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JPH03190557A - パルス幅変調器の最大デューティーサイクル制御装置 - Google Patents

パルス幅変調器の最大デューティーサイクル制御装置

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Publication number
JPH03190557A
JPH03190557A JP2243689A JP24368990A JPH03190557A JP H03190557 A JPH03190557 A JP H03190557A JP 2243689 A JP2243689 A JP 2243689A JP 24368990 A JP24368990 A JP 24368990A JP H03190557 A JPH03190557 A JP H03190557A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
duty cycle
signal
pwm signal
pwm
maximum duty
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2243689A
Other languages
English (en)
Inventor
Itzchak Cohen
イツァック　コーヘン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LAMBDA ELECTRON Inc
Original Assignee
LAMBDA ELECTRON Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LAMBDA ELECTRON Inc filed Critical LAMBDA ELECTRON Inc
Publication of JPH03190557A publication Critical patent/JPH03190557A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/28—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC
    • H02M3/325—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507—Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate AC using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、電子的電力変換器に関し、より特定すれば、
その電力変換器を制御するパルス幅変調器により発生さ
れた最大パルス幅デニーティーサイクルを制御するため
の装置に関す′るものである。
従来の技術 ある種の電力変換器、特に電気的分離機能を有するアイ
ソレーショントランスフォーマを含むような変換器にお
いては、変換器のパルス幅変調器により生成される最大
デユーティ−サイクルを強制的に制限するものである。
パルス幅変調器の出力信号のデユーティ−サイクル（こ
れは電力変換器の“オン時間”を＃御するものである）
は、損傷または誤動作を避けるため、ある最大値に制限
されなければならず、その最大値は如何なる条件におい
ても、すなわち過渡状態または定常状態において信号の
大きさをこれに制限するものである。損傷の蓋然性は、
大きいデユーティ−サイクル比において減磁されるとい
う変圧器の能力の限界に基づ（ものであり、それは最大
デユーティ−サイクル値の正確な設定が重要であること
を示唆している。
第１（ａ）図は例えば、ユニトロードＵＣ３８２５高速
ＰＷＭコントローラを用いて構成された従来型パルス幅
変調器を示している。
図示の通り、ユニトロードＰＷＭ機能は、１つの入力と
して誤差増幅器（図示せず）から引き出された電圧ｖ１
を受入れ、第２の入力として発振器（図示せず）により
生成された鋸歯状信号ｖ２（第１（ｂ）図参照）を受入
れるものである。
この２人力は、鋸歯状電圧ｖ２の振幅が基準電圧ｙより
低い値である限り、高レベルＰＷＭ比較出力を発生し、
鋸歯状電圧ηが電圧篤を上回ったときは、低レベルのＰ
ＷＭ比較出力を発生するものである。
デユーティ−サイクルδは数学的には、（１）　δ　＝
＝ｔｏｎ で表わされる。ここに、ｔｏｎはＰＷＭコンパレータの
出力が“ハイ”　（高）である時間間隔、そして、Ｔは
信号の全周期である。
第１（ｂ）図及び第１（Ｃ）図を参照してユニトロード
ＰＷＭ変調器の出力におけるデユーティ−サイクル−グ
ーは、誤差電圧ｖ１の値が鋸歯状ｖｐ最小値（すなわち
、Ｖｌ−ｔ、’　　）より低い値から鋸歯状状電圧篤の
最高値（すなわち、Ｖビー、）まで変化するとき、Ｏか
ら単位″１″まで変化するものである。
最大デユーティ−サイクルを単位１より低い値に制限す
るため、従来の方法ではＰＷＭコンパレータの入力に電
圧クランプ（２）を加えることによりｖ２を制限する。
この方法の回路構成は、第１（ａ）図に示す通り、ダイ
オードＤ及び調圧電源Ｂをクランプレベル、ｖ　−１の
設定のために用クランプ いるものである。この方法を図解した波形は、第１（Ｃ
）図において示されている。
第１（Ｃ）図においてＶ−５の値がｖビーククランプ ／２に等しくされたものとし、かつダイオードＤの順方
向電圧降下を無視すれば、これらの条件下において、ユ
ニトロード最大デエーティーサイクルは５０％に制限さ
れるであろう。
発明の目的 このデユーティ−サイクル＊ｔｍ方法は、単純ではある
が、極めて不正確であるという欠点を有する。デユーテ
ィ−サイクルの較正は回路毎に変化し、また、与えられ
た１つの回路においても周囲温度及び回路の電源電圧変
化に応じて変化するいくつかの因子に影響される。
これらの因子とは、 Ｖｊ　５７７”の初期精度及び温度安定性、Ｖｅ−ｙの
初期精度及び電源／温度安定性、ｖバ、−の初期精度及
び電源／温度安定性、コンパレータ（１）の応答時間の
初期値及び電源／温度安定性、である。
上記の変動要因の累積的効果は極めて重要である。これ
らは最大デエーティーサイクルの設定における許容誤差
を決定する。この許容誤差の規制は、変換器の設計にお
いて、電力密度、効率及びコストなどのような性能パラ
メータに逆効果を与えるという犠牲を強いるものである
。
したがって、この発明の１つの目的は、電力変換回路に
おいてパルス幅変調器の最大デー−ティーサイクルを正
確な値に制限するための改良された技術を提供すること
である。
本発明の別の目的は、回路毎に僅少な許容誤差の範囲内
で作動するようにした正確なＰＷＭデニ−ティーサイク
ルの制限を行う制御回路を提供することである。
本発明のさらに別の目的は、実質上温度及び回路電圧の
変化に影響されないようなＰＷＭデニーティーサイクル
リミッタを提供することである。
発明の概要 本発明は、一般には、パルス幅変調（ＰＷＭ）システム
の制御ＰＷＭ信号を用いた電力変換システムにおいて、
そのＰＷＭ信号の最大デコーテイーサイクルを正確、か
つ安定に設定するための技術として記述される。この技
術は、 （ａ）　　最大値を表わすプリセットデニーテイーサイ
クルを有する基準ＰＷＭ信号を発生するための手段、 （ｂ）　　前記基準ＰＷＭ信号を前記システムＰＷＭ信
号と比較して後者の最大ティーテイーサイクルが前者の
最大ティーテイーサイクルより決定されるように制御す
るための手段、を用いるものである。
好ましい実施例の説明 第２図は鋸歯状タイミング信号ｖ２がコンノくレータ（
１）及び（２）の反転入力に供給されるようにした実施
例を示している。コンノくレータ（１）の非反転入力に
は、誤差増幅器（図示せず）の出力電圧ｖ１が印加され
る。
コンパレータ（１）及び（２）の出力はＡＮＤ論理ゲー
ト（３）の入力に供給される。さらに、コンパレータ（
２）の出力は、入力抵抗Ｒｉ及び帰還コンデンサＣ・を
有する演算増幅器Ａからなる積分回！ 路（４）を介して自身（２）の非反転入力に接続される
。
積分回路（４）の非反転入力は、回路の電源電圧ｖｃｃ
に渡して接続された抵抗分圧器（５）（Ｒ。
Ｒ２）から引き出されたＤＣ電圧Ｖｒｅｆを受は入れる
。
回路動作において、コンパレータ（１）は鋸歯状タイミ
ング信号ｖ２を誤差増幅器の出力電圧と比較することに
より、パルス幅変調信号ＰＷＭ　　　をｕｔ 発生する。
第２のコンパレータ（２）はさらに、一方の入力におい
て鋸歯状タイミング信号■２を受は取り、他方の入力に
おいて積分回路（４）の出力を受入れる結果として、Ｐ
ＷＭ信号を発生する。
これら２つのＰＷＭコンパレータの出力ヲ受取ったＡＮ
Ｄゲート（３）は、より低いデユーティ−サイクル信号
を発生するコンパレータ（１又は２）により決定される
出力ＰＷＭｏｕｔを発生する。
好ましい実施例にお゛けるコンパレータ回路パラメ・−
夕は、′ハイ”状態においてＶｃｅに近い値かＣ１“ロ
ウ“状態におけるゼロ付近まで変化する電圧変動を提供
するように選択される。その結果、第２コンパレータ（
２）の出力における電圧ｖ３の平均値ｖａｖは電圧ｖｃ
ｏとコンパレータ（２）のデー−ティーサイクルの積と
なる。すなわち、（２）Ｖ＝ｌ’Ｘ　δ ａＶ　　　　　　　ＣＣ−２ コンパレータ（２）のデユーテイーサイクルδ一−２ は、その非反転入力における電圧の関数である。
この入力は積分回路（４）の出力である。
積分回路（４）の出力はその入力をゼロとするように、
すなわち反転入力に平均値が実質上その非反転入力ｖｒ
ｅｆに等しい電圧を発生する。
このｖｒｅｆは次式により与えられる。
（３）　ｖｒｅｆ＝　ｖｃ０×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２）か
くして、定常状態において積分回路（４）の出力はＰＷ
Ｍコンパレータ（２）をして平均値ｖａｖがＶｒｅｆに
等しくなるようにした信号■を発生せしめる。すなわち
、 したがって、 （５）式の両辺におけるｖｃｃ項を消去ルで、２ （６）　６．＝　（Ｒ，・Ｒ２） その結果”　ａｖはゲート（３）に加えられ、そのゲー
トの出力において選択された最大デユーティ−サイクル
δ。８ｘは、正確な一定値に制限されるδ２に等しくな
る。この正確な一定値は電源電圧、コンパレータにおけ
る鋸歯パラメータ、すなわち応答遅延特性の変動とは無
関係である。実際上、最大デユーティ−サイクルの値は
予め設定され、又は調整可能な２つの抵抗値の比によっ
て厳密に決定される。
コンパレータ（２）の最小及び最大電圧値が何らかの理
由により、前述の関係値Ｖ　にならなけれＣ ば、Ｒ１及びＲ２の選定において適当な補償を行うこと
ができる。
実際上、二抵抗の極めて正確、かつ安定な比率は、種々
の固体抵抗器、プリント抵抗、又は集積回路抵抗により
容易に達成することができる。
以上述べたことから明らかな通り、実施例として図示説
明した最大デユーティ−サイクル制御技術は、本発明の
精神から逸脱することなく種々の変形を加えることがで
きる。これらの変形の態様としては、例えば論理を図示
の正論理から負論理に変換すること、交流のタイミング
波形を用いること、交直両方式を採用すること等がある
。
【図面の簡単な説明】
第１（ａ）図は従来のＰＷＭ回路を示す路線図、第１（
ｂ）図は鋸歯状タイミング信号外を示す線線図、 第１（ｃ）図は第１（ａ）図に示した回路のＰＷＭ信号
出力が第１（ｂ）図に示した鋸歯状タイミング信号と如
何に比較されるかを示す線図、第２図は本発明の好まし
い実施例を示す路線図である。 第　１【中国 第１り図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）パルス幅変調システムを制御するためのシステム
    ＰＷＭ信号を用いた電力変換システムにおいて、 （ａ）予め設定されたデューティーサイクルを有する基
    準ＰＷＭ信号を発生するための手段、及び、 （ｂ）前記基準ＰＷＭ信号を前記システムＰＷＭ信号と
    比較して予め定められた最大デュー ティーサイクルを有するＰＷＭ信号を生成するための手
    段 を備えたことを特徴とする前記システムＰＷＭ信号の最
    大デューティーサイクルを正確、かつ安定にセットする
    ための装置。
  2. （２）前記基準ＰＷＭ信号発生手段がＰＷＭソース信号
    を含むと共に、その平均値が前記予め設定された最大デ
    ューティーサイクルの関数となるように前記ソース信号
    を制御するための手段を備えたことを特徴とする請求項
    １記載のシステム。
  3. （３）前記ソース信号を制御するための手段が前記制御
    されたＰＷＭ信号の平均値を獲得するための手段を含む
    ことを特徴とする請求項２記載のシステム。
JP2243689A 1989-10-18 1990-09-12 パルス幅変調器の最大デューティーサイクル制御装置 Pending JPH03190557A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/423,236 US5021937A (en) 1989-10-18 1989-10-18 Maximum duty cycle limiting of pulse width modulators
US423236 1995-04-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03190557A true JPH03190557A (ja) 1991-08-20

Family

ID=23678139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2243689A Pending JPH03190557A (ja) 1989-10-18 1990-09-12 パルス幅変調器の最大デューティーサイクル制御装置

Country Status (2)

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US (1) US5021937A (ja)
JP (1) JPH03190557A (ja)

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