JPS60197161A - Constant current device - Google Patents

Constant current device

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JPS60197161A
JPS60197161A JP5316984A JP5316984A JPS60197161A JP S60197161 A JPS60197161 A JP S60197161A JP 5316984 A JP5316984 A JP 5316984A JP 5316984 A JP5316984 A JP 5316984A JP S60197161 A JPS60197161 A JP S60197161A
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constant current
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voltage
circuit
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Yoshihiko Harafuji
原藤 芳彦
Hideki Yamamoto
山元 秀樹
Katsuhiko Yamamoto
克彦 山本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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NEC Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To supply an accurate constant current by commonly controlling the time ratio of a plurality of resonance type constant current converters so that the output currents of the entire device become constant, thereby preventing the output current from decreasing upon increasing of the load. CONSTITUTION:A plurality of resonance type constant current converters CONV are connected in series, and a current is supplied through a common current detector 6 to a load 9. The converters CONV have inverters 1, resonators 2, rectifying and smoothing circuits 3, and voltage/frequency converters 4 for controlling the operating frequencies of the inverters 1. The detector 6 detects the output current Iout of the entire device, compares it with a reference value by the controller CONT to control the converter 4 through a current/voltage converter 10. Thus, the inverters 1 are controlled by the common controller CONT, and the time ratio of the converters are controlled so as to become the prescribed constant current.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明は1足電流装置に関し、特に、中継増幅器等の負
荷に対して複数個の共振形コンバータを直列に接続して
定電流を供給するようにした定電流装置の改良に関する
[Detailed Description of the Invention] Technical Field The present invention relates to a single-leg current device, and in particular, to a one-leg current device that supplies a constant current to a load such as a relay amplifier by connecting a plurality of resonant converters in series. This invention relates to improvements in constant current devices.

従来技術 アナログ搬送通信システムにおいて、中継器に電流を供
給するための遠方給電装置としては、一般に可飽和リア
クトル制御形定電流コンバータが使用されている。これ
は、可飽和リアクトルを拘束磁化状態で使用し、可飽和
リアクトルの点弧角を制御することによって出力電流を
一定にする定電流コンバータであり、大振幅の交流動作
をする可飽和リアクトルの損失と、インバータトランジ
スタのスイッチング損失のため、その効率は70%程度
が限度である。出力電流は60mA−160mA程度で
あり、最大出力電圧が7KV程度の定電流装置として使
用される。
In conventional analog carrier communication systems, a saturable reactor controlled constant current converter is generally used as a remote power supply device for supplying current to repeaters. This is a constant current converter that uses a saturable reactor in a constrained magnetized state and keeps the output current constant by controlling the firing angle of the saturable reactor, and the loss of saturable reactor that operates with large amplitude AC. Due to the switching loss of the inverter transistor, its efficiency is limited to about 70%. The output current is about 60mA to 160mA, and the maximum output voltage is about 7KV and is used as a constant current device.

ディジタル搬送通信システム用の遠方給電装置は、負荷
となる中継増幅器が高機能化され、又システムが冗長化
されること等のため、その出力電流は500 mA〜2
Aに達し、出力電圧は最大15KVにもなり、装置の出
力電力はアナログ搬送通信システムの場合よりも1桁以
上増大する。このため、給電装置を416或するコンバ
ータの大出力化と高能率化がめられ、近年においては、
80%以上の効率を有する共振形定電流コンバータを用
いた定電流装置が開発されている。共振形定電流コンバ
ータは、インバータトランジスタのコレクタ電流が正弦
波となるため、そのスイッチング損失が無くなり、高能
率化が可能で、装置が小形化される。
The output current of remote power supply devices for digital carrier communication systems is 500 mA to 2.0 mA because the load repeater amplifiers are highly functional and the system is redundant.
A, the output voltage can be up to 15 KV, and the output power of the device is more than an order of magnitude higher than in analog carrier communication systems. For this reason, there has been a push to increase the output and efficiency of converters that use 416 power supply devices, and in recent years,
A constant current device using a resonant constant current converter having an efficiency of 80% or more has been developed. In the resonant constant current converter, since the collector current of the inverter transistor is a sine wave, switching loss is eliminated, high efficiency is possible, and the device is miniaturized.

一方、保守性、冗長性を考慮して、複数個の定電流コン
バータを負荷に対して直列に接続して使用する場合は、
複数個のコンバータの負荷分担を安定させる必要がある
。このため、第1図に示すように、複数個の共振形定電
流コンバータCON V□〜C0NV nを負荷に対し
て直列に接続し、各共振形定電流コンバータに0NVI
 −CONV nのそれぞれの出力部に負荷分担用の抵
抗7およびダイオードDを並列に接続した定電流装置が
使用されている。
On the other hand, when using multiple constant current converters connected in series to the load for maintainability and redundancy,
It is necessary to stabilize load sharing among multiple converters. For this reason, as shown in Fig. 1, a plurality of resonant constant current converters CON V□ to C0NV n are connected in series to the load, and each resonant constant current converter has 0NVI.
A constant current device is used in which a load sharing resistor 7 and a diode D are connected in parallel to each output section of -CONV n.

各共振形定電流コンバータC0NVs〜C0NV nは
、直流を人力して交流に変換出力するインバータ回路1
と、インバータ回路lの出力を整流・平滑回路3に人力
させる共振回路2と、共振回路2を介して入力される交
流を整流および平滑化する整流・平滑回路3と、整流・
平滑回路3の出力電流を検出し、出力電流に応じた電圧
を出力して制御回路5に入力させる電流検出器6と、電
流検出器6から人力された電圧を基準電圧Sと比較して
Each resonant constant current converter C0NVs to C0NV n is an inverter circuit 1 that manually converts direct current into alternating current and outputs it.
, a resonant circuit 2 that manually inputs the output of the inverter circuit l to a rectifier/smoothing circuit 3, a rectifier/smoothing circuit 3 that rectifies and smoothes the alternating current input via the resonant circuit 2,
A current detector 6 detects the output current of the smoothing circuit 3, outputs a voltage corresponding to the output current, and inputs it to the control circuit 5. The voltage manually inputted from the current detector 6 is compared with a reference voltage S.

その差に応じた電圧Vcを出力する制御回路5と、制御
回路5の出力する制御電圧VCを対応する周波数に変換
出力して前記インバータ回路lのスイッチング周波数を
制御する電圧−周波数変換回路4とから構成され、その
出力部には、それぞれ負荷分担用の抵抗7およびダイオ
ードDを並列に接続している。上記ダイオードDは、障
害等によって停止した共振形定電流コンバータをバイパ
スさせて他の共振形定電流コンバータによって負荷への
電流供給を継続させるために接続されている。
a control circuit 5 that outputs a voltage Vc according to the difference; and a voltage-frequency conversion circuit 4 that converts and outputs the control voltage VC output from the control circuit 5 into a corresponding frequency to control the switching frequency of the inverter circuit l. A resistor 7 and a diode D for load sharing are connected in parallel to the output portions of the respective circuits. The diode D is connected to bypass a resonant constant current converter that has stopped due to a failure or the like and to continue supplying current to the load by another resonant constant current converter.

次に、各共振形定電流フンへ−夕の動作について説明す
る。インバータ回路1は、電圧−周波数変換回路4から
供給される制御周波数で動作するインへ−夕で、直流人
力Eを上記制御周波数の交流出力に変換出力する。イン
バータ回路lの交流出力は、共振回路2を介して整流・
平滑回路3に人力される。共振回路2は、チョークコイ
ルLとコンデンサCの直列共振回路で、その共振周波数
はf resである。インバータ回路lの動作周波数f
awとf resとの比、f H/ f resを時比
率δとすると、整流令平滑回路3に入力される交流電力
は時比率δに依存し、無制御状態における整流赤平滑回
路3の出力特性は、第2図に示すようになる。
Next, the operation of each resonant type constant current fan will be explained. The inverter circuit 1 operates at the control frequency supplied from the voltage-frequency conversion circuit 4, and converts the DC human power E into an AC output at the control frequency. The AC output of the inverter circuit 1 is rectified and
The smoothing circuit 3 is manually powered. The resonant circuit 2 is a series resonant circuit consisting of a choke coil L and a capacitor C, and its resonant frequency is f res. Operating frequency f of inverter circuit l
When the ratio of aw and f res, f H/f res, is the duty ratio δ, the AC power input to the rectifier red smoothing circuit 3 depends on the duty ratio δ, and the output of the rectifier red smoother circuit 3 in an uncontrolled state The characteristics are shown in FIG.

すなわち、時比率δが1のときは、共振回路2のインピ
ーダンスが0となり、整流・平滑回路3の出力インピー
ダンスは低く、はぼ定電圧特性となり、時比率δが小さ
くなるに従って出力インピーダンスが高くなり、また小
さい電流値で飽和するようになる0時比率δが0.5以
下では、その出力インピーダンスはほぼ一定の有限値と
なる。
In other words, when the duty ratio δ is 1, the impedance of the resonant circuit 2 is 0, the output impedance of the rectifier/smoothing circuit 3 is low, and has almost constant voltage characteristics, and as the duty ratio δ becomes smaller, the output impedance becomes higher. , and when the zero time ratio δ, which becomes saturated at a small current value, is 0.5 or less, the output impedance becomes a substantially constant finite value.

従って1時比率δを変化させることによって出力電流を
制御することができる。
Therefore, the output current can be controlled by changing the hour ratio δ.

電流検出器6は、整流舎平滑回路3の出力電流Ipfを
検出し、出力電流tprに比例した電圧を出力して制御
回路5に供給し、制御回路5は、上記入力電圧を基準電
圧Sと比較増幅して制御電圧信号■cを出力して電圧−
周波数変換回路4に供給する。電圧−周波数変換回路4
は、制御電圧Vc ′を対応する周波数に変換して前記
インバータ回路lの動作周波数fswを制御する。すな
わち、共振形定電流コンバータの出力電流Ipfが一定
になるように時比率δが制御される。従って、各共振形
定電流コンバータco*vt〜C0NV nからはそれ
ぞれ定電流が出力され、制御状態においては、その出力
インピーダンスは非常に高くなる。
The current detector 6 detects the output current Ipf of the rectifier smoothing circuit 3, outputs a voltage proportional to the output current tpr, and supplies it to the control circuit 5. The control circuit 5 converts the input voltage into a reference voltage S. Compare and amplify the control voltage signal ■c and output the voltage -
It is supplied to the frequency conversion circuit 4. Voltage-frequency conversion circuit 4
converts the control voltage Vc' into a corresponding frequency to control the operating frequency fsw of the inverter circuit l. That is, the duty ratio δ is controlled so that the output current Ipf of the resonant constant current converter is constant. Therefore, each of the resonant constant current converters co*vt to C0NVn outputs a constant current, and in the controlled state, the output impedance thereof becomes extremely high.

このままで、複数の共振形定電流コンIく一タC0NV
、〜C0NV nを直列に接続すると、一部の共振形定
電流コンバータの出力電流が(定電流制御精度内で)変
動を生じた場合に負荷分担がくずれ、一部の共振形定電
流コン/く一夕に過大な負荷が力1かることになる。こ
れを防止するために、各共振形定電流コンバータC0N
Vt〜C0NV nのそれぞれの出力部に負荷分担用の
抵抗7を並列に接続する。
As it is, multiple resonant constant current converters I/C0NV
, ~C0NV n are connected in series, if the output current of some resonant constant current converters fluctuates (within constant current control accuracy), the load sharing will be disrupted, and some resonant constant current converters/ An excessive load of 1 force will be applied overnight. To prevent this, each resonant constant current converter C0N
A resistor 7 for load sharing is connected in parallel to each output section of Vt to C0NVn.

負荷分担用の抵抗7の抵抗値をRpfとすると、各共振
形定電流コンバータC0NVの出力インピーダンスは有
限値のRpfとなり、負荷分担を安定させることができ
る。
When the resistance value of the resistor 7 for load sharing is Rpf, the output impedance of each resonant constant current converter C0NV becomes a finite value Rpf, making it possible to stabilize load sharing.

従って、上述の共振形定電流コンl(−夕をn個直列に
接続した装置全体の出力インピーダンスはnφRpfと
なり、出力電流対出力電圧特性は、第3図に示すように
なる。すなわち、負荷の増大、換言すれば出力電圧v1
の増加に伴なって出力電流■1が減少し、定電流特性が
劣化すると1/1う欠点がある。すなわち、負荷電圧が
vLのときには、負荷電流はΔI減少して工、となる。
Therefore, the output impedance of the entire device in which n resonant constant current converters (-) are connected in series is nφRpf, and the output current vs. output voltage characteristics are as shown in FIG. increase, in other words the output voltage v1
As the output current increases, the output current 1 decreases, and the constant current characteristic deteriorates to 1/1. That is, when the load voltage is vL, the load current decreases by ΔI and becomes ΔI.

負荷電流の減少分Δ工は、ΔI = VL / n 拳
Rpfで表わされる。この減少分Δ工は、各共振形定電
流コンへ−夕C0NV、〜C0NV nのそれぞれの出
力部に接続された負荷分担用の抵抗7を流れ、これによ
って、電力損失Wr =VL” /n’ Rpfを生じ
る。
The amount of decrease Δ in the load current is expressed as ΔI=VL/nRpf. This decrease Δ flows through the load sharing resistor 7 connected to the respective outputs of the resonant constant current converters - C0NV, ~C0NVn, and thereby the power loss Wr = VL''/n 'Produces Rpf.

この損失により、従来の定電流装置は効率が低下し、ま
た、熱放散の対策のために大型化するという欠点がある
Due to this loss, the efficiency of conventional constant current devices decreases, and they also have the disadvantage of being bulky to take measures for heat dissipation.

また、複数の共振形定電流コンバータC0NV、〜C0
NV nが、それぞれ制御回路5および電流検出器6を
内蔵しているため経済的でない、さらに、複数の共振形
定電流コンバータで、それぞれ制御回路5の基準電圧S
を調整して出力電流調整を行なう必要があり、しかもこ
の調整は、複数の共振形定電流コンバータ間の負荷分担
を均等にさせつつ行なわなければならない、そのため、
装置全体の出力電流を所定の定電流値に調整するために
は相当な長時間が費やされる。
In addition, multiple resonant constant current converters C0NV, ~C0
It is not economical because NV n includes a control circuit 5 and a current detector 6, respectively.Furthermore, the reference voltage S of each control circuit 5 is
It is necessary to adjust the output current by adjusting the
It takes a considerable amount of time to adjust the output current of the entire device to a predetermined constant current value.

発明の目的 本発明の目的は、上述の従来の欠点を解決し、直列接続
された複数の共振形定電流コンバータに負荷分担用の抵
抗を接続しないで電力損失を低減し、しかも各共振形定
電流コンバータ、には制御回路および電流検出器を設け
ないで、共通制御によって定電流を出力することにより
、負荷増大に伴なう定電流特性の劣化を防止し、装置の
小形化。
OBJECTS OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned conventional drawbacks, to reduce power loss without connecting a load sharing resistor to a plurality of series-connected resonant type constant current converters, and to The current converter does not have a control circuit or current detector, and outputs a constant current through common control, which prevents deterioration of the constant current characteristics due to increased load and makes the device more compact.

高能率化および高精度化が可能であり、さらに、出力電
流の調整が短時間で容易にできる定電流装置を提供する
ことにある。
It is an object of the present invention to provide a constant current device that can achieve high efficiency and high precision, and can also easily adjust the output current in a short time.

発明の構成 本発明の定電流装置は、直流入力を交流に変換出力する
インバータ回路と、該インバータ回路の出力に接続され
た共振回路と、該共振回路を通して入力される前記イン
バータ回路の出力を整流し平滑化して出力する整流・平
滑回路と、後記電流−電圧変換回路から供給される制御
電圧信号を対応する周波数に変換出力して前記インバー
タ回路の動作周波数を制御する電圧−周波数変換回路と
を備えた共振形定電流コンバータを複数個直列、セ接続
し、該複数個の共振形定電流コンバータと負荷との間に
直列に挿入された電流検出器と、該電流検出器の出力を
基準電圧と比較増幅して制御電流を出力する制御回路と
、該制御回路の出力する制御電流を制御電圧に変換出力
して前記複数個の共振形定電流コンバータの各電圧−周
波数変換回路に供給する電流−電圧変換回路とを備えて
、前記複数個の共振形定電流コンバータは前記電流検出
器の検出値が一定になるように前記制御回路および電流
−電圧変換回路によって共通制御されることを特徴とす
る。
Configuration of the Invention The constant current device of the present invention includes an inverter circuit that converts and outputs DC input to AC, a resonant circuit connected to the output of the inverter circuit, and a rectifier that rectifies the output of the inverter circuit that is input through the resonant circuit. a rectifier/smoothing circuit that smoothes and outputs the signal, and a voltage-frequency conversion circuit that converts and outputs a control voltage signal supplied from the current-voltage conversion circuit to a corresponding frequency to control the operating frequency of the inverter circuit. A plurality of resonant constant current converters are connected in series, and a current detector is inserted in series between the plurality of resonant constant current converters and the load, and the output of the current detector is set as a reference voltage. a control circuit that compares and amplifies the control current and outputs a control current; and a control circuit that converts the control current output from the control circuit into a control voltage and supplies the current to each voltage-frequency conversion circuit of the plurality of resonant constant current converters. - a voltage conversion circuit, wherein the plurality of resonant constant current converters are commonly controlled by the control circuit and the current-voltage conversion circuit so that the detected value of the current detector is constant. do.

発明の実施例 次に1本発明について、図面を参照して詳細に説明する
Embodiments of the Invention Next, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第4図は、本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。すなわち、複数の共振形定電流コンバータC0NV
I ’ 〜GONV n ’を直列に接続し、共通の電
流検出器6を通して負荷9に電流を供給する。そして、
各共振形定電流コンバータGONV、’〜GONVn 
’は、それぞれ、インバータ回路lと、共振回路2と、
整流・平滑回路3と、インバータ回路lの動作周波数を
制御するための電圧−周波数変換回路4とを備える。電
圧−周波数変換回路4は後述の電流−電圧変換回路10
によって出力周波数が制御される。従って、それぞれの
共振形定電流コンバータは、第1図で示した従来例のよ
うに電圧−周波数変換回路4を制御するための制御回路
および電流検出器を内蔵していない、なお、各共振形定
電流コンバータC0NV1’〜C0NVn’のそれぞれ
の出力部に接続されたダイオードDは。
FIG. 4 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. In other words, multiple resonant constant current converters C0NV
I' to GONV n' are connected in series and a current is supplied to the load 9 through a common current detector 6. and,
Each resonant constant current converter GONV,'~GONVn
' are the inverter circuit l, the resonant circuit 2, and
It includes a rectifier/smoothing circuit 3 and a voltage-frequency conversion circuit 4 for controlling the operating frequency of the inverter circuit 1. The voltage-frequency conversion circuit 4 is a current-voltage conversion circuit 10 described later.
The output frequency is controlled by Therefore, each resonant type constant current converter does not have a built-in control circuit and current detector for controlling the voltage-frequency conversion circuit 4 as in the conventional example shown in FIG. A diode D is connected to each output part of the constant current converters C0NV1' to C0NVn'.

その共振形定電流コンバータが停止したときのへイバス
用であり、従来のように負荷分担用の抵抗は接続されて
いない。
This is for use as a power bus when the resonant constant current converter is stopped, and no resistor for load sharing is connected as in the conventional case.

電流検出器6は、本装置全体の出力電流工、を検出し、
出力電流に比例した電圧を出力して制御回路C0NTに
入力させる。制御回路C0NTは、内蔵する比較増幅器
Aによって、上記入力電圧を基準電圧Sと比較増幅し、
比較増幅器Aの出力は抵抗R1を介してトランジスタT
Hのベースに入力させる。トランジスタTHのエミッタ
は抵抗R2を通して接地され、コレクタは電流−電圧変
換回路!0の入力巻線を通して電源Eの負極に接続し、
電源Eの正極は接地する。従って、制御回路C0NTか
らは、電流検出器6の検出電圧と基準電圧Sとの差に応
じた制御電流1cが電流−電圧変換回路lOに流入する
。電流−電圧変換回路lOは、該制御電流Icを電圧に
変換して制御電圧Vcを出力し、前記複数個の共振形定
電流コンバータC0NV1’〜C0NVn’のそれぞれ
の電圧−周波数変換回路4に供給する。電流−電圧変換
回路lOには、可飽和リアクトルを用いた磁気増幅器、
またはホトカプラを用いた電流−電圧変換器等を使用す
ることができる。
The current detector 6 detects the output current of the entire device,
A voltage proportional to the output current is output and input to the control circuit C0NT. The control circuit C0NT compares and amplifies the input voltage with a reference voltage S using a built-in comparison amplifier A,
The output of comparison amplifier A is connected to transistor T via resistor R1.
Enter it into the base of H. The emitter of the transistor TH is grounded through the resistor R2, and the collector is a current-voltage conversion circuit! Connect to the negative pole of power supply E through the input winding of
The positive terminal of power supply E is grounded. Therefore, a control current 1c corresponding to the difference between the detection voltage of the current detector 6 and the reference voltage S flows from the control circuit C0NT into the current-voltage conversion circuit IO. The current-voltage conversion circuit IO converts the control current Ic into a voltage and outputs a control voltage Vc, which is supplied to each voltage-frequency conversion circuit 4 of the plurality of resonant constant current converters C0NV1' to C0NVn'. do. The current-voltage conversion circuit IO includes a magnetic amplifier using a saturable reactor,
Alternatively, a current-voltage converter using a photocoupler or the like can be used.

各共振形定電流コンへ−夕の電圧−周波数変換回路4は
、電流−電圧変換回路lOの出力する制御電圧Vcに応
じた周波数によってインバータ回路lの動作周波数を制
御することは前述した。すなわち、本実施例においては
、複数の共振形定電流コンバータC0NV、’〜C0N
Vn ’のそれぞれのインバータ回路1の動作周波数は
、共通の制御回路C0NTおよび電流−電圧変換回路1
0によって共通制御され、装置全体の出力電流工、が所
定の定電流になるように、各共振形定電流コンバータの
時比率δが制御される。従って、本装置の出力インピー
ダンスは非常に高い値を有し、従来のように負荷電圧の
増大に伴なって出力電流が減少する現象を防止できると
いう効果がある。
As described above, each resonant constant current converter voltage-frequency conversion circuit 4 controls the operating frequency of the inverter circuit 1 with a frequency corresponding to the control voltage Vc output from the current-voltage conversion circuit 1O. That is, in this embodiment, a plurality of resonant constant current converters C0NV,'~C0N
The operating frequency of each inverter circuit 1 of Vn' is determined by the common control circuit C0NT and current-voltage conversion circuit 1.
0, and the duty ratio δ of each resonant constant current converter is controlled so that the output current of the entire device becomes a predetermined constant current. Therefore, the output impedance of this device has a very high value, and has the effect of preventing the conventional phenomenon in which the output current decreases as the load voltage increases.

一方、本装置の各共振形定電流コンバータの出力特性は
、第2図に示した特性と同じである。すなわち、ある有
限値の出力インピーダンスを持っている。従って、この
出力インピーダンスが、従来の負荷分担用の抵抗と同じ
作用を与え、負荷分担は、上記出力インピーダンスによ
って平衡する。この出力インピーダンスは、時比率δに
よって変化するが、各共振形定電流コンバータの共振回
路2の共振周波数および電圧−周波数変換回路4の変換
比を等しく設定すれば、共通の制御電圧Vcで制御され
る各共振形定電流コンバータの時比率δは等しくなり、
従って出力インピーダンスも等しくなり、負荷分担は均
等となる。すなわち、従来のように負荷分担用の抵抗を
接続しないで、各共振形、定電流コンバータの負荷を均
等に分担させることが可能である0個々の共振形定電流
コンバータの出力電圧Vpfは、装置全体の出力電圧V
、の1 / nとなる。なお1時比率δがほぼ0.5以
下の範囲では、共振形定電流コンバータの出力インピー
ダンスはほぼ一定の有限値となる(第2図で傾斜が平行
している)ことから、時比率δの変化範囲がθ〜0.5
となるようにすることが動作安定上望ましい。
On the other hand, the output characteristics of each resonant constant current converter of this device are the same as those shown in FIG. That is, it has an output impedance of a certain finite value. Therefore, this output impedance provides the same effect as a conventional load sharing resistor, and the load sharing is balanced by the output impedance. This output impedance changes depending on the duty ratio δ, but if the resonant frequency of the resonant circuit 2 and the conversion ratio of the voltage-frequency conversion circuit 4 of each resonant constant current converter are set equal, it can be controlled by a common control voltage Vc. The duty ratio δ of each resonant constant current converter becomes equal,
Therefore, the output impedance becomes equal, and the load is shared evenly. In other words, the load of each resonant type constant current converter can be shared equally without connecting a resistor for load sharing as in the conventional case.The output voltage Vpf of each resonant type constant current converter is Overall output voltage V
, is 1/n. Note that in the range where the duty ratio δ is approximately 0.5 or less, the output impedance of the resonant constant current converter is a nearly constant finite value (the slopes are parallel in Figure 2). Change range is θ~0.5
For stable operation, it is desirable to have the following conditions.

本実施例は、従来のように負荷分担用の抵抗を使用しな
いため、その電力損失分の消費電力が軽減され、能率が
向上する効果がある。また、負荷分担用の抵抗の発熱対
策が不要となり、装置を小形化することができる。また
、装置全体の出力インピーダンスが非常に高く、負荷増
大に伴なう出力電流の低下現象を防止し、極めて高精度
の定電流特性を得ることが可能である。また、制御回路
C0NTと電流−電圧変換回路lOによって、複数の共
概形定電流コンバータを共通に制御するため、従来に比
して部品点数が減少し、経済的である。さらに、本装置
の出力電流の調整は、制御回路C0NTの基準電圧Sを
調整することによって行ない、従来のように個々の共振
層定電流コンバータで負荷分担を均等にさせながら調整
する必要から開放される。従って、出力電流の調整に要
する時間を大幅に短縮することができる。
This embodiment does not use a resistor for load sharing as in the conventional case, so power consumption corresponding to the power loss is reduced and efficiency is improved. Further, there is no need to take measures against the heat generation of the load sharing resistor, and the device can be downsized. In addition, the output impedance of the entire device is extremely high, which prevents a decrease in output current due to an increase in load, making it possible to obtain extremely accurate constant current characteristics. Furthermore, since a plurality of co-circular constant current converters are commonly controlled by the control circuit C0NT and the current-voltage conversion circuit 1O, the number of parts is reduced compared to the prior art, which is economical. Furthermore, the output current of this device is adjusted by adjusting the reference voltage S of the control circuit C0NT, which eliminates the need to adjust the load while equalizing the load sharing with each resonant layer constant current converter as in the past. Ru. Therefore, the time required to adjust the output current can be significantly reduced.

なお、複数個の共振層定電流コンバータC0NV□ ′
〜C0NVn’の1つが故障となり、その共振層定電流
コンバータを良品と交換するために、装置から取除いた
ときは、その出力部に並列に接続されていたダイオード
Dによってバイパスされ、他の正常な共振層定電流コン
バータによって継続して負荷に定電流を供給することが
できる。
In addition, multiple resonant layer constant current converters C0NV□ ′
~ When one of C0NVn' fails and the resonant layer constant current converter is removed from the equipment in order to replace it with a good one, it is bypassed by diode D connected in parallel to its output, and the other normal Constant current can be continuously supplied to the load using a resonant layer constant current converter.

第5図は、本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。この場合は、第4図に示した制御回路C0NTのト
ランジスタTRのコレクタ回路に、大地から絶縁された
電源eを直列に挿入し、電流−電圧変換回路12は一端
を大地に接続し他端を上記電源eの正極に接続した抵抗
Rによって構成している。その他は、第4図に示した実
施例と同じであり、同一の数字、同一の記号は、それぞ
れ同一の構成部分を示す、今、各共振層定電流コンバー
タの電圧−周波数変換回路4の入力インピーダンスをr
l とし、抵抗Hの抵抗値r2を、rz((r。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the invention. In this case, a power supply e insulated from the ground is inserted in series with the collector circuit of the transistor TR of the control circuit C0NT shown in FIG. 4, and the current-voltage conversion circuit 12 has one end connected to the ground and the other end connected to the ground. It is constituted by a resistor R connected to the positive terminal of the power supply e. Others are the same as the embodiment shown in FIG. impedance r
l, and the resistance value r2 of the resistor H is rz((r.

となるように設定すれば、制御電圧Vcは、はぼIcm
r、となり、制御電流Icに比例した電圧となる。この
制御電圧Vcが各共振層定電流コンバータの電圧−周波
数変換回路4に供給され、それぞれの共振層定電流コン
バータが制御回路C0NTによって共通に制御されて、
負荷に定電流を供給する。電流−電圧変換回路12は抵
抗Rのみで構成され、制御回路C0NTの電源eは、比
較増幅器Aの電源−路用の発振器(ロイヤー発振器、ま
たはジエンセン発振器等)に巻線を追加し、整流平滑回
路を追加することによって構成することが可能である。
If it is set so that the control voltage Vc becomes approximately Icm
r, and the voltage is proportional to the control current Ic. This control voltage Vc is supplied to the voltage-frequency conversion circuit 4 of each resonant layer constant current converter, and each resonant layer constant current converter is commonly controlled by the control circuit C0NT.
Supply constant current to the load. The current-voltage conversion circuit 12 is composed only of a resistor R, and the power supply e of the control circuit C0NT is rectified and smoothed by adding a winding to the oscillator (Royer oscillator, Jensen oscillator, etc.) for the power supply path of the comparison amplifier A. It can be configured by adding circuits.

従って、第1の実施例より経済的であり、同様な作用お
よび効果を得ることができる。
Therefore, this embodiment is more economical than the first embodiment and can provide similar functions and effects.

第6図は、本発明の第3の実施例を示すブロック図であ
り、この場合は、複数個の電流検出器68〜6腸を直列
に接続し、それぞれの出力を複数個の制御回路CQNT
I〜C0NT mにそれぞれ入力させ、該複数個の制御
回路C0NTの出力を並列に接続して、制御電流Icl
〜Iceが加算された制御電流Icを電流−電圧変換回
路12に流入させるようにしている0個々の制御回路C
0NTの構成は、第5図で示した第2の実施例と同じで
あり、電流−電圧変換回路12は抵抗Hによって構成さ
れる。電流−電圧変換回路12は合成された制御電流I
cを電圧に変換して制御電圧Vcを出力して各共振層定
電流コンバータC0NVの時比率δを制御する。従って
、 ■cキIc・「2 = (Ic 1 +Ic 2+…・−+Icta) e
 rzとなる。1つの制御回路が故障した場合は、残り
の制御回路によって制御電流が供給され、出力電流を所
定値に保つことが可能である。すなわち、冗長設計によ
って制御系の故障率を数FIT以下の極めて小さい値と
することが可能である。その他の作用効果については、
前述した第1および第2の実施例と同様である。なお、
前記第1および第2の実施例の制御回路は、いずれも制
御電流を出力するものであるから、複数個の制御回路を
設けて、その出力を並列接続すれば、容易に第6図と同
様な構成とすることが可能である(複数の制御電圧を合
成することは容易ではない)。
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. In this case, a plurality of current detectors 68 to 6 are connected in series, and their respective outputs are connected to a plurality of control circuits CQNT.
I to C0NT m, and the outputs of the plurality of control circuits C0NT are connected in parallel to control the control current Icl
0 individual control circuits C that cause the control current Ic added with ~Ice to flow into the current-voltage conversion circuit 12
The configuration of 0NT is the same as the second embodiment shown in FIG. 5, and the current-voltage conversion circuit 12 is constituted by a resistor H. The current-voltage conversion circuit 12 converts the combined control current I
c is converted into a voltage and a control voltage Vc is output to control the duty ratio δ of each resonant layer constant current converter C0NV. Therefore, ■ckiIc・``2 = (Ic 1 +Ic 2+...・-+Icta) e
It becomes rz. If one control circuit fails, the remaining control circuits can supply control current to keep the output current at a predetermined value. That is, by redundant design, it is possible to reduce the failure rate of the control system to an extremely small value of several FIT or less. Regarding other effects,
This is similar to the first and second embodiments described above. In addition,
Since the control circuits of the first and second embodiments both output a control current, if a plurality of control circuits are provided and their outputs are connected in parallel, it is easy to obtain the same result as shown in FIG. (It is not easy to combine multiple control voltages.)

発明の効果 以上のように、本発明においては、複数個の共振層定電
流コンバータを直列に接続して負荷に電流を供給し、装
置全体の出力電流を検出する電流検出器と、該電流検出
器の出力電圧を基準電圧と比較増幅して制御電流出力す
る制御回路と、該制御回路の出力する制御電流を制御電
圧に変換出力して前記複数の共振層定電流コンバータの
電圧−周波数変換回路に供給する電流−電圧変換回路と
を備えて、装置全体の出力電流が一定値になるように、
前記複数の共振層定電流コンバータの時比率を共通制御
するように構成したから、負荷の増。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides a current detector that connects a plurality of resonant layer constant current converters in series to supply current to a load and detects the output current of the entire device; a control circuit that compares and amplifies the output voltage of the converter with a reference voltage and outputs a control current; and a voltage-frequency conversion circuit that converts and outputs the control current output from the control circuit into a control voltage for the plurality of resonant layer constant current converters. and a current-to-voltage conversion circuit to supply the device, so that the output current of the entire device is a constant value.
Since the duty ratio of the plurality of resonant layer constant current converters is configured to be commonly controlled, the load increases.

大に伴なって出力電流が低下する現象を防止し、高精度
の定電流を供給できる。しかも従来のように各共振形定
電流コンバータの出力に負荷分担用の抵抗を接続せずに
、共振形定電流コンバータの固有の出力インピーダンス
特性を利用して負荷分担を均等にするように構成したか
ら、従来、負荷分担用の抵抗で生じていた損失分を削減
し、消費電力が低減され、高能率で発熱対策の不要な小
形化された定電流装置を提供できるという効果がある。
This prevents the phenomenon that the output current decreases due to the increase in the current, and can supply a highly accurate constant current. Moreover, instead of connecting a resistor for load sharing to the output of each resonant constant current converter as in the past, the structure uses the unique output impedance characteristics of the resonant constant current converter to equalize the load sharing. Therefore, it is possible to reduce the loss that conventionally occurred in the load sharing resistor, reduce power consumption, and provide a highly efficient and compact constant current device that does not require measures against heat generation.

また1本発明は、複数の共振形定電流コンバータの時比
率を共通制御する構成であるから、個々の共′概形定電
流コンバータは制御のための電流検出器と制御回路を内
蔵する必要がなく、全体として部品点数を低減すること
が可能で、経済的である。なお1本装置は、出力電流の
調整が簡単であり、従来のように複数の共振形定電流コ
ンバータの負荷分担を均等にさせながら個々の共振形定
電流コンバータで調整するという煩雑な作業は必要でな
く、単時間で調整することができる。
Furthermore, since the present invention has a configuration in which the duty ratio of a plurality of resonant constant current converters is commonly controlled, each common constant current converter needs to have a built-in current detector and control circuit for control. Therefore, it is possible to reduce the number of parts as a whole, which is economical. One thing to note is that this device allows for easy adjustment of the output current, eliminating the need for the complicated work of adjusting each individual resonant constant current converter while equalizing the load sharing among multiple resonant constant current converters. It can be adjusted in a single time.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の定電流装置の一例を示すブロック図、第
2図は上記従来例の各共振形定電流コンバータの無制御
状態における出力特性を示す図、第3図は上記従来例の
制御状態における装置全体の出力特性を示す図、第4図
〜第6図はそれぞれ本発明の第1〜第3の実施+l+を
示すブロック図である。 図において、l:インバータ回路、2:共振回路、3:
整流−平滑回路、4:電圧−周波数変換回路、5:制御
回路、6.6里〜6■:電流検出器、7:負荷分担用の
抵抗、9:負荷、lO:′心流−電圧変換回路、12:
電流−電圧変換回路、C0NVI 〜C0NV n 、
 C0NV1 ′〜C0NVn ’ :共振形定電流コ
ンバータ、(:ONT 、 C0NTl 〜C0NT+
s :制御回路、E、e:電源、D:ダイオード。 出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 住田俊宗 牙1図 じうア 2 図
Fig. 1 is a block diagram showing an example of a conventional constant current device, Fig. 2 is a diagram showing the output characteristics of each resonant constant current converter of the above conventional example in an uncontrolled state, and Fig. 3 is a diagram showing the control of the above conventional example. 4 to 6 are block diagrams showing first to third implementations +l+ of the present invention, respectively. In the figure, l: inverter circuit, 2: resonant circuit, 3:
Rectification-smoothing circuit, 4: Voltage-frequency conversion circuit, 5: Control circuit, 6.6ri~6■: Current detector, 7: Resistor for load sharing, 9: Load, lO:' Heart current-voltage conversion Circuit, 12:
Current-voltage conversion circuit, C0NVI to C0NV n,
C0NV1'~C0NVn': Resonant type constant current converter, (:ONT, C0NTl~C0NT+
s: control circuit, E, e: power supply, D: diode. Applicant NEC Co., Ltd. Agent Patent Attorney Toshisuke Sumita Figure 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 直流入力を交流に変換出力するイン八−タ回路 :と、
該インバータ回路の出力に接続された共振回路と、該共
振回路を通して入力される前記インバータ回路の出力を
整流し平滑化して出力する整流・平滑回路と、後記電流
−電圧変換回路から供給される制御電圧信号を対応する
周波数に変換出力して前記イン八−タ回路の動作周波数
を制御する電圧−周波数変換回路とを備えた共振形定電
流コンバータを複数個直列に接続し、該複数個の共振形
定電流コンバータと負荷との間に直列に挿入された電流
検出器と、該電流検出器の出力を基準電圧と比較増幅し
て制御電流を出力する制御回路と、該制御回路の出力す
る制御電流を制御電圧に変換出力して前記複数個の共振
形定電流コンバータの各電圧−周波数変換回路に供給す
る電流−電圧変換回路とを備えて、前記複数個の共振形
定電流コンバータは前記電流検出器の検出値が一定にな
るように前記制御回路および電流−電圧変換回路によっ
て共通制御されることを特徴とする定電流装置。
An inverter circuit that converts DC input into AC output:
A resonant circuit connected to the output of the inverter circuit, a rectification/smoothing circuit that rectifies and smoothes the output of the inverter circuit input through the resonant circuit, and outputs the resultant output, and control supplied from a current-voltage conversion circuit described later. A plurality of resonant constant current converters each having a voltage-frequency conversion circuit that converts and outputs a voltage signal to a corresponding frequency to control the operating frequency of the inverter circuit are connected in series, and the plurality of resonant constant current converters are connected in series. A current detector inserted in series between a constant current converter and a load, a control circuit that compares and amplifies the output of the current detector with a reference voltage and outputs a control current, and a control output from the control circuit. a current-voltage conversion circuit that converts and outputs a current into a control voltage and supplies it to each voltage-frequency conversion circuit of the plurality of resonant constant current converters, the plurality of resonant constant current converters A constant current device characterized in that it is commonly controlled by the control circuit and the current-voltage conversion circuit so that the detected value of the detector is constant.
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