JP2008104314A

JP2008104314A - モータ駆動用インバータ制御装置とそれを備えた圧縮機、冷蔵庫、空気調和機

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Publication number: JP2008104314A
Application number: JP2006285948A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Kake; 忍懸; Masanori Ogawa; 正則小川; Toshihiro Sugimoto; 智弘杉本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減し、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減し、効率の高いモータ駆動用インバータ制御装置を提供する。
【解決手段】パワー・スイッチング素子駆動回路の制御用電源に接続された昇圧コンバータ回路と、昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、電圧比較回路の出力をインバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続し、パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦし、昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、電圧比較回路の出力をインバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、パルス幅変調制御により出力制御を行うパワー・スイッチング素子を駆動するパワー回路を用いたモータ駆動用インバータ制御装置に関するものである。

従来、モータを可変速制御するには、パルス幅変調制御により出力制御するインバータ制御が使用されている。

図７は、従来のモータ駆動用インバータ制御装置の一例を示す図である。図７に示されるように、この従来のモータ駆動用インバータ制御装置は、交流電源２と、前記交流電源２を入力とする整流回路３と、前記整流回路３の正側と負側の出力間に接続された平滑用コンデンサ４と、前記整流回路３の正側と負側の出力間に接続されたブリッジ結線されたパワー・スイッチング素子５〜１０と、前記パワー・スイッチング素子５〜１０にそれぞれ逆並列接続されたフリーホイール・ダイオード１１〜１６と、前記パワー・スイッチング素子５〜１０をそれぞれ駆動する駆動回路１７〜２２を備え、前記パワー・スイッチング素子５〜１０のブリッジ結線の出力Ｕ、Ｖ、Ｗにモータ１が接続されている。

前記駆動回路１７〜２２は、それぞれ前記パワー・スイッチング素子５〜１０をＯＮ、ＯＦＦするゲート駆動回路２４〜２９と、前記ゲート駆動回路２４〜２９を動作させる制御用電源３０〜３５で構成されている。

モータ１は、ＣＰＵ２３で演算されたパルス幅変調制御の結果により前記パワー・スイッチング素子５〜１０のＯＮ、ＯＦＦする期間を制御され、可変速制御を行うことができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２３３８２６号公報

しかしながら、図７に示す従来のモータ駆動用インバータ制御装置では、パワー・スイッチング素子５〜１０がスイッチングする際にスイッチング損失が発生し、スイッチング周波数が高くなると、スイッチング損失が増大する。

なおここで、モータ巻線Ｕ相に流れる電流について説明する。一般的にモータ巻線の簡易等価回路は抵抗とインダクタンスと誘起電圧に相当する電圧源が直列に接続したものとして表される。

したがって、純抵抗負荷とは異なりモータ巻線Ｕ相に印加した電圧により一義的にモータ巻線Ｕ相を流れる電流の方向が定まらず、パワー・スイッチング素子５がＯＮでかつパワー・スイッチング素子６がＯＦＦでかつインバータ制御装置Ｕ相からモータ１に電流が流出しているＡの状態と、パワー・スイッチング素子５がＯＮでかつパワー・スイッチング素子６がＯＦＦでかつインバータ制御装置Ｕ相にモータ１から電流が流入しているＢの状態と、パワー・スイッチング素子５がＯＦＦでかつパワー・スイッチング素子６がＯＮでかつインバータ制御装置Ｕ相にモータ１から電流が流入しているＣの状態と、パワー・スイッチング素子５がＯＦＦでかつパワー・スイッチング素子６がＯＮでかつインバータ制御装置Ｕ相からモータ１に電流が流出しているＤの状態の、４つの状態を有する。

まずＡの状態においては、モータ巻線Ｕ相を流れる電流はパワー・スイッチング素子５を流れることがわかる。またＣの状態においては、モータ巻線Ｕ相を流れる電流はパワー・スイッチング素子６を流れることがわかる。またＢの状態とＤの状態については、モータ巻線Ｕ相を流れる電流はフリーホイール・ダイオード１１およびフリーホイール・ダイオード１２をそれぞれ流れることがわかる。ここでＢの状態におけるモータ巻線Ｕ相電圧は、モータ巻線Ｕ相を流れる電流により上昇し、フリーホイール・ダイオード１１が導通した時点で固定されることがわかる。このフリーホイール・ダイオード１１の逆回復時間ｔｒｒが長いとスイッチング損失が増大するため、なるべくフリーホイール・ダイオード１１は逆回復時間の短いものを選定することが好ましい。

図８は、従来のモータ駆動用インバータ制御装置の上記Ｂの状態における動作を示す図である。同様に、Ｄの状態におけるモータ巻線Ｕ相電圧は、モータ巻線Ｕ相を流れる電流により下降し、フリーホイール・ダイオード１２が導通した時点で固定される。このフリーホイール・ダイオード１２の逆回復時間ｔｒｒが長いとスイッチング損失が増大するため、なるべくフリーホイール・ダイオード１２は逆回復時間の短いものを選定することが好ましい。

図９は、従来のモータ駆動用インバータ制御装置の上記Ｄの状態における動作を示す図である。このように、従来のモータ駆動用インバータ制御装置では、フリーホイール・ダイオードの逆回復時間特性を最適に選定する必要があった。パワーＭＯＳＦＥＴにおいては、パワーＭＯＳＦＥＴの構造上、ソース・ドレイン間に寄生ダイオードが形成されてしまい、この寄生ダイオードがフリーホイール・ダイオードの動作を行う為、逆回復時間の短いフリーホイール・ダイオードを選定することができず、また、ＩＧＢＴまたはトランジスタにおいては、逆回復時間の短いフリーホイール・ダイオードを選定することは可能であるが、価格が上昇するという課題があった。

さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時間が早すぎると、過大なリカバリ電流が流れ過大なスパイク電圧がパワー・スイッチング素子にかかる課題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、パワー・スイッチング素子５〜１０がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオード１１〜１６の逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、効率の高いモータ駆動用インバータ制御装置を得ることを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、交流電源を入力とする整流回路と、前記整流回路の出力に接続されたパワー・スイッチング素子とフリーホイール・ダイオードをブリッジ結線したモータを駆動するインバータ回路と、前記インバータ回路のパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路を備え、前記駆動回路は、前記駆動回路の制御用電源に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路と、前記昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続し、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦして前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加するものである。

本発明のモータ駆動用インバータ制御装置は、フリーホイール・ダイオードの逆回復時間特性を最適に選定する必要ないので、安価なフリーホイール・ダイオードを使用でき、
モータ駆動用インバータ制御装置の低価格化を図ることができる。

さらに、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、また、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の省エネを図ることができる。

第１の発明は、交流電源を入力とする整流回路と、前記整流回路の出力に接続されたパワー・スイッチング素子とフリーホイール・ダイオードをブリッジ結線したモータを駆動するインバータ回路と、前記インバータ回路のパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路を備え、前記駆動回路は、前記駆動回路の制御用電源に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路と、前記昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続し、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦし、前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

これによって、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の省エネを図ることができる。

第２の発明は、第１の発明において、前記パワー・スイッチング素子をＯＮする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＮさせ、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦし、前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

第３の発明は、第１の発明において、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時点より前に一定期間、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＮさせ、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦし、前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

第４の発明は、第１から３の発明において、前記整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路の制御用電源を一つの制御電源で共用して供給されることを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

これによって、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低
減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の省エネを図ることができる。

第５の発明は、第１から４の発明において、前記整流回路の正側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路の制御用電源は、前記整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路の制御用電源から、ブーストラップ充電で供給されることを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

これによって、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の省エネを図ることができる。

第６の発明は、第１から５の発明において、前記整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路のみに、前記駆動回路の制御用電源に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路と、前記昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続する回路を備えることを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

第７の発明は、第１から６の発明において、インバータ回路のパワー・スイッチング素子は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＳｉＧｅ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはトランジスタで構成することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

第８の発明は、第１から７の発明において、昇圧コンバータ回路のスイッチング手段は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＳｉＧｅ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはトランジスタで構成することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置である。

第９の発明は、モータと、前記モータを駆動するモータ駆動用インバータ制御装置とを備えた圧縮機であって、前記モータ駆動用インバータ制御装置が第１から第７の発明のいずれかのモータ駆動用インバータ制御装置とすることにより、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、圧縮機の省エネを図ることができる。

第１０の発明は、第９の発明の圧縮機を冷蔵庫に用いることにより、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、冷蔵庫の省エネを図ることができる。

第１１の発明は、第１０の発明の圧縮機を空気調和機に用いることにより、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、さらに、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、空気調和機の省エネを図ることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１であるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図である。この実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置は、交流電源２と、前記交流電源２を入力とする整流回路３と、前記整流回路３の正側と負側の出力間に接続された平滑用コンデンサ４と、前記整流回路３の正側と負側の出力間に接続されたブリッジ結線されたパワー・スイッチング素子５〜１０と、前記パワー・スイッチング素子５〜１０にそれぞれ逆並列接続されたフリーホイール・ダイオード１１〜１６と、前記パワー・スイッチング素子５〜１０をそれぞれ駆動する駆動回路１７〜２２を備え、前記パワー・スイッチング素子５〜１０のブリッジ結線の出力Ｕ、Ｖ、Ｗにモータ１が接続されている。

前記駆動回路１７〜２２は、それぞれ前記パワー・スイッチング素子５〜１０をＯＮ、ＯＦＦするゲート駆動回路２４〜２９と、前記ゲート駆動回路２４〜２９のそれぞれを動作する制御用電源３０〜３５と、それぞれ前記制御用電源３０〜３５に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路３６〜４１と、前記昇圧コンバータ回路３６〜４１の出力にそれぞれ接続された電圧比較回路４２〜４７とを有し、前記電圧比較回路４２〜４７のそれぞれの出力を前記フリーホイール・ダイオード１１〜１６のカソードに接続している。

前記昇圧コンバータ回路３６〜４１は、同一構成なため、昇圧コンバータ回路３６で回路構成を説明する。

前記昇圧コンバータ回路３６において、リアクタＬ１１の一端は前記制御用電源３０の正出力に接続され、さらにリアクタＬ１１の逆の一端は、スイッチング手段Ｑ１１の入力端とダイオードＤ１１のアノードに接続され、前記スイッチング手段Ｑ１１をＯＮ、ＯＦＦするゲート駆動回路Ｇ１１は前記スイッチング手段Ｑ１１のゲートに接続され、前記ゲート駆動回路Ｇ１１は前記制御用電源３０で動作される。コンデンサＣ１１の一端は前記制御用電源３０の負出力に接続され、さらにコンデンサＣ１１の逆の一端はダイオードＤ１１のカソードに接続され、前記ダイオードＤ１１のカソードは昇圧コンバータ回路３６の出力端としている。

前記電圧比較回路４２〜４７は、同一構成なため、電圧比較回路４２で回路構成を説明する。前記電圧比較回路４２において、ツェナーダイオードＺＤ１１のアノードとダイオードＤ１２のアノードが接続され、前記ツェナーダイオードＺＤ１１のカソードが、電圧比較回路４２の入力端となり、前記昇圧コンバータ回路３６の出力端と接続され、前記ダイオードＤ１２のカソードが電圧比較回路４２の出力端となり、前記フリーホイール・ダイオード１１のカソードに接続されている。

さらに、パワー・スイッチング素子５〜１０は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＳｉＧｅ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはトランジスタで構成することができる。

また、昇圧コンバータ回路のスイッチング手段Ｑ１１，２１，３１，４１，５１，６１は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＳｉＧｅ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはトランジスタで構成こと
ができる。

なおここで、Ｕ相での動作について説明する。図２と図３は、本発明の実施の形態であるモータ駆動用インバータ制御装置の動作を示す図である。図２は、パワー・スイッチング素子５がＯＮでかつパワー・スイッチング素子６がＯＦＦでかつインバータ制御装置Ｕ相にモータ１から電流が流入している状態で、フリーホイール・ダイオード１１に電流が流れている場合である。

パワー・スイッチング素子５をＯＮする時に、昇圧コンバータ回路３６のスイッチング手段Ｑ１１をＯＮさせ、リアクタＬ１１にエネルギーを蓄積し、次に、パワー・スイッチング素子５をＯＦＦする時に、昇圧コンバータ回路３６のスイッチング手段Ｑ１１をＯＦＦすることにより、昇圧コンバータ回路３６の出力端の電圧が上昇しコンデンサＣ１１にエネルギーが蓄積され、電圧比較回路４２の出力端には、一定期間電圧が出力される。よって、導通状態にあるフリーホイール・ダイオード１１のカソードに電圧が印加され、フリーホイール・ダイオード１１の導通を遮断する。

これにより、パワー・スイッチング素子６がターンオンする時には、フリーホイール・ダイオード１１は導通していないので、短絡電流が流れなく、スイッチング損失が低減する。

図３は、パワー・スイッチング素子５がＯＦＦでかつパワー・スイッチング素子６がＯＮでかつインバータ制御装置Ｕ相からモータ１に電流が流出している状態で、フリーホイール・ダイオード１２に電流が流れている場合である。パワー・スイッチング素子６をＯＮする時に、昇圧コンバータ回路３７のスイッチング手段Ｑ２１をＯＮさせ、リアクタＬ２１にエネルギーを蓄積し、次に、パワー・スイッチング素子６をＯＦＦする時に、昇圧コンバータ回路３７のスイッチング手段Ｑ２１をＯＦＦすることにより、昇圧コンバータ回路３７の出力端の電圧が上昇しコンデンサＣ２１にエネルギーが蓄積され、電圧比較回路４３の出力端には、一定期間電圧が出力される。よって、導通状態にあるフリーホイール・ダイオード１２のカソードに電圧が印加され、フリーホイール・ダイオード１２の導通を遮断する。

これにより、パワー・スイッチング素子５がターンオンする時には、フリーホイール・ダイオード１２は導通していないので、短絡電流が流れなく、スイッチング損失が低減する。よって、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、また、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の低価格化と省エネを図ることができる。

さらに、フリーホイール・ダイオードを通じたスイッチング時の短絡電流がインバータ回路に流れなくなるので、平滑用コンデンサ４に流れるリップル電流が低減され、平滑用コンデンサ４の容量を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の小型化を図ることができる。

なお、実施の形態１において、パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時点より前に一定期間、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＮさせ、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦし、前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加した形でも本発明が適用できる。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２であるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図である
。図４に示されるように、この実施の形態２のモータ駆動用インバータ制御装置は、実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置の制御用電源３１，３３，３５を一つの制御電源で共用して供給するものである。すなわち、この実施の形態２のモータ駆動用インバータ制御装置は、駆動回路１８の制御用電源３１を、駆動回路２０，２２の制御用電源とすることにより、制御用電源が２個削減できる。

よって、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、また、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の低価格化と省エネと小型化を図ることができる。

（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３であるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図である。図５に示されるように、この実施の形態３のモータ駆動用インバータ制御装置は、実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置の制御用電源３０，３２，３４を、制御用電源３１，３３，３５から、ブーストラップ充電で供給するものである。

すなわち、この実施の形態３のモータ駆動用インバータ制御装置は、駆動回路１８の制御用電源３１の出力を、抵抗５１とダイオード４８とコンデンサ５４を用いたブーストラップ充電で駆動回路１７に制御用電源を供給し、さらに、駆動回路２０の制御用電源３３の出力を、抵抗５２とダイオード４９とコンデンサ５５を用いたブーストラップ充電で駆動回路１９に制御用電源を供給し、また、駆動回路２２の制御用電源３５の出力を、抵抗５３とダイオード５０とコンデンサ５６を用いたブーストラップ充電で駆動回路２１に制御用電源を供給することにより、制御用電源が３個削減できる。

（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４であるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図である。図６に示されるように、この実施の形態４のモータ駆動用インバータ制御装置は、実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置の整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子をそれぞれ駆動する駆動回路のみに、駆動回路の制御用電源に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路と、前記昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続する回路を備えたものである。

すなわち、この実施の形態４のモータ駆動用インバータ制御装置は、フリーホイール・ダイオード１２，１４，１５で発生するスイッチング損失を削減できる。

以上のように、本発明にかかるモータ駆動用インバータ制御装置は、フリーホイール・ダイオードの逆回復時間特性を最適に選定する必要ないので、安価なフリーホイール・ダイオードを使用でき、モータ駆動用インバータ制御装置の低価格化を図ることができる。

さらに、フリーホイール・ダイオードを通じたスイッチング時の短絡電流がインバータ回路に流れなくなるので、平滑用コンデンサに流れるリップル電流が低減され、平滑用コンデンサの容量を低減でき、モータ駆動用インバータ制御装置の小型化を図ることができる。

また、パワー・スイッチング素子がスイッチングする際のスイッチング損失を低減でき、フリーホイール・ダイオードの逆回復時に発生するスパイク電圧を低減可能となり、モータ駆動用インバータ制御装置の省エネを図ることができる極めて有用なものである。

本発明の実施の形態１におけるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図本発明の実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置の動作を示す図本発明の実施の形態１のモータ駆動用インバータ制御装置の動作を示す図本発明の実施の形態２におけるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図本発明の実施の形態３におけるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図本発明の実施の形態４におけるモータ駆動用インバータ制御装置の構成図従来のモータ駆動用インバータ制御装置の構成図従来のモータ駆動用インバータ制御装置の動作を示す図従来のモータ駆動用インバータ制御装置の動作を示す図

符号の説明

１モータ
２交流電源
３整流回路
４平滑コンデンサ
５，６，７，８，９，１０パワー・スイッチング素子
１１，１２，１３，１４，１５，１６フリーホイール・ダイオード
１７，１８，１９，２０，２１，２２駆動回路
２３ＣＰＵ
２４，２５，２６，２７，２８，２９ゲート駆動回路
３０，３１，３２，３３，３４，３５制御用電源
３６，３７，３８，３９，４０，４１昇圧コンバータ回路
４２，４３，４４，４５，４６，４７電圧比較回路
４８，４９，５０ダイオード
５１，５２，５３抵抗
５４，５５，５６コンデンサ

Claims

交流電源を入力とする整流回路と、前記整流回路の出力に接続されたパワー・スイッチング素子とフリーホイール・ダイオードをブリッジ結線したモータを駆動するインバータ回路と、前記インバータ回路のパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路を備え、前記駆動回路は、前記駆動回路の制御用電源に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路と、前記昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続し、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦして前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とするモータ駆動用インバータ制御装置。
前記パワー・スイッチング素子をＯＮする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＮさせ、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦして前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時点より前に一定期間、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＮさせ、前記パワー・スイッチング素子をＯＦＦする時に、前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段をＯＦＦして前記昇圧コンバータ回路を昇圧動作させ、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに印加することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
前記整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路の制御用電源を一つの制御電源で共用して供給することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
前記整流回路の正側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路の制御用電源は、前記整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路の制御用電源から、ブーストラップ充電で供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
前記整流回路の負側の出力に接続されているパワー・スイッチング素子を駆動する駆動回路のみに、前記駆動回路の制御用電源に接続されたリアクタとスイッチング手段とダイオードとを有する昇圧コンバータ回路と、前記昇圧コンバータ回路の出力に接続された電圧比較回路とを有し、前記電圧比較回路の出力を前記インバータ回路のフリーホイール・ダイオードに接続する回路を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
前記インバータ回路のパワー・スイッチング素子は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＳｉＧｅ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはトランジスタで構成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
前記昇圧コンバータ回路のスイッチング手段は、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＳｉＧｅ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴまたはトランジスタで構成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のモータ駆動用インバータ制御装置。
モータと、前記モータを駆動する請求項１〜８のいずれか１項に記載のモータ駆動用イン
バータ制御装置とを備えた圧縮機。
請求項９に記載の圧縮機を備えた冷蔵庫。
請求項９に記載の圧縮機を備えた空気調和機。