誘導コイルL14は電流の変化によって第3の誘導コイルに誘導されるエネル ギ全骨は取る。第3及び第・1の誘導コイルL13及びLi2は、空心コアに二 重巻き又は同心巻きによってきつく巻装されている。そして第3及び第4の誘導 コイルは互いに導電的に分離されている。A fourth induction coil L14 is interconnected to the third induction coil L13, and a fourth The induction coil L14 generates energy induced into the third induction coil by a change in current. Remove the whole bone. The third and first induction coils L13 and Li2 are connected to the air core. Tightly wrapped with heavy or concentric windings. and the third and fourth leads The coils are conductively separated from each other.
第2のダイオードD12が第4の誘導コイルL12と1次巻線Pの一端28との 間に接続されており、このダイオードD12は1次巻線Pの一端28全通して第 4の誘導コイルL ]、 4から電源端子■sに受けとったエネルギを移送する 。A second diode D12 connects the fourth induction coil L12 and one end 28 of the primary winding P. This diode D12 passes through the entirety of one end 28 of the primary winding P. 4 induction coil L], transfers the energy received from 4 to the power terminal ■s .
変調信号発生器24は第1及び第2のスイ。The modulation signal generator 24 has first and second switches.
テンプ・トランジスタQll及びG12のケ8−トにそれぞれ第1及び第2の変 調信号全供給するように設けられている。そして第1及び第2の変調信号は、第 1次巻線Pの一端のみがいつでも回路の接地点に接続されているように供給され る。The first and second variables are applied to the gates of balance transistors Qll and G12, respectively. It is provided to supply all the modulation signals. The first and second modulated signals are The primary winding P is supplied such that only one end is connected to the circuit ground at any time. Ru.
第5図に示すように、変調信号発生器24の好ましい一実施例は、第1のヒステ リシス・インバータG1と、インバータG1の入力と出力との間に接続された抵 抗R11とインバータG1の入力と接地点との間に接続されたコンデンサC1l とからなる発振回路4有している。As shown in FIG. 5, one preferred embodiment of the modulation signal generator 24 includes a first hysteresis lysis inverter G1 and a resistor connected between the input and output of inverter G1. Capacitor C1l connected between resistor R11 and the input of inverter G1 and ground point It has an oscillation circuit 4 consisting of.
また変調信号発生器24は、入力端子がインバータG1の出力端子に接続された 第2のヒステリシス・インバータG2と、入力増幅器A2と抵抗R]、2.R1 3゜R14及びR15と4有して層るっ基準信号端子V。Further, the modulation signal generator 24 has an input terminal connected to an output terminal of the inverter G1. second hysteresis inverter G2, input amplifier A2 and resistor R], 2. R1 3° R14 and R15 and 4 layer reference signal terminal V.
が、抵抗R12を介して増幅器A2の反転入力端子に接続されている。また反転 入力端子は抵抗R13′f:介して電源端子Vcに接続されている。増幅器A2 の非反転入力端子は回路の接地点に接続されている。抵抗R14が、増幅器A2 の反転入力と出力との間に接続されている。増幅器A2の出力は、第1のヒステ リシス インバータG1の入力に抵抗15を介して接続されている。is connected to the inverting input terminal of amplifier A2 via resistor R12. Inverted again The input terminal is connected to the power supply terminal Vc via a resistor R13'f. Amplifier A2 The non-inverting input terminal of is connected to the ground point of the circuit. Resistor R14 connects amplifier A2 is connected between the inverting input and output of. The output of amplifier A2 is It is connected to the input of the lysis inverter G1 via a resistor 15.
インバータG1、抵抗R11及びコンデンサC1lからなる発振器は、第6A図 に示すように、ライン30に方形波のieルス状倍信号全発生る。インバータG 2はライン30上の信号全反転してライン34上に補足方形波・ぐルス状信号全 発生する。ライン30及び3.1上の信号がそれぞれ同じデユーティ・サイクル 4有していわば、第4図の電流変調器の変成器T1の1次巻線P’を通る平均電 力はゼロになる。The oscillator consisting of inverter G1, resistor R11 and capacitor C1l is shown in FIG. 6A. As shown in FIG. 3, a square wave ie loop signal is generated on line 30. Inverter G 2, all the signals on line 30 are inverted and the supplementary square wave/gurus-like signal is all on line 34. Occur. The signals on lines 30 and 3.1 each have the same duty cycle 4, so to speak, the average current passing through the primary winding P' of the transformer T1 of the current modulator of FIG. force becomes zero.
ライン30」二のイン・(−タG1の出力が)・イ(high)のとき、コンデ ンサC1lは抵抗R1lt−通して充電され、第6B図に示すような波形4有す る信号全インバータG1の入力端子36上に発生させる。入力端子36における イに号の電圧がインバータG1の上部スイッチング・スレ、7ホールド■2まで 増加すると、インバータG1の出力は第6A図に示すようにロウ(low)に落 ちる。そしてコンデンサC1lは、入力端子36の信号の電圧がインバータG1 の下部スイッチング・スレ、7ホールドV1に落ちるまで、抵抗R1lt通して 放電し、ぞの点で、インバータG1は再びハイに切換わる。When the output of line 30'2 is high, the condenser The sensor C1l is charged through the resistor R1lt- and has a waveform 4 as shown in Figure 6B. A signal is generated on the input terminal 36 of the total inverter G1. At the input terminal 36 The voltage of No. A is up to the upper switching thread of inverter G1, 7 hold■2 When the output of inverter G1 increases, the output of inverter G1 drops to low as shown in Figure 6A. Chiru. The capacitor C1l is configured such that the voltage of the signal at the input terminal 36 is connected to the inverter G1. Lower switching thread of , through resistor R1lt until it drops to 7 hold V1. At that point, inverter G1 switches high again.
インバ〜りG1及びG2のそれそ゛れの出力からライン30及び34に出力され る・ぐルス状信号のデー−ティ・サイクルは、コンデンサC1lが充電又は放電 される速度又は割合?変えることによって変えられる。The respective outputs of inverters G1 and G2 are output on lines 30 and 34. The data cycle of the signal is determined by the charging or discharging of the capacitor C1l. rate or rate? Can be changed by changing.
これは、抵抗R15t−通してインバータGの入力端子36に流れる電流7変え ることにより行なわれる。この電流の変化は、基準信号端子V I’lに供給さ れる所定の低周波数4有する基準信号に応じて生じる。基準信号の周波数は、変 成器T1の1次巻線Pを通る電流が変化させられるべき所定の低周波数に応じて 選定される。典型的には、この所定の低周波数は50又は60Hzである。This is the current 7 changes flowing through the resistor R15t to the input terminal 36 of the inverter G. This is done by This change in current is applied to the reference signal terminal V I'l. occurs in response to a reference signal having a predetermined low frequency 4. The frequency of the reference signal is Depending on the predetermined low frequency at which the current through the primary winding P of the generator T1 is to be varied Selected. Typically, this predetermined low frequency is 50 or 60 Hz.
増幅器A2は端子VRに供給される基準信号全反転し且つ抵抗R15を介して反 転入力端子36に与えられるべき電流4生じさせる。この電流は、コンデンサC 1lの充電又は放電の際に抵抗R1lt通る電流を補うか又はこの電流に抵抗す る。Amplifier A2 completely inverts the reference signal supplied to terminal VR and inverts it via resistor R15. A current 4 to be applied to the transfer input terminal 36 is generated. This current is the capacitor C When charging or discharging 1l, supplement the current through resistor R1lt or resist this current. Ru.
増幅器A2の出力端子;38における電圧が反転入力端子36における電圧の平 均値に対して負のときに、第6C図に示すように、コンデンサC]、 1はゆっ くりと充電され且つ素早く放電される。これは、第6D図信号に長いデユーティ ・サイクルが与えられるためである。反対に、第2のインバータG2のパルス状 出力信号は同時に短いデュニティ・サイクル4有している。The output terminal of amplifier A2; the voltage at 38 is equal to the voltage at the inverting input terminal 36. When it is negative with respect to the average value, as shown in Figure 6C, capacitor C], 1 is slowly It charges quickly and discharges quickly. This results in a long duty cycle for the Figure 6D signal. ・This is because a cycle is given. On the contrary, the pulse shape of the second inverter G2 The output signal also has a short duty cycle of 4.
増幅器A2の出力端子38における電圧がインバータ入力端子36における電圧 の平均値に対して正のとき、第6E図に示すようにコンデンサC1lは素早く充 電されはつゆっくりと放電される。これは、ライン30上のインバータ出力信号 に、第6F図に示すようにカいデユーティ・サイクルが与えられるためである。The voltage at the output terminal 38 of amplifier A2 is equal to the voltage at the inverter input terminal 36. is positive with respect to the average value, capacitor C1l charges quickly as shown in Figure 6E. It is charged and then slowly discharged. This is the inverter output signal on line 30 This is because a large duty cycle is given as shown in FIG. 6F.
反対に、第2のインバータG2の・ぐルス状出力信号は同時に長いデー−ティ・ サイクル4有している。On the contrary, the signal-like output signal of the second inverter G2 simultaneously has a long data signal. It has 4 cycles.
スイッチング・トランジスタQ1.1及びQ12のそれぞれのケ゛−トにデユー ティ・サイクルの異ったパルス状変調信号全印加することにより、変成器Tの1 次巻線Pk通る平均電流がゼロにならないようになっている。1次巻線pt流れ る電流の量は、スイッチング・トランジスタQ ]、 l及びQ12のそれぞれ のケゞ−トにライン30及び34上通して印加される・ぐルス状変調1’i; ”l”i−のj゛ニーテイサイクルの差に比例する。A dual circuit is connected to each gate of switching transistors Q1.1 and Q12. 1 of the transformer T by applying all pulse modulation signals with different T cycles. The average current passing through the next winding Pk does not become zero. Primary winding pt flow The amount of current flowing through each of the switching transistors Q], l and Q12 is 1'i applied to the cell through lines 30 and 34; It is proportional to the difference in the jnity cycles of "l"i-.
ライン30北の・マルス状変調信号のデユーティ・サイクルプIニライン34上 のパルス状変調信号のデユーティ・サイクルより大きくなると主巻線pt流れる 電流はセンター・タップ26から一端28に向かう方向により大きくなる。Duty cycle of malus-like modulation signal north of line 30 I on line 34 When the duty cycle of the pulse modulation signal becomes larger than that of the main winding pt flows The current is greater in the direction from the center tap 26 toward one end 28.
主巻線Pk流れる電流の振幅及び方向の変化は、変調信号発電器24の増幅器の 出力端子38に現われる瞬時電圧の変化に応じている。そして、基準信号端子v Rに所定の低周波数基準信号4与えると、変成器T1の2次巻線の出力端子Vo には所定の低周波数の出力信号が発生する。したがって、第4図の電流変調器は 、特に、低ひずみで低周波数の正弦波出力信号4得るのに適している。Changes in the amplitude and direction of the current flowing through the main winding Pk are determined by the amplifier of the modulation signal generator 24. It is responsive to changes in the instantaneous voltage appearing at output terminal 38. And the reference signal terminal v When a predetermined low frequency reference signal 4 is applied to R, the output terminal Vo of the secondary winding of transformer T1 A predetermined low frequency output signal is generated. Therefore, the current modulator in FIG. , it is particularly suitable for obtaining a low frequency sinusoidal output signal 4 with low distortion.
基本的には、第・1図の電流変調器の、スイッチング・トランジスタQ11、誘 導コイルL 1.1及びL12並ひにダイオードD 1.1とスイッチング・ト ランジスタQ12、誘導コイルL13及びL 1.4並びにダイオードD ]、 2のそれぞれの組合せ回路の構成の動作と特質とは、第1図の電流変調器のス イッチング・トランジスタA1、誘導コイルQ1及びQ2並びにダイオードDI の組合せ回路の構成の動作と特質と同じである。Basically, the switching transistor Q11 of the current modulator shown in Fig. Conductive coils L1.1 and L12 as well as diode D1.1 and switching transistor Q12, induction coils L13 and L1.4, and diode D], The operation and characteristics of each combinational circuit configuration in 2 are as follows: Switching transistor A1, induction coils Q1 and Q2 and diode DI The operation and characteristics of the combinational circuit configuration are the same.
第4図の電流変調器の異なる特徴は、効率を更によくするため、1次巻線Pを通 るエネルギ回復路を用いていることである。これは次の通りである。もし2つの ダイオードD 1.1及びDl2がカソードを電源端子VsK接続したとすると 、誘導コイルL12及びLi2から受けとったエネルギは電源に戻されることに なる。しかしながら、これら2つのダイオードDll及びDl2を、第4図に示 すように、1次巻線Pの両端28及び32に交差接続すると、回復エネルギは電 源に戻るように流れるばかりでなく、1次巻線の反対の非導通側端子全通って電 源に戻シ、その結果変成器になる。誘導コイルのからの回復エネルギは夕ゝイオ ードDll及びDl、2によってクリツノされる゛°誘導性キック電圧(1nd uctive kick)” と呼ばれる高電圧全D12全通る電流はエネルギ が回復する間の異なった電圧においても比較的一定になりがちである。A different feature of the current modulator in Figure 4 is that the primary winding P is It uses an energy recovery path. This is as follows. If two Assuming that the cathodes of diodes D1.1 and Dl2 are connected to the power supply terminal VsK. , the energy received from the induction coils L12 and Li2 is returned to the power supply. Become. However, these two diodes Dll and Dl2 are shown in FIG. When cross-connected across ends 28 and 32 of the primary winding P, the recovered energy is Not only does it flow back to the source, but the current flows through all the non-conducting terminals on the opposite side of the primary winding. It returns to the source and becomes a transformer. The energy recovered from the induction coil is The inductive kick voltage (1st The current passing through the high voltage D12 called “uctive kick” is energy. tends to remain relatively constant at different voltages during recovery.
2/3 第5図2/3 Figure 5
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