CN104303407B - 逆变器装置 - Google Patents

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Abstract

逆变器装置具有：整流电路，其对从主电源供给的交流电力进行整流化，生成直流电力；控制电源电路，其使用所述生成的直流电力和从外部电源供给的直流电力中的至少一个，生成控制用直流电力；以及控制部，其使用所述生成的控制用直流电力，进行规定的控制动作，所述控制电源电路具有：绝缘变压器，其包含与所述整流电路连接的1次侧绕组和相对于所述1次侧绕组绝缘的2次侧绕组；第1控制电源用电容器，其经由第1二极管与所述绝缘变压器的所述2次侧绕组连接；外部电源用电容器，其经由第2二极管与所述第1控制电源用电容器连接，并且，经由第3二极管与连接所述外部电源的端子连接；以及第2控制电源用电容器，其与所述外部电源用电容器连接。

Description

逆变器装置
技术领域
本发明涉及一种逆变器装置。
背景技术
在专利文献1中记载有下述内容：一种栅极电源供给装置，其向栅极驱动电路供给栅极电源，该栅极驱动电路用于向半导体元件施加栅极电压，在该栅极电源供给装置中，栅极电源自给电路通过接受半导体元件断开时的电压并进行电阻分压，经由二极管向电容器充电，从而对栅极电源进行自给，备用电源电路在半导体元件断开时的电压降低而无法由栅极电源自给电路向电容器中积蓄用以维持栅极电压的电荷时，接受栅极电源自给电路的电压并进行电阻分压，经由二极管向栅极电源自给电路的电容器进行充电。由此，根据专利文献1，即使不设置外部电源，也能够从备用电源电路向自身的半导体元件的栅极驱动电路供给栅极电压，因此，在多个半导体元件并联连接的情况下，即使在1个半导体元件发生短路故障的情况下也能够确保栅极电源。
在专利文献2中记载有下述内容：在逆变器装置中，商用电源与逆变器主体连接，并且参数单元经由参数通信线缆与逆变器主体连接，外部电源单元与参数单元连接。由此，根据专利文献2，即使是在逆变器主体启动时无法接通商用电源的状态下，也能够进行设定值的确认、变更。
专利文献1：日本特开2007－236134号公报
专利文献2：国际公开第2004/107551号
发明内容
由于专利文献1的技术是以不设置外部电源为前提的，所以对于如何使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存，没有任何记载。
在专利文献2中，还记载有在逆变器主体设置外部电源单元连接器，使外部电源单元与该外部电源单元连接器相连接，但对于如何将外部电源单元连接器和与商用电源(主电源)连接一侧的电路连接，没有任何记载，对于如何使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存，也没有任何记载。
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到一种逆变器装置，该逆变器装置能够省电且有效地使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存。
为了解决上述课题，实现目的，本发明的1个技术方案所涉及的逆变器装置的特征在于，具有：整流电路，其对从主电源供给的交流电力进行整流化，生成直流电力；控制电源电路，其使用所述生成的直流电力和从外部电源供给的直流电力中的至少一个，生成控制用直流电力；以及控制部，其使用所述生成的控制用直流电力，进行规定的控制动作，所述控制电源电路具有：绝缘变压器，其包含与所述整流电路连接的1次侧绕组和相对于所述1次侧绕组绝缘的2次侧绕组；第1控制电源用电容器，其经由第1二极管与所述绝缘变压器的所述2次侧绕组连接；外部电源用电容器，其经由第2二极管与所述第1控制电源用电容器连接，并且，经由第3二极管与连接所述外部电源的端子连接；以及第2控制电源用电容器，其与所述外部电源用电容器连接。
发明的效果
根据本发明，能够将主电源供给和主电源+外部电源供给分离，能够减少外部电源的供给电力，能够实现省电化。另外，通过将电容器分割为控制电源用电容器和外部电源用电容器，从而能够减少外部电源用电容器的容量，能够减小从外部电源向外部电源用电容器的浪涌电流，因此，不设置电阻就能够有效地抑制浪涌电流。因此，能够省电且有效地使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的逆变器装置的结构的图。
图2是表示实施方式1所涉及的逆变器装置的结构的图。
图3是表示实施方式1中的整流电路以及控制电源电路的结构的图。
图4是表示实施方式1所涉及的逆变器装置的动作的图。
图5是表示实施方式1所涉及的逆变器装置的动作的图。
图6是表示实施方式2所涉及的逆变器装置的结构的图。
图7是表示实施方式2所涉及的逆变器装置的结构的图。
图8是表示实施方式2中的整流电路以及控制电源电路的结构的图。
图9是表示基本方式所涉及的逆变器装置的结构的图。
图10是表示基本方式中的整流电路以及控制电源电路的结构的图。
图11是表示基本方式的变形例所涉及的逆变器装置的结构的图。
图12是表示基本方式的变形例中的整流电路以及控制电源电路的结构的图。
具体实施方式
下面，基于附图，详细说明本发明所涉及的逆变器装置的实施方式。此外，本发明并不受本实施方式限定。
实施方式1
在对实施方式1所涉及的逆变器装置1进行说明之前，使用图9，对基本方式所涉及的逆变器装置900进行说明。图9是表示基本方式所涉及的逆变器装置900的结构的图。
逆变器装置900从主电源AC接受交流电力，将接受到的交流电力变换为规定的直流电力，将变换后的直流电力进一步变换为交流电力，使用变换后的交流电力，对电动机M进行驱动。此外，主电源AC是例如AC200V/400V的交流电源。
具体地说，逆变器装置900具有整流电路903、逆变器主电路904、整流电路910、控制电源电路920以及控制部950。整流电路903、逆变器主电路904、整流电路910、控制电源电路920以及控制部950例如配置在逆变器装置900的框体902内。
整流电路903经由框体902上的输入端子R、S、T，从主电源AC接受例如3相(R相、S相、T相)的交流电力。整流电路903对交流电力进行整流化、平滑化，生成直流电力。整流电路903具有例如桥接的多个二极管(未图示)，使用多个二极管，对交流电力进行整流化，生成整流化后的直流电力。另外，整流电路903具有例如平滑电容器(未图示)，使用平滑电容器，对整流化后的直流电力进行平滑化，生成平滑化后的直流电力。整流电路903将生成的直流电力向逆变器主电路904供给。
逆变器主电路904从整流电路903接受直流电力。逆变器主电路904在控制部950的控制下，将直流电力变换为例如3相(U相、V相、W相)的交流电力。逆变器主电路904具有与例如3相(U相、V相、W相)对应的多个开关元件，通过使多个开关元件分别在规定的定时(timing)接通、断开，从而将直流电力变换为例如3相(U相、V相、W相)的交流电力。逆变器主电路904通过将变换后的交流电力经由框体902上的输出端子U、V、W向电动机M供给，从而对电动机M进行驱动。
此时，逆变器装置900在内部生成用于使控制部950动作的控制电源。即，整流电路910经由框体902上的输入端子R1、S1，从主电源AC接受例如2相(R相、S相)的交流电力。整流电路910对交流电力进行整流化、平滑化，生成直流电力。整流电路910例如如图10所示，具有桥接的多个二极管D911～D914，使用多个二极管D911～D914，对交流电力进行整流化，生成整流化后的直流电力。另外，整流电路910例如如图10所示，在其后级具有平滑电容器C911，使用平滑电容器C911对直流电力进行平滑化，生成平滑化后的直流电力。整流电路910将生成的直流电力向控制电源电路920供给。
控制电源电路920从整流电路910接受直流电力。控制电源电路920对直流电力进行变压，生成控制用直流电力。控制电源电路920例如如图10所示，具有绝缘变压器T900，该绝缘变压器T900包含与整流电路910连接的1次侧绕组T900a、以及相对于1次侧绕组T900a绝缘的2次侧绕组T900b。绝缘变压器T900例如与1次侧绕组T900a和2次侧绕组T900b的匝数比相对应地对直流电力进行变压(例如降压)，生成变压后的直流电力。另外，控制电源电路920例如如图10所示具有控制电源用电容器C901，该控制电源用电容器C901经由二极管D901与2次侧绕组T900b连接。控制电源用电容器C901从2次侧绕组T900b经由二极管D901接受直流电力，对与接受到的直流电力相对应的电荷进行积蓄。控制电源用电容器C901将与所积蓄的电荷相对应的电力作为控制用的直流电力IPS900向控制部950供给。
控制部950从控制电源电路920接受控制用的直流电力IPS900。控制部950使用控制用的直流电力IPS900，进行规定的控制动作。例如，控制部950从外部(例如，上位的控制器)接受速度指令，进行用于使逆变器主电路904动作的PWM控制并生成控制信号，以使得电动机M按照速度指令进行动作。控制部950通过将生成的控制信号向逆变器主电路904中的多个开关元件的控制端子供给，从而使多个开关元件分别在规定的定时接通、断开，以使得电动机M按照速度指令进行动作。
如上述所示，在基本方式所涉及的逆变器装置900中，如果没有利用主电源(AC200V/400V)实现的电力供给，则无法建立逆变器装置900内的控制电源(即，控制用的直流电力IPS900)。因此，在停电时等利用主电源实现的电力供给消失时，可能无法利用控制部950实现控制动作，难以使电动机M安全地停止。或者，在瞬时电压降低等利用主电源实现的电力供给不稳定时，可能导致控制部950的控制动作也不稳定，难以使电动机M安全地动作。
对此，本发明人考虑能否通过在利用主电源(例如，AC200V/400V)实现的电力供给的基础上，利用外部电源(例如，DC24V等)进行电力供给，即，通过使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存，从而即使在利用主电源实现的电力供给消失时或利用主电源实现的电力供给不稳定时，也能够建立控制电源，相对于基本方式所涉及的逆变器装置900，如图11所示，尝试研究了以能够连接外部电源DC的方式改良后的逆变器装置900i。
即，在基本方式的变形例所涉及的逆变器装置900i中，在框体902i上追加输入端子R2、S2，如图12所示，输入端子R2与控制电源电路920i内的控制电源用电容器C901的一端连接，输入端子S2与控制电源电路920i内的控制电源用电容器C901的另一端连接。本发明人进行研究后获知，在逆变器装置900i中，使利用主电源实现的供给方式和利用外部电源实现的供给方式低成本且有效地并存，存在例如下述(1)～(5)的问题，难以实现。
(1)为了供给非绝缘类的控制电源(即，控制用的直流电力IPS900)，必须将外部电源DC也绝缘，因此，花费成本和工夫。非绝缘类的外部电源的使用困难。
(2)如果仅利用外部电源(例如，DC24V等)而生成控制电源(即，控制用的直流电力IPS900)，则与主电源(例如，AC200V/400V)相比，与电压较低相对应地，需要流过较大的电流，需要大输出的外部电源DC。
(3)在初次从外部电源DC供给直流电力时，可能在控制电源用电容器C901中流过较大的浪涌电流。为了抑制浪涌电流，只要在输入端子R2、S2和控制电源用电容器C901之间设置电阻即可，但造成电力损失，使效率降低。
(4)在同时实施利用主电源(AC200V/400V)实现的供给方式和利用外部电源实现的供给方式的情况下，如果外部电源DC是蓄电用电池或蓄电池等蓄电用电源，则不能节能，效率不高。
(5)在仅依靠外部电源DC的供给方式下(即，在没有利用主电源实现的电源供给的状态下)，从安全方面考虑需要在控制中不会对电动机M进行驱动等，但由于没有建立使逆变器装置900i简单地判别供给方式的方法，所以难以确定何时的控制中不要对电动机M进行驱动等。
因此，在本实施方式中，为了解决上述(1)～(5)的问题，对基本方式所涉及的逆变器装置900进行如图1～图3所示的改良。图1是表示实施方式1所涉及的逆变器装置1的结构的图。图2是更具体地表示实施方式1所涉及的逆变器装置1的结构的图。图3是表示实施方式1中的整流电路10以及控制电源电路20－1、20－2的结构的图。以下，以与基本方式所涉及的逆变器装置900不同的部分为中心进行说明。
具体地说，在图9所示的逆变器装置900的框体902中，作为用于建立控制电源的输入端子，仅存在供给主电源(AC200/400V)的输入端子R1、S1，但在本实施方式中，如图1所示，在逆变器装置1的框体2中，除了输入端子R1、S1以外，还安装有供给外部电源DC－1(例如，DC24V)的端子R2－1、S2－1、以及供给外部电源DC－2(例如，DC5V)的端子R2－2、S2－2，设置有外部电源专用的供给口。
逆变器装置1如图2及图3所示，具有整流电路10、控制电源电路20－1、控制电源电路(第2控制电源电路)20－2、监视部40、控制部50、开闭部70，开闭部80－1以及开闭部80－2。例如，整流电路10、控制电源电路20－1、控制电源电路(第2控制电源电路)20－2、监视部40以及控制部50配置在逆变器装置1的框体2内，例如，开闭部70、开闭部80－1以及开闭部80－2配置在逆变器装置1的框体2外。
整流电路10具有多个二极管D11～D14、平滑电容器C11、电阻R11、电容器C12、二极管D15、晶体管TR11以及电阻R12。多个二极管D11～D14进行桥接，2个中点分别与输入端子R1、S1连接。在多个二极管D11～D14的后级，平滑电容器C11连接在P线和N线之间。在平滑电容器C11的后级，电阻R11以及电容器C12并联连接在P线和二极管D15的负极之间。晶体管TR11连接在二极管D15的正极和N线之间，栅极与电阻R12连接。
在整流电路10中，利用多个二极管D11～D14对从主电源(AC200/400V)的输入端子R1、S1供给的交流电力进行整流化，生成直流电力，并且利用平滑电容器C11进行平滑化，将平滑化后的直流电力经由电阻R11、电容器C12以及二极管D15向控制电源电路20－1输出。
控制电源电路20－1具有绝缘变压器T－1、二极管D1－1、控制电源用电容器C1－1、二极管D2－1、二极管D3－1、外部电源用电容器C2－1、电阻R1－1、控制电源用电容器C3－1、二极管D4－1、晶体管TR－1以及电阻R2－1。绝缘变压器T－1包含与整流电路10连接的1次侧绕组T－1a、相对于1次侧绕组T－1a绝缘的2次侧绕组T－1b、以及与整流电路10连接的3次侧绕组T－1c。二极管D1－1的正极与1次侧绕组T－1a连接，负极经由输出节点N1－1与控制电源用电容器C1－1的一端连接。控制电源用电容器C1－1的一端利用输出节点N1－1与P线连接，另一端与N线连接。
二极管D2－1的正极与输出节点N1－1连接，负极经由输入节点N3－1与外部电源用电容器C2－1的一端连接。二极管D3－1的正极与输入端子R2－1连接，负极经由输入节点N3－1与外部电源用电容器C2－1的一端连接。外部电源用电容器C2－1的一端利用输入节点N3－1与P线连接，另一端与N线连接。在N线上的输入节点N4－1处，连接有输入端子S2－1。在外部电源用电容器C2－1的后级，电阻R1－1以及控制电源用电容器C3－1并联连接在P线和二极管D4－1的负极之间。晶体管TR－1连接在二极管D4－1的正极和N线之间，栅极与电阻R2－1连接。
在控制电源电路20－1中，利用绝缘变压器T－1的1次侧绕组T－1a接受从整流电路10输出的直流电力，将该直流电力与1次侧绕组T－1a和2次侧绕组T－1b的匝数比相对应地进行变压(例如，从200/400V降压至24V)，生成变压后的直流电力。另外，控制电源用电容器C1－1从2次侧绕组T－1b经由二极管D1－1接受直流电力，对与接受到的直流电力相对应的电荷进行积蓄。控制电源用电容器C1－1将与所积蓄的电荷对应的电力，作为绝缘类的内部电源，即控制用的直流电力IPS1－1(例如，24V)，从输出节点N1－1向控制部50中的例如控制电路51－1和监视部40供给。
外部电源用电容器C2－1进行从控制电源用电容器C1－1经由二极管D2－1及输入节点N3－1接受直流电力(例如，24V)、以及从外部电源DC－1经由输入端子R2－1、二极管D3－1及输入节点N3－1接受直流电力(例如，24V)这两种动作中的至少一种，对与接受到的直流电力对应的电荷进行积蓄。外部电源用电容器C2－1将与所积蓄的电荷对应的电力，经由输入节点N3－1以及输出节点N2－1向控制电源用电容器C3－1供给。另外，控制电源用电容器C3－1从外部电源用电容器C2－1经由输入节点N3－1以及输出节点N2－1接受直流电力，对与接受到的直流电力对应的电荷进行积蓄。控制电源用电容器C3－1将与所积蓄的电荷对应的电力，作为绝缘类的内部电源、即控制用的直流电力IPS2－1(例如，24V)，从输出节点N2－1向控制部50中的例如控制电路51－2供给。
在这里，通过追加二极管D2－1、二极管D3－1以及外部电源用电容器C2－1，从而能够分离为内部电源IPS1－1(主电源供给)和内部电源IPS2－1(主电源供给+外部DC电源供给)，能够解决上述的问题(2)。
假设如果不将内部电源IPS1－1(主电源供给)和内部电源IPS2－1(主电源供给+外部DC电源供给)分离，则必须利用外部电源供给全部的电力，需要大输出的外部电源。
与此相对，在本实施方式中，通过将内部电源IPS1－1(主电源供给)和内部电源IPS2－1(主电源供给+外部DC电源供给)分离，利用分离后的内部电源IPS1－1，对需要大电力的部件(例如，风扇等)或不需要利用外部电源进行动作的部件(除了CPU周边以外)进行驱动，从而能够减少外部电源DC－1的供给电力，能够削减电流。
另外，通过分开设置从外部电源DC－1接受电力供给的外部电源用电容器C2－1，和从主电源经由整流电路10接受电力供给的控制电源用电容器C1－1，从而能够减少外部电源用电容器C2－1的容量，能够解决上述的问题(3)。
假设如果使控制电源用电容器C1－1和外部电源用电容器C2－1共通化，则为了从主电源经由整流电路10稳定地接受电力供给而必须增大电容器的容量，可能从外部电源DC－1向电容器流过较大的浪涌电流。
与此相对，在本实施方式中，通过将电容器分割为控制电源用电容器C1－1和外部电源用电容器C2－1，从而能够减少外部电源用电容器C2－1的容量，能够减小从外部电源DC－1向外部电源用电容器C2－1的浪涌电流。
控制电源电路20－2具有绝缘变压器T－2、二极管D1－2、控制电源用电容器C1－2、二极管D2－2、二极管D3－2、外部电源用电容器C2－2、电阻R1－2、控制电源用电容器C3－2、二极管D4－2、晶体管TR－2以及电阻R2－2。在控制电源电路20－2中，绝缘变压器T－2包含与控制电源电路20－1连接的1次侧绕组T－2a、相对于1次侧绕组T－2a绝缘的2次侧绕组T－2b、以及与控制电源电路20－1连接的3次侧绕组T－2c。输出节点N2－2和二极管D4－2的正极连接。电阻R2－2的一端与晶体管TR－2的栅极连接，另一端与晶体管TR－2的源极(或者漏极)连接。除此之外，与控制电源电路20－1中的各部分的结构相同。
在控制电源电路20－2中，将从控制电源电路20－1输出的直流电力，与1次侧绕组T－2a和2次侧绕组T－2b的匝数比相对应地进行变压(例如，从24V降压至5V)，生成变压后的直流电力。控制电源用电容器C1－2将与所积蓄的电荷对应的电力，作为绝缘类的内部电源、即控制用的直流电力IPS1－2(例如，5V)，从输出节点N1－2向控制部50中的例如控制电路51－2供给。外部电源用电容器C2－2进行从控制电源用电容器C1－2经由二极管D2－2及输入节点N3－2接受直流电力(例如，5V)、以及从外部电源DC－2经由输入端子R2－2、二极管D3－2及输入节点N3－2接受直流电力(例如，5V)这两种动作中的至少一种，对与接受到的直流电力相对应的电荷进行积蓄。另外，控制电源用电容器C3－2将与所积蓄的电荷相对应的电力，作为绝缘类的内部电源、即控制用的直流电力IPS2－2(例如，5V)，从输出节点N2－2向控制部50中的例如控制电路51－2供给。除此之外，与控制电源电路20－1的动作相同。
在这里，通过利用内部电源IPS2－1(主电源供给+外部DC电源供给)和绝缘变压器T－2，供给绝缘类的内部电源IPS1－2，从而即使利用非绝缘类的外部电源进行供给，也能够供给绝缘类的内部电源，能够解决(1)的问题。
监视部40从控制电源电路20－1接受控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1(例如，分别为24V)中的一个，使用接受到的控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1进行动作，对控制电源用电容器C1－1的电压进行监视。监视部40将监视到的电压值作为监视结果向控制部50(控制部50中的例如控制电路51－2)供给。
控制部50从控制电源电路20－1接受控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1(例如，分别为24V)中的一个，从控制电源电路20－2接受控制用的直流电力IPS1－2、IPS2－2(例如，分别为5V)中的一个。控制部50分别使用接受到的控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1和接受到的控制用的直流电力IPS1－2、IPS2－2，进行规定的控制动作。
具体地说，控制部50具有多个控制电路51－1、51－2。控制电路51－1包含以比较高的电压进行动作的电路部件，从控制电源电路20－1接受控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1(例如，分别为24V)中的一个，使用接受到的控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1，进行规定的控制动作。
控制电路51－2包含以比较低的电压进行动作的电路部件(例如，晶体管等)，从控制电源电路20－2接受控制用的直流电力IPS1－2、IPS2－2(例如，分别为5V)中的一个，使用接受到的控制用的直流电力IPS1－2、IPS2－2，进行规定的控制动作。
开闭部70例如连接在主电源AC和输入端子R、S、T之间。开闭部70在控制部50的控制下，对主电源AC和整流电路903的电连接进行开闭。开闭部70例如具有同步地断开、接通的多个开关71～73，通过与从控制电路51－2供给的控制信号相对应，使主电源AC和输入端子R、S、T的电连接同步地断开、接通，从而对主电源AC和整流电路903的电连接进行开闭。
开闭部80－1例如连接在外部电源DC－1和输入端子R2－1、S2－1之间。开闭部80－1在控制部50的控制下，对外部电源DC－1和控制电源电路20－1的电连接进行开闭。开闭部80－1例如具有用于将外部电源DC－1和输入端子R2－1的电连接切断的切断器81－1(例如，继电器等)，通过与从控制电路51－2供给的控制信号(切断信号或者通电信号)相对应，将主电源AC和输入端子R、S、T的电连接切断或解除该切断，从而对外部电源DC－1和控制电源电路20－1的电连接进行开闭。
开闭部80－2例如连接在外部电源DC－2和输入端子R2－2、S2－2之间。开闭部80－2在控制部50的控制下，对外部电源DC－2和控制电源电路20－2的电连接进行开闭。开闭部80－2例如具有用于将外部电源DC－2和输入端子R2－2的电连接切断的切断器81－2(例如，继电器等)，通过与从控制电路51－2供给的控制信号(切断信号或者通电信号)相对应，将主电源AC和输入端子R、S、T的电连接切断或解除该切断，从而对外部电源DC－2和控制电源电路20－2的电连接进行开闭。
例如，控制电路51－2从监视部40接受控制电源用电容器C1－1的电压的监视结果。控制电路51－2与监视部40的监视结果相对应，在将外部电源DC－1、DC－2与控制电源电路20－1、20－2切断的第1模式、主电源AC以及外部电源DC－1、DC－2并用的第2模式、将主电源AC与整流电路903切断的第3模式之间，切换逆变器装置1的动作。
具体地说，控制电路51－2与监视部40的监视结果相对应，对开闭部70、开闭部80－1以及开闭部80－2进行控制。例如，控制电路51－2在第1模式中进行如下控制，即，由开闭部70将主电源AC和整流电路903的电连接置为闭合状态，由开闭部80－1将外部电源DC－1和控制电源电路20－1的电连接置为断开状态，由开闭部80－2将外部电源DC－2和控制电源电路20－2的电连接置为断开状态。另外，例如，控制电路51－2在第2模式中进行如下控制，即，由开闭部70将主电源AC和整流电路903的电连接置为闭合状态，由开闭部80－1将外部电源DC－1和控制电源电路20－1的电连接置为闭合状态，由开闭部80－2将外部电源DC－2和控制电源电路20－2的电连接置为闭合状态。另外，例如，控制电路51－2在第3模式中进行如下控制，即，由开闭部70将主电源AC和整流电路903的电连接置为断开状态，由开闭部80－1将外部电源DC－1和控制电源电路20－1的电连接置为闭合状态，由开闭部80－2将外部电源DC－2和控制电源电路20－2的电连接置为闭合状态。
即，通过由监视部40对控制电源用电容器C1－1的电压进行监视，控制部50与该监视结果相对应，对当前的电源供给状态是利用主电源(AC200V/400V)方式实现的供给，还是利用外部电源方式实现的供给进行判别，从而如图4所示，解决上述(4)、(5)的问题。图4是表示用于判别当前的电源供给状态的算法的图。
如图4所示，首先供给电源，使包含监视部40以及控制部50在内的CPU(未图示)动作(步骤ST1)。然后，CPU对分离出的控制电源用电容器C1－1的电压进行检测，例如通过将该电压与规定的阈值进行比较，从而对有无控制电源用电容器C1－1的电压进行判断(步骤ST2)。在判断为有控制电源用电容器C1－1的电压的情况下，可知正从主电源AC进行供给(步骤ST3、ST4)，在判断为没有控制电源用电容器C1－1的电压的情况下，可知正从外部电源DC－1进行供给(步骤ST5)。由此，能够对电源的供给口进行判别，对逆变器装置1的控制模式进行变更。
在可知正从主电源AC进行供给的情况下(步骤ST3、ST4)，通过向用户进行是仅使用主电源进行供给、还是主电源和外部电源并用的询问等，从而等待是仅使用主电源进行供给、还是主电源和外部电源并用的选择指示(步骤ST6)。
在选择了仅主电源的方式(由参数或外部输入来设定)的情况下，将逆变器装置1的控制模式变更为第1模式(步骤ST8)。由此，在利用主电源AC和外部电源DC－1同时进行电力供给时，能够切断不需要的外部电源方式，能够实现外部电源(蓄电池、电池等)的省电化，能够解决上述(4)的问题。
切断方法是，例如从控制部50向切断器81－1、81－2输出切断信号(步骤ST10)，利用框体2外部的切断器81－1、81－2进行切断(步骤ST12)。图5是其时序图。示出了下述例子，即，如果利用外部电源DC－1使CPU开始动作，利用主电源AC供给电力，则对控制电源用电容器C1－1的电压进行检测，输出切断信号。
在选择了主电源以及外部电源供给并用的方式(由参数或外部输入来设定)的情况下，将逆变器装置1的控制模式变更为第2模式(步骤ST9)。在第2模式中，从控制部50向切断器81－1、81－2输出通电信号(步骤ST11)，框体2外部的切断器81－1、81－2解除切断(步骤ST13)。例如，第2模式成为即使因某种原因而使主电源AC断开时，CPU的电源也不会被切断，能够掌握状况、进行判断、记录的高可靠性模式。另外，此时，例如如果从控制电源电路20－1向逆变器主电路904供给直流电力，则能够使电动机M的驱动动作得以持续。
并且，在主电源AC因瞬时停电、停电等而断开时，根据图4的算法，可知正从外部电源DC－1进行供给(步骤ST5)，因此，将逆变器装置1的控制模式变更为第3模式(步骤ST7)。由此，能够再次开始向CPU的电力供给。此时，CPU能够对瞬时停电、停电等进行记录。在第3模式中，是主电源供给和外部电源供给并用的方式，无需接通主电源AC，就能够简单地确认逆变器装置1的设定变更及逆变器装置1的状态，能够提高逆变器装置1的方便性及维护性。由于不需要高电压(大于或等于100V～200V)，能够安全地确认逆变器装置1的状态及不需要在逆变器主电路904中流过电流，因此能够省电化。另外，也可以使用CC－LINK等通信，远程地确认逆变器装置1的状态。并且，电动机M的驱动动作无法进行，功能自动地受到限制，因此，能够确保关于电动机M驱动的安全性，能够解决上述(5)的问题。
如上述所示，在实施方式1中，在控制电源电路20－1中，绝缘变压器T－1包含与整流电路10连接的1次侧绕组T－1a、相对于1次侧绕组T－1a绝缘的2次侧绕组T－1b。控制电源用电容器C1－1经由二极管D1－1与绝缘变压器T－1的2次侧绕组T－1b连接。外部电源用电容器C2－1经由二极管D2－1与控制电源用电容器C1－1连接，并且，经由二极管D3－1与连接外部电源DC－1的输入端子R2－1连接。控制电源用电容器C3－1与外部电源用电容器C2－1连接。由此，能够将内部电源IPS1－1(主电源供给)和内部电源IPS2－1(主电源供给+外部DC电源供给)分离，能够减少外部电源DC－1的供给电力，能够实现省电化。另外，通过将电容器分割为控制电源用电容器C1－1和外部电源用电容器C2－1，从而能够减少外部电源用电容器C2－1的容量，能够减小从外部电源DC－1向外部电源用电容器C2－1的浪涌电流，因此，不设置电阻就能够有效地抑制浪涌电流。因此，能够省电且有效地使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存。
另外，在实施方式1中，在控制电源电路20－2中，绝缘变压器T－2包含与整流电路10连接的1次侧绕组T－2a、相对于1次侧绕组T－2a绝缘的2次侧绕组T－2b。控制电源用电容器C1－2经由二极管D1－2与绝缘变压器T－2的2次侧绕组T－2b连接。外部电源用电容器C2－2经由二极管D2－2与控制电源用电容器C1－2连接，并且，经由二极管D3－2与连接外部电源DC－2的输入端子R2－2连接。控制电源用电容器C3－2与外部电源用电容器C2－2连接。由此，利用内部电源IPS2－1(主电源供给+外部DC电源供给)和绝缘变压器T－2供给绝缘类的内部电源IPS1－2，因此，在利用非绝缘类的外部电源进行电力供给时，外部电源DC也不必进行绝缘，就能够供给绝缘类的内部电源。其结果，能够低成本地使利用主电源实现的电源供给和利用外部电源实现的电源供给并存。
另外，在实施方式1中，在逆变器装置1中，监视部40对控制电源用电容器C1－1的电压进行监视。控制部50与监视部40的监视结果相对应，在将外部电源DC－1、DC－2与控制电源电路20－1、20－2切断的第1模式，主电源AC以及外部电源DC－1、DC－2并用的第2模式，以及将主电源AC与整流电路903切断的第3模式之间，对逆变器装置1的动作进行切换。由此，能够自动判别电源供给口(主电源供给/外部电源供给)，与其供给方式和目的(设定)相匹配，对逆变器装置1的控制模式进行变更。例如，通过变更为第1模式，从而能够在主电源供给/外部电源供给并用时切断外部电源，能够实现外部电源的电池等的省电化。或者，例如通过变更为第2模式，从而能够提高逆变器装置1的动作可靠性，以在任何时候都不使CPU(监视部40以及控制部50)的电源断开。或者，例如通过变更为第3模式，从而能够自动地施加不对电动机M进行驱动等的制约，能够安全地设定·维护逆变器装置1。
实施方式2
下面，使用图6，对实施方式2所涉及的逆变器装置1i进行说明。图6是表示逆变器装置1i的结构的图。以下，以与实施方式1不同的部分为中心进行说明。
在实施方式1中，在逆变器装置1上连接有2种外部电源DC－1、DC－2，但在实施方式2中，在逆变器装置1i上连接有多种外部电源DC－1、DC－2、···、DC－k(k是大于或等于3的整数)。
具体地说，在逆变器装置1i的框体2i中，作为用于建立控制电源的输入端子，除了输入端子R1、S1之外，还安装对外部电源DC－1进行供给的端子R2－1、S2－1、对外部电源DC－2进行供给的端子R2－2、S2－2、···、对外部电源DC－k进行供给的端子R2－k、S2－k，设置有外部电源专用的供给口。
更具体地说，在逆变器装置1i中，如图7及图8所示，使用多个绝缘变压器T－1、T－2、···、T－k，将控制电源电路20－1、控制电源电路20－2、···以及控制电源电路20－k多级连接。此时，除了最终级以外的控制电源电路20－1、控制电源电路20－2、···、控制电源电路20－(k－1)的内部结构，分别与实施方式1的控制电源电路20－1的内部结构相同，最终级的控制电源电路20－k的内部结构与实施方式1的控制电源电路20－2的内部结构相同。由此，能够以多级变压后的电平(例如，DC48V、DC24V、DC5V、DC3.3V等)生成绝缘类的内部电源、即控制用的直流电力IPS1－1、IPS2－1、IPS1－2、IPS2－2、···、IPS1－k、IPS2－k，在控制部50内存在以不同电平的电力进行动作的控制电路51－1、51－2、···、51－k的情况下，能够向各自的控制电路供给绝缘类的内部电源。
另外，监视部40i对除了最终级以外的控制电源电路20－1、控制电源电路20－2、···、控制电源电路20－(k－1)中的各控制电源用电容器C1－1、C1－2、···、C1－(k－1)的电压进行监视。监视部40i将监视到的各电压值作为监视结果向控制部50(控制部50中的例如控制电路51－2)供给。
例如，控制电路51－2从监视部40i接受控制电源用电容器C1－1的电压、控制电源用电容器C1－2的电压、···以及控制电源用电容器C1－k的电压的监视结果。控制电路51－2与监视部40i的监视结果相对应，在将外部电源DC－1、DC－2、···、DC－k与控制电源电路20－1、20－2切断的第1模式，主电源AC以及外部电源DC－1、DC－2、···、DC－k并用的第2模式，将主电源AC与整流电路903切断的第3模式之间，对逆变器装置1i的动作进行切换。控制电路51－2与监视部40i的监视结果相对应，对开闭部70、开闭部80－1、开闭部80－2、···以及开闭部80－k进行控制。由此，能够自动多级地判别电源供给口(主电源供给/外部电源供给)，与其供给方式和目的(设定)相匹配，更准确地对逆变器装置1i的控制模式进行变更。
此外，由于能够与监视部40i的监视结果相对应，自动多级地判别电源供给口(主电源供给/外部电源供给)，所以控制电路51－2也可以在更多的控制模式之间对逆变器装置1i的动作进行切换。例如，也可以进一步设置将外部电源DC－1、DC－2、···、DC－k的一部分与控制电源电路20－1、20－2切断的模式，也可以进一步设置外部电源DC－1、DC－2、···、DC－k的一部分和主电源AC并用的模式。由此，能够使逆变器装置1i与其供给方式和目的(设定)相匹配，更精细地动作。
工业实用性
如上述所示，本发明所涉及的逆变器装置适用于控制电源的建立。
标号的说明
1、1i 逆变器装置
2 框体
10 整流电路
20－1～20－k 控制电源电路
40、40i 监视部
50 控制部
51－1～51－k 控制电路
70 开闭部
71～73 开关
80－1～80－k 开闭部
81－1～81－k 切断器
900、900i 逆变器装置
902、902i 框体
903 整流电路
904 逆变器主电路
910 整流电路
920、920i 控制电源电路
950 控制部
AC 主电源
C1－1～C1－k 控制电源用电容器
C2－1～C2－k 外部电源用电容器
C3－1～C3－k 控制电源用电容器
D1－1～D1－k 二极管
D2－1～D2－k 二极管
D3－1～D3－k 二极管
DC 外部电源
DC－1～DC－k 外部电源
T－1～T－k 绝缘变压器
T－1a～T－ka 1次侧绕组
T－1b～T－kb 2次侧绕组
T900 绝缘变压器
T900a 1次侧绕组
T900b 2次侧绕组

Claims (6)

1.一种逆变器装置，其特征在于，具有：
整流电路，其对从主电源供给的交流电力进行整流化，生成直流电力；
控制电源电路，其使用由所述整流电路生成的直流电力和从外部电源供给的直流电力中的至少一个，生成控制用直流电力；
控制部，其使用所述控制用直流电力，进行规定的控制动作；以及
监视部，
所述控制电源电路具有：
绝缘变压器，其包含与所述整流电路连接的1次侧绕组和相对于所述1次侧绕组绝缘的2次侧绕组；
第1控制电源用电容器，其经由第1二极管与所述绝缘变压器的所述2次侧绕组连接；
外部电源用电容器，其经由第2二极管与所述第1控制电源用电容器连接，并且，经由第3二极管与连接所述外部电源的端子连接；以及
第2控制电源用电容器，其与所述外部电源用电容器连接，
所述监视部对所述第1控制电源用电容器的电压进行监视，
所述控制部将由所述监视部监视到的所述第1控制电源用电容器的电压与阈值进行比较，在可知正从所述主电源进行供给的情况下，向用户询问选择第1模式和第2模式中的哪一个，与来自用户的选择指示相对应，在所述第1模式和所述第2模式之间切换动作，其中，所述第1模式是将所述外部电源与所述控制电源电路切断，所述第2模式是所述主电源以及所述外部电源并用，
所述逆变器装置还具有第2控制电源电路，该第2控制电源电路使用所述控制用直流电力和从第2外部电源供给的直流电力中的至少一个，生成第2控制用直流电力，
所述控制部使用所述控制用直流电力和所述第2控制用直流电力，进行规定的控制动作，
所述第2控制电源电路具有：
第2绝缘变压器，其包含与所述第2控制电源用电容器连接的1次侧绕组和相对于所述1次侧绕组绝缘的2次侧绕组；以及
第3控制电源用电容器，其经由第4二极管与所述第2绝缘变压器的所述2次侧绕组连接。
2.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，
所述第2控制电源电路具有：
第2外部电源用电容器，其经由第5二极管与所述第3控制电源用电容器连接，并且，经由第6二极管与连接所述第2外部电源的端子连接；以及
第4控制电源用电容器，其与所述第2外部电源用电容器连接。
3.根据权利要求1所述的逆变器装置，其特征在于，还具有：
第2整流电路，其对从所述主电源供给的交流电力进行整流化，生成直流电力；以及
逆变器主电路，其将由所述第2整流电路生成的直流电力变换为交流电力，使用变换后的交流电力，对电动机进行驱动，
所述控制部与所述监视部的监视结果相对应，在将所述外部电源与所述控制电源电路切断的所述第1模式、所述主电源以及所述外部电源并用的所述第2模式、将所述主电源与所述第2整流电路切断的第3模式之间，对所述逆变器装置的动作进行切换。
4.根据权利要求3所述的逆变器装置，其特征在于，还具有：
第1开闭部，其对所述主电源和所述第2整流电路的电连接进行开闭；以及
第2开闭部，其对所述外部电源和所述控制电源电路的电连接进行开闭，
所述控制部与所述监视部的监视结果相对应，对所述第1开闭部以及所述第2开闭部进行控制。
5.根据权利要求2所述的逆变器装置，其特征在于，还具有：
第2整流电路，其对从所述主电源供给的交流电力进行整流化，生成直流电力；以及
逆变器主电路，其将由所述第2整流电路生成的直流电力变换为交流电力，使用变换后的交流电力，对电动机进行驱动，
所述监视部还对所述第3控制电源用电容器的电压进行监视，
所述控制部与所述监视部的监视结果相对应，在将所述外部电源与所述控制电源电路切断并将所述第2外部电源与所述第2控制电源电路切断的所述第1模式，所述主电源、所述外部电源以及所述第2外部电源并用的所述第2模式，将所述主电源与所述第2整流电路切断的第3模式之间，对所述逆变器装置的动作进行切换。
6.根据权利要求5所述的逆变器装置，其特征在于，还具有：
第1开闭部，其对所述主电源和所述第2整流电路的电连接进行开闭；
第2开闭部，其对所述外部电源和所述控制电源电路的电连接进行开闭；以及
第3开闭部，其对所述第2外部电源和所述第2控制电源电路的电连接进行开闭，
所述控制部与所述监视部的监视结果相对应，对所述第1开闭部、所述第2开闭部以及所述第3开闭部进行控制。
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