DC/DC电压变换电路及采用该电路的电感负载激励装置制造方法及图纸

一种ＤＣ／ＤＣ电压变换电路，它备有电源、与上述电源连接的线圈、使包含上述电源及上述线圈的闭合电路通／断的开关装置、以及与上述开关装置并联的电容器，通过将上述开关装置闭合而将上述电源电压加在上述线圈上，将能量蓄积在上述线圈中，通过在任意确定的定时将上述开关装置断开，将蓄积在上述线圈中的能量蓄积到上述电容器中并输出，该ＤＣ／ＤＣ电压变换电路的特征在于：通过沿着与上述电源供给的电流所感应的磁通方向相反的方向对上述线圈的磁芯附加偏磁，增加蓄积在上述线圈中的磁能。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及DC/DC电压变换电路及应用该DC/DC电压变换电路的电感负载激励装置，特别涉及通过使加在电感性负载上的电源通/断来控制流过电感性负载的平均电流的电感负载激励装置，尤其是涉及采用在电感负载激励装置开始驱动时用于施加升压后的电压并确保负载电流正常上升的DC/DC电压变换电路的电感负载激励装置。
技术介绍
通常，为了使电磁阀等电磁执行机构高速动作，需要克服电感使励磁电流快速上升。设线圈的内阻为R、电感为L时，已知励磁电流I对外加电压E的传递函数G(S)为G(S)＝(1/R)·〔1/(1＋L·S/R)〕……(1)由上式可知，在I＝0的状态下，施加电压E后，电流I的上升斜率为E/L，稳态电流为E/R，并产生时间常数为L/R的一阶滞后。因此，为了使R、L确定的线圈中的电流快速上、迅速动作，必须增大外加电压。可是，伴随外加电压E的增大，稳态电流也会增大到所需值以上，很容易导致线圈发热，烧毁等，装置也需要大型化，并造成能量的浪费。另外，在行驶的车辆之类以车载电池为电源的机械中，外加电压受到限制，因此在很多情况下得不到足够的电压。为了解决这一问题，设置了用于提高加在线圈上的外加电压的升压电路(例如回扫式DC/DC电压变换器等)和用于限制稳定电流的电流控制电路，电流上升时，施加高电压，使电流快速增加，同时，当电流达到规定值时，利用电流控制电路控制外加电压，防止电流增加到所需值以上。作为升压电路之一，图22示出了现有的采用回扫式DC/DC电压变换器的电感负载激励装置的一个例子。图中10是由回扫式DC/DC电压变换器构成的充电电路。采用回扫式DC/DC电压变换器作为升压电路时的问题之一是装置的大型化问题。以往，作为蓄能用充电电路的电感多半采用扼流圈或变压器，但装置却因此而大型化、复杂化。本专利技术的目的就是解决这样的问题，以较小的型式和较轻的重量提供一种电路构成简单而效率高的DC/DC电压变换电路及应用该DC/DC电压变换电路的电感负载激励装置。专利技术的公开本专利技术的DC/DC电压变换电路备有电源、连接于上述电源的线圈、使包括上述电源及上述线圈的闭合电路通/断的开关装置、以及并联在上述开关装置上的电容器，通过将上述开关装置闭合，将上述电源电压加在上述线圈上，在上述线圈中蓄积能量，通过在任意规定的定时使上述开关装置闭合，而将在上述线圈中蓄积的能量蓄积到上述电容器中并输出，该DC/DC电压变换电路的特征在于通过沿着与上述电源供给的电流在上述线圈的磁芯中感应的磁通方向相反的方向附加偏磁，使上述线圈中蓄积的磁能增加。这样，通过将偏磁加到线圈的磁场中，使工作点偏移，能提高磁性铁心每单位面积的能量密度，并能使线圈中蓄积的能量增多。因此，即使使用较小型的线圈，也能高效率地使电容器充电，并能实现采用小型且重量轻的DC/DC电压变换电路的电感负载激励装置。附图的简单说明图1是表示采用单一电感以永久磁铁附加偏磁的本专利技术DC/DC电压变换电路的第1实施例的电路图。图2(a)、图2(b)、图2(c)是通过将偏磁加到磁芯上提高能量密度的说明图。图3是表示采用复绕变压器以永久磁铁附加偏磁的本专利技术DC/DC是压变换电路的第2实施例的电路图。图4(a)、图4(b)、图4(c)是本专利技术的第2实施例中改变一次及二次绕组匝数时的电路图。图5是表示采用自耦变压器以永久磁铁附加偏磁的本专利技术DC/DC电压变换电路的第3实施例的电路图。图6(a)、图6(b)是本专利技术的第3实施例中改变一次及二次绕组匝数时的电路图。图7(a)、图7(b)、图7(c)是表示用电磁铁附加偏磁的本专利技术DC/DC电压变换电路的第4实施例及其变形例的电路图。图8是应用本专利技术DC/DC电压变换电路的电感负载驱动装置的一个实施例的电路图。图9是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图10是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图11是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图12是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图13是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图14是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图15是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图16是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图17是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图18是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图19是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图20是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图21是本专利技术的电感负载激励装置的另一实施例的电路图。图22电感负载激励装置的原有例的电路图。实施本专利技术用的最好形式下面参照附图说明与本专利技术有关的DC/DC电压变换电路及应用该DC/DC电压变换电路的电感负载激励装置的实施例。图1表示本专利技术的DC/DC电压变换电路的第1实施例。按图说明该电路的动作。开关SW按规定的定时进行通/断。在由电源E、线圈L、开关SW构成的闭合电路A中，开关SW接通时，由于电流流过线圈L，便在线圈L中蓄积能量。然后，如开关SW断开，则电流通路转移到由电源、线圈L、电容器C构成的闭合电路B，在开关SW断开的瞬间，在线圈L的两端，以二极管D一侧为高电位侧，产生高电压，并通过二极管D使电容器C么电。插入二极管D的目的是为了当开关SW下一次接通时防止电容器C短路。通过反复进行开关SW的通/断，电容器C逐渐地被充电至高压，使更多的能量蓄积在电容器C中。在本实施例中，利用永久磁铁Mg，沿着与由电流流过所产生的磁通方向相反的方向，将偏磁加在用来为该电容器C充电的线圈L的磁芯上，使B-H曲线的工作点偏移，借此能蓄积更多的能量。用图2说明该原理。线圈的一般的B-H曲线示于图2(a)。为了简单，如图2(b)所示，近似地描述该曲线。这时，由于电流的流动，使磁通密度上升到a点时，线圈中蓄积的能量是用斜线表示的Wa部分。加偏磁使工作点偏移后，如图2(c)中的斜线部分所示，能使该线圈中蓄积的能量增加。作为使工作点偏移的方法，在本实施例中是采取利用永久磁铁Mg将偏磁加到线圈L的磁芯上的方法。由于采用这种方法提高磁芯的每单位面积的能量密度，因此为了获得相同的能量，就能将对电容器C充电用的线圈L作成小型且重量轻的线圈。另外，假定使用相同大小的线圈，则能使开关通/断一次所获得的能量增多。图3表示本专利技术的DC/DC电压变换电路的第2实施例的电路。本实施例的基本原理与第1实施例相同，它是用复绕变压器T代替第1实施例的单一电感。为了提高磁芯每单位面积的能量密度，也是利用永久磁铁Mg，将偏磁沿着与电流流动产生的磁通方向相反的方向加到该变压器T上。因此，能用较小型的变压器，实现同等效率的充电器，可实现小型且重量轻的充电部分。根据图3说明该电路的动作。将开关SW闭合，形成闭合电路A。从电源供给的能量蓄积在复绕变压器T的一次侧线圈L1中。当断开关闭SW时，在一次线圈L1中蓄积的能量便转移到二次线圈L2中，电流在闭合电路B中流动，使电容器C充电。通过反复进行该开关SW的通/断动作，能将更多的能量蓄积在电容器C中。该实施例的电路有如下优点。1)能在一次侧、二次侧改变电感。即，如图4(a)所示，如增加变压器T的一次侧的匝数、而减少二次侧的匝数，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：中山彻矢，守时正和，原政雄，前田谦一郎，吉田大辅，
申请(专利权)人：株式会社小松制作所，
类型：发明
国别省市：