JP2010213377A - Power conversion equipment and power conversion method - Google Patents

Power conversion equipment and power conversion method Download PDF

Info

Publication number
JP2010213377A
JP2010213377A JP2009053676A JP2009053676A JP2010213377A JP 2010213377 A JP2010213377 A JP 2010213377A JP 2009053676 A JP2009053676 A JP 2009053676A JP 2009053676 A JP2009053676 A JP 2009053676A JP 2010213377 A JP2010213377 A JP 2010213377A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
carrier
carrier frequency
power conversion
band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2009053676A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuaki Hayami
泰明 早見
Toshisuke Kai
敏祐 甲斐
Tronnamchai Kleison
トロンナムチャイ クライソン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2009053676A priority Critical patent/JP2010213377A/en
Publication of JP2010213377A publication Critical patent/JP2010213377A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide power conversion equipment which reduces the peak level of noise sufficiently by reducing irregularities formed in the spectra of higher harmonics of a carrier frequency, in temporally changing the value of the carrier frequency discretely. <P>SOLUTION: In the power conversion equipment, which converts input power into a three-phase AC by a PWM inverter 2, a controller 5, which controls the PWM inverter 2, includes a carrier frequency changer 10, which temporally changes the frequency of carrier waves in PWM control discretely and periodically, and a carrier output part 11, which outputs carriers to PWM comparators 8a, 8b, and 8c. The carrier frequency changer 10 determines the variable range of the carrier frequency so that the frequency spectra of the higher harmonics in each degree of carriers may continue, in a desired frequency band. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、スイッチングによる電磁ノイズを低減した電力変換装置および電力変換方法に関する。   The present invention relates to a power conversion device and a power conversion method that reduce electromagnetic noise due to switching.

電力変換装置のEMIノイズ対策として、特許文献1に記載のステッピングモータの駆動回路が知られている。この駆動回路は、4つのFETスイッチでHブリッジを構成し、直流電源からモータに印加される電流の大きさと向きを制御している。FETスイッチの開閉は、PWM制御により行われ、FETスイッチの開閉によって、EMIノイズが発生する。EMIノイズのスペクトルは、PWMのキャリア周波数およびその高調波周波数にピークを示す。   As a countermeasure against EMI noise in a power converter, a stepping motor drive circuit described in Patent Document 1 is known. This drive circuit forms an H bridge with four FET switches, and controls the magnitude and direction of the current applied from the DC power source to the motor. The FET switch is opened and closed by PWM control, and EMI noise is generated by opening and closing the FET switch. The spectrum of EMI noise shows a peak at the carrier frequency of PWM and its harmonic frequency.

この従来技術は、EMIノイズレベルを低減するために、PWM制御におけるキャリア周波数を時間経過とともに正弦波状に連続的に変化させている。キャリア周波数の変化範囲は、一般的には広くしたほうがピークレベルが低くなると考えられている。その例としては、非特許文献1の記事がある。ただしこれは、クロック信号に対してアナログ的に周波数変調している場合である。   In this prior art, in order to reduce the EMI noise level, the carrier frequency in PWM control is continuously changed in a sine wave shape with the passage of time. In general, it is considered that the peak level becomes lower when the carrier frequency change range is wider. As an example, there is an article of Non-Patent Document 1. However, this is a case where the clock signal is frequency-modulated in an analog manner.

特開平9−99795号公報JP-A-9-99795

「拡散スペクトルクロック発生器」櫻井秋久、月刊EMC,No.109(1997.5.5)p.22〜p.28“Spread Spectrum Clock Generator” Akihisa Sakurai, Monthly EMC, No.109 (1997.5.5) p.22-p.28

デジタル制御によりキャリア周波数の値を離散的に時間変化させる場合には、EMIノイズスペクトルは、キャリア周波数の離散的な値をそれぞれ用いて、キャリア周波数一定の条件のもとで動作させた場合の各EMIスペクトルを平均した値とほぼ一致する、すなわち準静的に考えることができる。しかしながら、キャリア周波数の値を離散的に時間変化させた場合、各キャリア周波数の高調波の分布に応じて、高調波EMIスペクトルに凸凹が形成され、ノイズのピークレベルを十分に低減することができないという問題点があった。   When the carrier frequency value is discretely changed by digital control, the EMI noise spectrum is obtained by using each discrete value of the carrier frequency and operating under the condition that the carrier frequency is constant. It can be considered almost quasi-static, that is, almost the same as the average value of the EMI spectrum. However, when the value of the carrier frequency is discretely changed with time, irregularities are formed in the harmonic EMI spectrum according to the harmonic distribution of each carrier frequency, and the peak level of noise cannot be sufficiently reduced. There was a problem.

上記問題点を解決するために本発明は、開閉手段をPWM制御することにより入力電力を所望の形態に変換する電力変換装置であって、PWM制御の搬送波の周波数を離散的かつ周期的に時間変化させる際に、所望の周波数帯域内において、搬送波の各次数の高調波の拡散スペクトルが連続するように、搬送波周波数の可変範囲を決定することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a power conversion device that converts input power into a desired form by performing PWM control of the switching means, and the frequency of the carrier wave for PWM control is discretely and periodically converted to time. When changing, the variable range of the carrier frequency is determined so that the spread spectrum of the harmonics of each order of the carrier wave is continuous within a desired frequency band.

本発明によれば、所望の周波数帯域におけるPWM搬送波の各次数の高調波の拡散スペクトルが連続するので、搬送波の高調波によるEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   According to the present invention, the spread spectrum of the harmonics of the respective orders of the PWM carrier wave in a desired frequency band is continuous, so that the EMI spectrum due to the harmonic waves of the carrier wave can be flattened and the influence of EMI noise can be suppressed. There is.

本発明に係る電力変換装置の実施例を備えた電力変換システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the power conversion system provided with the Example of the power converter device which concerns on this invention. デジタル制御におけるキャリア周波数の三角波状の時間変化例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the example of the time change of the triangular wave shape of the carrier frequency in digital control. 本発明におけるキャリア周波数の高調波の拡散スペクトルの一般例を示す図である。It is a figure which shows the general example of the spread spectrum of the harmonic of the carrier frequency in this invention. 実施例におけるキャリア周波数の高調波の拡散スペクトル例を示す図である。It is a figure which shows the spreading | diffusion spectrum example of the harmonic of the carrier frequency in an Example. 実施例におけるキャリア周波数の高調波の分布の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of distribution of the harmonic of a carrier frequency in an Example. 単体スイッチ素子による負荷駆動への本発明の適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application of this invention to the load drive by a single switch element. DC−DCコンバータへの本発明の適用例を示す図である。It is a figure which shows the example of application of this invention to a DC-DC converter. デジタル制御におけるキャリア周波数の鋸状の時間変化例を示す図である。It is a figure which shows the sawtooth time change example of the carrier frequency in digital control. デジタル制御におけるキャリア周波数の周期波形の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the periodic waveform of the carrier frequency in digital control. デジタル制御におけるキャリア周波数の正弦波状の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the sine wave shape of the carrier frequency in digital control. キャリア周波数の高調波の拡散スペクトル例を示す図である。It is a figure which shows the example of a spread spectrum of the harmonic of a carrier frequency. キャリア周波数の高調波の分布の計算値を示す図である。It is a figure which shows the calculated value of distribution of the harmonic of a carrier frequency.

次に図面を参照して、本発明を詳細に説明する。実施形態の説明の前に、本発明者らによる電力変換装置のノイズスペクトルに関する知見を説明する。PWM制御の電力変換装置において、キャリア周波数を離散的に時間とともに変化させても、スイッチング回数の時間平均が変わらないことから、その時に形成されるEMIスペクトルのエネルギの合計は変化しない。従って、ノイズスペクトルが平坦になればなるほどピークレベルが低減される。逆に言うと、EMIスペクトルの凹凸が大きいほど、ピークレベルが高くなる。   Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Prior to the description of the embodiment, the knowledge about the noise spectrum of the power converter by the present inventors will be described. In the PWM-controlled power conversion device, even if the carrier frequency is changed discretely with time, the time average of the number of switching times does not change, so the total energy of the EMI spectrum formed at that time does not change. Therefore, the peak level is reduced as the noise spectrum becomes flatter. Conversely, the peak level increases as the unevenness of the EMI spectrum increases.

例えば、所望周波数帯域としてAMラジオ放送の帯域(およそ500kHzから1650kHzとする)のEMIスペクトルのレベルを下げたい場合を考える。図11のように、キャリア周波数の変化の範囲を15kHz±0.1kHzの範囲とすると、キャリア周波数の33次高調波のスペクトルが491.7kHz〜498.3kHzの範囲で拡散する。また34次の高調波のスペクトルが506.6kHz〜513.4kHzの範囲で拡散する。しかし、33次と34次の高調波の拡散スペクトルの間の498.3kHz〜506.6kHzの帯域には、高調波のEMIスペクトルが入らないため、スペクトルの凹みが形成されることになる。先に述べたように、キャリア周波数を時間変化させても、EMIのトータルのエネルギは変わらないことから、この凹みにもEMIスペクトルを拡散すれば、さらにEMIスペクトルのレベルを低減できることになる。   For example, let us consider a case where it is desired to lower the level of the EMI spectrum of the AM radio broadcast band (approximately 500 kHz to 1650 kHz) as the desired frequency band. As shown in FIG. 11, when the range of change of the carrier frequency is 15 kHz ± 0.1 kHz, the 33rd-order harmonic spectrum of the carrier frequency spreads in the range of 491.7 kHz to 498.3 kHz. The spectrum of the 34th harmonic is diffused in the range of 506.6 kHz to 513.4 kHz. However, since the harmonic EMI spectrum does not enter the band between 498.3 kHz and 506.6 kHz between the 33rd-order and 34th-order harmonic spread spectrum, a dent in the spectrum is formed. As described above, even if the carrier frequency is changed with time, the total energy of EMI does not change. Therefore, if the EMI spectrum is diffused in this recess, the level of the EMI spectrum can be further reduced.

一方、図12(a)は、キャリア周波数の変化の範囲を13.39kHz〜17.05kHzとし、その時に使用するキャリア周波数の値の個数を9個とした場合の高調波の分布を示したものである。横軸は上記と同様AMラジオ放送の周波数帯域、縦軸はキャリア周波数の時間変化一周期中に各高調波が占める割合から求めた分布である。ここでは分解能帯域幅(RBW)を9kHzと想定して計算している。この分布を見ると、およそ500kHzとその整数倍の周波数を中心としたレベルの高い帯域があることがわかる。これは、キャリア周波数の逆数であるキャリア周期の変化範囲と時間変化に使用するキャリア周波数(周期)の値の個数に起因して起こるものである。   On the other hand, FIG. 12A shows the distribution of harmonics when the carrier frequency change range is 13.39 kHz to 17.05 kHz, and the number of carrier frequency values used at that time is nine. It is. Similarly to the above, the horizontal axis represents the frequency band of AM radio broadcasting, and the vertical axis represents the distribution obtained from the proportion of each harmonic occupying one period of time change of the carrier frequency. Here, the calculation is performed assuming that the resolution bandwidth (RBW) is 9 kHz. From this distribution, it can be seen that there is a high-level band centered around a frequency of about 500 kHz and an integral multiple thereof. This occurs due to the change range of the carrier cycle, which is the reciprocal of the carrier frequency, and the number of values of the carrier frequency (cycle) used for the time change.

この場合では、キャリア周波数の変化に使用するキャリア周波数値の逆数であるキャリア周期の平均の間隔、すなわち最大キャリア周期と最小キャリア周期の値の差をキャリア周波数の値の個数−1(この場合は8)で割った数の逆数、
8/{1/(13.39×103 )−1/(17.05×103 )}
≒500×103 Hz
=500kHz
とその整数倍付近に高調波の集中する帯域が形成される。
In this case, the average interval of the carrier period, which is the reciprocal of the carrier frequency value used for changing the carrier frequency, that is, the difference between the maximum carrier period and the minimum carrier period is the number of carrier frequency values minus 1 (in this case 8) the reciprocal of the number divided by
8 / {1 / (13.39 × 10 3 ) −1 / (17.05 × 10 3 )}
≒ 500 × 10 3 Hz
= 500kHz
A band in which harmonics concentrate is formed in the vicinity of an integral multiple thereof.

この帯域はEMIスペクトルのレベルの高い帯域になる。このように、キャリア周波数の変化の範囲とキャリア周波数変化に使用する個数によっては、キャリア周波数を時間変化しても、EMIスペクトルに凹凸が形成され、レベル低減が十分なされないことがありうる。   This band is a band with a high level of EMI spectrum. As described above, depending on the range of change of the carrier frequency and the number used for changing the carrier frequency, even if the carrier frequency is changed with time, irregularities are formed in the EMI spectrum, and the level may not be sufficiently reduced.

なお図12(b)は、図12(a)の場合と同様、キャリア周波数の変化の範囲を13.39kHz〜17.05kHz、その時に使用するキャリア周波数の値の個数を9個とした場合の高調波の分布ではあるが、キャリア周波数の値を図12(a)の場合と異なる値を使用した場合の高調波の分布である。この場合でもやはり同様の傾向として500kHzとその整数倍の周波数付近に高調波が集中する帯域が形成されている。   12B, as in FIG. 12A, the carrier frequency change range is 13.39 kHz to 17.05 kHz, and the number of carrier frequency values used at that time is nine. Although it is a distribution of harmonics, it is a distribution of harmonics when the value of the carrier frequency is different from the case of FIG. Even in this case, a similar tendency is formed, where a band in which harmonics are concentrated is formed in the vicinity of a frequency of 500 kHz and an integral multiple thereof.

本発明は、以上の知見に基づいて行われたものであり、キャリア周波数の高調波のEMIスペクトルの凹凸を低減するキャリア周波数の可変範囲を設定することにより、EMIのピークレベルを低減した電力変換装置を提供する。   The present invention has been made on the basis of the above knowledge, and by setting a variable range of the carrier frequency that reduces the unevenness of the EMI spectrum of the harmonic of the carrier frequency, the power conversion with reduced peak level of EMI Providing equipment.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は、本発明に係る電力変換装置の実施例を説明する電力変換システム1のシステム構成図である。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a system configuration diagram of a power conversion system 1 for explaining an embodiment of a power conversion device according to the present invention.

図1の電力変換システム1は、直流をPWM制御により三相交流に変換するPWMインバータ2、三相ブラシレスモータ(以下、三相モータと略記)3、電流センサ4a、4b、4c(総称して電流センサ4と呼ぶことがある)、PWMインバータ2へPWM制御信号を供給する制御装置5、を主な構成要素として備える。   A power conversion system 1 in FIG. 1 includes a PWM inverter 2 that converts direct current into three-phase alternating current by PWM control, a three-phase brushless motor (hereinafter abbreviated as three-phase motor) 3, current sensors 4a, 4b, and 4c. A control device 5 that supplies a PWM control signal to the PWM inverter 2 as main components.

制御装置5は、電流指令値生成部6、PID制御部7a、7b、7c、PWM比較部8a、8b、8c、信号反転部9a、9b、9c、キャリア周波数変化部10,キャリア出力部11を備える。   The control device 5 includes a current command value generation unit 6, PID control units 7a, 7b, and 7c, PWM comparison units 8a, 8b, and 8c, signal inversion units 9a, 9b, and 9c, a carrier frequency change unit 10, and a carrier output unit 11. Prepare.

PWMインバータ2は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor )等の半導体素子により構成された6個のスイッチング素子Tu+、Tu−、Tv+、Tv−、Tw+、Tw−を備える。PWMインバータ2は、PWM比較部8a、8b、8cの制御に従って、電池B及びコンデンサCから成る直流電源の正極又は負極を選択し、選択した電極を三相モータ3のU相、V相、W相の各電極に接続する。   The PWM inverter 2 includes six switching elements Tu +, Tu−, Tv +, Tv−, Tw +, and Tw− formed of semiconductor elements such as IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors). The PWM inverter 2 selects the positive or negative electrode of the DC power source composed of the battery B and the capacitor C in accordance with the control of the PWM comparators 8a, 8b, and 8c, and selects the selected electrodes as the U phase, V phase, and W of the three-phase motor 3. Connect to each electrode of the phase.

電流センサ4a、4b、4cは、それぞれ、PWMインバータ2から三相モータ3に供給されるU相、V相、W相の電流値を検出する。電流指令値生成部6は、電流センサ4a、4b、4cの検出値が正弦波状の交流電流に変換されるように、正弦波状の電流指令値を生成する。PID制御部7a、7b、7cは、電流センサ4a、4b、4cの検出値が電流指令値生成部6が生成した電流指令値に従うように、電流指令値と電流センサ4a、4b、4cの検出値に基づいてPWM比較部8a、8b、8cへ出力するデューティ指令値に相当するレベル指令値をPID制御する。キャリア出力部11は、三角波状キャリア信号を各相毎に生成してPWM比較部8a,8b,8cへ出力する。   Current sensors 4a, 4b, and 4c detect U-phase, V-phase, and W-phase current values supplied from PWM inverter 2 to three-phase motor 3, respectively. The current command value generation unit 6 generates a sinusoidal current command value so that the detection values of the current sensors 4a, 4b, and 4c are converted into a sinusoidal alternating current. The PID control units 7a, 7b, and 7c detect the current command values and the current sensors 4a, 4b, and 4c so that the detection values of the current sensors 4a, 4b, and 4c follow the current command values generated by the current command value generation unit 6. Based on the value, the level command value corresponding to the duty command value output to the PWM comparators 8a, 8b, 8c is PID controlled. The carrier output unit 11 generates a triangular carrier signal for each phase and outputs it to the PWM comparison units 8a, 8b, and 8c.

PWM比較部8a、8b、8cは、PID制御部7a、7b、7cが出力するレベル指令値と、三角波状キャリア信号との大小関係を比較し、その大小関係に応じてPWMインバータ2のスイッチング素子Tu+、Tv+、Tw+のオン/オフを制御する信号をPWMインバータ2へ出力する。信号反転部9a、9b、9cは、PWM比較部8a、8b、8cの出力を反転して、スイッチング素子Tu−、Tv−、Tw−のオン/オフを制御する信号をPWMインバータ2へ出力する。   The PWM comparison units 8a, 8b, and 8c compare the magnitude relationship between the level command value output from the PID control units 7a, 7b, and 7c and the triangular wave carrier signal, and the switching element of the PWM inverter 2 according to the magnitude relationship A signal for controlling ON / OFF of Tu +, Tv +, and Tw + is output to the PWM inverter 2. The signal inverters 9a, 9b, and 9c invert the outputs of the PWM comparators 8a, 8b, and 8c, and output signals to the PWM inverter 2 that control ON / OFF of the switching elements Tu−, Tv−, and Tw−. .

ここで、U相のスイッチング素子Tu+、Tu−の制御を例として、PWM比較部8aの動作を具体的に説明する。PWM比較部8aは、PID制御部7aの出力値が三角波状キャリア信号よりも大きい場合、スイッチング素子Tu+、Tu−をそれぞれオン状態及びオフ状態に制御することにより正の電圧をモータのU相に印加する。逆にPID制御部7aの出力値が三角波状キャリア信号よりも小さい場合には、スイッチング素子Tu+、Tu−をそれぞれオフ状態及びオン状態に制御することにより、負の電圧を三相モータ3のU相に印加する。   Here, the operation of the PWM comparison unit 8a will be specifically described by taking control of the U-phase switching elements Tu + and Tu− as an example. When the output value of the PID control unit 7a is larger than the triangular wave carrier signal, the PWM comparison unit 8a controls the switching elements Tu + and Tu− to be in the on state and the off state, respectively, thereby changing the positive voltage to the U phase of the motor. Apply. On the contrary, when the output value of the PID control unit 7a is smaller than the triangular wave carrier signal, the negative voltage is reduced to U of the three-phase motor 3 by controlling the switching elements Tu + and Tu− respectively to the off state and the on state. Apply to phase.

尚、本実施例では、制御装置5は、マイクロコンピュータで構成されているものとする。このマイクロコンピュータは、例えば、演算制御部であるCPUと、プログラム及び制御マップを記憶したROMと、作業用RAMと、入出力インタフェースとを備える。   In this embodiment, it is assumed that the control device 5 is composed of a microcomputer. The microcomputer includes, for example, a CPU that is an arithmetic control unit, a ROM that stores a program and a control map, a working RAM, and an input / output interface.

キャリア周波数変化部10は、キャリア出力部11から出力される三角波状キャリア信号の周波数fcを離散的に時間経過に伴って変化させる。例えば、キャリア周波数を三角波状に変化させる場合、キャリア周波数は図2に示されるように変化することになる。   The carrier frequency changing unit 10 discretely changes the frequency fc of the triangular wave carrier signal output from the carrier output unit 11 with time. For example, when the carrier frequency is changed to a triangular wave shape, the carrier frequency changes as shown in FIG.

次に、キャリア周波数を離散的に時間変化させてEMIスペクトルを平坦化しレベルを低減するための、キャリア周波数の変化幅を設定する方法について説明する。   Next, a method for setting the carrier frequency change width for flattening the EMI spectrum and reducing the level by discretely changing the carrier frequency over time will be described.

最初に、キャリア周波数の高調波の拡散スペクトルが所望の帯域において連続になるようにキャリア周波数の変化幅の最小値を決定する方法について説明する。   First, a method for determining the minimum value of the carrier frequency change width so that the spread spectrum of the harmonics of the carrier frequency is continuous in a desired band will be described.

図3に示すように、キャリア周波数の中心値をfcc 、中心値fcc から上下に変化可能な可変幅を±Δfcとする。キャリア周波数の可変範囲は、fcc-Δfcからfcc+Δfcとなり、この場合、n次高調波の拡散スペクトルは、およそn(fcc-Δfc)からn(fcc+Δfc)までの帯域に広がる。また(n+1)次高調波の拡散スペクトルは、およそ(n+1)(fcc-Δfc)から(n+1)(fcc+Δfc)までの帯域に広がる。尚FminはEMIスペクトルのレベルを低減したい所望帯域の最低周波数、nはn≦Fmin/fc を満たす最大の整数である。   As shown in FIG. 3, the center value of the carrier frequency is fcc, and the variable width that can be changed up and down from the center value fcc is ± Δfc. The variable range of the carrier frequency is from fcc-Δfc to fcc + Δfc, and in this case, the spread spectrum of the nth-order harmonic spreads in a band from about n (fcc-Δfc) to n (fcc + Δfc). Further, the spread spectrum of the (n + 1) -order harmonic spreads in a band from approximately (n + 1) (fcc-Δfc) to (n + 1) (fcc + Δfc). Fmin is the lowest frequency of the desired band in which the level of the EMI spectrum is to be reduced, and n is the maximum integer that satisfies n ≦ Fmin / fc.

今必要な要件は、Fminよりも高い帯域において、高調波の拡散スペクトルが連続であることである。そのためには(n+1)次高調波の拡散スペクトルの最低周波数が、n次高調波の拡散スペクトルの最大周波数以下になっていればよい。すなわち式(1)に示す不等式を満たすようにΔfcを決めればよい。
(n+1)(fcc-Δfc)≦n(fcc+Δfc) …(1)
式(1)を整理すると、式(2)となる。
fcc/(2n+1)≦Δfc …(2)
つまり、Δfcをfcc/(2n+1)以上の値として、可変範囲(fcc-Δfc〜fcc+Δfc)でキャリア周波数を時間変化させればよい。なおキャリア周波数は、例えばスイッチングによる発熱や損失、音響ノイズの発生といったシステム要件で可変範囲が規定される場合がある。その場合は、システム要件で決まる可変範囲の中で式(2)を満たすようにキャリア周波数可変範囲を決定する。
The requirement now is that the spread spectrum of the harmonics is continuous in the band higher than Fmin. For that purpose, the lowest frequency of the spread spectrum of the (n + 1) th order harmonics only needs to be equal to or lower than the maximum frequency of the spread spectrum of the nth order harmonics. That is, Δfc may be determined so as to satisfy the inequality shown in Expression (1).
(n + 1) (fcc-Δfc) ≦ n (fcc + Δfc) (1)
When formula (1) is arranged, formula (2) is obtained.
fcc / (2n + 1) ≦ Δfc (2)
That is, Δfc may be set to a value equal to or greater than fcc / (2n + 1), and the carrier frequency may be changed over time within a variable range (fcc−Δfc to fcc + Δfc). The carrier frequency may be defined in a variable range by system requirements such as heat generation and loss due to switching and generation of acoustic noise. In that case, the carrier frequency variable range is determined so as to satisfy Expression (2) within the variable range determined by the system requirements.

具体的な値を用いた例として、fccを15kHz、Δfcを0.5kHz、Fminを500kHzとした場合のEMIスペクトルを模式的に描いたものが図4である。この場合は式(2)を満足しており、Fmin以上の帯域の最も低い次数である33次高調波の拡散スペクトルと34次高調波の拡散スペクトルが連続となっている。これ以上の帯域では、拡散スペクトルは必ず連続となる。   As an example using specific values, FIG. 4 schematically shows an EMI spectrum when fcc is 15 kHz, Δfc is 0.5 kHz, and Fmin is 500 kHz. In this case, Expression (2) is satisfied, and the diffusion spectrum of the 33rd-order harmonic and the diffusion spectrum of the 34th-order harmonic, which are the lowest orders in the band of Fmin or higher, are continuous. In the band beyond this, the spread spectrum is always continuous.

さて、PWM制御においては、例えばデューティが50%で駆動させるような場合がある。この場合、PWMインバータ2の出力波形には、奇数次の高調波のみ存在し、偶数次の高調波は存在しない。このような場合、隣り合う高調波の拡散スペクトルが連続となるためには、或る奇数次の高調波の拡散スペクトルと、次の奇数次の高調波の拡散スペクトルとが連続になる必要がある。   In the PWM control, for example, there is a case where the drive is performed with a duty of 50%. In this case, only the odd-order harmonics exist in the output waveform of the PWM inverter 2, and there are no even-order harmonics. In such a case, in order for the spread spectrum of adjacent harmonics to be continuous, the spread spectrum of a certain odd-order harmonic and the spread spectrum of the next odd-order harmonic need to be continuous. .

このような場合はキャリア周波数の変化幅としては式(2)の2倍の範囲とすれば、高調波の拡散スペクトルが連続となる。すなわち、式(3)を満たすようにキャリア周波数の変化幅を決める。
2fcc/(2n+1)≦Δfc …(3)
In such a case, if the change width of the carrier frequency is set to be twice the range of the equation (2), the spread spectrum of harmonics is continuous. That is, the change width of the carrier frequency is determined so as to satisfy Expression (3).
2fcc / (2n + 1) ≦ Δfc (3)

次にキャリア周波数の変化幅の最大値を規定する方法について説明する。この場合は、キャリア周波数の変化範囲と変化に使用するキャリア周波数の値の個数に起因して形成されるキャリア周波数の高調波が集中する帯域、つまりEMIスペクトルのレベルが高い帯域が、所望の帯域の範囲外、特に所望の帯域よりも高い帯域になるようにすることから、キャリア周波数の変化幅の最大値を規定する方法である。   Next, a method for defining the maximum value of the carrier frequency variation will be described. In this case, the band where the harmonics of the carrier frequency formed due to the change range of the carrier frequency and the number of carrier frequency values used for the change, that is, the band where the level of the EMI spectrum is high is the desired band. This is a method for defining the maximum value of the change width of the carrier frequency in order to make the band outside the above range, particularly higher than the desired band.

ここで、キャリア周波数の変化範囲と変化に使用するキャリア周波数の値の個数に起因して形成されるキャリア周波数の高調波が集中する帯域とは、使用するキャリア周波数の逆数であるキャリア周期の平均の間隔、言い換えるとキャリア周期の最大値と最小値の差をキャリア周波数の値の個数−1で割った値の逆数の周波数とその整数倍の周波数付近の帯域である。この帯域が所望の帯域に入らないように、キャリア周波数の変化の範囲を規定してやればよい。式で表現すると、キャリア周期の最大値、最小値をそれぞれTcmax、Tcminとし、キャリア周波数の値の個数をNとすると、
(N-1)/(Tcmin-Tcmax) …(4)
とその整数倍の周波数付近の帯域にキャリア周波数の高調波の分布が集中しやすい。したがって、Fmaxを所望の周波数帯域の最大周波数とすると、
Fmax≦(N-1)/(Tcmax-Tcmin) …(5)
を満足するようにキャリア周波数を選択し、その値を使用してキャリア周波数を変化させることによって、EMIの影響を抑制することができる。
Here, the band in which the harmonics of the carrier frequency formed due to the change range of the carrier frequency and the number of carrier frequency values used for the change are concentrated is the average of the carrier period, which is the reciprocal of the carrier frequency used. , In other words, a frequency band that is the reciprocal of a value obtained by dividing the difference between the maximum value and the minimum value of the carrier period by the number of carrier frequency values minus 1 and a frequency that is an integer multiple of the frequency. What is necessary is just to prescribe | regulate the range of change of a carrier frequency so that this band may not enter into a desired band. Expressed by the equation, if the maximum and minimum values of the carrier period are Tcmax and Tcmin, respectively, and the number of carrier frequency values is N,
(N-1) / (Tcmin-Tcmax) (4)
And the harmonic distribution of the carrier frequency tends to concentrate in a band around the frequency that is an integral multiple of the frequency. Therefore, if Fmax is the maximum frequency of the desired frequency band,
Fmax ≦ (N-1) / (Tcmax-Tcmin) (5)
By selecting the carrier frequency so as to satisfy the above, and using the value to change the carrier frequency, the influence of EMI can be suppressed.

例えば上記の式(4)とその整数倍の帯域がAMラジオの帯域(およそ500kHzから1650kHzとする)に入らないようにすることを考える。今キャリア周波数の変化に使用するキャリア周波数の値の個数を9個とし、キャリア周波数の値の最大値、最小値をそれぞれ15.23kHz、14.78kHzとする。この場合、式(4)の値を求めると、式(6)となる。
(9-1)/{1/15.23×103)-1/(14.78×103)}≒4×106Hz=4MHz …(6)
つまりこの場合は、上記キャリア周波数の高調波の分布が集中しやすい帯域で最低の周波数は4MHz 付近となり、AMラジオの帯域よりも高い周波数であるため、AMラジオの帯域におけるEMIスペクトルを平坦化できることになる。
For example, let us consider that the above formula (4) and an integral multiple thereof do not fall within the AM radio band (approximately 500 kHz to 1650 kHz). Assume that the number of carrier frequency values used for changing the carrier frequency is nine, and the maximum and minimum carrier frequency values are 15.23 kHz and 14.78 kHz, respectively. In this case, when the value of Expression (4) is obtained, Expression (6) is obtained.
(9-1) / {1 / 15.23 × 10 3 ) -1 / (14.78 × 10 3 )} ≒ 4 × 10 6 Hz = 4MHz (6)
In other words, in this case, the lowest frequency in the band where the distribution of harmonics of the carrier frequency is likely to be concentrated is around 4 MHz, which is higher than the AM radio band, so that the EMI spectrum in the AM radio band can be flattened. become.

なお上式において、Tcmax(=1/(fcc-Δfc))とTcmin(=1/(fcc+Δfc))とし、近似を用いて書き直すと、式(7)となり、キャリア周波数の変化の範囲の最大値を規定する式になっていることがわかる。
Δfc≦N・fcc2/(2Fmax) …(7)
なお、Nは使用するCPUのクロックによって制限される場合がある。例えばクロック周波数が1MHz の場合、その逆数のクロック周期は1μsecとなる。キャリア周期はクロック周期の整数倍の値に限定されるため、例えばキャリア周期の範囲を100μsecから110μsecとすると、Nの個数は最大でも11個しか使用できないことになる。上記は、キャリア周波数の時間変化に使用できるNの個数が制限されている場合におけるキャリア周波数の範囲を規定する方法についての説明である。
In the above equation, Tcmax (= 1 / (fcc-Δfc)) and Tcmin (= 1 / (fcc + Δfc)) are rewritten using approximation, and the equation (7) is obtained. It can be seen that the equation defines the maximum value.
Δfc ≦ N · fcc 2 / (2Fmax) (7)
N may be limited by the CPU clock used. For example, when the clock frequency is 1 MHz, the reciprocal clock period is 1 μsec. Since the carrier period is limited to a value that is an integral multiple of the clock period, for example, if the carrier period is in the range of 100 μsec to 110 μsec, only 11 elements can be used at most. The above is a description of a method for defining the range of the carrier frequency when the number of N that can be used for the time change of the carrier frequency is limited.

逆に、発熱や音振等のシステム要件からキャリア周波数の変化範囲に制限がある場合(つまりΔfcに上限がある場合)場合がある。この場合にキャリア周波数の変化範囲と変化に使用するキャリア周波数の値の個数に起因して形成されるキャリア周波数の高調波が集中する帯域が、所望の帯域に入らないようにする場合は、キャリア周波数の個数を適切に決定してやればよい。それは上記の考え方に基づき、以下の式(8)で規定することができる。
Fmax(Tcmax-Tcmin)+1≦N …(8)
これを同じく近似を用いて整理すると、式(9)となる。
2FmaxΔfc/fcc2≦N …(9)
なおこれまで、PWM制御により三相ブラシレスモータを駆動する電力変換装置を例に説明してきたが、本発明は、電力変換装置の構成に限定されず、スイッチの開閉によって電力の形態を変化させることが可能な電力変換装置のキャリア周波数を変化させる場合に用いる離散的なキャリア周波数値を規定するものである。
On the other hand, there are cases where the change range of the carrier frequency is limited due to system requirements such as heat generation and sound vibration (that is, Δfc has an upper limit). In this case, to prevent the band where the harmonics of the carrier frequency formed due to the carrier frequency change range and the number of carrier frequency values used for the change from entering the desired band, What is necessary is just to determine the number of frequencies appropriately. It can be defined by the following formula (8) based on the above-mentioned concept.
Fmax (Tcmax-Tcmin) + 1 ≦ N (8)
If this is similarly organized using approximation, Equation (9) is obtained.
2FmaxΔfc / fcc 2 ≦ N (9)
The power converter that drives a three-phase brushless motor by PWM control has been described as an example. However, the present invention is not limited to the configuration of the power converter, and changes the form of power by opening and closing the switch. This defines a discrete carrier frequency value used when changing the carrier frequency of the power conversion device capable of performing the above.

例えば、従来技術の特許文献1に示されたHブリッジによりモータを駆動する構成や、図6に示されるような単体スイッチにより何らかの負荷を開閉する構成、図7に示されるようなDC−DCコンバータ等でも適用できる。   For example, a configuration in which a motor is driven by an H bridge shown in Patent Document 1 of the prior art, a configuration in which some load is opened and closed by a single switch as shown in FIG. 6, and a DC-DC converter as shown in FIG. Etc. are also applicable.

また本発明は、特定のキャリア周波数の時間変化パターンに限定されない。例えば、図8に示されるような鋸波状変化、図9に示されるような周期波形状変化、図10に示すような正弦波状変化をはじめ、様々なキャリア周波数の時間変化パターンに適用できる。その場合、用いるキャリア周波数として上記に説明したような方法で周波数値を決定すればよい。   Further, the present invention is not limited to the time change pattern of a specific carrier frequency. For example, the present invention can be applied to time-varying patterns of various carrier frequencies such as a sawtooth wave change as shown in FIG. 8, a periodic wave shape change as shown in FIG. 9, and a sine wave change as shown in FIG. In that case, what is necessary is just to determine a frequency value by the method demonstrated above as a carrier frequency to be used.

以上説明した本実施形態によれば、PWM制御に用いる搬送波(キャリア)の周波数を、所望の周波数帯域内において、搬送波の各次数の高調波の拡散スペクトルが連続するように、搬送波周波数の可変範囲を決定することにより、所望の周波数帯域内のEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   According to the present embodiment described above, the frequency of the carrier wave used for PWM control can be varied within the desired frequency band so that the spread spectrum of the harmonics of each order of the carrier wave is continuous. By determining the above, there is an effect that the EMI spectrum in a desired frequency band can be flattened and the influence of EMI noise can be suppressed.

また、本実施形態によれば、所望の周波数帯域内において、搬送波の上限周波数の任意の次数の高調波の周波数が、搬送波の下限周波数の前記次数より1次高い次数の高調波の周波数以下となるように、搬送波周波数の可変範囲を決定することにより、所望の周波数帯域において搬送波の各次数の高調波のスペクトルが連続し、EMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   Further, according to the present embodiment, in a desired frequency band, the harmonic frequency of an arbitrary order of the upper limit frequency of the carrier wave is equal to or lower than the harmonic frequency of an order higher than the order of the lower limit frequency of the carrier wave. Thus, by determining the variable range of the carrier frequency, the harmonic spectrum of each order of the carrier in the desired frequency band is continuous, the EMI spectrum can be flattened, and the influence of EMI noise can be suppressed. effective.

また、本実施形態によれば、搬送波周波数の可変範囲をfcc-Δfc〜fcc+Δfcとし、nはn≦Fmin/fccを満たす最大の整数とし、Fminは所望の周波数帯域の最低周波数とすると、搬送波周波数の可変範囲は、
fcc/(2n+1)≦Δfc
の関係を満たすように設定するので、簡単かつ正確に、EMIノイズの影響を抑制することができる搬送波周波数の可変範囲を計算することができるという効果がある。
Further, according to the present embodiment, the variable range of the carrier frequency is fcc-Δfc to fcc + Δfc, n is the maximum integer satisfying n ≦ Fmin / fcc, and Fmin is the lowest frequency of the desired frequency band. The variable range of the carrier frequency is
fcc / (2n + 1) ≦ Δfc
Therefore, there is an effect that the variable range of the carrier frequency that can suppress the influence of EMI noise can be calculated easily and accurately.

また、本実施形態によれば、所望の周波数帯域内において、搬送波の上限周波数の任意の次数の高調波の周波数が、搬送波の下限周波数の前記次数より2次高い次数の高調波の周波数以下となるように、搬送波周波数の可変範囲を決定することにより、搬送波が奇数次または偶数次の高調波しか含まない場合でも、所望の周波数帯域内のEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   Further, according to the present embodiment, in a desired frequency band, the harmonic frequency of an arbitrary order of the upper limit frequency of the carrier wave is equal to or lower than the harmonic frequency of the second order higher than the order of the lower limit frequency of the carrier wave. As described above, by determining the variable range of the carrier frequency, even when the carrier includes only odd-order or even-order harmonics, the EMI spectrum in the desired frequency band is flattened and the influence of EMI noise is suppressed. There is an effect that can be.

また、本実施形態によれば、搬送波周波数の可変範囲をfcc-Δfc〜fcc+Δfcとし、nはn≦Fmin/fccを満たす最大の整数とし、Fminは所望の周波数帯域の最低周波数とすると、搬送波周波数の可変範囲は、
2fcc/(2n+1) ≦Δfc
の関係を満たすように設定するので、搬送波が奇数次または偶数次の高調波しか含まない場合も含めて、簡単かつ正確に、EMIノイズの影響を抑制することができる搬送波周波数の可変範囲を計算することができるという効果がある。
Further, according to the present embodiment, the variable range of the carrier frequency is fcc-Δfc to fcc + Δfc, n is the maximum integer satisfying n ≦ Fmin / fcc, and Fmin is the lowest frequency of the desired frequency band. The variable range of the carrier frequency is
2fcc / (2n + 1) ≤Δfc
Therefore, the variable range of the carrier frequency that can suppress the influence of EMI noise can be calculated easily and accurately, even when the carrier wave contains only odd-order or even-order harmonics. There is an effect that can be done.

また、本実施形態によれば、搬送波周波数の可変範囲は、搬送波周波数を時間変化させる場合の搬送波周波数の変化の範囲と使用する搬送波周波数の個数に起因する搬送波周波数の高調波の集中する帯域が、所望の周波数帯域内に入らないように決定するので、所望の周波数帯域内のEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   Further, according to the present embodiment, the variable range of the carrier frequency has a band in which harmonics of the carrier frequency due to the range of the carrier frequency change when the carrier frequency is changed over time and the number of carrier frequencies used are concentrated. Since it is determined not to fall within the desired frequency band, the EMI spectrum in the desired frequency band can be flattened and the effect of EMI noise can be suppressed.

また、本実施形態によれば、搬送波周波数の可変範囲は、搬送波周波数を時間変化させる場合の搬送波周波数の変化の範囲と使用する搬送波周波数の個数に起因する搬送波周波数の高調波の集中する帯域が、所望の周波数帯域の最大周波数よりも大きくなるように決定するので、所望の周波数帯域内のEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   Further, according to the present embodiment, the variable range of the carrier frequency has a band in which harmonics of the carrier frequency due to the range of the carrier frequency change when the carrier frequency is changed over time and the number of carrier frequencies used are concentrated. Since it is determined to be larger than the maximum frequency of the desired frequency band, there is an effect that the influence of EMI noise can be suppressed by flattening the EMI spectrum in the desired frequency band.

また、本実施形態によれば、搬送波周波数の逆数である搬送波周期の変化範囲をTcmin〜Tcmaxとし、搬送波周波数の変化に使用する搬送波周波数値の個数をNとし、所望の周波数帯域の最大周波数をFmaxとすると、搬送波周波数の可変範囲は、
Fmax≦(N-1)/(Tcmax-Tcmin)
の関係を満たすように設定するので、搬送波周波数値の個数を考慮した搬送波周波数の可変範囲を設定することができ、所望の周波数帯域内のEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。
Further, according to the present embodiment, the change range of the carrier cycle, which is the reciprocal of the carrier frequency, is Tcmin to Tcmax, the number of carrier frequency values used for the change of the carrier frequency is N, and the maximum frequency of the desired frequency band is If Fmax, the variable range of the carrier frequency is
Fmax ≦ (N-1) / (Tcmax-Tcmin)
Therefore, it is possible to set a variable range of the carrier frequency in consideration of the number of carrier frequency values, flatten the EMI spectrum in a desired frequency band, and suppress the influence of EMI noise. There is an effect that can be.

また、本実施形態によれば、記搬送波周波数を変化させる場合に使用する搬送波周波数の個数は、搬送波周波数を時間変化させる場合の搬送波周波数の変化の範囲と使用する搬送波周波数の個数に起因する搬送波周波数の高調波の集中する帯域が、所望の周波数帯域内に入らないように決定するので、所望の周波数帯域内のEMIスペクトルを平坦化し、EMIノイズの影響を抑制することができるという効果がある。   In addition, according to the present embodiment, the number of carrier frequencies used when changing the carrier frequency depends on the range of changes in the carrier frequency when changing the carrier frequency over time and the number of carrier frequencies used. Since the band in which the harmonics of the frequency are concentrated is determined so as not to fall within the desired frequency band, the EMI spectrum in the desired frequency band can be flattened and the effect of EMI noise can be suppressed. .

また、本実施形態によれば、搬送波周波数の逆数である搬送波周期の変化範囲をTcmin〜Tcmaxとし、所望帯域の最大周波数をFmaxとすると、搬送波周波数の変化に使用する搬送波周波数値の個数Nは、
Fmax(Tcmax-Tcmin)+1 ≦N
の関係を満たすように設定するので、EMIノイズの影響を効果的に抑制することができる搬送波周波数値の個数を算出することができるという効果がある。
Further, according to the present embodiment, when the change range of the carrier cycle, which is the reciprocal of the carrier frequency, is Tcmin to Tcmax, and the maximum frequency of the desired band is Fmax, the number N of carrier frequency values used for the change of the carrier frequency is ,
Fmax (Tcmax-Tcmin) +1 ≦ N
Therefore, the number of carrier frequency values that can effectively suppress the influence of EMI noise can be calculated.

1 電力変換システム
2 PWMインバータ(開閉手段)
3 三相ブラシレスモータ
4 電流センサ
5 制御装置(制御手段)
6 電流指令値生成部
7a,7b,7c PID制御部
8a,8b,8c PWM比較部(PWM比較手段)
9a,9b,9c 信号反転部
10 キャリア周波数変化部(搬送波周波数変化手段)
11 キャリア出力部(搬送波出力手段)
1 Power conversion system 2 PWM inverter (opening / closing means)
3 Three-phase brushless motor 4 Current sensor 5 Control device (control means)
6 Current command value generation unit 7a, 7b, 7c PID control unit 8a, 8b, 8c PWM comparison unit (PWM comparison means)
9a, 9b, 9c Signal inversion unit 10 Carrier frequency changing unit (carrier frequency changing means)
11 Carrier output section (carrier output means)

Claims (11)

入力される電力を所望の形態に変換する開閉手段と、該開閉手段の開閉動作をPWM制御する制御手段とを備えた電力変換装置であって、
前記制御手段は、
前記PWM制御に用いる搬送波の周波数を、離散的かつ周期的に時間変化させる搬送波周波数変化手段と、
前記搬送波をPWM比較手段へ出力する搬送波出力手段と、
を備え、
前記搬送波周波数変化手段は、所望の周波数帯域内において、前記搬送波の各次数の高調波の拡散スペクトルが連続するように、前記搬送波周波数の可変範囲を決定することを特徴とする電力変換装置。
A power conversion device comprising an opening / closing means for converting input power into a desired form, and a control means for performing PWM control of the opening / closing operation of the opening / closing means,
The control means includes
Carrier wave frequency changing means for discretely and periodically changing the frequency of the carrier wave used for the PWM control;
Carrier wave output means for outputting the carrier wave to the PWM comparison means;
With
The carrier frequency changing means determines a variable range of the carrier frequency so that a spread spectrum of harmonics of each order of the carrier wave is continuous within a desired frequency band.
前記搬送波周波数変化手段は、所望の周波数帯域内において、前記搬送波の上限周波数の任意の次数の高調波の周波数が、前記搬送波の下限周波数の前記次数より1次高い次数の高調波の周波数以下となるように、前記搬送波周波数の可変範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The carrier frequency changing means is configured such that, in a desired frequency band, the harmonic frequency of an arbitrary order of the upper limit frequency of the carrier wave is equal to or lower than the harmonic frequency of an order higher than the order of the lower limit frequency of the carrier wave. The power conversion device according to claim 1, wherein a variable range of the carrier frequency is determined. 前記搬送波周波数の可変範囲をfcc-Δfc〜fcc+Δfcとし、nはn≦Fmin/fccを満たす最大の整数とし、Fminは所望の周波数帯域の最低周波数とすると、前記搬送波周波数の可変範囲は、
fcc/(2n+1)≦Δfc
の関係を満たすことを特徴とする請求項2に記載の電力変換装置。
The variable range of the carrier frequency is fcc-Δfc to fcc + Δfc, n is the maximum integer satisfying n ≦ Fmin / fcc, and Fmin is the lowest frequency of the desired frequency band, the variable range of the carrier frequency is
fcc / (2n + 1) ≦ Δfc
The power conversion device according to claim 2, wherein the relationship is satisfied.
前記搬送波周波数変化手段は、所望の周波数帯域内において、前記搬送波の上限周波数の任意の次数の高調波の周波数が、前記搬送波の下限周波数の前記次数より2次高い次数の高調波の周波数以下となるように、前記搬送波周波数の可変範囲を決定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   In the desired frequency band, the carrier frequency changing means is configured such that the harmonic frequency of an arbitrary order of the upper limit frequency of the carrier wave is equal to or lower than the harmonic frequency of the second order higher than the order of the lower limit frequency of the carrier wave. The power conversion device according to claim 1, wherein a variable range of the carrier frequency is determined. 前記搬送波周波数の可変範囲をfcc-Δfc〜fcc+Δfcとし、nはn≦Fmin/fccを満たす最大の整数とし、Fminは所望の周波数帯域の最低周波数とすると、前記搬送波周波数の可変範囲は、
2fcc/(2n+1) ≦Δfc
の関係を満たすことを特徴とする請求項4に記載の電力変換装置。
The variable range of the carrier frequency is fcc-Δfc to fcc + Δfc, n is the maximum integer satisfying n ≦ Fmin / fcc, and Fmin is the lowest frequency of the desired frequency band, the variable range of the carrier frequency is
2fcc / (2n + 1) ≤Δfc
The power conversion device according to claim 4, wherein the relationship is satisfied.
前記搬送波周波数の可変範囲は、搬送波周波数を時間変化させる場合の搬送波周波数の変化の範囲と使用する搬送波周波数の個数に起因する搬送波周波数の高調波の集中する帯域が、所望の周波数帯域内に入らないように決定したことを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The variable range of the carrier frequency includes a range in which the carrier frequency changes when the carrier frequency is changed over time and a band in which harmonics of the carrier frequency due to the number of carrier frequencies used are concentrated in a desired frequency band. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is determined so as not to exist. 前記搬送波周波数の可変範囲は、搬送波周波数を時間変化させる場合の搬送波周波数の変化の範囲と使用する搬送波周波数の個数に起因する搬送波周波数の高調波の集中する帯域が、所望の周波数帯域の最大周波数よりも大きくなるように決定したことを特徴とする請求項6に記載の電力変換装置。   The variable range of the carrier frequency is the maximum frequency of the desired frequency band, where the carrier frequency change range when the carrier frequency is changed over time and the band where the harmonics of the carrier frequency due to the number of carrier frequencies used are concentrated. The power conversion device according to claim 6, wherein the power conversion device is determined so as to be larger. 前記搬送波周波数の逆数である搬送波周期の変化範囲をTcmin〜Tcmaxとし、搬送波周波数の変化に使用する搬送波周波数値の個数をNとし、所望の周波数帯域の最大周波数をFmaxとすると、前記搬送波周波数の可変範囲は、
Fmax≦(N-1)/(Tcmax-Tcmin)
の関係を満たすことを特徴とする請求項7に記載の電力変換装置。
When the carrier frequency change range, which is the reciprocal of the carrier frequency, is Tcmin to Tcmax, the number of carrier frequency values used to change the carrier frequency is N, and the maximum frequency of the desired frequency band is Fmax, the carrier frequency The variable range is
Fmax ≦ (N-1) / (Tcmax-Tcmin)
The power conversion device according to claim 7, wherein the relationship is satisfied.
前記搬送波周波数を変化させる場合に使用する搬送波周波数の個数は、搬送波周波数を時間変化させる場合の搬送波周波数の変化の範囲と使用する搬送波周波数の個数に起因する搬送波周波数の高調波の集中する帯域が、所望の周波数帯域内に入らないように決定することを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。   The number of carrier frequencies used when changing the carrier frequency is such that the range of changes in the carrier frequency when changing the carrier frequency over time and the band where the harmonics of the carrier frequency due to the number of carrier frequencies used are concentrated. The power conversion device according to claim 1, wherein the power conversion device is determined so as not to fall within a desired frequency band. 前記搬送波周波数の逆数である搬送波周期の変化範囲をTcmin〜Tcmaxとし、所望帯域の最大周波数をFmaxとすると、搬送波周波数の変化に使用する搬送波周波数値の個数Nは、
Fmax(Tcmax-Tcmin)+1 ≦N
の関係を満たすことを特徴とする請求項9に記載の電力変換装置。
When the carrier frequency change range, which is the reciprocal of the carrier frequency, is Tcmin to Tcmax, and the maximum frequency of the desired band is Fmax, the number N of carrier frequency values used for the change of the carrier frequency is:
Fmax (Tcmax-Tcmin) +1 ≦ N
The power conversion device according to claim 9, wherein:
入力された電力を開閉動作によって所望の形態に変換する電力変換方法であって、
所望の周波数帯域内において、搬送波の各次数の高調波の拡散スペクトルが連続するように前記搬送波の周波数可変範囲を決定し、
前記搬送波の周波数を離散的かつ周期的に時間変化させ、
前記搬送波に基づいて前記開閉動作を制御するための制御信号を生成し、
該制御信号に基づいて前記開閉動作を制御することを特徴とする電力変換方法。
A power conversion method for converting input power into a desired form by opening and closing operations,
Within the desired frequency band, determine the frequency variable range of the carrier so that the spread spectrum of the harmonics of each order of the carrier is continuous,
Discretely and periodically changing the frequency of the carrier wave,
Generating a control signal for controlling the opening and closing operation based on the carrier wave;
A power conversion method, wherein the opening / closing operation is controlled based on the control signal.
JP2009053676A 2009-03-06 2009-03-06 Power conversion equipment and power conversion method Pending JP2010213377A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009053676A JP2010213377A (en) 2009-03-06 2009-03-06 Power conversion equipment and power conversion method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009053676A JP2010213377A (en) 2009-03-06 2009-03-06 Power conversion equipment and power conversion method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010213377A true JP2010213377A (en) 2010-09-24

Family

ID=42972956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009053676A Pending JP2010213377A (en) 2009-03-06 2009-03-06 Power conversion equipment and power conversion method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010213377A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017078A (en) * 2011-07-05 2013-01-24 Nippon Soken Inc Drive unit and driving method for switching element
JP2014064379A (en) * 2012-09-20 2014-04-10 Fuji Electric Co Ltd Switching power supply device
EP2747274A4 (en) * 2012-03-12 2015-09-02 Panasonic Corp Motor control system, motor control device, brushless motor, and motor control method
KR101619293B1 (en) 2014-11-12 2016-05-11 현대오트론 주식회사 Method and apparatus for controlling power source semiconductor
JP2019054729A (en) * 2019-01-09 2019-04-04 株式会社日立産機システム Power conversion equipment, and reduction method of output current noise thereof
JP2019161860A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 株式会社東芝 Power transmission device and power transmission system
CN111355436A (en) * 2020-03-09 2020-06-30 珠海格力电器股份有限公司 Driver carrier frequency control method and device capable of effectively reducing interference and driver
WO2021260768A1 (en) * 2020-06-22 2021-12-30 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP7366326B1 (en) 2023-04-12 2023-10-20 三菱電機株式会社 Switching control equipment and power conversion equipment

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013017078A (en) * 2011-07-05 2013-01-24 Nippon Soken Inc Drive unit and driving method for switching element
EP2747274A4 (en) * 2012-03-12 2015-09-02 Panasonic Corp Motor control system, motor control device, brushless motor, and motor control method
US9436171B2 (en) 2012-03-12 2016-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Motor control system, motor control device, brushless motor, and motor control method
JP2014064379A (en) * 2012-09-20 2014-04-10 Fuji Electric Co Ltd Switching power supply device
KR101619293B1 (en) 2014-11-12 2016-05-11 현대오트론 주식회사 Method and apparatus for controlling power source semiconductor
JP2019161860A (en) * 2018-03-13 2019-09-19 株式会社東芝 Power transmission device and power transmission system
JP2019054729A (en) * 2019-01-09 2019-04-04 株式会社日立産機システム Power conversion equipment, and reduction method of output current noise thereof
CN111355436A (en) * 2020-03-09 2020-06-30 珠海格力电器股份有限公司 Driver carrier frequency control method and device capable of effectively reducing interference and driver
WO2021260768A1 (en) * 2020-06-22 2021-12-30 三菱電機株式会社 Power conversion device
JP7309070B2 (en) 2020-06-22 2023-07-14 三菱電機株式会社 power converter
JP7366326B1 (en) 2023-04-12 2023-10-20 三菱電機株式会社 Switching control equipment and power conversion equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2010213377A (en) Power conversion equipment and power conversion method
JP4811102B2 (en) Control device and control method for power conversion device
JP5239235B2 (en) Power conversion device and power conversion method
US20120300519A1 (en) Multi-phase active rectifier
JP4085976B2 (en) Inverter control device and control method
JP6731639B2 (en) Power converter
JP5974646B2 (en) Control device for three-level power conversion circuit
JPWO2018073874A1 (en) DC power supply device, motor drive device, blower, compressor and air conditioner
JP5061570B2 (en) Power conversion device and power conversion method
US7751214B2 (en) Power control apparatus and method
JP6085995B2 (en) Power converter
JP5286866B2 (en) Control device and control method for power conversion device
JP5169118B2 (en) Power conversion device and power conversion method
JP5353543B2 (en) Control device and control method for power converter
JP5205709B2 (en) Control device and control method for power conversion device
KR100902940B1 (en) System for controlling switch of single-phase double conversion ups
JP2001016860A (en) Inverter controller
AU2018263420B2 (en) Converter control device, converter provided with same, air conditioner, and converter control method and converter control program
JP5309685B2 (en) Control device and control method for power conversion device
JP4517762B2 (en) Switching control method, rectifier, and drive system
JP3409039B2 (en) Control device for power converter
TW201304389A (en) Motor frequency conversion apparatus
JP6440067B2 (en) Power converter
JP5017918B2 (en) Power conversion device and power conversion method
JPH07177753A (en) Control method and equipment for power converter unit