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スイッチング回路及び波形最適化方法

国内特許コード P110001712
整理番号 S2008-0446-N0
掲載日 2011年3月14日
出願番号 特願2008-053994
公開番号 特開2009-212846
登録番号 特許第5160268号
出願日 平成20年3月4日(2008.3.4)
公開日 平成21年9月17日(2009.9.17)
登録日 平成24年12月21日(2012.12.21)
発明者
  • 菊地 義行
  • 小笠原 悟司
  • 船渡 寛人
出願人
  • カルソニックカンセイ株式会社
  • 国立大学法人宇都宮大学
  • 国立大学法人北海道大学
発明の名称 スイッチング回路及び波形最適化方法
発明の概要

【課題】 必要以外の高調波成分を低減することなく、必要な帯域の高調波成分のみを低減することができるスイッチング回路及び折線波形最適化方法を提供すること。
【解決手段】 スイッチング素子M1を駆動して負荷5を作動させるスイッチング回路1において、特定の高調波周波数成分が小さくなる折線波形を出力する規範電圧波形生成部3を備え、負荷5との接続部分で計測されるスイッチング回路1の出力が規範電圧波形生成部3から出力される折線波形となる回路構成にした。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


従来のスイッチング回路では、電界効果型出力トランジスタのゲート電圧をフィードバックしている(例えば、特許文献1参照。)。



また、ランプに流れる電流を制御するFETをスイッチング制御する際にランプ駆動電流の立ち上がり、立下り部分が正弦波状となる制御信号を生成してFETに出力しているものもある(例えば、特許文献2参照。)。

【特許文献1】特開2005-218068号公報(第2-7頁、全図)

【特許文献2】特開2007-13916号公報(第2-13頁、全図)

産業上の利用分野


本発明は、スイッチング回路及び波形最適化方法の技術分野に属する。

特許請求の範囲 【請求項1】
スイッチング素子を駆動して負荷を作動させるスイッチング回路において、
前記負荷との接続部分で計測される前記スイッチング回路の出力を、特定の高調波周波数成分の小さい波形にする出力信号生成手段を備え
該出力信号生成手段は、複数箇所で折れた波形形状で前記特定の高調波周波数成分が凹む形状で小さくなる部分が設けられた折線波形を出力する折線波形生成手段を有する
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項2】
請求項1に記載のスイッチング回路において、
前記折線波形生成手段が出力する折線波形を規範電圧波形として入力し、入力した規範電圧波形に追従した電圧波形を出力する規範電圧波形追従駆動手段を備えた
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項3】
請求項2に記載のスイッチング回路において、
前記規範電圧波形追従駆動手段は、フィードバック回路構成であり、負荷下流の負荷との接続部分における電圧波形を追従した出力波形にする
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項4】
請求項に記載のスイッチング回路において、
前記折線波形生成手段は、
初期値となる前記折線波形を設定し、高調波成分を小さくする特定の周波数wnを設定する第1処理と、
折れ点の値Xiに対して、離散フーリエ係数xを設定し、nを次数とし、Nをサンプリング数とし、kを0から増加する変数とし、
下記の式
【数式1】


に基づいて離散フーリエ変換を行う第2処理と、
評価関数をIとし、
下記の式
【数式2】


に基づいて評価関数Iの演算値を算出する第3処理と、
前記評価関数Iの演算値が最小かどうかを判断し、最小ならば、その時点の折線波形を最適波形とし、最小でないならば折れ点を調整し、前記第2処理へ戻る第4処理と、
により評価関数Iの演算値が最小となる折線波形を出力する回路構成とした、
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項5】
請求項に記載のスイッチング回路において、
前記折線波形生成手段は、
前記評価関数Iの演算値が最小となる折線波形を、
基準電圧を出力する電源と、
該電源の基準電圧によりオンオフを行うトランジスタと、
を前記折線波形の折曲数に合わせて複数組並列状に配置する回路構成とした、
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項6】
請求項に記載のスイッチング回路において、
評価関数Iの演算値が最小となる折線波形の立上り波形部分と立下り波形部分をデータとして備え、
所定の矩形波と前記立上り波形部分及び前記立下り波形部分を組み合わせて折線波形を生成する構成とした、
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項7】
請求項4~請求項6のいずれか1項に記載のスイッチング回路において、
前記は、
前記評価関数Iの演算値が最小となる折線波形の立上り時は電圧増加方向のみに変化するものであり、立下り時は電圧減少方向のみに変化する波形である、
ことを特徴とするスイッチング回路。

【請求項8】
スイッチング素子を駆動して負荷を作動させるスイッチング回路の出力信号波形最適化方法において、
前記負荷との接続部分で計測される前記スイッチング回路の出力信号を、複数箇所で折れた波形形状の折線波形で、該折線波形が特定の高調波周波数成分が凹む形状で小さくなる部分を有する折線波形から生成する、
ことを特徴とするスイッチング回路の出力信号波形最適化方法。
産業区分
  • 基本電子回路
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2008053994thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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