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任意特性回路合成方法 コモンズ

国内特許コード P140010767
整理番号 DP1513
掲載日 2014年7月17日
出願番号 特願2012-055303
公開番号 特開2013-190895
登録番号 特許第5979704号
出願日 平成24年3月13日(2012.3.13)
公開日 平成25年9月26日(2013.9.26)
登録日 平成28年8月5日(2016.8.5)
発明者
  • 加藤 利次
  • 井上 馨
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 任意特性回路合成方法 コモンズ
発明の概要 【課題】汎用性が高く、しかも現実に存在しない特性を持つ回路をも合成することができる任意特性回路合成方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る任意特性回路合成方法は、インバータ回路およびエネルギー蓄積素子を含む主回路部と、測定した端子電圧/端子電流に基づいて端子電流/端子電圧に関する基準信号を生成する基準信号生成部と、主回路部の端子電流/端子電圧が基準信号に一致するようにインバータ回路を制御する制御部とからなるシステムを用いて任意の特性を有する回路を合成する方法であって、端子電圧を測定する場合は、予め求めておいた当該回路のアドミタンス特性および測定した端子電圧に基づいて端子電流に関する基準信号を生成し、一方、端子電流を測定する場合は、予め求めておいた当該回路のインピーダンス特性および測定した端子電流に基づいて端子電圧に関する基準信号を生成することを特徴とする。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要



任意の線形1端子対回路の時間領域における特性は、図1(A)に示すように、過渡アドミタンスy(t)または過渡インピーダンスz(t)により表すことができる。同回路の端子電圧および端子電流の時間関数をそれぞれv(t)、i(t)とすると、端子電流i(t)および端子電圧v(t)の関係は相乗記号を*として次式の通りとなる。

【数1】








また、任意の線形1端子対回路の周波数領域における特性は、図1(B)に示すように、アドミタンス関数Y(s)またはインピーダンス関数Z(s)により表すことができる。同回路の端子電圧および端子電流の周波数関数をそれぞれV(s)、I(s)とすると、端子電流I(s)および端子電圧V(s)の関係は次式の通りとなる。ただし、ωを角周波数としてs=jωである。

【数2】








任意の特性を有する回路を合成する従来の方法としては、回路全体の特性が所望のアドミタンス特性(y(t)、Y(s))またはインピーダンス特性(z(t)、Z(s))となるように複数の回路素子(抵抗、キャパシタ、インダクタ等)を組み合わせる方法がある。しかしながら、この従来の合成方法は、特性を変更する際に具体的な回路素子を組み合わせなおす必要があるという問題があった。また、この合成方法は、現実に存在しない特性を持つ回路(例えば、負性インダクタ)を合成することができないという問題があった。





なお、負性インダクタを合成することができる合成方法としては、非特許文献1に記載の方法が知られている。しかしながら、この合成方法は、オペアンプおよびアナログ乗算器を含むアナログ部品からなる帰還回路を用いた、負性インダクタの合成に特化した合成方法であり、汎用性が高くなかった。

産業上の利用分野



本発明は、インバータ回路とエネルギー蓄積素子を含む主回路部を適切に制御することにより、任意の特性を有する回路を合成する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
インバータ回路およびエネルギー蓄積素子を含む主回路部と、測定した前記主回路部の端子電圧または端子電流に基づいて前記主回路部の端子電流または端子電圧に関する基準信号を生成する基準信号生成部と、前記主回路部の端子電流または端子電圧が前記基準信号に一致するように前記インバータ回路のスイッチ素子を制御する制御部とからなるシステムを用いて任意の特性を有する回路を合成する方法であって、
合成すべき回路の周波数特性に基づいて、アドミタンス形の合成を行うのか、インピーダンス形の合成を行うのかを決定し、
アドミタンス形の合成を行う場合は、電圧型の前記インバータ回路および前記エネルギー蓄積素子としてのインダクタを有する前記主回路部と、(C1)式で表現された前記回路のアドミタンス特性Y(s)に対応するように構成された前記基準信号生成部とを準備するとともに、測定した端子電圧と前記アドミタンス特性Y(s)とに基づいて端子電流に関する前記基準信号を生成し、
【数1】


(ただし、C,Gは任意の定数であり、a11…1Nc,a01…0Nc,b11…1Nc,b01…0Nc,ar1…rNs,br1…rNsは任意の係数である)
インピーダンス形の合成を行う場合は、電流型の前記インバータ回路および前記エネルギー蓄積素子としてのキャパシタを有する前記主回路部と、(C2)式で表現された前記回路のインピーダンス特性Z(s)に対応するように構成された前記基準信号生成部とを準備するとともに、測定した端子電流と前記インピーダンス特性Z(s)とに基づいて端子電圧に関する前記基準信号を生成する
【数2】


(ただし、L,Rは任意の定数である)
ことを特徴とする任意特性回路合成方法。

【請求項2】
前記基準信号生成部が、前記アドミタンス特性Y(s)または前記インピーダンス特性Z(s)に対応する関数を、(C3)式で表現されるディジタルフィルタで構成したものであることを特徴とする請求項1に記載の任意特性回路合成方法。
【数3】


(ただし、a1…Ni,b1…Nvは任意の係数である)

【請求項3】
前記ディジタルフィルタが、前記基準信号生成部および前記制御部における制御遅れを考慮したものであることを特徴とする請求項2に記載の任意特性回路合成方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012055303thum.jpg
出願権利状態 登録
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