JPH0631391U - 無停電電源装置の出力電圧波形歪補正回路 - Google Patents
無停電電源装置の出力電圧波形歪補正回路Info
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- JPH0631391U JPH0631391U JP6658692U JP6658692U JPH0631391U JP H0631391 U JPH0631391 U JP H0631391U JP 6658692 U JP6658692 U JP 6658692U JP 6658692 U JP6658692 U JP 6658692U JP H0631391 U JPH0631391 U JP H0631391U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 直流電圧の変動による過補償を無くしながら
負荷状態に応じた歪補償を得る。 【構成】 インバータ2から負荷4への負荷電流波形か
ら1チップマイクロコンピュータ19に負荷電流通流幅
と実効値とピーク値を得て負荷状態(線形負荷,非線形
負荷等)を判別し、この負荷状態に応じた歪補正パター
ンの選択信号を得ると共に電圧制御アンプの制御出力か
ら歪補正量制御信号を得、補正信号発生回路22は歪補
正パターンの選択信号に応じた歪補正信号を発生し、こ
の信号を歪補正量制御信号に応じてレベル補正して正弦
波発生回路27からの正弦波信号に加算して乗算器9へ
の正弦波信号とする。
負荷状態に応じた歪補償を得る。 【構成】 インバータ2から負荷4への負荷電流波形か
ら1チップマイクロコンピュータ19に負荷電流通流幅
と実効値とピーク値を得て負荷状態(線形負荷,非線形
負荷等)を判別し、この負荷状態に応じた歪補正パター
ンの選択信号を得ると共に電圧制御アンプの制御出力か
ら歪補正量制御信号を得、補正信号発生回路22は歪補
正パターンの選択信号に応じた歪補正信号を発生し、こ
の信号を歪補正量制御信号に応じてレベル補正して正弦
波発生回路27からの正弦波信号に加算して乗算器9へ
の正弦波信号とする。
Description
【0001】
本考案は、無停電電源装置の出力電圧波形歪補正回路に関する。
【0002】
無停電電源装置は、停電時にバッテリから電力を供給することにより、停電時 にも安定した電力を負荷に供給する。図4は、従来の無停電電源装置の一例を示 す構成図である。同図において、1は電流電源、2は半導体スイッチ構成のイン バータ、3は該インバータ2のオン/オフ制御で変換された交流出力中の不要周 波数成分(高調波成分)を除去する交流フィルタ、4は負荷である。インバータ 2は、例えばトランジスタやサイリスタ素子S1〜S4のブリッジ接続により主 回路が構成されている。
【0003】 この装置の出力電圧を制御するため、前記交流フィルタ3と負荷4との間に電 圧検出変圧器5が接続され、その検出電圧を整流回路6で整流したのち、基準電 圧設定器7により設定された基準直流電圧と比較する。その偏差量は電圧制御ア ンプ8で増幅され、乗算器9で正弦波発生回路10からの正弦波の振幅を調整し 、PWM信号発生回路11への制御信号とされる。PWM信号発生回路11はそ の制御信号を搬送波発生回路12からの搬送波とレベル比較してPWM信号を発 生し、このPWM信号で前記インバータ2の半導体スイッチをオン/オフ制御す る。
【0004】 ここで、負荷4が非線形(コンデンサインプット形ダイオード整流器など)で あるときは、その高調波電流によって出力電圧波形はピーク電圧が抑圧された波 形になって歪みが増加する。この歪みを補償するため、歪補償波形発生回路13 に正弦波のピーク位相で補正分Cmの波形を発生し、この補正分Cmを正弦波発 生回路10の出力に加算する。この補正分Cmのレベルは負荷電流ILの大きさ に応じて切替えられる。
【0005】
ところで、従来の無停電電源装置では、バッテリの容量を大きくすることで定 常運転とバッテリ運転の直流電圧の変化を少なくしている。しかしながら、近年 、装置のコンパクト化と低価格が要求される中でバッテリの占める割合は大きく 、回路設計のうえでバッテリ選択の如何によっては定常運転とバッテリ運転の直 流電圧の差を大きくとる場合がある。この場合、直流電圧の変化が大きいので、 インバータの出力電圧を制御するための正弦波PWM波形の制御率範囲も大きく なる。図5は、その一例を示す波形図で、折線は搬送波発生回路12の出力三角 波を示し、曲線は乗算器9の出力正弦波を示している。図中(a)は定常運転の 波形を示し、直流電圧が高く、制御率は低い。図中(b)はバッテリ運転時の波 形を示し、直流電圧が低く、制御率は高い場合を示している。図中(c)は、定 常運転で、出力波形に高調波成分が含まれた場合にバンドパスフィルタ13の出 力信号による出力波形補正分Cmで波形補正した場合を示している。
【0006】 バッテリを効率よく使用するために、その使用最低電圧までバッテリ運転を行 うと、正弦波PWM制御では制御率を制御範囲いっぱいにとる必要があり、従来 例で示した出力波形歪補正を行うと、最大値の正弦波形に出力波形補正分Cmが 加わり図中、(d)に斜線域で示す如くになり、出力波形補正分が正弦波PWM 制御の基準正弦波に重畳されるので、正弦波ピーク付近で制御範囲を超過するこ とがあり、出力電圧が正弦波ピーク付近で不安定となる。
【0007】 また、従来の方法では負荷4として整流器負荷などに限定されるものであり、 負荷4が線形負荷や整流器との混成負荷になるものでは補正分Cmが歪発生原因 となってしまうことがある。
【0008】 本考案の目的は、直流電圧の変動による過補償を無くしながら負荷状態に応じ た歪補償を得る補正回路を提供することにある。
【0009】
本考案は前記課題の解決を図るため、バッテリを予備電源とするインバータか ら負荷への出力電圧制御信号を電圧制御アンプに得、この制御信号によって振幅 調整された正弦波信号と搬送波信号からインバータのPWMゲート信号を得る無 停電電源装置において、前記インバータから負荷に供給する負荷電流のゼロクロ ス点を検出する一対のコンパレータと、前記負荷電流の実効値を検出する実効値 検出回路と、前記負荷電流のサンプル値を得るサンプルホールド回路と、前記一 対のコンパレータの検出出力から負荷電流の通流幅を求め、この通流幅と前記実 効値検出回路の実効値検出出力とサンプルホールド回路のサンプル値のうちのピ ーク値から前記負荷状態に応じた出力波形歪補正信号のパターン選択信号を得る 手段及び前記電圧制御アンプの制御出力信号から該歪補正信号の補正量制御出力 を得る手段とを有する1チップマイクロコンピュータと、前記パターン選択信号 に応じた歪補正信号を発生し、この歪補正信号のレベルを前記補正量制御出力に 応じて制御する歪補正信号発生回路と、前記インバータの出力周波数に応じた正 弦波信号を発生し、この正弦波信号に前記歪補正信号発生回路からの歪補正信号 を加算して前記電圧制御信号による振幅調整のための正弦波信号とする正弦波信 号発生回路と、を備えたことを特徴とする。
【0010】
負荷電流の通流幅,実効値及びピーク値を1チップマイクロコンピュータにデ ータとして得、これらデータからマイクロコンピュータは負荷状態を判別して該 負荷状態に応じた歪補正パターン信号の選択信号を得、制御電圧アンプの制御出 力からマイクロコンピュータは歪補正信号の補正量を求め、歪補正パターン信号 の選択信号に応じた歪補正信号を補正量に応じてレベル補正した歪補正信号を得 る。
【0011】
図1は本考案の一実施例を示す回路図であり、図4と同じ機能をもつものは同 一符号で示す。
【0012】 変流器14はインバータ2から負荷4へ供給する負荷電流波形を検出する。コ ンパレータ15,16は変流器14の負荷電流波形からゼロクロス検出を行い、 負荷電流の通流幅に相当するタイミング信号を互いに逆極性で得る。
【0013】 実効値検出器17は負荷電流波形の実効値を検出する。サンプルホールド回路 18は負荷電流波形のサンプルホールドを行う。
【0014】 1チップマイクロコンピュータ19は、発振器20をクッロク源とし、負荷状 態及び制御電圧状態から歪補償のための補正制御を行う。負荷状態は、コンパレ ータ15,16からのオン・オフタイミング信号入力HSI2,HSI2と実効 値検出器17からの実効値(アナログ信号)のディジタル信号変換入力A/D1 と、サンプルホールド回路18からのサンプル値(アナログ信号)のディジタル 信号変換入力A/D2とによって負荷電流通流幅演算と実効値取込みとピーク値 演算を行う。ピーク値は通流幅に相当するサンプル/ホールド信号HSOの期間 内のサンプル値最大値として求められる。
【0015】 制御電圧状態は電圧制御アンプ8の出力信号(アナログ)をディジタル信号変 換入力A/D3として該入力から求める。
【0016】 マイクロコンピュータ19は、補正信号出力として補正パターン選択信号C1 〜CnとPWM波形の補正量調整信号CLを得る。補正パターン選択信号C1〜 Cnは、負荷状態に応じた補正信号波形の選択信号になり、この信号はバッファ 21を通してROM構成の補正信号発生回路22へ補正信号選択入力にされる。
【0017】 補正信号発生回路22は複数の補正信号波形が夫々多数のサンプルデータとし て書込まれており、選択された補正信号波形を分周カウンタ23のカウント値を アドレスとして順次読出し出力する。この出力はラッチ回路24にラッチされ、 乗算形のD/A変換器25によって補正信号波形(アナログ信号)として取出さ れる。この補正信号波形は、補正量調整信号CLを入力とする積分アンプ26の 積分出力によってレベル調整される。
【0018】 ROM構成の正弦波信号発生回路27は分周カウンタ23を補正信号発生回路 22と同期したアドレス信号源として正弦波のサンプル値を順次出力し、この信 号はラッチ回路28にラッチされ、D/A変換器29によって正弦波信号波形( アナログ信号)として取出される。
【0019】 D/A変換器29の正弦波出力とD/A変換器25の補正信号出力とは加算ア ンプ30によって加算され、その出力には正弦波に補正信号を重畳した波形を得 、乗算器9の被乗算波形にされる。
【0020】 1チップマイクロコンピュータ19による補正処理は図2に示すフローチャー トに従って行われる。コンパレータ15からの割込みがあったとき(S1)、マ イクロコンピュータ19は内部の電流通流幅計測タイマの計時を開始すると共に 信号HSOでサンプルホールド回路18のサンプリング動作を開始させる(S2 )。
【0021】 この後、コンパレータ16からの割込みがあったとき(S3)、電流通流幅計 測タイマの計時を停止させると共にサンプルホールド回路18のサンプリング動 作を停止させる(S4)。
【0022】 これら通流幅計測タイマの計時スタート/ストップ及びサンプルホールド回路 18のサンプリング開始(サンプル)とホールドは図3に示す処理になる。同図 (a)は線形負荷時のタイムチャートを示し、(b)にはダイオードインプット 形整流器負荷等の非線形負荷時のタイムチャートを示す。
【0023】 計測タイマのスタート/ストップ制御により、マイクロコンピュータ19は、 電流通流幅を演算し(S5)、これをメモリに記憶しておく(S6)。次いで、 実効値検出器17の実効値入力A/D1による実効値取込みと、サンプルホール ド回路18のサンプル値入力A/D2によるピーク値取込み及び電圧制御アンプ 8の電圧制御入力A/D3による電圧制御信号取込みを行う(S7)。これら入 力から、マイクロコンピュータ19は、負荷状態判別(S8)と補正量出力(S 9)の処理を行う。
【0024】 負荷状態判別(S8)は、電流通流幅IWとピーク値IP及び実効値Irmsから 適正な補正パターン選択信号C1〜Cnを選択出力する。この負荷状態判別は下 記の条件式に従って行われる。
【0025】 (1)線形負荷条件 通流幅IW≒TINV ピーク値比IP/Irms≦21/2 但し、TINVはインバータ運転周波数の周期に相当するもので、例えば50H z運転ではその半周期10msに設定されて負荷電流半周期間の通流幅IWと比 較される。
【0026】 (2)コンデンサインプット形負荷条件 通流幅IW≦TINV/3.3 ピーク値比IP/Irms>21/2 (3)混成形負荷条件 通流幅IW>TINV/3.3 ピーク値比IP/Irms21/2 また、補正量調整信号CLを決定する補正量出力(S9)は、電圧制御アンプ 8の制御出力から制御率に基づいて調整する。この調整は、電圧制御出力が搬送 波発生回路12のピーク領域に達する制御率1になるのを抑制しながら該電圧制 御出力に応じた補正出力CLのパルス幅を決定し、このパルス幅から積分アンプ 26に平均値電圧を得て補正パターンのレベル制御を行う。
【0027】 従って、本実施例によれば、負荷電流の通流幅とピーク値比から線形負荷,コ ンデンサインプット形負荷さらには混成形負荷の負荷状態判別をし、この負荷状 態に応じた補正パターンを得て歪み補償を得る。そして、補正量を電圧制御アン プの出力に応じて調整することにより、バッテリ運転時など直流電圧が低くなっ てインバータの制御率が高い場合にも正弦波信号のピーク領域が搬送波信号レベ ルを越えるのを抑制し、出力電圧の不安定化を防止する。
【0028】
以上のとおり、本考案によれば、負荷電流からその通流幅と実効値とピーク値 を1チップマイクロコンピュータに得ることで負荷状態に応じた歪補正パターン の選択信号を得、また電圧制御アンプの制御出力を得ることで補正量制御信号を 得、歪補正パターンの選択信号と補正量制御信号から歪補正信号を得るようにし たため、負荷状態に応じた適正な歪補正パターンによる歪補正になって負荷状態 の変化,切換わりにも常に適正な歪補正を得ることができると共に、制御出力状 態に応じた歪補正信号を得てバッテリ電圧の低下時など制御率の高い場合にも過 補償を起すことが無くなる。
【0029】 また、電圧制御はアナログ回路で高速化を行い、歪補正信号はマイクロコンピ ュータ側で行うため、インバータにはIGBTなどの高速半導体素子を用いた場 合にも対応可能となる。
【図1】本考案の一実施例を示す回路図。
【図2】実施例における処理フローチャート。
【図3】実施例における信号取込みタイムチャート。
【図4】従来例の構成図。
【図5】従来例の波形図。
2…インバータ 4…負荷 7…基準電圧設定器 8…電圧制御アンプ 9…乗算器 15,16…コンパレータ 17…実効値検出回路 18…サンプルホールド回路 19…1チップマイクロコンピュータ 22…補正信号発生回路 27…正弦波発生回路
Claims (1)
- 【請求項1】 バッテリを予備電源とするインバータか
ら負荷への出力電圧制御信号を電圧制御アンプに得、こ
の制御信号によって振幅調整された正弦波信号と搬送波
信号からインバータのPWMゲート信号を得る無停電電
源装置において、 前記インバータから負荷に供給する負荷電流のゼロクロ
ス点を検出する一対のコンパレータと、 前記負荷電流の実効値を検出する実効値検出回路と、 前記負荷電流のサンプル値を得るサンプルホールド回路
と、 前記一対のコンパレータの検出出力から負荷電流の通流
幅を求め、この通流幅と前記実効値検出回路の実効値検
出出力とサンプルホールド回路のサンプル値のうちのピ
ーク値から前記負荷状態に応じた出力波形歪補正信号の
パターン選択信号を得る手段及び前記電圧制御アンプの
制御出力信号から該歪補正信号の補正量制御出力を得る
手段とを有する1チップマイクロコンピュータと、 前記パターン選択信号に応じた歪補正信号を発生し、こ
の歪補正信号のレベルを前記補正量制御出力に応じて制
御する歪補正信号発生回路と、 前記インバータの出力周波数に応じた正弦波信号を発生
し、この正弦波信号に前記歪補正信号発生回路からの歪
補正信号を加算して前記電圧制御信号による振幅調整の
ための正弦波信号とする正弦波信号発生回路と、 を備えたことを特徴とする無停電電源装置の出力電圧波
形歪補正回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6658692U JPH0631391U (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 無停電電源装置の出力電圧波形歪補正回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6658692U JPH0631391U (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 無停電電源装置の出力電圧波形歪補正回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0631391U true JPH0631391U (ja) | 1994-04-22 |
Family
ID=13320198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6658692U Pending JPH0631391U (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 無停電電源装置の出力電圧波形歪補正回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0631391U (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008278558A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Densei Lambda Kk | 無停電電源装置、交流電力供給装置および負荷機器に応じた交流電圧切替方法 |
JP2009072001A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Tdk-Lambda Corp | 無停電電源装置 |
WO2016092613A1 (ja) * | 2014-12-08 | 2016-06-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP6658692U patent/JPH0631391U/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008278558A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-13 | Densei Lambda Kk | 無停電電源装置、交流電力供給装置および負荷機器に応じた交流電圧切替方法 |
JP4569596B2 (ja) * | 2007-04-25 | 2010-10-27 | 富士電機システムズ株式会社 | 無停電電源装置、交流電力供給装置および負荷機器に応じた交流電圧切替方法 |
JP2009072001A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Tdk-Lambda Corp | 無停電電源装置 |
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JPWO2016092613A1 (ja) * | 2014-12-08 | 2017-08-31 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無停電電源装置 |
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