JP5659410B2 - Inverter power supply - Google Patents
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Description
本発明は、インバータ電源装置に関する。 The present invention relates to an inverter power supply device.
インバータ電源装置に関する技術文献として、下記特許文献1,2,3がある。
The following
特許文献1には、CPU(中央演算装置:Central Processing Unit)、アナログ/デジタル変換器(A/D)、デジタル/アナログ変換器(D/A)、電界効果トランジスタ(FET:Field effect transistor)等を含む、過電流保護装置が開示されている。当該装置は、過電流を確実に検出するため、電流閾値の設定、FETの導通のオン/オフの切換等を行う。
特許文献2には、アナログ/デジタル変換回路、スイッチ手段としてのMOSFET、電流検出手段としてのMOSFET等を含む、信号検出装置が開示されている。当該装置は、複数の信号を簡単かつ効率的に検出するため、スイッチ手段であるFETのオン/オフの切換等を行い、1つのA/D変換回路に複数のアナログ電圧信号を時分割してA/D変換させ、回路規模の増大を抑制する。 Patent Document 2 discloses a signal detection device including an analog / digital conversion circuit, a MOSFET as a switch means, a MOSFET as a current detection means, and the like. In order to detect a plurality of signals simply and efficiently, the device performs on / off switching of the FET as a switching means, and time-divides a plurality of analog voltage signals into one A / D conversion circuit. A / D conversion is performed to suppress an increase in circuit scale.
特許文献3には、高い出力電圧を発生する直流電圧源と、低い出力電圧を発生し高速に応答する直流電流源とを直列に接続した、電磁石電源装置が開示されている。当該装置は、電流基準値と負荷定数から直流電圧源の電圧基準を算出する手段をさらに有する。上記構成によって、電流基準値のみを外部からもらうだけでも、負荷電流を高速で立ち上げ、制御できるということである。 Patent Document 3 discloses an electromagnet power supply device in which a DC voltage source that generates a high output voltage and a DC current source that generates a low output voltage and responds at high speed are connected in series. The apparatus further includes means for calculating the voltage reference of the DC voltage source from the current reference value and the load constant. With the above configuration, the load current can be raised and controlled at high speed only by obtaining only the current reference value from the outside.
しかしながら、上記各特許文献に記載のようなアナログ制御のみでは、制御上の制約があり(抵抗やコンデンサを組み合わせた場合、細かい設定が困難)、フィードバック制御に限界がある。すなわち、出力電圧のパルス毎にフィードバックを行うというような制御は不可能である。そのため、出力電流のオーバーシュートが生じ易いという問題がある。 However, only analog control as described in the above-mentioned patent documents has control restrictions (fine setting is difficult when combining resistors and capacitors), and feedback control is limited. That is, such control that feedback is performed for each pulse of the output voltage is impossible. Therefore, there is a problem that output current overshoot easily occurs.
本発明の目的は、出力電流のオーバーシュートを効果的に抑制することができるインバータ電源装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the inverter power supply device which can suppress the overshoot of an output current effectively.
上記目的を達成するため、本発明によると、出力電流信号をアナログからデジタルに変換するアナログ/デジタル変換部と、前記アナログ/デジタル変換部によってデジタルに変換された出力電流信号が示す出力電流値に基づいて電流設定値に対する電流閾値の演算を行う演算部、および、前記出力電流値と前記演算部が演算した電流閾値とに基づいて第1駆動信号および第2駆動信号を出力する出力部を含むデジタル制御部と、前記第1駆動信号に基づいて電流変化を生じさせる第1スイッチング素子と、前記出力部から出力された前記第1駆動信号をデジタルからアナログに変換するデジタル/アナログ変換部と、前記デジタル/アナログ変換部によってアナログに変換された前記第1駆動信号を前記第1スイッチング素子に出力するアナログ制御部と、前記出力部から出力された前記第2駆動信号に基づいて前記第1スイッチング素子よりも大きな電流変化を生じさせる第2スイッチング素子と、前記第1スイッチング素子の出力側と前記アナログ/デジタル変換部とに接続されたデータ取込部と、前記デジタル/アナログ変換部と前記アナログ制御部とに接続されたデータ比較部と、を備え、前記データ取込部から前記データ比較部へフィードバック制御を行うことを特徴とする、インバータ電源装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an analog / digital converter that converts an output current signal from analog to digital, and an output current value indicated by the output current signal converted into digital by the analog / digital converter. A calculation unit that calculates a current threshold value based on a current setting value, and an output unit that outputs a first drive signal and a second drive signal based on the output current value and the current threshold value calculated by the calculation unit. A digital control unit, a first switching element that causes a current change based on the first drive signal, a digital / analog conversion unit that converts the first drive signal output from the output unit from digital to analog, The first drive signal converted into analog by the digital / analog converter is output to the first switching element. A log control unit; a second switching element that causes a larger current change than the first switching element based on the second drive signal output from the output unit; an output side of the first switching element; and the analog A data acquisition unit connected to a digital / analog conversion unit, and a data comparison unit connected to the digital / analog conversion unit and the analog control unit, from the data acquisition unit to the data comparison unit An inverter power supply device is provided that performs feedback control.
上記構成によると、第1および第2スイッチング素子を設けるとともに、アナログ制御とデジタル制御とを併用したことで、電流閾値の精度を向上させることができ、出力電流のオーバーシュートを効果的に抑制することができる。 According to the above configuration, the first and second switching elements are provided and the analog control and the digital control are used together, so that the accuracy of the current threshold can be improved and the overshoot of the output current is effectively suppressed. be able to.
また、前記演算部は、下記式に基づいて前記演算を行ってよい。
Is=i−To*(ΔI/Δt)
(Isは電流閾値、iは電流設定値、Toは前記第2スイッチング素子がオンになった時点から前記出力電流値Iが上昇し始めるまでの時間(遅延時間)、ΔI/Δtは電流変化率)
この場合、電流閾値を正確に取得することができる。
Moreover, the said calculating part may perform the said calculation based on a following formula.
Is = i−To * (ΔI / Δt)
(Is is a current threshold value, i is a current setting value, To is a time (delay time) from when the second switching element is turned on until the output current value I starts to rise, and ΔI / Δt is a current change rate. )
In this case, the current threshold value can be obtained accurately.
さらに、前記演算部は、前記第2スイッチング素子の出力電圧のパルス毎に、前記演算を行ってよい。
この場合、次のパルスへのフィードバック制御が実現され、電流閾値の精度をより向上させることができる。
Furthermore, the calculation unit may perform the calculation for each pulse of the output voltage of the second switching element.
In this case, feedback control to the next pulse is realized, and the accuracy of the current threshold can be further improved.
そして、前記出力部は、前記出力電流値が前記電流閾値に達した場合、前記第2スイッチング素子をオフにし、かつ、その後、前記出力電流値が前記電流閾値を超えた範囲において、前記第2スイッチング素子がオフに維持されつつ前記第1スイッチング素子のみが駆動するように、前記第1および第2駆動信号を出力してよい。
この場合、出力電流のオーバーシュートをより確実に抑制しつつ、出力電流を電流設定値に到達させることができる。
When the output current value reaches the current threshold value, the output unit turns off the second switching element, and then, in a range where the output current value exceeds the current threshold value, The first and second drive signals may be output so that only the first switching element is driven while the switching element is kept off.
In this case, the output current can reach the current set value while more reliably suppressing the overshoot of the output current.
また、前記デジタル制御部は、前記電流設定値に対する1以上の中間電流値を設定する中間電流値設定手段と、前記中間電流値設定手段による設定の後、前記第2スイッチング素子をオンにする第2スイッチング素子オン手段と、サンプリング周期毎に電流変化率を算出する電流変化率算出手段と、前記第2スイッチング素子がオンになった時点から前記出力電流値が上昇し始めるまでの遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、前記演算部により前記電流閾値を演算する閾値演算手段と、前記出力電流値が前記中間電流値に達した場合に、前記第2スイッチング素子をオフにし、その後前記出力電流値の上昇が停止したら前記第2スイッチング素子をオンにする前記第2スイッチング素子オン/オフ切換手段と、を有し、前記第2スイッチング素子オン/オフ切換手段は、前記中間電流値毎に、前記第2スイッチング素子のオフおよびオンの処理を行い、前記電流変化率算出手段は、前記サンプリング周期毎に前記電流変化率を更新し、前記遅延時間算出手段は、前記中間電流値毎に前記遅延時間を更新し、前記閾値演算手段は、最新の前記電流変化率および最新の前記遅延時間を用いて、前記演算部により前記電流閾値を演算してよい。
この場合、出力電流値が階段状に変化することとなり、また、中間電流値毎かつサンプリング周期毎に電流閾値が更新される。したがって、電流閾値の精度をより一層向上させることができる。
The digital control unit includes an intermediate current value setting unit that sets one or more intermediate current values for the current setting value, and a second switching element that turns on the second switching element after setting by the intermediate current value setting unit. 2 switching element ON means, current change rate calculating means for calculating the current change rate for each sampling period, and delay time from when the second switching element is turned on until the output current value starts to rise Delay time calculating means, threshold calculating means for calculating the current threshold by the calculating unit, and when the output current value reaches the intermediate current value, the second switching element is turned off, and then the output current Said second switching element on / off switching means for turning on said second switching element when the increase in value stops, said second switch The switching element on / off switching means performs processing of turning off and on the second switching element for each intermediate current value, and the current change rate calculating means updates the current change rate for each sampling period. The delay time calculation means updates the delay time for each intermediate current value, and the threshold value calculation means uses the latest current change rate and the latest delay time to calculate the current threshold value by the calculation unit. May be calculated.
In this case, the output current value changes stepwise, and the current threshold is updated for each intermediate current value and for each sampling period. Therefore, the accuracy of the current threshold can be further improved.
本発明によると、第1および第2スイッチング素子を設けるとともに、アナログ制御とデジタル制御とを併用したことで、電流閾値の精度を向上させることができ、出力電流のオーバーシュートを効果的に抑制することができる。 According to the present invention, since the first and second switching elements are provided and the analog control and the digital control are used together, the accuracy of the current threshold can be improved, and the overshoot of the output current is effectively suppressed. be able to.
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、図1を参照し、本発明の一実施形態に係るインバータ電源装置1の回路構成について説明する。
インバータ電源装置1は、デジタル制御部10、アナログ制御部20、アナログ/デジタル変換部(A/D)31、デジタル/アナログ変換部(D/A)32、データ比較部33、データ取込部34、電界効果トランジスタ(FET:Field effect transistor)40、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated gate bipolar transistor)50、および、負荷60により、構成されている。
First, the circuit configuration of an inverter
The inverter
A/D31は、電源の出力電流信号をアナログからデジタルに変換する。
The A /
デジタル制御部10は、CPU(中央演算装置:Central Processing Unit)10aから構成されている。CPU10aは、演算部11および出力部12を含む。
演算部11は、A/D31によってデジタルに変換された出力電流信号が示す出力電流値に基づいて、電流設定値に対する電流閾値の演算を行う。
出力部12は、出力電流値と演算部11が演算した電流閾値とに基づいて、第1駆動信号および第2駆動信号を出力する。
なお、演算部11による演算手法、および、出力部12から出力された各信号に基づく出力電流の制御については、後に詳述する。
The
The
The
Note that the calculation method by the
A/D31とD/A32とは各々、データバスでデジタル制御部10と接続されるとともに、データ取込部34とデータ比較部33とに接続されている。
D/A32は、出力部12から出力された第1駆動信号をデジタルからアナログに変換し、データ比較部33に出力する。
データ比較部33は、D/A32から出力された第1駆動信号とデータ取込部34が取り込んだデータとを比較する。
データ取込部34からデータ比較部33へフィードバック制御されるので、データ比較部33では、D/A32の値を基準として、データ取込部34との誤差分を増幅し、アナログ制御部20に出力する。
アナログ制御部20は、D/A32によってアナログに変換され、データ比較部33で誤差分を増幅された第1駆動信号を、FET(第1スイッチング素子)40に出力する。
FET40は、第1駆動信号に基づいて電流変化を生じさせる。
また、デジタル/アナログ、アナログ/デジタルの信号変換制御は、各々、D/A32、A/D31とデジタル制御部とのパラレル通信にて行う。
Each of A /
The D /
The data comparison unit 33 compares the first drive signal output from the D /
Since feedback control is performed from the
The
The FET 40 causes a current change based on the first drive signal.
Digital / analog and analog / digital signal conversion control is performed by parallel communication between the D /
IGBT(第2スイッチング素子)50は、出力部12から出力された第2駆動信号に基づいて、FET40よりも大きな電流変化を生じさせる。
即ち、IGBT50はデジタル制御による大幅な電流変化、FET40はアナログ制御による微小な電流変化を生じさせる。
The IGBT (second switching element) 50 causes a current change larger than that of the
That is, the IGBT 50 causes a large current change by digital control, and the FET 40 causes a minute current change by analog control.
次に、図2および図3を参照し、インバータ電源装置1における電源の出力電流の制御について、説明する。
Next, control of the output current of the power supply in the inverter
デジタル制御部10が以下の処理S1〜S16を順次行う(図3参照)。
・S1: 電流設定値iに対する1以上の中間電流値を設定する。
中間電流値は、電流設定値i未満の電流値であり、例えば電流設定値iを2〜3等分して得られる値であってよい。図2に示すような出力電流値Iの階段状変化の回数を多くする(即ち、中間電流値の数を多くする)ことで、電流閾値Isの精度を向上させることはできるが、電流設定値iに到達するまで時間がかかる。
・S2: IGBT50をオンにする。
・S3,S4: サンプリング周期Ts毎に、出力電流値Iを測定し、電流変化率ΔI/Δtが0を超えたか否かを判断する。
・S5: 電流変化率ΔI/Δtが0を超えた場合(S4:YES)、電流変化率ΔI/Δtと、IGBT50がオンになった時点から出力電流値Iが上昇し始めるまでの時間(遅延時間)Toとを算出する。
・S6: 演算部11により、電流閾値Isを演算する(下記式(1)参照)。
・S7: 出力電流値Iが中間電流値以上であるか否かを判断する。
・S8,S9,S10: 出力電流値Iが中間電流値未満の場合(S7:NO)、サンプリング周期Ts毎に、出力電流値Iを測定し、電流変化率ΔI/Δtの算出(S9)、及び、電流閾値Isの演算(S10)を行う。
S9では、今回算出したΔI/Δtとこれまでに算出したΔI/Δtとの平均値を、新たなΔI/Δtとして設定する(即ち、ΔI/Δtはサンプリング周期Ts毎に更新される)。このときToは更新されず、S5で算出された値のままである。
S10では、最新の(更新後の)ΔI/Δtを用いて、演算部11により電流閾値Isを演算する(即ち、電流閾値Isを更新する)。
・S11: 出力電流値Iが中間電流値以上であるか否かを判断する。出力電流値Iが中間電流値未満の場合(S11:NO)、S8に処理を戻し、S8以降の処理を再び行う。
・S12: 出力電流値Iが中間電流値以上の場合(S7又はS11:YES)、出力電流値Iが電流閾値Is以上であるか否かを判断する。
出力電流値Iが電流閾値Is未満の場合(S12:NO)、S13に処理を進める。
出力電流値Iが電流閾値Is以上の場合(S12:YES)、S16に処理を進める。
・S13: IGBT50をオフにする。
・S14,S15: サンプリング周期Ts毎に、出力電流値Iを測定し、電流変化率ΔI/Δtが0であるか否かを判断する。
電流変化率ΔI/Δtが0でない場合(S15:NO)、S14に処理を戻し、S14,S15の処理を再び行う。
電流変化率ΔI/Δtが0の場合(S15:YES)、S2に処理を戻し、S2以降の処理を再び行う。
S15:YESでS2に処理を戻した後のS5では、今回算出したToとこれまでに算出したToとの平均値を、新たなToとして設定する(即ち、Toは中間電流値毎に更新される)。このとき、ΔI/ΔtについてもS9の場合と同様に更新する。
S15:YESでS2に処理を戻した後のS6,S10では、最新の(更新後の)To及びΔI/Δtを用いて、演算部11により電流閾値Isを演算する(即ち、電流閾値Isを更新する)。
また、S15:YESでS2に処理を戻した後のS7,S11では、次の中間電流値を適用する。つまり、S1で2以上の中間電流値を設定した場合、これら2以上の中間電流値の小さい方の値から順に、S7,S11の中間電流値として適用する。
・S16: IGBT50をオフにし、FET40をオンにする。
The
S1: An intermediate current value of 1 or more with respect to the current setting value i is set.
The intermediate current value is a current value less than the current set value i, and may be a value obtained by dividing the current set value i into two or three equal parts, for example. The accuracy of the current threshold value Is can be improved by increasing the number of stepwise changes in the output current value I as shown in FIG. 2 (that is, increasing the number of intermediate current values). It takes time to reach i.
S2: Turn on the
S3, S4: The output current value I is measured every sampling cycle Ts, and it is determined whether or not the current change rate ΔI / Δt exceeds 0.
S5: When the current change rate ΔI / Δt exceeds 0 (S4: YES), the current change rate ΔI / Δt and the time from when the
S6: The
S7: It is determined whether or not the output current value I is greater than or equal to the intermediate current value.
S8, S9, S10: When the output current value I is less than the intermediate current value (S7: NO), the output current value I is measured every sampling cycle Ts, and the current change rate ΔI / Δt is calculated (S9). And the calculation of the current threshold value Is (S10) is performed.
In S9, an average value of ΔI / Δt calculated this time and ΔI / Δt calculated so far is set as a new ΔI / Δt (that is, ΔI / Δt is updated every sampling period Ts). At this time, To is not updated and remains the value calculated in S5.
In S10, the current threshold Is is calculated by the
S11: It is determined whether or not the output current value I is greater than or equal to the intermediate current value. When the output current value I is less than the intermediate current value (S11: NO), the process returns to S8, and the processes after S8 are performed again.
S12: When the output current value I is greater than or equal to the intermediate current value (S7 or S11: YES), it is determined whether or not the output current value I is greater than or equal to the current threshold Is.
If the output current value I is less than the current threshold Is (S12: NO), the process proceeds to S13.
If the output current value I is greater than or equal to the current threshold Is (S12: YES), the process proceeds to S16.
S13: Turn off the
S14, S15: The output current value I is measured every sampling period Ts, and it is determined whether or not the current change rate ΔI / Δt is zero.
When the current change rate ΔI / Δt is not 0 (S15: NO), the process returns to S14, and the processes of S14 and S15 are performed again.
When the current change rate ΔI / Δt is 0 (S15: YES), the process returns to S2, and the processes after S2 are performed again.
S15: In S5 after returning the process to S2 with YES, the average value of To calculated this time and To calculated so far is set as a new To (that is, To is updated for each intermediate current value). ) At this time, ΔI / Δt is also updated as in the case of S9.
S15: In S6 and S10 after returning the process to S2 with YES, the current threshold Is is calculated by the
Further, in S7 and S11 after returning the process to S2 in S15: YES, the next intermediate current value is applied. That is, when an intermediate current value of 2 or more is set in S1, the intermediate current values of S7 and S11 are applied in order from the smaller value of the two or more intermediate current values.
S16: Turn off the
演算部11は、下記式(1)に基づいて演算を行う。
Is=i−To*(ΔI/Δt) ・・・式(1)
(Isは電流閾値、iは電流設定値、ToはIGBT50がオンになった時点から出力電流値Iが上昇し始めるまでの時間(遅延時間)、ΔI/Δtは電流変化率)
The
Is = i−To * (ΔI / Δt) (1)
(Is is the current threshold value, i is the current set value, To is the time from when the
本実施形態において、演算部11は、IGBT50の出力電圧のパルス毎に、かつ、サンプリング周期毎Tsに、最新の電流変化率ΔI/Δtおよび最新の遅延時間Toを用いて、電流閾値Isを演算する。つまり、IGBT50の出力電圧のパルス毎に、かつ、サンプリング周期毎Tsに、電流閾値Isが更新される。
In this embodiment, the
図2において、時点t1でIGBT50がオンになると、遅延時間Toを経て、出力電流値Iは上昇していく。その後、時点t2でIGBT50がオフになると、出力電流値Iは再び一定になる。さらに、時点t3でIGBT50がオンになると、遅延時間Toを経て、出力電流値Iは再び上昇していく。そして、出力電流値Iが電流閾値Isに到達した時点t4で、出力部12はIGBT50をオフにする。その後、出力部12は、出力電流値Iが電流閾値Isを超えた範囲(時点t4以降)において、IGBT50がオフに維持されつつFET40のみが駆動するように、第1および第2駆動信号を出力する。その結果、時点t5(出力電流値Iが電流設定値iに到達した時点)でのオーバーシュートが抑制される。
In FIG. 2, when the
上述したように、本実施形態のインバータ電源装置1によると、FET40のアナログ制御とIGBT50のデジタル制御とを併用したことで、電流閾値Isの精度を向上させることができ、出力電流のオーバーシュートを効果的に抑制することができる。
即ち、デジタル制御を用いたことで、各パターン電流に対して安定した制御を行うことができる。
なお、オーバーシュートは、IGBT50のみでFET40に切り換えなければ、図2において出力電流値Iが電流閾値Isに達した後、電流設定値iに達する際に点線のような形状で生じ得るが、本実施形態によれば、FET40に切り換えることにより、実線のように効果的に抑制することができる。
As described above, according to the inverter
That is, by using digital control, stable control can be performed for each pattern current.
If the
演算部11は、上記式(1)の各要素に基づく演算によって、電流閾値Isを正確に取得することができる。
The
演算部11は、IGBT50の出力電圧のパルス毎に、演算を行う。これにより、次のパルスへのフィードバック制御が実現され、電流閾値Isの精度をより向上させることができる。
The
出力部12は、出力電流値Iが電流閾値Isに達した場合、IGBT50をオフにし、かつ、その後、出力電流値Iが電流閾値Isを超えた範囲において、IGBT50(第2スイッチング素子)がオフに維持されつつFET40(第1スイッチング素子)のみが駆動するように、第1および第2駆動信号を出力する。
このように、出力電流値Iが電流閾値Isに達したとき(時点t4)に、IGBT50をオフにし、時点t4以降はFET40のみの駆動に切り換えることで、出力電流のオーバーシュートをより確実に抑制しつつ、出力電流を電流設定値iに到達させることができる。
The
As described above, when the output current value I reaches the current threshold value Is (time t4), the
デジタル制御部10が、図3に示す処理S1〜S16を順次行う。
これにより、出力電流値Iが階段状に変化することとなり、また、中間電流値毎かつサンプリング周期Ts毎に電流閾値Isが更新される。したがって、電流閾値Isの精度をより一層向上させることができる。
The
As a result, the output current value I changes stepwise, and the current threshold Is is updated every intermediate current value and every sampling cycle Ts. Therefore, the accuracy of the current threshold Is can be further improved.
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.
第1および第2スイッチング素子は、それぞれFETおよびIGBTに限定されず、任意のスイッチング素子を適用可能である。例えば、第2スイッチング素子として、IGBTの代わりに、JFET(Junction FET)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)、サイリスタ等を採用してもよい。 The first and second switching elements are not limited to FET and IGBT, respectively, and any switching element can be applied. For example, as the second switching element, a JFET (Junction FET), a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor), a thyristor, or the like may be employed instead of the IGBT.
演算部11による演算式は、適宜、変更可能である。
The arithmetic expression by the
演算部11による演算の周期は、特に限定されない。例えば、第2スイッチング素子の出力電圧の2以上のパルス毎に、またはランダムに、演算を行ってもよい。
The cycle of calculation by the
デジタル制御部10による処理は、図3に示すものに限定されない。例えば、デジタル制御部10は、出力電流値Iが階段状に変化しないよう、中間電流値の設定等を行わなくてもよい。
The processing by the
本発明に係るインバータ電源装置は、レーザー装置やスキャニング装置(例えばこれらは癌治療に使用される)、電磁石、その他任意の電子機器に適用可能である。 The inverter power supply device according to the present invention is applicable to laser devices, scanning devices (for example, these are used for cancer treatment), electromagnets, and other arbitrary electronic devices.
その他、回路構成を適宜に変更可能である。 In addition, the circuit configuration can be changed as appropriate.
1 インバータ電源装置
10 デジタル制御部
10a CPU
11 演算部
12 出力部
20 アナログ制御部
31 A/D(アナログ/デジタル変換部)
32 D/A(デジタル/アナログ変換部)
33 データ比較部
34 データ取込部
40 FET(第1スイッチング素子)
50 IGBT(第2スイッチング素子)
DESCRIPTION OF
11
32 D / A (digital / analog converter)
33
50 IGBT (second switching element)
Claims (5)
前記アナログ/デジタル変換部によってデジタルに変換された出力電流信号が示す出力電流値に基づいて電流設定値に対する電流閾値の演算を行う演算部、および、前記出力電流値と前記演算部が演算した電流閾値とに基づいて第1駆動信号および第2駆動信号を出力する出力部を含むデジタル制御部と、
前記第1駆動信号に基づいて電流変化を生じさせる第1スイッチング素子と、
前記出力部から出力された前記第1駆動信号をデジタルからアナログに変換するデジタル/アナログ変換部と、
前記デジタル/アナログ変換部によってアナログに変換された前記第1駆動信号を前記第1スイッチング素子に出力するアナログ制御部と、
前記出力部から出力された前記第2駆動信号に基づいて前記第1スイッチング素子よりも大きな電流変化を生じさせる第2スイッチング素子と、
前記第1スイッチング素子の出力側と前記アナログ/デジタル変換部とに接続されたデータ取込部と、
前記デジタル/アナログ変換部と前記アナログ制御部とに接続されたデータ比較部と、を備え、
前記データ取込部から前記データ比較部へフィードバック制御を行うことを特徴とする、インバータ電源装置。 An analog / digital converter that converts the output current signal from analog to digital;
A calculation unit that calculates a current threshold value for a current set value based on an output current value indicated by an output current signal converted into digital by the analog / digital conversion unit, and a current calculated by the output current value and the calculation unit A digital control unit including an output unit that outputs the first drive signal and the second drive signal based on the threshold value;
A first switching element for causing a current change based on the first drive signal;
A digital / analog converter that converts the first drive signal output from the output unit from digital to analog;
An analog control unit that outputs the first drive signal converted into analog by the digital / analog conversion unit to the first switching element;
A second switching element that causes a larger current change than the first switching element based on the second drive signal output from the output unit;
A data capture unit connected to the output side of the first switching element and the analog / digital conversion unit;
A data comparison unit connected to the digital / analog conversion unit and the analog control unit,
An inverter power supply device that performs feedback control from the data fetching unit to the data comparing unit.
Is=i−To*(ΔI/Δt)
(Isは電流閾値、iは電流設定値、Toは前記第2スイッチング素子がオンになった時点から前記出力電流値Iが上昇し始めるまでの時間(遅延時間)、ΔI/Δtは電流変化率) The inverter power supply apparatus according to claim 1, wherein the calculation unit performs the calculation based on the following equation.
Is = i−To * (ΔI / Δt)
(Is is a current threshold value, i is a current setting value, To is a time (delay time) from when the second switching element is turned on until the output current value I starts to rise, and ΔI / Δt is a current change rate. )
前記電流設定値に対する1以上の中間電流値を設定する中間電流値設定手段と、
前記中間電流値設定手段による設定の後、前記第2スイッチング素子をオンにする第2スイッチング素子オン手段と、
サンプリング周期毎に電流変化率を算出する電流変化率算出手段と、
前記第2スイッチング素子がオンになった時点から前記出力電流値が上昇し始めるまでの遅延時間を算出する遅延時間算出手段と、
前記演算部により前記電流閾値を演算する閾値演算手段と、
前記出力電流値が前記中間電流値に達した場合に、前記第2スイッチング素子をオフにし、その後前記出力電流値の上昇が停止したら前記第2スイッチング素子をオンにする前記第2スイッチング素子オン/オフ切換手段と、を有し、
前記第2スイッチング素子オン/オフ切換手段は、前記中間電流値毎に、前記第2スイッチング素子のオフおよびオンの処理を行い、
前記電流変化率算出手段は、前記サンプリング周期毎に前記電流変化率を更新し、
前記遅延時間算出手段は、前記中間電流値毎に前記遅延時間を更新し、
前記閾値演算手段は、最新の前記電流変化率および最新の前記遅延時間を用いて、前記演算部により前記電流閾値を演算することを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のインバータ電源装置。 The digital control unit
Intermediate current value setting means for setting one or more intermediate current values for the current set value;
A second switching element on means for turning on the second switching element after the setting by the intermediate current value setting means;
A current change rate calculating means for calculating a current change rate for each sampling period;
A delay time calculating means for calculating a delay time from when the second switching element is turned on until the output current value starts increasing;
Threshold calculation means for calculating the current threshold by the calculation unit;
When the output current value reaches the intermediate current value, the second switching element is turned off. After that, when the increase in the output current value stops, the second switching element is turned on. Off-switching means,
The second switching element on / off switching means performs an off and on process of the second switching element for each intermediate current value,
The current change rate calculation means updates the current change rate for each sampling period,
The delay time calculating means updates the delay time for each intermediate current value,
The said threshold value calculation means calculates the said current threshold value by the said calculating part using the said latest said current change rate and the latest said delay time, It is any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Inverter power supply.
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