JP2007151225A - インバータ電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】出力電圧の検出を、簡単かつ安価であって、しかも信頼性が高い構成によって行うことができるインバータ電源装置を提供する。
【解決手段】インバータ電源装置は、直流電源１から交流電圧を発生するフルブリッジインバータ部２と、フルブリッジインバータ部２の出力の高周波成分を除去するフィルタ回路３と、フルブリッジインバータ部２のスイッチング素子にフィルタ回路３をフィードバックする制御回路１２とを具備する。制御回路１２のグランドラインをフルブリッジインバータ部２の正電圧ラインまたは負電圧ラインと共通接続してあり、フィルタ回路３の出力両端からグランドラインとの間にそれぞれ直列接続された分圧抵抗１１と、分圧抵抗１１の分圧点の電圧を減算し、減算結果を出力電圧検出として制御回路１２を通じてフルブリッジインバータ部２のスイッチング素子を制御する減算回路とが設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、直流電源の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ電源装置に関する。

図５は従来のインバータ電源装置の構成例を示すブロック図である。この図において、１は直流電源、２は直流電源１の出力電圧をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）交流電圧に変換するフルブリッジインバータ部であり、ブリッジ接続されたパワートランジスタ２ａ〜２ｄによって構成されている。３はＬＣフィルタであり、フルブリッジインバータ部２から出力されるＰＷＭ交流電圧に含まれる高調波分を除去し、正弦波交流電圧として負荷４へ出力する。

５は出力電圧検出用のトランスであり、その１次側がＬＣフィルタ３の出力に接続され、２次側が制御回路６に接続されている。制御回路６はトランス５の出力電圧Ｖoに基づいてトランジスタ２ａ〜２ｄをフィードバック制御する制御信号を生成し、ドライブ回路７へ出力する。ドライブ回路７は、制御回路６から出力される制御信号を増幅してパワートランジスタ２ａ〜２ｄを駆動する。
なお、従来のインバータ電源装置に係る技術文献として特許文献１が知られている。
特開平7-322639号公報

ところで、上述した従来のインバータ電源装置は、出力電圧検出用にトランス５を用いているが、インバータ電源装置の出力が低周波交流であるため、トランスの体積が大きくなり、また、値段が高いという欠点があった。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、出力電圧の検出を、簡単かつ安価であって、しかも信頼性が高い構成によって行う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。

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、直流電源から交流電圧を発生するフルブリッジインバータ部と、前記フルブリッジインバータ部の出力の高周波成分を除去するフィルタ回路と、前記フルブリッジインバータ部のスイッチング素子に前記フィルタ回路をフィードバックする制御回路とを具備するインバータ電源装置において、前記制御回路のグランドラインを前記フルブリッジインバータ部の正電圧ラインまたは負電圧ラインと共通接続してあり、前記フィルタ回路の出力両端から前記グランドラインとの間にそれぞれ直列接続された分圧抵抗と、前記分圧抵抗の分圧点の電圧を減算し、減算結果を前記出力電圧検出として制御フィードバック回路を通じて前記フルブリッジインバータ部のスイッチング素子を制御する減算回路とを具備することを特徴とするインバータ電源装置である。

この発明によれば、第１〜第４の抵抗によって出力電圧を検出しているので、構成が小型化できると共に安価になり、さらに信頼性も増す効果が得られる。

以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。図１はこの発明の一実施の形態によるインバータ電源装置の構成を示すブロック図であり、この図において、図５の各部と同一の部分には同一の符号が付してある。図１において、１は直流電源である。２は直流電源１の出力電圧をＰＷＭ交流電圧に変換するフルブリッジインバータ部であり、ブリッジ接続されたスイッチング素子２ａ〜２ｄによって構成され、また、正電圧ラインが制御回路１２のグランドに接続されている。３はＬＣフィルタであり、ＰＷＭ交流電圧に含まれる高調波分を除去し、正弦波交流電圧として負荷４へ出力する。

１１は出力電圧検出回路であり、シリーズ接続された４個の抵抗１１ａ〜１１ｄから構成され、抵抗１１ａの一端がＬＣフィルタ３の一方の出力ラインに接続され、抵抗１１ｄの一端がＬＣフィルタ３の他方の出力ラインに接続されている。そして、抵抗１１ｂ、１１ｃの接続点が制御回路１２のグランドに接続され、抵抗１１ａ、１１ｂの接続点の電圧Ｖｖおよび抵抗１１ｃ、１１ｄの接続点の電圧Ｖｕが各々制御回路１２へ入力される。

制御回路１２は、図２に示すように、上記の電圧Ｖｕから電圧Ｖｖを減算する減算回路９と減算回路９の出力電圧Vｏが加えられるインバータ制御部１０とから構成される。図３に電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｏの波形を示す。インバータ制御部１０は、減算回路９の出力電圧Ｖｏに基づいてスイッチング素子２ａ〜２ｄをフィードバック制御する制御信号を生成し、ドライブ回路７へ出力する。なお、このインバータ制御部１０の構成は、図５における制御回路６の構成と同様である。ドライブ回路７は、制御回路６から出力される制御信号を増幅してスイッチング素子２ａ〜２ｄを駆動する。

上述したように、図１に示す実施形態によれば、フルブリッジインバータ部２の正電圧ラインを制御回路１２のグランドに接続し、また、抵抗１１ａ、１１ｂの接続点の電圧と抵抗１１ｃ、１１ｄの接続点の電圧を出力電圧検出用の電圧として利用可能としている。そして、本実施形態は、出力電圧をシリーズ接続抵抗１１ａ〜１１ｄによって検出できるので、従来のトランス５（図５）による場合と比較し、構成が小型化できると共に安価になり、さらに信頼性も増す効果が得られる。

なお、上記実施形態においては、フルブリッジインバータ部２の正電圧ラインを制御回路１２のグランドに接続しているが、これに代えて、フルブリッジインバータ部２の負電圧ラインを制御回路１２のグランドに接続してもよい。図４にその場合の構成を示す。但し、正電圧ラインを接地する構成の方がより好ましい。その理由は、スイッチング素子２ａ〜２ｄのプラス側に電流検出用抵抗を挿入し、容易にスイッチング電流を検出できるからである。

この発明は、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ電源装置に用いられる。

この発明の第１の実施形態によるインバータ電源装置の構成を示すブロック図である。 同実施形態における制御回路１２の構成を示すブロック図である。 同実施形態における各部の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｏの波形図である。 この発明の第２の実施形態によるインバータ電源装置の構成を示すブロック図である。 従来のインバータ電源装置の構成例を示すブロック図である。

符号の説明

１…直流電源
２…インバータ部
３…ＬＣフィルタ
４…負荷
７…ドライブ回路
８…制御回路１２のグランド
９…減算回路
１０…インバータ制御部
１１…出力電圧検出回路
１１ａ〜１１ｄ…抵抗
１２…制御回路

Claims (1)

1. 直流電源から交流電圧を発生するフルブリッジインバータ部と、前記フルブリッジインバータ部の出力の高周波成分を除去するフィルタ回路と、前記フルブリッジインバータ部のスイッチング素子に前記フィルタ回路をフィードバックする制御回路とを具備するインバータ電源装置において、
   前記制御回路のグランドラインを前記フルブリッジインバータ部の正電圧ラインまたは負電圧ラインと共通接続してあり、
   前記フィルタ回路の出力両端から前記グランドラインとの間にそれぞれ直列接続された分圧抵抗と、
   前記分圧抵抗の分圧点の電圧を減算し、減算結果を前記出力電圧検出として制御フィードバック回路を通じて前記フルブリッジインバータ部のスイッチング素子を制御する減算回路とを具備することを特徴とするインバータ電源装置。

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