JPS59501094A

JPS59501094A - 電圧を制御する方法およびこの方法に従つて動作する装置

Info

Publication number: JPS59501094A
Application number: JP58501543A
Authority: JP
Inventors: メルヒヤ−・ドメニツク
Original assignee: メルヒアー・アクチエンゲゼルシヤフト
Priority date: 1982-06-14
Filing date: 1983-05-16
Publication date: 1984-06-21
Also published as: EP0111493B1; WO1984000085A1; EP0111493A1; DE3363026D1; IT8383399A0; IT1175095B

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】電圧を制御する方法およびこの方法に従って動作する装置この発明は・制御された電圧を、チョッパの原理に従って動作する供給装置の出力を生成するための方法に関する・これはさらに、この方法に従って動作する供給装置に関する０このような方法はそれ自身知られている。

表示「回路制御器」、「回路網部分」、「チヨソ・平網部分Ｊ、ＩＤＣ−ＤＣ変換器」によって、電流供給装置の特別のクラスの種種の変型が示される口その共通の特徴は・普通の方法では安定でなく制御される第１の直流電圧が２Ｏ−３００ｋＨｚの周波数で投入および遮断され、かつこれと共にこの開閉リズムでスイッチ回路に電流が供給されることにある０上述のスイッチ回路に、電圧を平滑化するための手段が存し、これは同時にエネルギ蓄積器特にインダクタンスコイルおよびコンデンサである。出力電圧は比較器によって基準電圧と比較され、これは、初めに述べた直流電圧の入力出カキ−比を、別のスイッチ回路によって、必ようとすべきときには、−次部分と二次部分の電気的分離が所望される。そこで、第１直流電圧をチョッピングする回路手段が変成品の一次巻線に動作する。回路および制御の種類に従って、ここではさらに流過変換器または阻止変換器への区分けがなされ、両動作原理の組合わせおよび変型も知られている・先行技術を表わす回路制御器および制御方法の表示は、専門出版社、グラフェナウ／ＶＤＦ、出版社、ベルリンにおいてヨツト・ビステヒューベから出版された出版物１回路網部分」、並びに、ミュンヘンの「第３回国際ＰＣｌ３１会議の議事録」の中にある。一般に、応用される制御方法の目標は、一定の出力電圧を実現することＫある□そこで、知られている装置の共通の特徴は、出力端子に並列て比較的大きなコンデンサを接続することにある・これから外部の消費体によって引出される電荷は、蓄積インダクタンス（変成器巻線またはインダクタンスコイル）から再び送入される。送入すべき電荷の量の制御は、知られている装置では次のようにして行なわれる。すなわち、制御器の出力電圧Ｕ。と基準電圧Ｕ。ｇａｌｌがら制御信号が得られ、これが、同期Ｔ”　’ｅｉｎ　”　’ａｕｓのうちの充電時間Ｌｅｉｎ　を必要な電荷に相応して制御する。

この知られている方法によって招来されるところによれば、１万においては、制御器の出力電圧は、コンデンサの大きさ、最大の出力電流、並びに電荷の補充なしの放電の可能な最も長い時間長としての周期長さ、にょって与えられる差△Ｕだけ下回り、他方においては、上述した差ΔＵＫよって充電時間ｔｅｉｎ　の長さが制御される。

添付図面を参照して、最初に先行技術について、次いでいくつかの実権的に関してこの発明による方法を説明する・第１図は、回路制御器の知られている回路を示し、第２図は、これに符属する電気的量の時間的経過を示し、第３図は、一定の積Ｕｆ、・’ｅｉｎ　を生成するための回路を示し、第４図は、積ＵＺ”ｅｉｎ　＝　ＵＯ”　ｆ生成するための第３図の変型を示し・第５図は、供給装置の１部分としてのこの発明による制御装置の実権グ］を示し。

第６図は、この発明による方法に従って動作するそれ自身知られている単拍子流過変換器の回路図を示し・第７図は、この発明による方法に従って作動する別の知られている単拍子流過変換器の回路図を示す〇第１図による回路は、知られている単拍子流過変換器の原理を示す。第２図には、これに属する電気的量および経過が示される。２つの入力端子１．２を介して入力電圧Ｕｉが印加され、これは第２図に示される時間的経過を有する〇時間ｔｅｉｎ　の間にはＵｉ　が投入され、時間Ｔ’ｅｉｎ＝’ａｕｓの間にはこれは遮断される。ここでＴは図示なしの拍子付与器の周期長さである。さらに、出力電圧Ｕ。は周期Ｔに渉って平均化されたＵｉ−ｔ。ｉｎの値に一致することが認めらであり、これは損失なしの変換器に対してたり一厳密に適用ざ几る。

次いで、トランジスタＴ１　を介して電流が蓄積１ンダクタンスコイルＬ。ＶＣ流れ、ここで電流は、負荷抵抗ＦｃＬｆ衣わされる負荷が一定のときには、第２ｂ図に示される時間的経過を取る。それＫよって、出力端子６．４に出現する出力電圧Ｕ。は第２ｃ図に示される時間的経過を有する〇第２Ｃ図から認められるように、公称電圧Ｕ。ｓｏｌ　ｌへの到達は通電段階の終すｔｅｉｎ　で定まり、ここで図示されない回路要素によってＵ。が測定され、Ｕ０＝Ｕ８ｏ１１　のときに遮断が実３１する０その結果として、公称出力電圧Ｕ。５ｏｉｌは常に最高だけで得られるがたいていは下回り、また、回路制御器が出力電流を供給しないか極めて僅かｅここれを供給する場合、または出力が短絡されている場合には、今日利用されている出力回路半導体に対する通電段階ｔｅｉｎ　は制御が困難なほどに短い。

この発明の課題は、上述した欠点を克服し、かつこの発明による回路制御器の短絡および並列接続の挙動を改善することにある＠それで、この発明による方法は、通電段階の長さを制御しかつパルス間隔の長さを出力電圧の現在値に依存して制御することにある。

通電段階の長さの制御は種種の基準に従って達成でき、その際に式（２）が有効であって次のように解くことができる。

Ｕｉ　・しｅｉｎ　””　Ｕｏ”　ｔ３）故に調節環Ｊ’Ｅｅｉｎは一定の付属の制御項Ｕｏ′Ｔ　を有する。

多くの場合すなわちＵ。が一定に保持される場合に、周期長さＴが単一の変数である。これは、調節環によって回路周波数が定まることを示す。

多くの応用において、はぼ一定の回路周波数が望ましい・例えば・可聴範囲の近くにおける応用において、入力と出力の間が変成器結合される場合に例えば妨害消去Ｐ波器を簡単にするために。そこで通電段階の長さがＵｉ　に反比例して調節されるとすれば、（３）によって、Ｕｏ　が一定の場合には一定の同期長さＴが得られ、故に一定の周波数も得られる。

第３図は、１つの一可能な一一定のＵｉ−１ｉｎ積を生成するための回路を示す＠端子５に電圧Ｕ（が印加され、これは抵抗６を介してコンデンサ７を電圧Ｕ。

に充電し、これは差動増幅器９０入力８Ｖｃ、印加される基準電圧ＵＲｅｆによって確定される・Ｕｏ　が予め選択された値ＵＲｅｆ　に到達すると、差動増幅器は、論理１０を介して、第２図に示されるＵｉ　のゼロ設定を引き起し・同時にコンデンサ９は、ダイオード１１を介して放電をなし、かつ対応する指令を線路１２が論理１０に伝達するまで放電状態に保持される。

図示なしの変型は、ダイオード１１の代りにトランジスタを色含し、これは例えばフリップフロップ１０の別の出力４４から制御され、この出力は出力６１に関して逆にされた信号を供給する（・第５“図）−０しかもながら、この発明による方法は１例えば予め与えられた関数に従って変化するような可変の出力電圧にも関する◎第４図は、可変の出力電圧Ｕ。の上述した場合に対する第３図のスイッチ回路を示す・一定の基準電圧ＵＲｅｆＯ代りに、Ｕｏ　の分割によって得られる基準電圧Ｐ”ｏが差動増幅器９の入力８に印加される。それで、通電段階の長さは・回路周波数−が一定の場合に、Ｕｊ　に反比例しＵｏ　に比例する・上述した方法で制御される通電段階の経過に従って、・９ルス間隔が制御される。この間隔は、出力電圧Ｕ。が基準電圧で定められる値に下降するまで持続する０この間隔の経過ののちに、制御された通電段階が新たに達成され、それによって過程が繰返される。第５図には、この発明の方法に従って動作する制御回路カ；図解的に示される・第５図に５から９で示される回路要素がダイオード１１と共にここにも詳しくは同じ回路の中に図示される。

第３図にまとめて論理１０で示されているものは、第５図では詳細に示される。

差動増幅器９の出力はモノフロップ１４を制御し、その出方ノ臂ルスはフリップフロップ１６のリセット人力１５に交付される。その・臂ルスは線路１７を介（してインバーター８にも供給され、これの出力は多重アン・ドゲート２Ωの１９で示される入力に課せられる。この多重アンドゲート２゜は別の入力２１ないし２５を備え５の！１）ｉＣ示されるように。

その個数はそれ自体限られていない０多重アントゲー）２０、の入力２１ないし２４はその制御・信号を４個の差動増幅器”１６．２７．２８．２９から受取る。差動増幅器２６は。

回路制、御器の出力電圧Ｕ。ｆ：、基準人力４・５に印加される予め与えられた基準゛電圧Ｕ。ｓｏｎ、と比較する０差動増幅器２７は短絡電流を例えば測定抵抗ＲＭ（第１図参照）を介して監視する。差動増幅器２８によって１例えば入力電圧Ｕｉ　が予め与えられた値Ｕｉｍｉｎ　を下回まわらないように監視され、また最後に、差・動増幅器２９は例えば前置される図示なしの変成器を減磁電流の減衰について監視する。

多重アンドゲートの入力２５はここでインバータ６０に接続され、これに阻止信号が印加できる。

装置に関してこの発明の構想を例示したこの回路のこの発明による協同作用は、次のように行なわれる。コンデンサ７の電圧が入力８に印加される基準電圧と一致する場合には、５ないし９および１１で示される入力回路は、差動増幅器９の出力に制御パルスを生じる。この制御パルスはその側でモノフロップ１４を制御し、これは一定の長さのＩＪ　セット／４ルスをフリップフロップ１６のリセット人力１５に交付する。これによって、フリップフロップ１６はそのＱ出力６１においてＯに跳び、これによってコンデンサ７は、ダイオード１１を介して放電し、かつフリップフロップ１６のセント人力３２にセント信号が印加されるまではこの状態にとどまる。これは、多重アンドゲート２０のすべての入力１９ないし２５が高くなる場合１例えば次の条件が支配する場合である。

一出力電圧Ｕ。がＵ。５ｏｉｌ　ｆ、で下降する（差動増幅器２６）一入力端子が予め与えられた最小値Ｕｉ　ｍｉｎ　より大きい（差動増幅器２８）一変成器が新しい通電段階によって飽和されない程度まで減磁される（差動変圧器２９） □阻止信号がインバータ６０に印加されない〇さてフリップフロップ１６が逆にされ、これによってＱ出力６１に信号「高」が現われる。コンデンサ７が再び充電できる〇次いでＱ出力６１における信号は、第６図による回路制御器の出力弁６１を作動させるため、制御信号として利用される。ここで−第６図において一第１図による回路が再び取上げられ、これでは例えば第５図によるこの発明による装置が回路ブロック６４によって示される。実質的に、回路ブロック６４は、ここで省略されている差動増幅器２９による減磁の検査を除き、第５図と正確て一致する。

入力端子１．２には入力電圧Ｕｉ　が印加され、これは出力弁６６のコレクタに導入されかつ同時に線路６５によって回路プロツタ３４の中に導入され、ここでこれは−第５図によれば一１方では・（ルス長さ決定に引出されかつ他方では差動増幅器２８において最小値の検査に引出される０線路６６を介して出力電圧Ｕ。は回路プロツタ６４の中に達し、ここで放電・９ルスの間の間隔の長さを決定する。

別の線路３７を介して、第５図に実施されここでインパーツク３４に導き、これによって出力電流の制限が可能になる０回路が過電流区域または短絡に存する場合には、パルス間隔は、差動増幅器２７が最大値の下方への電流の下降を仰らせるまで長くされる。

ダイオードＤ２の回路における出力電流測定の可能性は・測定抵抗ＲＭ　を系基準点に、接続でき、これが回路技術を簡単にするという利点を有する。第６図による変換器の出力電圧Ｕ。を外部から予め与えられる基準電圧と一致させるべきときには、これは−それが時間的に一定である圧せよ可変であるにせよ一線路４６を介して回路ブロック６４に導入される。回路ブロック３４において、線路４６は、直接Ｋまたは例えば図示なしの電圧分割器を介して、差動増幅器２６の基準人力４６に接続される。

第７図には・回路網分離を備えた単拍子流過変換基が図示される。回路網５＋離の本質は一次巻線６９および二次巻線４０を備えた変圧器６８による生じるかも知れない電圧上昇または下降である。ここでも、この発明による回路−一第５図に詳しく図示されるーは、簡単に回路ブロック３４として示される。２つの線路４１．４３は入力電圧Ｕｉ　を回路ブロック６４の中に導き、ここでこれは第６図に示したと同様の方法で働く。線路３６．４２の課題は第６図におけると同様である。付属的にここでは線路４４が設けられ、これの助けによって、変圧器３８０減磁が監視される◎この場合に０回路ブロック３４は第５図に図示された差動増幅器２９を包含する◎線路４６はここでは、第６図による実施例と同じ課題を有するＯＦｉｇ、ＩＦｉｇ、７Ｆｉｇ、３国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】１・　制御された電圧を、チョッー臂の原理に従って動作する供給装置の出力に生成するための方法において、−蓄積コンデンサの放電を、その長さを制御される通電段階の際に・制御された電圧と時間の積を有する電流パルスによって達成し。一必要な出力電圧Ｕ。への制御を、２つの通電段階の間の間隔の制御によって行ない、そこで、放電コンデンサＣ６における電圧Ｕ。が値Ｕ。ｓｏｌ　ｌまで下降したときにはじめて・新しい通電段階を達成する、ことを特徴とする方法◎ ２・　請求の範囲第１項による方法を遂行するための装置において、 −この装置がコンデンサ（７）を有し、これが、抵抗（６）を介して電圧Ｕｉ　で、差動増幅器（９）で定まる基準値まで充電され、 −この装置がさらにモノフロップ（１４）　−ダイオード（１１）およびフリップフロップ（１６）を有し、このフリップフロップがセット入力（３２）、　リセット入力（１５）および出力（３１）を備え、これらが上述の要素に接続されて、差動増幅器（９）で制御されるモノフロップ（１４）が逆設定１４ルスをフリップフロップ（１６）のリセット人力（１５）に交付し、コンデンサ（７）が、ダイオード（１１）ｔ［−して、フリップフロップ（１６）の今では「深く」位置する出力（６１）から放電し、 −さらに、フリップフロップ（１６）のセット入力（３２）が多重アンドゲート（２０）に接続され、これが少くとも２つの入力（１９，２１）を備え、その１ ′ｙ５がインバータ（１８）からその他力が差動増幅器（２６）から供給され、ここで、インバータ（１８）が線路（１７）を介して同じくモノフロップ（１４）で制御され、差動増幅器（２６）が出力電圧Ｕ。ｆ。基準電圧と比較し、かつ一致の際に始めて、信号を多重アンドゲート（２０）の入力（２１）に与える。こと全特徴とする装置。ト　３つの差動増幅器（２７，２８，２９）　のなお少くとも１つの別のものが存し、その出力が多重アンドゲート（２９）の入力Ｃ２２，２５，２４）に接続され、ここで、差動増幅器（２７）が短絡電流を、差動増幅器（２８）が最小入力電圧を、また差動増幅器（２８）が減磁電圧を監視することをｌ！！ｉ徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。４、インバータ（３０）が存し、その出力が多重アンドゲート（２０）の入力（２５）になり、これによって、−４ルスの発生が能動的に抑制できることを特徴とする請求の範囲第２項まｆｃｆｉ第３項に記載の装置・５、ダイオード（１１）の代りにトランジスタが存する請求の範囲、第２項、第３項または第４項に記載の装置。