JPS637168A - Power unit for inverter - Google Patents
Power unit for inverterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明はインバータ電源装置に係り、特に交流から直流
への変換方法を改良した装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an inverter power supply device, and more particularly to a device that improves the method of converting alternating current to direct current.
(従来の技術)
従来、インバータ電源装置内でインバータ出力のM源と
なる直流電圧を得る方法として、例えば第4図に示すダ
イオードブリッジによる整流回路や第5図に示す倍電圧
整流回路が用いられたが、これらの回路では交流入力電
圧Viの変動に比例して直流出力電圧■0が変化してし
まうという問題があった。(Prior Art) Conventionally, as a method for obtaining a DC voltage that serves as the M source of the inverter output in an inverter power supply device, for example, a rectifier circuit using a diode bridge as shown in FIG. 4 or a voltage doubler rectifier circuit as shown in FIG. 5 has been used. However, these circuits have a problem in that the DC output voltage 0 changes in proportion to the fluctuation of the AC input voltage Vi.
そこで、第6図に示すように入力電圧■iの波形を追従
制御して安定した直流出力電圧Voを得る高力率電源回
路が用いられるようになった。Therefore, as shown in FIG. 6, a high power factor power supply circuit has been used that follows and controls the waveform of the input voltage ■i to obtain a stable DC output voltage Vo.
すなわち、直流用ノJ電圧Voを抵抗61及び62によ
って検出し、これとツェナーダイオード63により設定
される基準電圧VStとを差動増幅器64で比較する。That is, the DC voltage Vo is detected by the resistors 61 and 62, and compared with the reference voltage VSt set by the Zener diode 63 by the differential amplifier 64.
さらに、トランス65にて検出した入力電圧波形に差動
増幅器64の出力信号を乗算回路66で掛は合わせ、こ
れとダイオードブリッジ67により整流された直流電圧
との比較が差動増幅器68で行なわれる。そして、この
差動増幅器68の出力信号でトランジスタ69を制(財
)して直流出力電圧■0を安定化させる。Further, the input voltage waveform detected by the transformer 65 is multiplied by the output signal of the differential amplifier 64 in a multiplier circuit 66, and this is compared with the DC voltage rectified by the diode bridge 67 in the differential amplifier 68. . Then, the output signal of the differential amplifier 68 controls the transistor 69 to stabilize the DC output voltage 0.
このようにして、交流入力電圧viが変動しでも安定し
た直流出力電圧Voを得ることができるようになった。In this way, it has become possible to obtain a stable DC output voltage Vo even if the AC input voltage vi fluctuates.
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、上述した第6図のような回路では常に一
定の直流電圧が出力されるので、特に低周波数・低電圧
のインバータ出力を宵ようとする場合には出力電圧制御
のためのPWM (パルス幅変調)信号のパルス幅を小
さくする必要があり、その結果このインバータ出力によ
り駆動されるモータ等の効率が劣化したり、PWMに起
因するチョッパ音の増加やリーク電流の増加を生ずると
いう問題があった。(Problem to be solved by the invention) However, since the circuit shown in FIG. It is necessary to reduce the pulse width of the PWM (pulse width modulation) signal for output voltage control, and as a result, the efficiency of the motor etc. driven by this inverter output may deteriorate, or the chopper noise caused by PWM may increase. There was a problem in that leakage current increased.
かくして、本発明の目的は上記従来技術の問題点を解消
し、低周波数・低電圧出力時のモータ効率の向上、チョ
ッパ音の軽減及びリーク電流の低減を図ることができる
インバータ電源装置を提供することにある。Thus, an object of the present invention is to provide an inverter power supply device that solves the problems of the prior art described above, and can improve motor efficiency at low frequency and low voltage output, reduce chopper noise, and reduce leakage current. There is a particular thing.
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
本発明のインバータ電源装置は上記目的を達成するため
に、交流入力電圧を直流電圧に変換すると共に出力周波
数設定値を入力して上記直流電圧をこの設定値の周波数
を有するインバータ出力に変換しこれを負荷に供給する
インバータ電源装置において、上記直流電圧を上記出力
周波数設定値あるいは上記負荷に流れる負荷電流に基づ
いて上記交流入力電圧の実効値のほぼσ倍以上の範囲で
変化させる制御部を備えたものである。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the inverter power supply device of the present invention converts an AC input voltage into a DC voltage, inputs an output frequency setting value, and converts the AC input voltage into a DC voltage. In an inverter power supply device that converts a voltage into an inverter output having a frequency of this set value and supplies this to a load, the effective value of the AC input voltage is calculated based on the output frequency set value or the load current flowing through the load. It is equipped with a control section that changes the value within a range of approximately σ times or more.
(作 用)
以上のような制御部を設けることにより、出力周波数設
定値が低い場合あるいは負荷電流が小さい場合には直流
電圧を低下させて運転することができ、これにより基本
波含有率が高くてパルス幅の大きいPWM波形を設定す
ることができる。(Function) By providing the control unit as described above, it is possible to operate with a lower DC voltage when the output frequency setting value is low or when the load current is small, which allows the fundamental wave content to be high. It is possible to set a PWM waveform with a large pulse width.
(実施例) 以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第1図は本発明の一実施例に係るインバータ電源装置の
構成図である。交流入力電圧Viを全波整流するダイオ
ードブリッジ1の出力側に並列に出力電流制御用のトラ
ンジスタ2が接続されており、このトランジスタ2のゲ
ートに本発明の特長となる制御11部3が接続されてい
る。FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter power supply device according to an embodiment of the present invention. A transistor 2 for output current control is connected in parallel to the output side of a diode bridge 1 for full-wave rectification of an AC input voltage Vi, and a control 11 section 3, which is a feature of the present invention, is connected to the gate of this transistor 2. ing.
この制御部3は交流入力電圧■1を入力するトランス4
と、直流出力電圧■0を検出する検出部5と、トランス
4で捉えた入力電圧波形に検出部5の出力信号S1を掛
は合わせる乗算回路6と、この乗算回路6の出力信号と
ダイオードブリッジ1の出力信号との差分をとってこれ
を増幅して制御信号S2を出力する差動増幅器7と、制
御信号S2を反転する反転増幅器14とから成っている
。This control unit 3 has a transformer 4 which inputs an AC input voltage 1.
, a detection section 5 that detects the DC output voltage ■0, a multiplication circuit 6 that multiplies the input voltage waveform captured by the transformer 4 by the output signal S1 of the detection section 5, and the output signal of this multiplication circuit 6 and a diode bridge. It consists of a differential amplifier 7 that takes the difference from the output signal of 1 and amplifies it to output a control signal S2, and an inverting amplifier 14 that inverts the control signal S2.
さらに、検出部5内には抵抗8及び9により検出された
直流出力電圧Voと基準電圧との差分をとってこれを増
幅し出力信号S1として出力する差動増幅器10が設け
られている。この差e増幅器10の基準電圧側にはD/
A変換器11を介して出力周波数設定値fが入力される
と共にダイオード12を介してツェナーダイオード13
及び電源Vccが接続されている。Further, within the detection section 5, a differential amplifier 10 is provided which takes the difference between the DC output voltage Vo detected by the resistors 8 and 9 and a reference voltage, amplifies the difference, and outputs the difference as an output signal S1. The reference voltage side of this difference e amplifier 10 has D/
The output frequency setting value f is inputted through the A converter 11, and is also inputted to the Zener diode 13 through the diode 12.
and a power supply Vcc are connected.
次に、本実施例の作用を述べる。Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、ダイオードブリッジ1により交流入力電圧■iが
直流電圧■0に整流されると、この直流電圧Voは検出
部5内の抵抗8及び9によって検出され、差動増幅器1
0に入力される。−方、出力周波数設定値f G、t
D / A変換器11でその周波数に比例したアナログ
電圧に変換され、基準電圧ystとして差動増幅器10
に入力される。そして、差動増幅器10において直流電
圧vOと基準電圧■stとの差分がとられ増幅されて出
力信号S1となる。First, when the AC input voltage ■i is rectified into a DC voltage ■0 by the diode bridge 1, this DC voltage Vo is detected by the resistors 8 and 9 in the detection section 5, and the differential amplifier 1
It is input to 0. - side, output frequency setting value f G, t
The D/A converter 11 converts it into an analog voltage proportional to the frequency, and the differential amplifier 10 uses it as a reference voltage yst.
is input. Then, in the differential amplifier 10, the difference between the DC voltage vO and the reference voltage ■st is taken and amplified to become an output signal S1.
また、交流入力電圧波形がトランス4で捉えられ、乗算
回路6にて検出部5の出力信号S1に掛は合わせられた
後、差動増幅器7に入力する。Further, the AC input voltage waveform is captured by the transformer 4, multiplied by the output signal S1 of the detection unit 5 by the multiplier circuit 6, and then inputted to the differential amplifier 7.
この差動増幅器7の負入力端子にはダイオードブリッジ
1の負側出力電流による抵抗15の電圧降下分の電圧が
入力されている。これにより、差動増幅器7は乗算回路
6からの出力が抵抗15による負入力よりも大なるとき
は“1′′の制御信号S2を、逆の場合には“O11の
制御信号S2を出力する。そして、この制御信号S2は
反転増幅器14の負入力端子に入力され反転された後、
トランジスタ2のゲートに入力される。これにより、ト
ランジスタ2のオン/オフが制御され、安定した直流出
力電圧vOが得られる。A voltage corresponding to the voltage drop across the resistor 15 due to the negative output current of the diode bridge 1 is input to the negative input terminal of the differential amplifier 7 . As a result, the differential amplifier 7 outputs a control signal S2 of "1" when the output from the multiplier circuit 6 is larger than the negative input from the resistor 15, and outputs a control signal S2 of "O11" in the opposite case. . Then, this control signal S2 is inputted to the negative input terminal of the inverting amplifier 14 and inverted, and then
It is input to the gate of transistor 2. Thereby, the on/off of the transistor 2 is controlled, and a stable DC output voltage vO is obtained.
従って、出力周波数設定値fが低い場合には差動増幅器
10に入力される基準電圧VStが小さくなるので、抵
抗8及び9で検出された直流電圧■0が基準電圧VSt
を越え、差動増幅器1oから直流電圧vOを低下させる
ようにトランジスタ2のオン/オフを制御する信号S1
が出力される。Therefore, when the output frequency setting value f is low, the reference voltage VSt input to the differential amplifier 10 becomes small, so that the DC voltage 0 detected by the resistors 8 and 9 becomes the reference voltage VSt.
A signal S1 that controls the on/off of the transistor 2 so as to lower the DC voltage vO from the differential amplifier 1o
is output.
その結果、直流電圧Voは低い値で安定化する。As a result, the DC voltage Vo is stabilized at a low value.
また、基準電圧VStが低くなり過ぎて直流電圧■0が
交流入力電圧■iの瞬時値より小さくなると、差動増幅
器7の出力信号S2によってトランジスタ2を制御する
にも拘わらず、ダイオードを介して出力端のコンデンサ
が充電されてしまい、直流出力電圧VOをtllJIl
Iすることができなくなる。Furthermore, when the reference voltage VSt becomes too low and the DC voltage ■0 becomes smaller than the instantaneous value of the AC input voltage ■i, even though the transistor 2 is controlled by the output signal S2 of the differential amplifier 7, the The capacitor at the output end is charged, causing the DC output voltage VO to
I will not be able to do anything.
そこで、このような場合にはツェナーダイオード13に
より交流入力電圧■1の実効値のσ倍程度の電圧がダイ
オード12を介して差動増幅器10に供給され、この電
圧が基準電圧Vstとなるように構成されている。Therefore, in such a case, the Zener diode 13 supplies a voltage approximately σ times the effective value of the AC input voltage 1 to the differential amplifier 10 via the diode 12, and this voltage becomes the reference voltage Vst. It is configured.
なお、PWMパターンとして第2図に示すように、中・
高周波数部に直流出力電圧■0により電圧設定を行なっ
てモータ効率や騒音等を考慮したパターンを書き込むと
共に低周波数部に従来同様のPWMによる電圧設定のパ
ターンを書き込むことにより、全周波数における運転が
可能となる。In addition, as shown in Figure 2 as a PWM pattern,
By setting the voltage in the high frequency section with a DC output voltage of 0 and writing a pattern that takes into account motor efficiency, noise, etc., and writing the same voltage setting pattern using conventional PWM in the low frequency section, operation at all frequencies is possible. It becomes possible.
さらに、直流出力電圧vOの最低値で最低運転周波数と
なるようにモータ電圧を設定すれば全周波数においてパ
ルス振幅変¥JA(PAM)を行なうことも可能となる
。Further, if the motor voltage is set so that the lowest operating frequency is the lowest value of the DC output voltage vO, it is possible to perform pulse amplitude modification JA (PAM) at all frequencies.
また、上記実施例では出力周波数設定値fをD/A変換
して基準電圧VStとしたが、第3図に示すようにモー
タ電流検出回路31によってモータ32の負荷電流を検
出し、これを電圧設定回路33で電圧に変換して基準電
圧ystとしてもよい。Further, in the above embodiment, the output frequency setting value f was D/A converted to the reference voltage VSt, but as shown in FIG. It may be converted into a voltage by the setting circuit 33 and used as the reference voltage yst.
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、次の如き優れた効
果を発揮する。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.
(1ン 直流出力電圧を出力周波数設定値あるいは負
荷状態に基づいて制御することにより、パルス幅で出力
電圧値を設定する必要がなくなり、インバータ出力電圧
として基本波含有率の高いPWM波形を設定することが
できる。従って、負荷効率が向上する。(1) By controlling the DC output voltage based on the output frequency setting value or load condition, it is no longer necessary to set the output voltage value using the pulse width, and a PWM waveform with a high fundamental wave content can be set as the inverter output voltage. Therefore, load efficiency is improved.
(2) 低周波数運転時には直流出力電圧が低下する
ので電流リップルも低下し、このためモータのチョッパ
音やリーク電流が低減される。(2) During low frequency operation, the DC output voltage decreases, so the current ripple also decreases, which reduces motor chopper noise and leakage current.
第1図は本発明の一実施例に係るインバータ電源装置の
構成図、第2図はPWMパターン設定の一例を示す説明
図、第3図は他の実施例の部分構成図、第4図ないし第
6図はそれぞれ従来例を示す構成図である。
図中、3は制御部、5は検出部、11はD/A変換器、
12はダイオード、13はツェナーダイオードである。
代理人 弁理士 則 近 憲 缶周
湯 山 幸 夫第1図
固液@cf
第2図
第3図
第4図
第5図
第6図FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter power supply device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of PWM pattern setting, FIG. 3 is a partial configuration diagram of another embodiment, and FIGS. FIG. 6 is a configuration diagram showing a conventional example. In the figure, 3 is a control section, 5 is a detection section, 11 is a D/A converter,
12 is a diode, and 13 is a Zener diode. Agent Patent Attorney Nori Chika Ken Shu
Yukio Yuyama Figure 1 Solid-liquid @cf Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
定値を入力して上記直流電圧をこの設定値の周波数を有
するインバータ出力に変換しこれを負荷に供給するイン
バータ電源装置において、上記直流電圧を上記出力周波
数設定値あるいは上記負荷に流れる負荷電流に基づいて
上記交流入力電圧の実効値のほぼ√2倍以上の範囲で変
化させる制御部を備えたことを特徴とするインバータ電
源装置。In an inverter power supply device that converts an AC input voltage into a DC voltage, inputs an output frequency setting value, converts the DC voltage into an inverter output having a frequency of this setting value, and supplies this to a load. An inverter power supply device comprising: a control unit that changes the AC input voltage in a range of approximately √2 times or more of the effective value of the AC input voltage based on an output frequency setting value or a load current flowing through the load.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147142A JPS637168A (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Power unit for inverter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61147142A JPS637168A (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Power unit for inverter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS637168A true JPS637168A (en) | 1988-01-13 |
Family
ID=15423528
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61147142A Pending JPS637168A (en) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Power unit for inverter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS637168A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02168864A (en) * | 1988-12-19 | 1990-06-28 | Origin Electric Co Ltd | Dc power supply device |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP61147142A patent/JPS637168A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02168864A (en) * | 1988-12-19 | 1990-06-28 | Origin Electric Co Ltd | Dc power supply device |
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