JP5293554B2

JP5293554B2 - Power converter

Info

Publication number: JP5293554B2
Application number: JP2009236813A
Authority: JP
Inventors: 寛日比野
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-10-14
Also published as: JP2011087365A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device which detects an abrupt change of a DC voltage, is easy in correcting an error of a value of the DC voltage, and also detects a higher harmonic. <P>SOLUTION: The power conversion device 10 is equipped with: a rectification circuit 16 which rectifies an output of a power supply 12; a DC link 18 which receives the output in a rear stage of the rectification circuit 16; an inverter 20 which converts the DC voltage into an AC voltage; a DC voltage detection circuit 22 which detects the DC voltage of the DC link 18; and a control operation circuit 24 which controls the switching of the inverter 20. Timing at which the DC voltage detection circuit 22 detects the DC voltage is performed for a plurality of times in one cycle of a carrier for switching. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定の交流電力を負荷に供給する電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device that supplies predetermined AC power to a load.

交流電源と負荷との間に設けられ、所望の交流電力を負荷に供給する電力変換装置が種々開発されている（下記の特許文献など）。図５に示す電力変換装置５０は、交流電源１２の出力電圧を整流する整流回路１６、整流回路１６の出力を受ける直流リンク部１８、直流リンク部１８の電圧を受け、交流電流を負荷１４に供給するインバータ２０を備える。また、インバータ２０のスイッチングを制御するための制御演算回路５４を備える。直流リンク部１８はコンデンサＣを備え、このコンデンサＣの一例としては電解コンデンサが挙げられる。インバータ２０は、複数のスイッチング用パワー素子によって交流電力が生成される。 Various power converters that are provided between an AC power supply and a load and supply desired AC power to the load have been developed (the following patent documents and the like). A power conversion device 50 shown in FIG. 5 receives a voltage from the rectifier circuit 16 that rectifies the output voltage of the AC power supply 12, a DC link unit 18 that receives the output of the rectifier circuit 16, and a DC link unit 18, and receives an AC current to the load 14. An inverter 20 is provided. In addition, a control arithmetic circuit 54 for controlling switching of the inverter 20 is provided. The DC link unit 18 includes a capacitor C, and an example of the capacitor C is an electrolytic capacitor. In the inverter 20, AC power is generated by a plurality of switching power elements.

制御演算回路５４がインバータ２０のスイッチングをおこなうに当たり、インバータ２０から出力された相電流の値などと共に直流リンク部１８の直流電圧Ｖｄｃの値も使用される。そのため、直流電圧Ｖｄｃを検出するための直流電圧検出回路５２を備える。 When the control arithmetic circuit 54 performs switching of the inverter 20, the value of the DC voltage Vdc of the DC link unit 18 is used together with the value of the phase current output from the inverter 20. For this reason, a DC voltage detection circuit 52 for detecting the DC voltage Vdc is provided.

直流リンク部１８のコンデンサＣとして電解コンデンサを備えた場合、インバータ２０の直流電圧Ｖｄｃは、通常は急激に変化しないため、直流電圧Ｖｄｃの検出は、インバータ２０のスイッチングをおこなう１周期に１回おこなわれる。例えば、インバータ２０の上アームまたは下アームのスイッチング用パワー素子が全てオンまたはオフの時に検出をおこなう（図６）。 When an electrolytic capacitor is provided as the capacitor C of the DC link unit 18, the DC voltage Vdc of the inverter 20 normally does not change abruptly. It is. For example, detection is performed when all the switching power elements of the upper arm or the lower arm of the inverter 20 are on or off (FIG. 6).

また、検出される直流電圧Ｖｄｃは、コンデンサＣを含む平滑回路で波形整形されたものである。さらに、検出された直流電圧Ｖｄｃは、ディジタルデータに変換後、ＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタやＩＩＲ（Infinite
Impulse Response）フィルタなどのディジタルフィルタで処理される。 The detected DC voltage Vdc is waveform-shaped by a smoothing circuit including a capacitor C. Further, the detected DC voltage Vdc is converted into digital data, and then converted into an FIR (Finite Impulse Response) filter or IIR (Infinite).
Impulse Response) is processed by a digital filter such as a filter.

しかし、瞬時停電などの急峻な電圧変化が生じたとき、電圧変化の検出が遅れる。そのため、インバータのスイッチング制御が電圧の変化に対応できない。直流電圧Ｖｄｃの変化を小さくするために、直流リンク部１８の電解コンデンサの容量を大きくすることが考えられるが、コストアップや力率悪化の問題がある。 However, when a sudden voltage change such as an instantaneous power failure occurs, detection of the voltage change is delayed. Therefore, the switching control of the inverter cannot cope with the voltage change. In order to reduce the change of the DC voltage Vdc, it is conceivable to increase the capacity of the electrolytic capacitor of the DC link unit 18, but there are problems of cost increase and power factor deterioration.

上記のディジタルフィルタを使用した場合、ノイズによって直流電圧値に誤りが生じると、後で検出される直流電圧値にも誤りが生じる。そのため、誤った直流電圧値を使用してインバータ２０をスイッチングすることとなる。 When the above digital filter is used, if an error occurs in the DC voltage value due to noise, an error also occurs in the DC voltage value detected later. Therefore, the inverter 20 is switched using an incorrect DC voltage value.

また、制御演算回路５４の制御周期ごとに直流電圧Ｖｄｃを検出する場合、最大でも制御周期の１／２の周波数成分までしか検出できない。制御演算回路２４が複雑な演算制御をおこなう場合、制御時間が長くなり、直流電圧Ｖｄｃの検出性能が悪くなる。 Further, when the DC voltage Vdc is detected for each control cycle of the control arithmetic circuit 54, only a frequency component that is ½ of the control cycle can be detected at most. When the control arithmetic circuit 24 performs complicated arithmetic control, the control time becomes long and the detection performance of the DC voltage Vdc deteriorates.

電力変換装置５０は空気調和機の圧縮機に搭載されたモータの駆動に使用される場合がある。空気調和機の圧縮機に搭載されたモータの駆動では、インバータ２０のスイッチングをおこなうためのキャリア周波数は１０ｋＨｚ以下で使用されることが多く、キャリアの１周期に１回の直流電圧検出では、検出回数が限られる。直流電圧Ｖｄｃの急峻な変化を検出することが困難になり、モータ制御に大きな影響が出る。特に、容量の大きなモータでは、時定数が小さく、またキャリア周波数を低くしているため、影響が大きくなる。 The power converter 50 may be used for driving a motor mounted on a compressor of an air conditioner. When driving a motor mounted on a compressor of an air conditioner, the carrier frequency for switching the inverter 20 is often used at 10 kHz or less, and detection is not possible with DC voltage detection once per carrier cycle. Limited number of times. It becomes difficult to detect a steep change in the DC voltage Vdc, which greatly affects motor control. In particular, a motor with a large capacity has a large influence because the time constant is small and the carrier frequency is low.

また、直流リンク部１８のコンデンサＣとして小容量のフィルムコンデンサを使用したコンデンサレスインバータがある（特許文献２）。コンデンサレスインバータは、コンデンサＣの容量が小さくなるため、回路の小型化やコストダウンが可能となる。 In addition, there is a capacitorless inverter using a small-capacity film capacitor as the capacitor C of the DC link unit 18 (Patent Document 2). In the capacitorless inverter, the capacity of the capacitor C becomes small, so that the circuit can be downsized and the cost can be reduced.

しかし、コンデンサレスインバータは、コンデンサＣの容量が小さいため、直流電圧Ｖｄｃの変動が大きい。例えば、交流電源１２が単相交流電源であれば、単相交流電源の周波数の２倍の周波数にて大きく脈動する。そのため、上述したように、直流電圧Ｖｄｃの変化に対応できず、インバータ２０のスイッチング制御に誤りが生じるおそれがある。 However, since the capacitor-less inverter has a small capacity of the capacitor C, the DC voltage Vdc varies greatly. For example, if the AC power supply 12 is a single-phase AC power supply, it pulsates greatly at a frequency twice that of the single-phase AC power supply. Therefore, as described above, it is not possible to cope with the change in the DC voltage Vdc, and there is a possibility that an error occurs in the switching control of the inverter 20.

特許第４０５３９６８号公報Japanese Patent No. 4053968 特開２００２−５１５８９号公報JP 2002-51589 A

本発明の目的は、直流電圧の急峻な変化を検出でき、直流電圧の値の誤りを補正しやすく、高次調波の検知も可能な電力変換装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power converter that can detect a steep change in a DC voltage, can easily correct an error in the value of a DC voltage, and can detect higher-order harmonics.

電力変換装置は、スイッチング信号を出力する制御演算部と、前記スイッチング信号にしたがって直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部と、前記スイッチング信号の１周期に前記直流電圧を複数回検出する直流電圧検出部とを備える。 The power converter includes a control calculation unit that outputs a switching signal, an inverter unit that converts a DC voltage into an AC voltage according to the switching signal, and a DC voltage detection that detects the DC voltage a plurality of times in one cycle of the switching signal. A part.

前記インバータ部は複数のスイッチング素子を備えており、前記直流電圧の検出の少なくとも１回が、インバータ部の上アームまたは下アームの全てのスイッチング素子がオンの状態時におこなわれる。 The inverter unit includes a plurality of switching elements, and at least one detection of the DC voltage is performed when all the switching elements of the upper arm or the lower arm of the inverter unit are on.

前記インバータ部は複数の相に交流電力を出力し、各相のスイッチングのタイミングが異なっており、前記直流電圧の検出期間は、一の相のスイッチングが終了してから他の相のスイッチングが開始されるまでの間である。 The inverter unit outputs AC power to a plurality of phases, and the switching timing of each phase is different. In the DC voltage detection period, switching of one phase is started after switching of one phase is completed. Until it is done.

前記直流電圧の検出期間は、スイッチング後の一定期間経過後からスイッチング前の一定期間前までの間である。 The detection period of the DC voltage is from after a certain period after switching until a certain period before switching.

前記直流電圧の検出が一定の間隔でおこなわれ、該検出のタイミングが前記検出期間に入らなかった場合、検出のタイミングを検出期間に入るようにずらす。 When the detection of the DC voltage is performed at regular intervals and the detection timing does not enter the detection period, the detection timing is shifted to enter the detection period.

前記スイッチング前の一定期間が、直流電圧検出部で直流電圧をサンプリングするために要する時間であり、前記スイッチング後の一定期間が、スイッチングによって直流電圧が変動し、リンギングが終了するのに要する時間である。 The predetermined period before the switching is the time required for sampling the DC voltage in the DC voltage detector, and the predetermined period after the switching is the time required for the ringing to end when the DC voltage fluctuates due to switching. is there.

前記直流電圧を記憶する複数のサンプルアンドホールド回路と、前記複数のサンプルアンドホールド回路と直流電圧検出部との接続を選択するスイッチと、を備え、各サンプルアンドホールド回路が直流電圧を記憶するタイミングが異なる。 A plurality of sample-and-hold circuits for storing the DC voltage; and a switch for selecting connection between the plurality of sample-and-hold circuits and the DC voltage detection unit, and a timing at which each sample-and-hold circuit stores the DC voltage Is different.

本発明によると、スイッチング信号の１周期に直流電圧を複数回検出するため、急峻な電圧変動を検出することができる。検出回数が増えるため、ノイズによる検出誤りの有無を判別しやすくなる。スイッチングや電圧検出に必要な時間を避けて電圧検出をおこなうため、検出された電圧値が正確である。サンプルアンドホールド回路を使用することによって、直流電圧検出部を１つにしながら、サンプリング間隔の短い電圧検出が可能となり、また直流電圧検出部ごとのばらつきの影響を無くすことができる。 According to the present invention, since the DC voltage is detected a plurality of times in one cycle of the switching signal, a steep voltage fluctuation can be detected. Since the number of detections increases, it becomes easy to determine the presence or absence of detection errors due to noise. Since voltage detection is performed avoiding the time required for switching and voltage detection, the detected voltage value is accurate. By using the sample-and-hold circuit, it is possible to detect a voltage with a short sampling interval while using only one DC voltage detection unit, and to eliminate the influence of variations among the DC voltage detection units.

本発明の電力変換装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the power converter device of this invention. 本発明の直流電圧の検出タイミングを示す図である。It is a figure which shows the detection timing of the DC voltage of this invention. 直流電圧を検出する期間と検出タイミングの変更を示す図であり、（ａ）は検出のタイミングを前の検出期間に変更した図であり、（ｂ）は検出のタイミングを後の検出期間に変更した図である。It is a figure which shows the period which detects DC voltage, and a change of detection timing, (a) is a figure which changed the detection timing to the previous detection period, (b) is a figure which changed the detection timing to the subsequent detection period FIG. 図１の電力変換装置にサンプルアンドホールド回路を追加した回路図である。It is the circuit diagram which added the sample and hold circuit to the power converter device of FIG. 従来の電力変換装置の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the conventional power converter device. 従来の直流電圧の検出タイミングを示す図である。It is a figure which shows the detection timing of the conventional DC voltage.

本発明の電力変換装置について図面を用いて説明する。 A power converter according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図１に示す電力変換装置１０は、電源１２と負荷１４の間に設けられる。電源１２は単相の交流電源である。負荷１４は三相交流負荷であり、一例として三相交流モータなどが挙げられる。 The power conversion device 10 illustrated in FIG. 1 is provided between a power supply 12 and a load 14. The power source 12 is a single-phase AC power source. The load 14 is a three-phase AC load, and an example thereof is a three-phase AC motor.

電力変換装置１０は、電源１２の出力を整流する整流回路１６、整流回路１６の後段において、その出力を受ける直流リンク部１８、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ２０、直流リンク部１８の直流電圧を検出する直流電圧検出回路２２、および、インバータ２０のスイッチングを制御する制御演算回路２４を備える。 The power conversion device 10 includes a rectifier circuit 16 that rectifies the output of the power supply 12, a DC link unit 18 that receives the output at a subsequent stage of the rectifier circuit 16, an inverter 20 that converts a DC voltage into an AC voltage, and a DC link of the DC link unit 18. A DC voltage detection circuit 22 that detects a voltage and a control arithmetic circuit 24 that controls switching of the inverter 20 are provided.

整流回路１６は、複数のダイオードを使用したダイオードブリッジである。整流回路１６は全波整流をおこない、第１電源線２６と第２電源線２８とに直流電圧を出力する。第１電源線２６よりも第２電源線２８が低電位である。 The rectifier circuit 16 is a diode bridge using a plurality of diodes. The rectifier circuit 16 performs full-wave rectification and outputs a DC voltage to the first power supply line 26 and the second power supply line 28. The second power supply line 28 is at a lower potential than the first power supply line 26.

直流リンク部１８は、第１電源線２６と第２電源線２８との間に接続されたコンデンサＣが備えられる。コンデンサＣとして、整流回路１６から出力された直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサ（電解コンデンサなど）が挙げられる。直流リンク部１８は、必要に応じて第１電源線２６にリアクトルを挿入し、リアクトルとコンデンサＣによってＬＣ平滑回路を構成しても良い。 The DC link unit 18 includes a capacitor C connected between the first power supply line 26 and the second power supply line 28. Examples of the capacitor C include a smoothing capacitor (such as an electrolytic capacitor) for smoothing the DC voltage output from the rectifier circuit 16. The DC link unit 18 may insert a reactor into the first power supply line 26 as necessary, and an LC smoothing circuit may be configured by the reactor and the capacitor C.

インバータ２０は、２つのスイッチング用パワー素子（ＩＧＢＴなど）が直列接続され、その接続部が負荷１４の端子に接続される。スイッチング用パワー素子が直列接続された部分の両端は、第１電源線２６と第２電源線２８に接続される。スイッチング用パワー素子は合計６個である。各スイッチング用パワー素子と並列に還流ダイオードが接続される。スイッチング用パワー素子のオン・オフのタイミングを調節することにより、所望の交流電流を負荷１４に出力する。 In the inverter 20, two switching power elements (IGBT and the like) are connected in series, and the connection portion is connected to the terminal of the load 14. Both ends of the portion where the switching power elements are connected in series are connected to the first power supply line 26 and the second power supply line 28. There are a total of six switching power elements. A free-wheeling diode is connected in parallel with each switching power element. A desired alternating current is output to the load 14 by adjusting the on / off timing of the switching power element.

制御演算回路２４は、インバータ２０のスイッチング用パワー素子にスイッチング信号を送信する。図２に示すように、各相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の指令値とキャリアとが交差する箇所でスイッチングをおこなう。また、各相の指令値を変更することによって、スイッチングのタイミングを調整する。タイミング調整には、直流リンク部１８の直流電圧の値や負荷１４に流れる相電流の値などを使用する。また、タイミングの演算をおこなうに当たり、ＦＩＲやＩＩＲなどのディジタルフィルタを使用して直流電圧値などのフィルタ処理をおこなう。なお、図１では直流電圧以外のデータの入力は省略している。 The control arithmetic circuit 24 transmits a switching signal to the switching power element of the inverter 20. As shown in FIG. 2, switching is performed at a point where the command value of each phase (u phase, v phase, w phase) and the carrier intersect. Moreover, the switching timing is adjusted by changing the command value of each phase. For the timing adjustment, the value of the DC voltage of the DC link unit 18 or the value of the phase current flowing through the load 14 is used. In addition, when calculating the timing, a digital filter such as FIR or IIR is used to perform a filter process such as a DC voltage value. In FIG. 1, input of data other than the DC voltage is omitted.

直流電圧検出回路２２は、直流リンク部１８の直流電圧Ｖｄｃを検出する電圧計を備えた回路である。検出する直流電圧Ｖｄｃは、コンデンサＣで波形整形された電圧である。検出した直流電圧Ｖｄｃの値をディジタルデータに変換し、制御演算回路２４で使用できるようにする。 The DC voltage detection circuit 22 is a circuit including a voltmeter that detects the DC voltage Vdc of the DC link unit 18. The DC voltage Vdc to be detected is a voltage whose waveform is shaped by the capacitor C. The detected value of the DC voltage Vdc is converted into digital data so that it can be used by the control arithmetic circuit 24.

直流電圧検出回路２２が直流電圧Ｖｄｃを検出するタイミングは、図２の矢印で示すように、スイッチングのためのキャリアの１周期で複数回である。複数回の検出によって、直流電圧Ｖｄｃの変動を検出しやすくなる。瞬時停電などの急峻な電圧変動に対応できる。また、制御演算回路２４が複数の直流電圧値を比較することによってノイズの有無を検出でき、検出回数が複数回になることによって、ノイズの有無の判別精度が高まる。したがって、制御演算回路２４がおこなうインバータ２０のスイッチングにおいて、ノイズの影響を受けにくくなる。 The timing at which the DC voltage detection circuit 22 detects the DC voltage Vdc is a plurality of times in one cycle of the carrier for switching, as shown by the arrow in FIG. The detection of the DC voltage Vdc can be easily detected by a plurality of detections. It can handle sudden voltage fluctuations such as instantaneous power outages. Further, the control arithmetic circuit 24 can detect the presence / absence of noise by comparing a plurality of DC voltage values, and the number of detections is increased to increase the accuracy of determining the presence / absence of noise. Accordingly, the switching of the inverter 20 performed by the control arithmetic circuit 24 is less susceptible to noise.

また、直流電圧Ｖｄｃの検出は、キャリアの１周期において、少なくとも１回は上アームまたは下アームの全てのスイッチング用パワー素子がオンになるタイミングでおこなう。キャリアが三角波であれば、その山または谷になる期間に直流電圧Ｖｄｃの検出をおこなう。インバータ２０のスイッチングが無いため、スイッチングによるノイズの影響を受けない。一定間隔で直流電圧Ｖｄｃを検出することができるため、直流電圧Ｖｄｃの変動がわかりやすい。 The DC voltage Vdc is detected at a timing when all the switching power elements of the upper arm or the lower arm are turned on at least once in one cycle of the carrier. If the carrier is a triangular wave, the DC voltage Vdc is detected during the peak or valley period. Since there is no switching of the inverter 20, it is not affected by noise caused by switching. Since the DC voltage Vdc can be detected at regular intervals, fluctuations in the DC voltage Vdc are easy to understand.

図１に示すように、インバータ２０は複数の相に交流電力を出力する。図２に示すように、各相へのスイッチングのタイミングは異なる。スイッチングによって直流電圧Ｖｄｃが変化するため、スイッチング時に電圧検出をおこなうことは好ましくない。したがって、一の相のスイッチング終了から他の相のスイッチング開始までの間に電圧検出をおこなう。スイッチングによるノイズの影響を受けない。 As shown in FIG. 1, the inverter 20 outputs AC power to a plurality of phases. As shown in FIG. 2, the timing of switching to each phase is different. Since the DC voltage Vdc changes due to switching, it is not preferable to perform voltage detection during switching. Therefore, voltage detection is performed between the end of switching of one phase and the start of switching of the other phase. Not affected by noise caused by switching.

図３を使用して、さらに好ましい電圧検出のタイミングを説明する。（Ａ）スイッチングによって直流電圧Ｖｄｃが一定時間Ｔｂで変化する。また、電圧の変化後、電圧がリンギングし、一定時間Ｔｃの間、安定しない。したがって、スイッチングをおこなってからリンギング終了までの時間（Ｔｂ＋Ｔｃ）に電圧検出をおこなうことは好ましくない。 A more preferable voltage detection timing will be described with reference to FIG. (A) The DC voltage Vdc changes at a constant time Tb by switching. Also, after the voltage changes, the voltage rings and is not stable for a certain time Tc. Therefore, it is not preferable to perform voltage detection during the time from switching to the end of ringing (Tb + Tc).

（Ｂ）直流電圧検出回路２２が電圧の検出を開始してから電圧値がサンプリングされるまで、一定の時間Ｔａがかかる。電圧を検出するタイミングによっては、サンプリングをおこなっている間に直流電圧値が変動する。したがって、スイッチング前において、直流電圧検出回路２２が電圧値のサンプリングをおこなうために必要とされる時間Ｔａは電圧検出をおこなうのは好ましくない。 (B) It takes a certain time Ta from when the DC voltage detection circuit 22 starts to detect a voltage until the voltage value is sampled. Depending on the timing at which the voltage is detected, the DC voltage value fluctuates during sampling. Therefore, it is not preferable to perform voltage detection for the time Ta required for the DC voltage detection circuit 22 to sample the voltage value before switching.

上記（Ａ）、（Ｂ）より、スイッチングの時だけではなく、スイッチング前後の一定時間Ｔ１（＝Ｔａ＋Ｔｂ＋Ｔｃ）は電圧検出をおこなうことは好ましくない。言い換えると、それ以外の時間、すなわちスイッチング後の一定期間（Ｔｂ＋Ｔｃ）経過後からスイッチング前の一定期間（Ｔａ）前までの間Ｔ２に直流電圧の検出をおこなう。 From the above (A) and (B), it is not preferable to perform voltage detection not only at the time of switching but also for a fixed time T1 (= Ta + Tb + Tc) before and after switching. In other words, the DC voltage is detected at T2 during the other time, that is, after a certain period (Tb + Tc) after switching and before a certain period (Ta) before switching.

また、直流電圧Ｖｄｃの検出は一定間隔でおこなうようにする。スイッチングのキャリアの各周期で同じ回数の検出をおこなう。そのため、キャリアの周期と検出回数によって検出の間隔が決定される。検出するタイミングを一定にするため、電圧の変動がわかりやすくなる。 The detection of the DC voltage Vdc is performed at regular intervals. The same number of times of detection is performed in each period of the switching carrier. Therefore, the detection interval is determined by the carrier period and the number of detections. Since the detection timing is made constant, voltage fluctuations can be easily understood.

さらに、検出のタイミングが図３で示した検出をおこなわない期間Ｔ１に入った場合、その検出は、検出をおこなうための検出期間Ｔ２に入るようにずらす。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、検出のタイミングは、近い検出期間Ｔ２にずらす。できる限り一定間隔で電圧を検出しながら、スイッチングによるノイズの影響がないように電圧を検出できる。 Further, when the detection timing enters the period T1 during which the detection shown in FIG. 3 is not performed, the detection is shifted so as to enter the detection period T2 for performing the detection. As shown in FIGS. 3A and 3B, the detection timing is shifted to a near detection period T2. While detecting the voltage at a constant interval as much as possible, the voltage can be detected so as not to be affected by noise due to switching.

以上のように、本発明は、スイッチングの１周期で直流電圧Ｖｄｃを複数回検出するため、直流電圧Ｖｄｃの急峻な電圧変動に対応できる。直流電圧Ｖｄｃが変動したりするタイミングでは、直流電圧Ｖｄｃを検出しないため、電圧検出を正確にすることができる。また、できる限り一定間隔で直流電圧Ｖｄｃを検出するため、電圧変動がわかりやすい。 As described above, according to the present invention, the DC voltage Vdc is detected a plurality of times in one switching cycle, so that it is possible to cope with a steep voltage fluctuation of the DC voltage Vdc. Since the DC voltage Vdc is not detected at the timing when the DC voltage Vdc fluctuates, voltage detection can be made accurate. Further, since the DC voltage Vdc is detected at a constant interval as much as possible, the voltage fluctuation is easy to understand.

以上、本発明について実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、図４の電力変換回路１０ｂのように、直流リンク部１８と直流電圧検出回路２２との間に、複数のサンプルアンドホールド（Ｓ＆Ｈ）回路３０、切り替えスイッチ３２を備えても良い。サンプルアンドホールド回路３０は、バッファ・アンプやコンデンサなどを使用して電圧値を記憶する回路である。スイッチ３２は、ＦＥＴなどの電気的なスイッチングが可能な素子を使用する。サンプリング信号は直流電圧検出回路２２から出力しても良い。 As mentioned above, although embodiment was described about this invention, this invention is not limited to said embodiment. For example, a plurality of sample and hold (S & H) circuits 30 and a changeover switch 32 may be provided between the DC link unit 18 and the DC voltage detection circuit 22 as in the power conversion circuit 10b of FIG. The sample and hold circuit 30 is a circuit that stores a voltage value using a buffer amplifier or a capacitor. The switch 32 uses an element capable of electrical switching such as an FET. The sampling signal may be output from the DC voltage detection circuit 22.

サンプルアンドホールド回路３０はサンプリング信号に合わせて直流電圧Ｖｄｃの値を記憶する。サンプルアンドホールド回路３０ごとにサンプリング信号を入力するタイミングを異ならせることによって、各サンプルアンドホールド回路３０が異なるタイミングで直流電圧Ｖｄｃの値を記憶する。さらに、各サンプルアンドホールド回路３０は、切り替えスイッチ３２で直流電圧検出回路２２に順番に接続される。直流電圧検出回路２２が一のサンプルアンドホールド回路３０の電圧値のサンプリングが終わるまで、他のサンプルアンドホールド回路３０は電圧値を記憶する。電圧検出のサンプリング間隔を短くする場合でも、直流電圧検出回路２２の高速化は不要である。複数の直流電圧検出回路２２を備えた場合、各回路２２の特性の違いによって誤差が生じる場合があるが、本発明では直流電圧検出回路２２が１つであるため、誤差が生じることがない。 The sample and hold circuit 30 stores the value of the DC voltage Vdc in accordance with the sampling signal. By varying the timing at which the sampling signal is input for each sample and hold circuit 30, each sample and hold circuit 30 stores the value of the DC voltage Vdc at a different timing. Further, each sample and hold circuit 30 is connected to the DC voltage detection circuit 22 in turn by a changeover switch 32. The other sample and hold circuit 30 stores the voltage value until the DC voltage detection circuit 22 finishes sampling the voltage value of the one sample and hold circuit 30. Even when the sampling interval of voltage detection is shortened, it is not necessary to increase the speed of the DC voltage detection circuit 22. When a plurality of DC voltage detection circuits 22 are provided, an error may occur due to a difference in characteristics of each circuit 22, but in the present invention, since there is one DC voltage detection circuit 22, no error occurs.

また、各サンプルアンドホールド回路３０に順番にサンプリング信号を入力するために、信号遅延回路３４を設ける。信号遅延回路３４によって、一のサンプルアンドホールド回路３０にサンプリング信号が入力されてから他のサンプルアンドホールド回路３０にサンプリング信号が入力される。 In addition, a signal delay circuit 34 is provided in order to input a sampling signal to each sample and hold circuit 30 in order. The signal delay circuit 34 inputs a sampling signal to one sample and hold circuit 30 and then inputs the sampling signal to another sample and hold circuit 30.

電力変換装置１０がコンデンサレスインバータの場合、コンデンサＣは容量の小さいフィルムコンデンサなどとなる。したがって、コンデンサＣの両端電圧の脈動の最大値は最小値の２倍以上であり、直流電圧Ｖｄｃの変動が大きくなる。この場合であっても、上述した本発明の直流電圧検出回路２２を使用することによって、直流電圧Ｖｄｃの変動に対応したインバータ２０のスイッチング制御が可能である。なお、直流電圧Ｖｄｃの変動に応じて、直流電圧検出回路２２がおこなう検出回数を適宜設定し、直流電圧Ｖｄｃの変化に対応する。 When the power converter 10 is a capacitorless inverter, the capacitor C is a film capacitor having a small capacity. Therefore, the maximum value of the pulsation of the voltage across the capacitor C is twice or more the minimum value, and the fluctuation of the DC voltage Vdc becomes large. Even in this case, the switching control of the inverter 20 corresponding to the fluctuation of the DC voltage Vdc is possible by using the above-described DC voltage detection circuit 22 of the present invention. It should be noted that the number of detections performed by the DC voltage detection circuit 22 is appropriately set according to the fluctuation of the DC voltage Vdc, and corresponds to the change of the DC voltage Vdc.

さらに、図１の回路１０は整流回路１６と直流リンク部１８を有していたが、直流電圧を交流電圧に変換する回路であれば、図１の回路構成に限定されることはない。交流電圧に変換する直前の直流電圧を検出する場合に、本願の回路を適用することができる。また、図１では単相の交流電源１２であったが、本発明は三相交流電源を使用した回路に適用することができる。 Further, the circuit 10 in FIG. 1 has the rectifier circuit 16 and the DC link unit 18, but is not limited to the circuit configuration in FIG. 1 as long as it is a circuit that converts a DC voltage into an AC voltage. The circuit of the present application can be applied when detecting a DC voltage immediately before conversion to an AC voltage. Further, although the single-phase AC power supply 12 is shown in FIG. 1, the present invention can be applied to a circuit using a three-phase AC power supply.

その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。 In addition, the present invention can be carried out in a mode in which various improvements, modifications, and changes are added based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention.

１０、１０ｂ：電力変換装置
１２：電源
１４：負荷
１６：整流回路
１８：直流リンク部
２０：インバータ
２２：直流電圧検出回路
２４：制御演算回路
２６、２８：電源線
３０：サンプルアンドホールド回路
３２：スイッチ
３４：遅延回路 10, 10b: Power converter 12: Power supply 14: Load 16: Rectifier circuit 18: DC link unit 20: Inverter 22: DC voltage detection circuit 24: Control arithmetic circuit 26, 28: Power supply line 30: Sample and hold circuit 32: Switch 34: delay circuit

Claims

スイッチング信号を出力する制御演算部と、
複数のスイッチング素子を備え、前記スイッチング信号にしたがって直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部と、
前記スイッチング信号の１周期に前記直流電圧を複数回検出する直流電圧検出部と、
を備え、
前記直流電圧の検出の少なくとも１回が、インバータ部の上アームまたは下アームの全てのスイッチング素子がオンの状態時におこなわれる電力変換装置。 A control calculation unit that outputs a switching signal;
An inverter unit comprising a plurality of switching elements and converting a DC voltage into an AC voltage according to the switching signal;
A DC voltage detector that detects the DC voltage a plurality of times in one cycle of the switching signal;
Equipped with a,
Wherein at least one of the detection of the DC voltage, all of the power converter in which the switching element is Ru conducted when turned on the arm or the lower arm of inverter portion.

スイッチング信号を出力する制御演算部と、
前記スイッチング信号にしたがって直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部と、
前記スイッチング信号の１周期に前記直流電圧を複数回検出する直流電圧検出部と、
を備え、
前記インバータ部は複数の相に交流電力を出力し、各相のスイッチングのタイミングが異なっており、
前記直流電圧の検出期間は、一の相のスイッチングが終了してから他の相のスイッチングが開始されるまでの間である電力変換装置。 A control calculation unit that outputs a switching signal;
An inverter unit for converting a DC voltage into an AC voltage according to the switching signal;
A DC voltage detector that detects the DC voltage a plurality of times in one cycle of the switching signal;
With
The inverter unit outputs AC power to a plurality of phases, and the switching timing of each phase is different.
The detection period of the DC voltage, the power converter is between the end of the switching of one phase to the switching of the other phase is started.

前記直流電圧の検出期間は、スイッチング後の一定期間経過後からスイッチング前の一定期間前までの間である請求項２の電力変換装置。 The power converter according to claim 2 , wherein the DC voltage detection period is from a lapse of a certain period after switching until a certain period before switching.

前記直流電圧の検出が一定の間隔でおこなわれ、該検出のタイミングが前記検出期間に入らなかった場合、検出のタイミングを検出期間に入るようにずらす請求項３の電力変換装置。 4. The power conversion device according to claim 3 , wherein when the detection of the DC voltage is performed at regular intervals and the detection timing does not enter the detection period, the detection timing is shifted to enter the detection period.

前記スイッチング前の一定期間が、直流電圧検出部で直流電圧をサンプリングするために要する時間であり、
前記スイッチング後の一定期間が、スイッチングによって直流電圧が変動し、リンギングが終了するのに要する時間である
請求項３または４の電力変換装置。 The predetermined period before the switching is a time required for sampling the DC voltage in the DC voltage detection unit,
Certain period after the switching, the DC voltage is varied by switching power converter according to claim 3 or 4 ringing is the time it takes to complete.

前記直流電圧を記憶する複数のサンプルアンドホールド回路と、
前記複数のサンプルアンドホールド回路と直流電圧検出部との接続を選択するスイッチと、
を備え、
各サンプルアンドホールド回路が直流電圧を記憶するタイミングが異なる請求項１から５のいずれかの電力変換装置。 A plurality of sample and hold circuits for storing the DC voltage;
A switch for selecting connection between the plurality of sample-and-hold circuits and the DC voltage detector;
With
One of the power conversion device 5 timing each sample-and-hold circuit stores the DC voltage from different claims 1.

スイッチング信号を出力する制御演算部と、A control calculation unit that outputs a switching signal;
前記スイッチング信号にしたがって直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部と、An inverter unit for converting a DC voltage into an AC voltage according to the switching signal;
前記スイッチング信号の各周期に前記直流電圧を複数回検出する直流電圧検出部と、A DC voltage detector that detects the DC voltage a plurality of times in each period of the switching signal;
を備えた電力変換装置。The power converter provided with.