專利名稱：用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種PWM (脈沖寬度調(diào)制)控制諸如電磁離合器或繼電器線圈這樣的電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置。
背景技術(shù)：
通常地，為了減少功耗，諸如電磁離合器或繼電器線圈這樣的電磁感應(yīng)負(fù)載受到PWM控制。專利文獻(xiàn)I示出了上述的一個(gè)實(shí)例，并且其中公開的電流控制裝置如圖24所示構(gòu)造。參考圖24，通過放大電路5檢測從蓄電池I經(jīng)過晶體管2流向作為負(fù)載的離合器 電磁線圈3和電流檢測電阻4的電流，并且基于檢測值，計(jì)算單元(微機(jī))6計(jì)算占空比，以便獲得圖25所示的給定平均電流量，從而PWM驅(qū)動(dòng)所述晶體管2。在圖24中，參考標(biāo)號7表示續(xù)流二極管，而參考標(biāo)號8表示離合器電磁線圈驅(qū)動(dòng)電路。圖25示出了用于圖示判定占空比的方法的圖示。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本專利JP-A-2008-198850

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，在傳統(tǒng)技術(shù)中，用于將檢測的電流量轉(zhuǎn)換成占空比的計(jì)算單元和A/D轉(zhuǎn)換器是必要的，從而產(chǎn)生了電路昂貴的問題。在管理平均電流量的控制方法中，線圈電流的波動(dòng)由于負(fù)載感應(yīng)或電源電壓的增加而增大，并且存在電流可能降至最小操作電流以下的可能性。在這種情況下，認(rèn)為可能發(fā)生諸如離合器打滑或繼電器接點(diǎn)分離的這種操作故障。因此，必須采取設(shè)定充足余量的對策，從而使得浪費(fèi)功耗。為了解決這種問題，還提供了這樣一種方法如圖26所示，在流經(jīng)負(fù)載的電流的下限值和上限值處PWM 0N/0FF。在這種情況下，通過負(fù)載的感應(yīng)(如圖26 (a)所示，當(dāng)感應(yīng)低時(shí)，頻率高；并且如圖26 (b)所示，當(dāng)感應(yīng)高時(shí)，頻率低)來判定PWM頻率。因此，存在這種可能性當(dāng)頻率相當(dāng)于聲頻時(shí)，可能產(chǎn)生異常噪聲。此外，在電路設(shè)計(jì)中，必須要進(jìn)行根據(jù)負(fù)載頻率的切換損失和噪聲的驗(yàn)證。為了解決需要用于將感測電流量轉(zhuǎn)換為占空比的計(jì)算單元和A/D轉(zhuǎn)換器并且電路昂貴的問題，以及進(jìn)行了本發(fā)明。問題的解決方案為了解決上述問題的根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置構(gòu)造成使得該控制裝置是使所述電磁感應(yīng)負(fù)載與受PWM控制的切換元件在直流電源與地之間串聯(lián)連接在一起的電路，并且該控制裝置包括電流感測單元，該電流感測單元感測所述切換元件的PWM驅(qū)動(dòng)操作中的OFF時(shí)間時(shí)的再生電流；電流檢測單元，當(dāng)由所述電流感測單元所感測到的感測電流變?yōu)樾∮谀繕?biāo)電流量時(shí)，該電流檢測單元輸出電流檢測信號；PWM信號生成單元，該P(yáng)WM信號生成單元接收給定頻率的時(shí)鐘信號和從所述電流檢測單元輸出的所述電流檢測信號，并且，在從指示所述電流檢測信號變?yōu)樾∮谒瞿繕?biāo)電流量的感測的信號的輸出起，至所述時(shí)鐘信號上升或下降的時(shí)間段期間，該P(yáng)WM信號生成單元生成處于高電平或低電平的PWM信號；以及驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置在所述PWM信號生成單元與所述切換元件之間，并且控制以驅(qū)動(dòng)所述切換單元。在上述構(gòu)造中，電流感測單元感測由所述電流檢測單元檢測的感測電流(在切換元件的PWM驅(qū)動(dòng)中的OFF時(shí)間時(shí)的再生電流)變成小于目標(biāo)點(diǎn)流量，并且基于電流檢測信號和時(shí)鐘信號生成PWM信號。因此，當(dāng)通過PWM信號控制切換元件時(shí)，可以自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)電流量對應(yīng)的占空比，而無需利用計(jì)算單元等計(jì)算該占空比。此外，將目標(biāo)點(diǎn)流量調(diào)整為具有大于等于負(fù)載的最小操作電流的值。因此，負(fù)載電流并不減小至所述值以下，并且可以防止發(fā)生諸如離合器打滑或繼電器接點(diǎn)分離的這種操 作故障。此外，PWM頻率等于時(shí)鐘頻率，因而，能夠以恒定的頻率進(jìn)行PWM控制，而與負(fù)載的電感無關(guān)。根據(jù)本發(fā)明第二方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置被構(gòu)造成包括電源電壓監(jiān)控單元，該電源電壓監(jiān)控單元監(jiān)控所述直流電源的電壓，并且，在電源電壓減小至設(shè)定電壓或設(shè)定電壓以下的時(shí)間段期間，該電源電壓監(jiān)控單元輸出電壓減小信號；以及直流驅(qū)動(dòng)信號生成單元，該直流驅(qū)動(dòng)信號生成單元接收從所述電源電壓監(jiān)控單元輸出的所述電壓減小信號，并且，在電源電壓減小期間和電壓減小恢復(fù)之后的給定時(shí)間段內(nèi)，該直流驅(qū)動(dòng)信號生成單元輸出一直處于高電平的直流驅(qū)動(dòng)信號，其中所述驅(qū)動(dòng)單元接收從所述直流驅(qū)動(dòng)信號生成單元輸出的所述直流驅(qū)動(dòng)信號和從所述PWM信號生成單元輸出的所述PWM信號。根據(jù)本發(fā)明第三方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置構(gòu)造成包括邏輯和單元，該邏輯和單元對所述時(shí)鐘信號和由所述PWM信號生成單元生成的所述PWM信號邏輯求和，其中所述驅(qū)動(dòng)單元接收所述邏輯和單元的輸出。根據(jù)本發(fā)明第四方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置構(gòu)造成使得所述電流感測單元設(shè)置于再生電流路徑中，在所述切換元件的PWM驅(qū)動(dòng)操作期間的OFF時(shí)間時(shí)的再生電流流經(jīng)該再生電流路徑。根據(jù)本發(fā)明第五方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置構(gòu)造成使得所述切換元件設(shè)置在直流電源側(cè)，以受到高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)；所述電流感測單元包括插置在所述再生電流路徑中的感測電阻器；并且所述電流檢測單元包括反相所述感測電阻器的端電壓的反相電路；以及將所述反相電路的輸出電壓與設(shè)定電壓相比較的比較器。根據(jù)本發(fā)明第六方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置構(gòu)造成使得所述切換元件設(shè)置在地側(cè)，以受到低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)；所述電流感測單元包括插置在所述再生電流路徑中的感測電阻器；并且所述電流檢測單元包括使所述感測電阻器在所述直流電源側(cè)上的端電壓下降的第一電壓下降單元；使所述感測電阻器在所述切換元件側(cè)上的端電壓下降的第二電壓下降單元；以及將所述第一電壓下降單元的輸出電壓與所述第二電壓下降單元的輸出電壓相比較的比較器。
根據(jù)本發(fā)明第七方面的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置構(gòu)造成使得所述切換元件設(shè)置在地側(cè)，以受到低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)；所述電流感測單元包括插置在所述再生電流路徑中的感測電阻器；并且所述電流檢測單元包括差分放大電路，該差分放大電路獲得所述感測電阻器在所述直流電源側(cè)上的端電壓與該感測電阻器在所述切換元件側(cè)上的端電壓的偏差；以及比較器，該比較器將所述差分放大電路的差分輸出與設(shè)定電壓相比較。本發(fā)明的有益效果(I)根據(jù)本發(fā)明的第一至第七方面，可以在用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制單元中設(shè)置PWM控制電路，該P(yáng)WM控制電路可以在自動(dòng)調(diào)節(jié)占空比的同時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)從而獲得目標(biāo)點(diǎn)流量，而無需利用計(jì)算單元當(dāng)將電路的感測值轉(zhuǎn)換為占空比。因此，無論是用于轉(zhuǎn)換為占空比的計(jì)算單元(微機(jī)等)還是A/D轉(zhuǎn)換器都是不需要的，并且可以通過小型且經(jīng)濟(jì)的構(gòu)造來實(shí)現(xiàn)PWM控制。
(2)根據(jù)本發(fā)明的第二方面，在電壓減小期間，驅(qū)動(dòng)操作可以自動(dòng)地切換至直流驅(qū)動(dòng)。因此，使得電磁感應(yīng)負(fù)載甚至能夠以低電壓確定地操作，同時(shí)避免在直流驅(qū)動(dòng)(=100%占空)與PWM操作之間的邊界中的不穩(wěn)定狀態(tài)。此外，可以在從電壓減小恢復(fù)之后的給定時(shí)間段期間進(jìn)行直流驅(qū)動(dòng)操作。因此，還可以沒有問題地處理在最初的吸入操作期中需要大電流的負(fù)載，諸如電磁離合器或繼電器。(3)根據(jù)本發(fā)明第三方面，在電源電壓上升或者負(fù)載電感低的情況下，PWM驅(qū)動(dòng)期間的占空比小，但是由于與時(shí)鐘信號的邏輯和而至少固定至?xí)r鐘的占空比。當(dāng)將時(shí)鐘的占空比設(shè)定為大于頻率改變的一占空比的值時(shí)，PWM驅(qū)動(dòng)期間的電流量并不變成小于負(fù)載的最小操作電流，并且使得該負(fù)載一致能夠以恒定頻率確定地操作。當(dāng)從電源電壓升高的狀態(tài)恢復(fù)時(shí)，PWM的占空比大于時(shí)鐘信號的占空比，并且能夠通過邏輯和單元自動(dòng)地進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)的恢復(fù)。因此，并不需要讀取PWM的占空比的傳感器單元。結(jié)果，可以通過經(jīng)濟(jì)的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)恒定頻率的PWM控制。(4)根據(jù)本發(fā)明第四至第七方面，在PWM驅(qū)動(dòng)操作的ON時(shí)間時(shí)，沒有電流流經(jīng)電流感測單元，因此，電流感測單元的通電期間短于總的PWM驅(qū)動(dòng)期間。因此，可以減少由于電流感測單元(例如，感測電阻器)引起的功率損失。此外，在切換元件的PWM驅(qū)動(dòng)期間，作為所述電流感測單元的感測電阻器并未被插入在接通電流路徑上。因此，在切換元件的ON時(shí)間期間，并未由所述感測電阻器產(chǎn)生電壓降，因而并未發(fā)生由于電源電壓的這種減小而引起的故障。(5)根據(jù)本發(fā)明的第六方面，即使在切換元件側(cè)上的感測電阻器的端電壓總是比直流電源側(cè)上的更高的電路結(jié)構(gòu)中，由于低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)，電壓可以被第一和第二電壓下降電路降下，并且用作電流檢測單元的比較器可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。


圖I示出了本發(fā)明的實(shí)施例I的基本構(gòu)造，其中圖I (a)是總體構(gòu)造的視圖，而圖I (b)是圖示了圖I (a)的操作的時(shí)序圖。圖2是圖I (a)中的PWM控制的流程圖。圖3是圖示了在本發(fā)明實(shí)施例I中感測電流量與占空比之間的關(guān)系的示意圖。
圖4是示出了圖I (a)中的再生電流所流經(jīng)的路徑的另一個(gè)實(shí)例的主要部分的視圖。圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例I的特定實(shí)例，其中圖5 (a)是主要部分的電路圖，而圖5 (b)是圖示了所述操作的時(shí)序圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的基本構(gòu)造的視圖。圖7是示出了本發(fā)明實(shí)施例2的特定實(shí)例的主要部分的視圖。圖8是圖示了圖7的操作的時(shí)序圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的基本構(gòu)造的視圖。圖10是示出了本發(fā)明實(shí)施例3的特定實(shí)例I的主要部分的視圖。 圖11是圖示了圖10的操作的時(shí)序圖。圖12是示出了本發(fā)明實(shí)施例3的特定實(shí)例2的主要部分的圖示。圖13是圖示了圖12的操作的時(shí)序圖。圖14是100%占空比附近的操作波形圖，圖示了在圖I (a)的裝置中可能在微小電源電壓變動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的問題。圖15是示出了本發(fā)明實(shí)施例4的視圖。圖16是示出了圖15中的電源電壓監(jiān)控電路16的磁滯特性的電壓波形圖。圖17是圖示了圖15的操作的時(shí)序圖。圖18是圖15所示的控制的時(shí)序圖。圖19示出了圖示出電源電壓增大時(shí)的問題的時(shí)序圖，其中圖19 (a)是正常電壓時(shí)的時(shí)序圖，而圖19 (b)是電源電壓增大(沒有強(qiáng)制性時(shí)鐘PWM)時(shí)的時(shí)序圖。圖20是示出了本發(fā)明實(shí)施例5的視圖。圖21是圖示了圖20的操作的時(shí)序圖。圖22是圖示了在實(shí)施例5中的電源電壓與占空比之間的關(guān)系的特性圖。圖23示出了圖20的裝置中的PWM控制的時(shí)序圖，其中圖23 (a)是正常電壓的時(shí)序圖，而圖23 (b)是電源電壓增大(有強(qiáng)制性時(shí)鐘PWM)時(shí)的時(shí)序圖。圖24是示出了 PWM控制電磁感應(yīng)負(fù)載的傳統(tǒng)裝置的實(shí)例的視圖。圖25示出了圖示出判定傳統(tǒng)PWM控制中的占空比的方法的視圖，其中圖25 (a)是示出了平均電流量的時(shí)間變化的視圖，而圖25 (b)是示出了平均電流量與占空比之間的關(guān)系的視圖。圖26是分別圖示了其中在負(fù)載電流的下限值和上限值處使PWM0N/0FF的傳統(tǒng)方法的問題的視圖，其中圖26 (a)和圖26 (b)是示出了 PWM頻率與負(fù)載的電感之間的關(guān)系的圖表。附圖標(biāo)號10電磁感應(yīng)負(fù)載控制電路11電流感測器12電流感測電路13 PWM信號生成電路14驅(qū)動(dòng)電路15再生路徑控制電路
16電源電壓監(jiān)控電路17直流驅(qū)動(dòng)信號生成電路18 OR 門21、23 至 26、28 比較器22、27運(yùn)算放大器31至40 電阻器41、42 晶體管 100 電磁感應(yīng)負(fù)載A、B下降電路Q、Q’切換裝置D續(xù)流二極管
具體實(shí)施例方式圖I示出了本發(fā)明的實(shí)施例I的基本構(gòu)造，其中圖I (a)是總體構(gòu)造的視圖，而圖I (b)是圖示了圖I (a)的操作的時(shí)序圖。在圖I (a)和圖I (b)中，在直流電源VB與地之間，切換裝置Q、諸如電磁離合器或繼電器線圈的電磁感應(yīng)負(fù)載100以及電流感測器(電流感測單元)11依次串聯(lián)連接在一起，并且極性如圖所示的續(xù)流二極管D并聯(lián)連接于該電磁感應(yīng)負(fù)載100和電流感測器(電流感測單元)11。參考標(biāo)號10表示用作本發(fā)明的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置的電磁感應(yīng)負(fù)載控制電路，并且該電路包括電流感測器(電流感測單元)11，其感測流經(jīng)電磁感應(yīng)負(fù)載100的電流；電流檢測電路(電流檢測單元)12 ;PWM信號生成電路(PWM信號生成單元)13 ;以及驅(qū)動(dòng)電路(驅(qū)動(dòng)單元)14，其驅(qū)動(dòng)并控制所述切換裝置Q。切換裝置Q是切換流經(jīng)所述電磁感應(yīng)負(fù)載100的電流的裝置，并且例如由諸如FET或晶體管的半導(dǎo)體裝置而構(gòu)造。盡管圖I (a)和圖I (b)以實(shí)例的方式示出了利用FET的高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)，但是也可以由諸如晶體管的半導(dǎo)體裝置且通過低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)來構(gòu)造。續(xù)流二極管D構(gòu)成了在切換裝置Q的PWM驅(qū)動(dòng)時(shí)在OFF時(shí)間段期間再生電路所流經(jīng)的路徑。電流感測器11由電阻器和分流電阻器而構(gòu)造，并且監(jiān)控流經(jīng)電磁感應(yīng)負(fù)載100的電流。在圖I (a)和圖I (b)的構(gòu)造中，可以在PWM的0N/0FF兩期間都監(jiān)控流經(jīng)電磁感應(yīng)負(fù)載100的電流。替換地，可以采用將在后面描述的如實(shí)施例2和3那樣僅能夠監(jiān)控OFF期間的再生電流的構(gòu)造。電流檢測單元12從由電流感測器11和基準(zhǔn)電流Iref獲得的感測信號Isense(有時(shí)稱之為感測電流)感測目標(biāo)感測電流量Ith。此時(shí)，Iref被設(shè)定成使得感測電流量Ith大于負(fù)載的最小工作電路。PWM信號生成電路13從電流檢測電路12的輸出信號Idetect (電流檢測信號)與時(shí)鐘信號生成PWM信號Vpwm (有時(shí)只稱作為輸出電壓Vpwm)。驅(qū)動(dòng)電路14根據(jù)從PWM信號生成電路13供應(yīng)的PWM信號驅(qū)動(dòng)所述切換裝置Q。接下來，將參考圖2的PWM控制流程圖以及圖I (b)的PWM控制時(shí)序圖來描述這樣構(gòu)造的裝置的操作。首先，在步驟SI中判定控制指令(Input)是否輸入到驅(qū)動(dòng)單元14。如果未輸入，則切換裝置Q斷開(步驟S2)。如果輸入了控制指令，則切換裝置Q處于受PWM控制的狀態(tài)中。因此，在PWM操作的ON期間，電流在直流電源VB、切換裝置Q、電磁感應(yīng)負(fù)載100、電路感測器11和GND的依序路徑中流過。此外，在OFF時(shí)間段，切換裝置Q斷開，并且再生電流在電磁感應(yīng)負(fù)載100、路感測器11、GND、續(xù)流二極管D和磁感應(yīng)負(fù)載100的依序路徑中流經(jīng)該電磁感應(yīng)負(fù)載100。接下來，在步驟3中判定負(fù)載電流Iload是否小于目標(biāo)感測電流量Ith。如果不滿足Iload〈Ith，則在步驟S4中判定時(shí)鐘信號是否下降。
在時(shí)鐘信號下降的情況下，例如，如圖I (b)中的時(shí)間tl時(shí)所示，在步驟S5中將PWM信號生成電路13的Vpwm設(shè)定為低電平，從而斷開負(fù)載。在PWM的OFF期間，通過累積在電磁感應(yīng)負(fù)載100中的能量而生成了再生電流，并且負(fù)載電流Iroad逐漸減小。在時(shí)間t2時(shí)，當(dāng)負(fù)載電流Iroad變成小于等于目標(biāo)感測電流Ith時(shí)，電流感測器11的感測電流Isense減小至小于基準(zhǔn)電流Iref，并且從電流檢測電路12輸出電流檢測信號Idetect。在步驟S6中，PWM信號生成電路12將其輸出電壓Vpwm設(shè)定至高電平，從而接通負(fù)載。在PWM的ON期間，電流通過從直流電源VB的電流供應(yīng)而逐漸增大。接下來，當(dāng)在時(shí)間t3時(shí)鐘信號下降時(shí)，在步驟S5中，以與時(shí)間tl的情況類似的方式，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定至低電平，從而斷開負(fù)載。當(dāng)重復(fù)在時(shí)間tl至t3時(shí)的上述操作時(shí)，可以如圖3所示自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量Ith對應(yīng)的占空比，而無需利用計(jì)算單元等計(jì)算占空比。圖3示出了感測電流量Ith與占空比之間的關(guān)系。占空比小于100%的區(qū)域是由于PWM的電流控制區(qū)域。圖中示出了當(dāng)達(dá)到100%時(shí)，進(jìn)行對于直流驅(qū)動(dòng)的切換。當(dāng)將感測電流量Ith調(diào)整為具有大于等于電磁感應(yīng)負(fù)載100的最小電流的值時(shí)，負(fù)載電流不會(huì)減小至該值一下，并且能夠防止發(fā)生諸如離合器打滑或者繼電器觸點(diǎn)分離的操作故障。因此，考慮過多余量的電流設(shè)定是沒有必要的，從而能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步減小功率消耗的PWM控制。此外，PWM頻率等于時(shí)鐘的頻率。因此，能夠以恒定的頻率進(jìn)行PWM控制，而與電磁感應(yīng)負(fù)載100的電感無關(guān)。結(jié)果，可以防止產(chǎn)生異常噪聲。此外，在設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)于頻率變化的切換損失和噪聲的驗(yàn)證是沒有必要的?？梢栽赑WM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm的高電平和低電平之間的關(guān)系以及時(shí)鐘信號的上升和下降之間的關(guān)系彼此相反的同時(shí)，進(jìn)行上述操作。再生電流所流經(jīng)的路徑可以被構(gòu)造成使得代替圖I (a)中的續(xù)流二極管D，可以如圖4所示使用諸如FET的切換裝置Q’，并且，僅僅在PWM的OFF期間，通過驅(qū)動(dòng)電路14和再生路徑控制電路15進(jìn)行導(dǎo)通。在圖4中，并未示出電流感測器11、電流檢測電路12和PWM信號生成電路13，而是以如圖I (a)類似的方式構(gòu)造。具體地，電流感測器11和電流檢測電路12如圖5 Ca)所示構(gòu)造。
即，感測電阻器Rs連接在電磁感應(yīng)負(fù)載100與地之間，其中將參考電壓Vref用作同相輸入的比較器21設(shè)置在電流檢測電路12中，并且使用感測電阻器Rs與電磁感應(yīng)負(fù)載100的公共連接點(diǎn)的電壓Vsense (有時(shí)稱作為感測電壓)作為比較器21的反相輸入。在圖5 (a)中，并未PWM信號生成電路13，而是以與圖I (a)類似的方式構(gòu)造。圖5 (a)的裝置的操作與圖I (a)的基本類似。即，在PWM操作的ON期間，電流在直流電源VB —切換裝置Q —電磁感應(yīng)負(fù)載100 —感測電阻器Rs — GND的線路中流動(dòng)，并且，在OFF期間，所述切換裝置Q被斷開，并且再生電流在電磁感應(yīng)感應(yīng)負(fù)載100 —感測電阻器Rs — GND —續(xù)流二極管D —電磁感應(yīng)負(fù)載100的線路中流經(jīng)該電磁感應(yīng)負(fù)載100。在供應(yīng)到PWM信號生成電路13的時(shí)鐘信號(未示出)下降時(shí)，例如，在上述PWM操作期間的時(shí)間tl時(shí)，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定為低電平，從而PWM為OFF。 在PWM的OFF期間，通過累積在電磁感應(yīng)負(fù)載100中的能量而生成了再生電流，并且電流流經(jīng)感測電阻器Rs，即，負(fù)載電流Iload逐漸減小。在時(shí)間t2時(shí)，當(dāng)流經(jīng)感測電阻器Rs的電流(=Iload)變成小于等于目標(biāo)感測電流量Ith (=Vref / Rs)時(shí)，感測電壓Vsense變成低于基準(zhǔn)電壓Vref，從比較器21輸出電流檢測信號Idetect，并且PWM信號生成電路13將其輸出電壓Vpwm設(shè)定至高電平，從而PWM為0N。在PWM的ON時(shí)間段期間，電流通過來自直流電源VB的電流供應(yīng)而逐漸增大。當(dāng)時(shí)鐘信號在時(shí)間t3時(shí)下降的時(shí)候，以與時(shí)間tl的情況類似的方式，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定至低電平，從而斷開負(fù)載。當(dāng)重復(fù)在時(shí)間tl至t3時(shí)的上述操作時(shí)，可以自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量Ith對應(yīng)的占空比，而無需利用計(jì)算單元等計(jì)算占空比。而且在圖5 (a)的該裝置中，可以實(shí)現(xiàn)與在圖I (a)的裝置中所實(shí)現(xiàn)的類似的功能和效果。實(shí)施例2在實(shí)施例I中的圖5 (a)的電路中，在PWM操作的0N/0FF期間，與負(fù)載電流相同的電流流經(jīng)感測電阻器Rs，因此，一直損失電功率。這種損失導(dǎo)致了感測電阻器Rs生熱，從而產(chǎn)生了不利地影響了其它電路的問題。由于感測電阻器Rs處于負(fù)載的電流路徑中，所以在PWM的ON時(shí)間由該感測電阻器Rs產(chǎn)生了電壓下降，并且存在當(dāng)電源電壓減小并且占空比上升至100%時(shí)，可以發(fā)生工作故障的可能性。一個(gè)對策在于為了減小損失和電壓下降，使得感測電阻器Rs的電阻小。然而，在該對策中，產(chǎn)生了損害感測電流的精度的不利影響。因此，在實(shí)施例2中，如圖6所示，將用作電流感測單元的電流感測器11設(shè)置于在切換裝置Q的PWM驅(qū)動(dòng)期間的OFF時(shí)再生電流所流經(jīng)的再生電流流動(dòng)路徑中。在圖6中，由相同的參考標(biāo)號表示與圖I (a)那些相同的部件，并且省略他們的說明。圖6與圖I (a)的不同之處在于電磁感應(yīng)負(fù)載100的端部直接接地，并且電流感測器11設(shè)置在續(xù)流二極管D與地之間，而其它部分以與圖I (a)類似的方式構(gòu)造。具體地，圖6中電流感測器11和電流檢測電路12例如構(gòu)造成圖7所示。S卩，電流感測器11由連接在續(xù)流二極管D與地之間的感測電阻器Rs構(gòu)造。
電流檢測電路12由以下部分構(gòu)造由電阻器31、運(yùn)算放大器22和電阻器32形成的反相電路，其中電阻器31 —端連接至感測電阻器Rs與續(xù)流二極管D的公共連接點(diǎn)而另一端連接至運(yùn)算放大器22的反相輸入端，其中運(yùn)算放大器22的同相輸入端接地，其中電阻器32連接在運(yùn)算放大器22的反相輸入端與輸出端之間；以及比較器23，其中，運(yùn)算放大器22的輸出電壓Vrev (通過反相所述公共連接點(diǎn)的感測電壓Vsense而獲得的該電壓，有時(shí)稱作為電壓反相信號)用作反相輸入，而基準(zhǔn)電壓Vref用作同相輸入。在圖7中，并未示出PWM信號生成電路13，而是以與圖6類似的方式構(gòu)造。接下來，將參考示出電流檢測電路12中的工作波形的圖8來描述這樣構(gòu)造的裝置的操作。在PWM操作的ON時(shí)間段期間，首先，電流在直流電源VB —切換裝置Q —電磁感應(yīng)負(fù)載100 — GND的線路中流動(dòng)，而在OFF時(shí)間段期間，所述切換裝置Q被斷開，并且再生電 流在電磁感應(yīng)感應(yīng)負(fù)載100 — GND —感測電阻器Rs —續(xù)流二極管D —電磁感應(yīng)負(fù)載100的線路中流經(jīng)該電磁感應(yīng)負(fù)載100。在供應(yīng)到PWM信號生成電路13的時(shí)鐘信號(未示出)下降時(shí)，例如，在上述PWM操作期間的時(shí)間tl時(shí)，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定為低電平，從而PWM為OFF。在PWM的OFF期間，通過在電磁感應(yīng)負(fù)載100中累積的能量而生成了再生電流，并且在感測電阻器Rs兩端出現(xiàn)了負(fù)電壓作為感測電壓Vsense，并且被運(yùn)算放大器22反相，并且電流流經(jīng)感測電阻器Rs，即，負(fù)載電流Iload逐漸減小。此外，當(dāng)在PWM的OFF時(shí)間段期間，電壓轉(zhuǎn)換信號Vrev大于基準(zhǔn)電壓Vref，因此，從比較器23輸出的電流檢測信號處于低電平。在時(shí)間t2時(shí)，當(dāng)流經(jīng)感測電阻器Rs的電流變成小于等于目標(biāo)感測電流量Ith時(shí)，電壓轉(zhuǎn)換信號Vrev變成低于基準(zhǔn)電壓Vref，從比較器23輸出的電流檢測信號Idetect處于高電平，并且PWM信號生成電路13將其輸出電壓Vpwm設(shè)定至高電平，從而PWM為0N。在PWM的ON時(shí)間段期間，電流通過來自直流電源VB的電流供應(yīng)而逐漸增大。當(dāng)時(shí)鐘信號在時(shí)間t3時(shí)下降的時(shí)候，以與時(shí)間tl的情況類似的方式，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定至低電平，從而PWM為OFF。當(dāng)重復(fù)在時(shí)間tl至t3時(shí)的上述操作時(shí)，可以自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量Ith對應(yīng)的占空比，而無需利用計(jì)算單元等計(jì)算占空比。而且在圖7的該裝置中，可以實(shí)現(xiàn)與在圖I (a)的裝置中所實(shí)現(xiàn)的類似的功能和效果。 此外，在PWM的ON時(shí)間段期間，沒有電流流經(jīng)感測電阻器Rs。因此，在實(shí)現(xiàn)檢測所述感測電流量Ith的實(shí)施例I的PWM控制方法的同時(shí)，可以減小感測電阻器Rs中的損失。在切換裝置Q的接通時(shí)間，電源僅僅作用于電磁感應(yīng)負(fù)載100，因而能夠防止發(fā)生在電源電壓下降時(shí)可能導(dǎo)致的負(fù)載的工作故障。實(shí)施例3將本發(fā)明應(yīng)用于由低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)構(gòu)造的裝置。圖9示出了實(shí)施例3的基本構(gòu)造，并且與圖6的不同之處在于在直流電源VB與地之間，電磁感應(yīng)負(fù)載100和切換裝置Q順次地串聯(lián)在一起，并且續(xù)流二極管D和電流感測器11串聯(lián)插置在該電磁感應(yīng)負(fù)載100的再生電流流動(dòng)路徑中，而其它部分以與圖6相同的方式構(gòu)造。
具體地，圖9中電流感測器11和電流檢測電路12例如構(gòu)造成圖10所示。S卩，電流感測器11由連接在續(xù)流二極管D與直流電源之間的感測電阻器Rs而構(gòu)造。電流檢測電路12由以下部分構(gòu)造下降電路A (第一電壓下降電路)，其使直流電源和感測電阻器Rs的公共連接點(diǎn)51的電源電壓VB(直流電源VB的電壓有時(shí)稱作為電源電壓VB)下降；下降電路B(第二電壓下降電路)，其使感測電阻器Rs與續(xù)流二極管D的公共連接點(diǎn)52的感測電壓Vsense下降；以及比較器24，其中所述下降電路A的輸出電壓VB-drop用作為同相輸入，而所述下降電路B的輸出電壓Vsense-drop用作為反相輸入。下降電路A包括晶體管41，其中集電極經(jīng)由電阻器33連接至公共連接點(diǎn)51，并且還連接至比較器24的同相輸入端，并且發(fā)射極經(jīng)由電阻器34接地；以及比較器25，其中基準(zhǔn)電壓Vref用作同相輸入，反相輸入端連接至晶體管41的發(fā)射極，而輸出端連接至晶體管41的基極。 下降電路B包括晶體管42，其中集電極經(jīng)由電阻器35連接至公共連接點(diǎn)52，并且還連接至比較器24的同相輸入端，并且發(fā)射極經(jīng)由電阻器36接地；以及比較器26，其中基準(zhǔn)電壓Vref用作同相輸入，反相輸入端連接至晶體管42的發(fā)射極，而輸出端連接至晶體管42的基極。下降電路A和下降電路B的器件的參數(shù)被設(shè)定為使得如將在后面描述的圖11中的下降電壓所示，在輸入到比較器24的輸出電壓VB-drop與輸出電壓Vsense-drop之間產(chǎn)生了 Vdif的電勢差。因此，如后面所述，基于目標(biāo)感測電流量Ith的PWM控制成為可能。在圖10中，并未示出PWM信號生成電路13，而是以與圖9類似的方式構(gòu)造。接下來，將參考示出了電流檢測電路12的工作波形的圖11來描述這樣構(gòu)造的裝置的操作。首先，在控制指令(圖9中的Input)輸入到驅(qū)動(dòng)電路14的情況下，切換裝置Q處于其受PWM控制的狀態(tài)。因此，在PWM操作的ON時(shí)間段期間，電流在直流電源VB —電磁感應(yīng)負(fù)載100 —切換裝置Q — GND的線路中流動(dòng)，并且，在OFF時(shí)間段期間，所述切換裝置Q被斷開，并且再生電流在電磁感應(yīng)感應(yīng)負(fù)載100—續(xù)流二極管D—感測電阻器Rs—電磁感應(yīng)負(fù)載100的線路中流經(jīng)該電磁感應(yīng)負(fù)載100。在供應(yīng)到PWM信號生成電路13的時(shí)鐘信號(未示出)下降時(shí)，例如，在上述PWM操作期間的時(shí)間tl時(shí)，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定為低電平，從而PWM為OFF。在PWM的OFF時(shí)間段期間，通過在電磁感應(yīng)負(fù)載100中累積的能量而生成了再生電流，并且其中感測電阻器Rs的端電壓由于再生電流而下降的輸出電壓Vsense-drop變成比其中電源電壓VB下降的輸出電壓VB-drop更高，并且電流流經(jīng)感測電阻器Rs，S卩，負(fù)載電流Iload逐漸減小。此外,在PWM的OFF時(shí)間段期間，輸出電壓Vsense-drop高于VB_drop,因此，從比較器23輸出的電流檢測信號Idetect處于低電平。在時(shí)間t2時(shí)，當(dāng)流經(jīng)感測電阻器Rs的電流變成小于等于目標(biāo)感測電流量Ith(=Vdif / Rs)時(shí)，其中感測電壓下降的輸出電壓Vsense-drop變成低于其中電源電壓下降的輸出電壓VB-drop，從比較器24輸出的電流檢測信號Idetect變成高電平，并且PWM信號生成電路13將其輸出電壓Vpwm設(shè)定至高電平，從而PWM為0N。在PWM的ON時(shí)間段期間，電流通過來自直流電源VB的電流供應(yīng)而逐漸增大。當(dāng)時(shí)鐘信號在時(shí)間t3時(shí)下降的時(shí)候，以與時(shí)間tl的情況類似的方式，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定至低電平，從而負(fù)載斷開。當(dāng)重復(fù)在時(shí)間tl至t3時(shí)的上述操作時(shí)，可以自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量Ith對應(yīng)的占空比，而無需利用計(jì)算單元等計(jì)算占空比。而且在圖10的該裝置中，可以實(shí)現(xiàn)與在圖I (a)和圖7的裝置中所實(shí)現(xiàn)的類似的功能和效果。在圖10的低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)電路中，處于再生電流上游側(cè)上的公共連接點(diǎn)52的感測電壓Vsense總是高于電源側(cè)上的公共連接點(diǎn)51的電源電壓VB，所述再生電流由于在電磁感應(yīng)負(fù)載100中積累的能量而流動(dòng)。因此，在這些電壓被直接引入到電流檢測單元12的情況下，存在的問題是構(gòu)成電路的各元件不利地受影響或損壞。然而，在圖10中，設(shè)置了下降電路A和B，所以不會(huì)發(fā)生所述問題。圖12示出了實(shí)施3的另一具體實(shí)例。圖12與圖I的不同之處在于電流檢測電
路12不是有下降電路A、B和比較器24構(gòu)成，而是由電阻器37、38、電阻器39、40、運(yùn)算放大器27和比較器28構(gòu)成的，所述電阻器37、38對公共連接點(diǎn)51的電源電壓VB分壓并且將分壓電壓引向運(yùn)算放大器27的反相輸入端，所述電阻器39、40對公共連接點(diǎn)52的感測電壓Vsense分壓并且將分壓電壓引向運(yùn)算放大器27的同相輸入端，在所述比較器28中，基準(zhǔn)電壓Vref用作同相輸入,而運(yùn)算放大器27的輸出電壓Vsense_sig作為反相輸入。其它部分以與圖10類似的方式構(gòu)造。在圖12中，并未示出PWM信號生成電路13，而是以與圖9類似的方式構(gòu)造。接下來，將參考示出了電流檢測電路12的工作波形的圖13來描述這樣構(gòu)造的裝置的操作。首先，在控制指令(圖9中的Input)輸入到驅(qū)動(dòng)電路14的情況下，切換裝置Q處于其受PWM控制的狀態(tài)。因此，在PWM操作的ON時(shí)間段期間，電流在直流電源VB —電磁感應(yīng)負(fù)載100 —切換裝置Q — GND的線路中流動(dòng)，并且，在OFF時(shí)間段期間，所述切換裝置Q被斷開，并且再生電流在電磁感應(yīng)感應(yīng)負(fù)載100—續(xù)流二極管D—感測電阻器Rs—電磁感應(yīng)負(fù)載100的線路中流經(jīng)該電磁感應(yīng)負(fù)載100。在供應(yīng)到PWM信號生成電路13的時(shí)鐘信號(未示出)下降時(shí)，例如，在上述PWM操作期間的時(shí)間tl時(shí)，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定為低電平，從而PWM為OFF。在PWM的OFF時(shí)間段期間，通過在電磁感應(yīng)負(fù)載100中累積的能量而生成了再生電流，并且由再生電流生成的感測電壓Vsense變成高于公共連接點(diǎn)51的電源電壓VB，并且電流流經(jīng)感測電阻器Rs，即，負(fù)載電流Iload逐漸減小。此外，在PWM的OFF時(shí)間段期間，運(yùn)算放大器27的輸出電壓Vsense-drop高于基準(zhǔn)電壓Vref，因此，從比較器28輸出的電流檢測信號Idetect處于低電平。在時(shí)間t2時(shí)，當(dāng)流經(jīng)感測電阻器Rs的電流變成小于等于目標(biāo)感測電流量Ith(=Vref / Rs)時(shí)，輸出電壓Vsense-sig變成低于基準(zhǔn)電壓Vref，從比較器28輸出的電流檢測信號Idetect變成高電平，并且PWM信號生成電路13將其輸出電壓Vpwm設(shè)定至高電平，從而PWM為0N。在PWM的ON時(shí)間段期間，電流通過來自直流電源VB的電流供應(yīng)而逐漸增大。當(dāng)時(shí)鐘信號在時(shí)間t3時(shí)下降的時(shí)候，以與時(shí)間tl的情況類似的方式，將PWM信號生成電路13的輸出電壓Vpwm設(shè)定至低電平，從而負(fù)載斷開。當(dāng)重復(fù)在時(shí)間tl至t3時(shí)的上述操作時(shí)，可以自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量Ith對應(yīng)的占空比，而無需利用計(jì)算單元等計(jì)算占空比。而且在圖12的該裝置中，可以實(shí)現(xiàn)與在圖I (a)和圖7的裝置中所實(shí)現(xiàn)的類似的功能和效果。此外，圖12的裝置要求減少數(shù)目的電流檢測電路的零部件，因此能夠經(jīng)濟(jì)地構(gòu)造。實(shí)施例4在圖I (a)的裝置中，一旦在PWM驅(qū)動(dòng)期間電源電壓VB減小并且例如發(fā)生了諸如離合器脫離或繼電器觸點(diǎn)分離的電氣感應(yīng)負(fù)載100的工作故障的情況下，不能夠保證吸 引該離合器或觸點(diǎn)所需要的電流量，并且該裝置并不具有用于使負(fù)載恢復(fù)至正常狀態(tài)的機(jī)構(gòu)。當(dāng)占空比如圖14所示處于100%附近時(shí)，工作變得不穩(wěn)定。例如，直流驅(qū)動(dòng)和PWM驅(qū)動(dòng)由于直流電源VB的小變換而被頻繁切換，并且可能導(dǎo)致由負(fù)載產(chǎn)生可聽聲音的問題。因此，如圖15所示，實(shí)施例4構(gòu)造成使得在電源電壓減小時(shí)間段期間以及在電源電壓減小恢復(fù)后的規(guī)定時(shí)間段，代替PWM控制，進(jìn)行直流驅(qū)動(dòng)控制。圖15與圖I (a)的不同之處在于，還設(shè)置有電源電壓監(jiān)控電路16，其監(jiān)控電源電壓VB并且輸出電壓監(jiān)控信號Vmoni (電壓減小信號)，在電源電壓VB減小至或低于電源電壓閾值Vth的時(shí)間段期間，所述電壓監(jiān)控信號Vmoni例如處于低電平；以及直流驅(qū)動(dòng)信號生成電路17，其接收從所述電源電壓監(jiān)控電路16輸出的電壓監(jiān)控信號Vmoni，并且在電源電壓減小時(shí)間段以及該電源電壓減小恢復(fù)之后的給定時(shí)間段期間，向驅(qū)動(dòng)電路14輸出一直處于高電平的直流驅(qū)動(dòng)信號Vdc。其它部分易于圖I (a)類似的方式構(gòu)造。電源電壓監(jiān)控電路16是這樣一種電路其監(jiān)控電源電壓VB，同時(shí)將該電源電壓VB與電源電壓閾值Vth相比較，并且其輸出用于切換控制所述負(fù)載的方法的信號(Vmoni)。電源電壓閾值Vth如圖16所述具有滯后性。也就是說，作為電源電壓監(jiān)控電路16的電源電壓閾值Vth，設(shè)定閾值Vth-Hi和比其低的閾值Vth-Lo的兩個(gè)值。將其構(gòu)造成使得在電源電壓減小的情況下，當(dāng)電源電壓VB減小至閾值Vth-Lo時(shí)，將電壓監(jiān)控信號Vmoni設(shè)定為低電平，并且當(dāng)電源電壓減小恢復(fù)并且電源電壓達(dá)到閾值Vth-Hi時(shí)，將電壓監(jiān)控信號Vmoni設(shè)定為高電平。直流驅(qū)動(dòng)信號生成電路17輸出用于使負(fù)載在給定時(shí)間段內(nèi)受直流驅(qū)動(dòng)的信號(Vdc)，并且將足以用于吸引電磁感應(yīng)負(fù)載100的離合器和觸點(diǎn)等等的時(shí)間段設(shè)定作為其驅(qū)動(dòng)時(shí)間段。接下來，將參考圖17的時(shí)序圖和圖18的PWM控制流程圖描述這樣構(gòu)造的裝置的操作。根據(jù)控制指令(Input)的處理(圖2中的步驟SI、S2)與實(shí)施例I的情況類似。下文中，將從進(jìn)行PWM控制的狀態(tài)起進(jìn)行說明。首先，在步驟Sll中判定電源電壓閾值Vth是否低于由電源電壓監(jiān)控電路16所監(jiān)控到的電源電壓VB。例如，在如圖17的時(shí)間tl時(shí)，不存在電源電壓的減小的時(shí)候(即，VB>Vth)，進(jìn)行步驟S12至S15的PWM控制處理。步驟S12至S15的處理分別與步驟S3至S6的那些處理相同，因此省略它們的描述。如參考圖I (a)至圖(3)所描述的，重復(fù)當(dāng)負(fù)載電流Iload小于目標(biāo)感測電流量Ith時(shí)使PWM為ON的處理以及當(dāng)時(shí)鐘信號下降時(shí)使P麗為OFF的處理，使得可以自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量I th對應(yīng)的占空比。在時(shí)間t2時(shí)，當(dāng)電源電壓VB減小至電源電源閾值Vth時(shí)，將從電源電壓監(jiān)控電路16輸出的電壓監(jiān)控信號Vmoni設(shè)定為低電平,并且將從直流驅(qū)動(dòng)信號生成電路17輸出的直流驅(qū)動(dòng)信號Vdc設(shè)定為高電平，使得PWM驅(qū)動(dòng)被強(qiáng)行切換至直流驅(qū)動(dòng)(步驟S16)。即，從驅(qū)動(dòng)電路14輸出的門信號Vg維持在高電平，能夠保證到所述電磁感應(yīng)負(fù)載100的負(fù)載電流Iload，并且即使在電源電壓減小的情況下也使得負(fù)載可以確定地工作。而且在電源電壓減小在時(shí)間t3時(shí)恢復(fù)(S卩，在步驟S17 中的判定VB〈Vth的結(jié)果是“否”)之后的給定時(shí)間段(直至?xí)r間t4為止)期間，直流驅(qū)動(dòng)信號Vdc維持在高電平，因此，繼續(xù)直流驅(qū)動(dòng)，直至電源電壓恢復(fù)之后的時(shí)間t4為止(步驟S18)。因此，還可以充分處理在諸如在電磁離合器或繼電器中的初始吸引操作時(shí)需要大電流的情況。當(dāng)在直流電源VB中在時(shí)間t5時(shí)發(fā)生瞬時(shí)電壓下降時(shí)，負(fù)載電流Iload消失，并且電磁感應(yīng)負(fù)載100斷開。然而，當(dāng)電源在時(shí)間t6時(shí)恢復(fù)至電源電壓閾值Vth或更高時(shí)，在從時(shí)間t6到時(shí)間t7的時(shí)間段期間，直流驅(qū)動(dòng)信號Vdc和門信號Vg處于高電平，并且進(jìn)行直流驅(qū)動(dòng)。因此，可以使負(fù)載恢復(fù)到正常狀態(tài)。實(shí)施例4并不局限于如圖15所示來構(gòu)造，并且可以應(yīng)用于圖5 (a)至圖7、圖9、圖10和圖12的裝置。而且在這種情況下，可以實(shí)現(xiàn)與上述類似的功能和效果。實(shí)施例5主要對于電源電壓和負(fù)載的電感來判定PWM驅(qū)動(dòng)期間的占空比。例如，當(dāng)電源電壓減小時(shí)，控制成使占空比增大并且維持負(fù)載電流的最終量。另一方面，在圖I (a)的裝置中，例如，在占空比大時(shí)，能夠如圖19 (a)所示以恒定的頻率進(jìn)行PWM控制，而當(dāng)電源電壓升高時(shí)，或者當(dāng)負(fù)載的電感小時(shí)，占空比減小，結(jié)果是產(chǎn)生了圖19 (b)所示的以低于設(shè)定頻率的頻率實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定化的問題。在這種情況下，當(dāng)PWM頻率處于可聽頻率范圍內(nèi)時(shí)，存在由負(fù)載(線圈等)產(chǎn)生可聽聲音的可能性)。圖19 (a)好玩圖19 (b)是其中并未示出圖I (b)的PWM控制時(shí)序圖中的電流檢測信號Idetect和PWM信號Vpwm的PWM控制時(shí)序圖。因此，實(shí)施例5被構(gòu)造成使得由于電流檢測的PWM (其中占空比變化的PWM)和由于時(shí)鐘信號的PWM (其中占空比固定的PWM)是ORed (邏輯和)。圖20示出了實(shí)施例5的裝置，并且與圖I (a)的不同之處在于設(shè)置了 OR門，該OR門對PWM信號生成電路13的輸出與時(shí)鐘信號邏輯求和，并且將PWM信號Vpwm作為輸出項(xiàng)驅(qū)動(dòng)電路14供應(yīng)。其它部分以與圖I (a)相同的方式構(gòu)造。時(shí)鐘信號的占空比被預(yù)先設(shè)定為比其中頻率變化的占空比更大的值。接下來，將參考圖21的時(shí)序圖描述這樣構(gòu)造的裝置的操作。根據(jù)控制指令(Input)的存在的處理(圖2的步驟SI和S2)與實(shí)施例I的情況類似。下文中，將從進(jìn)行PWM控制的狀態(tài)起進(jìn)行說明。在電源電壓VB如所示為正常(VB正常)的情況下，例如，在時(shí)間tl時(shí)，首先，進(jìn)行由于電流感測的PWM。即，重復(fù)以下處理其中當(dāng)負(fù)載電流Iload小于目標(biāo)感測電流Ith時(shí)使PWM為ON的處理以及在時(shí)鐘信號下降時(shí)使P麗為OFF的處理，從而自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)感測電流量Ith對應(yīng)的占空比。當(dāng)在從時(shí)間t2至?xí)r間t3的時(shí)間段期間電源電壓升高(VB-high)時(shí)，負(fù)載電流Iload并未減小至目標(biāo)感測電流量Ith，并且并未從電流檢測電路12輸出電流檢測信號Idetect0此時(shí)，在其中并未設(shè)置OR門18的圖I (a)的電路中，PWM信號Vpwm在電源電壓升高的時(shí)間段期間不能被設(shè)定為高電平，因此，以低于設(shè)定頻率的頻率穩(wěn)定所述PWM控制。相比之下，在圖20的電路中，即使當(dāng)PWM信號生成電路13的輸出維持在低電平時(shí)，時(shí)鐘信號是OR門18的輸出。因此，與時(shí)鐘信號同步的PWM信號Vpwm被輸出到驅(qū)動(dòng)電路14，并且使得電磁感應(yīng)負(fù)載100能夠一直以恒定的頻率工作(強(qiáng)制時(shí)鐘PWM)。PWM驅(qū)動(dòng)期間的電流量并不變?yōu)榈陀谪?fù)載的最小工作電流，因而能夠確保缺失的負(fù)載工作。
接下來，當(dāng)電源電壓的升高在時(shí)間t3時(shí)恢復(fù)并且電源電壓恢復(fù)至正常電壓時(shí)，PWM的占空比大于時(shí)鐘信號的占空比，并且操作自動(dòng)地返回至由于電流感測的PWM驅(qū)動(dòng)。圖22是示出了由于電流感測的PWM和強(qiáng)制時(shí)鐘PWM被切換的區(qū)域，以及電源電壓與占空比之間的關(guān)系。圖23 Ca)和圖23 (b)分別是在圖20的裝置中的正常電壓與電源電壓升高時(shí)的時(shí)序圖，其中并未示出PWM控制時(shí)序圖中的電流檢測信號Idetect和PWM信號Vpwm。根據(jù)本實(shí)施例，并不需要讀取PWM的占空比的感測器單元，因此，可以通過經(jīng)濟(jì)的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)恒定頻率的PWM控制。盡管已經(jīng)參考具體實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以做出各種改變和修改。本發(fā)明基于2010年3月9日提交的日本專利申請(No. 2010-051297)，其內(nèi)容通過引用并入于此。
權(quán)利要求
1.一種用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，該控制裝置是使所述電磁感應(yīng)負(fù)載與受PWM控制的切換元件在直流電源與地之間串聯(lián)連接在一起的電路，并且該控制裝置包括 電流感測單元，該電流感測單元感測所述切換元件的PWM驅(qū)動(dòng)操作中的OFF時(shí)間時(shí)的再生電流； 電流檢測單元，當(dāng)由所述電流感測單元所感測到的感測電流變?yōu)樾∮谀繕?biāo)電流量時(shí)，該電流檢測單元輸出電流檢測信號； PWM信號生成單元，該P(yáng)WM信號生成單元接收給定頻率的時(shí)鐘信號和從所述電流檢測單元輸出的所述電流檢測信號，并且，在從指示所述電流檢測信號變?yōu)樾∮谒瞿繕?biāo)電流量的感測的信號的輸出起，至所述時(shí)鐘信號上升或下降的時(shí)間段期間，該P(yáng)WM信號生成單元生成處于高電平或低電平的PWM信號；以及 驅(qū)動(dòng)單元，該驅(qū)動(dòng)單元設(shè)置在所述PWM信號生成單元與所述切換元件之間，并且控制以驅(qū)動(dòng)所述切換單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，包括 電源電壓監(jiān)控單元，該電源電壓監(jiān)控單元監(jiān)控所述直流電源的電壓，并且，在電源電壓減小至設(shè)定電壓或設(shè)定電壓以下的時(shí)間段期間，該電源電壓監(jiān)控單元輸出電壓減小信號；以及 直流驅(qū)動(dòng)信號生成單元，該直流驅(qū)動(dòng)信號生成單元接收從所述電源電壓監(jiān)控單元輸出的所述電壓減小信號，并且，在電源電壓減小期間和電壓減小恢復(fù)之后的給定時(shí)間段內(nèi)，該直流驅(qū)動(dòng)信號生成單兀輸出一直處于高電平的直流驅(qū)動(dòng)信號，其中 所述驅(qū)動(dòng)單元接收從直流驅(qū)動(dòng)信號生成輸出的所述直流驅(qū)動(dòng)信號和從所述PWM信號生成單元輸出的所述PWM信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，包括 邏輯和單元，該邏輯和單元對所述時(shí)鐘信號和由所述PWM信號生成單元生成的所述PWM信號邏輯求和，其中 所述驅(qū)動(dòng)單元接收所述邏輯和單元的輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任意一項(xiàng)所述的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，其中 所述電流感測單元設(shè)置于再生電流路徑中，在所述切換元件的所述PWM驅(qū)動(dòng)操作期間的OFF時(shí)間時(shí)的再生電流流經(jīng)該再生電流路徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，其中 所述切換元件設(shè)置在直流電源側(cè)，以受到高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)， 所述電流感測單元包括插置在所述再生電流路徑中的感測電阻器，并且所述電流檢測單元包括反相所述感測電阻器的端電壓的反相電路；以及將所述反相電路的輸出電壓與設(shè)定電壓相比較的比較器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，其中 所述切換元件設(shè)置在所述地側(cè)，以受到低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)， 所述電流感測單元包括插置在所述再生電流路徑中的感測電阻器，并且所述電流檢測單元包括使所述感測電阻器在所述直流電源側(cè)上的端電壓下降的第一電壓下降單元；使所述感測電阻器在所述切換元件側(cè)上的端電壓下降的第二電壓下降單元；以及將所述第一電壓下降單元的輸出電壓與所述第二電壓下降單元的輸出電壓相比較的比較器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，其中 所述切換元件設(shè)置在所述地側(cè)，以受到低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)， 所述電流感測單元包括插置在所述再生電流路徑中的感測電阻器，并且所述電流檢測單元包括差分放大電路，該差分放大電路獲得所述感測電阻器在所述直流電源側(cè)上的端電壓與該感測電阻器在所述切換元件側(cè)上的端電壓的偏差；以及比較器，該比較器將所述差分放大電路的差分輸出與設(shè)定電壓相比較。
全文摘要
一種電磁感應(yīng)負(fù)載的控制裝置，其能夠自動(dòng)地調(diào)整與目標(biāo)電流值對應(yīng)的占空比而無需利用計(jì)算單元獲得占空比。在使切換裝置(Q)與電磁感應(yīng)負(fù)載(100)在直流電源與地之間串聯(lián)連接的電路中，該控制裝置具有電流感測器(11)，用于感測切換裝置(Q)的PWM驅(qū)動(dòng)操作中的OFF時(shí)間時(shí)的再生電流；電流檢測單元(12)，用于在感測電流變?yōu)樾∮谀繕?biāo)電流量時(shí)輸出電流檢測信號(Idetect)；PWM信號生成單元(13)，其將給定頻率的時(shí)鐘信號和電流檢測信號(Idetect)作為輸入，并且在(Idetect)上升和時(shí)鐘信號下降的時(shí)間段期間，生成變?yōu)楦唠娖交虻碗娖降腜WM信號(Vpwm)；以及驅(qū)動(dòng)單元(14)，用于通過PWM信號(Vpwm)控制和驅(qū)動(dòng)所述切換單元(Q)。
文檔編號G05F1/56GK102792592SQ201180013228
公開日2012年11月21日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者大石英一郎, 森本充晃 申請人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社