JPH0767352A - 電流ループ制御形pwmインバータ - Google Patents

電流ループ制御形pwmインバータ

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JPH0767352A
JPH0767352A JP5229471A JP22947193A JPH0767352A JP H0767352 A JPH0767352 A JP H0767352A JP 5229471 A JP5229471 A JP 5229471A JP 22947193 A JP22947193 A JP 22947193A JP H0767352 A JPH0767352 A JP H0767352A
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JP
Japan
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current
hysteresis
bridge circuit
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JP5229471A
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English (en)
Inventor
Hideyuki Amami
秀行 雨海
Takatoshi Komaoka
隆敏 駒岡
Kazuhiro Hamamoto
一宏 濱本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 PWMインバータを構成する半導体スイッチ
ング素子のヒステリシス周波数を一定にして、ACフィ
ルタを小型化する。 【構成】 この発明による電流ループ制御形PWMイン
バータを半導体スイッチング素子より成るブリッジ回路
1、直流電源2、前記ブリッジ回路1の出力電圧を電圧
検出器6を介して入力するヒステリシス幅設定器16、
このヒステリシス幅設定器16の出力信号を電流指令値
と加算および減算する加算器9と10、この2つの加算
器9と10の出力信号と前記ブリッジ回路1の出力電流
を電流検出器3を介して入力する2つのコンパレータ7
と8によって構成した。前記ヒステリシス幅設定器16
はA/D変換器15、ROM14、D/A変換器13、
設定抵抗12および加算器11によって構成され、TE
/Lに比例する一定電流成分とTV2 /ELに比例する
電流成分より成るヒステリシス電流幅を電流指令値に与
加するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、UPSを構成する電
流ループ制御形PWMインバータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図2は従来技術による電流ループ制御形
PWMインバータのブロック図であって、半導体スイッ
チング素子S11とS12より成る単相ハーフブリッジ回路
101と直流電圧E1 とE2 より成る直流電源102、
2つのコンパレータ107と108、2つの加算器10
9と110、ヒステリシス幅設定器111によってヒス
テリシス・コンパレータ方式の電流ループ制御形PWM
コンバータを構成していた。なお、E1 =E2 (=E)
であり、リアクタ104とコンデンサ105より成るA
Cフィルタを介して負荷112に交流電力を供給する。
【0003】ヒステリシス幅設定器111からのヒステ
リシス幅電流信号iT を加算器109と110において
電流指令値i* と加算および減算して生成した2つの電
流指令値(i* +iT )と(i* −iT )と、単相ハー
フブリッジ回路101の出力側に設けた電流検出器10
3から検出した出力電流信号iを、コンパレータ107
と108に入力させる。ヒステリシス・コンパレータ1
07からの出力信号(i* +iT )−iによって半導体
スイッチング素子S11はオンとなって出力電流は増加
し、またヒステリシス・コンパレータ108の出力信号
i−(i* −iT )によって半導体スイッチング素子S
12はオンとなって出力電流は減少する。上述したヒステ
リシス・コンパレータ107と108によって制御され
る出力電流信号iの波形は、図3に示すように、出力電
流iは(i* +iT )と(i* −iT )との誤差がしき
い値(ヒステリシス幅)iT 以内となるように振動的に
追従制御される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したしきい値iT
はヒステリシス幅設定器111によって設定された一定
値であって電流指令値のヒステリシス幅を一定にするも
のであるから、ヒステリシス周波数(半導体スイッチン
グ素子S11とS12のスイッチング周波数)が大きく変動
する。このために、ブリッジ回路101から発生される
高次周波数も大きく変動するので、リアクタ104とコ
ンデンサ105によって構成したACフィルタの効果も
うすれてしまう欠点があった。この発明は、上述した従
来技術による電流ループ制御形PWMインバータの欠陥
を除去するためになされたものであって、ヒステリシス
周波数がほぼ一定となるヒステリシス設定器を備えた電
流ループ制御形PWMインバータを提供することを目的
とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述した課題を達成する
ために、この発明による電流ループ制御形PWMインバ
ータは、ヒステリシス・コンパレータを構成するヒステ
リシス幅設定器から出力電圧の2乗に比例する電流成分
と一定の電流成分より成るヒステリシス電流幅を出力さ
せ、このヒステリシス電流幅を備えた電流指令値を前記
ヒステリシス・コンパレータに入力させることによって
ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子を交互
にオン・オフ制御させ、半導体スイッチング素子のヒス
テリシス周波数がほぼ一定となるように前記電流指令値
のヒステリシス電流幅を制御するものである。
【0006】
【作用】ヒステリシス周期(スイッチング周波数の逆
数)Tによって決まる一定の電流成分(TE/L)と、
前記ヒステリシス周期Tおよび出力電圧Vの2乗に比例
する電流成分(TV2 /EL)より成るヒステリシス電
流幅を有する電流指令値をヒステリシス・コンパレータ
に入力させると、このヒステリシス・コンパレータから
の出力信号によってオン・オフ制御される半導体スイッ
チング素子のヒステリシス周波数は一定となる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。図1はこの発明による単相ハーフブリッジ
回路より成る電流ループ制御形PWMインバータの回路
構成を示すブロック図であって、ヒステリシス幅設定器
および付帯する電圧検出器を除くと従来技術における電
流ループ制御形PWMインバータと同一であるので、同
一構成要素についての説明は省略する。
【0008】半導体スイッチング素子S11とS12より成
る単相ハーフブリッジ回路1の交流出力回路に設けたリ
アクタ4の負荷側の出力電圧を電圧検出器6によって検
出し、ヒステリシス幅設定器16を構成するA/D変換
器15においてディジタル信号に変換してROM14に
入力させる。ROM14はディジタル化された出力電圧
信号Vを入力してT・V2 /ELに比例する電流成分を
生成し、さらに、D/A変換器13においてアナログ信
号に変換したうえで加算器11に入力する。ここに、T
はヒステリシス周期、Vは出力電圧、Eは直流電源電
圧、Lはリアクタ4のインダクタンスである。また、前
記ヒステリシス幅設定器16に設けられているヒステリ
シス設定抵抗12はT・E/Lに比例する電流成分を出
力し、加算器11においてD/A変換器13の出力信号
と合算される。ヒステリシス周期Tを一定とすると設定
抵抗12からの電流成分は一定となり、また、ROM1
4から出力される電流成分は出力電圧Vの2乗に比例し
た値となる。従って、加算器11から出力されるヒステ
リシス幅設定器16からの出力信号iT は、(T・E/
L)−(T・V2 /EL)に対応した電流成分であって
電流指令値i* に対するヒステリシス電流幅となる。前
記ヒステリシス幅設定器16からの出力信号iT は加算
器9と10において電流指令値i* と加算および減算さ
れ、電流検出器3から検出された電流信号iと共にコン
パレータ7と8に入力し、半導体スイッチング素子S11
とS12を交互にオン・オフ制御する制御信号を出力す
る。
【0009】次に、ヒステリシス・コンパレータにおけ
るヒステリシス特性を有する電流指令値とヒステリシス
周波数との関係を説明する。図4はヒステリシス・コン
パレータを備えた単相ハーフブリッジ形PWMインバー
タの動作特性を説明するためのブロック図である。今、
信号Aをオペアンプ38に入力させて半導体スイッチン
グ素子33をオンさせると、リアクタ36を流れる出力
電流iによるリアクタ36の両端電圧VL は VL =E−V=L・di/dt dt=T1 とすると T1 =L・di/(E−V) ……(1) 次に、信号Bをオペアンプ39に入力させて半導体スイ
ッチング素子34をオンさせると、リアクタ36の両端
電圧−VL は −VL =−(E+V)=−L・di/dt dt=T2 とすると T2 =L・di/(E+V) ……(2) 図5はモデル化した出力電流波形の拡大図であって、半
導体スイッチング素子のヒステリシス周期Tは(T1
2 )であるから、(1),(2)式より T=T1 +T2 =〔1/(E−V)+1/(E+V)〕×L・di =2ELdi/(E2 −V2 ) よって、 di=(T/2EL)・(E2 −V2 ) ……(3)
【0010】ヒステリシス・コンパレータへの電流指令
値i* のヒステリシス電流幅iT は iT =(1/2)・di=T/4EL・(E2 −V2 ) =TE/4L−(T/4EL)・V2 ……(4) 直流電源電圧EとインダクタンスLを一定とし、ヒステ
リシス周期Tを所期の値に設定すると、(4)式におけ
る右辺の第1項は一定となり、第2項は出力電圧Vの2
乗に比例する値となる。従って、ヒステリシス周期Tを
一定とするためには(4)式で決まるヒステリシス電流
幅iT を電流指令値i* に与えればよいので、図1にお
けるヒステリシス幅設定器16における設定抵抗12か
らTE/Lに比例する電流成分を出力させ、ROM14
からTV2 /ELに比例する電流成分を出力させる。以
上の説明は単相ハーフブリッジ回路に設けたヒステリシ
ス・コンパレータに関するものであるが、3相ブリッジ
回路についても各相ごとに上述したヒステリシス・コン
パレータを設けることによってヒステリシス周波数一定
の電流ループ制御形PWMインバータを実現できる。
【0011】
【発明の効果】以上説明したように、この発明による電
流ループ制御形PWMインバータは、半導体スイッチン
グ素子より成るブリッジ回路の交流出力回路に設けたリ
アクタの負荷側から検出した出力電圧信号をヒステリシ
ス幅設定器に入力させ、この出力電圧信号の2乗および
ヒステリシス周期に比例する電流成分とヒステリシス周
期によって決まる一定の電流成分より成るヒステリシス
特性を有する電流指令値を生成してヒステリシス・コン
パレータに入力させ、前記ブリッジ回路を構成する半導
体スイッチング素子を交互にオン・オフ制御すると前記
半導体スイッチング素子のヒステリシス周波数がほぼ一
定になる。従って、PWMインバータから発生する高次
高調波が一定周波数以上となり、ACフィルタを小型化
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による電流ループ制御形PWMインバ
ータの回路構成を示すブロック図。
【図2】従来の電流ループ制御形PWMインバータの回
路構成を示すブロック図。
【図3】出力電流波形図。
【図4】ヒステリシス・コンパレータを備えた単相ハー
フブリッジ形PWMインバータのブロック図。
【図5】モデル化した出力電流波形図。
【符号の説明】
1 ブリッジ回路 2 直流電源 3 電流検出器 4 リアクタ 6 電圧検出器 7,8 コンパレータ 9,10,11 加算器 12 設定抵抗 13 D/A変換器 14 ROM 15 A/D変換器 16 ヒステリシス幅設定器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源を入力して交流変換する半導体
    スイッチング素子より成るブリッジ回路と、このブリッ
    ジ回路の交流出力回路から検出した電流信号とヒステリ
    シス特性を有する電流指令値を入力するコンパレータと
    によって構成し、 前記ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子を
    前記コンパレータの出力信号により交互にオン・オフ制
    御するヒステリシス・コンパレータ方式の電流ループ制
    御形PWMインバータにおいて、 前記ブリッジ回路の交流出力回路に設けたリアクタの負
    荷側から検出した出力電圧信号をヒステリシス幅設定器
    を構成するROMに入力させて前記出力電圧信号の2乗
    に比例する電流成分を生成すると共に別に設けた設定器
    によって一定の電流成分を生成し、前記2つの電流成分
    より成るヒステリシス電流幅によって前記コンパレータ
    へ入力する電流指令値にヒステリシス特性を付与し、前
    記ブリッジ回路を構成する半導体スイッチング素子のヒ
    ステリシス周波数が一定となるように前記電流指令値の
    ヒステリシス電流幅を制御することを特徴とする電流ル
    ープ制御形PWMインバータ。
JP5229471A 1993-08-23 1993-08-23 電流ループ制御形pwmインバータ Pending JPH0767352A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI395082B (zh) * 2009-11-11 2013-05-01 Richtek Technology Corp 用於變頻式電壓調節器的頻率控制電路及方法
TWI396954B (zh) * 2009-11-11 2013-05-21 Richtek Technology Corp 用於變頻式電壓調節器的頻率控制電路及方法
JP2022515022A (ja) * 2018-12-03 2022-02-17 イルディズ テクニク ユニヴァーシテシ パワーエレクトロニクスコンバータのためのデッドタイム制御方法、およびこの方法を適用するための回路
WO2022233456A1 (en) * 2021-05-05 2022-11-10 Eaton Intelligent Power Limited Power inverter and method for controlling a power inverter
EP4329179A4 (en) * 2021-04-23 2024-06-12 Mitsubishi Electric Corporation POWER CONVERSION DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING THE POWER CONVERSION DEVICE

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