(57)【要約】【課題】パルス幅変調信号（ＰＷＭ）の転換による直流電圧ユニットを提供する。【解決手段】  パルス幅変調信号（ＰＷＭ）の転換による直流電圧ユニットにおいて、少なくとも、スイッチ部を具えて導通（オン）、非導通（オフ）の作用を生成することができ、駆動部を具えてスイッチ部に接続し、スイッチ部にオン或いはオフ作用を生成させ、第一定電圧部を具えてスイッチ部に接続し、電圧を生成し、ブリッジ接続部を具えて第一定電圧部に接続し、第一定電圧部に単方向伝送を保持させ、第二定電圧部を具えてブリッジ接続部に接続し、電圧を生成し、蓄電部材を具えて第二定電圧部に接続して、第一定電圧部、第二定電圧部が伝送する電力を充放電できるようにし、入力するＰＷＭ信号のデューティ・サイクルを制御することにより出力を調整する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルス幅変調の転換による直流電圧ユニットにおいて、少なくとも、
スイッチ部を具え、導通（オン）、非導通（オフ）の作用を生成することができ、
駆動部を具え、該スイッチ部に接続して該スイッチ部のオン、オフ作用を生じさせ、
第一定電圧部を具え、該スイッチ部に接続して電圧を生成することができ、
ブリッジ接続部を具え、該第一定電圧部に接続して該第一定電圧部の単方向出力を保持し、
第二定電圧部を具え、ブリッジ接続部に接続して電圧を生成することができ、
蓄電装置を具え、第二定電圧部に接続し、該第一定電圧部、第二定電圧部が出力する電力を充放電でき、
以上から成ることを特徴とするパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項２】
スイッチ部に少なくとも一つのスイッチ構成部材を具えて成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項３】
スイッチ構成部材は少なくとも二個により組成して成ることを特徴とする請求項２記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項４】
スイッチ構成部材はトランジスタとして成ることを特徴とする請求項２及び請求項３記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項５】
スイッチ構成部材は電界効果トランジスタとして成ることを特徴とする請求項２及び請求項３のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項６】
スイッチ構成部材はトライアック（Ｔｒａｉｃ）として成ることを特徴とする請求項２及び請求項３記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項７】
スイッチ構成部材はサイリスタ（ＳＣＲ）として成ることを特徴とする請求項２及び請求項３記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項８】
ブリッジ接続部をダイオードとして成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項９】
第一定電圧部を抵抗と抵抗を直列接続したものとできるようにして成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項１０】
第一定電圧部を抵抗とツェナー・ダイオード（Ｚｅｎｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）を直列接続したものとできるようにして成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項１１】
第二定電圧部を抵抗と抵抗を直列接続したものとできるようにして成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項１２】
第二定電圧部を抵抗とツェナー・ダイオード（Ｚｅｎｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）を直列接続したものとできるようにして成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項１３】
蓄電部材をキャパシタとして成ることを特徴とする請求項１記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【請求項１４】
スイッチ構成部材は相互に接続し、且つ一つの抵抗を接続して成ることを特徴とする請求項３記載のパルス幅変調の転換による直流電圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はパルス幅変調（ＰＷＭ）の転換による直流電圧ユニットに関し、パルス幅変調信号のデューティ・サイクルを調整することにより、出力電圧の大きさとその変動程度を制御し、実際の使用においては各種の異なる負荷が必要とする電圧を提供し、使用上の利便性を増加する。
【背景技術】
【０００２】
各種装置やデバイスが作動する時、信号生成ソースであっても負荷であっても、電力を与えなければその作用を発揮させることができない。しかしこれらの装置やデバイスが必要とする電圧はそれぞれ異なり、図１に示す公知技術の一つのように、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）がデューティ・サイクルにある時、抵抗Ｒから蓄電部材Ｃに充電し、パルス幅変調信号が非デューティ・サイクルにある時、蓄電部材Ｃは放電し、パルス幅変調信号がハイ（Ｈｉｇｈ）（即ちデューティ・サイクル）に変わるとまた充電を始める。よって、公知技術全体の出力電圧はほぼ固定である。
しかし実際の使用では、公知技術では必要に応じて各種の異なる電圧を提供できないことが往々にしてあり、このような欠点の改善が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の公知技術の欠点を解決するため、パルス幅変調（ＰＷＭ）の転換による直流電圧ユニットを提供し、パルス幅変調信号のデューティ・サイクルを調整することにより出力電圧の大きさを調整し、実際の応用対象の所要電位に適合させ、使用上の利便性を増進することを主要な課題とする。
また、必要に応じて出力電圧の変動程度を変換或いは調整できるパルス幅変調（ＰＷＭ）の変換による直流電圧ユニットを提供することをもう一つの課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
図２に示すように、本発明のパルス幅変調（ＰＷＭ）転換による直流電圧ユニット１は、少なくとも、スイッチ部１０を具え、導通（オン）、非導通（オフ）の作用を生成することができ、スイッチ部１０は第一スイッチ構成部材１１により構成するか或いは、第一スイッチ構成部材１１に更に第二スイッチ構成部材１２（図３参照）を接続する。実施例として、第一スイッチ構成部材１１、第二スイッチ構成部材１２はトランジスタ、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）とすることができる。第一スイッチ構成部材１１、第二スイッチ構成部材１２は、信号（パルス幅変調信号などのような）の触発があるか否かによってオン或いはオフ作用を生成可能な等価デバイス、例えばトライアック（Ｔｒｉａｃ）、サイリスタ（ＳＣＲ）などとすることができる。上述の第二スイッチ構成部材１２を第一スイッチ構成部材１１に接続する構成は、使用するスイッチ部材の出力端が、該スイッチ構成部材入力端の逆相であった場合（例えば、第一スイッチ構成部材１１にトランジスタを採用し、信号が該トランジスタのベースから入力されコレクタから出力されるなど）の考慮による。このほか、第一スイッチ構成部材１１、第二スイッチ構成部材１２の間に、抵抗１３を接続でき、これによりスイッチ構成部材を流れる電流量を減少するという方法も可能である。
【０００５】
駆動部２０は、該スイッチ部１０に接続して、スイッチ部１０にオン或いはオフ作用を生成させる。実施例では、駆動部２０は第一抵抗２１、第二抵抗２２、第三抵抗２３を相互に接続して（図３参照）、或いは第三抵抗２３をツェナー・ダイオード（図には未表示）に換え、第三抵抗２３或いはツェナー・ダイオードの分圧作用によって、駆動信号を出力してスイッチ部１０にオン或いはオフを生成させることができる。
【０００６】
第一定電圧部３０は、スイッチ部１０に接続し、第一定電圧部３０は抵抗と抵抗の直列接続或いは抵抗とツェナー・ダイオードの直列接続とすることができる（図３〜図１２参照、後述）。
ブリッジ接続部Ｄを第一定電圧部３０に接続し、第一定電圧部３０が単方向伝送を保持するようにする。該ブリッジ接続部Ｄはダイオードとすることができる。
第二定電圧部４０は、該ブリッジ接続部Ｄに接続し、第二定電圧部４０は、抵抗と抵抗の直列接続或いは抵抗とツェナー・ダイオードの直列接続とすることができる（図３〜図１２参照、後述）。
蓄電部材Ｃは第二定電圧部４０に接続し、第一定電圧部３０、第二定電圧部４０が伝送する電力を充放電できる。蓄電部材Ｃはキャパシタとすることができる。
【０００７】
上述の本発明の作動プロセスの一例を以下に説明する。
プロセス１で、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）が第二抵抗２２から入り、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）がデューティ・サイクルにある時、スイッチ部１０が導通（オン）し、第一定電圧部３０は分圧作用を生成することができなくなる（分圧抵抗或いはツェナー・ダイオードの電圧が０に近くなるため。この組み合わせ形態については後述）。プロセス２では、第一定電圧部３０が分圧作用を形成できないため、ブリッジ接続部Ｄに順方向バイアスをかけることができず、ブリッジ部Ｄは非導通（オフ）となる。プロセス３では、第二定電圧部４０が分圧作用を生じて（後に詳説）、電圧出力を提供し（即ち本発明のＰＷＭの転換による直流電圧ユニット１の出力））、蓄電部材Ｃに充電することができる。
【０００８】
プロセス４では、パルス幅変調信号（ＰＷＭ）が非デューティ・サイクルにある時、スイッチ部１０を非導通（オフ）にさせ、第一定電圧部３０に分圧作用を形成させ（分圧抵抗或いはツェナー・ダイオードに電圧が生成する。その組み合わせ形態は後述）、プロセス５で、第一定電圧部３０が形成した分圧がブリッジ部Ｄに順方向バイアスをかけて、ブリッジ部Ｄは導通（オン）する。プロセス６で、本発明のＰＷＭの転換による直流電圧ユニット１の出力（即ち蓄電部材Ｃの電圧）は第一定電圧部３０が提供する分圧電位となっている（後に詳説）。
【０００９】
図４から図１２に示すように、第一定電圧部３０、第二定電圧部４０は抵抗と抵抗の直列接続或いは抵抗とツェナー・ダイオードの直列接続とすることができ、本発明のＰＷＭの転換による直流電圧ユニット１の出力電圧を形成する。
【発明の効果】
【００１０】
パルス幅変調信号のデューティ・サイクルを制御することにより出力電圧の大きさを調整できる。よって、実際の応用対象の所要電位に適合させることができ、使用上の利便性が増進する。
また、出力電圧の変動率を必要に応じて調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
１．  図４に示すように、第一定電圧部３０、第二定電圧部４０はどちらも抵抗と抵抗の直列接続である。つまり、第一定電圧部３０は分圧抵抗３１に分圧抵抗３２を接続して分圧作用を形成する。第二定電圧部４０は分圧抵抗４１に分圧抵抗４１を接続して、分圧作用を形成する。よって、分圧抵抗３２、分圧抵抗４２は分圧電位を生成することができる。
【００１２】
２．  図５に示すように、第一定電圧部３０は抵抗と抵抗の直列接続であり、第二定電圧部４０は抵抗とツェナー・ダイオードの直列接続である。つまり、第一定電圧部３０は分圧抵抗３１に分圧抵抗３２を接続して分圧作用を形成し、第二定電圧部４０は、分圧抵抗４１にツェナー・ダイオード４３を接続して分圧作用を形成する。よって、分圧抵抗３２、ツェナー・ダイオード４３は分圧電位を生成できる。
【００１３】
３．  図６に示すように、前項（第２項）の実施例の方法とほぼ同様であるが、第二定電圧部４０のツェナー・ダイオード４３と分圧抵抗４１の直列接続位置を交換した。
【００１４】
４．  図７に示すように、第一定電圧部３０は抵抗とツェナー・ダイオードの直列接続であり、第二定電圧部４０は抵抗と抵抗の直列接続である。つまり、第一定電圧部３０は分圧抵抗３１にツェナー・ダイオード３３を接続して分圧作用を形成し、第二定電圧部４０は分圧抵抗４１に分圧抵抗４２を接続して分圧作用を形成する。よって、ツェナー・ダイオード３３、分圧抵抗４２は分圧電位を生成できる。
【００１５】
５．  図８に示すように、第一定電圧部３０、第二定電圧部４０はどちらも抵抗とツェナー・ダイオードの直列接続である。つまり、第一定電圧部３０は分圧抵抗３１にツェナー・ダイオード３３を接続して分圧作用を形成し、第二定電圧部４０は分圧抵抗４１にツェナー・ダイオード４３を接続して分圧作用を形成する。よって、ツェナー・ダイオード３３、ツェナー・ダイオード４３は分圧電位を生成することができる。
【００１６】
６．  図９に示すように、前項（第５項）の実施例の方法或いは作用とほぼ同様であるが、第二定電圧部４０のツェナー・ダイオード４３と分圧抵抗４１の直列接続位置を交換した。
【００１７】
７．  図１０に示すように、第４項の実施例の方法或いは作用とほぼ同様であるが、第一定電圧部３０のツェナー・ダイオード３３と分圧抵抗３１の直列接続位置を交換した。
【００１８】
８．  図１１に示すように、第５項の方法或いは作用とほぼ同様であるが、第一定電圧部３０のツェナー・ダイオード３３と分圧抵抗３１の直列接続位置を交換した。
【００１９】
９．  図１２に示すように、第６項の方法或いは作用とほぼ同様であるが、第一定電圧部３０のツェナー・ダイオード３３と分圧抵抗３１の直列接続位置を交換した。（第８項の方法或いは作用ともほぼ同様であるが、第二定電圧部４０のツェナー・ダイオード４３と分圧抵抗４１の直列接続位置を交換した。）
【００２０】
以上から、パルス幅変調信号がデューティ・サイクルにある時、第二定電圧部４０が分圧作用を生成して（分圧抵抗或いはツェナー・ダイオードが電圧を生成する）、電圧出力を提供できるとともに蓄電部材Ｃに充電する。パルス幅変調信号が非デューティ・サイクルにある時、第一定電圧部３０が分圧作用を形成して（分圧抵抗或いはツェナー・ダイオードが電圧を生成する）、且つブリッジ接続部Ｄに対して順方向バイアスをかけて、ブリッジ接続部Ｄが導通（オン）し、第一定電圧部３０が生成した分圧によって出力する。ただし、該パルス幅変調信号が非デューティ・サイクルにある時の電圧出力は、デューティ・サイクルにある時より小さい。そのため、パルス幅変調信号のデューティ・サイクルの大きさ或いは長さを制御し、並びに蓄電部材Ｃの充電を利用することにより、出力電圧の大きさを調整できる。
【００２１】
また、第一定電圧部３０、第二定電圧部４０の抵抗或いはツェナー・ダイオードの電圧値を変更すれば、前述のパルス幅変調信号のデューティ・サイクルの制御で調整する出力電圧の変化率を更に顕著に或いは激烈にすることができる。（図１３に示すように、傾斜が大きいものはパルス幅変調信号のデューティ・サイクルで調整する出力電圧の変化率が大きい。）更に、使用するスイッチ構成部材の出力端がスイッチ構成部材の入力端の逆相である場合、パルス幅変調信号のデューティ・サイクルで調整する出力電圧の変化率は図１４に示すようになる。）
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】公知の回路略図である。
【図２】本発明の好適な実施例の回路チャートである。
【図３】図２の好適な実施例の回路略図である。
【図４】図３の第一実施例の略図である。
【図５】図３の第二実施例の略図である。
【図６】図３の第三実施例の略図である。
【図７】図３の第四実施例の略図である。
【図８】図３の第五実施例の略図である。
【図９】図３の第六実施例の略図である。
【図１０】図３の第七実施例の略図である。
【図１１】図３の第八実施例の略図である。
【図１２】図３の第九実施例の略図である。
【図１３】本発明のパルス幅変調信号のデューティ・サイクル調整と出力電圧の変化率略図（一）である。
【図１４】本発明のパルス幅変調信号のデューティ・サイクル調整と出力電圧の変化率略図（二）である。
【符号の説明】
【００２３】
１ パルス幅変調信号（ＰＷＭ）の転換による直流電圧ユニット
１０ スイッチ部
１１ 第一スイッチ構成部材
１２ 第二スイッチ構成部材
１３ 抵抗
２０ 駆動部
２１ 第一抵抗
２２ 第二抵抗
２３ 第三抵抗
３０ 第一定電圧部
３１ 分圧抵抗
３２ 分圧抵抗
３３ ツェナー・ダイオード
４０ 第二定電圧部
４１ 分圧抵抗
４２ 分圧抵抗
４３ ツェナー・ダイオード
Ｃ 蓄電部材
Ｄ ブリッジ接続部
Ｒ 抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2005261171.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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