(57)【要約】      （修正有）【課題】回路を増やすことなく、負荷に印加する電圧が電圧降下により不安定になるのを防ぎ、安定して電力供給するパルス負荷に供給する電源システムを供給する。【解決手段】パルス負荷４に供給する電源システム１００は、供給電源１から供給された電力をパルス負荷４に入力可能な電力に変換する電力変換回路２７と、パルス負荷４に出力される出力電流の値を検出する出力電流検出回路２１と、出力電流の増加に基づいて出力も増加するよう電力変換回路２７を制御させるディジタル制御回路部２３と、を備える電源回路部２を有する。【選択図】図１
2020167771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給電源から供給された電力をパルス負荷に入力可能な電力に変換する電力変換回路と
、
前記パルス負荷に出力される出力電流の値を検出する出力電流検出回路と、
前記出力電流の増加に基づいて電力も増加するよう前記電力変換回路を制御させるディジ
タル制御回路部と、
を備えることを特徴とする、パルス負荷に供給する電源システム。
【請求項２】
前記ディジタル制御回路部は、前記出力電流が増加した値と、前記電源システムと前記
電源システムに接続されている前記パルス負荷との間の抵抗値に基づいて、補正電圧を算
出し、
さらに、算出した前記補正電圧に基づいて、出力電圧を補正することを特徴とする、請
求項１に記載のパルス負荷に供給する電源システム。
【請求項３】
前記出力電流の増加した値が、予め定められた閾値よりも大きい場合にのみ前記補正を
実施することを特徴とする、請求項２に記載のパルス負荷に供給する電源システム。
【請求項４】
さらに、前記補正を続けて繰り返した時間が、前記出力電流から検出したパルス周期を
超えた場合には、次の出力タイミングまで前記補正は行わない事を特徴とする、請求項２
〜３のいずれか１項に記載のパルス負荷に供給する電源システム。
【請求項５】
前記パルス負荷に接続され、前記電力変換回路から供給された電力を一時的に充電し、
前記パルス負荷に安定した電力を供給するコンデンサバンクを、さらに備える事を特徴と
する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のパルス負荷に供給する電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態はパルス負荷に供給する電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にパルス電力を供給する手法としては、電源回路部の周波数応答特性を高速化さ
せるパルス電源方式と、電源回路部とコンデンサの集合体（以下コンデンサバンク）を組
み合わせたコンデンサバンク方式がある。一般的にパルス電源方式は、パルス負荷の周期
やパルスＯＮ幅に応答性や供給できる能力に限界がある。一方コンデンサバンク方式は、
あらかじめ電源回路部からコンデンサバンクへ充電された電力を利用して、負荷応答に追
従することが可能となる。
【０００３】
例として、コンデンサによりパルス電力を供給するコンデンサバンク方式の回路を図４
に示す。
【０００４】
図４では、供給電源１の電圧は、電源回路部２を介して出力電圧を任意の電圧ＶＯＵＴに
安定化され、コンデンサバンク３のコンデンサは充電される。こうしてコンデンサバンク
３へ充電された電力により、パルス負荷４が必要とするパルス電力が供給される。
【０００５】
図４の回路構成において、パルス電力供給時の各出力電圧波形を図５に示す。（ａ）は
負荷動作、（ｂ）は出力電流、（ｃ）は出力電圧、（ｄ）は負荷電圧を示す。（ａ）に示
すパルス供給するＴＯＮのタイミングは、パルス周期生成部５からパルス負荷４へ入力さ
れる。これにより、ＴＯＮ幅及び動作タイミングを決定する。コンデンサバンク３はこの
ＴＯＮの間に必要なパルス電力を供給する。しかし、（ｄ）に示すように、コンデンサバ
ンク３から電力供給する時に、負荷電圧ＶＲがΔＶ分降下してしまう。これにより、負荷
特性が大きく変動してしまい、電源システム１００として不安定となる。ＴＯＮが長くな
ると、それに合わせてコンデンサバンク３を増やす必要があり、小型化を妨げる要因にも
なっている。また、電圧を補正するにしても負荷からの周期情報及び出力電圧情報を電源
回路部２へ取り込む必要があるため、回路の追加により小型化を妨げる要因にもなってい
る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭６２−３４８３１号公報
【特許文献２】特開２００１―１６９５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、回路を増やすことなく、負荷に印加する電圧が電圧降
下により不安定になるのを防ぎ、安定して電力供給するパルス負荷に供給する電源システ
ムを供給することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本実施形態のパルス負荷に供給する電源システムは、供給電源
から供給された電力をパルス負荷に入力可能な電力に変換する電力変換回路と、前記パル
ス負荷に出力される出力電流の値を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流の増加に
基づいて出力も増加するよう前記電力変換回路を制御させるディジタル制御回路部と、を
備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００の回路図。
【図２】第１の実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００を説明したフローチャート。
【図３】第１の実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００の出力電圧波形。
【図４】従来の実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００の回路図。
【図５】従来の実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００の出力電圧波形。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００について、図面に基
づき説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係るパルス負荷に供給する電源システム１００の回路を表した図であ
る。
【００１２】
電源システム１００は、供給電源１とパルス負荷４の間に接続され、電源回路部２と、コ
ンデンサバンク３を備える。
【００１３】
電源回路部２は、出力電流検出回路２１と、出力電圧検出回路２２と、ディジタル制御回
路部２３、ＦＥＴ回路２４、出力フィルタ回路２５、ドライブ回路２６を有する。
【００１４】
出力電流検出回路２１は、電源回路部２から出力される電流を検出する出力電流検出機能
を有する。検出された電流の値はディジタル制御回路部２３に送出される。また出力電圧
検出回路２２は、電源回路部２から出力される電圧を検出する出力電圧検出機能を有する
。検出された電圧の値はディジタル制御回路部２３に送出される。
【００１５】
ディジタル制御回路部２３は、供給電源１から供給された電力を、パルス負荷に入力可能
な適切な値の電力に変換するよう、ドライブ回路２６を介し、ＦＥＴ回路２４、出力フィ
ルタ回路２５を制御する（ＦＥＴ回路２４と出力フィルタ回路２５、ドライブ回路２６を
、電力変換回路２７とする）。また、ディジタル制御回路部２３は、検出される出力電流
の値の変動から、パルス負荷４に接続されたパルス周期生成部５が生成するパルス周期を
把握する。ディジタル制御回路部２３は、この出力電流の値の変動及びパルス周期に合わ
せてＦＥＴ回路２４と出力フィルタ回路２５、ドライブ回路２６に指示を出し、出力電流
と出力電圧を制御する。
【００１６】
コンデンサバンク３は複数のコンデンサの集合体である。電源回路部２からパルス負荷４
へ電圧を供給する際に、直接電圧を供給するのではなく、予め電源回路部２からコンデン
サバンク３へ充電された電力を利用することで、高速な負荷応答に追従することが可能と
なる。また、供給電源１から電源回路部２への入力電圧が不安定な場合でも、パルス負荷
４に安定した電力を供給できるようになる。
【００１７】
電源システム１００は、供給電源１とパルス負荷４の間に直列接続され、供給電源１から
入力される電圧を制御して、パルス負荷４に出力し、電力供給を行う。
【００１８】
パルス負荷４は、アンテナやレーダ等、パルス電圧による電圧供給が必要な負荷を想定し
ている。パルス負荷４の多くは、パルス周期生成部５と接続されており、パルス周期生成
部５が生成する周期に合わせて稼働する。
【００１９】
パルス負荷４に電力供給する電源システム１００は、パルス負荷４の稼働に合わせて、電
力供給を行う。パルス負荷４はパルス周期生成部５で生成するパルス周期に合わせて稼働
するため、そのタイミングに合わせてパルス電力を供給する必要がある。そのため電力供
給のタイミングはパルス周期生成部５から発せられた情報に合わせればよいが、それには
回路を増やす必要がある。本実施形態では、ディジタル制御回路部２３はパルス周期生成
部５とは接続せず、直接の情報入手はしない。本実施形態においては、まず出力電流検出
回路２１は出力電流ＩＯＵＴを検出し、検出した値をディジタル制御回路部２３に送出す
る。ディジタル制御回路部２３は、この出力電流ＩＯＵＴの値の増減からパルス周期を読
取り、その出力電流の値の変動及びパルス周期に合わせてドライブ回路２６やＦＥＴ回路
２４、出力フィルタ回路２５を制御する。こうして、回路を増やすことなく、パルス周期
に合わせた電力供給が可能となる。
【００２０】
このように、ディジタル制御回路部２３とパルス周期生成部５との接続をなくした構造を
採用することにより、インターフェイスがなくなり、よりシンプルな構造にすることでき
、回路を小型化することが可能となる。
【００２１】
ここで、電源システム１００が電力供給する際の動作について、図２のフローを用いて説
明する。
【００２２】
まず、電源回路部２が動作を開始する。出力電流検出回路２１は、ＩＯＵＴの状態によっ
て電源の動作状態を変化させる。そのため、出力電流検出回路２１は、一定時間ごとに出
力電流ＩＯＵＴを検出しており、検出された出力電流ＩＯＵＴの値はディジタル制御回路
部２３に入力する。ディジタル制御回路部２３は出力電流検出回路２１から入力された電
流情報ＩＯＵＴ（ｎ）を読み取り、前回の情報ＩＯＵＴ（ｎ−１）と比較して、その差Δ
Ｉを算出し、算出されたΔＩと、ＩＩＮＣとを比較する。ＩＩＮＣは回路内の負荷やコン
デンサの特性に応じて予め決められた閾値である。ΔＩ≦ＩＩＮＣとなる場合（Ｓ２１、
ＮＯ）は、負荷が稼働していないと判断し、本動作を終了し、通常の動作へ戻る。ΔＩ＞
ＩＩＮＣとなる場合（Ｓ２１、Ｙｅｓ）は負荷が稼働していると判断し、本動作による電
力供給を継続する。
【００２３】
次に、前回の時間Ｔ（ｎ−１）にΔＴ分追加し、計測時間Ｔ（ｎ）を算出する（Ｓ２２）
。
【００２４】
続いて、前回の出力電圧ＶＲＥＦ（ｎ−１）にΔＶ分を増加させ、出力電圧ＶＲＥＦ（ｎ
）を補正する（Ｓ２３）。ΔＶは、電源回路部２とパルス負荷４の間の抵抗値をＲとして
、ΔＶ＝Ｒ×ΔＩで算出される。電源回路部２は、このように補正電圧を算出する算出機
能を有している。
【００２５】
ディジタル制御回路は、出力電圧ＶＯＵＴ＝ＶＲＥＦ（ｎ）となるようドライブ回路２６
を介して、ＦＥＴ回路２４、出力フィルタ回路２５を制御する（Ｓ２４）。
【００２６】
そして、Ｔ（ｎ）とパルス周期生成部５によって生成されたパルス周期ＴＯＮとを比較し
、Ｔ（ｎ）＜ＴＯＮである場合（Ｓ２５、ＮＯ）は、初めのステップに戻る。Ｔ（ｎ）≧
ＴＯＮの場合（Ｓ２５、ＹＥＳ）は、パルス周期の１周期分の時間が過ぎ、負荷の稼働は
終わったと判断し、本動作を終了し、通常の動作へ戻る。この制御により、パルス電力供
給時に負荷電圧ＶＲが一定化され、負荷の特性変化を低減でき、電源システム１００とし
て安定化される。
【００２７】
図３は、図１の回路構成において、パルス電力供給時の各出力電圧波形を示す。（ａ）は
負荷動作、（ｂ）は出力電流、（ｃ）は出力電圧、（ｄ）は負荷電圧を示す。（ｃ）に示
すように、出力電圧を電圧降下する分増加させて補正することで、（ｄ）の破線で示され
る従来の負荷電圧と異なり、実線で示されるように安定した負荷電圧を供給できるように
なる。
【００２８】
以上に示すように、本実施形態においては、パルス周期生成部５からの情報を必要とせず
に、出力電流ＩＯＵＴ値の変化のみに基づいてパルス周期を把握するため、インターフェ
イスがなくなり、よりシンプルな構造にすることでき、回路を小型化することが可能とな
る。
【００２９】
また、出力電流ＩＯＵＴの値に応じて、補正電圧ΔＶを求め、出力電圧をその分増加させ
て補正する。本動作により配線抵抗等による電圧降下を防ぐことができるため、負荷へ印
加される電圧が、常に安定して供給できる仕様となっている。
【００３０】
また、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示
したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は
、そのほかの様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で
、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明
の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に
含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１    供給電源
２    電源回路部
２１  出力電流検出回路
２２  出力電圧検出回路
２３  ディジタル制御回路部
２４  ＦＥＴ回路
２５  出力フィルタ回路
２６  ドライブ回路
２７  電力変換回路
３    コンデンサバンク
４    パルス負荷
５    パルス周期生成部
１００電源システム
【図１】
2020167771.tif 000003
【図２】
2020167771.tif 000004
【図３】
2020167771.tif 000005
【図４】
2020167771.tif 000006
【図５】
2020167771.tif 000007