JP2003088131A - Pwm circuit and inverter using the same - Google Patents

Pwm circuit and inverter using the same

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JP2003088131A
JP2003088131A JP2001269444A JP2001269444A JP2003088131A JP 2003088131 A JP2003088131 A JP 2003088131A JP 2001269444 A JP2001269444 A JP 2001269444A JP 2001269444 A JP2001269444 A JP 2001269444A JP 2003088131 A JP2003088131 A JP 2003088131A
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register
signal
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cpu
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JP2001269444A
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Kiyoshi Kuroiwa
清 黒岩
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems of a PWM circuit of the system which changes frequency of the carrier without relation to signal wave and time and reduces magnetic sound and mechanical vibration of the apparatus, that expensive V/F converter and D/A converter are required for changing the frequency, and that aging and temperature changes are large resulting in unstable condition because an analog signal process which changes frequency is included. SOLUTION: This PWM circuit is provided with an amplitude command register 17 in order to simultaneously change in the same rate an amplitude of carrier (triangular wave) and an amplitude of voltage signal. A value set to this register 17 determines (changes) the amplitude of carrier and change continuously this amplitude. Meanwhile, since a voltage changing rate (slope of waveform) of the carrier is determined to the constant value depending on the frequency of an oscillator 4 counted by an up/down counter 5, change of amplitude provides the same effect as that when the frequency is changed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、インバータ装置
の主回路素子のオンオフ動作を制御するPWM回路およ
びこのPWM回路を用いたインバータ装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM circuit for controlling on / off operations of main circuit elements of an inverter device and an inverter device using this PWM circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】電力変換システムのインバータ装置にお
いて、インバータの主回路を構成する半導体素子のオン
オフを制御する信号(以下ゲートパルスという)を発生
する回路には、三角波比較PWM(Pulse Wid
th Modulation、パルス幅変調とも言う)
回路が一般に用いられる。三角波比較PWM回路では、
三角波を搬送波、電圧指令値を信号波とし、三角波と電
圧指令値との大小により電力半導体のスイッチング時間
を決定し、電圧指令値を変化させることによりインバー
タの出力電圧を制御することができる。この種の三角波
比較PWM回路では、一般には三角波の周波数は一定で
あり、電圧指令値は正弦波状の信号となるが、このよう
な自励式インバータ装置では、装置に用いられているリ
アクトルなどの回路素子から、搬送波周波数を基本波周
波数とする磁気音や機械振動が発生する。その磁気音の
低減策として、三角波の周波数を電圧指令値波とは無関
係に時間的に変化させる方式が用いられている。
2. Description of the Related Art In an inverter device of a power conversion system, a circuit for generating a signal (hereinafter referred to as a gate pulse) for controlling on / off of a semiconductor element which constitutes a main circuit of the inverter is provided with a triangular wave comparison PWM (Pulse Width).
th Modulation, also called pulse width modulation)
Circuits are commonly used. In the triangular wave comparison PWM circuit,
The triangular wave is a carrier wave, the voltage command value is a signal wave, the switching time of the power semiconductor is determined by the magnitude of the triangular wave and the voltage command value, and the output voltage of the inverter can be controlled by changing the voltage command value. In this type of triangular wave comparison PWM circuit, the frequency of the triangular wave is generally constant, and the voltage command value is a sine wave signal. However, in such a self-excited inverter device, a circuit such as a reactor used in the device is used. Magnetic noise or mechanical vibration having a carrier frequency as a fundamental frequency is generated from the element. As a measure for reducing the magnetic noise, a method of temporally changing the frequency of the triangular wave regardless of the voltage command value wave is used.

【0003】図19は、例えば電気学会技術報告第59
6号(1996年7月)に示された従来の自励式インバ
ータ装置のPWM回路部を示す。図において1はCPU
(中央処理装置)であって、2はCPU1から出力され
る電圧指令(信号波)を格納する電圧指令用レジスタで
ある。一般には、自励式インバータから出力しようとす
る電圧波形に対応した正弦波状の信号をCPU1から電
圧指令用レジスタ2に出力する。3はD/Aコンバータ
であって、CPU1からの指令に応じたアナログ信号を
出力する。34はV/Fコンバータであって、D/Aコ
ンバータ3から入力されるアナログ信号に比例した周波
数のパルス列を出力する。5はアップ/ダウンカウンタ
であってV/Fコンバータ34から出力されるパルス列
をカウントすることにより搬送波である三角波を生成す
る。6は比較器であってアップ/ダウンカウンタ5と電
圧指令用レジスタ2の値を比較し、その大小により電力
半導体のスイッチング時間を決定し、信号波を変化させ
ることによりインバータの出力電圧を制御する。
FIG. 19 shows, for example, the Institute of Electrical Engineers of Japan Technical Report No. 59.
6 shows a PWM circuit unit of a conventional self-excited inverter device shown in No. 6 (July 1996). In the figure, 1 is a CPU
(Central processing unit), 2 is a voltage command register for storing a voltage command (signal wave) output from the CPU 1. Generally, a sinusoidal signal corresponding to the voltage waveform to be output from the self-exciting inverter is output from the CPU 1 to the voltage command register 2. A D / A converter 3 outputs an analog signal according to a command from the CPU 1. A V / F converter 34 outputs a pulse train having a frequency proportional to the analog signal input from the D / A converter 3. An up / down counter 5 counts the pulse train output from the V / F converter 34 to generate a triangular wave as a carrier wave. Reference numeral 6 denotes a comparator, which compares the values of the up / down counter 5 and the voltage command register 2 and determines the switching time of the power semiconductor depending on the size of the comparator, and controls the output voltage of the inverter by changing the signal wave. .

【0004】次に動作について説明する。図20のよう
にCPU1からは自励式インバータから出力しようとす
る電圧波形に対応した正弦波状の信号波100を電圧指
令用レジスタ2へと出力する。一方、CPU1からD/
Aコンバータ3に指令を与えることにより、それに応じ
たアナログ信号が出力される。そのアナログ信号を受け
電圧値に比例した周波数のパルス列がV/Fコンバータ
34から出力される。アップ/ダウンカウンタ5からは
V/Fコンバータ34からのパルス列をカウントするこ
とにより搬送波となる三角波(搬送波とも言う)101
を生成する。比較器6でアップ/ダウンカウンタ5から
出力される三角波101と電圧指令用レジスタ2の出力
100とが比較される。電圧指令用レジスタ2の値のほ
うが三角波であるアップ/ダウンカウンタの値より大き
い場合は比較器6からは1が出力され、その逆の場合は0
が出力される。この信号を102として図中に示す。
Next, the operation will be described. As shown in FIG. 20, the CPU 1 outputs to the voltage command register 2 a sinusoidal signal wave 100 corresponding to the voltage waveform to be output from the self-excited inverter. On the other hand, from CPU1 to D /
By giving a command to the A converter 3, an analog signal corresponding to the command is output. A pulse train having a frequency proportional to the voltage value that receives the analog signal is output from the V / F converter 34. The up / down counter 5 counts a pulse train from the V / F converter 34 to form a triangular wave (also referred to as a carrier) 101.
To generate. The comparator 6 compares the triangular wave 101 output from the up / down counter 5 with the output 100 of the voltage command register 2. When the value of the voltage command register 2 is greater than the value of the triangular wave up / down counter, 1 is output from the comparator 6, and 0 in the opposite case.
Is output. This signal is shown as 102 in the figure.

【0005】図20の102に示すように、三角波10
1の周波数が一定で、信号波100を正弦波状に変化さ
せると、信号波100の大小に応じて比較器6から出力
される信号102の1の期間と0の期間との比率が長く
なったり短くなったりする。インバータ装置の磁気音や
機械振動を低減させるためには、搬送波101の周波数
を時間的に変化させることが効果的なことは知られてお
り、例えばアップ/ダウンカウンタ5へ入力するクロッ
ク周波数を変化させることにより実現することができ
る。そのためには、前記構成でCPU1からD/Aコン
バータ3に与える指令を信号波とは無関係に変化させ、
V/Fコンバータ34から出力されるパルス列の周波数
を変化させる。その結果、そのパルス列をカウントして
アップ/ダウンカウンタ5で生成される三角波の周波数
が変化することになる。
As shown at 102 in FIG. 20, a triangular wave 10
When the frequency of 1 is constant and the signal wave 100 is changed in a sine wave shape, the ratio between the period of 1 and the period of 0 of the signal 102 output from the comparator 6 becomes longer depending on the magnitude of the signal wave 100. It gets shorter. It is known that it is effective to temporally change the frequency of the carrier wave 101 in order to reduce the magnetic noise and mechanical vibration of the inverter device. For example, the clock frequency input to the up / down counter 5 is changed. It can be realized by To that end, in the above configuration, the command given from the CPU 1 to the D / A converter 3 is changed irrespective of the signal wave,
The frequency of the pulse train output from the V / F converter 34 is changed. As a result, the frequency of the triangular wave generated by the up / down counter 5 by counting the pulse train changes.

【0006】しかしこの構成では、D/Aコンバータ3
やV/Fコンバータ34などに、幅広い周波数変化に対
応可能な、比較的高価な部品を使用する必要がある。さ
らに処理回路の中でアナログ信号を介在することとなる
ため、温度変化や経時変化により使用する抵抗やコンデ
ンサの値が変化して、搬送波の周波数の安定性が十分に
得られないという問題も生じる。
However, in this configuration, the D / A converter 3
It is necessary to use relatively expensive components that can cope with a wide range of frequency changes, such as the V and F / F converters 34. Furthermore, since an analog signal is interposed in the processing circuit, the values of the resistors and capacitors used change due to temperature changes and changes over time, and the frequency stability of the carrier wave cannot be obtained sufficiently. .

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
搬送波(三角波)の周波数を、信号波の位相や大きさと
は無関係に変化させ、装置の磁気音や機械振動を低減さ
せる方式のPWM回路では、高価な部品を必要とすると
ともに、アナログ信号を介在しているため、温度変化・
経時変化の影響を受けて状態が変化しやすいという問題
点があった。
As described above, the PWM of the conventional method of changing the frequency of the carrier wave (triangular wave) regardless of the phase and magnitude of the signal wave and reducing the magnetic noise and mechanical vibration of the device. The circuit requires expensive parts, and since an analog signal is present, temperature changes and
There is a problem that the state is likely to change under the influence of changes over time.

【0008】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、高価なコンバータを使用せ
ず、またアナログ信号を介在させないPWM回路を提供
するものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a PWM circuit that does not use an expensive converter and does not interpose an analog signal.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明のPWM回路
は、インバータ装置の出力電圧波形の基準となる波形信
号のデータ列を出力するCPU、前記波形信号のデータ
列を保持して、前記CPUから指令された大きさの電圧
信号データに変換し、必要なタイミングで出力する電圧
指令用レジスタ、あらかじめ定めた所定の周波数のパル
スを発振する発振器、前記パルス列をアップカウント又
はダウンカウントし、このカウント数が前記CPUから
指令された上限値に達するか又はゼロになる度に、この
カウント方向を切り替えることにより搬送波データを生
成するアップダウンカウンタ、前記搬送波データと、前
記電圧信号データとを比較して、その大小に応じた2値
信号を前記インバータ装置のゲートパルス信号として出
力する比較器、前記CPUの指令により、前記アップダ
ウンカウンタの前記上限値と、前記電圧指令用レジスタ
の前記電圧信号データとを、同時に同じ割合で変化させ
る振幅指令用レジスタを備え、この振幅指令用レジスタ
によって前記ゲートパルス信号のデューティ比を一定に
保ちつつ前記搬送波データの周波数を変更するものであ
る。
A PWM circuit according to the present invention includes a CPU that outputs a data string of a waveform signal that serves as a reference of an output voltage waveform of an inverter device, and a data string of the waveform signal that is held by the CPU. A voltage command register that converts the voltage signal data of the commanded size and outputs at the required timing, an oscillator that oscillates a pulse of a predetermined frequency that is determined in advance, the pulse train is up-counted or down-counted, and this count number Each time the upper limit value commanded by the CPU is reached or becomes zero, an up / down counter that generates carrier wave data by switching the count direction, the carrier wave data is compared with the voltage signal data, A comparator for outputting a binary signal corresponding to the magnitude as a gate pulse signal of the inverter device; According to a command from the PU, an amplitude command register for simultaneously changing the upper limit value of the up / down counter and the voltage signal data of the voltage command register at the same rate is provided, and the gate pulse is generated by the amplitude command register. The frequency of the carrier wave data is changed while keeping the duty ratio of the signal constant.

【0010】また、インバータ装置の出力電圧波形の基
準となる波形信号のデータ列を出力するCPU、前記波
形信号のデータ列を保持して、前記CPUから指令され
た大きさの電圧信号データに変換し、必要なタイミング
で出力する電圧指令用レジスタ、あらかじめ定めた所定
の周波数のパルスを発振する発振器、前記パルス列をア
ップカウント又はダウンカウントし、このカウント数が
前記CPUから指令された上限値に達するか又はゼロに
なる度に、このカウント方向を切り替えることにより搬
送波データを生成するアップダウンカウンタ、前記搬送
波データと、前記電圧信号データとを比較して、その大
小に応じた2値信号を前記インバータ装置のゲートパル
ス信号として出力する比較器、前記アップダウンカウン
タの現在カウント値を、前記CPUにより前記上限値以
下に設定された新たな値に強制的に書き換える現在カウ
ント数変更用レジスタを備え、この現在カウント数変更
用レジスタによって前記搬送波データの位相を変更する
ものである。
Further, a CPU which outputs a data string of a waveform signal serving as a reference of an output voltage waveform of the inverter device, holds the data string of the waveform signal, and converts it into voltage signal data of a size instructed by the CPU. Then, a voltage command register that outputs at a necessary timing, an oscillator that oscillates a pulse having a predetermined frequency, and the pulse train is up-counted or down-counted, and this count reaches the upper limit value commanded by the CPU. Each time it becomes zero or zero, an up / down counter that generates carrier wave data by switching the count direction, the carrier wave data and the voltage signal data are compared, and a binary signal according to the magnitude is compared with the inverter. Comparator for outputting as gate pulse signal of device, current count of the up / down counter And wherein with the current count change register rewritten forced to a new value which is set below the upper limit by the CPU, and changes the phase of the carrier wave data by the current count change register.

【0011】また、インバータ装置の出力電圧波形の基
準となる波形信号のデータ列を出力するCPU、前記波
形信号のデータ列を保持して、前記CPUから指令され
た大きさの電圧信号データに変換し、必要なタイミング
で出力する電圧指令用レジスタ、あらかじめ定めた所定
の周波数のパルスを発振する発振器、前記パルス列をア
ップカウント又はダウンカウントし、このカウント数が
前記CPUから指令された上限値に達するか又はゼロに
なる度に、このカウント方向を切り替えることにより搬
送波データを生成するアップダウンカウンタ、前記搬送
波データと、前記電圧信号データとを比較して、その大
小に応じた2値信号を前記インバータ装置のゲートパル
ス信号として出力する比較器、前記アップダウンカウン
タの現在カウント値に、指令された値を加算して前記比
較器に出力する加算器、前記CPUの指令にもとづいて
前記加算器に前記値を指令する加算用レジスタを備え、
この加算用レジスタによって前記搬送波データの位相を
変更するものである。
Further, a CPU that outputs a data string of a waveform signal that serves as a reference of an output voltage waveform of the inverter device, holds the data string of the waveform signal, and converts it into voltage signal data of a size instructed by the CPU. Then, a voltage command register that outputs at a necessary timing, an oscillator that oscillates a pulse having a predetermined frequency, and the pulse train is up-counted or down-counted, and this count reaches the upper limit value commanded by the CPU. Each time it becomes zero or zero, an up / down counter that generates carrier wave data by switching the count direction, the carrier wave data and the voltage signal data are compared, and a binary signal according to the magnitude is compared with the inverter. Comparator for outputting as gate pulse signal of device, current count of the up / down counter The adder to be outputted to the comparator by adding the commanded value, an addition register for commanding the value to the adder according to the command of the CPU,
The adder register changes the phase of the carrier wave data.

【0012】また、前記加算用レジスタの出力を保持
し、前記比較器の出力があらかじめ定めた特定の条件を
満たすタイミングで、前記保持した値を前記加算器に入
力する第2の加算用レジスタを備えたものである。
A second addition register for holding the output of the addition register and inputting the held value to the adder at a timing when the output of the comparator satisfies a predetermined specific condition. Be prepared.

【0013】また、前記あらかじめ定めた特定の条件
は、前記搬送波信号の大きさが前記電圧信号の大きさよ
り大となることとしたものである。
Further, the predetermined specific condition is that the magnitude of the carrier signal is larger than the magnitude of the voltage signal.

【0014】また、前記搬送波のデータの最上位ビット
と、前記電圧信号のデータの最上位ビットとの排他的論
理和が1である期間に、前記加算用レジスタの値を前記
第2の加算用レジスタを介して前記加算器へ入力させる
トリガー信号を出力するタイミング生成回路を備えたも
のである。
Further, during a period in which the exclusive OR of the most significant bit of the carrier wave data and the most significant bit of the voltage signal data is 1, the value of the addition register is set to the second addition value. The timing generator circuit outputs a trigger signal to be input to the adder via a register.

【0015】また、前記加算用レジスタの値を前記第2
加算用レジスタに保持して前記加算器へ移動させるトリ
ガー信号を、前記アップダウンカウンタの出力が前記電
圧信号より大で、かつ、前記アップダウンカウンタに位
相用レジスタの値を加算した加算器の出力が前記電圧信
号より大である期間に生成する第2タイミング生成回路
を備えたものである。
Further, the value of the addition register is set to the second value.
The output of the adder in which the output of the up-down counter is larger than the voltage signal and the value of the phase register is added to the up-down counter, and the trigger signal which is held in the addition register and moved to the adder Is provided with a second timing generation circuit for generating the voltage in a period larger than the voltage signal.

【0016】この発明によるインバータ装置は、インバ
ータ装置を構成する回路素子から生じる磁気音を、上記
のいずれかのPWM回路を用いて低減させたものであ
る。
An inverter device according to the present invention is one in which magnetic noise generated from a circuit element constituting the inverter device is reduced by using any one of the PWM circuits described above.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】実施の形態1.以下、この発明の
実施の形態1のPWM回路を図1に基づいて説明する。
図1に於いて、1はCPUであり、インバータの出力電
圧の波形を指令するためにPWMの変調値である電圧指
令値の基準となる波形信号のデータ列を電圧指令用レジ
スタ2に出力する。4は発振器であり、PWMの搬送波
である三角波を発生させるための元となるあらかじめ定
めた所定の周波数のパルス(クロック)を発生する。発
振器4の信号を受けてアップ/ダウンカウンタ(アップ
ダウンカウンタとも言う)5はアップ又はダウンカウン
ト動作を行い、CPU1から設定される振幅指令用レジ
スタ17にセットされた値までカウントアップする。上
限値に達するとカウントダウン動作に移行し、ゼロまで
カウントダウンし、以後これを繰り返す。アップ/ダウ
ンカウンタ5のカウント値がインバータのPWMの搬送
波である三角波の振幅データとなり、電圧指令値データ
(電圧信号)である電圧指令用レジスタ2の出力と比較
器6で比較される。比較器6は三角波と電圧指令値とを
比較し、電圧指令値の方が三角波より大きい場合は1を
出力し、小さい場合は0を出力する(2値信号を出力す
る)ように動作する。この出力がインバータの電力半導
体のゲートパルスとなりインバータの出力を制御する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. The PWM circuit according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In FIG. 1, reference numeral 1 is a CPU, which outputs to a voltage command register 2 a data string of a waveform signal serving as a reference of a voltage command value which is a PWM modulation value for commanding a waveform of an output voltage of an inverter. . Reference numeral 4 denotes an oscillator, which generates a pulse (clock) having a predetermined frequency as a source for generating a triangular wave which is a carrier wave of PWM. Upon receiving a signal from the oscillator 4, an up / down counter (also referred to as an up / down counter) 5 performs an up or down count operation, and counts up to a value set in the amplitude command register 17 set by the CPU 1. When it reaches the upper limit value, it shifts to a countdown operation, counts down to zero, and repeats thereafter. The count value of the up / down counter 5 becomes the amplitude data of the triangular wave which is the PWM carrier wave of the inverter, and is compared with the output of the voltage command register 2 which is the voltage command value data (voltage signal) by the comparator 6. The comparator 6 compares the triangular wave with the voltage command value, and outputs 1 when the voltage command value is larger than the triangular wave, and outputs 0 when the voltage command value is smaller (outputs a binary signal). This output becomes a gate pulse of the power semiconductor of the inverter and controls the output of the inverter.

【0018】例えば振幅指令用レジスタ17の値が40
95の場合、発振器4の信号を受けアップ/ダウンカウ
ンタ5は0から4095までアツプ動作をし、4095
に達すると0までダウン動作を行うことにより、搬送波
である三角波を発生させる。したがって、搬送波周波数
を10KHZにするには発振器4からは4096×2×
10KHZの周波数を発生させることが必要となる。こ
こで振幅指令用レジスタ17の値が2047に設定され
ると、アップ/ダウンカウンタ5の値は2047で折り
返すことになり、発振器4から発生される信号の周波数
が前記と同じ4096×2×10KHZの場合、搬送波周
波数は(4096×2×10)/(2048×2)KH
Z=20KHZとなる。
For example, the value of the amplitude command register 17 is 40
In the case of 95, the up / down counter 5 receives the signal of the oscillator 4 and performs an up operation from 0 to 4095.
When it reaches 0, the down operation is performed to 0 to generate a triangular wave which is a carrier wave. Therefore, in order to set the carrier frequency to 10 KHZ, 4096 × 2 × from the oscillator 4
It is necessary to generate a frequency of 10 KHZ. Here, when the value of the amplitude command register 17 is set to 2047, the value of the up / down counter 5 is folded back at 2047, and the frequency of the signal generated from the oscillator 4 is the same as the above 4096 × 2 × 10 KHZ. , The carrier frequency is (4096 × 2 × 10) / (2048 × 2) KH
Z = 20KHZ.

【0019】以上のように、搬送波のピーク値すなわち
搬送波の振幅を変更することにより発振器4の周波数が
同じであっても、搬送波の周波数を変更することができ
る。しかし、搬送波ピーク値の変更前後で電圧指令値を
格納する電圧指令用レジスタ2の値が同じままである
と、比較器6から出力されるパルス幅(1の期問と0の
期間の時間比率)が変化することになり、場合によって
は1が連続してしまう場合がある。したがって、振幅指
令用レジスタ17は、搬送波のピーク値を変更するとと
もに、その変更と同じ割合で電圧指令用レジスタ2の出
力である電圧指令値も変更する。
As described above, by changing the peak value of the carrier wave, that is, the amplitude of the carrier wave, the frequency of the carrier wave can be changed even if the frequency of the oscillator 4 is the same. However, if the value of the voltage command register 2 that stores the voltage command value remains the same before and after the change of the carrier peak value, the pulse width output from the comparator 6 (the time ratio between the period of 1 and the period of 0). ) Will change, and 1 may continue in some cases. Therefore, the amplitude command register 17 changes the peak value of the carrier wave and also changes the voltage command value which is the output of the voltage command register 2 at the same rate as the change.

【0020】理解を助けるため、以上の説明を、図2に
波形を用いて再度説明する。図2に於いて、110は三
角波の搬送波であり、110aはその振幅が4095の
とき、110bは同じく三角波で、その振幅が2047
のものである。例えば搬送波ピークが4095の場合
に、比較器6から出力される1と0の出力の時間長さの
比率を25対75にする(デューティ比が25/100
と言う)ためには、電圧指令用レジスタ2には1024
(ここで1024は4095×25/(25+75)か
ら得られたものである)を設定することにより実現でき
る。この場合の搬送波周波数は10KHZとなる。ここ
で搬送波ピーク値を図の右側部分のように、2047に
変更すると、搬送波周波数は20KHZとなる。ここで
電圧指令値が1024のままであると、比較器6からの
1と0の出力比率は、図2の112bのように50対5
0(50は1024/2047×100から得られる)
になる。そこで振幅指令用レジスタ17はアップダウン
カウンタ5の変更と同時に、電圧指令用レジスタ2の出
力電圧指令値を512に変更することにより、図2の1
12Cに示すように、比較器6から出力される1と0の出
力時間比率は同じく25:75を継続させる(即ちデュ
ーティ比を一定に保つ)ことができる。以上のように、
振幅指令用レジスタ17と電圧指令用レジスタ2を同時
に、同じ割合で変更することにより、ゲートパルスのデ
ューティ比を一定に保ちつつ、搬送波周波数を任意に変
更することができる。この構成ではアナログ信号を介在
させることなく搬送波周波数を変更でき、経時的・温度
的に安定したPWM回路が実現できる。
In order to facilitate understanding, the above description will be described again using the waveforms in FIG. In FIG. 2, 110 is a triangular wave carrier, 110a is a triangular wave, and 110b is a triangular wave, and its amplitude is 2047.
belongs to. For example, when the carrier peak is 4095, the ratio of the time lengths of 1 and 0 output from the comparator 6 is set to 25:75 (the duty ratio is 25/100.
1024 in the voltage command register 2
(Where 1024 is obtained from 4095 × 25 / (25 + 75)). The carrier frequency in this case is 10 KHZ. If the carrier peak value is changed to 2047 as shown in the right part of the figure, the carrier frequency becomes 20 KHZ. Here, if the voltage command value remains 1024, the output ratio of 1 and 0 from the comparator 6 becomes 50: 5 as in 112b of FIG.
0 (50 is obtained from 1024/2047 × 100)
become. Therefore, the amplitude command register 17 changes the output voltage command value of the voltage command register 2 to 512 at the same time when the up / down counter 5 is changed, so that
As shown in FIG. 12C, the output time ratio of 1 and 0 output from the comparator 6 can be maintained at 25:75 (that is, the duty ratio can be kept constant). As mentioned above,
By simultaneously changing the amplitude command register 17 and the voltage command register 2 at the same rate, the carrier frequency can be arbitrarily changed while keeping the duty ratio of the gate pulse constant. With this configuration, the carrier frequency can be changed without interposing an analog signal, and a PWM circuit that is stable over time and temperature can be realized.

【0021】実施の形態2.一定周波数の搬送波の位相
を急に変化させると、搬送波の周波数が変化したのと類
似したゲートパルス信号を得ることができる。例えば搬
送波位相を進めた場合は、搬送波周波数が上がった場合
と類似、また、逆に、位相を遅らせた場合は周波数が低
下したのと類似となる。即ち、図3において、120は
途中(A点とB点)で位相を変化させた搬送波である。
搬送波120のA点で位相を進めると、ゲートパルス信
号は121に示すように、三角波120の周波数を上げ
た場合と類似し、逆にB点で位相を遅らせると周波数を
下げた場合と類似となる。
Embodiment 2. By suddenly changing the phase of the carrier wave having a constant frequency, it is possible to obtain a gate pulse signal similar to that in which the frequency of the carrier wave is changed. For example, advancing the carrier phase is similar to increasing the carrier frequency, and conversely, delaying the phase is similar to decreasing the frequency. That is, in FIG. 3, 120 is a carrier wave whose phase is changed midway (points A and B).
When the phase is advanced at the point A of the carrier wave 120, the gate pulse signal is similar to the case where the frequency of the triangular wave 120 is increased, as shown at 121, and conversely, when the phase is delayed at the point B, the frequency is decreased. Become.

【0022】このように搬送波の位相を調整できるよう
にしたPWM回路の構成を図4に示す。図4に於いて、
1はCPU、2は電圧指令用レジスタ、4はPWMの搬
送波である三角波を生成するためのクロックを発生する
発振器、5は三角波を発生させるアップ/ダウンカウン
タである。このアップ/ダウンカウンタ5はプリセッタ
ブルなものであり、指令されたタイミングで現在カウン
ト数変更用レジスタ27の値がアップ/ダウンカウンタ
5に強制的にセットされ、アップ/ダウンカウンタ5は
その値から継続してカウント動作を行う。
FIG. 4 shows the configuration of a PWM circuit capable of adjusting the phase of the carrier wave as described above. In FIG.
Reference numeral 1 is a CPU, 2 is a voltage command register, 4 is an oscillator for generating a clock for generating a triangular wave that is a PWM carrier wave, and 5 is an up / down counter for generating a triangular wave. The up / down counter 5 is presettable, and the value of the current count number changing register 27 is forcibly set in the up / down counter 5 at a commanded timing, and the up / down counter 5 changes from the value. Continue counting operation.

【0023】図4では、CPU1が現在カウント数変更
用レジスタ27にデータをセットしたタイミングで、ア
ップ/ダウンカウンタ5のカウント数は現在カウント数
変更用レジスタ27の値に書き換えられ、その値からア
ップ/ダウンカウンタ5が継続してカウントアツプもし
くはダウン動作を行う。即ち、図5に示すように、現在
カウント数変更用レジスタ27へ新たな値をセットする
時点(図中のA点)のアップ/ダウンカウンタ5の値
が、現在カウント数変更用レジスタ27の新たな値と相
違している場合は位相が急激に変化し、等価的に周波数
が変化したことになる。勿論、現在カウント数変更用レ
ジスタ27へ新たな値をセットする時点のアツプ/ダウ
ンカウンタ5の値が、たまたま現在カウント数変更用レ
ジスタ27の新たな値と同じ場合は、位相が変化しない
こととなり、搬送波は同じ位相・同じ周波数のまま継続
することになる。
In FIG. 4, at the timing when the CPU 1 sets data in the current count number changing register 27, the count number of the up / down counter 5 is rewritten to the value of the current count number changing register 27, and the value is increased from that value. / The down counter 5 continues to count up or down. That is, as shown in FIG. 5, the value of the up / down counter 5 at the time of setting a new value in the current count number changing register 27 (point A in the figure) is the new count value changing register 27 value. If it is different from this value, it means that the phase is changed rapidly and the frequency is equivalently changed. Of course, if the value of the up / down counter 5 at the time of setting a new value in the current count number changing register 27 happens to be the same as the new value in the current count number changing register 27, the phase does not change. The carrier wave will continue to have the same phase and frequency.

【0024】図6に示すように、例えば搬送波のピーク
が4095のアップ/ダウンカウンタ5の場合、アップ
/ダウンカウンタ5の値が1024のとき(図中のA
点)に現在カウント数変更用レジスタ27に2048を
設定すると、位相が45゜変化したことになる。同じ4
5゜の変化を希望する場合、アップ/ダウンカウンタ5
の値が3072のとき(図中のB点)なら4095を現在
カウント数変更用レジスタ27に設定することにより実
現できる。
As shown in FIG. 6, for example, in the case of the up / down counter 5 whose carrier wave peak is 4095, when the value of the up / down counter 5 is 1024 (A in the figure).
If 2048 is set in the current count number changing register 27 at (point), it means that the phase has changed by 45 °. Same 4
If you want to change 5 °, up / down counter 5
When the value of is 3072 (point B in the figure), it can be realized by setting 4095 in the current count number changing register 27.

【0025】したがって、現時点のアップ/ダウンカウ
ンタ5の値を常に検知しながら、そのアップ/ダウンカ
ウンタ5の値と異なる新たな値(所望の位相差に相当す
る値)を現在カウント数変更用レジスタ27にセットす
ることにより、位相を任意の値に変化させることができ
る。
Therefore, while always detecting the current value of the up / down counter 5, a new value different from the value of the up / down counter 5 (a value corresponding to a desired phase difference) is changed to the current count number changing register. By setting it to 27, the phase can be changed to an arbitrary value.

【0026】実施の形態3.実施の形態2では、CPU
1が搬送波の周波数を変更する前に、アップ/ダウンカ
ウンタの現在値を常に検知しなければならない。もしそ
うしなければ、同じ数値を設定しても、すすみ、遅れが
逆の結果となることが生じる場合がある。そこで、この
点を改良したPWM回路の構成を図7に示す。図7に於
いて、1はCPU、2は電圧指令用レジスタ、4は発振
器、5はアップ/ダウンカウンタ、7は加算用レジスタ
である。アップ/ダウンカウンタ5は初期設定により、
カウントアップもしくはカウントダウンの設定、および
任意のカウント値が設定されているものとする。例え
ば、アップ動作ならびにある任意のカウント値αが設定
されている場合は、カウント値αからアップカウントを
行い、最大カウント値になるとカウントダウンに移行
し、最小カウント値になるとカウントアップに移行す
る。つまり、アップ/ダウンカウンタ5は、初期設定さ
れている値からカウントアップダウンの繰り返し動作を
おこなうカウンタである。加算用レジスタ7は搬送波の
位相を変えるため、カウンタ5の値に任意の値を加算又
は減算するためのレジスタである。
Embodiment 3. In the second embodiment, the CPU
The current value of the up / down counter must always be detected before the 1 changes the carrier frequency. If this is not the case, even if the same numerical value is set, the advance and the delay may have opposite results. Therefore, FIG. 7 shows a configuration of a PWM circuit improved in this point. In FIG. 7, 1 is a CPU, 2 is a voltage command register, 4 is an oscillator, 5 is an up / down counter, and 7 is an addition register. The up / down counter 5 is initially set
It is assumed that count-up or count-down is set and an arbitrary count value is set. For example, when the up operation and a certain arbitrary count value α are set, the count value α is counted up, the countdown is started when the maximum count value is reached, and the countup is started when the minimum count value is reached. That is, the up / down counter 5 is a counter that repeats the count-up / down operation from the initially set value. The addition register 7 is a register for adding or subtracting an arbitrary value to the value of the counter 5 in order to change the phase of the carrier wave.

【0027】加減算器8はアップ/ダウンカウンタ5が
カウントアップ動作時には加算器として動作し、カウン
トダウン動作時には減算器として動作を行う加減算器
(この発明に言う加算器)である。この発明ではCPU
1により加算用レジスタ7にデータをセットしたタイミ
ングで、加算用レジスタ7の値が加減算器8によってカ
ウンタの値に加減算される。加減算器8により加減算さ
れた値がPWMの搬送波となる。
The adder / subtractor 8 is an adder / subtractor (adder referred to in the present invention) that operates as an adder when the up / down counter 5 counts up and operates as a subtracter when countdown operates. CPU in this invention
When the data is set in the addition register 7 by 1, the value of the addition register 7 is added to or subtracted from the value of the counter by the adder / subtractor 8. The value added / subtracted by the adder / subtractor 8 becomes the PWM carrier wave.

【0028】図8に示すように、例えば搬送波のピーク
が4095のアップ/ダウンカウンタでカウントアツプ
/ダウンの動作が繰り返し行われている場合で、CPU
1から加算用レジスタ7に任意の変化量(図示α)のデ
ータが設定されると、カウントアップ動作時には、加減
算器8により加算用レジスタ7のデータが加算されて、
位相が進みに変化する。位相を元に戻すには加算用レジ
スタ7に新たに0をセットすることで対応できる。位相
遅れを実現する場合には、加算用レジスタ7に新たにマ
イナスの値をセットすることで対応できる。
As shown in FIG. 8, for example, when the count-up / down operation is repeatedly performed by the up / down counter whose carrier wave peak is 4095, the CPU
When data of an arbitrary change amount (α in the figure) is set from 1 to the addition register 7, the data of the addition register 7 is added by the adder / subtractor 8 during the count-up operation,
The phase changes forward. The phase can be returned to the original state by newly setting 0 in the addition register 7. The phase delay can be realized by newly setting a negative value in the addition register 7.

【0029】また図9に示すように、例えばカウントダ
ウン動作時に、CPU1から加算用レジスタ7に任意の
変化量βのデータが設定された場合には、加減算器8に
よりβが減算されて位相が進みに変化する。位相を元に
戻すには、加算用レジスタ7に新たに0をセットし、位
相遅れを実現するには、加算用レジスタ7に新たにマイ
ナス値をセットすることで対応できる。したがってアッ
プ/ダウンカウンタ5の値を常に検知していなくても、
加算用レジスタ7に値をセツトすることにより、加減算
器8によって搬送波の位相を進みや遅れに変化させるこ
とができる。
Further, as shown in FIG. 9, for example, in the countdown operation, when the data of the arbitrary change amount β is set in the addition register 7 from the CPU 1, β is subtracted by the adder / subtractor 8 to advance the phase. Changes to. To return the phase to the original value, 0 is newly set in the addition register 7, and to realize the phase delay, a new negative value is set in the addition register 7. Therefore, even if the value of the up / down counter 5 is not always detected,
By setting the value in the register 7 for addition, the phase of the carrier wave can be changed to lead or lag by the adder / subtractor 8.

【0030】実施の形態4.図10は、本実施の形態の
理解を助けるため、実施の形態2又は3のようにして搬
送波の位相を進めた場合について説明するものである。
位相を進める前の搬送波119と、進めた後の搬送波1
20、およびそれぞれに対応する信号波122、123
に於いて、位相変化が図10に示すC時点で指令された
場合には、加算用レジスタ7に変化量のデータが設定さ
れ、位相が進みに変化した場合、位相変化前のゲートパ
ルス122の幅に比べて、位相変化後のゲートパルス1
23の幅が図示125の部分だけ変わることになり、本
来必要であるゲートパルス幅を確保できない、即ち、ゲ
ートパルスのデューティを一定に保持できない場合があ
るという問題がある。
Fourth Embodiment FIG. 10 illustrates a case where the phase of the carrier is advanced as in the second or third embodiment in order to help understanding of the present embodiment.
Carrier wave 119 before advancing the phase and carrier wave 1 after advancing the phase
20, and the signal waves 122 and 123 corresponding to each
In this case, when the phase change is instructed at the time C shown in FIG. 10, change amount data is set in the addition register 7, and when the phase changes forward, the gate pulse 122 before the phase change Gate pulse after phase change 1 compared to width
Since the width of 23 is changed only in the portion 125 shown in the figure, there is a problem that the originally required gate pulse width cannot be secured, that is, the duty of the gate pulse cannot be held constant.

【0031】そこで、このような点を改良したPWM回
路の構成を図11に示す。図11に於いて、CPU1
は、加算用レジスタ7に位相変化量のデータをセットす
る。9は加算用レジスタ7の値が後述するトリガ信号に
よりセットされる第2の加算用レジスタである。第2の
加算用レジスタ9の値の初期値は0であるため、加減算
器8の出力は、アツプ/ダウンカウンタ5のデータが、
そのままPWM信号の搬送波となっている。加減算器8
のデータと電圧指令用レジスタ2のデータを比較器6に
より比較した結果、搬送波の方が大(即ちゲートパルス
が0)となるタイミングをトリガとし、加算用レジスタ
7のデータを第2の加算用レジスタ9にセツトする。即
ち、図12において、加減算器8のデータと電圧指令レ
ジスタ2のデータとを比較器6で比較し、加減算器8の
データの方が大きいと判定した場合に(即ち、ゲートパ
ルスが出力されていない時点で)、第2の加算用レジス
タ9の値を加減算器8により加算することで、ゲートパ
ルスのパルス幅を保持することができる。
Therefore, FIG. 11 shows the configuration of a PWM circuit in which such a point is improved. In FIG. 11, CPU1
Sets the phase change amount data in the addition register 7. Reference numeral 9 is a second addition register in which the value of the addition register 7 is set by a trigger signal described later. Since the initial value of the value of the second addition register 9 is 0, the output of the adder / subtractor 8 is the data of the up / down counter 5,
It is the carrier wave of the PWM signal as it is. Adder / subtractor 8
As a result of the comparison between the data of No. 2 and the data of the voltage command register 2 by the comparator 6, the timing when the carrier wave is larger (that is, the gate pulse is 0) is used as a trigger, and the data of the addition register 7 is used for the second addition. Set in register 9. That is, in FIG. 12, when the data of the adder / subtractor 8 and the data of the voltage command register 2 are compared by the comparator 6 and it is determined that the data of the adder / subtractor 8 is larger (that is, the gate pulse is output). The pulse width of the gate pulse can be held by adding the value of the second addition register 9 by the adder / subtractor 8 (when there is no such).

【0032】実施の形態5.実施の形態4の構成では、
位相を進めるときには問題がないが、遅らせるときに
は、図13に示すように、そのタイミングによっては、
遅らせた結果、搬送波120が電圧信号100よりもよ
り低くなってしまい、正規のゲートパルスが終了した後
に、改めて、不正なゲートパルス126が発生する場合
が生じる。そこで、本実施の形態では、図14に示すよ
うに、加減算器8のデータと、電圧指令用レジスタ2の
データとをタイミング生成回路10に入力する。タイミ
ング生成回路10の動作について説明する。加減算器8
から出力される搬送波120のデータと、電圧指令用レ
ジスタ2から出力される電圧信号100のデータは、い
ずれも2進数のn桁(たとえば12桁)で表されるもの
とすると、図13の0レベル〜2047のレベルまで
は、前述の12桁の最上位ビットは0である。そして、
2048〜4095レベルまでは、12桁の最上位ビッ
トは1である。
Fifth Embodiment In the configuration of the fourth embodiment,
There is no problem when advancing the phase, but when delaying the phase, as shown in FIG. 13, depending on the timing,
As a result of the delay, the carrier wave 120 becomes lower than the voltage signal 100, and an incorrect gate pulse 126 may be generated again after the normal gate pulse ends. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the data of the adder / subtractor 8 and the data of the voltage command register 2 are input to the timing generation circuit 10. The operation of the timing generation circuit 10 will be described. Adder / subtractor 8
13 and the data of the voltage signal 100 output from the voltage command register 2 are represented by n digits (for example, 12 digits) of a binary number, 0 in FIG. From the level to the level of 2047, the above-mentioned 12-digit most significant bit is 0. And
From 2048 to 4095 levels, the 12 most significant bits are 1.

【0033】そこで、タイミング生成回路10は、加減
算器8のデータ(搬送波120)と、電圧指令用レジス
タ2のデータ(電圧信号100)との、それぞれの最上
位ビット値の排他的論理和をとり、その結果が1である
タイミングにおいてのみ、第2加算用レジスタ9にトリ
ガ信号を出力する。これを表にして示すと表1のように
なる。
Therefore, the timing generation circuit 10 takes the exclusive OR of the most significant bit values of the data of the adder / subtractor 8 (carrier wave 120) and the data of the voltage command register 2 (voltage signal 100). The trigger signal is output to the second addition register 9 only at the timing when the result is 1. Table 1 shows this.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】表1を図に示すと、図15のようになる。
これによつて、ゲートパルスの立ち上がり点の前後、立
ち下がり点の前後では、位相を変化する指令は出力され
なくなり、図13に示したような余分なパルス126の
発生は防止される。トリガ信号により、加算用レジスタ
7の値が第2の加算用レジスタ9のデータとしてセット
される。第2の加算用レジスタ9のデータを加減算器8
で加算することで、図13で発生した不正パルスを防止
でき、よって、図16に示すようにゲート信号の立ち上
がり、立ち下がり付近を避けた位置で位相の変更を実行
して、不正パルス126が発生することなく位相を変化
させることができる。
Table 1 is shown in FIG.
As a result, the command for changing the phase is not output before and after the rising point and the falling point of the gate pulse, and the generation of the extra pulse 126 as shown in FIG. 13 is prevented. The value of the register 7 for addition is set as the data of the second register 9 for addition by the trigger signal. The data of the second addition register 9 is added to the adder / subtractor 8
The incorrect pulse generated in FIG. 13 can be prevented by adding the value in FIG. 13. Therefore, as shown in FIG. 16, the phase is changed at a position avoiding the vicinity of the rising and falling edges of the gate signal, and the incorrect pulse 126 is generated. The phase can be changed without being generated.

【0036】実施の形態6.実施の形態4の構成では、
位相を進めるときには問題がないが、位相を遅らせると
きには、実施の形態5の図13に示したように、搬送波
120>電圧信号100、の条件だけで位相を遅らせる
と、遅らせた結果、搬送波120が電圧信号100より
低くなってしまい不正なゲートパルス126を発生する
場合がある。そこで、図17に示すように、アップダウ
ンカウンタ5のデータ(加減算する前の搬送波)と、加
減算器8のデータ(加減算した後の搬送波)と、電圧指
令用レジスタ2のデータとを第2タイミング生成回路3
0に出力する。第2タイミング生成回路30は、アップ
ダウンカウンタ5のデータ(加減算する前の搬送波)と
電圧指令用レジスタ2のデータの大小を比較して、搬送
波の方が大のとき1を出力する第1の比較器30aと、
加減算器8のデータ(加減算した後の搬送波)と電圧指令
用レジスタ2の大小を比較して搬送波の方が大のとき1
を出力する第2の比較器30bと、第1、第2の比較器
の出力がともに1のとき信号を出力するAND回路とを
含んでいる。
Sixth Embodiment In the configuration of the fourth embodiment,
Although there is no problem when advancing the phase, when delaying the phase, as shown in FIG. 13 of the fifth embodiment, if the phase is delayed only by the condition of carrier 120> voltage signal 100, the carrier 120 is delayed as a result. The voltage may be lower than the voltage signal 100 and an incorrect gate pulse 126 may be generated. Therefore, as shown in FIG. 17, the data of the up / down counter 5 (carrier wave before addition / subtraction), the data of the adder / subtractor 8 (carrier wave after addition / subtraction), and the data of the voltage command register 2 are set at the second timing. Generation circuit 3
Output to 0. The second timing generation circuit 30 compares the data of the up / down counter 5 (carrier wave before addition / subtraction) with the data of the voltage command register 2 and outputs 1 when the carrier wave is larger. A comparator 30a,
Compare the data of the adder / subtractor 8 (carrier after addition / subtraction) with the size of the voltage command register 2 and if the carrier is larger, 1
A second comparator 30b that outputs a signal and an AND circuit that outputs a signal when both the outputs of the first and second comparators are 1.

【0037】この信号は第2の加算用レジスタ9にトリ
ガ信号として出力される。トリガ信号により加算用レジ
スタ7の値が第2加算用レジスタ9のデータとしてセツ
トされる。第2加算用レジスタ9のデータを加減算器8
で加減算することで、前述の不正パルス126を防止す
ることが実現できる。図18は上記の状態を示す波形図
である。図において130は加減算前の搬送波も、加減
算後の搬送波もともに信号波100より大である時間の
範囲を示しており、第2タイミング生成回路30はこの
範囲130の間にトリガ信号を出力する。よって図18
に示すように不正パルス126が発生することなく位相
を変化させることが出来る。以上に説明した実施の形態
1〜6のPWM回路のいずれかを用いて構成したインバ
ータ装置では、搬送波の周波数、又は位相を任意に変化
させることにより、インバータ装置に用いられているリ
アクトルなどの磁気音が不規則になり、騒音の低減が期
待できる。
This signal is output to the second addition register 9 as a trigger signal. The value of the addition register 7 is set as the data of the second addition register 9 by the trigger signal. The data in the second addition register 9 is added to the adder / subtractor 8
It is possible to prevent the above-mentioned incorrect pulse 126 by adding and subtracting with. FIG. 18 is a waveform diagram showing the above state. In the figure, reference numeral 130 indicates a time range in which both the carrier wave before addition and subtraction and the carrier wave after addition and subtraction are larger than the signal wave 100, and the second timing generation circuit 30 outputs a trigger signal within this range 130. Therefore, FIG.
As shown in, the phase can be changed without generating the incorrect pulse 126. In the inverter device configured by using any of the PWM circuits of the first to sixth embodiments described above, by changing the frequency or the phase of the carrier wave arbitrarily, the magnetic field of the reactor or the like used in the inverter device can be changed. The sound becomes irregular, and it can be expected to reduce noise.

【0038】[0038]

【発明の効果】以上のように、この発明のPWM回路
は、搬送波(三角波)を一定の周波数をカウントするア
ップダウンカウンタで生成し、その傾斜を一定のまま、
その振幅を変更することによりゲートパルスの周波数を
変更しているので、回路構成がディジタル化され、簡単
で、安定な性能を得ることができる。
As described above, in the PWM circuit of the present invention, the carrier wave (triangular wave) is generated by the up-down counter that counts a constant frequency, and its slope is kept constant.
Since the frequency of the gate pulse is changed by changing its amplitude, the circuit configuration is digitized, and simple and stable performance can be obtained.

【0039】また、アップダウンカウンタのカウント値
を強制的に書き換える現在カウント数変更用レジスタを
備えているので、搬送波の位相を変更することができ、
見かけ上周波数を変更したと同等の効果を得ることがで
きる。
Since the current count number changing register for forcibly rewriting the count value of the up / down counter is provided, the phase of the carrier wave can be changed,
The same effect as apparently changing the frequency can be obtained.

【0040】また、アップダウンカウンタの出力に位相
用レジスタの値を加算する加算器を備え、アップダウン
カウンタのカウント値を任意に変更できるので、搬送波
の位相を変更することができ、見かけ上周波数を変更し
たと同等の効果を得ることができる。
Further, since the adder for adding the value of the phase register to the output of the up / down counter is provided and the count value of the up / down counter can be arbitrarily changed, the phase of the carrier wave can be changed and the apparent frequency can be changed. You can obtain the same effect as changing.

【0041】また、比較器の出力があらかじめ定めた特
定の条件を満たすときに、アップダウンカウンタのカウ
ント値に加算用レジスタの値を加算するための第2の加
算用レジスタを備えたので、位相の変更時に余分なゲー
トパルスの出力や、ゲートパルスの不足を生じないよう
にできる。
Further, since the second addition register for adding the value of the addition register to the count value of the up / down counter is provided when the output of the comparator satisfies a predetermined specific condition, It is possible to prevent the output of an extra gate pulse and the shortage of the gate pulse when changing.

【0042】また、前記あらかじめ定めた条件は、搬送
波信号が電圧信号より大、即ち、ゲートパルスが出力さ
れていないタイミングであるので、ゲートパルスのパル
ス幅に影響しない。
The predetermined condition does not affect the pulse width of the gate pulse because the carrier signal is larger than the voltage signal, that is, the timing when the gate pulse is not output.

【0043】また、加算用レジスタの値が第2の加算用
レジスタに保持されるタイミングを、加減算器の出力と
電圧指令用レジスタの値から生成するので、位相の変更
時に余分なゲートパルスの出力を生じないようにでき
る。
Since the timing at which the value of the addition register is held in the second addition register is generated from the output of the adder / subtractor and the value of the voltage command register, the output of an extra gate pulse when changing the phase Can be prevented.

【0044】また、加算用レジスタの値が第2の加算用
レジスタに保持されるタイミングを、加算前の搬送波
も、加算後の搬送波もともに電圧指令用レジスタの値よ
り大となるタイミングから生成するので、位相の変更時
に余分なゲートパルスの出力や、ゲートパルスの短縮、
延長を生じないようにできる。
The timing at which the value of the register for addition is held in the second register for addition is generated from the timing at which both the carrier wave before addition and the carrier wave after addition become larger than the value of the voltage command register. Therefore, when changing the phase, output of extra gate pulse and shortening of gate pulse,
You can prevent the extension.

【0045】この発明のインバータ装置は、上記のPW
M回路のいずれかを用いているので、インバータ装置を
構成する回路素子から発生する磁気音を低減することが
できる。
The inverter device of the present invention has the above-mentioned PW.
Since any of the M circuits is used, it is possible to reduce the magnetic sound generated from the circuit elements that form the inverter device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1のPWM回路のブロ
ツク図を示す。
FIG. 1 is a block diagram of a PWM circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の動作を説明するタイミング図である。FIG. 2 is a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図3】 搬送波の位相を変更したことによる周波数変
化を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a frequency change caused by changing a phase of a carrier wave.

【図4】 この発明の実施の形態2のPWM回路のブロ
ツク図を示す。
FIG. 4 shows a block diagram of a PWM circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 図4の動作を説明するタイミング図である。5 is a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図6】 図4の動作を説明するタイミング図である。FIG. 6 is a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図7】 この発明の実施の形態3のPWM回路のブロ
ツク図を示す。
FIG. 7 shows a block diagram of a PWM circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 図7の動作を説明するタイミング図である。FIG. 8 is a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図9】 図7の動作を説明するタイミング図である。FIG. 9 is a timing diagram illustrating the operation of FIG. 7.

【図10】 図7の動作の問題点を説明するタイミング
図を示す。
FIG. 10 shows a timing diagram illustrating the problem of the operation of FIG.

【図11】 この発明の実施の形態4のPWM回路のブ
ロツク図を示す。
FIG. 11 shows a block diagram of a PWM circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】 図11の動作を説明するタイミング図を示
す。
FIG. 12 shows a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図13】 図11の問題点を説明するタイミング図を
示す。
FIG. 13 shows a timing diagram illustrating the problem of FIG.

【図14】 この発明の実施の形態5のPWM回路ブロ
ツク図を示す。
FIG. 14 is a PWM circuit block diagram according to the fifth embodiment of the present invention.

【図15】 図14の動作を説明するタイミング図を示
す。
FIG. 15 shows a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図16】 図14の動作を説明するタイミング図を示
す。
16 shows a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図17】 この発明の実施の形態6のPWM回路ブロ
ツク図を示す。
FIG. 17 is a PWM circuit block diagram according to the sixth embodiment of the present invention.

【図18】 図17の動作を説明するタイミング図を示
す。
FIG. 18 shows a timing diagram illustrating the operation of FIG.

【図19】 従来のPWM回路のブロツク図である。FIG. 19 is a block diagram of a conventional PWM circuit.

【図20】 図19の動作を説明するタイミング説明図
である。
FIG. 20 is a timing explanatory diagram illustrating the operation of FIG. 19;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CPU、 2 電圧指令用レジスタ、 3 D
/Aコンバータ、4 発振器、 5 アップ/ダウン
カウンタ、 6 比較器、7 加算用レジスタ、
8 加減算器、 9 第2の加算用レジスタ、10
タイミング生成回路、 17 振幅指令用レジスタ、
27 現在カウント数変更用レジスタ、30 第2のタ
イミング生成回路、 100 電圧信号、110 搬
送波(三角波)、 112 ゲートパルス信号、11
9 位相変化前の搬送波、 120 位相を変化させ
た搬送波、121 位相変化に対応するゲートパルス信
号。
1 CPU, 2 voltage command register, 3 D
/ A converter, 4 oscillators, 5 up / down counters, 6 comparators, 7 addition registers,
8 adder / subtractor, 9 second adder register, 10
Timing generation circuit, 17 amplitude command register,
27 current count number changing register, 30 second timing generation circuit, 100 voltage signal, 110 carrier wave (triangular wave), 112 gate pulse signal, 11
9 carrier wave before phase change, 120 carrier wave with changed phase, 121 gate pulse signal corresponding to phase change.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インバータ装置の出力電圧波形の基準と
なる波形信号のデータ列を出力するCPU、 前記波形信号のデータ列を保持して、前記CPUから指
令された大きさの電圧信号データに変換し、必要なタイ
ミングで出力する電圧指令用レジスタ、 あらかじめ定めた所定の周波数のパルスを発振する発振
器、 前記パルス列をアップカウント又はダウンカウントし、
このカウント数が前記CPUから指令された上限値に達
するか又はゼロになる度に、このカウント方向を切り替
えることにより搬送波データを生成するアップダウンカ
ウンタ、 前記搬送波データと、前記電圧信号データとを比較し
て、その大小に応じた2値信号を前記インバータ装置の
ゲートパルス信号として出力する比較器、 前記CPUの指令により、前記アップダウンカウンタの
前記上限値と、前記電圧指令用レジスタの前記電圧信号
データとを、同時に同じ割合で変化させる振幅指令用レ
ジスタを備え、この振幅指令用レジスタによって前記ゲ
ートパルス信号のデューティ比を一定に保ちつつ前記搬
送波データの周波数を変更することを特徴とするPWM
回路。
1. A CPU that outputs a data string of a waveform signal that serves as a reference of an output voltage waveform of an inverter device, holds the data string of the waveform signal, and converts the data into voltage signal data of a size instructed by the CPU. Then, a voltage command register that outputs at a required timing, an oscillator that oscillates a pulse having a predetermined frequency, and up-counts or down-counts the pulse train,
An up / down counter that generates carrier wave data by switching the count direction each time the count number reaches the upper limit value instructed by the CPU or becomes zero, and compares the carrier wave data with the voltage signal data. And a comparator that outputs a binary signal corresponding to the magnitude as a gate pulse signal of the inverter device, the upper limit value of the up / down counter and the voltage signal of the voltage command register according to a command from the CPU A PWM characterized by including an amplitude command register for simultaneously changing the data and the data at the same rate, and changing the frequency of the carrier wave data while keeping the duty ratio of the gate pulse signal constant by the amplitude command register.
circuit.
【請求項2】 インバータ装置の出力電圧波形の基準と
なる波形信号のデータ列を出力するCPU、 前記波形信号のデータ列を保持して、前記CPUから指
令された大きさの電圧信号データに変換し、必要なタイ
ミングで出力する電圧指令用レジスタ、 あらかじめ定めた所定の周波数のパルスを発振する発振
器、 前記パルス列をアップカウント又はダウンカウントし、
このカウント数が前記CPUから指令された上限値に達
するか又はゼロになる度に、このカウント方向を切り替
えることにより搬送波データを生成するアップダウンカ
ウンタ、 前記搬送波データと、前記電圧信号データとを比較し
て、その大小に応じた2値信号を前記インバータ装置の
ゲートパルス信号として出力する比較器、 前記アップダウンカウンタの現在カウント値を、前記C
PUにより前記上限値以下に設定された新たな値に強制
的に書き換える現在カウント数変更用レジスタを備え、
この現在カウント数変更用レジスタによって前記搬送波
データの位相を変更することを特徴とするPWM回路。
2. A CPU that outputs a data string of a waveform signal that serves as a reference of an output voltage waveform of an inverter device, holds the data string of the waveform signal, and converts it into voltage signal data of a size instructed by the CPU. Then, a voltage command register that outputs at a required timing, an oscillator that oscillates a pulse having a predetermined frequency, and up-counts or down-counts the pulse train,
An up / down counter that generates carrier wave data by switching the count direction each time the count number reaches the upper limit value instructed by the CPU or becomes zero, and compares the carrier wave data with the voltage signal data. A comparator for outputting a binary signal corresponding to the magnitude as a gate pulse signal of the inverter device;
A current count number changing register for forcibly rewriting to a new value set below the upper limit value by the PU,
A PWM circuit characterized in that the phase of the carrier wave data is changed by the current count number changing register.
【請求項3】 インバータ装置の出力電圧波形の基準
となる波形信号のデータ列を出力するCPU、 前記波形信号のデータ列を保持して、前記CPUから指
令された大きさの電圧信号データに変換し、必要なタイ
ミングで出力する電圧指令用レジスタ、 あらかじめ定めた所定の周波数のパルスを発振する発振
器、 前記パルス列をアップカウント又はダウンカウントし、
このカウント数が前記CPUから指令された上限値に達
するか又はゼロになる度に、このカウント方向を切り替
えることにより搬送波データを生成するアップダウンカ
ウンタ、 前記搬送波データと、前記電圧信号データとを比較し
て、その大小に応じた2値信号を前記インバータ装置の
ゲートパルス信号として出力する比較器、 前記アップダウンカウンタの現在カウント値に、指令さ
れた値を加算して前記比較器に出力する加算器、 前記CPUの指令にもとづいて前記加算器に前記値を指
令する加算用レジスタを備え、この加算用レジスタによ
って前記搬送波データの位相を変更することを特徴とす
るPWM回路。
3. A CPU that outputs a data string of a waveform signal that serves as a reference of an output voltage waveform of an inverter device, holds the data string of the waveform signal, and converts it into voltage signal data of a size instructed by the CPU. Then, a voltage command register that outputs at a necessary timing, an oscillator that oscillates a pulse of a predetermined frequency, and up-counts or down-counts the pulse train,
An up / down counter that generates carrier wave data by switching the count direction each time the count number reaches the upper limit value instructed by the CPU or becomes zero, and compares the carrier wave data with the voltage signal data. Then, a comparator that outputs a binary signal corresponding to the magnitude as a gate pulse signal of the inverter device, an addition that adds a commanded value to the current count value of the up-down counter and outputs the added value to the comparator A PWM circuit, comprising: an adder register for instructing the value to the adder based on an instruction from the CPU, and changing the phase of the carrier wave data by the adder register.
【請求項4】 前記加算用レジスタの出力を保持し、前
記比較器の出力があらかじめ定めた特定の条件を満たす
タイミングで、前記保持した値を前記加算器に入力する
第2の加算用レジスタを備えたことを特徴とする請求項
3に記載のPWM回路。
4. A second addition register that holds the output of the addition register and inputs the held value to the adder at a timing when the output of the comparator satisfies a predetermined specific condition. The PWM circuit according to claim 3, wherein the PWM circuit is provided.
【請求項5】 前記あらかじめ定めた特定の条件は、前
記搬送波信号の大きさが前記電圧信号の大きさより大と
なることであることを特徴とする請求項4に記載のPW
M回路。
5. The PW according to claim 4, wherein the predetermined specific condition is that the magnitude of the carrier signal is larger than the magnitude of the voltage signal.
M circuit.
【請求項6】 前記搬送波のデータの最上位ビットと、
前記電圧信号のデータの最上位ビットとの排他的論理和
が1である期間に、前記加算用レジスタの値を前記第2
の加算用レジスタを介して前記加算器へ入力させるトリ
ガー信号を出力するタイミング生成回路を備えたことを
特徴とする請求項4に記載のPWM回路。
6. The most significant bit of the carrier data,
While the exclusive OR of the voltage signal data and the most significant bit is 1, the value of the addition register is set to the second value.
5. The PWM circuit according to claim 4, further comprising a timing generation circuit that outputs a trigger signal to be input to the adder via the addition register of.
【請求項7】 前記加算用レジスタの値を前記第2加算
用レジスタに保持して前記加算器へ移動させるトリガー
信号を、前記アップダウンカウンタの出力が前記電圧信
号より大で、かつ、前記アップダウンカウンタに位相用
レジスタの値を加算した加算器の出力が前記電圧信号よ
り大である期間に生成する第2タイミング生成回路を備
えたことを特徴とする請求項4記載のPWM回路。
7. A trigger signal for holding the value of the adder register in the second adder register and moving it to the adder, wherein the output of the up / down counter is larger than the voltage signal and the up signal is up. 5. The PWM circuit according to claim 4, further comprising a second timing generation circuit that generates the output of the adder, which is obtained by adding the value of the phase register to the down counter, when the output of the adder is larger than the voltage signal.
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか一項に記載の
PWM回路を用いることにより、インバータ装置を構成
する回路素子から生じる磁気音を低減させたことを特徴
とするインバータ装置。
8. An inverter device characterized in that magnetic noise generated from a circuit element forming an inverter device is reduced by using the PWM circuit according to any one of claims 1 to 7.
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