JP2001218479A - Pwm controller - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路の
パルス幅変調（以降ＰＷＭ）制御を行うＰＷＭ制御装置
に関し、特に、インバータ回路のスイッチング素子の短
絡を防止するＰＷＭ制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM control device for performing pulse width modulation (hereinafter, PWM) control of an inverter circuit, and more particularly to a PWM control device for preventing a short circuit of a switching element of the inverter circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】モータを駆動制御する装置として、ＰＷ
Ｍ制御によってモータを駆動制御するインバータ回路が
用いられている。図５は、交流モータを駆動制御するた
めのインバータ回路の構成を示す等価回路図である。図
５に示すように、インバータ回路は、左端に直流電圧＋
VDCが印加される正極側の端子と−VDCが印加される負極
側の端子との間に挿入された６つの半導体スイッチング
素子であるトランジスタ１、３と６つのダイオード２、
４とから構成されている。2. Description of the Related Art As an apparatus for controlling driving of a motor, PW
An inverter circuit that drives and controls a motor by M control is used. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of an inverter circuit for driving and controlling the AC motor. As shown in FIG. 5, the inverter circuit has a DC voltage +
Transistors 1, 3 and six diodes 2 is a six semiconductor switching element inserted between the negative electrode side terminal pin and -V DC positive electrode side is applied to V DC is applied,
And 4.
【０００３】正極側の端子には第１の半導体スイッチン
グ素子である３つのトランジスタ１のコレクタが接続さ
れている。そして、その３つのトランジスタ１のコレク
タには第１のダイオードであるダイオード２のカソード
がそれぞれ接続され、トランジスタ１のエミッタにはダ
イオード２のアノードがそれぞれ接続されている。ま
た、負極側の端子には第２のスイッチング素子である３
つのトランジスタ３のエミッタが接続されている。そし
て、そのトランジスタ３のコレクタには第２のダイオー
ドであるダイオード４のカソードがそれぞれ接続され、
トランジスタ３のエミッタにはダイオード４のアノード
がそれぞれ接続されている。そして、３つのトランジス
タ１のエミッタはトランジスタ３のコレクタとそれぞれ
接続され、その３つの接続点がそれぞれＡＣモータ５の
３相の入力端子にそれぞれ接続されている。[0005] The collectors of three transistors 1 as first semiconductor switching elements are connected to the positive terminal. The collectors of the three transistors 1 are connected to the cathodes of the diodes 2 as the first diodes, respectively, and the emitters of the transistors 1 are connected to the anodes of the diodes 2 respectively. The terminal on the negative electrode side is a second switching element, 3
The emitters of the three transistors 3 are connected. The collector of the transistor 3 is connected to the cathode of a diode 4, which is a second diode.
The anode of the diode 4 is connected to the emitter of the transistor 3. The emitters of the three transistors 1 are connected to the collectors of the transistors 3, respectively, and the three connection points are connected to the three-phase input terminals of the AC motor 5, respectively.
【０００４】ＡＣモータ５の１相分の入力端子に接続さ
れる１つのトランジスタ１、３と１つのダイオード２、
４とによって構成される部分をアームという。図５に示
すように、３相のＡＣモータ５を駆動する場合には３つ
のアームが必要である。すなわち、駆動するＡＣモータ
の相数によってインバータ回路のアームの数は決まる。
また、図５では、ＡＣモータを駆動制御するための回路
構成を例として説明したが、このようなアームの回路に
よって、直流モータを駆動制御することも可能である。
なお、通常、±VDCは、交流電源の交流電圧を直流電圧
に変換する回路より印加されるが、この回路は図５では
省略されている。One transistor 1, 3 and one diode 2, which are connected to the input terminal for one phase of the AC motor 5,
4 is called an arm. As shown in FIG. 5, when driving the three-phase AC motor 5, three arms are required. That is, the number of arms of the inverter circuit is determined by the number of phases of the AC motor to be driven.
In FIG. 5, a circuit configuration for controlling the driving of the AC motor has been described as an example. However, the driving of the DC motor can be controlled by such an arm circuit.
Normally, ± V DC is applied from a circuit that converts an AC voltage of an AC power supply into a DC voltage, but this circuit is omitted in FIG.
【０００５】図６は、インバータ回路の１つのアームに
おいてトランジスタ１、３を駆動するアーム駆動装置の
構成を示すブロック図である。アーム駆動装置は、ＰＷ
Ｍ制御装置６と２つのドライブおよび絶縁回路７とから
構成される。ＰＷＭ制御装置６は、上位装置（不図示）
から入力された電圧指令Ｖrefを入力としてパルス幅変
調された信号ＢＵ、ＢＬを出力する。ＰＷＭ制御装置６
から出力された信号ＢＵ、ＢＬは、ドライブおよび絶縁
回路７で増幅されてそれぞれトランジスタ１とトランジ
スタ３のドライブ信号となる。ドライブおよび絶縁回路
７は公知のものである。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an arm driving device for driving transistors 1 and 3 in one arm of the inverter circuit. The arm drive is PW
An M control device 6 and two drives and an insulating circuit 7 are provided. The PWM control device 6 is a host device (not shown)
And outputs the pulse width modulated signals BU and BL using the voltage command Vref input from the input terminal as an input. PWM control device 6
Are amplified by the drive and insulation circuit 7 to become drive signals for the transistors 1 and 3, respectively. The drive and the insulation circuit 7 are known.
【０００６】図７は、従来のＰＷＭ制御装置６の構成を
示す等価回路図である。ＰＷＭ制御装置６は、三角波発
生器１１と、比較器１２と、ワンショットタイマ１３
と、反転器１６と、アンド回路１４、１５とから構成さ
れる。三角波発生器１１は、一定の周期で変動する三角
波電圧を出力する。比較器１２は、電圧指令Ｖrefの値
と三角波電圧の値とを用いてＰＷＭ信号Ｂを出力する。
ＰＷＭ信号Ｂは、電圧指令Ｖrefが三角波の値を上回っ
ていればハイレベル（以降 Ｈ）となり、下回っていれ
ばローレベル（以降 Ｌ）となる。ＰＷＭ信号Ｂは、ア
ンド回路１４とワンショットタイマ１３と反転器１６と
に入力される。ワンショットタイマ１３から出力された
信号はアンド回路１４、１５に入力される。反転器１３
から出力された信号はアンド回路１５に入力される。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a conventional PWM control device 6. As shown in FIG. The PWM control device 6 includes a triangular wave generator 11, a comparator 12, a one-shot timer 13
, An inverter 16 and AND circuits 14 and 15. The triangular wave generator 11 outputs a triangular wave voltage that fluctuates at a constant cycle. The comparator 12 outputs the PWM signal B using the value of the voltage command Vref and the value of the triangular wave voltage.
The PWM signal B has a high level (hereinafter H) when the voltage command Vref is higher than the value of the triangular wave, and has a low level (hereinafter L) when the voltage command Vref is lower. The PWM signal B is input to the AND circuit 14, the one-shot timer 13, and the inverter 16. The signal output from the one-shot timer 13 is input to AND circuits 14 and 15. Inverter 13
Is output to the AND circuit 15.
【０００７】ワンショットタイマ１３では、入力された
信号がＨからＬまたはＬからＨになってから短絡防止時
間Ｔを経過するまでの期間は出力する信号がＬとなり、
その期間以外は出力する信号はＨとなっている。通常、
図６に示すようなアーム回路のスイッチング素子として
用いられるトランジスタ１、３は、両方同時にオンする
と短絡して故障する可能性がある。そしてトランジスタ
１、３はドライブ信号をオフしてから実際にオフするま
でに時間がかかるため、トランジスタ１、３の短絡を防
止するためには、トランジスタ１、３が実際にオフとな
るまでにもう一方のトランジスタをオンしないようにす
る必要がある。このために設けられたのが短絡防止時間
Ｔである。短絡防止時間Ｔは、トランジスタ１、３がオ
フする時間に余裕分の時間を加えた時間となっている。In the one-shot timer 13, the output signal becomes L during a period from when the input signal changes from H to L or from L to H until the short-circuit prevention time T elapses,
The signal to be output is H during periods other than the period. Normal,
The transistors 1 and 3 used as switching elements of the arm circuit as shown in FIG. Since it takes time from turning off the drive signal to actually turning off the transistors 1 and 3, in order to prevent the short circuit of the transistors 1 and 3, the transistors 1 and 3 must be turned off before the transistors 1 and 3 are actually turned off. It is necessary not to turn on one transistor. The short-circuit prevention time T is provided for this purpose. The short circuit prevention time T is a time obtained by adding a marginal time to the time when the transistors 1 and 3 are turned off.
【０００８】反転器１６は、入力された信号を反転す
る。アンド回路１４から出力された信号は最終的にトラ
ンジスタ１を駆動するドライブ信号ＢＵとなり、アンド
回路１５から出力された信号は最終的にトランジスタ３
を駆動するドライブ信号ＢＬとなる。[0008] The inverter 16 inverts the input signal. The signal output from the AND circuit 14 finally becomes a drive signal BU for driving the transistor 1, and the signal output from the AND circuit 15 finally becomes the drive signal BU.
Is a drive signal BL for driving.
【０００９】図８は、従来のＰＷＭ制御装置の動作を示
すタイミングチャートである。図８には、上から電圧指
令Ｖrefおよび三角波電圧、ＰＷＭ信号Ｂ、ドライブ信
号ＢＵ、ドライブ信号ＢＬがこの順番で図示されてい
る。FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the conventional PWM control device. FIG. 8 shows the voltage command Vref, the triangular wave voltage, the PWM signal B, the drive signal BU, and the drive signal BL in this order from the top.
【００１０】時刻ｔ1において、三角波電圧の値が電圧
指令Ｖrefの値を上回るようになるとＰＷＭ信号ＢはＨ
からＬとなる。すると、ドライブ信号ＢＵもＨからＬと
なる。しかし、ドライブ信号ＢＬは、ワンショットタイ
マ１３の出力が短絡防止時間ＴだけＬとなるため、時刻
ｔ1ですぐにＬからＨにならず、時刻ｔ1から短絡防止時
間Ｔ経過後にＬからＨとなる。At time t 1 , when the value of the triangular wave voltage exceeds the value of the voltage command Vref, the PWM signal B becomes H
To L. Then, the drive signal BU also changes from H to L. However, since the output of the one-shot timer 13 becomes L for the short-circuit prevention time T, the drive signal BL does not change from L to H immediately at time t 1 , but changes from L to H after the short-circuit prevention time T elapses from time t 1. Becomes
【００１１】さらに、時刻ｔ2において、電圧指令Ｖref
の値を上回っていた三角波電圧の値が電圧指令Ｖrefの
値を下回るようになるとＰＷＭ信号ＢはＬからＨにな
り、ドライブ信号ＢＬはＨからＬとなる。しかし、ワン
ショットタイマ１３の出力の影響により、ドライブ信号
ＢＵはすぐにＬからＨにならず、時刻ｔ2から短絡防止
時間Ｔ経過後にＨとなる。同様に、時刻ｔ3、ｔ4におい
ても、ＰＷＭ信号Ｂ、ドライブ信号ＢＵ、ＢＬは時刻ｔ
1、ｔ2の様に動作する。ただし、時刻ｔ3、ｔ4の間の時
間はＴより短かいため、ドライブ信号ＢＬはＨにはなら
ずＬのままとなる。Further, at time t 2 , voltage command Vref
When the value of the triangular wave voltage, which has exceeded the value of, falls below the value of the voltage command Vref, the PWM signal B changes from L to H, and the drive signal BL changes from H to L. However, due to the influence of the output of one-shot timer 13, drive signal BU is not immediately from L to H, the H from the time t 2 after elapse of dead time T. Similarly, at times t 3 and t 4 , the PWM signal B and the drive signals BU and BL also
1, operates as t 2. However, since the time between times t 3 and t 4 is shorter than T, the drive signal BL does not become H but remains L.
【００１２】図９は、従来のＰＷＭ制御装置の電圧指令
Ｖrefとアームの出力電圧Ｖoutの関係を示すグラフであ
る。図９に示すように、ＰＷＭ制御装置によって電圧指
令の値Ｖrefとアームの出力電圧の値Ｖoutとの関係は、
印加電圧＋VDCおよび−VDCの間でほぼ比例関係となって
いる。しかし、アームの出力電圧の値Ｖoutが±VDC近傍
の値になっている場合には、アームの出力電圧Ｖout
は、電圧指令Ｖrefの変化に対して不連続となってい
る。アームの出力電圧Ｖoutが不連続になっている理由
を以下に説明する。FIG. 9 is a graph showing the relationship between the voltage command Vref of the conventional PWM control device and the output voltage Vout of the arm. As shown in FIG. 9, the relationship between the voltage command value Vref and the arm output voltage value Vout by the PWM control device is as follows.
There is a substantially proportional relationship between the applied voltages + V DC and -V DC . However, when the value Vout of the output voltage of the arm is close to ± V DC , the output voltage Vout of the arm
Are discontinuous with respect to changes in the voltage command Vref. The reason why the output voltage Vout of the arm is discontinuous will be described below.
【００１３】アームの出力電圧Ｖoutが±VDC近傍の値に
あるときは、電圧指令Ｖrefが三角波電圧の最大値また
は最小値近傍の値であるときである。図８に示すよう
に、電圧指令Ｖrefの値が常に三角波電圧の値を上回っ
ている場合には出力電圧Ｖoutは＋VDCとなる。しかし、
電圧指令Ｖrefがわずかでも三角波を下回ればドライブ
信号ＢＵはＨからＬとなり、ワンショットタイマ１３に
よって少なくとも短絡防止時間ＴはＬとなる。すると、
アームの出力電圧Ｖoutの値は+VDCからその分だけ小さ
くなる。以上の動作により、アームの出力電圧の値Ｖou
tが±VDC近傍の値になっている場合には、出力電圧Ｖou
tの値が不連続となるのである。When the output voltage Vout of the arm is near ± VDC , the voltage command Vref is near the maximum or minimum value of the triangular wave voltage. As shown in FIG. 8, when the value of the voltage command Vref always exceeds the value of the triangular wave voltage, the output voltage Vout becomes + V DC . But,
If the voltage command Vref is slightly lower than the triangular wave, the drive signal BU changes from H to L, and the one-shot timer 13 changes at least the short-circuit prevention time T to L. Then
The value of the output voltage Vout of the arm decreases from + V DC by that amount. By the above operation, the output voltage value Vou of the arm
If t is close to ± V DC , the output voltage Vou
The value of t becomes discontinuous.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
ＰＷＭ制御装置では、電圧指令の値が三角波電圧の最大
値および最小値の近傍の値であるときにアームの出力電
圧が不連続となり、モータの制御が不安定になっていま
うという問題があった。As described above, in the conventional PWM control device, when the voltage command value is near the maximum value and the minimum value of the triangular wave voltage, the output voltage of the arm becomes discontinuous, There was a problem that the control of the motor became unstable.
【００１５】本発明は、電圧指令Ｖrefが三角波電圧の
最大値および最小値の近傍の値であっても、アームの出
力電圧が連続となりモータの制御を安定して行うことが
できるＰＷＭ制御装置を提供することを目的とする。According to the present invention, there is provided a PWM control apparatus capable of stably controlling the motor by making the arm output voltage continuous even when the voltage command Vref is a value near the maximum value and the minimum value of the triangular wave voltage. The purpose is to provide.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明のＰＷＭ制御装置では、直流電源の正極側と
モータの１つの入力端子との間に挿入された第１の半導
体スイッチング素子と直流電源の負極側と前記入力端子
との間に挿入された第２の半導体スイッチング素子とを
備えるインバータ回路をＰＷＭ制御するために前記第１
の半導体スイッチング素子および前記第２の半導体スイ
ッチング素子を駆動するドライブ信号を生成するＰＷＭ
制御装置において、一定の周期で変動する基準三角波電
圧に所定の電圧を加算することによって得られる第１の
三角波電圧と前記基準三角波電圧から前記所定の電圧を
減算することによって得られる第２の三角波電圧とを出
力する三角波発生手段と、上位装置から発せられる電圧
指令の値と前記第１の三角波電圧の値とを比較し、前記
第１の三角波電圧の値が前記電圧指令の値を上回った場
合に出力する信号をオフし、前記第１の三角波電圧の値
が前記電圧指令の値を下回った場合に出力する信号をオ
ンする第１の比較手段と、前記第２の三角波電圧の値が
前記電圧指令の値を上回った場合に出力する信号をオン
とし、前記第２の三角波電圧の値が前記電圧指令の値を
下回った場合に出力する信号をオフとする第２の比較手
段とを備えていることを特徴とする。In order to solve the above problem, in a PWM control device according to the present invention, a first semiconductor switching element inserted between a positive electrode of a DC power supply and one input terminal of a motor. And a second semiconductor switching element inserted between the negative terminal of the DC power supply and the input terminal.
For generating a drive signal for driving the semiconductor switching element and the second semiconductor switching element
In the control device, a first triangular wave voltage obtained by adding a predetermined voltage to a reference triangular wave voltage that fluctuates at a constant cycle, and a second triangular wave obtained by subtracting the predetermined voltage from the reference triangular wave voltage A triangular wave generating means for outputting a voltage, a value of a voltage command issued from a host device and a value of the first triangular wave voltage are compared, and a value of the first triangular wave voltage exceeds a value of the voltage command. A first comparing means for turning off a signal to be output in the case, and turning on a signal to be output when the value of the first triangular wave voltage is lower than the value of the voltage command; A second comparing unit that turns on a signal that is output when the value of the voltage command exceeds the value of the voltage command, and turns off a signal that is output when the value of the second triangular wave voltage falls below the value of the voltage command. Have And wherein the door.
【００１７】本発明のＰＷＭ制御装置では、第１の半導
体スイッチング素子と第２の半導体スイッチング素子と
の間の短絡を防止する時間をとるために第１の半導体ス
イッチング素子へのドライブ信号を作成するための三角
波電圧と第２の半導体スイッチング素子へのドライブ信
号を作成するための三角波電圧との間にオフセットを加
えることによって、電圧指令が三角波電圧の最大値およ
び最小値の近傍の値であっても第１のスイッチング素子
および第２のスイッチング素子に入力される信号の変化
が連続となるため、モータへ出力される出力電圧も連続
となり、モータの安定した制御を行うことができる。In the PWM control device according to the present invention, a drive signal to the first semiconductor switching element is generated in order to take time to prevent a short circuit between the first semiconductor switching element and the second semiconductor switching element. The voltage command is a value near the maximum value and the minimum value of the triangular wave voltage by adding an offset between the triangular wave voltage for generating the drive signal to the second semiconductor switching element and the triangular wave voltage for generating the drive signal to the second semiconductor switching element. Also, since the changes in the signals input to the first switching element and the second switching element are continuous, the output voltage output to the motor is also continuous, and stable control of the motor can be performed.
【００１８】また、本発明の他のＰＷＭ制御装置では、
前記第１の比較手段から出力された信号が立ち下がって
から所定の時間は出力する信号をオフする第１のワンシ
ョットタイマと、前記第２の比較手段から出力された信
号が立ち下がってから所定の時間は出力する信号をオフ
する第２のワンショットタイマと、前記第１の比較手段
から出力された信号と前記第２のワンショットタイマか
ら出力された信号とを入力として最終的に前記第１のス
イッチング素子に入力される信号を出力する第１のアン
ド回路と、前記第２の比較手段から出力された信号と前
記第１のワンショットタイマから出力された信号とを入
力とし最終的に前記第２のスイッチング素子に入力され
る信号を出力する第２のアンド回路とをさらに備えてい
る。In another PWM control device of the present invention,
A first one-shot timer for turning off the output signal for a predetermined time after the signal output from the first comparing means has fallen, and a first one-shot timer for turning off the signal output from the second comparing means. A second one-shot timer for turning off a signal to be output for a predetermined time, and a signal output from the first comparing means and a signal output from the second one-shot timer are input and finally A first AND circuit for outputting a signal input to the first switching element; a signal output from the second comparing means and a signal output from the first one-shot timer as inputs; And a second AND circuit for outputting a signal input to the second switching element.
【００１９】本発明のＰＷＭ制御装置では、上記の構成
とすることによって、第１のスイッチング素子へ入力さ
れる信号の切り替わる時刻と第２のスイッチング素子へ
入力される信号の切り替わる時刻との間の時間が常に第
１および第２のワンショットタイマに設定された所定の
時間以上となるため、電圧指令の値が急激に変化した場
合でも、第１のスイッチング素子と第２のスイッチング
素子との間の短絡を防止することができる。In the PWM control device according to the present invention, the above-described configuration allows the time between the switching time of the signal input to the first switching element and the switching time of the signal input to the second switching element. Since the time is always equal to or longer than the predetermined time set in the first and second one-shot timers, even if the value of the voltage command changes abruptly, the time between the first switching element and the second switching element is reduced. Can be prevented from being short-circuited.
【００２０】[0020]
【発明の実施の形態】まず、本発明の一実施形態のＰＷ
Ｍ制御装置について図面を参照して詳細に説明する。な
お、全図において同一の符号がつけられている構成要素
はすべて同一の構成要素である。図１は、本実施形態の
ＰＷＭ制御装置の構成を示す等価回路図である。本実施
形態のＰＷＭ制御装置は、三角波発生器１１と、加算器
２０と、減算器２１と、比較器２２、２３と、ワンショ
ットタイマ２４、２５と、アンド回路１４、１５とから
構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a PW according to an embodiment of the present invention will be described.
The M control device will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, the components denoted by the same reference numerals are all the same components. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration of the PWM control device according to the present embodiment. The PWM control device according to the present embodiment includes a triangular wave generator 11, an adder 20, a subtractor 21, comparators 22 and 23, one-shot timers 24 and 25, and AND circuits 14 and 15. I have.
【００２１】加算器２０と比較器２２とアンド回路１４
そしてワンショットタイマ２５は、ドライブ信号ＢＵを
作成するためのものであり、減算器２１と比較器２３と
アンド回路１５そしてワンショットタイマ２４は、ドラ
イブ信号ＢＬを作成するためのものである。三角波発生
器１１から発生した三角波電圧は、加算器２０によって
Ｖｓ加算され、比較器２２に入力される。比較器２２
は、電圧指令Ｖrefの値とＶｓ加算された三角波電圧の
値とを比較し、電圧指令Ｖrefの値が、その三角波電圧
の値を上回った場合にはドライブ信号ＢＵ'をＨとし、
その三角波電圧の値を下回っている場合にはドライブ信
号ＢＵ'をＬとする。The adder 20, the comparator 22, and the AND circuit 14
The one-shot timer 25 is for generating the drive signal BU, and the subtractor 21, the comparator 23, the AND circuit 15, and the one-shot timer 24 are for generating the drive signal BL. The triangular wave voltage generated from the triangular wave generator 11 is added by Vs by the adder 20 and input to the comparator 22. Comparator 22
Compares the value of the voltage command Vref with the value of the triangular wave voltage to which Vs has been added, and sets the drive signal BU 'to H when the value of the voltage command Vref exceeds the value of the triangular wave voltage,
When the value is lower than the value of the triangular wave voltage, the drive signal BU 'is set to L.
【００２２】また、三角波発生器１１から発生した三角
波電圧は、減算器２１によってＶｓ減算されて比較器２
３に入力される。比較器２３は、電圧指令Ｖrefの値と
その三角波電圧の値とを比較し、電圧指令Ｖrefの値が
その三角波電圧の値を上回っている場合にはドライブ信
号ＢＬ'をＬとし、その三角波電圧の値を下回っている
場合にはドライブ信号ＢＬ'をＨとする。The voltage of the triangular wave generated from the triangular wave generator 11 is subtracted by Vs by the subtracter 21 and
3 is input. The comparator 23 compares the value of the voltage command Vref with the value of the triangular wave voltage, and when the value of the voltage command Vref exceeds the value of the triangular wave voltage, sets the drive signal BL ′ to L, and sets the triangular wave voltage , The drive signal BL ′ is set to H.
【００２３】図２は、本実施形態のＰＷＭ制御装置の動
作を示すタイミングチャートである。図２には、上から
電圧指令Ｖrefおよび三角波電圧、ＰＷＭ信号ＢＵ'およ
びドライブ信号ＢＵ、ＰＷＭ信号ＢＬ'およびドライブ
信号ＢＬがこの順番で図示されている。FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the PWM control device according to this embodiment. In FIG. 2, the voltage command Vref, the triangular wave voltage, the PWM signal BU 'and the drive signal BU, the PWM signal BL' and the drive signal BL are shown in this order from the top.
【００２４】時刻ｔ5において、Ｖｓ加算された三角波
電圧の値が電圧指令Ｖrefの値を上回るようになるとＰ
ＷＭ信号ＢＵ'およびドライブ信号ＢＵはＨからＬとな
る。時刻ｔ6において、Ｖｓ減算された三角波電圧の値
が電圧指令Ｖrefの値を上回るようになるとＰＷＭ信号
ＢＬ'およびドライブ信号ＢＬはＬからＨとなる。At time t 5 , when the value of the triangular wave voltage to which Vs has been added exceeds the value of voltage command Vref, P
The WM signal BU ′ and the drive signal BU change from H to L. At time t 6 , when the value of the triangular wave voltage obtained by subtracting Vs exceeds the value of the voltage command Vref, the PWM signal BL ′ and the drive signal BL change from L to H.
【００２５】さらに、時刻ｔ7において、Ｖｓ減算され
た三角波電圧の値が電圧指令Ｖrefの値を下回るように
なるとＰＷＭ信号ＢＬ'およびドライブ信号ＢＬはＨか
らＬとなる。時刻ｔ8において、Ｖｓ加算された三角波
電圧の値が電圧指令Ｖrefの値を下回るようになるとＰ
ＷＭ信号ＢＵ'およびドライブ信号ＢＵはＬからＨとな
る。Further, at time t 7 , when the value of the triangular wave voltage obtained by subtracting Vs falls below the value of the voltage command Vref, the PWM signal BL ′ and the drive signal BL change from H to L. At time t 8 , when the value of the triangular wave voltage to which Vs is added falls below the value of voltage command Vref, P
The WM signal BU ′ and the drive signal BU change from L to H.
【００２６】同様に、時刻ｔ9、ｔ10においても、ＰＷ
Ｍ信号ＢＵ'およびドライブ信号ＢＵは時刻ｔ1、ｔ2の
様に動作する。ただし、時刻ｔ9、ｔ10間は、Ｖｓだけ
減算された三角波電圧の値は電圧指令Ｖrefの値を上回
るようにならないため、ＰＷＭ信号ＢＬ'およびドライ
ブ信号ＢＬはＨにはならず、Ｌのままとなる。Similarly, at times t 9 and t 10 , PW
The M signal BU ′ and the drive signal BU operate as at times t 1 and t 2 . However, between times t 9 and t 10 , the value of the triangular wave voltage subtracted by Vs does not exceed the value of the voltage command Vref, so that the PWM signal BL ′ and the drive signal BL do not become H, but become L Will remain.
【００２７】本実施形態のＰＷＭ制御装置では、上述の
ように動作することによって、ドライブ信号ＢＵ、ＢＬ
が切り替わる時刻をずらして、短絡を防止することが可
能になる。図２では、時刻ｔ5と時刻ｔ6との間の時間お
よび時刻ｔ7と時刻ｔ8との間の時間とは、短絡防止時間
Ｔ以上となっている。In the PWM control device of the present embodiment, the drive signals BU, BL
Can be prevented from being short-circuited by shifting the time at which is switched. In Figure 2, time is between time and the time t 7 and time t 8 between time t 5 and time t 6, and has a higher dead time T.
【００２８】図３は、電圧指令の変化が急な場合の本実
施形態のＰＷＭ制御装置の動作を示すタイミングチャー
トである。図３に示すように、電圧指令Ｖrefが急激に
変化する場合、ドライブ信号ＢＵが切り替わる時刻とド
ライブ信号ＢＬが切り替わる時刻との間の時間が短絡防
止時間Ｔよりも短くなっていまうことがある。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the PWM control device of this embodiment when the voltage command changes rapidly. As shown in FIG. 3, when the voltage command Vref changes rapidly, the time between the time when the drive signal BU switches and the time when the drive signal BL switches may be shorter than the short circuit prevention time T.
【００２９】この問題を解決するため、本実施形態のＰ
ＷＭ制御装置では、図１に示すように、入力される信号
がＨからＬへ立ち下がる度に短絡防止時間Ｔほど出力す
る信号をＬとするワンショットタイマ２４、２５を備え
ている。In order to solve this problem, the P
As shown in FIG. 1, the WM control device includes one-shot timers 24 and 25 that set a signal output to L for a short-circuit prevention time T every time an input signal falls from H to L.
【００３０】ワンショットタイマ２４、２５を備えるこ
とによって、ＰＷＭ信号ＢＵが立ち下がってからドライ
ブ信号ＢＬが立ち上がるまでの時間およびＰＷＭ信号Ｂ
Ｌが立ち下がってからドライブ信号ＢＵが立ち上がるま
での時間は必ず短絡防止時間Ｔ以上となる。By providing the one-shot timers 24 and 25, the time from the fall of the PWM signal BU to the rise of the drive signal BL and the PWM signal B
The time from the fall of L to the rise of the drive signal BU is always longer than the short circuit prevention time T.
【００３１】図４は、電圧指令とアームの出力電圧との
関係を示すグラフである。図４に示すように、電圧指令
Ｖrefが三角波電圧の最大値および最小値近傍の値であ
ってもドライブ信号ＢＵ、ＢＬの変化が連続であるた
め、モータへ出力される出力電圧Ｖoutは連続となる。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the voltage command and the output voltage of the arm. As shown in FIG. 4, even if the voltage command Vref is a value near the maximum value and the minimum value of the triangular wave voltage, since the drive signals BU and BL change continuously, the output voltage Vout output to the motor is continuous. Become.
【００３２】本実施形態のＰＷＭ制御装置は、ディジタ
ル回路でも実現可能であり、また、マイコン上で動作す
るソフトウエアとタイマ回路を用いても実現可能であ
る。The PWM control device of the present embodiment can be realized by a digital circuit, and can also be realized by using software operated on a microcomputer and a timer circuit.
【００３３】以上述べたように、本実施形態のＰＷＭ制
御装置では、電圧指令Ｖrefが三角波電圧の最大値およ
び最小値にある場合でも、Ｖrefに対するＶoutの変化が
連続となり、モータの制御を安定して行うことができ
る。As described above, in the PWM control device of the present embodiment, even when the voltage command Vref is at the maximum value and the minimum value of the triangular wave voltage, the change of Vout with respect to Vref is continuous, and the control of the motor is stabilized. Can be done.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上述べたように、本発明のＰＷＭ制御
装置では、電圧指令が三角波電圧の最大値および最小値
の近傍にある場合でも、Ｖrefに対するＶoutの変化が連
続となり、モータの制御を安定して行うことができる。As described above, in the PWM control apparatus of the present invention, even when the voltage command is near the maximum value and the minimum value of the triangular wave voltage, the change of Vout with respect to Vref is continuous, and the control of the motor is performed. It can be performed stably.
【図１】本発明の一実施形態のＰＷＭ制御装置の構成を
示す等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram illustrating a configuration of a PWM control device according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態のＰＷＭ制御装置の動作を
示すタイミングチャートである。FIG. 2 is a timing chart showing an operation of the PWM control device according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施形態のＰＷＭ制御装置の電流指
令が急激に変化した場合の動作を示すタイミングチャー
トである。FIG. 3 is a timing chart showing an operation of the PWM control device according to the embodiment of the present invention when a current command changes rapidly.
【図４】本発明の一実施形態の電圧指令とモータへの出
力電圧の関係を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing a relationship between a voltage command and an output voltage to a motor according to an embodiment of the present invention.
【図５】インバータ回路の構成を示す等価回路図であ
る。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of an inverter circuit.
【図６】インバータ回路の１つのアームにおけるアーム
駆動装置の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an arm driving device in one arm of the inverter circuit.
【図７】従来のＰＷＭ制御装置の構成を示す等価回路図
である。FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a configuration of a conventional PWM control device.
【図８】従来のＰＷＭ制御装置の動作を示すタイミング
チャートである。FIG. 8 is a timing chart showing an operation of the conventional PWM control device.
【図９】従来のＰＷＭ制御装置の電圧指令とモータへの
出力電圧の関係を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing a relationship between a voltage command of a conventional PWM control device and an output voltage to a motor.
１、３ トランジスタ ２、４ ダイオード ６ ＰＷＭ制御装置 ７ ドライブおよび絶縁回路 １１ 三角波発生器 １２、２２、２３ 比較器 １３ ワンショットタイマ １４、１５ アンド回路 １６ 反転器 ２０ 加算器 ２１ 減算器 ２４、２５ ワンショットタイマ 1, 3 transistor 2, 4 diode 6 PWM controller 7 drive and insulating circuit 11 triangular wave generator 12, 22, 23 comparator 13 one-shot timer 14, 15 AND circuit 16 inverter 20 adder 21 subtracter 24, 25 one Shot timer
Claims (4)
端子との間に挿入された第１の半導体スイッチング素子
と直流電源の負極側と前記入力端子との間に挿入された
第２の半導体スイッチング素子とを備えるインバータ回
路をＰＷＭ制御するために前記第１の半導体スイッチン
グ素子および前記第２の半導体スイッチング素子を駆動
するドライブ信号を生成するＰＷＭ制御装置において、 一定の周期で変動する基準三角波電圧に所定の電圧を加
算することによって得られる第１の三角波電圧と前記基
準三角波電圧から前記所定の電圧を減算することによっ
て得られる第２の三角波電圧とを出力する三角波発生手
段と、 上位装置から発せられる電圧指令の値と前記第１の三角
波電圧の値とを比較し、前記第１の三角波電圧の値が前
記電圧指令の値を上回った場合に出力する信号をオフ
し、前記第１の三角波電圧の値が前記電圧指令の値を下
回った場合に出力する信号をオンする第１の比較手段
と、 前記第２の三角波電圧の値が前記電圧指令の値を上回っ
た場合に出力する信号をオンとし、前記第２の三角波電
圧の値が前記電圧指令の値を下回った場合に出力する信
号をオフとする第２の比較手段とを備えていることを特
徴とするＰＷＭ制御装置。1. A first semiconductor switching element inserted between a positive side of a DC power supply and one input terminal of a motor, and a second semiconductor switching element inserted between a negative side of the DC power supply and the input terminal. In a PWM control apparatus for generating a drive signal for driving the first semiconductor switching element and the second semiconductor switching element for PWM control of an inverter circuit including a semiconductor switching element, a reference triangular wave fluctuating at a constant cycle A triangular wave generating means for outputting a first triangular wave voltage obtained by adding a predetermined voltage to a voltage and a second triangular wave voltage obtained by subtracting the predetermined voltage from the reference triangular wave voltage; And the value of the first triangular wave voltage is compared with the value of the first triangular wave voltage. A first comparing means for turning off a signal to be output when the value exceeds the value, and for turning on a signal to be output when the value of the first triangular voltage falls below the value of the voltage command; and the second triangular wave. A second signal that turns on a signal that is output when the value of the voltage exceeds the value of the voltage command, and turns off a signal that is output when the value of the second triangular wave voltage falls below the value of the voltage command. A PWM control device comprising a comparison unit.
が立ち下がってから所定の時間は出力する信号をオフと
する第１のワンショットタイマと、 前記第２の比較手段から出力された信号が立ち下がって
から所定の時間は出力する信号をオフとする第２のワン
ショットタイマと、 前記第１の比較手段から出力された信号と前記第２のワ
ンショットタイマから出力された信号とを入力として最
終的に前記第１のスイッチング素子に入力される信号を
出力する第１の論理積手段と、 前記第２の比較手段から出力された信号と前記第１のワ
ンショットタイマから出力された信号とを入力とし最終
的に前記第２のスイッチング素子に入力される信号を出
力する第２の論理積手段とをさらに備えている請求項１
に記載のＰＷＭ制御装置。2. A first one-shot timer for turning off a signal output for a predetermined time after a signal output from said first comparing means falls, and a signal output from said second comparing means. A second one-shot timer for turning off the output signal for a predetermined time after the signal has fallen; a signal output from the first comparing means; and a signal output from the second one-shot timer. A first AND circuit that outputs a signal that is finally input to the first switching element with an input as a signal, a signal that is output from the second comparing unit, and a signal that is output from the first one-shot timer. A second AND circuit that receives the input signal and outputs a signal that is finally input to the second switching element.
3. The PWM control device according to 1.
れている請求項１または２記載のＰＷＭ制御装置。3. The PWM control device according to claim 1, wherein the PWM control device comprises a digital circuit.
とから構成されている請求項１または２記載のＰＷＭ制
御装置。4. The PWM control device according to claim 1, wherein the PWM control device comprises a microcomputer and a timer circuit.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020216A JP2001218479A (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Pwm controller |
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| JP2000020216A JP2001218479A (en) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | Pwm controller |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001218479A true JP2001218479A (en) | 2001-08-10 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001218479A (en) |
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2000
- 2000-01-28 JP JP2000020216A patent/JP2001218479A/en active Pending
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