DE10142053A1

DE10142053A1 - Pulsbreitenmodulationsverfahren, Pulsbreitenmodulator und Leistungswandler

Info

Publication number: DE10142053A1
Application number: DE10142053A
Authority: DE
Inventors: Seiji Ishida; Keijiro Sakai; Toshiaki Okuyama; Hiroshi Fujii; Hiroyuki Tomita; Tatsuo Ando; Yuhachi Takakura; Hideo Kimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-10-03
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2002-12-05
Also published as: JP2002119062A; US6657412B2; JP3665812B2; US20020093391A1

Abstract

Bei der Erfassung des Ausgangsstroms eines Leistungswandlers auf der Grundlage eines Gleichstroms Idc des Leistungswandlers wird die Impulsbreite des Gleichstroms Idc schmaler, wenn die Impulsbreite einer Leitungsspannung schmaler ist, so daß die Erfassung schwierig wird. Eine erfindungsgemäße Spannungsbefehl-Korrektureinheit 9 korrigiert Spannungsbefehle so, daß die Impulsbreite einer Leitungsspannung Null wird, wenn die Impulsbreite der Leitungsspannung kleiner als die minimale Impulsbreite ist, so daß kein Leitungsimpuls ausgegeben wird, und ein entstehender Fehler wird integriert. Dieser integrierte Fehler wird beim nächsten Mal zur Leitungsspannung addiert, und die integrierte Impulsbreite der Leitungsspannung wird ausgegeben, wenn die Impulsbreite größer als oder gleich der minimalen Impulsbreite wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pulsbreitenmodulationssystem und insbesondere ein Pulsbreitenmodulationssystem zur Steuerung eines Leistungs wandlers.

Fig. 18 zeigt ein Beispiel eines Leistungswandlers, für den ein Pulsbreiten modulationssystem verwendet wird. In Fig. 18 bezeichnen die Bezugszeichen 1 eine Wechselstromzufuhr, 2 eine Gleichrichterschaltung, 3 einen Glättungskondensator, 4 einen Motor, 5 einen Stromdetektor, 6 eine Einheit zur Steuerung der Pulsbrei tenmodulation, 7 eine Stromerfassungseinheit, 8 eine Motorsteuereinheit, Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz Schaltelemente und 10 den Leistungswandler. Eine von der Wechselstromzufuhr 1 zugeführte Spannung wird von der Gleichrichterschaltung 2 gleichgerichtet und weiter von dem Glättungskondensator 3 geglättet, um in eine Gleichspannung umgewandelt zu werden. Durch Umschalten der Schaltelemente Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz wird die Gleichspannung in eine mit dem Motor 4 verbundene U-Phasen-Spannung, V-Phasen-Spannung und W-Phasen-Spannung umgewandelt.

Ferner erfaßt der Stromdetektor 5 einen Gleichstrom Idc, der von den Schaltelementen Qx, Qy, Qz zum Glättungskondensator 3 fließt. Die Stromerfas sungseinheit 7 erfaßt auf der Grundlage des von dem Stromdetektor 5 erfaßten Gleichstroms und anhand der von der Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmo dulation ausgegebenen Gate-Signale Gu, Gv, Gw, Gx, Gy und Gz Idc einen U- Phasen-Motorstrom Iu, einen V-Phasen-Motorstrom Iv und einen W-Phasen- Motorstrom Iw.

Auf der Grundlage der erfaßten Motorströme Iu, Iv und Iw und eines von außen vorgegebenen Drehzahlbefehls Fr* gibt die Motorsteuereinheit 8 einen U- Phasen-Wechselspannungsbefehl Eu, einen V-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ev und einen W-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ew aus. Auf der Grundlage der Wechselspannungsbefehle Eu, Ev und Ew gibt die Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation die Gate-Signale Gu, Gv, Gw, Gx, Gy und Gz auf, die die jeweiligen Schaltelemente Qu, Qv, Qw, Qx, Qy und Qz ansteuern. Hier umfaßt der Leistungswandler 10 die Gleichrichterschaltung 2, den Glättungskondensator 3, den Stromdetektor 5, die Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation, die Stromerfassungseinheit 7, die Motorsteuereinheit 8 und die Schaltelemente Qu, Qv, Qw, Qx, QY und Qz.

Fig. 19 zeigt den Aufbau der Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodu lation. Die Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation umfaßt eine Trä gererzeugungseinheit 601, eine U-Phasen-Vergleichseinheit 602, eine V-Phasen- Vergleichseinheit 603, eine W-Phasen-Vergleichseinheit 604 und Umkehreinheiten 605, 606 und 607. Die Trägererzeugungseinheit 601 gibt auf der Grundlage eines Trägerfrequenzbefehls Fc eine Dreieckswelle mit einer Frequenz Fc als Träger C aus. Die U-Phasen-Vergleichseinheit 602, die das Gate-Signal Gu ausgibt, ver gleicht den U-Phasen-Wechselspannungsbefehl Eu mit dem Träger C und gibt einen hohen Pegel bzw. H-Pegel aus, wenn der U-Phasen-Wechselspannungsbefehl größer ist, und einen niedrigen Pegel bzw. L-Pegel, wenn er kleiner ist. Ferner gibt die Umkehreinheit 605, die das Gate-Signal Gx ausgibt, den H-Pegel aus, wenn das Gate-Signal Gu den L-Pegel aufweist, und den H-Pegel, wenn das Gate-Signal Gu den H-Pegel aufweist. Ähnlich vergleicht die V-Phasen-Vergleichseinheit 603, die das Gate-Signal Gv ausgibt, den V-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ev mit dem Träger C und gibt den H-Pegel aus, wenn der V-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ev größer ist, und den L-Pegel, wenn er kleiner ist. Ferner gibt die Umkehreinheit 606, die das Gate-Signal Gy ausgibt, den H-Pegel aus, wenn das Gate-Signal Gv den L-Pegel aufweist, und den L-Pegel, wenn das Gate-Signal Gv den H-Pegel auf weist. Ferner vergleicht die W-Phasen-Vergleichseinheit 604, die das Gate-Signal Gw ausgibt, den W-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ew mit dem Träger C und gibt den H-Pegel aus, wenn der W-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ew größer ist, und den L-Pegel, wenn er kleiner ist. Ferner gibt die Umkehreinheit 607, die das Gate- Signal Gz ausgibt, den H-Pegel aus, wenn das Gate-Signal Gw den L-Pegel auf weist, und den L-Pegel, wenn das Gate-Signal Gw den H-Pegel aufweist.

Als nächstes wird die Funktionsweise der Einheit 6 zur Steuerung der Puls breitenmodulation beschrieben. Fig. 20 ist eine Schwingungsformübersicht für ver schiedene Teile einschließlich der Einheit zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation, und ihre horizontale Achse ist eine Zeitachse. Jede der Schwingungsformen wird von oben nacheinander beschrieben. In Fig. 20 zeigt (a) die Schwingungsformen der Wechselspannungsbefehle Eu, Ev und Ew und die Schwingungsform des Trägers C für die Pulsbreitenmodulation der Wechselspannungsbefehle Eu, Ev und Ew.

In Fig. 20 zeigt (b) die Schwingungsform des durch Vergleichen des U- Phasen-Wechselspannungsbefehls Eu mit dem Träger C erhaltenen Gate-Signals Gu. Die Schwingungsform nimmt den H-Pegel an, wenn der U-Phasen- Wechselspannungsbefehl Eu größer als der Träger C ist, und den L-Pegel, wenn der U-Phasen-Wechselspannungsbefehl Eu kleiner als der Träger C ist. Wenn das Gate-Signal Gu den H-Pegel aufweist, nimmt das Gate-Signal Gx den L-Pegel ein, und zu diesem Zeitpunkt wird das Schaltelement Qu eingeschaltet, und das Schaltelement Qx wird ausgeschaltet. Weist das Gate-Signal Gu andererseits den L-Pegel auf, nimmt das Gate-Signal Gx den H-Pegel an, und zu diesem Zeitpunkt wird das Schaltelement Qu ausgeschaltet, und das Schaltelement Qx wird eingeschaltet.

In Fig. 20 zeigt (c) eine Schwingungsform des durch den Vergleich des V- Phasen-Wechselspannungsbefehls Ev mit dem Träger C erhaltenen Gate-Signals Gv. Die Schwingungsform nimmt den H-Pegel an, wenn der V-Phasen- Wechselspannungsbefehl Ev größer als der Träger C ist, und den L-Pegel, wenn der V-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ev kleiner als der Träger C ist. Eine Beziehung zwischen den Gate-Signalen Gv und Gy und die Arbeitsweise der Schaltelemente Qv und Qy ähneln jeweils der Beziehung zwischen den Gate-Signalen Gu und Gx und der Arbeitsweise der Schaltelemente Qu und Qx.

In Fig. 20 zeigt (d) eine Schwingungsform des durch den Vergleich des W- Phasen-Wechselspannungsbefehls Ew mit dem Träger C erhaltenen Gate-Signals Gw. Die Schwingungsform nimmt den H-Pegel an, wenn der W-Phasen- Wechselspannungsbefehl Ew größer als der Träger C ist, und den L-Pegel, wenn der W-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ew kleiner als der Träger C ist. Die Beziehung zwischen den Gate-Signalen Gw und Gz und die Arbeitsweise der Schaltelemente Qw und Qz ähneln jeweils der Beziehung zwischen den Gate-Signalen Gu und Gx und der Arbeitsweise der Schaltelemente Qu und Qx.

In Fig. 20 zeigt (e) eine Schwingungsform einer Leitungsspannung Vuv zwischen einem U-Phasen-Ausgang, an den das Schaltelement Qv angeschlossen ist, unter den Leitungsspannungen als Ausgängen des Leistungswandlers.

In Fig. 20 zeigt (f) Schwingungsformen von Strömen, die von dem Lei stungswandler 10 zu dem Motor 4 fließen. Hierbei bezeichnen das Bezugszeichen Iu den U-Phasen-Motorstrom, Iv den V-Phasen-Motorstrom und Iw den W-Phasen- Motorstrom. Der U-Phasen-Motorstrom Iu, der V-Phasen-Motorstrom Iv und der W-Phasen-Motorstrom Iw entsprechen jeweils dem U-Phasen-Ausgang, mit dem das Schaltelement Qu verbunden ist, dem V-Phasen-Ausgang, mit dem das Schalte lement Qv verbunden ist, und den W-Phasen-Ausgang, mit dem das Schaltelement Qw verbunden ist.

In Fig. 20 zeigt (g) eine Schwingungsform des Gleichstroms Idc. Durch Ein- und Ausschalten der Schaltelemente auf der Grundlage der Gate-Signale weisen die Ausgänge des Leistungswandlers, d. h. die U-Phasen-Spannung, die V-Phasen- Spannung und die W-Phasen-Spannung, in bezug auf den unteren Anschluß (die Kathode) des Glättungskondensators 3 Schwingungsformen auf, die jeweils den Gate-Signalen Gu, Gv und Gw ähneln. Dadurch nimmt die Leitungsspannung Vuv des Motors die in der Figur gezeigte Spannung an. Wie vorstehend beschrieben, gibt die Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation jeweils durch Vergleichen des Trägers C mit den Wechselspannungsbefehlen Eu, Ev und Ew die Gate-Signale Gu, Gv und Gw aus.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 21 ein Verfahren zur Erfas sung der Motorströme Iu, Iv und Iw durch die Stromerfassungseinheit 7 beschrie ben.

Fig. 21 zeigt Einzelheiten der Periode T1 gemäß Fig. 20. In Fig. 21 zeigt die horizontale Achse die Zeit, und die vertikale Achse zeigt von oben nacheinander das Gate-Signal Gu, das Gate-Signal Gv, das Gate-Signal Gw, die Leitungsspannung Vuf, eine Leitungsspannung Vvw zwischen dem V-Phasen-Ausgang und dem W- Phasen-Ausgang, eine Leitungsspannung Vwu zwischen dem W-Phasen-Ausgang und dem V-Phasen-Ausgang und den Gleichstrom Idc. Wie in Fig. 20 gezeigt, ist das Vorzeichen des V-Phasen-Motorstroms Iv positiv, und die Vorzeichen des U- Phasen-Motorstroms Iu und des W-Phasen-Motorstroms Iw sind negativ.

In der Periode Ta weisen sämtliche Gate-Signale Gu, Gv und Gw den L- Pegel auf, und daher sind die Schaltelemente Qu, Qv und Qw aus- und die Schalte lemente Qx, Qy und Qz eingeschaltet. Dementsprechend fließt der zum Motor 4 fließende Stroms vom Schaltelement Qy durch den V-Phasen-Ausgang zum Motor 4 und vom Motor 4 durch den U-Phasen-Ausgang und den W-Phasen-Ausgang je weils zu den Schaltelementen Qx und Qz, um zum Schaltelement Qy zurückzukeh ren. Daher fließt kein Strom zum Stromdetektor 5, und Idc ist Null.

In der Periode Tb weisen das Gate-Signal Gv den H-Pegel und die Gate- Signale Gu und Gw den L-Pegel auf, und daher sind die Schaltelemente Qx, Qv und Qz ein- und die Schaltelemente Qu, Qy und Qw ausgeschaltet. Dementsprechend fließt der zum Motor 4 fließende Strom vom oberen Anschluß (der Anode) des Glättungskondensators 3 durch die Schaltelemente Qv und den V-Phasen-Ausgang zum Motor 4 und vom Motor 4 durch den U-Phasen-Ausgang und den W-Phasen- Ausgang jeweils zu den Schaltelementen Qx und Qz und zur Kathode des Glät tungskondensators 3. Dementsprechend fließt Strom mit der gleichen Stärke und dem gleichen Vorzeichen wie der Strom Iv zum Stromdetektor 5.

In der Periode Tc weisen die Gate-Signale Gv und Gw den H-Pegel und das Gate-Signal Gu den L-Pegel auf, und daher sind die Schaltelemente Qx, Qv und Qw ein- und die Schaltelemente Qu, Qy und Qz ausgeschaltet. Dementsprechend fließt der Strom von der Anode des Glättungskondensators 3 über das Schaltelement Qv und den V-Phasen-Ausgang zum Motor 4 und gleichzeitig über das Schaltelement Qw und den W-Phasen-Ausgang zum Motor 4. Ferner fließt der zum Motor 4 ge flossene Strom vom Motor 4 über den U-Phasen-Ausgang und das Schaltelement Qx zur Kathode des Glättungskondensators 3. Dementsprechend fließt Strom mit der gleichen Stärke und dem entgegengesetzten Vorzeichen wie der Strom Iu zum Stromdetektor 5.

In der Periode Td weisen sämtliche Gate-Signale Gu, Gv und Gw den H- Pegel auf, und daher sind die Schaltelemente Qu, Qv und Qw ein- und die Schalte lemente Qx, Qy und Qz ausgeschaltet. Dementsprechend fließt der zum Motor 4 fließende Motor vom Schaltelement Qv durch den V-Phasen-Ausgang zum Motor 4 und vom Motor 4 durch den U-Phasen-Ausgang und den W-Phasen-Ausgang je weils zu den Schaltelementen Qu und Qw, um zum Schaltelement Qv zurückzukeh ren. Daher fließt kein Strom zum Stromdetektor 5, und Idc ist Null.

In der Periode Te ist der Zustand der Gate-Signale der gleiche wie in der Periode Tc, und dementsprechend fließt Strom mit der gleichen Stärke und dem um gekehrten Vorzeichen wie der Strom Iu zum Stromdetektor 5. In der Periode Tf ist der Zustand der Gate-Signale der gleiche wie in der Periode Tb, und dementspre chend fließt Strom mit der gleichen Stärke und dem gleichen Vorzeichen wie der Strom Iv zum Stromdetektor 5. In der Periode Tg ist der Zustand der Gate-Signale der gleiche wie in der Periode Ta, und dementsprechend fließt kein Strom zum Stromdetektor 5.

Die Stromerfassungseinheit 7 erfaßt den Strom synchron mit den Gate- Signalen. Die Arbeitsweise der Stromerfassungseinheit 7 ist in der Periode T1 bei spielsweise wie folgt. In der Periode Tb oder Tf wird der Gleichstrom Idc als Aus gang des Stromdetektors 5 nämlich abgetastet, um den V-Phasen-Motorstrom Iv zu erfassen. In der Periode Tc oder Te wird durch Abtasten des Gleichstroms Idc als Ausgang des Stromdetektors 5 und Umkehrung des Vorzeichens der U-Phasen- Motorstrom Iu erfaßt. Da ferner die Gesamtsumme der vom Leistungswandler zum Motor fließenden Ströme Null ist, wird der W-Phasen-Motorstrom Iw anhand der folgenden Gleichung (1) ermittelt:

Iw = -(Iu + Iv) Gl. (1).

Obwohl sich die Arten von Strömen, die erfaßt werden können, abhängig von der Kombination der Gate-Signale unterscheiden, können zwei der drei Motor ströme erfaßt werden. Der übrige Strom kann leicht anhand der Tatsache ermittelt werden, daß die Gesamtsumme der Ströme Null ist.

Als diese Art von Vorrichtung betreffende Technik sind beispielsweise die ungeprüften japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 6-153526 du Nr. 4-236171 bekannt.

Unter den in Fig. 20 gezeigten Schwingungsformen sind die der Periode T2 in Fig. 22 vergrößert gezeigt. Die horizontale und vertikale Achse der in Fig. 22 ge zeigten Schwingungsformen entsprechen den in Fig. 21 gezeigten. Hier sind die Pe rioden Tj und Tl aufgezeichnet. In den Perioden Tj und Tl weisen die Gate-Signale Gv und Gw den H-Pegel und das Gate-Signal Gu den L-Pegel auf. Daher sind die Schaltelemente Qx, Qv und Qw ein- und die Schaltelemente Qu, Qy und Qz ausge schaltet.

Strom fließt von der Anode des Glättungskondensators 3 durch das Schal telement Qv und den V-Phasen-Ausgang zum Motor 4 und gleichzeitig durch das Schaltelement Qw und den W-Phasen-Ausgang zum Motor 4. Der zum Motor 4 ge flossene Strom fließt vom Motor 4 durch den U-Phasen-Ausgang und das Schalte lement Qx zur Kathode des Glättungskondensators 3. Dementsprechend fließt Strom mit der gleichen Stärke und dem entgegengesetzten Vorzeichen wie der Strom Iu zum Stromdetektor 5. Daher kann, wenn vom Stromdetektor 7 in der Periode Tj oder Tl der Gleichstrom Idc erfaßt wird, der Strom Iu erfaßt werden.

Obwohl Fig. 22 ideale Schwingungsformen zeigt, die sofort ansteigen, hat der Strom tatsächlich eine Anstiegsverzögerungszeit. In einigen Fällen tritt ein Überschwingen des Gleichstroms Idc auf. Dementsprechend ist die Abtastung kor rekter Stromwerte bei einer kurzen Periode, wie den Perioden Tj und Tl, schwierig.

Wie aus Fig. 22 ersichtlich, wird eine Abtastperiode kurz, wenn die Impuls breite einer Leitungsspannung schmal wird. Sind also eine Leitungsspannung nied rig und die Frequenz des Trägers hoch, wird die Abtastung schwierig. Wenn die Frequenz verringert wird, um eine ausreichende Abtastperiode sicherzustellen, wird die Motorsteuerleistung verringert und die magnetischen Geräusche des Motors nehmen zu.

Vorstehend wurde der allgemeinste dreiphasige Fall als Beispiel herangezo gen. Das Gleiche gilt jedoch auch für den einphasigen Fall bzw. den mehrphasigen Fall mit mehr als drei Phasen. Bei einer einzigen Phase gibt es vier Gate-Signale als Ausgänge der Einheit zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation, und zwei stehen in umgekehrter Beziehung zu den beiden anderen.

Fig. 23 zeigt Schwingungsformen von zwei Gate-Signalen und des Gleich stroms. Zwei durch Umkehrung erhaltene Gate-Signale werden weggelassen. Ähn lich wie in dem dreiphasigen Fall werden die Impulsbreite des Gleichstroms schmal und seine Erfassung schwierig, wenn die Differenz zwischen den Signalen eine schmale Breite aufweist.

Ferner beträgt bei einem mehrphasigen Fall mit mehr als drei Phasen, bei spielsweise mit fünf Phasen, die Anzahl der Gate-Signale zehn, wobei fünf in um gekehrter Beziehung zu den anderen fünf stehen. Fig. 24 zeigt Schwingungsformen von fünf Gate-Signalen mit Ausnahme der durch Umkehrung erhaltenen anderen fünf sowie des Gleichstroms. Auch in diesem Fall werden, ähnlich wie in dem drei phasigen Fall, die Impulsbreite des Gleichstroms schmal und seine Erfassung schwierig, wenn die Breite einer Differenz zwischen den Gate-Signalen schmal ist.

Gemäß dem Prinzip der Pulsbreitenmodulation wird, wie vorstehend, die Breite der Differenz zwischen Gate-Signalen schmaler, wenn die Differenz zwi schen Wechselspannungsbefehlen als modulierten Wellen kleiner wird, d. h. eine Leitungsspannung niedriger ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Zur Lösung der vorstehend beschriebenen Probleme wird durch die vorlie gende Erfindung ein Verfahren zur Pulsbreitenmodulation mehrerer Signale ge schaffen, bei dem die mehreren Signalen so korrigiert werden, daß die Breiten der Impulse, die auf der Grundlage eines Signalunterschieds bzw. einer Signaldifferenz von je zwei Signalen der mehreren Signale erzeugt werden, größer oder gleich ei nem vorbestimmten und vorab gesetzten Wert werden.

Der Signalunterschied wird durch Addition eines integrierten Fehlers zu ei ner Differenz zwischen den beiden Signalen ermittelt; und gleichzeitig wird, wenn der Signalunterschied geringer als ein vorbestimmter und vorab gesetzter Wert ist, zumindest eines der beiden Signale so korngiert, daß der Unterschied zwischen den zwei Signalen Null oder geringer als der Signalunterschied wird, und wenn der Si gnalunterschied gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, wird zumindest eines der zwei Signale so korrigiert, daß der Unterschied zwischen den zwei Signa len der Signalunterschied wird.

Dadurch wird der Signalunterschied so korrigiert, daß er größer oder gleich dem vorgegebenen Wert ist, wenn der Signalunterschied kleiner als der vorgegebene Wert ist. Daher wird durch Modulieren der korrigierten Signale sichergestellt, daß die Impulsbreite als Ergebnis der Modulation größer oder gleich einem vorgegebe nen Wert ist. Ferner wird, wenn bei der Ermittlung des integrierten Fehlers der Si gnalunterschied kleiner als der vorgegebene Wert ist, der Signalunterschied Null, und der integrierte Fehler nimmt zu. Der Signalunterschied nimmt zu, wenn der in tegrierte Fehler zunimmt, und daher wird der Signalunterschied im Laufe der Zeit größer oder gleich dem vorgegebenen Wert, und zu diesem Zeitpunkt wird die Puls breitenmodulation ausgeführt.

Ferner wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Vorneh men einer Pulsbreitenmodulation von mehreren Signalen geschaffen, wobei ein Trä ger verwendet wird, wobei Signalunterschiede ermittelt werden, von denen jeder der Unterschied zwischen zwei Signalen der mehreren Signale ist, und wenn zumindest einer der Signalunterschiede in der Nähe von Null liegt, die Frequenz des Trägers verringert wird.

Dadurch wird in einem Bereich, in dem die Impulsbreite einer Differenz zwischen den Impulsen als Ergebnis der Modulation kleiner wird, wenn die vorlie gende Erfindung nicht angewendet wird, die Trägerfrequenz niedriger. Wenn die Trägerfrequenz niedriger wird, wird die Impulsbreite breiter, und die erforderliche Impulsbreite kann sichergestellt werden.

Ferner wird durch die vorliegende Erfindung ein Leistungswandler geschaf fen, auf den jedes der vorstehend beschriebenen Verfahren zum Ausführen der Pulsbreitenmodulation angewendet wird, wobei Spannungsbefehle als Signale ein gegeben werden und Ausgangsimpulse als Ausgangsspannungen dienen. Dadurch ist es möglich, die erforderliche Impulsbreite der Leitungsspannung als Unterschied zwischen den Ausgangsspannungen sicherzustellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur ist ein schematisches Diagramm, das einen Leistungswandler gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das die Funktionsweise einer Spannungsbe fehlkorrektureinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die auf der U-Phase basierende Verar beitung als Teil der Arbeitsweise der Spannungsbefehlkorrektureinheit zeigt;

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das die auf der V-Phase basierende Verar beitung als Teil der Arbeitsweise der Spannungsbefehlkorrektureinheit zeigt;

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das die auf der W-Phase basierende Verar beitung als Teil der Arbeitsweise der Spannungsbefehlkorrektureinheit zeigt;

Fig. 6 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der genauen Funktionsweise der Spannungsbefehlkorrektureinheit;

Fig. 7 ist ein Schwingungsformdiagramm zum Vergleichen der Leitungs spannungen vor und nach der Korrektur;

Fig. 8 ist ein schematisches Diagramm, das eine Einheit zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Er findung zeigt;

Fig. 9 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der Funktions weise eines Leistungswandlers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung;

Fig. 10 ist ein schematisches Diagramm eines Leistungswandlers gemäß ei ner dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ist ein schematisches Diagramm, das eine zweite Einheit zur Steue rung der Pulsbreitenmodulation gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt;

Fig. 12 ist ein schematisches Diagramm, das eine dritte Einheit zur Steue rung der Pulsbreitenmodulation gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegen den Erfindung zeigt;

Fig. 13 ist ein schematisches Diagramm, das einen Pulsmodulator gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 14 ist ein Schwingungsformdiagramm, das die Funktionsweise eines Leistungswandlers gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 15 ist ein schematisches Diagramm, das einen Pulsmodulator bei einer Erweiterung der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf drei Si gnale zeigt;

Fig. 16 ist ein schematisches Diagramm, das einen Pulsbreitenmodulator gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 17 ist ein Schwingungsformdiagramm, das die Funktion eines Lei stungswandlers gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 18 ist ein schematisches Diagramm, das einen gewöhnlichen Lei stungswandler zeigt;

Fig. 19 ist ein schematisches Diagramm, das die in Fig. 18 gezeigte Einheit zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation zeigt;

Fig. 20 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der Funktions weise des Leistungswandlers gemäß Fig. 18;

Fig. 21 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der genauen Funktionsweise des Leistungswandlers gemäß Fig. 18;

Fig. 22 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der genauen Funktionsweise des Leistungswandlers gemäß Fig. 18;

Fig. 23 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der Probleme des Leistungswandlers gemäß Fig. 18; und

Fig. 24 ist ein Schwingungsformdiagramm zur Erläuterung der Probleme des Leistungswandlers gemäß Fig. 18.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Zunächst wird eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Leistungswandlers gemäß der ersten Ausfüh rungsform. Hierbei bezeichnen die gleichen Bezugszeichen in Fig. 1 und der vorste hend beschriebenen Fig. 18 die gleichen Bauteile, und deren Erläuterung erübrigt sich.

Gemäß Fig. 1 korrigiert eine Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die von ei ner Motorsteuereinheit 8 ausgegebenen Spannungsbefehle Eu, Ev und Ew und gibt die Spannungsbefehle Eu', Ev' und Ew' nach der Korrektur aus. Auf der Grundlage der Spannungsbefehle Eu', Ev' und Ew' nach der Korrektur gibt eine Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation Gate-Signale Gu, Gv, Gw, Gx, Gy und Gz aus. Die Verarbeitung der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 erfolgt in einem vor gegebenen Zyklus.

Wenn eine Leitungsspannung, die eine Differenz zwischen Spannungsbe fehlen als Eingängen der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 ist, kleiner als eine ei ner vorgegebenen Mindestimpulsbreite entsprechende (nachstehend als Mindestim pulsbreite bezeichnete) Spannung ist, gibt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Leitungsspannungsbefehle nach der Korrektur aus, so daß die Leitungsspannung Null wird. Ferner wird ein durch die Korrektur verursachter Fehler zwischen den Leitungsspannungen in den Eingängen und den Ausgängen der Spannungsbefehl korrektureinheit 9 integriert. Der integrierte Leitungsspannungsfehler wird bei der nächsten Verarbeitung zur Leitungsspannung der in die Spannungsbefehlkorrek tureinheit 9 eingegebenen Spannungsbefehle addiert. Dadurch wird der integrierte Fehler der Leitungsspannung nicht größer als die Mindestimpulsbreite.

Da der Motor 4 eine Induktionskomponente aufweist, wird ferner die har monische Komponente entfernt. Daher tritt beim Antrieb des Motors 4 kein Problem auf, wenn der integrierte Fehler der Leitungsspannung nahe Null gehalten wird.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2-5 die Funktions weise der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 beschrieben, die ein charakteristischer Teil der vorliegenden Ausführungsform ist. Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm, das die gesamte, von der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 ausgeführte Verarbeitung zeigt.

Zunächst führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Verarbeitung 801 aus. In der Verarbeitung 801 vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Spannungsbefehlen Eu und Ev. Daher führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Verarbeitung 901 aus, wenn der Spannungsbefehl Eu größer oder gleich dem Spannungsbefehl Ev ist, und die Verarbeitung 807, wenn der Spannungsbefehl Eu kleiner als der Spannungsbefehl Ev ist.

In der Verarbeitung 802 vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Spannungsbefehle Ev und Ew. Daher führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Verarbeitung 803 aus, wenn der Spannungsbefehl Ev größer oder gleich dem Spannungsbefehl Ew ist, und die Verarbeitung 804, wenn der Spannungsbefehl Ev kleiner als der Spannungsbefehl Ew ist.

In der Verarbeitung 803 führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die nachstehend beschriebene, auf der V-Phase basierende Verarbeitung aus.

In der Verarbeitung 804 vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Spannungsbefehle Eu und Ew. Daher führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Verarbeitung 805 aus, wenn der Spannungsbefehl Eu größer oder gleich dem Spannungsbefehl Ew ist, und die Verarbeitung 806, wenn der Spannungsbefehl Eu kleiner als der Spannungsbefehl Ew ist. In der Verarbeitung 805 führt die Span nungsbefehlkorrektureinheit 9 die nachstehend beschriebene, auf der W-Phase ba sierende Verarbeitung aus, und in der Verarbeitung 806 führt sie die nachstehend beschriebene, auf der U-Phase basierende Verarbeitung aus.

Andererseits vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Verar beitung 807 die Spannungsbefehle Eu und Ew. Als Ergebnis führt die Spannungsbe fehlkorrektureinheit 9 die Verarbeitung 808 aus, wenn der Spannungsbefehl Eu grö ßer als der oder gleich dem Spannungsbefehl Ew ist, und die Verarbeitung 809, wenn der Spannungsbefehl Eu kleiner als der Spannungsbefehl Ew ist.

In der Verarbeitung 808 führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die nachstehend beschriebene, auf der U-Phase basierende Verarbeitung aus.

In der Verarbeitung 809 vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Spannungsbefehle Ev und Ew. Als Ergebnis wird die Verarbeitung 810 ausge führt, wenn der Spannungsbefehl Ev größer als der oder gleich dem Spannungsbe fehl Ew ist, und die Verarbeitung 811 wird ausgeführt, wenn der Spannungsbefehl Ev kleiner als der Spannungsbefehl Ew ist. In der Verarbeitung 810 führt die Span nungsbefehlkorrektureinheit 9 die nachstehend beschriebene, auf der W-Phase ba sierende Verarbeitung aus, und in der Verarbeitung 811 führt sie die nachstehend beschriebene, auf der V-Phase basierende Verarbeitung aus.

Die vorstehend beschriebene Verarbeitung führt zur nachstehend beschrie benen, auf dem Spannungsbefehl mit dem mittleren Wert unter den Spannungsbe fehlen basierenden Verarbeitung.

Im folgenden wird die auf der U-Phase basierende Verarbeitung beschrie ben.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das die auf der U-Phase basierende Verar beitung zeigt. Bei dieser auf der U-Phase basierenden Verarbeitung führt die Span nungsbefehlkorrektureinheit 9 zunächst die Verarbeitung 901 aus. In der Verarbei tung 901 subtrahiert die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 den Spannungsbefehl Eu und den in der vorhergehenden Verarbeitung berechneten integrierten U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N-1) von dem Spannungsbefehl Ev, um den U-V- Leitungsspannungsbefehl Evu' zu ermitteln. Hierbei wird der integrierte U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N-1) subtrahiert, da der U-V- Leitungsspannungsbefehl Evu' eine auf der U-Phase basierende Größe ist, während der integrierte U-V-Leitungsspannungsfehler Σuv(N-1) eine auf der V-Phase basie rende Größe ist.

Als nächstes subtrahiert die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Ver arbeitung 902 den Spannungsbefehl Eu von dem Spannungsbefehl Ew und addiert ferner den in der vorhergehenden Verarbeitung berechneten, integrierten W-U- Leitungsspannungsfehler Σwu(N-1), um zu den W-U-Leitungsspannungsbefehl Ewu' erhalten.

Als nächstes vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Verar beitung 903 den absoluten Wert des in der Verarbeitung 901 berechneten V-U- Leitungsspannungsbefehls Evu' mit der vorgegebenen Mindestimpulsbreite. Als Er gebnis führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 die Verarbeitung 904 aus, wenn der absolute Wert des V-U-Leitungsspannungsbefehls Evu' größer als die oder gleich der Mindestimpulsbreite ist. Andererseits führt sie die Verarbeitung 906 aus, wenn der absolute Wert des V-U-Leitungsspannungsbefehls Evu kleiner als die Mindestimpulsbreite ist.

In der Verarbeitung 904 speichert die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 Null als den bei der nächsten Verarbeitung verwendeten integrierten U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N). Anschließend setzt die Spannungsbefehlkorrek tureinheit 9 in der Verarbeitung 905 den Spannungsbefehl Ev0 nach der Korrektur auf den in der Verarbeitung 901 berechneten V-U-Leitungsspannungsbefehl Evu' und führt die Verarbeitung 908 aus.

Andererseits kehrt das Spannungsbefehlkorrekturteil 9 in der Verarbeitung 906 das Vorzeichen des in der Verarbeitung 901 berechneten V-U- Leitungsspannungsbefehls Evu' um und speichert den ermittelten Wert -Evu' als den in der nächsten Verarbeitung verwendeten, integrierten U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N). Hierbei wird das Vorzeichen des V-U- Leitungsspannungsbefehls Evu' umgekehrt, da der V-U-Leitungsspannungsbefehl Evu' ein auf der U-Phase basierender Wert ist, während der integrierte U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N) ein auf der V-Phase basierender Wert ist. An schließend setzt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Verarbeitung 907 den Ev0 nach der Korrektur Spannungsbefehl auf Null und führt die Verarbeitung 908 aus.

In der Verarbeitung 908 vergleicht die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 den in der Verarbeitung 902 berechneten W-U-Leitungsspannungsbefehl Ewu' mit der vorgegebenen Mindestimpulsbreite. Als Ergebnis führt die Spannungsbefehlkor rektureinheit 9 die Verarbeitung 909 aus, wenn der absolute Wert des W-U- Leitungsspannungsbefehls Ewu' größer als die oder gleich der Mindestimpulsbreite ist, und die Verarbeitung 911, wenn der absolute Wert des W-U- Leitungsspannungsbefehls Ewu' kleiner als die Mindestimpulsbreite ist.

In der Verarbeitung 909 speichert die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 Null als in der nächsten Verarbeitung verwendeten, integrierten W-U- Leitungsspannungsfehler Σwu(N). Danach setzt die Spannungsbefehlkorrekturein heit 9 den Spannungsbefehl Ew0 nach der Korrektur in der Verarbeitung 910 auf den absoluten Wert des W-U-Leitungsspannungsbefehls Ewu' und führt die Verar beitung 913 aus.

Andererseits speichert die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Verar beitung 911 den in der Verarbeitung 902 berechneten W-U- Leitungsspannungsbefehl Ewu' als den in der nächsten Verarbeitung verwendeten integrierten W-U-Leitungsspannungsfehler Σwu(N). Anschließend setzt die Span nungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Verarbeitung 912 den Spannungsbefehl Ew0 nach der Korrektur auf Null und führt die Verarbeitung 913 aus.

In der Verarbeitung 913 setzt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 den Spannungsbefehl Eu0 nach der Korrektur auf Null. Ferner ermittelt die Spannungs befehlkorrektureinheit 9 in der Verarbeitung 914 die Summe des integrierten U-V- Leitungsspannungsfehlers Σuv(N) und des integrierten W-U- Leitungsspannungsfehlers Σwu(N), kehrt das Vorzeichen der Summe um und spei chert das Ergebnis als den in der nächsten Verarbeitung verwendeten V-W- Leitungsspannungsfehlers Σvw(N).

Dann führt die Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 zur Berechnung der Aus gänge Eu', Ev' und Ew' der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 in der Verarbeitung 915 eine Leitungsmodulation an den in der vorstehend beschriebenen Verarbeitung ermittelten Spannungsbefehlen Eu0, Ev0 und Ew0 der jeweiligen Phasen nach der Korrektur aus. Im folgenden sind die tatsächlichen, für diese Leitungsmodulation verwendeten Gleichungen (2), (3) und (4) gezeigt.

Eu' = Eu0 - {Max(Eu0, Ev0, Ew0) + Min(Eu0, Ev0, Ew0)} : 2 Gl. (2)

Ev' = Ev0 - {Max(Eu0, Ev0, Ew0) + Min(Eu0, Ev0, Ew0)} : 2 Gl. (3)

Ew' = Ew0 - {Max(Eu0, Ev0, Ew0) + Min(Eu0, Ev0, Ew0)} : 2 Gl. (4)

Hierbei ist die in den Gleichungen (2), (3) und (4) verwendete Funktion Max eine Funktion, die den maximalen Wert unter den Werten in den Klammern ergibt, und die Funktion Min ist eine Funktion, die den minimalen Wert unter den Werten in den Klammern ergibt. Max(2, 5, -7) ergibt beispielsweise 5 und Min(2, 5, -7)-7.

Dadurch wird eine Leitungsspannung größer als die oder gleich der mini malen Impulsbreite, und im Durchschnitt ist jede Leitungsspannung vor und nach der Korrektur gleich.

Als nächstes wird die auf der V-Phase basierende Verarbeitung beschrie ben.

Fig. 4 ist ein Ablaufdiagramm, das die auf der V-Phase basierende Verar beitung zeigt. Bei der auf der V-Phase basierenden Verarbeitung werden U, V und W bei der auf der P-Phase basierenden Verarbeitung jeweils durch V, W und U er setzt. Genauer werden der Spannungsbefehl Ev anstelle des Spannungsbefehls Eu bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der Spannungsbefehl Ev anstelle des Spannungsbefehls Ev bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der Spannungsbefehl Eu anstelle des Spannungsbefehls Ew bei der auf der U-Phase ba sierenden Verarbeitung, der in der vorhergehenden Verarbeitung berechnete, inte grierte V-W-Leitungsspannungsfehler Σvw(N-1) anstelle des in der vorhergehen den Verarbeitung berechneten, integrierten U-V-Leitungsspannungsfehlers Σuv(N-1) bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der in der vorhergehenden Verarbeitung berechnete, integrierte U-V-Leitungsspannungsfehler Σuv(N-1) an stelle des in der vorhergehenden Verarbeitung berechneten, in der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung verwendeten, integrierten W-U-Leitungsspannungsfehlers Σwu(N-1), der W-V-Leitungsspannungsbefehl Ewv' anstelle des V-U- Leitungsspannungsbefehls Evu' bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der U-V-Leitungsspannungsbefehl Euv' anstelle des W-U-Leitungsspannungsbefehls Ewu' bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der integrierte V-W- Leitungsspannungsfehler Σvw(N) anstelle des integrierten U-V- Leitungsspannungsfehlers Σuv(N) bei der auf der U-Phase basierenden Verarbei tung, der integrierte U-V-Leitungsspannungsfehler Σuv(N) anstelle des integrierten W-U-Leitungsspannungsfehlers Σwu(N) bei der auf der U-Phase basierenden Ver arbeitung, der integrierte W-U-Leitungsspannungsfehler Σwu(N) anstelle des inte grierten V-W-Leitungsspannungsfehlers Σvw(N) bei der auf der U-Phase basieren den Verarbeitung, der Spannungsbefehl Ew0 nach der Korrektur anstelle des Span nungsbefehls Ev0 nach der Korrektur bei der U-Phasen-Verarbeitung, der Span nungsbefehl Eu0 nach der Korrektur anstelle des Spannungsbefehls Ew0 nach der Korrektur bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung und der Spannungsbe fehl Ev0 nach der Korrektur anstelle des Spannungsbefehls Eu0 nach der Korrektur bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung verwendet.

Als nächstes wird die auf der W-Phase basierende Verarbeitung beschrei ben.

Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das die auf der W-Phase basierende Verar beitung zeigt. Bei der auf der W-Phase basierenden Verarbeitung werden U, V und W bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung jeweils durch W, U und V ersetzt. Genauer werden der Spannungsbefehl Ew anstelle des Spannungsbefehls Eu bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der Spannungsbefehl Eu anstelle des Spannungsbefehls Ev bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der Spannungsbefehl Ev anstelle des Spannungsbefehls Ew bei der auf der U-Phase ba sierenden Verarbeitung, der in der vorhergehenden Verarbeitung berechnete inte grierte W-U-Leitungsspannungsfehler Σwu(N-1) anstelle des in der vorhergehen den Verarbeitung berechneten und bei der auf der U-Phase basierenden Verarbei tung verwendeten integrierten U-V-Leitungsspannungsfehlers Σuv(N-1), der in der vorhergehenden Verarbeitung berechnete integrierte V-W-Leitungsspannungsfehler Σvw(N-1) anstelle des in der vorhergehenden Verarbeitung berechneten und bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung verwendeten integrierten W-U- Leitungsspannungsfehlers Σwu(N-1), der U-W-Leitungsspannungsbefehl Euw' anstelle des V-U-Leitungsspannungsbefehls Evu' bei der auf der U-Phase basieren den Verarbeitung, der V-W-Leitungsspannungsbefehl Evw' anstelle des W-U- Leitungsspannungsbefehls Ewu' bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung, der integrierte W-U-Leitungsspannungsfehler Σwu(N) anstelle des integrierten U-V- Leitungsspannungsfehlers Σuv(N) bei der auf der U-Phase basierenden Verarbei tung, der integrierte V-W-Leitungsspannungsfehler Σvw(N) anstelle des integrierten W-U-Leitungsspannungsfehlers Σwu(N) bei der auf der U-Phase basierenden Ver arbeitung, der integrierte U-V-Leitungssparmungsfehler Σuv(N) anstelle des inte grierten V-W-Leitungsspannungsfehlers Σvw(N) bei der auf der U-Phase basieren den Verarbeitung, der Spannungsbefehl Eu0 nach der Korrektur anstelle des Span nungsbefehls Ev0 nach der Korrektur bei der auf der U-Phase basierenden Verar beitung, der Spannungsbefehl Ev0 nach der Korrektur anstelle des Spannungsbe fehls Ew0 nach der Korrektur bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung und der Spannungsbefehl Ew0 nach der Korrektur anstelle des Spannungsbefehls Eu0 nach der Korrektur bei der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung verwen det.

Als nächstes wird ein detailliertes Beispiel der Funktionsweise der Span nungsbefehlkorrektureinheit 9 beschrieben. Fig. 6 zeigt jeweilige Werte der Varia blen der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9, wobei die horizontale Achse die Zeit anzeigt. Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Schwingungsformen der von der Motorsteuereinheit 8 ausgegebenen Spannungsbefehle Eu, Ev und Ew wie unter gezeigt sind und die Mindestimpulsbreite 0,2 beträgt.

Dann werden zum Zeitpunkt T 1201 die Verarbeitung 801, die Verarbeitung 807 und die Verarbeitung 808 unter den in Fig. 2 gezeigten Verarbeitungen in der angegebenen Reihenfolge ausgeführt. Die Einzelheiten der Verarbeitung 808, die die auf der U-Phase basierende Verarbeitung ist, sind wie in Fig. 3 gezeigt. Hier wird die auf der U-Phase basierende Verarbeitung ausgeführt, da der Spannungsbe fehl Eu den mittleren Wert unter den Spannungsbefehlen Eu, Ev und Ew (den zweithöchsten Wert unter den drei Spannungsbefehlen Eu, Ev und Ew) aufweist. Der absolute Wert der Leitungsspannung zwischen den Phasen mit Ausnahme der mittleren Phase, d. h. die V-W-Leitungsspannung, ist größer als der oder gleich dem absoluten Wert der V-U-Leitungsspannung und der W-U-Leitungsspannung, die die auf der U-Phase basierenden Leitungsspannungen sind. Dementsprechend ist, wenn die V-U- und die W-U-Impulsbreite auf Null oder nicht weniger als die minimale Impulsbreite eingestellt werden, auch die V-W-Leitungsspannung Null oder nicht kleiner als die minimale Impulsbreite.

Da Evu < 0,2 und Ewu < 0,2 gelten, sind daher sowohl der integrierte U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N) als auch der integrierte W-U- Leitungsspannungsfehler Σwu(N) und der integrierte V-W-Leitungsspannungsfehler Σvw(N) Null, wie unter gezeigt. Dies liegt daran, daß sämtliche Differenzen zwi schen den nachstehend beschriebenen Leitungsspannungen nach der Korrektur und den entsprechenden Eingangsleitungsspannungen Null sind. Ferner ist jede der Schwingungsformen der Leitungsspannungsbefehle Evu' und Ewu', die jeweils den integrierten Fehler der Leitungsspannung enthalten, größer als die oder gleich der minimalen Impulsbreite 0,2, wie unter gezeigt.

Dementsprechend ist keine Korrektur erforderlich, und die Schwingungs formen der Spannungsbefehle Eu0, Ev0 und Ew0 nach der Korrektur sind jeweils 0, Evu' und Ewu', wie unter gezeigt, und die Leitungsspannungsbefehle stimmen mit den Leitungsspannungen der Spannungsbefehle nach der Korrektur überein. Ferner wird durch die Leitungsmodulation der gleiche Wert zu jeder Phase addiert, und dementsprechend bleibt jede der Leitungsspannungen unverändert. Dadurch sind die Schwingungsformen der Ausgänge Eu', Ev' und Ew' der Spannungsbefehl korrektureinheit 9 wie die unter gezeigten, so daß die Leitungsspannungsbefehle Eu, Ev und Ew mit der Leitungsspannung Eu', Ev' und Ew' der Ausgänge der Span nungsbefehlkorrektureinheit 9 übereinstimmen.

Zum Zeitpunkt T1202 und zum Zeitpunkt 1203 wird die gleiche Verarbei tung ausgeführt. Dementsprechend wird hier repräsentativ die zum Zeitpunkt T1203 ausgeführte Verarbeitung beschrieben. Bei der in Fig. 2 gezeigten Verarbeitung hat der Spannungsbefehl Eu den mittleren Wert, und dementsprechend wird die gleiche Verarbeitung wie zum Zeitpunkt T1201 ausgeführt. Daher wird die auf der U-Phase basierende Verarbeitung, d. h. die in Fig. 3 gezeigte Verarbeitung, ausgeführt.

In der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung werden in der angegebe nen Reihenfolge die Verarbeitung 901, die Verarbeitung 902, die Verarbeitung 903, die Verarbeitung 904, die Verarbeitung 905, die Verarbeitung 908, die Verarbeitung 911, die Verarbeitung 912, die Verarbeitung 913, die Verarbeitung 914 und die Verarbeitung 915 unter den in Fig. 3 gezeigten Verarbeitungen ausgeführt. Die Ver arbeitung von 901 bis 905 ist die gleiche Verarbeitung wie zum Zeitpunkt T1201, und auf eine Beschreibung wird verzichtet.

Zum Zeitpunkt T1203 wird eine Korrektur ausgeführt, da durch den Ver gleich in der Verarbeitung 908 festgestellt wird, daß der absolute Wert des in der Verarbeitung 902 berechneten Leitungsspannungsbefehls Ewu' kleiner als die Min destimpulsbreite 0,2 ist. In der Verarbeitung 912 und der Verarbeitung 913 werden der Spannungsbefehl Ew0 nach der Korrektur und der Spannungsbefehl Eu0 nach der Korrektur auf Null gesetzt. Dadurch wird ein Fehler zwischen der W-U- Leitungsspannung vor der Korrektur und der W-U-Leitungsspannung nach der Kor rektur erzeugt.

Dementsprechend wird in der Verarbeitung 911 der diesem Fehler entspre chende Leitungsspannungsbefehl Ewu' als integrierter W-U-Zeilenspannungsfehler Σwu(N) gespeichert. Da die Gesamtsumme der U-V-Leitungsspannung, der V-W- Leitungsspannung und der W-U-Leitungsspannung sowohl vor als auch nach der Korrektur Null ist, sollte ferner die Gesamtsumme der integrierten Fehler der Zei lenspannungen Null sein. Dementsprechend wird in der Verarbeitung 914 der inte grierte V-W-Leitungsspannungsfehler Σvw(N) so aktualisiert, daß die Gesamtsum me Null wird.

In der Verarbeitung 915 werden die Leitungsspannungen, wie vorstehend beschrieben, nicht verändert, und dadurch wird die W-U-Leitungsspannung der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 Null, und die jeweiligen integrierten Leitungs spannungsfehler werden als integrierter W-U-Leitungsspannungsfehler Σwu(N) und integrierter V-W-Leitungsspannungsfehler Σvw(N) gespeichert.

Als nächstes wird die zum Zeitpunkt T1204 ausgeführte Verarbeitung be schrieben. In der in Fig. 2 gezeigten Verarbeitung hat der Spannungsbefehl Eu den mittleren Wert, und die gleiche Verarbeitung wie zum Zeitpunkt T1201 wird ausge führt. Daher wird die auf der U-Phase basierende Verarbeitung, d. h. die in Fig. 3 gezeigte Verarbeitung, ausgeführt. In der auf der U-Phase basierenden Verarbeitung werden in der angegebenen Reihenfolge die Verarbeitung 901, die Verarbeitung 902, die Verarbeitung 903, die Verarbeitung 904, die Verarbeitung 905, die Verar beitung 908, die Verarbeitung 909, die Verarbeitung 910, die Verarbeitung 913, die Verarbeitung 914 und die Verarbeitung 915 unter den in Fig. 3 gezeigten Verarbei tungen ausgeführt. Hier wird lediglich die Verarbeitung beschrieben, die sich von der zum Zeitpunkt 1201 unterscheidet. Zum Zeitpunkt T1202 und zum Zeitpunkt 1203 wird die als W-U-Leitungsspannung auszugebende Spannung so korrigiert, daß sie Null wird, und die korrigierte Spannung wird als integrierter W-U- Leitungsspannungsfehler Σwu(N-1) integriert. Die Summe dieses integrierten Werts und einer Differenz zwischen dem Spannungsbefehl Ew und dem Span nungsbefehl Eu wird erstmals größer als die oder gleich der Mindestimpulsbreite 0,2. Der in der Verarbeitung 902 berechnete Leitungsspannungsbefehl Ewu' wird nämlich größer als die oder gleich der minimalen Impulsbreite 0,2, und in der Ver arbeitung 908 werden die Verarbeitung 909 und die Verarbeitung 910 ausgewählt.

In der Verarbeitung 910 wird der Leitungsspannungsbefehl Ewu', d. h. die durch Addieren des Spannungsbefehls zu dem durch die Korrektur erzeugen inte grierten Fehler erhaltene Spannung, als Spannungsbefehl Ew0 nach der Korrektur gesetzt. Ferner wird der Spannungsbefehl Eu0 nach der Korrektur in der Verarbei tung 913 auf Null gesetzt. Dadurch wird der integrierte Fehler Null. Dementspre chend wird in der Verarbeitung 909 der integrierte W-U-Leitungsspannungsfehler Σwu(N) auf Null gesetzt. Ferner ist durch die Verarbeitung 904 der integrierte U-V- Leitungsspannungsfehler Σuv(N) Null, und dementsprechend wird auch das Ergeb nis der Berechnung in der Verarbeitung 914 Null. In der Verarbeitung 915 bleiben die Leitungsspannungen, wie vorstehend beschrieben, unverändert, und dadurch wird die W-U-Leitungsspannung der Spannungsbefehlkorrektureinheit 9 der Wert, der den aktuellen integrierten Fehler enthält. Dadurch werden zu diesem Zeitpunkt sämtliche integrierten Leitungsspannungsfehler Null.

Fig. 7 zeigt die Schwingungsform einer Leitungsspannung bei einer Puls breitenmodulation mit den Spannungsbefehlen vor der Korrektur und die Schwin gungsform einer Leitungsspannung bei einer Pulsbreitenmodulation mit den Span nungsbefehlen nach der Korrektur, wobei die horizontale Achse die Zeit angibt. Der obere Teil von Fig. 7 zeigt die Schwingungsform der U-W-Leitungsspannung bei einer Pulsbreitenmodulation auf der Grundlage der Ausgänge der Motorsteuerein heit 8, und der untere Teil von Fig. 7 zeigt die Schwingungsform der Leitungsspan nung bei einer Pulsbreitenmodulation auf der Grundlage der Ausgänge der Span nungskorrektureinheit 9. Durch Anwendung der ersten Ausführungsform wird näm lich die U-V-Leitungsspannung erhalten, und die durch die gestrichelte Linie einge schlossenen Impulse sind Impulse, die schmaler als die minimale Impulsbreite sind.

Bei der Schwingungsform im unteren Teil von Fig. 7 sind in dem von der Punkt-Strich-Linie eingeschlossenen Teil Fehler nur integriert, und es wird kein Im puls ausgegeben, während in dem durch die Zwei-Punkt-Strich-Linie eingeschlosse nen Teil Impulse in Pauschalsummen ausgegeben werden. Dementsprechend ist die durchschnittliche Impulsbreite auf beiden Seiten gleich, wogegen bei der Schwin gungsform im unteren Teil von Fig. 7 die Mindestimpulsbreite bei den ausgegebe nen Impulsen sichergestellt werden kann. Ferner enthält die Schwingungsform im unteren Teil von Fig. 7 keinen Impuls, der schmaler als die Mindestimpulsbreite ist.

Wenn bei der vorliegenden Erfindungsform ein Leitungsspannungsbefehl kleiner als die Mindestimpulsbreite ist, wird ferner der Spannungsbefehl nach der Korrektur auf Null gesetzt. Wenn jedoch der Spannungsbefehl nach der Korrektur kleiner als der Leitungsspannungsbefehl und größer als Null eingestellt ist, kann der integrierte Leitungsspannungsfehler entsprechend kleiner eingestellt werden, und der Leitungsspannungsfehler zum Zeitpunkt der Korrektur kann unterdrückt werden.

Ferner ist es möglich, den integrierten Leitungsspannungsfehler stets als Null zu behandeln, und den Spannungsbefehl nach der Korrektur auf die Minde stimpulsbreite zu setzen, wenn ein Leitungsspannungsbefehl kleiner als die Minde stimpulsbreite ist. Dadurch kann die Menge der Berechnungen verringert werden, obwohl ein Fehler der durchschnittlichen Leitungsspannung erzeugt wird. Ferner kann stets die Mindestimpulsbreite sichergestellt werden.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Ausführungsform unterscheidet sich hinsichtlich des Aufbaus der Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation von Fig. 18. Dem entsprechend wird hier nur der Aufbau der Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreiten modulation beschrieben.

Fig. 8 zeigt den Aufbau der Einheit 6 zur Steuerung der Pulsbreitenmodula tion gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Im Vergleich zu Fig. 18 bezeichnen die gleichen Bezugszeichen übereinstimmende Komponenten, und auf ihre Be schreibung wird verzichtet. Gemäß Fig. 8 gibt eine Einheit 621 zur Erfassung des minimalen Werts auf der Grundlage der Wechselspannungsbefehle Eu, Ev und Ew den minimalen Wert Emin aus. Im Einzelnen ermittelt die Einheit 621 zur Erfas sung des minimalen Werts eine Differenz zwischen Eu und Ev, eine Differenz zwi schen Ev und Ew und eine Differenz zwischen Ew und Eu und gibt den kleinsten absoluten Wert (den minimalen Wert Emin) unter den absoluten Werten dieser drei Differenzen aus.

Eine Tabellenbezugseinheit 622 gibt auf der Grundlage des minimalen Werts Emin und unter Bezugnahme auf eine vorab vorgegebene Tabelle einen in die Trägererzeugungseinheit 601 einzugebenden Trägerfrequenzbefehl Fc aus. In der Tabelle sind Entsprechungsinformationen bezüglich der Entsprechung zwischen dem minimalen Wert Emin und dem Trägerfrequenzbefehl Fc gespeichert, so daß der Trägerfrequenzbefehl um so kleiner ist, je kleiner der minimale Wert Emin ist, und der Trägerfrequenzbefehl Fc umso größer ist, je größer der minimale Wert Emin ist. Wenn nämlich mindestens eine der Differenzen zwischen mehreren Si gnalen, d. h. den Wechselspannungssignalen Eu, Ev und Ew, klein ist, d. h. in der Nähe von Null liegt, wird der Trägerfrequenzbefehl Fc kleiner eingestellt, um die Frequenz des Trägers niedriger einzustellen.

Als nächstes wird die Funktionsweise des Leistungswandlers gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 9 zeigt Schwingungsformen, die die Arbeit des Leistungswandlers gemäß der zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung ausdrücken. In Fig. 9 zeigt (a) die Schwingungsformen der Ausgangsleitungsspannungsbefehle Euv, Evw und Ewu des Leistungswandlers 10, die anhand der Differenzen zwischen den Spannungsbefeh len Eu, Ev und Ew ermittelt werden. Fig. 9(b) zeigt Schwingungsformen der Wech selspannungsbefehle Eu, Ev und Ew und eine Schwingungsform des Trägers C2 zur Pulsbreitenmodulation der Wechselspannungsbefehle. Fig. 9(c) zeigt die Schwin gungsform des Gate-Signals Gu, (d) zeigt die Schwingungsform des Gate-Signals Gv, und (e) zeigt die Schwingungsform des Gate-Signals Gw. Fig. 9(f) zeigt die Schwingungsform der Leitungsspannung Vuv zwischen dem U-Phasen-Ausgang und dem V-Phasen-Ausgang, (g) zeigt Schwingungsformen der Ströme Iu, Iv und Iw, und (h) zeigt die Schwingungsform des Gleichstroms Idc.

Fig. 9 unterscheidet sich dadurch von Fig. 20, daß die Frequenz des Trägers in der Nähe von (durch die gestrichelten Linien gezeigten) Punkten niedriger wird, an denen der Leitungsspannungsbefehl Euv, Evw oder Ewu Null ist. Dadurch wer den die Pulsfrequenzen der Gate-Signale Gu, Gv und Gw niedriger, und auch die Pulsfrequenz der Leitungsspannung Vuv wird niedriger. Dadurch werden an Teilen, an denen das Tastverhältnis der Leitungsspannung Vuv kleiner wird, der Puls ver größert, und die Perioden, in denen der Gleichstrom Idc abgetastet werden kann, erweitert. Dadurch kann der Strom leicht erfaßt werden.

Obwohl bei Vorstehendem die Frequenz des Trägers in der Nähe von Punkten verringert wird, an denen der Zeilenspannungsbefehl Null wird, ist dies nicht erforderlich. Auch beim Erhalt der Schwingungsform durch Tiefpaßfiltern der Leitungsspannung Vuv trifft ein Bereich, in dem sein Wert in der Nähe von Null liegt, mit einem Bereich zusammen, in dem der Leitungsspannungsbefehl in der Nä he von Null liegt. Dementsprechend kann die Trägerfrequenz in Bereichen verrin gert werden, in denen die durch Tiefpaßfiltern der Leitungsspannung Vuv erhaltene Schwingungsform in der Nähe von Null liegt. Im folgenden wird dieser Fall als eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.

Fig. 10 zeigt den Aufbau eines Leistungswandlers gemäß der dritten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung. Hier bezeichnen im Vergleich zu den Fig. 18 und 19 die gleichen Bezugszeichen die gleichen Bauteile, und auf ihre Beschreibung wird verzichtet. Es werden hier nämlich nur die Teile beschrieben, die sich von den Konfigurationen gemäß den Fig. 18 und 19 unterscheiden. Ge mäß Fig. 10 sind eine zweite Einheit 6' zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation und eine dritte Einheit 15 zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation Teile, die sich von den Konfigurationen gemäß den Fig. 18 und 19 unterscheiden.

Fig. 11 zeigt den Aufbau der zweiten Einheit 6' zur Steuerung der Pulsbrei tenmodulation. Fig. 11 unterscheidet sich dadurch von Fig. 19, daß die Umkehrein heiten 605, 606 und 607 nicht vorgesehen sind. Dadurch enthalten die Ausgänge der zweiten Einheit 6' zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation die Gate-Signale Gx, Gy und Gz nicht.

Fig. 12 zeigt den Aufbau der dritten Einheit 15 zur Steuerung der Pulsbrei tenmodulation. Als Eingänge empfängt die dritte Einheit 15 zur Steuerung der Puls breitenmodulation die Gate-Signale Gu, Gv und Gw, d. h. die drei von der Einheit 6' zur Steuerung der Pulsbreitenmodulation ausgegebenen Pulssignale, und gibt dritte Gate-Signale Gu", Gv", Gw", Gx", Gy" und Gz" aus. In Fig. 12 bezeichnen die Be zugszeichen 631, 632 und 633 Tiefpaßfilter (LPFs), 634 eine Einheit zur Erfassung des minimalen Werts, 635 eine Tabellenbezugseinheit, 641 eine Trägererzeugungs einheit, 642 eine U-Phasen-Vergleichseinheit, 643 eine V-Phasen-Vergleichseinheit, 644 eine W-Phasen-Vergleichseinheit und 645, 646 und 647 Umkehreinheiten.

Das Tiefpaßfilter 631 entfernt eine Hochfrequenzkomponente und gibt nur eine niederfrequente Komponente als Spannungsbefehl Eul aus. Da der Spannungs befehl Eul die niederfrequente Komponente des durch die Pulsbreitenmodulation erhaltenen Impulssignals ist, wird die Schwingungsform des Spannungsbefehls Eul ähnlich der Schwingungsform des Wechselspannungsbefehls Eu (siehe Fig. 10) als modulierte Schwingung. Ähnlich empfangen die Tiefpaßfilter 632 und 633 die Ga te-Signale Gv und Gw und geben jeweils Spannungsbefehle Evl und Ewl aus.

Die Einheit 634 zur Erfassung des minimalen Werts gibt auf der Grundlage der Spannungsbefehle Eul, Evl und Ewl den minimalen Wert Emin aus. Die Einheit 634 zur Erfassung des minimalen Werts ermittelt die Differenz zwischen Eul und Evl, die Differenz zwischen Evl und Ewl und die Differenz zwischen Ewl und Eul und gibt den kleinsten absoluten Wert unter den absoluten Werten der drei Diffe renzen als minimalen Wert Elmin aus.

Unter Bezugnahme auf die vorab vorgegebene Tabelle gibt die Tabellenbe zugseinheit 635 einen dem von der Einheit 634 zur Erfassung des minimalen Werts eingegebenen minimalen Wert Elmin zugeordneten Trägerfrequenzbefehl Fcl aus. Dieser Trägerfrequenzbefehl Fcl wird ein Eingangssignal für die Trägererzeugungs einheit 641. Hierbei sind in der Tabelle, auf die die Tabellenbezugseinheit 635 be zug nimmt, die Entsprechung zwischen dem minimalen Wert Elmin und dem Trä gerfrequenzbefehl Fc betreffende Entsprechungsinformationen gespeichert, so daß der in die Trägererzeugungseinheit 641 einzugebende Trägerfrequenzbefehl Fcl um so kleiner ist, je kleiner der minimale Wert Elmin von der Einheit 634 zur Erfassung des minimalen Werts ist, und daß der in die Trägererzeugungseinheit 641 einzuge bende Trägerfrequenzbefehl Fcl um so größer ist, je größer der minimale Wert El min ist. Dadurch wird, wenn zumindest eine der Differenzen zwischen den Span nungsbefehlen Eul, Evl und Ewl als niederfrequente Komponenten der Gate-Signale Gul, Gvl und Gwl als Pulssignale klein ist (nämlich in der Nähe von Null liegt), der Trägerfrequenzbefehl Fcl klein, und die Trägerfrequenz wird niedrig.

Auf der Grundlage des Trägerfrequenzbefehls Fcl gibt die Trägererzeu gungseinheit 641 einen Träger C1, d. h. eine Dreieckswelle mit der Frequenz Fcl aus. Die U-Phasen-Vergleichseinheit 643, die das Gate-Signal Gu" ausgibt, vergleicht den Spannungsbefehl Eul mit dem Träger C1. Als Ergebnis gibt die U-Phasen- Vergleichseinheit 642 den H-Pegel aus, wenn der Spannungsbefehl Eul größer oder gleich ist, und den L-Pegel, wenn der Spannungsbefehl Eul kleiner ist. Ferner gibt die Umkehreinheit 645, die das Gate-Signal Gx" ausgibt, den H-Pegel aus, wenn das Gate-Signal Gu" den L-Pegel aufweist, und den L-Pegel, wenn das Gate-Signal Gu" den H-Pegel aufweist.

Ähnlich vergleicht die V-Phasen-Vergleichseinheit 643, die das Gate-Signal Gv" ausgibt, den V-Phasen-Wechselspannungsbefehl Evl mit dem Träger C1. Als Ergebnis gibt die V-Phasen-Vergleichseinheit 643 den H-Pegel aus, wenn der V- Phasen-Wechselspannungsbefehl Evl größer oder gleich ist, und den L-Pegel, wenn der V-Phasen-Wechselspannungsbefehl Evl kleiner ist. Ferner gibt die Umkehrein heit 646, die das Gate-Signal Gy" ausgibt, den H-Pegel aus, wenn das Gate-Signal Gv" den L-Pegel aufweist, und den L-Pegel, wenn das Gate-Signal Gv" den H-Pegel aufweist.

Ferner vergleicht die W-Phasen-Vergleichseinheit 644, die das Gate-Signal Gw" ausgibt, den W-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ewl mit dem Träger C1. Als Ergebnis gibt die W-Phasen-Vergleichseinheit 644 den H-Pegel aus, wenn der W- Phasen-Wechselspannungsbefehl Ewl größer oder gleich ist, und den L-Pegel, wenn der W-Phasen-Wechselspannungsbefehl Ewl kleiner ist. Ferner gibt die Umkehrein heit 647, die das Gate-Signal Gz ausgibt, den H-Pegel aus, wenn das Gate-Signal Gw" den L-Pegel aufweist, und den L-Pegel, wenn das Gate-Signal Gw" den H- Pegel aufweist. Dadurch können die Impulsintervalle bei einer niedrigen Trägerfre quenz verlängert werden.

Jedes Signal des Leistungswandlers gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann durch Ersetzen des Trägers C2 und der Gate-Signale Gu, Gv und Gw der in Fig. 9 gezeigten Schwingungsformen durch den Träger C1 und die Gate-Signale Gu", Gv" und Gw" erhalten werden. Wie vorstehend beschrie ben, sind die Schwingungsformen der Spannungsbefehle Eul, Evl und Ewl jeweils den Schwingungsformen der Wechselspannungsbefehle Eu, Ev und Ew ähnlich. Dementsprechend kann eine ähnliche Wirkung wie bei der vorstehend beschriebe nen zweiten Ausführungsform erzielt werden.

Vorstehend wurde ein Drei-Phasen-Leistungswandler als Beispiel herange zogen, auf den die vorliegende Erfindung angewendet wurde. Die vorliegende Er findung kann jedoch auf ein Pulsbreitenmodulationssystem eines Mikrocomputers angewendet werden. Im folgenden wird ein derartiges Pulsbreitenmodulationssy stem als vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

Fig. 13 zeigt den Aufbau eines Pulsbreitenmodulators gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dieser Pulsbreitenmodulator führt eine Pulsbreitenmodulation an einem ersten und einem zweiten Signal aus und gibt ein drittes und ein viertes Pulssignal aus.

In Fig. 13 bezeichnen das Bezugszeichen 301 eine erste Addierschaltung 301, die eine Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal zu einem inte grierten Fehler addiert, um eine Signaldifferenz zu ermitteln; 302 eine erste Ver gleichsschaltung zum Vergleichen der von der ersten Addierschaltung 301 ausgege benen Signaldifferenz mit einem Bezugswert mit einem vorgegebenen Wert; 303 eine Schaltschaltung, die Null ausgibt, wenn für das Ergebnis des Vergleichs der ersten Vergleichsschaltung 302 gilt, "der Ausgang der Addierschaltung 301 ist klei ner als der Bezugswert", und das Ausgangssignal der ersten Addierschaltung 301, wenn für das Vergleichsergebnis der ersten Vergleichsschaltung 302 gilt, "der Aus gang der Addierschaltung 301 ist größer als der oder gleich dem Bezugswert"; 304 eine zweite Addierschaltung, die den Ausgang der Schaltschaltung 303 zu dem zweiten Signal addiert; 305 eine erste Subtrahierschaltung, die das zweite Signal vom Ausgang der zweiten Addierschaltung 304 subtrahiert; 306 eine zweite Subtra hierschaltung, die den Ausgang der ersten Subtrahierschaltung 305 von der ersten Addierschaltung 301 subtrahiert; 307 eine Einheit zum Speichern des integrierten Fehlers, die den Ausgang der zweiten Subtrahierschaltung als integrierten Fehler speichert, 308 eine zweite Vergleichsschaltung, die durch Vergleichen des Trägers mit dem Ausgang der zweiten Addierschaltung 304 eine Pulsbreitenmodulation aus führt; und 309 eine dritte Vergleichsschaltung, die durch Vergleichen des Trägers mit dem zweiten Signal eine Pulsbreitenmodulation ausführt.

Die erste Addierschaltung 301 ist so aufgebaut, daß die Differenz zwischen mehreren Signalen (hier zwei Signalen) zu einem integrierten Fehler addiert wird, um eine Signaldifferenz zu ermitteln. Die erste Vergleichsschaltung 302, die Schalt schaltung 303 und die zweite Addierschaltung 304 korrigieren das erwähnte Signal so, daß die Differenz zwischen den beiden erwähnten Signalen Null (oder kleiner als die erwähnte Signaldifferenz) wird, wenn die erwähnte Signaldifferenz kleiner als der vorgegebene Wert ist, und die Differenz zwischen den beiden Signalen die erwähnte Signaldifferenz wird, wenn die erwähnte Signaldifferenz größer als der oder gleich dem vorgegebenen Wert ist. Die Subtrahierschaltungen 305 und 306 und die Einheit 307 zum Speichern des integrierten Fehlers ermitteln den integrierten Fehler anhand der korrigierten Differenz zwischen den beiden Signalen und der vor stehend erwähnten Signaldifferenz.

Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 14 gezeigten Operati onsschwingungsformen die Funktionsweise des in Fig. 13 gezeigten Pulsbreitenmo dulators beschrieben. In Fig. 14 bezeichnen die Bezugszeichen 201 den Träger zum Ausführen der Pulsbreitenmodulation; 202 das erste Signal als eines der mehreren Signale; 203 das zweite Signal als eines der mehreren Signale; 204 ein erstes Puls signal, das beispielsweise gemäß dem herkömmlichen System durch Ausführen der Pulsbreitenmodulation an dem ersten Signal erhalten wird; 205 ein zweites Puls signal, das durch Ausführen der Pulsbreitenmodulation an dem zweiten Signal ge mäß dem herkömmlichen System erhalten wird; und 206 eine erste Pulssignaldiffe renz, d. h. eine Differenz zwischen dem ersten Pulssignal und dem zweiten Puls signal. Hierbei werden die Schwingungsformen 204, 205 und 206 zum Vergleichen der Pulsbreitenmodulation gemäß der vorliegenden Ausführung und der herkömmli chen Pulsbreitenmodulation addiert, und diese Signale erscheinen nicht in dem schematischen Diagramm gemäß Fig. 13.

Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 207 den integrierten Fehler als Aus gang der Einheit 307 zur Speicherung des integrierten Fehlers; 208 den Ausgang der ersten Addierschaltung 301, d. h. die durch Addieren der Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal zu dem integrierten Fehler ermittelte Signaldifferenz; 209 den Ausgang der zweiten Addierschaltung 304, d. h. das durch Korngieren des ersten Signals 203 gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhaltene dritte Signal; 210 das durch Korrigieren des zweiten Signals 203 gemäß der vorliegenden Ausfüh rung erhaltene vierte Signal; 211 das dritte Impulssignal, das der Ausgang der zweiten Vergleichseinheit 308 ist und durch Ausführen der Pulsbreitenmodulation an dem dritten Signal 209 erhalten wird, 212 das vierte Impulssignal, das der Aus gang der dritten Vergleichseinheit 309 ist und durch Ausführen der Pulsbreitenmo dulation an den vierten Signal 210 erhalten wird; 213 eine zweite Pulssignaldiffe renz, d. h. eine Differenz zwischen dem dritten und dem vierten Impulssignal; 214 einen ersten Zeitpunkt, der einen Punkt für die Verarbeitung zeigt; 215 einen zwei ten Zeitpunkt, der einen weiteren Punkt für die Verarbeitung zeigt; und 216 einen dritten Zeitpunkt, der einen weiteren Zeitpunkt für die Verarbeitung zeigt. Hierbei wird die Schwingungsform 213 aus Zwecken der Verständlichkeit addiert und exi stiert bei dem in Fig. 13 gezeigten Aufbau nicht.

Durch Vergleichen des ersten Signals 202 und des zweiten Signals 203 mit dem Träger 201 werden jeweils das erste Impulssignal 204 und das zweite Impuls signal 205 ermittelt. Eine Differenz zwischen dem ersten Impulssignal 204 und dem zweiten Impulssignal 205 wird die erste Pulssignaldifferenz 206. Zu diesem Zeit punkt wird die bei der ersten Pulssignaldifferenz 206 erhaltene Impulsbreite gele gentlich schmaler als die erforderliche Impulsbreite. Im folgenden wird die Funkti onsweise des Pulsmodulators gemäß der vorliegenden Ausführungsform in bezug auf einen derartigen Fall beschrieben.

Zum ersten Zeitpunkt 214 ist der integrierte Fehler 207 vor der Verarbei tung Null. Wenn der integrierte Fehler 207 vor der Verarbeitung zu einer Differenz zwischen dem ersten Signal 202 und dem zweiten Signal 203 addiert wird, wird die Signaldifferenz 208 ermittelt. Als nächstes werden das erste Signal 202 und das zweite Signal 203 korrigiert, um jeweils das dritte Signal 209 und das vierte Signal 210 zu ermitteln. In diesem Fall ist die Signaldifferenz 208, wie durch die gestri chelte Linie dargestellt, kleiner als der vorgegebene Wert (die Mindestimpulsbreite), die Schaltschaltung 303 gibt Null aus, und die zweite Addierschaltung 304 gibt das zweite Signal 203 als drittes Signal 209 aus.

Damit wird das erste Signal 202 so korrigiert, daß es das dritte Signal 209 wird, so daß die Differenz zwischen dem dritten Signal 209 und dem vierten Signal 210 Null wird. Hierbei wird die Korrektur auf der Grundlage des zweiten Signals 203 ausgeführt, und daher stimmt das vierte Signal 210 mit dem zweiten Signal 203 überein. Ferner werden durch den Vergleich der Größen des dritten Signals 209 und des vierten Signals 210 mit dem Träger 201 jeweils das dritte Impulssignal 211 und das vierte Impulssignal 212 ermittelt. Die Differenz zwischen dem dritten Impuls signal 211 und dem vierten Impulssignal 212 wird die zweite Pulssignaldifferenz 213. Ferner wird der integrierte Fehler 207 so aktualisiert, daß er zur Signaldiffe renz 208 wird.

Zum zweiten Zeitpunkt 215 ist der integrierte Fehler 207 vor der Verarbei tung die Signaldifferenz 208 zum ersten Zeitpunkt 214. Ähnlich wie zum ersten Zeitpunkt 214 wird die Signaldifferenz 208 erhalten. Als nächstes werden das erste Signal 202 und das zweite Signal 203 korrigiert, um jeweils das dritte Signal 209 und das vierte Signal 210 zu erhalten. In diesem Fall wird die Signaldifferenz 208 größer als der oder gleich dem durch die gestrichelte Linie dargestellten vorgegebe nen Wert, und dementsprechend gibt die Schaltschaltung 303 den Ausgang der er sten Addierschaltung 301 aus, und die zweite Addierschaltung 304 addiert das zweite Signal zum Ausgang der ersten Addierschaltung 301 und gibt die Summe als drittes Signal 209 aus.

Daher wird das erste Signal 202 so korrigiert, daß es das dritte Signal 209 wird, so daß die Differenz zwischen dem dritten Signal 209 und dem vierten Signal 210 die Signaldifferenz 208 wird. Hierbei wird die Korrektur auf der Basis des zweiten Signals 203 ausgeführt, und daher stimmt das vierte Signal 210 mit dem zweiten Signal 203 überein. Ferner werden, ähnlich wie zum ersten Zeitpunkt 214, das dritte Pulssignal 211, das vierte Pulssignal und die zweite Pulssignaldifferenz 213 ermittelt. Ferner wird der integrierte Fehler 207 so aktualisiert, daß er Null wird.

Wenn die zweite Pulssignaldifferenz 213, die der Korrektur gemäß der vor liegenden Ausführungsform unterzogen wurde, mit der ersten Pulssignaldifferenz 206 gemäß dem herkömmlichen System verglichen wird, ist ersichtlich, daß die zwischen dem ersten Zeitpunkt 214 und dem zweiten Zeitpunkt 215 auszugebenden Impulse gelöscht werden, die gelöschten Impulse zu den zwischen dem zweiten Zeitpunkt 215 und dem dritten Zeitpunkt 216 auszugebenden Impulsen addiert wer den und die resultierenden Impulse ausgegeben werden. Dadurch wird die Impuls breite erweitert, wodurch die erforderliche Impulsbreite sichergestellt wird.

Ferner stimmen, wie aus Fig. 14 deutlich hervorgeht, der Zeitdurchschnitt der zweiten Pulssignaldifferenz 213 und der Zeitdurchschnitt der ersten Pulssignal differenz 206 zwischen dem Zeitpunkt 214 und den Zeitpunkt 216 überein.

Bei der vorliegenden vierten Ausführungsform wurde ein Fall als Beispiel herangezogen, bei dem die Anzahl der Signale zwei beträgt. Wenn die Anzahl der Signale drei oder mehr beträgt, können diese Signale in der Reihenfolge ihrer Größe aufgelistet werden, und dann kann die vorstehend beschriebene Prozedur nachein ander auf jedes aufeinander folgende Signalpaar angewendet werden.

Fig. 15 zeigt den Aufbau des Pulsbreitenmodulators bei drei Signalen. In Fig. 15 bezeichnen die Bezugszeichen 2601 eine erste Neuanordnungseinrichtung 2601, die mehrere eingegebene Signale A, B und C als Eingang empfängt und die eingegebenen Signale in der ansteigenden Reihe ihrer Größe neu anordnet, um die neu angeordneten Signale als Signale D, E und F auszugeben, 2602 eine erste Kor rektureinrichtung, die die Signale D und E als Eingänge empfängt und Signale G und H ausgibt; 2603 eine zweite Korrektureinrichtung, die die Signale H und F als Eingänge empfängt und die Signale I und J ausgibt, 2604 eine zweite Neuanord nungseinrichtung, die die Signale G, I und J empfängt und die eingegebenen Signale in umgekehrter Reihenfolge zu der Reihenfolge bei der ersten Neuanordnungsein richtung 2601 neu anordnet, um die neu angeordneten Signale als Signale K, L und M auszugeben, und 2605 eine Vergleichseinrichtung, die eine Pulsbreitenmodulati on an den Signalen K, L und M ausführt, indem sie diese Signale mit dem Träger vergleicht, um die modulierten Signale als N, O und P auszugeben.

Die erste Korrektureinrichtung 2602 ist so aufgebaut, daß der Träger, die zweite Vergleichseinheit 308 und die dritte Vergleichsschaltung 309 aus dem Auf bau gemäß Fig. 13 entfernt werden und der Ausgang der zweiten Addierschaltung 304 und das zweite Signal 203 ausgegeben werden. Das erste Signal 202 ist nämlich das Signal E, und das zweite Signal 203 ist das Signal D. Ferner ist der Ausgang (das dritte Signal) der zweiten Addierschaltung das Signal H, und das zweite Signal 203 wird als Signal G ausgegeben.

Die zweite Korrektureinrichtung 2603 unterscheidet sich dadurch von dem Aufbau gemäß Fig. 13, daß der Träger, die zweite Vergleichsschaltung 308 und die dritte Vergleichsschaltung 309 entfernt werden und der Ausgang (das dritte Signal) der zweiten Addierschaltung 304 und das zweite Signal als Ausgänge der zweiten Korrektureinrichtung 2603 als Ausgänge der zweiten Korrektureinrichtung 2603 ausgegeben werden. Das erste Signal 202 ist nämlich das Signal F, und das zweite Signal 203 ist das Signal H. Der Ausgang der zweiten Addierschaltung 304 ist das Signal J, und das zweite Signal wird als Signal I ausgegeben.

Bei der Verwendung des beschriebenen Aufbaus entsprechen das dritte und das vierte Signal gemäß Fig. 13 jeweils den Signalen G und H. Dementsprechend wird die Differenz zwischen dem Signal G und dem Signal H, ähnlich wie die Puls signaldifferenz 213 gemäß Fig. 14, größer als der oder gleich dem Bezugswert. Das Signal H und das Signal I sind gleich und werden nicht korrigiert, und daher wird auch die Differenz zwischen dem Signal G und dem Signal I, ähnlich wie die Be ziehung zwischen dem Signal G und dem Signal H, größer als der oder gleich dem Bezugswert. Ferner wird auch die Differenz zwischen dem Signal I und dem Signal J größer als der oder gleich dem Bezugswert.

Da die erste Neuanordnungseinrichtung 2601 die Signale in der aufsteigen den Reihenfolge neu anordnet, wird die Differenz einer weiteren Kombination, d. h. die Differenz zwischen dem Signal G und dem Signal J, größer als oder gleich dem Bezugswert. Dann werden die Signale G, I und J durch die Neuanordnungseinrich tung 2604 neu angeordnet, so daß das Signal B und das Signal C jeweils dem Signal L und dem Signal M entsprechen. Ferner vergleicht die Vergleichseinrichtung 2605 die neu angeordneten Signale mit dem Träger und führt die Pulsbreitenmodulation aus. Dadurch wird in bezug auf die drei durch die Pulsbreitenmodulation erhaltenen Signale N, O und P sichergestellt, daß eine Differenz zwischen zwei beliebigen Si gnalen Impulse aufweist, die jeweils eine Impulsbreite aufweisen, die größer als die oder gleich der erforderlichen Impulsbreite ist.

Ferner können die in der ersten Korrektureinrichtung 2602 und der zweiten Korrektureinrichtung 2603 enthaltenen integrierten Fehler für jede der Kombinatio nen der Signale A und D, der Signale B und E, der Signale C und F, etc. unabhängig vorgesehen sein. In bezug auf die Signale A und B ist es beispielsweise ausreichend, eine Einrichtung zum Speichern von insgesamt sechs Beziehungen zwischen den Signalen A und D, den Signalen B und E, den Signalen B und F, etc. vorzusehen. Durch diese Anordnung wird selbst dann ein gleichmäßiges Schalten realisiert, wenn die Reihenfolge der Größen der Signale A, B und C verändert wird.

Als nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 16 zeigt den Aufbau eines Pulsbreitenmodulators gemäß der fünf ten Ausführungsform. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden das erste und das zweite Signal einer Pulsbreitenmodulation unterzogen, und das dritte und vierte Pulssignal werden ausgegeben.

Wie in Fig. 16 gezeigt, umfaßt ein Pulsbreitenmodulator gemäß der vorlie genden Ausführungsform eine Addierschaltung 401 zum Ermitteln einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal; eine erste Vergleichsschaltung 402 zum Vergleichen eines vorgegebenen ersten Bezugswerts mit dem Ausgang (der Signaldifferenz) der Addierschaltung 401; eine Schaltschaltung 403, die einen zweiten Bezugswert ausgibt, der größer als der oder gleich dem ersten Bezugswert ist, wenn für das Ergebnis des Vergleichs der ersten Vergleichsschaltung 402 gilt, "der Ausgang der Addierschaltung 401 ist kleiner als der oder gleich dem Bezugs wert", und das Ausgangssignal der Addierschaltung 401, wenn für das Vergleich sergebnis der ersten Vergleichsschaltung 402 gilt, "der Ausgang der Addierschal tung 401 ist größer als der Bezugswert"; eine zweite Addierschaltung 404 zum Ad dieren des zweiten Signals zum Ausgang der Schaltschaltung 403; eine zweite Ver gleichsschaltung 405 zum Ausführen der Pulsbreitenmodulation durch Vergleichen des Trägers mit dem Ausgang der Addierschaltung 404; und eine dritte Vergleichs schaltung 406 zum Ausführen der Pulsbreitenmodulation durch Vergleichen des Trägers mit dem zweiten Signal.

Die Einrichtung zum Ermitteln der Differenz zwischen zwei Signalen wird nämlich durch die Addierschaltung 401 implementiert, und durch die erste Ver gleichsschaltung 402, die Schaltschaltung 403 und die zweite Addierschaltung 404 wird eine Einrichtung zur derartigen Korrektur der erwähnten Signale implemen tiert, daß die Differenz zwischen den beiden erwähnten Signalen größer als ein oder gleich einem vorgegebenen Wert wird, wenn die Signaldifferenz kleiner als der er wähnte vorgegebene Wert ist.

Fig. 17 zeigt die Schwingungsformen der Signale in dem Pulsbreitenmodu lator gemäß Fig. 16. In Fig. 17 bezeichnen die Bezugszeichen 501 den Träger zum Ausführen der Pulsbreitenmodulation; 502 das erste Signal; 503 das zweite Signal; 504 ein durch Ausführen der Pulsbreitenmodulation gemäß der herkömmlichen Technik an dem ersten Signal 502 erhaltenes erstes Pulssignal; 505 ein durch Aus führen der Pulsbreitenmodulation gemäß der herkömmlichen Technik an dem zwei ten Signal 503 erhaltenes zweites Pulssignal und 506 eine erste Pulsdifferenz, d. h. eine Differenz zwischen dem ersten Pulssignal und dem zweiten Pulssignal. Hierbei werden die Schwingungsformen 504, 505 und 506 zum Vergleichen des Pulsbrei tenmodulationssystems gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem her kömmlichen Pulsbreitenmodulationssystem addiert, wobei diese Signale nicht in dem Pulsbreitenmodulator gemäß der vorliegenden Ausführungsform enthalten sind.

Ferner bezeichnen die Bezugszeichen 507 eine durch Addieren eines inte grierten Fehlers zur Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Signal erhalte ne Signaldifferenz als Ausgang der ersten Addierschaltung 401; 508 den Ausgang der zweiten Addierschaltung 404, d. h. bei der vorliegenden Ausführungsform ein durch Korrigieren des ersten Signals 502 erhaltenes drittes Signal; 509 ein bei der vorliegenden Ausführungsform durch Korrigieren des zweiten Signals 503 erhalte nes viertes Signal; 510 ein durch Ausführen der Pulsbreitenmodulation an dem drit ten Signal als Ausgang der zweiten Vergleichseinheit 405 erhaltenes drittes Impuls signal; 511 ein durch Pulsbreitenmodulation an dem vierten Signal als Ausgang der dritten Vergleichsschaltung 406 erhaltenes viertes Pulssignal; 512 eine zweite Puls signaldifferenz, d. h. eine Differenz zwischen dem dritten und dem vierten Puls signal; 513 einen ersten Zeitpunkt, der einen Punkt zur Verarbeitung zeigt; 514 ei nen zweiten Zeitpunkt, der einen weiteren Punkt für eine Verarbeitung zeigt; und 515 einen dritten Zeitpunkt, der einen weiteren Punkt für einen Verarbeitung zeigt.

Wenn die Größen des ersten Signals 502 und des zweiten Signals 503 mit dem Träger 501 verglichen werden, werden bei dem herkömmlichen System jeweils das erste Pulssignal 504 und das zweite Pulssignal 505 ermittelt. Die Differenz zwi schen dem ersten Pulssignal 504 und dem zweiten Pulssignal 505 wird die erste Pulssignaldifferenz 506. Daher wird bei dem in Fig. 17 gezeigten Beispiel in der Periode zwischen dem ersten Zeitpunkt 513 und dem zweiten Zeitpunkt 514 eine Pulsdifferenz mit schmaleren Pulsbreiten erhalten. Andererseits ist das Ergebnis der vorliegenden Ausführungsform wie folgt.

In der Periode zwischen dem ersten Zeitpunkt 513 und dem zweiten Zeit punkt 514 wird die Differenz zwischen dem ersten Signal 502 und dem zweiten Si gnal 503 als Signaldifferenz 507 ermittelt. Als nächstes werden das erste und das zweite Signal 502 und 503 korrigiert, um jeweils das dritte und das vierte Signal 508 und 509 zu erhalten. Da die Signaldifferenz 507 kleiner als der durch die gestri chelte Linie gezeigte vorgegebene Wert ist, gibt die Schaltschaltung 403 den zwei ten Bezugswert aus, und die zweite Addierschaltung 404 addiert den zweiten Be zugswert zu dem zweiten Signal, um das Ergebnis auszugeben.

Daher wird das erste Signal 502 so korrigiert, daß es der zweite Bezugswert wird, der größer als der oder gleich dem ersten Bezugswert ist, und die Differenz zwischen dem dritten Signal 508 und dem vierten Signal 509 wird das dritte Signal 508. Hierbei wird die Korrektur auf der Grundlage des zweiten Signals 503 ausge führt; das vierte Signal 509 stimmt mit dem zweiten Signal 503 überein. Ferner werden durch den Vergleich der Größen des dritten Signals 508 und des vierten Si gnals 509 mit dem Träger 501 jeweils das dritte Pulssignal 510 und das vierte Puls signal 511 ermittelt. Die Differenz zwischen dem dritten Pulssignal 510 und dem vierten Pulssignal 511 wird die zweite Pulssignaldifferenz 512.

Als nächstes wird die Periode zwischen dem zweiten Zeitpunkt 514 und dem dritten Zeitpunkt 515 beschrieben. In dieser Periode wird das Ergebnis der vorliegenden Ausführungsform wie folgt, obwohl die durch die erste Pulssignaldif ferenz 506 ermittelte Impulsbreite selbst bei dem herkömmlichen System breiter als die erforderliche Impulsbreite wird.

In dieser Periode ist die Signaldifferenz 507 größer als der oder gleich dem durch die gestrichelte Linie gezeigten, vorgegebenen Wert. Dementsprechend gibt die Schaltschaltung 403 den Ausgang der ersten Addierschaltung 401 aus. Die zweite Addierschaltung 404 addiert den Ausgang der ersten Addierschaltung 401 zu dem zweiten Signal und gibt das erste Signal 502 aus. Daher wird das erste Signal 502 unverändert zum dritten Signal 508. Ferner wird die Korrektur auf der Grundla ge des zweiten Signals 503 ausgeführt, und das vierte Signal 509 stimmt mit dem zweiten Signal 503 überein.

Durch den Vergleich der durch Ausführen der Korrektur gemäß der vorlie genden Erfindung erhaltenen zweiten Pulsdifferenz 512 mit der durch das her kömmliche System erhaltenen ersten Pulssignaldifferenz 506 ist ersichtlich, daß bei der vorliegenden Ausführungsform die zwischen dem ersten Zeitpunkt 513 und dem zweiten Zeitpunkt 514 ausgegebenen Impulse korngiert werden, um die erforderli che Impulsbreite sicherzustellen. Ferner stimmt in bezug auf die zwischen dem zweiten Zeitpunkt 514 und dem dritten Zeitpunkt 515 ausgegebenen Impulse, bei denen keine Korrektur erforderlich ist, die zweite Pulssignaldifferenz 512 mit der ersten Pulssignaldifferenz 506 überein.

Bei der vorstehend beschriebenen fünften Ausführungsform wird ein Bei spiel beschrieben, 05251 00070 552 001000280000000200012000285910514000040 0002010142053 00004 05132 bei dem die Anzahl der Signale zwei beträgt. Ähnlich wie bei der vierten Ausführungsform ist es jedoch, wenn drei oder mehr Signale vorhanden sind, möglich, diese Signale in der Reihenfolge ihrer Größe neu anzuordnen und die vorstehend beschriebenen Einrichtungen nacheinander auf jedes aufeinander fol gende Signalpaar anzuwenden. Wenn beispielsweise drei Signale existieren, können die vorstehend beschriebenen Einrichtungen wie im Folgenden beschrieben auf die erste Korrektureinrichtung 2602 und die zweite Korrektureinrichtung 2603 des in Fig. 15 gezeigten Pulsbreitenmodulators angewendet werden.

Der Aufbau der ersten Korrektureinrichtung 2602 unterscheidet sich näm lich dadurch von dem in Fig. 16 gezeigten Aufbau, daß auf den Träger, die zweite Vergleichseinheit 405 und die dritte Vergleichseinheit 406 verzichtet wird und der Ausgang der zweiten Addierschaltung 404 und das zweite Signal 503 ausgegebenen werden. Das erste Signal 502 ist das Signal E, und das zweite Signal 503 ist das Si gnal D. Der Ausgang der zweiten Addierschaltung 404 ist das Signal H, und als Si gnal G wird das zweite Signal 503 ausgegeben.

Ferner unterscheidet sich der Aufbau der zweiten Korrektureinrichtung 2603 dadurch von dem in Fig. 16 gezeigten Aufbau, daß auf den Träger, die zweite Vergleichsschaltung 405 und die dritte Vergleichsschaltung 406 verzichtet wird und der Ausgang der zweiten Addierschaltung 404 und das zweite Signal 503 ausgege ben werden. Das erste Signal 502 ist das Signal F, und das zweite Signal 503 ist das Signal H. Der Ausgang der zweiten Addierschaltung 404 ist das Signal J, und als Signal I wird das zweite Signal 503 ausgegeben.

Durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Aufbaus wird die Differenz zwischen den Signalen G und H, wie vorstehend beschrieben, größer als der oder gleich dem Bezugswert, die Signale H und I werden nicht korrigiert, und dementsprechend wird die Differenz zwischen den Signalen G und I, wie vorste hend beschrieben, größer als der oder gleich dem Bezugswert. Ferner wird auch die Differenz zwischen den Signalen I und J größer als der oder gleich dem Bezugswert. Da die erste Neuanordnungseinrichtung 2601 die Signale in aufsteigender Reihen folge neu anordnet, wird auch die Differenz zwischen einer weiteren Signalkombi nation, d. h. die Differenz zwischen den Signalen G und J, größer als der oder gleich dem Bezugswert. Dann werden die Signale G, I und J durch die Neuanordnungsein richtung 2604 derart neu angeordnet, daß das Signal A dem Signal K, das Signal B dem Signal L und das Signal C dem Signal M entsprechen. Ferner vergleicht die Vergleichseinheit 2605 die neu angeordneten Signale mit dem Träger und führt die Pulsbreitenmodulation aus. Dadurch wird in bezug auf die durch die Pulsbreitenmo dulation erhaltenen Signale N, O und P sichergestellt, daß die Differenz zwischen zwei beliebigen Signalen Impulse aufweist, die jeder eine Impulsbreite aufweisen, die größer als die oder gleich der erforderlichen Impulsbreite ist.

Ferner kann anstelle der in Fig. 2 gezeigten Einheit zur Steuerung der Puls breitenmodulation der in Fig. 15 gezeigte Pulsbreitenmodulator für den in Fig. 12 gezeigten Leistungswandler angewendet werden. Bei einem Leistungswandler, für den der in Fig. 15 gezeigte Pulsbreitenmodulator angewendet wird, werden die Spannungsbefehle Eu, Ev und Ew jeweils als Signale A, B und C, d. h. als Eingänge des Pulsbreitenmodulators eingegeben. Ferner werden seine Ausgänge, d. h. die Si gnale N, O und P als Gate-Signale Gu, Gv und Gw ausgegeben, und die Signale N, O und P werden umgekehrt und als Gate-Signale Gx, Gy und Gz ausgegeben.

Wenn gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorlie genden Erfindung eine Pulsbreitenmodulation an mehreren Signalen ausgeführt wird, wird eine Signaldifferenz zwischen den Signalen größer oder gleich der Min destimpulsbreite, und dadurch kann die erforderliche Impulsbreite sichergestellt werden. Ferner wird bei einer Signaldifferenz, die kleiner als die Mindestimpuls breite ist, kein Ausgang erzeugt, und ein Fehler wird integriert. Daher bleibt die durchschnittliche Breitendifferenz der ausgegebenen Impulse unverändert.

Ferner wird die Frequenz der Träger niedriger, wenn die Differenz der vor stehend erwähnte Signale in der Nähe von Null liegt. Daher kann die erforderliche Impulsbreite selbst in einem Bereich sichergestellt werden, in dem die Impulsbreite schmaler wird.

Ferner ist es bei dem Leistungswandler, für den das vorstehend beschriebe ne Pulsbreitenmodulationssystem angewendet wird, möglich, Perioden zur Abta stung des Gleichstroms Idc sicherzustellen und gleichzeitig die Motorsteuerleistung zu verbessern.

Claims

1. Verfahren zur Pulsbreitenmodulation mehrerer Signale, bei dem die Signale so korrigiert werden, daß die Breiten aller Impulse, die auf der Grundlage eines Unterschieds von je zwei Signalen der mehreren Signale erzeugt wer den, größer oder gleich einem vorbestimmten und vorab gesetzten Wert werden.

2. Verfahren zur Pulsbreitenmodulation mehrerer Signale, bei dem ein Si gnalunterschied ermittelt wird, indem ein integrierter Fehler zu einem Un terschied zwischen zwei Signalen der mehreren Signale addiert wird; und gleichzeitig,
wenn der Signalunterschied geringer als ein vorbestimmter und vorab ge setzter Wert ist, zumindest eines der zwei Signale so korrigiert wird, daß der Unterschied zwischen den zwei Signalen Null oder geringer als der Si gnalunterschied wird; und
wenn der Signalunterschied gleich oder größer als der vorbestimmte Wert ist, zumindest eines der zwei Signale so korrigiert wird, daß der Unterschied zwischen den zwei Signalen der Signalunterschied wird.

3. Verfahren zum Vornehmen einer Pulsbreitenmodulation von mehreren Si gnalen, wobei ein Träger verwendet wird, wobei:
Signalunterschiede ermittelt werden, von denen jeder der Unterschied zwi schen zwei Signalen der mehreren Signale ist; und wenn zumindest einer der Signalunterschiede in der Nähe von Null liegt, die Frequenz des Trägers verringert wird.

4. Pulsbreitenmodulator zur Vornahme einer Pulsbreitenmodulation von meh reren Signalen, mit:
einer Einrichtung zum Ermitteln eines Signalunterschieds, der der Unter schied zwischen zwei Signalen der mehreren Signale ist; und
einer Einrichtung zum Korngieren des Unterschieds zwischen den zwei Signalen größer als oder gleich einem vorbestimmten, vorab gegebenen Wert, wenn der Signalunterschied kleiner als der vorbestimmte Wert ist.

5. Pulsbreitenmodulator zum Vornehmen einer Pulsbreitenmodulation mehre rer Signale, mit:
einer Einrichtung zum Ermitteln eines Signalunterschieds durch Addieren eines integrierten Fehlers zu jedem Unterschied zwischen zwei Signalen der mehreren Signale; und
einer Korrektureinrichtung, die den Unterschied der zwei Signale so korn giert, daß er Null wird oder kleiner als der Signalunterschied, und die den integrierten Fehler aus dem korrigierten Unterschied zwischen zwei Signa len und dem Signalunterschied ermittelt, wenn der Signalunterschied kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, und die den Unterschied der zwei Signale so korngiert, daß er der Signalunterschied wird, und die den integrierten Fehler so korngiert, daß er Null wird, wenn der Signalunterschied größer als oder gleich dem vorbestimmten Wert ist.

6. Pulsbreitenmodulator zum Vornehmen einer Pulsbreitenmodulation von drei Signalen, mit
einer Einrichtung zum Auswählen eines ersten Signals, dessen Betrag der mittlere der drei Signale ist;
einer Einrichtung zum Ermitteln eines Signalunterschieds, der der Unter schied zwischen dem ersten Signal und einem der anderen Signale ist;
einer Korrektureinrichtung zum Korngieren des ersten Signals oder des ei nen der anderen Signale, wenn der Signalunterschied geringer als ein vorbe stimmter, vorab gegebener Wert ist, so, daß der Unterschied zwischen dem einen der anderen Signale und dem ersten Signal größer oder gleich zum vorbestimmten Wert wird, um das erste Signal nach der Korrektur und das eine der anderen Signale nach der Korrektur zu ermitteln.

7. Pulsbreitenmodulator zum Vornehmen einer Pulsbreitenmodulation von drei Signalen, mit:
einer Einrichtung zum Auswählen eines ersten Signals, dessen Betrag der mittlere der drei Signale ist;
einer Einrichtung zum Ermitteln eines Signalunterschieds durch Addieren eines integrierten Fehlers zu einem Unterschied zwischen dem ersten Signal und einem der anderen Signale;
einer Einrichtung zum Ermitteln des ersten Signals nach Korrektur oder des einen der anderen Signale nach der Korrektur durch Korngieren des ersten Signals oder des einen der anderen Signale so, daß der Unterschied zwi schen dem ersten Signal und einem der anderen Signale Null wird oder niedriger als der Signalunterschied, wenn der Signalunterschied geringer ist als ein vorbestimmter, vorab gegebener Wert ist; und
einer Einrichtung zum Ermitteln des integrierten Fehlers auf der Grundlage des Unterschieds zwischen dem ersten Signal nach Korrektur und dem ei nen der anderen Signale nach Korrektur, und dem Signalunterschied.

8. Pulsbreitenmodulator zum Vornehmen einer Pulsbreitenmodulation von mehreren Signalen, wobei ein Träger verwendet wird, mit:
einer Einrichtung zum Verlängern von Impulsintervallen des Trägers, wenn zumindest ein Unterschied einer niederfrequenten Komponente der mehre ren Signale in der Nähe von Null liegt.

9. Pulsbreitenmodulator nach Anspruch 8, mit:
einer Einrichtung zum Ermitteln eines Unterschieds zwischen niedrigen Komponenten von zwei Signalen aus den mehreren Signalen.

10. Leistungswandler, der auf der Grundlage von Spannungsbefehlen Impuls spannungen ausgibt, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 1 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei die mehreren Signale oder drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung verwendet wird.

11. Leistungswandler zur Ausgabe von Impulsspannungen auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 2 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei die mehreren Signale oder drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung verwendet wird.

12. Leistungswandler zur Ausgabe von Impulsspannungen auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 3 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei die mehreren Signale oder drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung verwendet wird.

13. Leistungswandler zur Ausgabe von Impulsspannungen auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 4 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei die mehreren Signale oder drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung verwendet wird.

14. Leistungswandler zur Ausgabe von Impulsspannungen auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 5 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei die mehreren Signale oder drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung verwendet wird.

15. Leistungswandler zur Ausgabe von Impulsspannungen auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 6 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung ver wendet wird.

16. Leistungswandler zur Ausgabe von Impulsspannungen auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, bei dem:
das Verfahren der Pulsbreitenmodulation nach Anspruch 7 im Leistungs wandler angewendet wird, wobei drei der Signale als Spannungsbefehle verwendet werden und jeder Signalunterschied als Leitungsspannung ver wendet wird.

17. Leistungswandler zur Ausgabe einer Impulsspannung auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, mit dem Pulsbreitenmodulator nach Anspruch 8, wobei
die Impulsspannung auf der Grundlage der Ausgabe des Pulsbreitenmodu lators ausgegeben wird.

18. Leistungswandler zur Ausgabe einer Impulsspannung auf der Grundlage von Spannungsbefehlen, mit dem Pulsbreitenmodulator nach Anspruch 9, wobei
die Impulsspannung auf der Grundlage der Ausgabe des Pulsbreitenmodu lators ausgegeben wird.