JPH05219776A - 誘導子電流感知回路 - Google Patents

誘導子電流感知回路

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JPH05219776A
JPH05219776A JP4266317A JP26631792A JPH05219776A JP H05219776 A JPH05219776 A JP H05219776A JP 4266317 A JP4266317 A JP 4266317A JP 26631792 A JP26631792 A JP 26631792A JP H05219776 A JPH05219776 A JP H05219776A
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current
load
pulse width
width modulation
motor
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JP4266317A
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English (en)
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Graham Timmins
ティミンズ グレイアム
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BOC Group Ltd
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BOC Group Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】負荷電流の測定が困難であるときに、モータそ
の他の誘導性負荷を駆動する場合に、負荷電流を導出す
る乗算装置を用いパルス幅変調コントローラを使用する
回路を提供する。 【構成】スイッチングされる電流を負荷に供給する手段
2と、そのスイッチングされる電流のデューティーサイ
クルをパルス幅変調コントローラ3から決定する手段
と、そのスイッチングされる電流の振幅を決定する手段
と、から成る誘導性負荷のモータ1を駆動するパルス幅
変調システムであって、駆動段2に供給される電流の振
幅を処理することにより、該デューティーサイクルと関
連して、負荷電流を導出する乗算装置6が設けているこ
とを特徴とするパルス幅変調システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】この発明は、誘導性負荷等を駆動する回路
に関し、特に、例えば絶縁された出力を有する連続電流
パルス幅変調電源など、特に負荷電流が測定困難である
ときに、モーター又はその他の誘導性負荷を駆動するの
に用いる、パルス幅変調コントローラを使用する回路に
関する。
【0002】
【従来技術とその問題点】例えば3相ブラシDCモータ
ー又は3相ブラシレスDCモーターなどの電動モーター
は、パルス幅変調コントローラによって駆動されること
が出来る。パルス幅変調システムにおいては、(図1に
示されている種類の波形であり且つT2 時間の間に流れ
る)スイッチングされる電流は、しばしば連続的であ
り、即ちゼロより上にとどまり、(図2に示されている
種類の波形の)『フライバック』電流が一般に負荷を流
れるが電源には流れない。
【0003】特にこの様なシステムでは、負荷電流の測
定は簡単ではなくて、各相を流れる電流の量を連続的に
測定する必要がある。これは複雑な処置である。
【0004】
【発明の概要】本発明は、各相の負荷電流を測定する必
要を無くすることが可能であり、この電流を他のより容
易に決定できる該システムのパラメーターから測定する
ことが出来るという認識に基づいている。本発明による
と、 ── スイッチングされる電流を負荷に供給する手段
と、 ── そのスイッチングされる電流のデューティーサイ
クルをパルス幅変調コントローラから決定する手段と、 ── そのスイッチングされる電流の振幅を決定する手
段と、から成る誘導性負荷を駆動するパルス幅変調シス
テムであって、このシステムには、駆動段に供給される
電流の振幅を処理することにより、該デューティーサイ
クルと関連して、負荷電流を導出する乗算装置が設けら
れる。
【0005】この明細書において、“乗算器(multipli
er) ”という用語が用いられているが、類似の“分割器
(divider)”を同様に用いることができる。該システム
は、例えば3相DCモーターなどのモーターを駆動する
のに特に適している。該乗算装置は、負荷電流を制御す
るフィードバック・ループに組み込むことが出来る。
【0006】該乗算装置は、アナログ型のものであるの
が好都合である。供給電流の典型的波形が図1に示され
ており、ここでI1 及びI2 は各パルスについての節電
流値であり、ベース電流値はゼロにある。T1 及びT2
は、それぞれ各電流サイクルについてのオン時間及びオ
フ時間である。この様な負荷電流については、平均供給
電流I3 は I3 =(I1 +I2 )/2×T1 /(T1 +T2 ) で表わされることが出来る。デューティーサイクルD
は、 D=T1 /(T1 +T2 ) で表わされることが出来る。
【0007】 I3 =(I1 +I2 )/2×T1 /(T1 +T2 )及び D=T1 /(T1 +T2 ) を組み合わせると、 I3 =(I1 +I2 )/2×D が得られる。
【0008】負荷電流の典型的波形が図2に示されてい
るが、ここでI1 及びI2 、及びT 1 及びT2 は図1に
示されているのと同じである。平均負荷電流I4 は、 I4 =(I1 +I2 )/2 で表されることが出来る。 I3 =(I1 +I2 )/2×D及び I4 =(I1 +I2 )/2 を組み合わせると、平均負荷電流は I4 =I3 /D となる。
【0009】従って、供給電流及びデューティーサイク
ルについての知識から負荷電流を確認することが一般に
可能であることが分かっている。本発明をより良く理解
するために、図3〜5を例として参照する。
【0010】
【実施例】図面の、特に図3を参照する、3相DCモー
ターのためのコントローラのブロック図が示されてい
る。これは、図5により詳しく記載されている駆動段2
により駆動される標準的デザインのモーター1から成
る。駆動段2は、これも標準的なデザイン及び機能を有
し、電流エラー増幅器4から出力を取るパルス幅変調コ
ントローラ3により制御される。
【0011】駆動段2の電源(+Vp )からの供給電流
は電流センサーによって測定されることが出来るが、そ
の出力は、図4により詳しく記載されている増幅器6に
供給される。電流制御ループは、乗算器6の出力を電流
エラー合計分岐点7と電流エラー増幅器4とに接続する
ことによって閉じられる。パルス幅変調コントローラ3
からの追加の出力は、ラインD′を介して乗算器6へデ
ューティーサイクル信号を提供する。
【0012】また、速度制御ループは、(この例では機
械的リンクMによって)モーター1に結合された速度セ
ンサー8の出力を速度エラー合計分岐点9及び速度エラ
ー増幅器10に接続することによって閉じられる。速度
エラー増幅器10は、電流制御ループのための電流要求
信号を発生する。(モーター1に所定速度を生じさせる
べき)速度入力信号Sは速度エラー合計分岐点9に供給
される。
【0013】図3に示されている回路は、駆動段2(及
び、これに電源(+Vp )を介して供給される電力)が
モーター1を実質的に一定の動作速度で駆動することを
許すという一般的機能を持っている。 i)特に、本発明により、電流センサー5によるモータ
ー駆動段への供給電流の測定値とデューティーサイクル
信号と(この両方が乗算器6に供給される)によって電
流制御ループがその動作速度までモーターの加速を制御
すること。 ii) モーターの通常の動作速度が得られたならば、速度
制御ループがモーターを制御する。
【0014】特に図4に詳しく示されている乗算器6に
関して、これは演算増幅器12の電流センサー5(図3
参照)とスイッチ14の動作を制御するデューティーサ
イクル・アクチュエータ13からの出力V1 の平均値を
出す平均回路11から成る。電流センサー5(図3参
照)の出力V1 は、平均回路11を介して演算増幅器1
2の正入力に供給される。
【0015】アクチュエータ13は、デューティーサイ
クルDに基づいてスイッチ14の運動を生じさせる。ス
イッチ14の位置は、抵抗器Rに供給される電圧を、即
ち電圧V2 (これは乗算器の出力電圧である)又は電圧
3 (これは基準電圧である)を決定するが、抵抗器R
とコンデンサCとの作用により発生するその平均は、演
算増幅器12の負入力に戻される。この平均電圧
(Vm )は、方程式 Vm =V3 +(V2 −V3 )D に従ってV2 とV3 の差にデューティーサイクルDを乗
じた値の関数である。コンデンサCは、演算増幅器12
の負入力に供給される電圧を平均する。
【0016】モーター駆動段は図5に詳しく示されてい
る。これは、各モーター相について、2個のスイッチ
(S)と整流素子(例えばダイオードE)から成る。即
ち、 −相AについてはS1 及びS2 及びE1 −相BについてはS3 及びS4 及びE2 −相CについてはS5 及びS6 及びE3
【0017】『2象限』動作では、即ち、例えば、スイ
ッチS1 は閉じていてスイッチS3及びS5 が開いてお
り、スイッチS2 とS6 が開いてスイッチS4 がパルス
幅変調コントローラに従って開閉する場合、スイッチS
4 が閉じているときには時間T1 (図1参照)の間は電
流が電源を流れ、スイッチS4 が開いているときには時
間T2 (図2参照)の間はフライバック電流が流れる。
【0018】上記の場合の相A/相Bについての動作モ
ードは、スイッチS4 が閉じているときの電流を実線が
指示し、スイッチS4 が開いているときのフライバック
電流を破線が指示する図5に示されている。相A/相B
についてスイッチS4 の開閉に関して上記したのと同様
の動作モードが、それぞれスイッチS6 及びS2 の開閉
サイクルと関連して相B/相Cについて及び相C/相A
について生じる。前者の場合、スイッチS3 は閉じら
れ、スイッチS2 とS4 と同様にスイッチS1 及びS5
は開かれている。後者の場合、スイッチS5 は閉じら
れ、スイッチS4 とS6 と同様にスイッチS1 及びS3
は開かれている。
【0019】3相モーターに関して本発明の例を示した
が、本発明は、何個の相を持つDCモーターにも、或い
は他の随意の誘導性負荷にも、適用することのできるも
のである。本発明は、速度、位置、電流又は他の随意の
形のフィードバックのあるコントローラにも、その様な
フィードバックの無いコントローラにも適用できる。本
発明は、特に負荷電流が測定困難であるとき、例えば絶
縁された出力を有する連続電流パルス幅変調電源など、
他の随意の誘導性負荷に適用することのできるものであ
る。
【0020】本発明の一般的利点は、各相における電流
の感知を回避することにより、そうでない場合にモータ
ーの各相に必要とされる例えば浮動感知抵抗器、感知変
圧器等々の使用を回避することである。従って、コント
ローラをより安価に、且つ遙かに小型にすることが出来
る。さらに、特に電力消費時間において、効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】パルス幅変調システムにおける、スイッチング
される電流の変化を時間に対して示す波形図である。
【図2】パルス幅変調システムにおけるフライバック電
流の変化を時間に対して示す波形図である。
【図3】速度制御機能を含む3相DCモーター・コント
ローラのブロック図である。
【図4】図3の乗算回路を示す。
【図5】図3のシステムのための3相DCモーター駆動
段を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ──スイッチングされる電流を負荷に供
    給する手段と、 ── そのスイッチングされる電流のデューティーサイ
    クルをパルス幅変調コントローラから決定する手段と、 ── そのスイッチングされる電流の振幅を決定する手
    段と、 から成る誘導性負荷を駆動するパルス幅変調システムで
    あって、駆動段に供給される電流の振幅を処理すること
    により、該デューティーサイクルと関連して、負荷電流
    を導出する乗算装置が設けていることを特徴とするパル
    ス幅変調システム。
  2. 【請求項2】 誘導性負荷はモーターであることを特徴
    とする請求項1に記載のパルス幅変調システム。
JP4266317A 1991-10-03 1992-10-05 誘導子電流感知回路 Pending JPH05219776A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB9121014:6 1991-10-03
GB919121014A GB9121014D0 (en) 1991-10-03 1991-10-03 Inductor current-sensing circuitry

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05219776A true JPH05219776A (ja) 1993-08-27

Family

ID=10702358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4266317A Pending JPH05219776A (ja) 1991-10-03 1992-10-05 誘導子電流感知回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US5481446A (ja)
EP (1) EP0535916A3 (ja)
JP (1) JPH05219776A (ja)
GB (1) GB9121014D0 (ja)

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US5481446A (en) 1996-01-02
EP0535916A3 (en) 1993-11-10
EP0535916A2 (en) 1993-04-07
GB9121014D0 (en) 1991-11-13

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