(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器と、コイルからなり前記交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷とを備えて構成される電源装置において、
前記交直変換器は、前記直流負荷に供給する直流電流に、前記直流負荷に供給する直流電流に基づいて求められた直流電流偏差分の電流が加えられた電流を出力し、
前記直流負荷と並列に接続された可変抵抗器と、
前記可変抵抗器を、前記コイルの内部抵抗値、前記直流負荷に供給する直流電流値及び前記電流偏差分の電流値に基づいて、前記電流偏差分の電流が前記可変抵抗器に流れるように求めた抵抗値に制御するための指令値を与える指令値発生手段と、
前記指令値発生手段からの前記指令値に基づいて、前記可変抵抗器の抵抗値を制御する制御手段と
を備えて成ることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記直流負荷に流れる直流電流の検出値を得る電流検出手段を有し、
前記指令値発生手段は、前記電流検出手段の検出値及び前記交直変換器から出力される電流を制御するための電流指令値に基づいて、前記直流負荷に供給する直流電流値及び前記電流偏差分の電流値を求め、前記電流偏差分の電流が前記可変抵抗器に流れるように求めた抵抗値に制御するための指令値を与えること
を特徴とする請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器と、コイルからなり前記交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷とを備えて構成される電源装置において、
前記交直変換器は、前記直流負荷に供給する直流電流に、前記直流負荷に供給する直流電流に基づいて求められた直流電流偏差分の電流が加えられた電流を出力するように電圧を出力し、
前記直流負荷と並列に接続された可変抵抗器と、
前記直流負荷に印加される直流電圧の検出値を得る電圧検出手段と、
前記電圧検出手段の検出値及び前記交直変換器から出力される電圧を制御するための電圧指令値に基づいて、前記直流負荷に供給する直流電流値及び前記電流偏差分の電流値を求め、前記電流偏差分の電流が前記可変抵抗器に流れるように求めた抵抗値に制御するための指令値を与える指令値発生手段と、
前記指令値発生手段からの前記指令値に基づいて、前記可変抵抗器の抵抗値を制御する制御手段と
を備えて成ることを特徴とする電源装置。
【請求項４】
前記指令値発生手段は、前記コイルの内部抵抗をｒ、前記直流負荷に供給する直流電流値をＩ０、前記電流偏差分の電流値をΔＩ０とし、前記可変抵抗器をｒ／（ΔＩ０／Ｉ０）となる抵抗値に制御すること
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記可変抵抗器としては、スイッチと抵抗器とを直列接続して構成したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか1項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記交直変換器と前記可変抵抗器との間に、受動型のフィルタを接続したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか1項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器と、コイルからなり交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷とを備えて構成される電源装置に係り、特にコイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図れるようにした電源装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電源装置の一つとして、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器と、コイルからなり交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷とを備えて構成される電源装置が用いられてきている。
【０００３】
なお、ここでは、この種の電源装置として、医療・物理学研究等に用いられる加速器用の電磁石電源装置を例に挙げて説明する。
【０００４】
この電磁石電源装置は、高エネルギーの陽子ビームを生成するために、電磁石コイルを高精度で励磁する必要がある。
【０００５】
このため、電源装置の仕様としては、定格直流電流Ｉoに対して、電流リプルＩｒの正規化値（△Ｉｒ／Ｉo）は、１０-4〜１０-6オーダ以下、追従性△Ｉｆの正規化値（△Ｉｆ／Ｉo）は、１０-3〜１０-4オーダ以下の高精度制御が求められる。
【０００６】
図９はこの種の従来の電源装置の構成例を示す回路図、図１０は同電源装置の動作を説明するための波形図である。
【０００７】
図９に示すように、電源装置は、交流電源１からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器２と、コイルからなり前記交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷である電磁石コイル４と、交直変換器２と電磁石コイル４との間に接続されたフィルタ３とから構成されている。
【０００８】
ここで、交直変換器２は、自己消弧形素子、例えばＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎsｉsｔｏｒ）により構成され、当該ＩＧＢＴをオン／オフ制御することにより、電磁石コイル４へ直流電力（負荷電流）を供給する。
【０００９】
フィルタ３は、交直変換器２からの出力に含まれるリプルを低減するために用いられる受動型のフィルタである。
【００１０】
このフィルタ３は、一般に、リアクトル、コンデンサ、抵抗による２次のローパスフィルタで構成される。
【００１１】
電磁石コイル４は、本電源装置の直流負荷であり、コイル４ａとコイル４ａの内部抵抗４ｂとからなる。
【００１２】
このコイル４ａとしては、インダクタンス値が数十ｍＨ〜数Ｈの大きいコイルが使用される。
【００１３】
一方、電流基準発生回路１１は、電磁石コイル４を励磁する直流電流パターンを生成する。
【００１４】
この電流基準発生回路１１からの出力が、図１０に示す直流電流指令値１ｄ*となる。
【００１５】
この直流電流指令値１ｄ*と、直流電流検出器５により得られた直流電流値１ｄとの差をとることによって、直流電流偏差△Ｉ（△１＝Ｉｄ*−Ｉｄ）が求められる。
【００１６】
前述した直流電流リプル・追従性は、この直流電流偏差△Ｉによって定義される。
【００１７】
図１０に示すように、直流電流パターン（直流電流指令値１ｄ*）は、１パターンの電流波形が、４つの部分（▲１▼フラットボトム、▲２▼加速、▲３▼フラットトップ、▲４▼減速）に分けられ、このパターンの繰り返しとなる。
【００１８】
直流電流定格値（フラットトップの電流値）をＩoとした場合、直流電流リプルは、フラット部分（▲１▼フラットボトム、▲３▼フラットトップ）の直流電流偏差△Ｉに含まれる電流リプルＩｒの正規化値（△Ｉｒ／Ｉo）で表わされる。
【００１９】
また、追従性は、ランプ状の部分（▲２▼加速）の直流電流偏差△Ｉｆの正規化値（△Ｉｆ／Ｉo）で表わされる。
【００２０】
図９において、前述の直流電流偏差△Ｉから、電流制御器１２では、直流電流の制御量が得られる。
【００２１】
この直流電流の制御量に合わせ、ゲート制御器１３を介して、交直変換器２内のＩＧＢＴにオン／オフ制御信号が与えられる。
【００２２】
以上に述べたように、電磁石電源装置は、電流リプル１０-4〜１０-6オーダ以下、追従性１０-3〜１０-4オーダ以下の高精度制御が求められることから、交直変換器２における高速なスイッチング制御や、リプル低減のためフィルタ３の設置が必要となる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電源装置では、交直変換器２に高速なスイッチング制御を求めると、主電流を高速にスイッチングするため、スイッチング損失の増加が課題となる。
【００２４】
そこで、スイッチング周波数に制限を設けた場合には、交直変換器２を多重化して、見かけ上の高速なスイッチングを可能とする方法はあるが、電源装置の大型化が課題となる。
【００２５】
一方、主回路のフィルタ３に、直流電流リプルの低減を委ねた場合には、フィルタ３の時定数が大きくなり、パターン運転における追従性が損なわれることになる。
【００２６】
本発明の目的は、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能な電源装置を提供することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に対応する発明では、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器と、コイルからなり前記交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷とを備えて構成される電源装置において、前記交直変換器は、前記直流負荷に供給する直流電流に、前記直流負荷に供給する直流電流に基づいて求められた直流電流偏差分の電流が加えられた電流を出力し、前記直流負荷と並列に接続された可変抵抗器と、前記可変抵抗器を、前記コイルの内部抵抗値、前記直流負荷に供給する直流電流値及び前記電流偏差分の電流値に基づいて、前記電流偏差分の電流が前記可変抵抗器に流れるように求めた抵抗値に制御するための指令値を与える指令値発生手段と、前記指令値発生手段からの前記指令値に基づいて、前記可変抵抗器の抵抗値を制御する制御手段とを備えている。
【００２８】
従って、請求項１に対応する発明の電源装置においては、直流負荷のインピーダンスと可変抵抗器のインピーダンスによる分流比を利用する。想定された直流電流リプル量や電流偏差量を指令値として、可変抵抗器の抵抗値（インピーダンス）を調整し、直流負荷よりも可変抵抗器に直流電流リプル分や直流電流偏差分を多く分流することにより、直流負荷に流れる直流電流のリプル低減と追従性の向上を図ることができる。
また、可変抵抗器には、直流負荷に流す主電流と比較して少量の直流電流リプル分や電流偏差分を補償する電流を流せばよいため、主電流を補償する装置と比較して、スイッチング損失の低減を図ることができる。
さらに、主電源である交直変換器を高速にスイッチング制御がする必要がなくなり、交直変換器の損失が低減できるだけでなく、交直変換器の冷却機器も小型化できるため、スイッチング損失の低減や装置の小型化を図ることができる。
【００３５】
請求項３に対応する発明では、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する交直変換器と、コイルからなり前記交直変換器からの直流電力が供給される直流負荷とを備えて構成される電源装置において、前記交直変換器は、前記直流負荷に供給する直流電流に、前記直流負荷に供給する直流電流に基づいて求められた直流電流偏差分の電流が加えられた電流を出力するように電圧を出力し、前記直流負荷と並列に接続された可変抵抗器と、前記直流負荷に印加される直流電圧の検出値を得る電圧検出手段と、前記電圧検出手段の検出値及び前記交直変換器から出力される電圧を制御するための電圧指令値に基づいて、前記直流負荷に供給する直流電流値及び前記電流偏差分の電流値を求め、前記電流偏差分の電流が前記可変抵抗器に流れるように求めた抵抗値に制御するための指令値を与える指令値発生手段と、前記指令値発生手段からの前記指令値に基づいて、前記可変抵抗器の抵抗値を制御する制御手段とから構成している。
【００３６】
従って、請求項３に対応する発明の電源装置においては、直流電圧の指令値と検出値（直流負荷に印加される電圧のフィードバック値）との偏差（電圧リプル分を含む）から制御量を得、直流電圧は、直流電流と負荷定数の換算から想定して、可変抵抗器の抵抗値（インピーダンス）を調整できるため、直流負荷に流れる直流電流のリプル低減と追従性の向上を図ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３８】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による電源装置の構成例を示す回路図であり、図９と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３９】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図１に示すように、前記図９におけるフィルタ３を省略し、これに代えて新たに、直流負荷である電磁石コイル４と並列に可変抵抗器６を接続している。
【００４０】
さらに、前記図９における電流基準発生回路１１、電流制御器１２、およびゲート制御器１３を省略し、これに代えて新たに、指令値発生手段である補償電流基準発生回路１１'、および制御手段であるゲート制御器１３を備えた構成としている。
【００４１】
可変抵抗器６は、本例では、トランジスタ６ａで構成しており、このトランジスタ６ａは、能動領域（線形領域）での動作特性を利用して、可変抵抗として用いられる。
【００４２】
補償電流基準発生回路１１'は、可変抵抗器６を所望の抵抗値とする指令値を与える、すなわちトランジスタ６ａを所望の抵抗値とする指令値を発生する。
【００４３】
ゲート制御器１３は、可変抵抗器６の抵抗値、すなわちトランジスタ６ａの抵抗値を、補償電流基準発生回路１１'からの指令値となるように制御する。
【００４４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電源装置の作用について説明する。
【００４５】
図１において、補償電流基準発生回路１１'では、トランジスタ６ａを所望の抵抗値とする指令値を発生する。
【００４６】
ゲート制御器１３では、補償電流基準発生回路１１'からの指令値となるように、トランジスタ６ａのベース電流を制御して、トランジスタ６ａの抵抗値を可変する。
【００４７】
交直変換器２からの直流電流出力は、電磁石コイル４のインピーダンスとトランジスタ６ａのインピーダンス（抵抗値）との比により分流される。
【００４８】
この結果、電磁石コイル４に所望の電流が流れ、不要な電流をトランジスタ６ａに流すことが可能となる。
【００４９】
図２は、図１における動作原理を説明するための等価回路図である。
【００５０】
図２において、交流電源１と交直変換装置２の等価回路は、直流電流分を流す電流源とリプル電流を発生するノイズ源とで表わすことができる。
【００５１】
電流源は、直流負荷である電磁石コイル４への所望の直流電流１０と、制御誤差や検出誤差に起因する直流電流偏差分△Ｉoを流す。
【００５２】
ノイズ源は、交直変換器２のスイッチング動作や回路不平衡等に起因するリプル電流Ｉｒｉｐを発生する。
【００５３】
直流負荷（Ｌ、ｒ）である電磁石コイル４の電流をＩｄとした場合、Ｉｄは、可変抵抗Ｒとの分流比から、下記の（１）式に示すようになる。
【００５４】
【数１】
0003737718.tif 000002
【００５５】
ここで、ω＝２πｆ（ｆ:周波数）
上記（１）式にて、直流電流分（ｆ＝０Ｈｚ）とリプル電流（ｆ＞０Ｈｚ）とを分離すると、下記の（２）式に示すようになる。
【００５６】
【数２】
0003737718.tif 000003
【００５７】
上記）（２）式において、リプル電流に着目すると、直流負荷の電流Ｉｄ（ｆ）は、下記の（３）式で表わすことができる。
【００５８】
ここで、ｒは、コイルの内部インピーダンスであることから、ωＬ>>ｒとする。
【００５９】
【数３】
0003737718.tif 000004
【００６０】
例えば、周波数５０Ｈｚ成分のリプル電流について、直流負荷（Ｌ、ｒ）である電磁石コイル４と可変抵抗器６の分流比を１：１０と設定した場合、可変抵抗器６の値Ｒは、Ｒ＝２π×５０Ｈｚ×Ｌ／１０となる。
【００６１】
この値を上記（３）式に当てはめると、下記の（４）式に示すようになる。
【００６２】
【数４】
0003737718.tif 000005
【００６３】
上記（４）式より、直流負荷である電磁石コイル４に流れる各周波数成分のリプル電流の割合は、下記の表１に示すような結果となり、リプル電流の低減効果を確認することができる。
【００６４】
【表１】
0003737718.tif 000006
【００６５】
一方、上記（２）式において、直流電流分に着目すると、直流負荷である電磁石コイル４の電流Ｉｄoは、下記の（５）式で表わすことができる。
【００６６】
【数５】
0003737718.tif 000007
【００６７】
ここで、上記（５）式を変形して、可変抵抗器６の値Ｒを△Ｉo／Ｉo＝ｒ／Ｒ、すなわち、Ｒ＝ｒ／（△Ｉo／Ｉo）に設定すれば、下記の（６）式に示すように、直流電流偏差分△Ｉoを取り去り、直流負荷である電磁石コイル４の電流Ｉｄoは、所望の直流電流Ｉoとすることが可能となる。
【００６８】
【数６】
0003737718.tif 000008
【００６９】
ただし、△Ｉo＞０とする。
【００７０】
以上により、直流電流に含まれるリプル電流分や直流電流偏差分を、直流負荷である電磁石コイル４から可変抵抗器６に分流し、直流負荷である電磁石コイル４に流れる直流電流のリプル低減と追従性の向上を図ることができる。
【００７１】
また、可変抵抗器６には、直流負荷である電磁石コイル４に流す主電流と比較して、少量の直流電流リプル分や直流電流偏差分を補償する電流を流せばよいため、主電流を補償する装置と比較して、スイッチング損失の低減を図ることができる。
【００７２】
さらに、主電源である交直変換器２を高速にスイッチング制御がする必要がなくなり、交直変換器２のスイッチング損失が低減できるだけでなく、交直変換器２の冷却機器も小型化できるため、損失の低減や装置の小型化を図ることができる。
【００７３】
上述したように、本実施の形態による電源装置では、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能となる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
図３は、本実施の形態による電源装置の構成例を示す回路図であり、図１と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７５】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図３に示すように、前記図１における可変抵抗器６を、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'と抵抗器６ｂとを直列接続して構成している。
【００７６】
ＩＥＧＴスイッチ６ａ'は、オン（導通）／オフ（開放）するスイッチである。
【００７７】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電源装置の作用について説明する。
【００７８】
図３において、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'をオンした場合、可変抵抗器６は、抵抗器６ｂの抵抗値となる。
【００７９】
一方、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'をオフした場合、可変抵抗器６は、抵抗器６ｂが開放されて、抵抗値は無限大の状態を得ることができる。
【００８０】
ゲート制御器１３では、補償電流基準発生回路１１'からの指令値により、例えばＰＷＭ（パルス幅変調）により、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'の導通期間（Ｔｏｎ）を制御して、抵抗器６ｂの抵抗値を最小値とした可変抵抗器６を得ることができる。
【００８１】
以上により、オン／オフするＩＥＧＴスイッチ６ａ'により、可変抵抗器６を実現し、直流負荷である電磁石コイル４に流れる直流電流のリプル低減と追従性の向上を図ることができる。
【００８２】
また、可変抵抗器６を構成するＩＥＧＴスイッチ６ａ'や抵抗器６ｂには、主電流と比較して少量の電流を流せばよいため、スイッチング損失の低減や装置の小型化を図ることができる。
【００８３】
さらに、スイッチで構成が可能であるため、汎用性が高く、例えば高耐圧スイッチであるＩＥＧＴの使用による高電圧化やＰＷＭによるゲート制御器１３を簡素に実現することができる。
【００８４】
（変形例１）
図４は、本変形例による電源装置の構成例を示す回路図であり、図３と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８５】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図４に示すように、前記図３における可変抵抗器６を、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'をｎ個多並列に接続したＩＥＧＴスイッチ６ａ'１〜６ａ'ｎで構成している。
【００８６】
次に、以上のように構成した本変形例による電源装置においては、ｎ個のＩＥＧＴスイッチ６ａ'１〜６ａ'ｎを多重化したスイッチは、スイッチタイミングの位相をずらして組合せることにより、見かけ上のスイッチング周波数が上がり、高精度の可変抵抗器６を実現することができる。
【００８７】
以上により、多重化の効果によるスイッチング能力の向上を備えて、リプル低減と追従性の向上を図ることができる。
【００８８】
（変形例２）
図５は、本変形例による電源装置の構成例を示す回路図であり、図４と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８９】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図５に示すように、前記図４におけるｎ個のＩＥＧＴスイッチ６ａ'１〜６ａ'ｎに対して、それぞれ直列にｎ個の抵抗器６ｂ１〜６ｂｎを接続して構成している。
【００９０】
次に、以上のように構成した本変形例による電源装置においては、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'１と抵抗器６ｂ１とを直列接続してなる組合せがｎ個並列接続され、多相化した構成となることにより、多重化した場合と比較して、ｎ個の抵抗器６ｂ１〜６ｂｎの並列接続組合せパターンが増加して、より一層高精度の可変抵抗器６を実現することができる。
【００９１】
以上により、多相化の効果によるスイッチング能力の向上と、抵抗値組合せパターンの増加を備えて、リプル低減と追従性の向上を図ることができる。
【００９２】
上述したように、本実施の形態による電源装置では、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能となる。
【００９３】
また、汎用性が高く、例えば高耐圧スイッチであるＩＥＧＴの使用による高電圧化やＰＷＭによるゲート制御器１３を簡素に実現することが可能となる。
【００９４】
（第３の実施の形態）
図６は、本実施の形態による電源装置の構成例を示す回路図であり、図３と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９５】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図６に示すように、前記図３における交直変換器２と可変抵抗器６との間に、受動型のフィルタ３を接続した構成としている。
【００９６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電源装置においては、フィルタ３は、外形、コストの点から、フィルタ３の時定数が大きくならないように設定され、比較的高い次数の周波数成分にある電流リプルを低減する。
【００９７】
一方、可変抵抗器６は、フィルタ３で低減できない比較的低い次数の周波数の電流リプルを低減するように、抵抗値を設定する。
【００９８】
以上により、低減対象とする電流リプルの周波数領域を可変抵抗器６とフィルタ３とで分担することにより、可変抵抗器６は、低減対象とする電流リプルの周波数領域が絞られるため、抵抗値（インピーダンス）の設定が容易となり、直流負荷に流れる直流電流のリプル低減の向上を図ることができる。
【００９９】
上述したように、本実施の形態による電源装置では、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、より一層直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能となる。
【０１００】
（第４の実施の形態）
図７は、本実施の形態による電源装置の構成例を示す回路図であり、図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１０１】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図７に示すように、前記図６における補償電流基準発生回路１１'を省略し、これに代えて新たに、電流検出手段である電流検出器５、指令値発生手段である電流基準発生回路１１、および電流制御器１２を備えた構成としている。
【０１０２】
電流検出器５は、直流負荷である電磁石コイル４に流れる直流電流の検出値を得る。
【０１０３】
電流基準発生回路１１は、直流負荷である電磁石コイル４に流れる直流電流の指令値を発生する。
【０１０４】
電流制御器１２は、電流基準発生回路１１からの直流電流の指令値と電流検出器５からの直流電流の検出値との偏差に基づいて、前記可変抵抗器６の指令値を得る。
【０１０５】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電源装置の作用について説明する。
【０１０６】
図７において、電流検出器５は、直流負荷である電磁石コイル４に流れる直流電流を検出する。
【０１０７】
電流基準発生回路１１では、直流負荷である電磁石コイル４に流れる直流電流の指令値を発生する。
【０１０８】
電流検出器５からの検出値と電流基準発生回路１１からの指令値との差分から、電流リプル分と電流偏差分を得る。
【０１０９】
これらは、電流制御器１２において、可変抵抗器６に流す補償電流として対応した抵抗値を決める。
【０１１０】
その抵抗値は、ゲート制御器１３より、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'へのゲートパターンとして与えられる。
【０１１１】
以上により、直流負荷である電磁石コイル４に流れる電流のフィードバック値から、可変抵抗器６の抵抗値を定めて、電流リプル低減や電流偏差（追従性）の向上を図ることができる。
【０１１２】
上述したように、本実施の形態による電源装置では、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、より一層直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能となる。
【０１１３】
（第５の実施の形態）
図８は、本実施の形態による電源装置の構成例を示す回路図であり、図６と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１１４】
すなわち、本実施の形態による電源装置は、図８に示すように、前記図６における補償電流基準発生回路１１'を省略し、これに代えて新たに、電圧検出手段である電圧検出器７、指令値発生手段である電圧基準発生回路１１"、および電圧制御器１３'を備えた構成としている。
【０１１５】
電圧検出器７は、直流負荷である電磁石コイル４に印加される直流電圧の検出値を得る。
【０１１６】
電圧基準発生回路１１"は、直流負荷である電磁石コイル４に印加される直流電圧の指令値を発生する。
【０１１７】
電圧制御器１３'は、電圧基準発生回路１１"からの直流電圧の指令値と電圧検出器７からの直流電圧の検出値との偏差に基づいて、前記可変抵抗器６の指令値を得る。
【０１１８】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電源装置の作用について説明する。
【０１１９】
図８において、電圧検出器７では、直流負荷である電磁石コイル４に印加される電圧を検出する。
【０１２０】
電圧基準発生回路１１"では、直流電流基準と直流負荷である電磁石コイル４の定数の積から想定された電圧基準値Ｖｄ*を発生する。
【０１２１】
電圧検出器７からの検出値と電圧基準発生回路１１"からの指令値との差分から、電圧リプル分と電圧偏差分を得る。
【０１２２】
これらは、電圧制御器１２'において、直流負荷である電磁石コイル４の定数から可変抵抗器６に流す補償電流が想定され、対応した抵抗値を決める。
【０１２３】
その抵抗値は、ゲート制御器１３より、ＩＥＧＴスイッチ６ａ'へのゲートパターンとして与えられる。
【０１２４】
以上により、直流負荷である電磁石コイル４に印加される電圧のフィードバック値から、可変抵抗器６の抵抗値を定め、電流リプル低減や電流偏差（追従性）の向上を図ることができる。
【０１２５】
上述したように、本実施の形態による電源装置では、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、より一層直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能となる。
【０１２６】
（その他の実施の形態）
尚、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施することが可能である。
（ａ）前記第２乃至第５の実施の形態においては、可変抵抗器６内のスイッチにつき、１アームを１直列で構成した場合の例について示したが、本発明では、スイッチの直列数は限定されることはなく、スイッチを複数個接続して１アームを構成する場合についても、本発明を同様に実施して前述と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２７】
（ｂ）前記第３の実施の形態においては、２次のローパスフィルタを用いた場合の例について示したが、本発明ではこれに限定されることはなく、ノッチフィルタを使用する場合についても、本発明を同様に実施して前述と同様の作用効果を得ることができる。
【０１２８】
また、各実施の形態は可能な限り適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせた作用効果を得ることができる。
さらに、上記各実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の発明を抽出することができる。
例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合には、この構成要件が削除された構成を発明として抽出することができる。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電源装置によれば、直流電流に含まれる電流リプル分や直流電流偏差分を主電流より分流して補償するようにしているので、コイルからなる直流負荷に対して、小型化かつ低損失化を図りつつ、直流電流のリプル低減ならびに追従性の向上を図ることが可能となる。
【０１３０】
さらに、スイッチで構成が可能であるので、汎用性が高く、例えば高耐圧スイッチであるＩＥＧＴの使用による高電圧化やＰＷＭによる制御手段を簡素に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電源装置の第１の実施の形態を示す回路図。
【図２】同第１の実施の形態の電源装置における作用を説明するための等価回路図。
【図３】本発明による電源装置の第２の実施の形態を示す回路図。
【図４】本発明による電源装置の第２の実施の形態の変形例１を示す回路図。
【図５】本発明による電源装置の第２の実施の形態の変形例２を示す回路図。
【図６】本発明による電源装置の第３の実施の形態を示す回路図。
【図７】本発明による電源装置の第４の実施の形態を示す回路図。
【図８】本発明による電源装置の第５の実施の形態を示す回路図。
【図９】従来の電源装置の構成例を示す回路図。
【図１０】従来の電源装置における作用を説明するための波形図。
【符号の説明】
１…交流電源
２…交直変換器
３…受動型のフィルタ
４…電磁石コイル
４ａ…コイル
４ｂ…内部抵抗
５…電流検出器
６…可変抵抗器
６ａ…トランジスタ
６ａ'…ＩＥＧＴスイッチ
６ａ'１〜６ａ'ｎ…ＩＥＧＴスイッチ
６ｂ…抵抗器
６ｂ１〜６ｂｎ…抵抗器
７…電圧検出器
１１…電流基準発生回路
１１'…補償電流基準発生回路
１１"…電圧基準発生回路
１２…電流制御器
１２'…電圧制御器
１３…ゲート制御器。
【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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