JPH09233844A - Control circuit of power converter - Google Patents
Control circuit of power converterInfo
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- JPH09233844A JPH09233844A JP8042289A JP4228996A JPH09233844A JP H09233844 A JPH09233844 A JP H09233844A JP 8042289 A JP8042289 A JP 8042289A JP 4228996 A JP4228996 A JP 4228996A JP H09233844 A JPH09233844 A JP H09233844A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、無停電電源装置
などに供用される電力変換装置としての瞬時値制御形Ｐ
ＷＭインバータ装置の制御回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an instantaneous value control type P as a power converter used for an uninterruptible power supply or the like.
The present invention relates to a control circuit of a WM inverter device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５は、この種の電力変換装置の制御回
路の従来例を示す回路構成図である。図５において、１
は直流電源、２は電力用半導体デバイスである、例え
ば、ＩＧＢＴ，ダイオードなどからなるインバータ、３
はリアクトル、４はコンデンサ、５は負荷、１０は制御
回路である。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a circuit configuration diagram showing a conventional example of a control circuit for a power converter of this type. In FIG. 5, 1
Is a DC power supply, 2 is a power semiconductor device, for example, an inverter composed of IGBT, diode, etc., 3
Is a reactor, 4 is a capacitor, 5 is a load, and 10 is a control circuit.
【０００３】図５に示す制御回路１０は、コンデンサ４
の両端の交流電圧を検出する電圧検出手段１１と、任意
の波形の瞬時電圧指令値（ＶIN）を出力する瞬時電圧指
令値発生手段１２と、瞬時電圧指令値（ＶIN）と電圧検
出手段１２の出力値との偏差を調節演算する瞬時電圧調
節手段１３と、瞬時電圧指令値（ＶIN）と瞬時電圧調節
手段１３の出力値とを加算演算した加算値を求め、この
加算値に基づくＰＷＭ（パルス幅変調）演算したゲート
信号によりインバータ２の電力用半導体デバイスをオン
・オフ制御するＰＷＭ制御手段１４とを備えている。The control circuit 10 shown in FIG.
, An instantaneous voltage command value generating means 12 for outputting an instantaneous voltage command value (V IN ) of an arbitrary waveform, an instantaneous voltage command value (V IN ) and a voltage detecting means And an instantaneous voltage adjusting means 13 for adjusting and calculating a deviation from the output value of the output value 12. An addition value obtained by adding and calculating the instantaneous voltage command value (V IN ) and the output value of the instantaneous voltage adjusting means 13 is obtained, and based on the added value. PWM control means 14 for controlling the power semiconductor device of the inverter 2 to be turned on / off by a gate signal calculated by PWM (pulse width modulation).
【０００４】図５に示した電力変換装置の制御回路１０
の動作を以下に説明する。瞬時電圧指令値発生手段１２
の出力である、例えば正弦波状の瞬時電圧指令値
（ＶIN）と、コンデンサ４の両端の交流電圧（ＶOUT ）
の電圧検出手段１１の検出値との偏差が零になるように
瞬時電圧調節手段１３が動作をし、このために瞬時電圧
調節手段１３が該偏差の比例演算または比例・積分演算
などの調節演算をしてインバータ２の電力用半導体デバ
イスおよびリアクトル３の電圧降下などの瞬時補正値を
出力し、該瞬時補正値と瞬時電圧指令値（ＶIN）との加
算値に基づくＰＷＭ演算したゲート信号の生成をＰＷＭ
制御手段１４で行い、このゲート信号によりインバータ
２の電力用半導体デバイスをオン・オフ制御し、インバ
ータ２が出力した電圧パルス列波形からＬＣ直列回路で
あるリアクトル３とコンデンサ４により高周波成分を除
去することにより、ＶINとほぼ相似形のＶOUT にして負
荷５に供給している。The control circuit 10 of the power converter shown in FIG.
The operation of is described below. Instantaneous voltage command value generating means 12
, For example, a sinusoidal instantaneous voltage command value (V IN ) and an AC voltage (V OUT ) across the capacitor 4
The instantaneous voltage adjusting means 13 operates so that the deviation from the detection value of the voltage detecting means 11 becomes zero. Therefore, the instantaneous voltage adjusting means 13 adjusts the deviation by proportional operation or proportional / integral operation. To output an instantaneous correction value such as a voltage drop of the power semiconductor device of the inverter 2 and the reactor 3, and calculate a PWM signal based on the sum of the instantaneous correction value and the instantaneous voltage command value (V IN ). Generate PWM
The control means 14 controls ON / OFF of the power semiconductor device of the inverter 2 by this gate signal, and removes high frequency components from the voltage pulse train waveform output from the inverter 2 by the reactor 3 and the capacitor 4 which are LC series circuits. Thus, V OUT , which is almost similar to V IN , is supplied to the load 5.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】図６は、図５に示した
電力変換装置を伝達関数で表したブロック線図である。
図６において、伝達関数ブロック５１はインバータ２と
瞬時電圧調節手段１３とＰＷＭ制御手段１４とを一括し
て伝達関数表示したもので、Ｋ1 は瞬時電圧調節手段１
３の比例ゲインであり、ε-Ts はＰＷＭ制御手段１４の
キャリア周期に基づく無駄時間の伝達関数表示であり、
伝達関数ブロック５２はリアクトル３の伝達関数表示の
逆数であり、伝達関数ブロック５３はコンデンサ４の伝
達関数表示である。FIG. 6 is a block diagram showing the power conversion device shown in FIG. 5 by a transfer function.
In FIG. 6, a transfer function block 51 is a transfer function display of the inverter 2, the instantaneous voltage adjusting means 13, and the PWM control means 14, and K 1 is the instantaneous voltage adjusting means 1.
3 is a proportional gain, and ε- Ts is a transfer function display of dead time based on the carrier cycle of the PWM control means 14,
The transfer function block 52 is the reciprocal of the transfer function display of the reactor 3, and the transfer function block 53 is the transfer function display of the capacitor 4.
【０００６】先述の瞬時電圧指令値（ＶIN）とコンデン
サ４の両端の交流電圧（ＶOUT ）とがほぼ相似形にして
負荷５に供給するためには、瞬時電圧調節手段１３の比
例ゲインＫ1 をできるだけ高くすることが要求される
が、リアクトル３とコンデンサ４からなるＬＣ直列回路
は、周知の如く、ｓＬ，ｓＣによる２次系の伝達関数で
あり、前記ＬＣ直列回路はインバータ２が出力した電圧
パルス列波形の高周波成分を除去するための定数にそれ
ぞれ設定された結果、図６に示したこの電力変換器の閉
ループ制御系が不安定になるという問題があり、従来は
この問題の解決策として該ＬＣ直列回路の共振周波数
（ω，ω＝（ＬＣ）-1/2）を低くする、すなわちリアク
トル３またはコンデンサ４の値を大きくしていたが、こ
の解決策ではリアクトル３またはコンデンサ４が大型に
なり、その結果、電力変換装置が大型化し、高価になる
という難点があった。In order to supply the load 5 with the above-mentioned instantaneous voltage command value (V IN ) and the AC voltage (V OUT ) across the capacitor 4 which are substantially similar to each other, the proportional gain K of the instantaneous voltage adjusting means 13 is required. Although it is required to make 1 as high as possible, as is well known, the LC series circuit composed of the reactor 3 and the capacitor 4 is a secondary transfer function of sL and sC, and the LC series circuit outputs the inverter 2 As a result of setting the constants for removing the high frequency components of the voltage pulse train waveform, there is a problem that the closed loop control system of the power converter shown in FIG. 6 becomes unstable. as the LC series circuit of the resonance frequency (ω, ω = (LC) -1/2) a lower, ie had a larger value of the reactor 3 or the capacitors 4, the reactor in this solution Or capacitor 4 becomes large, so that the power converter becomes large in size, there is a drawback that expensive.
【０００７】この発明の課題は、上記難点を解決する電
力変換装置の制御回路を提供することにある。An object of the present invention is to provide a control circuit of a power conversion device that solves the above-mentioned difficulties.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、インバータ
の出力にリアクトルとコンデンサからなるＬＣ直列回路
を接続し、該コンデンサの両端に接続された負荷に交流
電力を供給する電力変換装置の制御回路において、前記
コンデンサの両端の電圧を検出する電圧検出手段と、前
記リアクトルの電流を検出し、この検出値の微分量を演
算して出力する電流微分手段と、任意の波形の瞬時電圧
指令値を出力する瞬時電圧指令値発生手段と、瞬時電圧
指令値と電圧検出手段の出力値との偏差を調節演算する
瞬時電圧調節手段と、瞬時電圧指令値と瞬時電圧調節手
段の出力値とを加算演算した加算値から電流微分手段の
出力値を減算演算した減算値を求め、この減算値に基づ
くＰＷＭ演算したゲート信号により前記インバータを構
成する電力用半導体デバイスをオン・オフ制御するＰＷ
Ｍ制御手段とを備える。The present invention relates to a control circuit for a power converter which connects an LC series circuit consisting of a reactor and a capacitor to the output of an inverter and supplies AC power to a load connected to both ends of the capacitor. In, the voltage detecting means for detecting the voltage across the capacitor, the current differentiating means for detecting the current of the reactor, calculating the differential amount of the detected value and outputting, and the instantaneous voltage command value of an arbitrary waveform. The instantaneous voltage command value generating means for outputting, the instantaneous voltage adjusting means for adjusting and calculating the deviation between the instantaneous voltage command value and the output value of the voltage detecting means, and the adding operation for the instantaneous voltage command value and the output value of the instantaneous voltage adjusting means The subtracted value obtained by subtracting the output value of the current differentiating means from the added value is obtained, and the gate signal subjected to the PWM operation based on the subtracted value is used for the power semiconductor forming the inverter. PW to turn on and off control of the device
M control means.
【０００９】この発明によれば、後述の如く、この電力
変換装置の制御回路に電流微分手段を設けることにより
等価的に大きな値のリアクトルにできるので、閉ループ
制御系の安定動作を維持しつつ、瞬時電圧調節手段の比
例ゲインを高くすることが可能である。According to the present invention, as will be described later, the reactor having a large value can be equivalently provided by providing the current differentiating means in the control circuit of this power converter, so that the stable operation of the closed loop control system can be maintained, It is possible to increase the proportional gain of the instantaneous voltage adjusting means.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】図１は、この発明の実施例を示す
電力変換装置の制御回路の回路構成図であり、図５に示
した従来例と同一機能を有するものは同一符号を付して
その説明を省略する。すなわち図１において、この電力
変換装置の制御回路２０には、電圧検出手段１１，瞬時
電圧指令値発生手段１２，瞬時電圧調節手段１３の他
に、リアクトル３の交流電流（ＩL ）をＣＴ６を介して
検出し、この検出値の微分量を演算して出力する電流微
分手段２１と、前記瞬時電圧指令値（ＶIN）と瞬時電圧
調節手段１３の出力値とを加算演算した加算値から電流
微分手段２１の出力値を減算演算した減算値を求め、こ
の減算値に基づくＰＷＭ演算したゲート信号によりイン
バータ２の電力用半導体デバイスをオン・オフ制御する
ＰＷＭ制御手段２２とを備える。1 is a circuit configuration diagram of a control circuit of a power converter showing an embodiment of the present invention. Components having the same functions as those of the conventional example shown in FIG. And its description is omitted. That is, in FIG. 1, the control circuit 20 of this power converter includes, in addition to the voltage detecting means 11, the instantaneous voltage command value generating means 12, the instantaneous voltage adjusting means 13, the AC current (I L ) of the reactor 3 as CT6. Current differential means 21 for detecting and calculating the differential amount of the detected value and outputting it, and the current value from the added value obtained by adding and calculating the instantaneous voltage command value (V IN ) and the output value of the instantaneous voltage adjusting means 13. The output value of the differentiating means 21 is subtracted and the subtraction value is obtained, and the PWM control means 22 is used to turn on / off the power semiconductor device of the inverter 2 by the PWM-operated gate signal based on the subtraction value.
【００１１】図２は、図１に示したこの発明の電力変換
装置を伝達関数で表したブロック線図であり、図６で示
した従来の電力変換装置の伝達関数ブロックと同一機能
のものには同一符号を付している。図２において、伝達
関数ブロック５４は電流微分手段２１を伝達関数表示し
たものでＫ2 は微分ゲインである。FIG. 2 is a block diagram showing the transfer function of the power converter of the present invention shown in FIG. 1, and has the same function as the transfer function block of the conventional power converter shown in FIG. Are given the same reference numerals. In FIG. 2, a transfer function block 54 is a transfer function representation of the current differentiating means 21, and K 2 is a differential gain.
【００１２】図３は、図２に示した伝達関数ブロックの
ブロック線図を等価変換したブロック線図であり、伝達
関数ブロック５５は、図示の如く、電流微分手段２１の
伝達関数を伝達関数ブロック５２の入力に効かせるよう
に変形するための伝達関数表示である。図３において、
伝達関数ブロック５１と伝達関数ブロック５５とを１つ
にまとめた伝達関数Ｇ（ｓ）は、式（１）で表される。FIG. 3 is a block diagram obtained by equivalently converting the block diagram of the transfer function block shown in FIG. 2, and the transfer function block 55 transfers the transfer function of the current differentiating means 21 to the transfer function block as shown. 52 is a transfer function display for transforming the input of 52. In FIG.
The transfer function G (s), which is a combination of the transfer function block 51 and the transfer function block 55, is represented by Expression (1).
【００１３】[0013]
【数１】 Ｇ（ｓ）＝（１／ｓＬ）／（１＋１／ｓＬ×ｓＫ1 Ｋ2 ε-Ts ） ＝１／〔ｓ（Ｌ＋Ｋ1 Ｋ2 ε-Ts ）〕 ……（１） 式（１）において、低い周波数領域では無駄時間要素ε
-Ts は無視できるので、式（１）は式（２）に置き換え
られる。## EQU1 ## G (s) = (1 / sL) / (1 + 1 / sL × sK 1 K 2 ε -Ts ) = 1 / [s (L + K 1 K 2 ε -Ts )] (1) Expression ( In 1), in the low frequency region, the dead time element ε
Since -Ts can be ignored, equation (1) is replaced by equation (2).
【００１４】[0014]
【数２】 Ｇ（ｓ）＝ １／〔ｓ（Ｌ＋Ｋ1 Ｋ2 ）〕 ……（２） 図４は、前記式（３）に基づくこの発明の電力変換装置
を伝達関数で表したブロック線図である。図４で明らか
なように伝達関数ブロック５６は、図６で示した従来の
電力変換装置の伝達関数ブロック５２のＬがＬ＋Ｋ1 Ｋ
2 となり等価的にリアクトル３の値を大きくなったこと
を意味し、伝達関数ブロック５６と伝達関数ブロック５
３とによる共振周波数を低くでき、この電力変換器の閉
ループ制御系が不安定になることが防止される。## EQU2 ## G (s) = 1 / [s (L + K 1 K 2 )] (2) FIG. 4 is a block line showing a transfer function of the power converter of the present invention based on the equation (3). It is a figure. As is clear from FIG. 4, in the transfer function block 56, L of the transfer function block 52 of the conventional power conversion device shown in FIG. 6 is L + K 1 K.
2 means that the value of reactor 3 is increased equivalently, and transfer function block 56 and transfer function block 5
3, the resonance frequency can be lowered, and the closed loop control system of this power converter can be prevented from becoming unstable.
【００１５】なお、図１において、電流微分手段２１は
リアクトル３の交流電流（ＩL ）の微分量を演算してい
ることから、このＩL の大きさの影響を受けず、例えば
ピーク値の大きなＩL に対しても前記ＶOUT に歪みを与
えず、閉ループ制御系の制御性能を向上させることがで
きる。また、電流微分手段として前記ＩL をサンプリン
グにより検出し、前回のサンプル値と今回のサンプル値
との差分を出力する差分回路により行ってもよい。In FIG. 1, since the current differentiating means 21 calculates the differential amount of the alternating current (I L ) of the reactor 3, it is not affected by the magnitude of this I L and, for example, the peak value It is possible to improve the control performance of the closed loop control system without giving a distortion to the V OUT even for a large I L. Alternatively, the current differentiating means may detect the I L by sampling and use a difference circuit that outputs the difference between the previous sample value and the current sample value.
【００１６】[0016]
【発明の効果】この発明によれば、上述の如く、電力変
換装置の制御回路に電流微分手段を設けることにより等
価的に大きな値のリアクトルにできるので、この閉ルー
プ制御系の安定動作を維持しつつ、この電力変換装置を
小型にし、安価にする。According to the present invention, as described above, by providing the current differentiating means in the control circuit of the power converter, the reactor having an equivalently large value can be obtained, so that the stable operation of the closed loop control system is maintained. At the same time, the power converter is made compact and inexpensive.
【図１】この発明の実施例を示す電力変換装置の制御回
路の回路構成図FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a control circuit of a power converter showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の動作を説明するブロック線図FIG. 2 is a block diagram illustrating the operation of FIG.
【図３】図１の動作を説明するブロック線図FIG. 3 is a block diagram illustrating the operation of FIG.
【図４】図１の動作を説明するブロック線図FIG. 4 is a block diagram illustrating the operation of FIG.
【図５】従来例を示す電力変換装置の制御回路の回路構
成図FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a control circuit of a power conversion device showing a conventional example.
【図６】図５の動作を説明するブロック線図FIG. 6 is a block diagram illustrating the operation of FIG.
１ 直流電源 ２ インバータ ３ リアクトル ４ コンデンサ ５ 負荷 ６ ＣＴ １０ 制御回路 １１ 電圧検出手段 １２ 瞬時電圧指令値発生手段 １３ 瞬時電圧調節手段 １４ ＰＷＭ制御手段 ２０ 制御回路 ２１ 電流微分手段 ２２ ＰＷＭ制御手段 ５１〜５６ 伝達関数ブロック 1 DC Power Supply 2 Inverter 3 Reactor 4 Capacitor 5 Load 6 CT 10 Control Circuit 11 Voltage Detection Means 12 Instantaneous Voltage Command Value Generating Means 13 Instantaneous Voltage Adjusting Means 14 PWM Control Means 20 Control Circuit 21 Current Differentiating Means 22 PWM Control Means 51-56 Transfer function block
Claims (1)
サからなるＬＣ直列回路を接続し、該コンデンサの両端
に接続された負荷に交流電力を供給する電力変換装置の
制御回路において、 前記コンデンサの両端の電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記リアクトルの電流を検出し、この検出値の微分量を
演算して出力する電流微分手段と、 任意の波形の瞬時電圧指令値を出力する瞬時電圧指令値
発生手段と、 瞬時電圧指令値と電圧検出手段の出力値との偏差を調節
演算する瞬時電圧調節手段と、 瞬時電圧指令値と瞬時電圧調節手段の出力値とを加算演
算した加算値から電流微分手段の出力値を減算演算した
減算値を求め、この減算値に基づくＰＷＭ演算したゲー
ト信号により前記インバータを構成する電力用半導体デ
バイスをオン・オフ制御するＰＷＭ制御手段とを備えた
ことを特徴とする電力変換装置の制御回路。Claim: What is claimed is: 1. A control circuit of a power conversion device, wherein an LC series circuit including a reactor and a capacitor is connected to an output of an inverter, and AC power is supplied to a load connected to both ends of the capacitor. A voltage detecting means for detecting the current, a current differentiating means for detecting the current of the reactor and calculating and outputting a differential amount of the detected value, and an instantaneous voltage command value generating means for outputting an instantaneous voltage command value of an arbitrary waveform. And an instantaneous voltage adjusting means for adjusting and calculating the deviation between the instantaneous voltage command value and the output value of the voltage detecting means, and an added value obtained by adding and calculating the instantaneous voltage command value and the output value of the instantaneous voltage adjusting means. A subtraction value obtained by subtracting the output value is obtained, and a PWM-based gate signal based on the subtraction value is used to turn on / off the power semiconductor device forming the inverter. The control circuit of the power conversion apparatus characterized by comprising a PWM control means for.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8042289A JPH09233844A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Control circuit of power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8042289A JPH09233844A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Control circuit of power converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233844A true JPH09233844A (en) | 1997-09-05 |
Family
ID=12631891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8042289A Pending JPH09233844A (en) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | Control circuit of power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09233844A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013143876A (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Daihen Corp | Control circuit for power inverter circuit, and interconnection inverter system and single-phase pwm converter system using the same |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP8042289A patent/JPH09233844A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013143876A (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Daihen Corp | Control circuit for power inverter circuit, and interconnection inverter system and single-phase pwm converter system using the same |
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