特開 2023-132610 誘導性負荷用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023132610

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】誘導性負荷用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 7/18 20060101AFI20230914BHJP

   H05H 7/04 20060101ALN20230914BHJP

【ＦＩ】

H01F7/18 Q

H05H7/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022038031

(22)【出願日】2022-03-11

(71)【出願人】

【識別番号】000004606

【氏名又は名称】ニチコン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000475

【氏名又は名称】弁理士法人みのり特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】青木 孝典

(72)【発明者】

【氏名】藤森 弘之

【テーマコード（参考）】

2G085

【Ｆターム（参考）】

2G085BA14

2G085BA19

2G085BC15

2G085EA03

(57)【要約】

【課題】立ち上がったパルス状電流を短時間で安定させることが可能な誘導性負荷用電源装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る誘導性負荷用電源装置１０Ａは、予め設定された目標電流値Ｉｒｅｆ１とパルス状電流の電流値である負荷電流値Ｉｌｏａｄとに基づいて第２電流源３０を制御する制御部４０Ａを備える。制御部４０ＡのＰＷＭ制御部４５は、（１）パルス状電流が立ち上げられるフェイズでは、負荷電流値Ｉｌｏａｄと該負荷電流値Ｉｌｏａｄを予め定められた規則に従って調整したものとの偏差に基づいて駆動信号のデューティに関するＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍを生成し、（２）パルス状電流が維持されるフェイズでは、目標電流値Ｉｒｅｆ１と負荷電流値Ｉｌｏａｄとの偏差に基づいて上記ＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍを生成する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

誘導性負荷にパルス状電流を印加する誘導性負荷用電源装置であって、
前記パルス状電流を頂部まで立ち上げる第１電流源と、
立ち上げられた前記パルス状電流を前記頂部において維持する第２電流源と、
予め設定された目標電流値と前記パルス状電流の電流値である負荷電流値とに基づいて少なくとも前記第２電流源を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第２電流源を構成するスイッチング素子をオン／オフさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号のデューティに関するＰＷＭ制御信号を前記駆動信号生成部に与えるＰＷＭ制御部とを備え、
前記ＰＷＭ制御部は、（１）前記パルス状電流が立ち上げられるフェイズでは、前記負荷電流値と該負荷電流値を予め定められた規則に従って調整したものとの偏差に基づいて前記ＰＷＭ制御信号を生成し、（２）前記パルス状電流が維持されるフェイズでは、前記目標電流値と前記負荷電流値との偏差に基づいて前記ＰＷＭ制御信号を生成し、
前記駆動信号生成部は、（１）前記パルス状電流が立ち上げられるフェイズでは、前記ＰＷＭ制御信号に基づかずに前記駆動信号を生成し、（２）前記パルス状電流が維持されるフェイズでは、前記ＰＷＭ制御信号に基づいて前記駆動信号を生成する
ことを特徴とする誘導性負荷用電源装置。

【請求項2】

前記調整が、予め定められた１．００以上１．０１以下の係数を前記負荷電流値に掛けることである
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷用電源装置。

【請求項3】

前記誘導性負荷としての電磁石に前記パルス状電流を印加する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導性負荷用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電磁石等の誘導性負荷に急峻に立ち上がるパルス状の大電流を印加する誘導性負荷用電源装置に関する。

【背景技術】

【0002】

物理化学実験や医療等の分野で使用される加速器には、誘導性負荷である電磁石にパルス状の大電流を印加するための誘導性負荷用電源装置が備えられている。従来の誘導性負荷用電源装置としては、例えば特許文献１に記載されているような、パルス状電流を頂部まで立ち上げる第１電流源と、立ち上がったパルス状電流を頂部において維持する第２電流源とを備えたものが知られている。

【0003】

この従来の誘導性負荷用電源装置は、パルス状電流を頂部において高精度に維持するために、予め充電された第１コンデンサの第１放電電流のみを誘導性負荷に供給すること、および予め充電された第２コンデンサの第２放電電流を第１放電電流とともに電磁石に供給することができるよう第２電流源が構成されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６１４８１３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記従来の誘導性負荷用電源装置は、立ち上がった直後のパルス状電流に生じるオーバーシュートやアンダーシュートを防ぐことはできなかった。言い換えると、上記従来の誘導性負荷用電源装置では、立ち上がったパルス状電流が安定するまでに長時間を要していた。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、立ち上がったパルス状電流を短時間で安定させることが可能な誘導性負荷用電源装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明に係る誘導性負荷用電源装置は、誘導性負荷にパルス状電流を印加するものであって、パルス状電流を頂部まで立ち上げる第１電流源と、立ち上げられたパルス状電流を頂部において維持する第２電流源と、予め設定された目標電流値とパルス状電流の電流値である負荷電流値とに基づいて少なくとも第２電流源を制御する制御部とを備え、制御部は、第２電流源を構成するスイッチング素子をオン／オフさせるための駆動信号を生成する駆動信号生成部と、駆動信号のデューティに関するＰＷＭ制御信号を駆動信号生成部に与えるＰＷＭ制御部とを備え、ＰＷＭ制御部は、（１）パルス状電流が立ち上げられるフェイズでは、負荷電流値と該負荷電流値を予め定められた規則に従って調整したものとの偏差に基づいてＰＷＭ制御信号を生成し、（２）パルス状電流が維持されるフェイズでは、目標電流値と負荷電流値との偏差に基づいてＰＷＭ制御信号を生成し、駆動信号生成部は、（１）パルス状電流が立ち上げられるフェイズでは、ＰＷＭ制御信号に基づかずに駆動信号を生成し、（２）パルス状電流が維持されるフェイズでは、ＰＷＭ制御信号に基づいて駆動信号を生成する、との構成を有している。

【0008】

この構成では、パルス状電流が立ち上げられるフェイズにおいて、ＰＷＭ制御部が負荷電流値と該負荷電流値を予め定められた規則に従って調整したものとの微小な偏差に基づいて生成したＰＷＭ制御信号を出力するが、駆動信号生成部はこれに基づかずに駆動信号を生成する。また、この構成では、パルス状電流が維持されるフェイズにおいて、ＰＷＭ制御部が目標電流値と負荷電流値との偏差に基づいて生成したＰＷＭ制御信号を出力し、駆動信号生成部はこれに基づいて駆動信号を生成する。つまり、この構成では、パルス状電流が立ち上げられるフェイズからパルス状電流が維持されるフェイズに切り替わるときに、微小な偏差に基づくＰＷＭ制御信号が駆動信号生成部に必ず入力されていることになる。したがって、この構成によれば、フェイズが切り替わったときに、直前のＰＷＭ制御信号の影響を受けた不適切なデューティの駆動信号が生成されることがなくなり、立ち上がったパルス状電流が安定するのを早めることができる。

【0009】

上記誘導性負荷用電源装置は、予め定められた１．００以上１．０１以下の係数を負荷電流値に掛けることにより調整を行うことが好ましい。

【0010】

上記誘導性負荷用電源装置は、例えば、誘導性負荷としての電磁石にパルス状電流を印加する装置として利用することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、立ち上がったパルス状電流を短時間で安定させることが可能な誘導性負荷用電源装置を提供することできる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施例に係る誘導性負荷用電源装置を示す図である。

【図2】調整部において使用する係数を１．００００とした場合の、実施例に係る誘導性負荷用電源装置の動作波形図である。

【図3】調整部において使用する係数を１．００１０とした場合の、実施例に係る誘導性負荷用電源装置の動作波形図である。

【図4】調整部において使用する係数を１．００２２とした場合の、実施例に係る誘導性負荷用電源装置の動作波形図である。

【図5】調整部において使用する係数を１．００３０とした場合の、実施例に係る誘導性負荷用電源装置の動作波形図である。

【図6】本発明の比較例に係る誘導性負荷用電源装置を示す図である。

【図7】比較例に係る誘導性負荷用電源装置の動作波形図である。

【図8】実施例および比較例におけるパルス状電流の拡大波形図である。

【図9】本発明の変形例に係る誘導性負荷用電源装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る誘導性負荷用電源装置の実施例について説明する。

【0014】

［実施例］
図１に、本発明の実施形態に係る誘導性負荷用電源装置１０Ａを示す。誘導性負荷用電源装置１０Ａは、誘導性負荷（本実施例では、電磁石）５０にパルス状の大電流である負荷電流Ｉを印加するためのもので、同図に示すように、第１電流源２０と、第２電流源３０と、これらを制御する制御部４０Ａとを備えている。

【0015】

第１電流源２０は、数千Ｖの直流電圧で充電される第１コンデンサＣ１と、Ｈブリッジ接続された４つのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４のそれぞれに逆並列接続されたダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４とを備えている。

【0016】

スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４はブリッジ回路部を構成し、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の接続点が第１出力端、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の接続点が第２出力端となっている。第１コンデンサＣ１は、ブリッジ回路部に並列接続されている。

【0017】

スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４は、パワー半導体素子の一種であるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）からなっている。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の制御端子であるゲートは、制御部４０Ａ（後述する第１駆動信号生成部４２）に接続されている。なお、ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に内蔵されたものであってもよいし、外付けされたものであってもよい。

【0018】

第２電流源３０は、数百Ｖの直流電圧で充電される第２コンデンサＣ２と、Ｈブリッジ接続された４つのスイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８と、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８のそれぞれに逆並列接続されたダイオードＤ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８とを備えている。

【0019】

スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８はブリッジ回路部を構成し、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６の接続点が第３出力端、スイッチング素子ＳＷ７，ＳＷ８の接続点が第４出力端となっている。第２コンデンサＣ２は、ブリッジ回路部に並列接続されている。

【0020】

スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４と同様にＩＧＢＴからなっている。スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８の制御端子であるゲートは、制御部４０Ａ（後述する第２駆動信号生成部４３）に接続されている。なお、ダイオードＤ５，Ｄ６，Ｄ７，Ｄ８は、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８に内蔵されたものであってもよいし、外付けされたものであってもよい。

【0021】

第１電流源２０の第１出力端は、誘導性負荷５０を介して第２電流源３０の第４出力端に接続されている。また、第１電流源２０の第２出力端は、第２電流源３０の第３出力端に直接接続されている。

【0022】

制御部４０Ａは、予め設定された目標電流値Ｉｒｅｆ１と負荷電流Ｉの電流値である負荷電流値Ｉｌｏａｄとに基づいて第１電流源２０および第２電流源３０を制御する。図１に示すように、制御部４０Ａは、記憶部４１と、第１駆動信号生成部４２と、第２駆動信号生成部４３と、フェイズ制御部４４と、ＰＷＭ制御部４５と、調整部４６と、信号切替部４７と、偏差信号出力部４８とを備えている。

【0023】

記憶部４１は、ユーザが設定した目標電流値Ｉｒｅｆ１を記憶する不揮発性または揮発性のメモリからなる。

【0024】

第１駆動信号生成部４２は、後述するフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅに基づいて、第１電流源２０を構成するスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４をオン／オフさせるための駆動信号（ゲート信号）を生成する。

【0025】

第２駆動信号生成部４３は、後述するフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅおよび後述するＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍに基づいて、第２電流源３０を構成するスイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８をオン／オフさせるための駆動信号（ゲート信号）を生成する。

【0026】

フェイズ制御部４４は、記憶部４１に記憶された目標電流値Ｉｒｅｆ１、負荷電流値Ｉｌｏａｄおよびユーザからの出力開始指令（不図示）に基づいて、第１駆動信号生成部４２および第２駆動信号生成部４３に与えるフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅを生成する。具体的には、フェイズ制御部４４は、（１）出力開始指令を受け取るまではフェイズ１を示すフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅを生成し、（２）出力開始指令を受け取ってから負荷電流値Ｉｌｏａｄが目標電流値Ｉｒｅｆ１に一致するまでの間はフェイズ２を示すフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅを生成し、（３）フェイズ２が終了してから所定の時間が経過するまでの間はフェイズ３を示すフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅを生成し、（４）フェイズ３が終了してから負荷電流値Ｉｌｏａｄがゼロになるまでの間はフェイズ４を示すフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅを生成する。

【0027】

ＰＷＭ制御部４５は、後述する偏差信号に基づいて、第２駆動信号生成部４３が出力する駆動信号のデューティに関するＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍを生成する。

【0028】

各フェイズにおけるスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８の状態を整理すると、下表の通りとなる。

【表1】

【0029】

フェイズ１では、第１駆動信号生成部４２が、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４をオフさせる駆動信号を生成するとともに、第２駆動信号生成部４３が、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８をオフさせる駆動信号を生成する。このフェイズでは、誘導性負荷５０に負荷電流Ｉは流れない。

【0030】

フェイズ２では、第１駆動信号生成部４２が、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４をオン、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３をオフさせる駆動信号を生成するとともに、第２駆動信号生成部４３が、スイッチング素子ＳＷ８をオン、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７をオフさせる駆動信号を生成する。このフェイズでは、“第１コンデンサＣ１→スイッチング素子ＳＷ１→誘導性負荷５０→スイッチング素子ＳＷ８→ダイオードＤ６→スイッチング素子ＳＷ４→第１コンデンサＣ１”の経路で第１コンデンサＣ１が放電し、負荷電流Ｉが流れる。

【0031】

フェイズ３では、第１駆動信号生成部４２が、スイッチング素子ＳＷ４をオン、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３をオフさせる駆動信号を生成するとともに、第２駆動信号生成部４３が、スイッチング素子ＳＷ５をオン、スイッチング素子ＳＷ６，ＳＷ７をオフ、スイッチング素子ＳＷ８をＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍに対応したオンデューティでオン／オフさせる駆動信号を生成する。このフェイズでは、スイッチング素子ＳＷ８がオンすると、“第２コンデンサＣ２→スイッチング素子ＳＷ５→スイッチング素子ＳＷ４→ダイオードＤ２→誘導性負荷５０→スイッチング素子ＳＷ８→第２コンデンサＣ２”の経路で負荷電流Ｉが流れる。また、このフェイズでは、スイッチング素子ＳＷ８がオフすると、“誘導性負荷５０→ダイオードＤ７→スイッチング素子ＳＷ５→スイッチング素子ＳＷ４→ダイオードＤ２→誘導性負荷５０”の経路で負荷電流Ｉが還流する。

【0032】

フェイズ４では、第１駆動信号生成部４２が、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４をオフさせる駆動信号を生成するとともに、第２駆動信号生成部４３が、スイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８をオフさせる駆動信号を生成する。このフェイズでは、“誘導性負荷５０→ダイオードＤ７→第２コンデンサＣ２→ダイオードＤ６→ダイオードＤ３→第１コンデンサＣ１→ダイオードＤ２→誘導性負荷５０”の経路で誘導性負荷５０に蓄えられたエネルギーが第１コンデンサＣ１および第２コンデンサＣ２に回生される。このとき、負荷電流Ｉは徐々に減少する。

【0033】

調整部４６は、負荷電流値Ｉｌｏａｄを調整し、調整後の電流値を信号切替部４７に出力する。本実施例では、予め定められた１．００以上１．０１以下の係数αをＩｌｏａｄに掛けることにより調整を行う。このため、本実施例では、信号切替部４７に目標電流値Ｉｒｅｆ１および調整後負荷電流値α×Ｉｌｏａｄが入力される。

【0034】

信号切替部４７は、フェイズ制御部４４が生成したフェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅに基づいて、Ｉｒｅｆ２として出力する値を切り替える。具体的には、信号切替部４７は、フェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅがフェイズ２を示している場合は、調整後負荷電流値α×ＩｌｏａｄをＩｒｅｆ２として出力し、それ以外の場合（すなわち、フェイズ制御信号Ｖｐｈａｓｅがフェイズ１，３，４を示している場合）は、目標電流値Ｉｒｅｆ１をＩｒｅｆ２として出力する。

【0035】

偏差信号出力部４８は、負荷電流値ＩｌｏａｄとＩｒｅｆ２との偏差に対応した偏差信号をＰＷＭ制御部４５に出力する。具体的には、偏差信号出力部４８は、フェイズ２においては、偏差“α×Ｉｌｏａｄ－Ｉｌｏａｄ”に対応した偏差信号を出力し、それ以外のフェイズにおいては、偏差“Ｉｒｅｆ１－Ｉｌｏａｄ”に対応した偏差信号を出力する。

【0036】

このため、パルス状電流が立ち上がるフェイズ２の間、ＰＷＭ制御部４５には、０以上０．０１×Ｉｌｏａｄ以下の微小な偏差に対応した偏差信号が入力される。そして、このような偏差信号が入力されたＰＷＭ制御部４５は、第２駆動信号生成部４３が出力する駆動信号のデューティが極端に大きくも小さくもならないようなＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍを出力する。

【0037】

また、パルス状電流が頂部において維持されるフェイズ３の間、ＰＷＭ制御部４５には、偏差“Ｉｒｅｆ１－Ｉｌｏａｄ”に対応した偏差信号が入力される。そして、このような偏差信号が入力されたＰＷＭ制御部４５は、負荷電流値Ｉｌｏａｄを目標電流値Ｉｒｅｆ１に一致させるようなＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍを出力する。より詳しくは、ＰＷＭ制御部４５は、負荷電流値Ｉｌｏａｄが目標電流値Ｉｒｅｆ１よりも大きければ、ＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの電圧値を下げることによって第２駆動信号生成部４３が出力する駆動信号のデューティ、すなわちスイッチング素子ＳＷ８のオンデューティを低下させる。反対に、ＰＷＭ制御部４５は、負荷電流値Ｉｌｏａｄが目標電流値Ｉｒｅｆ１よりも小さければ、ＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの電圧値を上げることによって第２駆動信号生成部４３が出力する駆動信号のデューティ、すなわちスイッチング素子ＳＷ８のオンデューティを上昇させる。

【0038】

ここで、表１から理解されるように、第２駆動信号生成部４３は、フェイズ１，２，４においてＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍを必要としない。言い換えると、第２駆動信号生成部４３は、フェイズ１，２，４においてはＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍに基づかずに駆動信号を生成する。信号切替部４７を設けて、フェイズ２の間に第２駆動信号生成部４３に微小な偏差に対応したＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍが入力されるようにすることは、フェイズ２からフェイズ３に切り替わったときに、直前のＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの影響を受けた不適切なデューティの駆動信号が第２駆動信号生成部４３からスイッチング素子ＳＷ５，ＳＷ６，ＳＷ７，ＳＷ８（特に、スイッチング素子ＳＷ８）に出力されてしまい、負荷電流Ｉに大きなオーバーシュートが生じるのを防ぐのに役立つ。

【0039】

図２～図５に、目標電流値Ｉｒｅｆ１を２．１ｋＡとして誘導性負荷用電源装置１０Ａを動作させたシミュレーションの結果を示す。図２は調整部４６において使用する係数αを１．００００とした場合のシミュレーション結果、図３は係数αを１．００１０とした場合のシミュレーション結果、図４は係数αを１．００２２とした場合のシミュレーション結果、図５は係数αを１．００３０とした場合のシミュレーション結果である。各図の（Ａ）は第２電流源３０の第４出力端を基準とした第１電流源２０の第１出力端の電圧（すなわち、誘導性負荷５０に生じている電圧）の波形図であり、（Ｂ）は信号切替部４７が出力するＩｒｅｆ２の波形図であり、（Ｃ）はＰＷＭ制御部４５が出力するＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの波形図であり、（Ｄ）は負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）の波形図であり、（Ｅ）はＩ（Ｉｌｏａｄ）およびＩｒｅｆ２の拡大波形図である。また、各図の横軸は、シミュレーション開始時刻を基準とした時刻（単位はｓ）である。なお、本シミュレーションでは、時刻０．２０ｓに出力開始指令がなされたことによるフェイズ１からフェイズ２への切り替わりが起こり、時刻約０．２２ｓに負荷電流値Ｉｌｏａｄが目標電流値Ｉｒｅｆ１に一致したことによるフェイズ２からフェイズ３への切り替わりが起こるものとする。

【0040】

図２～図５は、係数αを変化させると、フェイズ３直前のＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの電圧値が変化し（各図（Ｃ）参照）、負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）の立ち上がり方に違いが生じたことを示している（各図（Ｅ）参照）。

【0041】

具体的には、係数αを１．００００とした図２では、Ｉｒｅｆ２から遅れて負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が立ち上がり、時刻０．２６ｓ頃に負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が目標電流値Ｉｒｅｆ１である２．１ｋＡで安定する。係数αを１．００１０とした図３でも、Ｉｒｅｆ２から遅れて負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が立ち上がり、時刻０．２５ｓ頃に負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が２．１ｋＡで安定する。係数αを１．００２２とした図４では、Ｉｒｅｆ２からほとんど遅れることなく負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が立ち上がり、時刻０．２２５ｓ頃に負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が２．１ｋＡで安定する。また、係数αを１．００３０とした図５では、Ｉｒｅｆ２を追い越すように負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が立ち上がり、時刻０．２５ｓ頃に負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が２．１ｋＡで安定する。

【0042】

比較のために、制御部４０Ａの代わりに制御部４０Ｃを備えた誘導性負荷用電源装置１０Ｃについても同様のシミュレーションを行った。図６に示すように、制御部４０Ｃは、偏差信号出力部４８が負荷電流値Ｉｌｏａｄと目標電流値Ｉｒｅｆ１との偏差に対応した偏差信号を常に出力するようになっている点で制御部４０Ａと異なっている。

【0043】

図７に、目標電流値Ｉｒｅｆ１を２．１ｋＡとして誘導性負荷用電源装置１０Ｃを動作させたシミュレーションの結果を示す。同図の（Ａ）は誘導性負荷５０に生じている電圧の波形図であり、（Ｂ）は偏差信号出力部４８に入力されるＩｒｅｆ１の波形図であり、（Ｃ）はＰＷＭ制御部４５が出力するＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの波形図であり、（Ｄ）は負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）の波形図であり、（Ｅ）はＩ（Ｉｌｏａｄ）およびＩｒｅｆ１の拡大波形図である。また、同図の横軸は、シミュレーション開始時刻を基準とした時刻（単位はｓ）である。なお、本シミュレーションでも、時刻０．２０ｓに出力開始指令がなされたことによるフェイズ１からフェイズ２への切り替わりが起こり、時刻約０．２２ｓに負荷電流値Ｉｌｏａｄが目標電流値Ｉｒｅｆ１に一致したことによるフェイズ２からフェイズ３への切り替わりが起こるものとする。

【0044】

図７は、ＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの電圧値が、負荷電流値Ｉｌｏａｄを目標電流値Ｉｒｅｆ１（２．１ｋＡ）に維持するのに適したＰＷＭ制御信号Ｖｐｗｍの電圧値（約２．５Ｖ）よりもかなり大きいときにフェイズ２からフェイズ３への切り替わりが起こった結果、切り替わり直後の負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）に大きなオーバーシュートが生じ、時刻０．２７ｓ頃まで負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）が安定しなかったことを示している。

【0045】

図８は、実施例（係数α＝１．００００～１．００３０）に係る誘導性負荷用電源装置１０Ａの負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）の波形と、比較例に係る誘導性負荷用電源装置１０Ｃの負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）の波形とを重ねたものである。同図は、実施例に係る誘導性負荷用電源装置１０Ａ（特に、係数αを１．００２２とした誘導性負荷用電源装置１０Ａ）によれば、立ち上がった負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）を比較的短時間で安定させることができることを示している。

【0046】

以上、本発明に係る誘導性負荷用電源装置の実施例について説明してきたが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。

【0047】

［変形例］
例えば、調整部４６で使用する係数αは、１．００以上１．０１以下の範囲内で変更することができる。係数αを１．０１程度としても、比較例よりも短時間で立ち上がった負荷電流Ｉ（Ｉｌｏａｄ）を安定させることができる。なお、最適な係数αの値（実施例では、１．００２２）は、誘導性負荷５０のインダクタンスや目標電流値Ｉｒｅｆ１に応じて変化すると考えられる。

【0048】

調整部４６は、予め定められた０を超える数値を足すことにより負荷電流値Ｉｌｏａｄを調整してもよい。

【0049】

第１電流源２０は、フェイズ１～４を通してオンすることのないスイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３が省略されていてもよい。同様に、第２電流源３０は、フェイズ１～４を通してオンすることのないスイッチング素子ＳＷ６，ＳＷ７が省略されていてもよい。

【0050】

また、本発明に係る誘導性負荷用電源装置は、図９に示した誘導性負荷用電源装置１０Ｂのように、より急峻にパルス状電流を立ち上げるために複数の第１電流源２０を備えていてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１０Ａ，１０Ｂ 誘導性負荷用電源装置
２０ 第１電流源
３０ 第２電流源
４０Ａ 制御部
４１ 記憶部
４２ 第１駆動信号生成部
４３ 第２駆動信号生成部
４４ フェイズ制御部
４５ ＰＷＭ制御部
４６ 調整部
４７ 信号切替部
４８ 偏差信号出力部
５０ 誘導性負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】