JPS62285666A - Controller for power converter - Google Patents
Controller for power converterInfo
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- JPS62285666A JPS62285666A JP61127973A JP12797386A JPS62285666A JP S62285666 A JPS62285666 A JP S62285666A JP 61127973 A JP61127973 A JP 61127973A JP 12797386 A JP12797386 A JP 12797386A JP S62285666 A JPS62285666 A JP S62285666A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
〔産業上の利用分野〕
本発明は電力変換装置の制御装置に係り、特に簡潔な回
路構成と変換器の価格低減、信頼性向上に好適な電力変
換器の制御装置に関する。[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for a power conversion device, and is particularly suitable for a simple circuit configuration, reduction in converter cost, and improvement in reliability. The present invention relates to a control device for a power converter.
電力変換装置のインバータ部の制御にワンチップマイコ
ンを使用し、コンバータ部の制御にもワンチップマイコ
ンを使用し、簡潔な回路構成とすると同時に性能向上と
信頼性向上を図ることについては、文献名「ニュードラ
イブエレクトロニクス」 (昭和57年7月25日、■
電気書院社発行)の217頁に記載され実用化されてい
る。しがし、インバータ部の制御プログラムとコンバー
タ部の制御プログラムは、その機能から、大幅に異なり
、それぞれ、専用プログラムを内蔵したマイコンをカス
タムオリエントに製作し適用するが、あるいはプログラ
ムを内蔵するROMを外付けとして対応するか、それぞ
れシステムに対応して選択していた。そのため、前記の
場合には、コンバータ用。Regarding using a one-chip microcomputer to control the inverter section of a power conversion device and also using a one-chip microcomputer to control the converter section to achieve a simple circuit configuration and at the same time improve performance and reliability, see the document title. "New Drive Electronics" (July 25, 1980, ■
It is described on page 217 of Denkishoinsha (Published by Denkishoinsha) and has been put into practical use. However, the control program for the inverter section and the control program for the converter section are significantly different in terms of their functions, and a microcomputer with a built-in dedicated program is custom-made and applied, or a ROM containing the program is used. The choice was made depending on the system, whether it was supported as an external device or not. Therefore, in the above case, for converters.
インバータ用の2種類のワンチップマイコンが必要とな
り、製作費が大きくかさむと同時に1部品管理がやりに
くい問題があった。また、後者の場合には、外付けのR
OMが必要となり、部品点数の増加による実装スペース
の増大、信頼度低下の問題があった。Two types of one-chip microcontrollers were required for the inverter, which increased manufacturing costs and made it difficult to manage each component. In the latter case, an external R
Since OM is required, there are problems such as an increase in the mounting space due to an increase in the number of parts, and a decrease in reliability.
上記従来技術は、コンバータ用、インバータ用の2種類
のワンチップマイコンを用意するか、外付けROMを必
要とするため、部品点数が増大し信頼性等の点で問題が
あった。The above conventional technology requires two types of one-chip microcomputers, one for the converter and one for the inverter, or requires an external ROM, which increases the number of parts and poses problems in terms of reliability.
本発明は、従来の欠点を改善し、簡易なハードウェアに
て電力変換装置の制御部の部品点数の低減1部品種類の
低減を図り、信頼性の向上と原価低減9部品管理工数の
低減を図ることを目的とする。The present invention improves the conventional drawbacks and uses simple hardware to reduce the number of parts in the control section of a power converter, reduce the number of parts, improve reliability, reduce costs, and reduce the number of parts management steps. The purpose is to
上記目的は、電力変換装置のコンバータ部、インバータ
部のパルス分配機能の類似性に着目し。The above purpose focuses on the similarity of the pulse distribution functions of the converter section and the inverter section of a power conversion device.
ワンチップマイコンのプログラム格納ROMエリアに、
コンバータ部制御用プログラムと、インバータ部制御用
プログラムを収納し、ワンチップマイコンの所定の制御
ビンを外部信号により制御し、コンバータ用プログラム
又はインバータ用プログラムを起動することにより達成
される。こうすることにより、ワンチップマイコンの種
類を増やさずに一種類にて、電力変換装置のパルス分配
制御が可能となる。In the program storage ROM area of the one-chip microcontroller,
This is achieved by storing a converter unit control program and an inverter unit control program, controlling a predetermined control bin of the one-chip microcomputer with an external signal, and activating the converter program or the inverter program. By doing so, it becomes possible to control pulse distribution of the power converter using one type of one-chip microcontroller without increasing the number of types of one-chip microcontrollers.
一般にROM (リードオンリーメモリ)は、チップセ
レクト端子を持っており、ここにアクティブ信号が入力
されている時に出力信号を出し、入力されていない時は
ハイインピーダンスの状態になっている。従って、パル
ス分配用ワンチップマイコンをコンバータ用として使用
する時には、インバータ用のROMの出力をハイインピ
ーダンスとし、インバータ用として使用する時には、コ
ンバータ用のROMの出力をハイインピーダンスとする
よう外部から制御することにより、目的は達成される。Generally, a ROM (read only memory) has a chip select terminal, which outputs an output signal when an active signal is input thereto, and is in a high impedance state when no active signal is input. Therefore, when the pulse distribution one-chip microcomputer is used for a converter, the output of the ROM for the inverter is set to high impedance, and when used for the inverter, the output of the ROM for the converter is controlled externally to set it to high impedance. By doing so, the purpose is achieved.
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
1は三相交流電源、2は過電圧抑制用コンデンサ、3は
コンバータ部、31〜36は電流形コンバータを構成す
る6コのトランジスタ、4は直流リアクトル、5はイン
バータ部、51〜56は電流形インバータを構成する6
コのトランジスタ。1 is a three-phase AC power supply, 2 is an overvoltage suppression capacitor, 3 is a converter section, 31 to 36 are six transistors that constitute a current source converter, 4 is a DC reactor, 5 is an inverter section, and 51 to 56 are current source devices 6 Configuring the inverter
This transistor.
6は過電圧抑制用コンデンサ、7は負荷の例としてのイ
ンダクションモータ、8は直流電流検出器、9は一次電
流指令主1−とフィードバック値を比較する比較器、1
0.11はパルスパターンを12コのトランジスタに供
給するワンチップマイコンである。なお10と11は同
一の構成であるので内部の詳細説明は10を例にとって
行う。12はコンバータ制御系に与えられる一次電流指
令主1−を加える端子、13.14はインバータ制御系
に縁えられる周波数指令wi・と位相指令0・を加える
端子である。信号線15はコンバータ制御用マイコンへ
の電源同期信号の入力線である。ワンチップマイコン1
oの内部は指令の入力ポート1o1.内部バス1o2.
コンバータ用のプログラムやパルス幅データテーブル等
を格納するROM103A、インバータ用のプログラム
やパルス幅データテーブル等を格納するROM103B
、 一時記憶やレジスタとして用いられるRAM10
4゜演算等を実行するALUI○5.出力ポート106
に所定のパルスパターン(事象)を出力するように事象
設定を行う事象設定レジスタ107、この事象をいつイ
ネーブルにするか時刻設定を行う時刻設定レジスタ10
8、両設定レジスタの内容を連結し保持する保持レジス
タ109.保持レジスタに設定されたいく組かの設定デ
ータが格納される連想メモリ110、タイマ111と連
想メモリ110内の設定時刻内容とを比較し1等しい時
出力を発生する比較部112、比較部112がらのトリ
ガを受は設定された事象を出力ポート106に出力制御
する実行コントローラ113、プログラム選定用端子1
15、符号変換ゲート114などで構成される。6 is a capacitor for overvoltage suppression, 7 is an induction motor as an example of a load, 8 is a DC current detector, 9 is a comparator for comparing the primary current command main 1- with the feedback value, 1
0.11 is a one-chip microcomputer that supplies pulse patterns to 12 transistors. Note that since 10 and 11 have the same configuration, the detailed internal explanation will be given using 10 as an example. 12 is a terminal for adding a primary current command main 1- given to the converter control system, and 13.14 is a terminal for adding a frequency command wi· and a phase command 0· to the inverter control system. A signal line 15 is an input line for a power synchronization signal to the converter control microcomputer. One-chip microcontroller 1
The inside of o is a command input port 1o1. Internal bus 1o2.
ROM 103A stores converter programs, pulse width data tables, etc.; ROM 103B stores inverter programs, pulse width data tables, etc.
, RAM10 used as temporary memory and registers
4. ALUI for performing calculations, etc. ○5. Output port 106
an event setting register 107 for setting an event to output a predetermined pulse pattern (event); and a time setting register 10 for setting a time for when to enable this event.
8. A holding register 109 that concatenates and holds the contents of both setting registers. An associative memory 110 in which several sets of setting data set in a holding register are stored, a comparator 112 that compares the timer 111 and the set time contents in the associative memory 110 and generates an output when they are equal to 1, and a comparator 112. Upon receiving the trigger, the execution controller 113 controls the output of the set event to the output port 106, and the program selection terminal 1
15, code conversion gate 114, etc.
次に、この構成における動作についてフローチャートを
用いて説明する。ただしここではインバータ制御の場合
を例にとって説明する。インバータ制御であるため、ワ
ンチップマイコンの端子115には外部より5vの信号
が与えられており。Next, the operation in this configuration will be explained using a flowchart. However, here, the case of inverter control will be explained as an example. Since it is controlled by an inverter, a 5V signal is applied to the terminal 115 of the one-chip microcomputer from the outside.
従って、103BのROMのチップセレクト端子CEが
ハイ(H)となり、このROMが選択される。Therefore, the chip select terminal CE of the ROM 103B becomes high (H), and this ROM is selected.
第2図と第3図は大きな2つの処理系のフローチャート
を示している。FIGS. 2 and 3 show flowcharts of two major processing systems.
第2図は出力ポート106に発生させる事象つまりパル
スパターンを求める事象算出処理プログラムF100O
の概略フローチャートである。まずFIlooで周波数
指令ω1*1位相指令θ自を入力ポート1o1から読み
取る。勿論このωl−とθ拳もワンチップマイコン10
の内部で計算する場合にはポート読み取りは不要となる
。次にこの周波数指令ω1・を一定時間Δt1ごとに積
分し、位相指令θ拳と加算して総合位相0丁を処理F1
2ooで求める。次に電気角36o°を60゜ごとに分
けた6つのモードのうち、今回求めた総合位相0丁では
どのモードのパルスパターンを出力すればよいか、つま
り0丁に応じて出力事象をF1300の処理で求める。FIG. 2 shows an event calculation processing program F100O for determining an event, that is, a pulse pattern, to be generated at the output port 106.
1 is a schematic flowchart. First, FIloo reads the frequency command ω1*1 phase command θ own from the input port 1o1. Of course, this ωl- and θ-fist are also one-chip microcontrollers 10
When calculating internally, port reading is not necessary. Next, this frequency command ω1 is integrated every fixed time Δt1, and is added to the phase command θ to obtain a total phase of 0. Processing F1
Find it in 2oo. Next, among the six modes in which the electrical angle of 36o° is divided into 60° increments, which mode should be used to output the pulse pattern for the total phase 0 that we have determined? Obtain by processing.
なおθTと6つのモードとの関係は後に詳述する。さら
に最後に割込みインターバルΔtz間にパルスパターン
を変化させるが、変化させるまでの時間tEnを0丁と
のデータテーブルを参照することによって求めておく処
理をF1400で行う。この処理によって2つのレジス
タに設定する事象内容と事象変化時刻が求まったことに
なる。Note that the relationship between θT and the six modes will be explained in detail later. Finally, the pulse pattern is changed during the interrupt interval Δtz, and a process is performed in F1400 in which the time tEn until the change is determined is determined by referring to the data table with 0 units. Through this processing, the event details and event change times to be set in the two registers are determined.
次に先に求めておいた2つの項目を出力ポート制御用の
連想メモリに設定する処理F2000を第3図に示す。Next, FIG. 3 shows a process F2000 in which the two previously determined items are set in the associative memory for output port control.
まずF2100で6コのトランジスタに必要な事象設定
と時間設定が完了したかどうかを判断し、NOであれば
F2200で該当する事象設定を行い、F2300で事
象変化の時間設定を行い処理を終る。First, it is determined in F2100 whether the event setting and time setting necessary for the six transistors have been completed, and if NO, the corresponding event setting is performed in F2200, and the event change time setting is performed in F2300, and the process ends.
次ニコれら2つの処理F1000とF2000がどのよ
うな時間経過で起動されるかを第4図に示す。事象設定
処理F2000はΔtlごとに生じるタイマ割込みに同
期して起動される。一方事象算出処理F100Oはタイ
マ割込みに先立って生じる第2のタイマ割込みによって
起動されF2000起動前に事象算出処理を完了させる
。FIG. 4 shows how the two processes F1000 and F2000 are activated over time. The event setting process F2000 is activated in synchronization with a timer interrupt that occurs every Δtl. On the other hand, the event calculation process F100O is activated by a second timer interrupt that occurs prior to the timer interrupt, and is completed before F2000 is activated.
事象算出処理F100Oを事象設定処理F 2000の
直前で完了させるようレニしたのは最新データをF20
00で使えるようにしたためである。勿論タイマ割込み
間隔分のむだ時間要素が入ってもよい場合にはF200
0に引き続いてFLOOOを行えばよい。その場合には
割込み判定に要する時間が短くなるので割込み間隔Δt
1を短く設定できる変換器の高周波化が可能となる。The reason I decided to complete the event calculation process F100O just before the event setting process F2000 was to update the latest data to F20.
This is because it can be used with 00. Of course, if it is acceptable to include a dead time element corresponding to the timer interrupt interval, use F200.
0 followed by FLOOO. In that case, the time required for interrupt determination becomes shorter, so the interrupt interval Δt
1 can be set short, making it possible to increase the frequency of the converter.
なお本発明では所定事象と時刻設定が終れば、マイコン
内の連想メモリ部が出力ポート制御を引き受けるので主
プロセツサ部は出力処理から解放される。In the present invention, once the predetermined event and time settings are completed, the associative memory section within the microcomputer takes over control of the output port, thereby freeing the main processor section from output processing.
次に第5図を用いて処理F1300のパルスパターンの
決定について説明する。インバータ制御の場合電気角6
0°ごとにパルスパターンを変化させ、360°で一巡
する6組のモードをくり返せばよい、そこで60°を区
間とする6組のモードM1〜M6を総合位相0丁で選択
するようにした。そのフローチャートが第5図である。Next, the determination of the pulse pattern in process F1300 will be explained using FIG. Electrical angle 6 for inverter control
All you have to do is change the pulse pattern every 0° and repeat 6 sets of modes that go around 360°.Therefore, we selected 6 sets of modes M1 to M6 with an interval of 60° with a total phase of 0. . The flowchart is shown in FIG.
なお。In addition.
0丁が0°〜36o°以外の領域に出た場合には360
°を加減算して領域内にθT引きもどす領域チェックを
Fl 300の先頭で行っておく。360 if the 0th block appears in an area other than 0° to 36o°
A region check is performed at the beginning of Fl 300 to add and subtract degrees and bring θT back into the region.
さらに第6図ではモードM1〜M6で具体的にΔ11の
間常時魚弧しておくトランジスタ、事象発生までの間点
弧し、その後消弧するトランジスタ、事象発生までの間
消弧しておき、その後点弧するトランジスタの各組み合
わせを示す。従って0丁がわかればモードがわかり消点
弧すべきトランジスタが特定できるようになる。この時
点(F1300の処理が終った時点)でわからないのは
いつ消点弧を行うかということになる。ここで点弧につ
いてはたとえば事象設定の際にレジスタにII I I
Iを、消弧については# OIIを設定するという具合
にそれぞれのトランジスタに出力指定を行うのである。Furthermore, in FIG. 6, in modes M1 to M6, a transistor is kept on for a period of Δ11, a transistor is on until an event occurs and then extinguished, a transistor is kept on until an event occurs, and a transistor is turned off until an event occurs. Each combination of transistors is then fired. Therefore, if the number 0 is known, the mode can be known and the transistor to be turned off and turned on can be specified. What is unknown at this point (when the process of F1300 is finished) is when to perform the vanishing point. Regarding ignition, for example, when setting an event, register II
The output is specified for each transistor by setting I and #OII for arc extinction.
第7図では、事象を変化させる時間を求める処理(第2
図のF1400)について説明する。結論的には正弦波
出力に近い波形が得られればよいので0丁に応じてsi
nθ丁と120”位相ずれのある5in(60°−0丁
)の波高値の比に割込み間隔Δt1を分配する方式を用
いた。つまり事象発生(パルスパターンを変化させるこ
と)までの時間tεを0丁の関数をして下式で求めてテ
ーブル化しておき、0丁で検索するのである。In Figure 7, the process for determining the time to change the event (second
F1400) in the figure will be explained. In conclusion, it is sufficient to obtain a waveform close to a sine wave output, so the si
We used a method that distributes the interrupt interval Δt1 to the ratio of the peak value of nθ and 5 inches (60° - 0) with a 120" phase shift. In other words, the time tε until the event occurs (changing the pulse pattern) is Use the following formula to calculate the function for 0-cho, create a table, and search for 0-cho.
ここでは電流形インバータの例を示しており、インバー
タは単なるスイッチとして動作するのでデータテーブル
の加工は不要というメリットがある。電圧形インバータ
に適用する場合にはテーブル検索後、振幅等を考慮した
データ加工を行う必要がある。An example of a current source inverter is shown here, and since the inverter operates as a simple switch, it has the advantage of not requiring data table processing. When applied to a voltage source inverter, after searching the table, it is necessary to process the data in consideration of amplitude, etc.
第8図に動作モードとトランジスタ51〜56に与えら
れるポート出力信号S51〜55Gの例を示す、モード
に電気角上のばらつきがあるのは周波数指令ω111に
対してタイマ割込み間隔Δt1が非同期であるために生
じており、これをなくすにはω1拳に応じてΔt1を可
変となるような制御をかければよい、それではこの図の
モード1のはじめの部分を例にとって具体的に事象設定
処理のフローチャートを第9図に示す、第3図では概略
説明のためループ構成で説明したが、実際には第9図に
示すように直列的に流れる処理としている。FIG. 8 shows examples of operating modes and port output signals S51 to 55G given to transistors 51 to 56. The electrical angle variations in the modes are due to the asynchronous timer interrupt interval Δt1 with respect to the frequency command ω111. In order to eliminate this, it is possible to control Δt1 to be variable according to the ω1 fist.Let's take the first part of mode 1 in this figure as an example and explain the flowchart of the event setting process in detail. is shown in FIG. 9. In FIG. 3, a loop configuration is used for the sake of general explanation, but in reality, the processing is performed in series as shown in FIG.
このフローチャートは第8図の時点toからto+Δ1
1までの1つのタイマ割込み期間用の事象設定処理を示
す。まずtoで割込みが生じるとF2410でこのモー
ド1で常時点弧するトランジスタ(55)と事象発生ま
での間点弧するトランジスタ(53)にすぐに点弧信号
が発生するように事象セットと時刻セットをそれぞれの
トランジスタについて2組のセットを行う、すなわち5
5と53に対応するポート3と5に“1”を発生するよ
う事象セットを行い、次に時刻セットとして今の時刻t
oに所定時間tdを加えて所定レジスタにセットする。This flowchart starts from time to in FIG. 8 to to+Δ1.
3 illustrates an event setting process for one timer interrupt period up to 1; First, when an interrupt occurs in to, an event set and a time are set so that an firing signal is immediately generated in the transistor (55) that always fires in this mode 1 in F2410 and the transistor (53) that fires until the event occurs. Do two sets for each transistor, i.e. 5
Set an event to generate "1" to ports 3 and 5 corresponding to ports 5 and 53, and then set the current time t as a time set.
A predetermined time td is added to o and set in a predetermined register.
すぐに点弧するのであるからtdは十分に小さな値を選
べばよい。これによって事象と時刻が連想メモリにセッ
トされスケジュール的にtd経過後55と53に1”信
号が出力される。Since ignition occurs immediately, td should be selected to have a sufficiently small value. As a result, the event and time are set in the associative memory, and 1'' signals are output to 55 and 53 after td has elapsed according to the schedule.
F2420では位相指令θ拳の急変等で動作モードが前
回と変わったことを想定して、このモードでは消弧状態
にあるべきトランジスタの消弧確認処理を行う、処理は
F2410と同様連想メモリを用いるが、ここでは事象
が消弧であるのでポート1,2,4.6に“0”を発生
するよう事象セットを行う。In the F2420, assuming that the operating mode has changed from the previous time due to a sudden change in the phase command θ, etc., in this mode, a process is performed to confirm the extinguishment of transistors that should be in the extinguished state.The process uses associative memory as in the F2410. However, since the event here is arc extinction, an event is set so that "0" is generated at ports 1, 2, and 4.6.
次に時点to+tf:nで53が消弧するようなスケジ
ュールを処理をF2430で行う。事象はポート3に“
′O″出力であり1時刻はto+t!。をセットする。Next, at F2430, a schedule is processed in which the arc 53 is extinguished at time to+tf:n. The event is “
'O'' output and 1 time is set to+t!.
仮にtdがある程度大きな値であれば、この時点で同一
タイマ割込み内で1つの出力ポートについて複数の事象
が時刻をへだててスケジュールされたことになる。If td is a relatively large value, at this point, multiple events will have been scheduled at different times for one output port within the same timer interrupt.
さらにF2440では53の消弧に代わって51点弧の
スケジュール設定が行われる6なおここでは53の消弧
と51の点弧を同一時刻としたが、過電圧防止として電
流形インバータでは“1”期間をラップさせ、電圧形で
は非ラツプ期間を作るためtEnの期間をF2430と
F2440で変える考慮も可能である。Furthermore, in F2440, a schedule is set for ignition of 51 instead of extinguishing of 53. 6Here, the extinguishment of 53 and the ignition of 51 are set at the same time, but in order to prevent overvoltage, current source inverters use a "1" period. It is also possible to consider changing the period of tEn between F2430 and F2440 to create a non-lap period in the voltage type.
このようにF2410〜F2440の処理が行ねれれば
後は連想メモリ部で時刻比較、出力制御が所定時間ごと
に行われALU部は出力処理から解放されるのである。If the processes of F2410 to F2440 are completed in this manner, time comparison and output control are performed at predetermined time intervals in the associative memory section, and the ALU section is freed from output processing.
第10図、第11図で同一タイマ割込み内における同一
ポートの複数事象設定について詳細に説明する。(a)
に2本のサイン曲線とto”to+Δt1間のトランジ
スタ53に与えるパルスパターンS53を示す、この場
合にはタイマ割込み間隔611間にポート3には点弧設
定とt 6 + t 2n−tにおける消弧設定の2回
の設定が行われている。10 and 11, setting of multiple events for the same port within the same timer interrupt will be explained in detail. (a)
shows two sinusoidal curves and a pulse pattern S53 applied to the transistor 53 between to''to+Δt1, in this case, during the timer interrupt interval 611, port 3 is set to turn on and turned off at t6+t2n-t. The settings have been made twice.
これに対して第11図の例ではΔt1間に4回の点消弧
設定が行われている。これはタイマ割込み間隔Δtlを
2つの区間に分け、前半の区間では時刻toにおけるθ
T++−1の正弦波波高値の比でΔt ll 2を分配
し、後半の区間では時刻to+Δtz/2における0丁
の推定値θT1!をθイー1゜on−Zより求め、この
θTHに基づいてのこりのΔt1/2を正弦波々高値分
配を行っているのである。このことは次に示すような効
果を生む。第10図(c)にマイコンの動作状態を示す
ように、パルス発生間隔を狭めてくるとマイコンの負荷
率(稼動状態とアイドル状態の比)が高くなり、パルス
幅演算等に不可欠な処理時間との関係からおのずとタイ
マ割込み間隔Δt1に限界値を生じる。On the other hand, in the example shown in FIG. 11, point arc extinction setting is performed four times during Δt1. This divides the timer interrupt interval Δtl into two sections, and in the first half, θ at time to
Δt ll 2 is distributed by the ratio of the sine wave peak value of T++-1, and in the latter half, the estimated value θT1 of 0 at time to+Δtz/2 is used. is obtained from θE1°on-Z, and based on this θTH, the residual Δt1/2 is distributed to the highest values of the sine wave. This produces the following effects. As shown in Figure 10 (c), which shows the operating state of the microcomputer, as the pulse generation interval is narrowed, the load factor (ratio of operating state to idle state) of the microcomputer increases, and the processing time essential for pulse width calculation etc. increases. Due to this relationship, a limit value naturally occurs in the timer interrupt interval Δt1.
これはマイコンを珀いた電力変換器の高周波化にとって
大きな問題となる。これに対して本発明ではタイマ割込
み間隔Δt1の間に同一ポートに複数回の事象設定が行
えるので高周波化が可能となる特徴がある。This poses a major problem in increasing the frequency of power converters incorporating microcontrollers. On the other hand, the present invention has the feature that it is possible to set a plurality of events to the same port during the timer interrupt interval Δt1, making it possible to increase the frequency.
本実施例によれば下記のような効果がある。According to this embodiment, the following effects are achieved.
1)ワンチップ内蔵のI10ポートと直接又はパルス増
幅器を介して電力変換器と接続できるので回路構成が簡
単で信頼性が高い。1) The I10 port built into one chip can be connected to a power converter directly or via a pulse amplifier, making the circuit configuration simple and highly reliable.
2)ワンチップマイコンの内部で完全にパルスパターン
を作り上げて出力する構成であるためパターンの異常は
チップの異常と等価となり、チップの異常はマイコンの
自己診断(たとえばウォッチドッグタイマなど)で対策
できるため、パルスパターン発生装置全体がマイコンの
監視下にあることになり信頼性が高い。2) Since the configuration is such that a pulse pattern is completely created and output inside the one-chip microcontroller, an abnormality in the pattern is equivalent to an abnormality in the chip, and chip abnormalities can be countered by the microcontroller's self-diagnosis (for example, a watchdog timer, etc.) Therefore, the entire pulse pattern generator is monitored by the microcomputer, resulting in high reliability.
3)パルスパターン(事象)の変化は内部タイマを用い
て行うが、事象変化は連想メモリを含めた出力制御部で
常時行われるので、ALU部は事象と時刻をレジスタに
セットする処理以外は出力処理から解放され、他のユー
ザープログラムを実行できる分業システムが可能となる
。3) Changes in pulse patterns (events) are performed using an internal timer, but since event changes are always performed by the output control section including the associative memory, the ALU section does not output anything other than the process of setting the event and time in the register. This enables a division of labor system that is freed from processing and can run other user programs.
4)格納レジスタの数が許すかぎり同一タイマ割込み間
隔内に、同一ポートから出力すべき事象と時刻を自由に
何度でも設定できるので、見かけ上インバータ、コンバ
ータのチョッピング周波数を高めることができる。これ
は電力変換器の高周波化を可能とし、リップルの少い電
力変換器を実現可能とする。4) Events and times to be output from the same port can be set as many times as desired within the same timer interrupt interval as long as the number of storage registers allows, so the apparent chopping frequency of the inverter and converter can be increased. This makes it possible to increase the frequency of the power converter and realize a power converter with less ripple.
次にコンバータ制御に適用した場合について説明する。Next, a case where the present invention is applied to converter control will be explained.
この場合は、第1図において、端子115はグラウンド
(GD)は落とし、電圧はOvとする。すると、符号変
換ゲート114の出力はハイ(H)となり、ROM10
3Aが選択され、コンバータのプログラムが起動される
こととなる。コンバータ制御については先に示したイン
バータ制御と比較してさらに次の2つの動作も平行して
行わなければならないので処理が複雑となる。すなわち
(1)インバータの場合には完全非同期でよかったが、
コンバータの場合には電源周波数との同期をとる必要が
ある。In this case, in FIG. 1, the terminal 115 is grounded (GD) and the voltage is Ov. Then, the output of the code conversion gate 114 becomes high (H), and the ROM 10
3A is selected and the converter program is started. Concerning converter control, the processing becomes more complicated than the inverter control described above because the following two operations must also be performed in parallel. In other words, (1) in the case of an inverter, completely asynchronous would have been fine, but
In the case of a converter, it is necessary to synchronize with the power supply frequency.
(2)インバータの場合通流率が1の単なるスイッチ動
作でよかったが、コンバータの場合通流率0から1の値
を考慮したパルス幅制御とする必要がある。(2) In the case of an inverter, a simple switch operation with a conduction rate of 1 is sufficient, but in the case of a converter, it is necessary to perform pulse width control that takes into account the value of the conduction rate of 0 to 1.
(1)の同期には従来のサイリスタ制御で用いられてい
た位相制御を導入し、連想メモリに与える事象をインバ
ータ制御の場合パルスの消点弧指令1(Q 11.“1
″であったのに対して、マイコン自分自身に割込みをか
けるソフトウェアタイマ割込み事象とし、時刻は位相デ
ータに相当する時間とし、この位相スケジュール動作が
完了した時点からパルス切換えに関する一連のスケジュ
ールが動きはじめるようにした。For synchronization (1), phase control used in conventional thyristor control is introduced, and in the case of inverter control, the event given to the associative memory is changed to pulse extinction command 1 (Q 11. "1").
'', this is a software timer interrupt event that interrupts the microcomputer itself, and the time is set to correspond to the phase data, and a series of schedules related to pulse switching starts from the moment this phase schedule operation is completed. I did it like that.
一方、(2)については第7図に示したような事象発生
までの時間テーブルを色々な通流率に対して個別に持た
せること、事象発生までの時間が長い時(各種処理に時
間余裕のある時)に以後数回分の事象と時刻設定のスケ
ジュール処理を行ってしまうなどの考慮をした。On the other hand, regarding (2), it is important to have separate time tables for various conduction rates as shown in Figure 7, and when the time until the occurrence of an event is long (there is ample time for various processes). We took into consideration the possibility of scheduling events and time settings for several subsequent events at a certain time.
次に主な処理についてフローチャートをタイミングチャ
ートを用いて説明する。Next, the main processing will be explained using a flowchart and a timing chart.
第12図に位相、パルス幅指令作成処理F 3000を
示す。アナログ−ディジタル変換器から取り込んだ電流
偏差Δilに対して第13図に示すような特性となるよ
うにF3200.F3300で位相指令ph、通流率撰
令γ・を求める。勿論p h、。FIG. 12 shows the phase and pulse width command creation process F3000. F3200. In F3300, obtain the phase command ph and the conduction rate selection command γ. Of course ph.
γ・を外付はアナログ回路で作成し、それをA/D変換
して取り込んでもよい。It is also possible to create γ with an external analog circuit and input it by A/D conversion.
第14図に電源割込み処理F4000を示す。FIG. 14 shows power interrupt processing F4000.
たとえば三相電源のU相の立上りゼロクロス点を検出し
てマイコンに外部割込みをかけるようにするとこの割込
みは電気角360°ごとに発生する。For example, if the rising zero cross point of the U phase of a three-phase power supply is detected and an external interrupt is applied to the microcomputer, this interrupt will occur every 360 degrees of electrical angle.
この割込みがかけられるとF4100で、次にマイコン
自身にソフトウェアタイマ割込みをがける事象を設定す
る。そしてF4200で事象発生の時刻としてF320
0で求めた位相指令ph@に相当する時間を設定する。When this interrupt is issued, an event is set in F4100 to issue a software timer interrupt to the microcomputer itself. Then, at F4200, F320 is set as the time of event occurrence.
Set the time corresponding to the phase command ph@ obtained at 0.
インバータ制御ではほぼ一定時間ごとに発生するタイマ
割込みでパルス切換え処理が起動されていたのに対して
コンバータ制御ではこの電源割込み処理F4000によ
って電源割込みとこれに続く位相時間後に一連のパルス
切換え処理が起動されることになる。In inverter control, pulse switching processing is started by a timer interrupt that occurs at approximately regular intervals, whereas in converter control, this power supply interrupt processing F4000 starts a series of pulse switching processing after the power supply interrupt and the following phase time. will be done.
第15図に位相完了割込み処理F5000を示す。この
処理は電源割込み処理F4000でセットした位相時間
になった時に起動される。まずF5100ですぐに点弧
すべきトランジスタ33゜35へのボートに事象として
“1”を書込み、現時刻toに小さなダミ一時間tdを
加えて連想メモリに動作登録を行う6次にF5200で
次に消点弧を行うべきトランジスタ33.32にそれぞ
れ11 Q II 、 it l 11の事象設定と
、時刻設定を行う。FIG. 15 shows phase completion interrupt processing F5000. This process is activated when the phase time set in power interrupt process F4000 is reached. First, F5100 writes "1" as an event to the port for transistors 33 and 35 that should be fired immediately, adds a small dummy time td to the current time to, and registers the operation in associative memory.6 Next, F5200 writes the following Event setting and time setting of 11 Q II and it l 11 are performed for the transistors 33 and 32, respectively, which are to be turned on and off.
時刻Twは5通流率指令γ−とパルス幅データよりテー
ブル参照により求める。さらにF5300で上記設定し
たパルス切換え時に自己割込みをがけて次のパルス切換
えを行う準備として、上記時刻Twに自己割込みの事象
設定を行う、 F5400では次のパルス切換え処理の
プログラム上の飛び先を事前に求める処理を行う。The time Tw is determined by referring to a table from the conduction rate command γ- and the pulse width data. In addition, the F5300 sets a self-interrupt event at the above time Tw in preparation for the next pulse switching by issuing a self-interrupt at the time of the pulse switching set above.The F5400 sets the jump destination in the program for the next pulse switching process in advance. Perform the required processing.
第16図にパルス切換え処理F6000の先頭の部分を
示す。この部分は位相完了割込み処理F5000に続い
て実行される部分である。まず、F6010で次の消点
弧トランジスタ31.32に事象″0”、“1”の設定
と時刻設定がスケジュールされる。次にF6010でス
ケジュールされた時刻で自分自身に対してかけられる可
変ソフトウェアタイマ割込みの事象と時刻がF6020
で設定される。F6030では次にパルス切換え処理F
6000が起動された時の飛び先を求めておく。ここで
、Fe2O2をシーケンス処理としたのは飛び先判定に
要する時間を短くすることによって最小パルス幅を狭く
設定したかったからである。次にパルス切換え処理F6
000が起動された時にはF6030の次の行に飛んで
ゆくようにF6030でジャンプ先設定をしておくので
ある。FIG. 16 shows the beginning of the pulse switching process F6000. This part is executed following the phase completion interrupt process F5000. First, in F6010, setting of events "0" and "1" and time setting are scheduled for the next extinction-ignition transistors 31 and 32. Next, the event and time of the variable software timer interrupt that is applied to itself at the time scheduled in F6010 is F6020.
is set. Next, in F6030, pulse switching processing F
Find the destination when 6000 is activated. Here, the reason why Fe2O2 was used as sequence processing was because it was desired to set the minimum pulse width narrower by shortening the time required for jump destination determination. Next, pulse switching processing F6
The jump destination is set in F6030 so that when 000 is activated, the program jumps to the next line after F6030.
次に上記した処理がどのような時間経過で起動されるか
第17図で示す。電気角360″ごとに発生する電源割
込み信号によって電源割込み処理F4000が起動され
、F4000内でスケジュールされた位相完了割込み処
理F5000が位相データPh拳に対応した時間後に起
動され、さらにF5000内でスケジュールされた消点
弧時にパルス切換え処理F6000が起動されるのであ
る。Next, FIG. 17 shows how the above-described process is activated over time. A power supply interrupt process F4000 is started by a power supply interrupt signal generated every 360'' electrical angle, and a phase completion interrupt process F5000 scheduled in F4000 is started after a time corresponding to the phase data Ph, and further scheduled in F5000. The pulse switching process F6000 is started at the time of extinction.
第16図で示したパルス切換え処理F6000の具体的
な発生例を第18図に示す、ここでは電気角60’区間
を示し、他の区間はインバータ制御の場合と同様パルス
の分配先だけが異なるので省略する。通流率指令γ−は
0〜1まであるがここではγ−=0.75 を例にと
る。ざらにγ一対パルス幅データテーブルは実線9点線
、破線、一点さ線で示す4本を持つ電気角30”で折り
返しとしている。まず起動されるのが位相完了割込み処
II F 5000 ニ内蔵されティるF5100゜F
5200.F5300で、第18図ノモード1−1に相
当する。トランジスタ33.35をすぐ点弧するように
スケジュールし1次にTl後に33を消弧し、32を点
弧するようにスケジュールし1次にモード1−2をTl
後に起動するようにスケジュールする。このモード1−
1ではγ−の値に対して消点弧時点T1はテーブル1を
参照するだけで決まるが、次のモード1−2では消点弧
時点Tzはテーブル1とテーブル2の2本を参照゛□し
て決める必要がある。さらにここで取り上げたようにγ
拳の値が大きい場合にはたとえばモードl−3,1−1
0などでは不都合が生じる。すなわちモード1−3.1
−10ではパルス切換え点(つまり次のモード1−4.
1−11に移るまでの時間)が短く、連想メモリに消点
弧のスケジュール、自分自身への割込み事象の設定等を
行うのに十分な時間がない場合がある。この現象はγe
の値が小さい場合にはモード1−1.1−3゜1−4.
1−6.l−7,1,−9,1−10,1−12などで
発生する。このような現象を考慮して、γ傘の値を参考
に同一タイマ割込み間に複数の消点弧スケジュールを連
想メモリーにセットする処理をパルス切換え処理F60
00の中に設けている。その−例を第19図に示す、こ
こではモード1−2からモード1−3.1−4への流れ
を一例として説明するが上記した狭幅となる他のモード
の前後も同様の考えを適用できる。これはγ拳の値をF
6050で調べ、その値が小さい場合には次のモードで
あるモード1−3の時間が短いと判断し、モード1−2
の処理中に次の1−3でやるべき消点弧処理F6080
をやってしまうのである。したがってモード1−2の次
にやるべきモードは1−4となるから、F6090でジ
ャンプ先をモード1−4とし、F6100で自分自身に
かける割込みセットもTz後ではなく、 (’rz+
T3)後として次の割込みを待つようにする。A specific example of the occurrence of the pulse switching process F6000 shown in FIG. 16 is shown in FIG. 18. Here, the electrical angle 60' section is shown, and the other sections differ only in the pulse distribution destination as in the case of inverter control. Therefore, it will be omitted. The conductivity command γ- ranges from 0 to 1, but here, γ-=0.75 is taken as an example. Roughly speaking, the γ pair pulse width data table is turned around at an electrical angle of 30" with four lines shown as solid lines, broken lines, and dotted lines. First, the phase completion interrupt process is activated. F5100゜F
5200. F5300, which corresponds to mode 1-1 in FIG. Transistors 33 and 35 are scheduled to fire immediately, 33 is extinguished after 1st Tl, and 32 is scheduled to be turned on, and mode 1-2 is set to 1st Tl.
Schedule it to start later. This mode 1-
In Mode 1, the vanishing point T1 for the value of γ- is determined by simply referring to Table 1, but in the next mode 1-2, the vanishing point Tz is determined by referring to Tables 1 and 2. You need to decide. Furthermore, as discussed here, γ
For example, if the fist value is large, mode l-3, 1-1
If it is 0, etc., inconvenience will occur. That is, mode 1-3.1
-10 is the pulse switching point (that is, the next mode 1-4.
1-11) is short, and the associative memory may not have enough time to schedule a vanishing arc, set an interrupt event for itself, etc. This phenomenon is γe
If the value of is small, mode 1-1.1-3°1-4.
1-6. Occurs at l-7, 1, -9, 1-10, 1-12, etc. In consideration of such a phenomenon, the pulse switching process F60 sets a plurality of extinguishing schedules in the associative memory between the same timer interrupts with reference to the value of γ umbrella.
It is set in 00. An example of this is shown in Figure 19.Here, we will explain the flow from mode 1-2 to mode 1-3.1-4 as an example, but the same idea can be applied before and after the other narrow modes mentioned above. Applicable. This sets the value of γ fist to F
6050, and if the value is small, it is determined that the time of the next mode, Mode 1-3, is short, and the mode 1-2 is
Vanishing arc processing F6080 that should be performed in the next 1-3 during the processing of
They end up doing the following. Therefore, the mode to be executed next after mode 1-2 is 1-4, so the jump destination is mode 1-4 in F6090, and the interrupt set to be applied to itself in F6100 is not after Tz, but ('rz+
T3) Wait for the next interrupt later.
勿論γ−が十分大きくモード1−3が実行可能であれば
、F6060.F6070(7)/L/ −トでモード
飛び越しは行わないに
のような同一タイマ割込み内複数スケジュール処理を用
いれば通常の割込み処理ではとうてい不可能な程の幅の
狭いパルスを発生することができるので、高調波低減制
御への可能性が開ける効果がある。Of course, if γ- is sufficiently large and modes 1-3 can be executed, F6060. By using multiple schedule processing within the same timer interrupt, such as F6070(7)/L/-, which does not skip modes, it is possible to generate narrow pulses that would be impossible with normal interrupt processing. Therefore, it has the effect of opening up possibilities for harmonic reduction control.
以上の説明では実行コントローラの関係から事象設定を
1ボートづつ行う方式を説明したが、6ポートまとめて
同一時刻に設定できるタイプのワンチップマイコンでは
たとえば第9図の処理は第20図のように簡単化されて
マイコン命命行数はたとえば16行から4行へと短縮さ
れることになる。In the above explanation, we have explained the method of setting events one port at a time due to the relationship between the execution controllers, but in a one-chip microcontroller of the type that can set all six ports at the same time, for example, the processing shown in Figure 9 can be changed as shown in Figure 20. This simplifies the process and reduces the number of microcomputer instruction lines from, for example, 16 lines to 4 lines.
゛・、〔発明の効果〕
以上、本発明によれば、コンバータ制御用プログラムと
、インバータ制御用プログラムを内蔵したワンチップマ
イコンを、外付は端子により、コンバータ用としたり、
あるいはインバータ用としたり選択使用できるので、電
力変換装置用として1つのワンチップマイコンを開発す
ればよく、開発費の削減、ワンチップマイコン単価の低
減を図ることができる。゛・, [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a one-chip microcomputer with a built-in converter control program and an inverter control program can be used for the converter by externally connecting it with terminals,
Alternatively, since it can be selectively used for an inverter, it is sufficient to develop one one-chip microcomputer for use in a power conversion device, and it is possible to reduce development costs and the unit price of a one-chip microcomputer.
また、ワンチップマイコンは一種類しかないため、プリ
ント板実装時に、コンバータ用、インバータ用を誤るこ
とはない効果もある。Additionally, since there is only one type of one-chip microcontroller, there is no confusion between converter and inverter applications when mounting printed circuit boards.
尚、以上の例ではプログラムの選択用として、専用の端
子を設けて、これを制御することにより用途を選択した
が、ワンチップマイコンの割込み端子を使用し、割込み
がある時はインバータ用プログラムを、割込みのない時
はコンバータ用プログラムを選択する方法も考えられる
が、同一効果が得られる。In addition, in the above example, a dedicated terminal was provided for program selection, and the application was selected by controlling this. However, the interrupt terminal of the one-chip microcontroller is used, and when there is an interrupt, the inverter program is selected. , it is also possible to select a converter program when there is no interrupt, but the same effect can be obtained.
第1図は本発明の全体構成、第2図〜第11図は本発明
の詳細な説明するための図、第12図〜第20図は本発
明の他の実施例を説明するための図である。
3・・・コンバータ部、5・・・インバータ部1.10
゜11・・・ワンチップマイコン、31〜36.51〜
56・・・トランジスタ、103A・・・コンバータ用
ROM、103B・・・インバータ用ROM、106・
・・出力ポート、107・・・事象設定レジスタ、10
8・・・時刻設定レジスタ、109・・・保持レジスタ
、110・・・連想メモリ、111・・・タイマ、11
2・・・比較部、113・・・実行コントローラ。
114・・・符号変換ゲート、115・・・端子、F
1000・・・事象算出処理、F2000・・・事象設
定処理、F3000・・・位相通流率指令作成処理、
F4000・・・電源割込み処理、F5000・・・位
相完了割込み処理、F6000・・・パルス切換え処理
、ω1拳・・・インバータの周波数指令、θ季・・・イ
ンバータの位相指令、0丁・・・インバータの総合位相
、tE・・・事象発生までの時間、Δt1・・・一定タ
イマ割込み間隔、Δi1・・・電流偏差、ph・・・・
コンバータの位相指令、r−・・・コンバータの通流率
指令、M1〜M6・・・モード。FIG. 1 is an overall configuration of the present invention, FIGS. 2 to 11 are diagrams for explaining the present invention in detail, and FIGS. 12 to 20 are diagrams for explaining other embodiments of the present invention. It is. 3...Converter section, 5...Inverter section 1.10
゜11...One-chip microcomputer, 31~36.51~
56...Transistor, 103A...ROM for converter, 103B...ROM for inverter, 106.
...Output port, 107...Event setting register, 10
8... Time setting register, 109... Holding register, 110... Associative memory, 111... Timer, 11
2... Comparison unit, 113... Execution controller. 114... Code conversion gate, 115... Terminal, F
1000...Event calculation processing, F2000...Event setting processing, F3000...Phase conduction rate command creation processing,
F4000...Power supply interrupt processing, F5000...Phase completion interrupt processing, F6000...Pulse switching processing, ω1 fist...Inverter frequency command, θ Season...Inverter phase command, 0th... Total phase of inverter, tE... Time until event occurrence, Δt1... Fixed timer interrupt interval, Δi1... Current deviation, ph...
Converter phase command, r-... converter conduction rate command, M1 to M6... mode.
Claims (1)
、該電力変換器の各制御素子と直接又はパルス増幅器を
介して接続される複数の出力ポートを有する制御用ワン
チップマイコンを備えた電力変換器の制御装置において
、上記制御用ワンチップマイコン内にコンバータ用プロ
グラムとインバータ用プログラムを内蔵させ、外部信号
条件により上記二つのプログラムのうちの一つを選択起
動するように構成したことを特徴とする電力変換器の制
御装置。1. A power converter comprising a power converter having a converter section and an inverter section, and a control one-chip microcomputer having a plurality of output ports connected to each control element of the power converter directly or via a pulse amplifier. The control device is characterized in that a converter program and an inverter program are built into the one-chip control microcomputer, and one of the two programs is selectively activated depending on external signal conditions. Power converter control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61127973A JPS62285666A (en) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | Controller for power converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61127973A JPS62285666A (en) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | Controller for power converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62285666A true JPS62285666A (en) | 1987-12-11 |
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ID=14973274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61127973A Pending JPS62285666A (en) | 1986-06-04 | 1986-06-04 | Controller for power converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62285666A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6335870B1 (en) | 1998-07-16 | 2002-01-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Inverter apparatus having a separate controlling application program for performing specification dependent control |
US6594162B2 (en) | 2000-06-16 | 2003-07-15 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Inverter device |
JP2009278835A (en) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Nippon Reliance Kk | Bidirectional converter and its generation method |
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1986
- 1986-06-04 JP JP61127973A patent/JPS62285666A/en active Pending
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