JP2011035977A - Power supply device - Google Patents

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満弘 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the versatility of a power supply device with an inverter mounted thereon. <P>SOLUTION: The power supply device includes a generator 2 and a VSCF converter 3. The VSCF converter 3 includes an AC-DC conversion circuit 13 which converts an AC voltage into a DC voltage, a DC-AC conversion circuit (inverter 14) which converts the DC voltage from the AC-DC conversion circuit into an AC voltage by performing a switching operation, and a controller 18 which controls the switching operation of the inverter 14. The controller 18 is configured to be mutually switchable between pulse-width modulation control based on a comparison results of a sine wave and a cosine wave, and fixed pattern control. In the fixed pattern control, the controller 18 performs the fixed pattern control following a pattern which is defined so as to lower a switching frequency of the inverter 14 more than that at the pulse-width modulation control. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は電源装置に関し、特に直流電力を交流電力に変換する直流/交流変換回路(以下、インバータとも呼ぶ)を備える電源装置に関する。   The present invention relates to a power supply device, and more particularly to a power supply device including a DC / AC conversion circuit (hereinafter also referred to as an inverter) that converts DC power into AC power.

従来より、直流電圧を交流電圧に変換するインバータを備える電源装置が知られている。たとえば特開2000−184798号公報(特許文献1)は、VSCF(Variable Speed Constant Frequency;可変速・定周波定電圧)コンバータおよびVSCF電源装置を開示する。この文献に記載されたVSCFコンバータおよびVSCF電源装置は、固定されたパターンのパルス列からなる周期的な交流電圧を直流電力から生成する直流/交流変換手段(インバータ)と、この直流/交流変換手段から得られる交流電圧に含まれる高調波成分を除去して出力するフィルタとを有している。この構成によれば、大規模なフィルタを用いなくても、周波数が一定しかつ高調波含有率が少ない交流電圧を得ることが可能となる。   Conventionally, a power supply device including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage is known. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-184798 (Patent Document 1) discloses a VSCF (Variable Speed Constant Frequency) converter and a VSCF power supply device. The VSCF converter and the VSCF power supply device described in this document include a DC / AC converter (inverter) that generates a periodic AC voltage composed of a pulse train of a fixed pattern from DC power, and the DC / AC converter. And a filter that removes and outputs a harmonic component contained in the obtained AC voltage. According to this configuration, an AC voltage having a constant frequency and a low harmonic content can be obtained without using a large-scale filter.

特開2000−184798号公報JP 2000-184798 A

たとえば電源装置に接続される負荷装置がモータ等の誘導性負荷である場合には、負荷の起動時に突入電流が生じる可能性が考えられる。しかしながら、上記の電源装置ではインバータの制御パターンが固定されているので、誘導性負荷への突入電流を防止するためにインバータの制御パターンを変更することは困難である。このような理由のために、電源装置に接続可能な負荷の種類を制限することが考えられるが、その場合には電源装置の汎用性を高めることが困難となる。   For example, when the load device connected to the power supply device is an inductive load such as a motor, there is a possibility that an inrush current may occur when the load is started. However, since the inverter control pattern is fixed in the power supply device described above, it is difficult to change the inverter control pattern in order to prevent an inrush current to the inductive load. For these reasons, it is conceivable to limit the types of loads that can be connected to the power supply device, but in that case, it becomes difficult to increase the versatility of the power supply device.

本発明の目的は、インバータを搭載した電源装置の汎用性を高めることを可能にすることである。   An object of the present invention is to make it possible to increase the versatility of a power supply device equipped with an inverter.

本発明は要約すれば、電源装置であって、交流電圧を直流電圧に変換する交流/直流変換回路と、スイッチング動作を行なうことにより、交流/直流変換回路からの直流電圧を交流電圧に変換する第1の直流/交流変換回路と、第1の直流/交流変換回路のスイッチング動作を制御する第1の制御部とを備える。第1の制御部は、正弦波と搬送波との比較結果に基づくパルス幅変調制御を実行するパルス幅変調制御部と、パルス幅変調制御よりも第1の直流/交流変換回路のスイッチング周波数を低くするように定められたパターンに従う固定パターン制御を実行する固定パターン制御部と、パルス幅変調制御と固定パターン制御とを相互に切替可能に構成された切替制御部とを含む。   In summary, the present invention is a power supply device that converts an AC voltage into a DC voltage and converts the DC voltage from the AC / DC conversion circuit into an AC voltage by performing a switching operation. A first DC / AC conversion circuit; and a first control unit that controls a switching operation of the first DC / AC conversion circuit. The first control unit includes a pulse width modulation control unit that performs pulse width modulation control based on a comparison result between the sine wave and the carrier wave, and a lower switching frequency of the first DC / AC conversion circuit than the pulse width modulation control. A fixed pattern control unit that executes fixed pattern control according to a pattern determined to be performed, and a switching control unit configured to be able to switch between pulse width modulation control and fixed pattern control.

この構成によれば、2つの制御パターンを選択することが可能であるので、電源装置の汎用性を高めることができる。たとえばパルス幅変調制御を最初に選択して、その後に制御パターンをPWM制御パターンから固定制御パターンに切替えたり、固定制御パターンを最初に選択して、その後にPWM制御パターンを選択することもできる。また、固定パターン制御あるいはパルス幅変調制御のいずれか一方のみでよい場合には、制御パターンを固定することもできる。   According to this configuration, since two control patterns can be selected, the versatility of the power supply device can be improved. For example, the pulse width modulation control can be selected first, and then the control pattern can be switched from the PWM control pattern to the fixed control pattern, or the fixed control pattern can be selected first and then the PWM control pattern can be selected. In addition, when only one of fixed pattern control and pulse width modulation control is sufficient, the control pattern can be fixed.

好ましくは、第1の制御部は、電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、ゼロクロス検出部の検出結果に基づいて、切替制御部に対して、パルス幅変調制御および固定パターン制御のうちの一方から他方への切替えを指示する指示部とをさらに含む。   Preferably, the first control unit detects the zero cross of the AC voltage output from the power supply device, and controls the pulse width modulation control and the switching control unit based on the detection result of the zero cross detection unit. And an instruction unit for instructing switching from one of the fixed pattern controls to the other.

この構成によれば、交流電圧のゼロクロス時において制御パターンが切替えられる。これにより、電源装置により駆動される負荷装置の動作への影響を低減しつつ制御パターンを切替えることが可能となる。   According to this configuration, the control pattern is switched when the AC voltage is zero-crossed. This makes it possible to switch the control pattern while reducing the influence on the operation of the load device driven by the power supply device.

好ましくは、電源装置は、第1の直流/交流変換回路と並列に交流/直流変換回路に接続される第2の直流/交流変換回路と、第1の制御部による第1の直流/交流変換回路の制御とは独立に第2の直流/交流変換回路を制御する第2の制御部とをさらに備える。   Preferably, the power supply device includes a second DC / AC conversion circuit connected to the AC / DC conversion circuit in parallel with the first DC / AC conversion circuit, and a first DC / AC conversion by the first control unit. And a second control unit that controls the second DC / AC conversion circuit independently of the control of the circuit.

この構成によれば、電源装置は第1および第2の直流/交流変換回路(インバータ)を有する。これにより1つの電源装置から複数の負荷装置に電源電圧を供給できる。さらに上記構成によれば、第1および第2の直流/交流変換回路を互いに独立に制御することができるので、他の直流/交流変換回路の動作状況に関係なく、対応の直流/交流変換回路に接続された負荷装置を動作させることができる。よって、電源装置の汎用性を高めることが可能となる。   According to this configuration, the power supply device has the first and second DC / AC conversion circuits (inverters). Thereby, a power supply voltage can be supplied from one power supply device to a plurality of load devices. Furthermore, according to the above configuration, the first and second DC / AC conversion circuits can be controlled independently from each other, so that the corresponding DC / AC conversion circuit can be used regardless of the operation status of the other DC / AC conversion circuits. The load device connected to the can be operated. Therefore, the versatility of the power supply device can be improved.

好ましくは、電源装置は、第1の直流/交流変換回路と並列に交流/直流変換回路に接続され、交流/直流変換回路からの直流電圧を所定の直流電圧に変換する直流/直流変換回路と、直流/直流変換回路を制御する第3の制御部とをさらに備える。   Preferably, the power supply device is connected to the AC / DC conversion circuit in parallel with the first DC / AC conversion circuit, and converts the DC voltage from the AC / DC conversion circuit into a predetermined DC voltage. And a third control unit for controlling the direct current / direct current conversion circuit.

この構成によれば、1つの電源装置から交流電圧だけでなく直流電圧も出力することができるので電源装置の汎用性を高めることができる。   According to this configuration, since not only an AC voltage but also a DC voltage can be output from one power supply device, the versatility of the power supply device can be enhanced.

好ましくは、電源装置は、交流/直流変換回路に交流電圧を供給する発電機をさらに備える。   Preferably, the power supply device further includes a generator that supplies an AC voltage to the AC / DC conversion circuit.

この構成によれば、発電機が交流/直流変換回路に交流電圧を供給するので、電源装置の設置場所によらずに電源装置を動作させる(電源装置から交流電圧を出力する)ことができる。よって電源装置の汎用性を高めることができる。   According to this configuration, since the generator supplies an AC voltage to the AC / DC conversion circuit, the power supply device can be operated (output the AC voltage from the power supply device) regardless of the installation location of the power supply device. Therefore, the versatility of the power supply device can be improved.

本発明によれば、インバータを搭載した電源装置の汎用性を高めることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the versatility of the power supply device carrying an inverter can be improved.

本発明の実施の形態1に係る電源装置の構成図である。It is a block diagram of the power supply device which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1に示したコントローラ18の構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the controller 18 shown in FIG. 図2に示したインバータ制御部26の構成を説明する機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of an inverter control unit 26 illustrated in FIG. 2. 図3に示すインバータ制御部26の具体的な構成を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of an inverter control unit 26 shown in FIG. 3. 固定パターン制御方式によるインバータの制御を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining control of the inverter by a fixed pattern control system. PWM制御方式によるインバータの制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating control of the inverter by a PWM control system. 図4に示した構成を有するインバータ制御部26によるゲートパターンの切替え動作を説明するためのタイミングチャートである。5 is a timing chart for explaining a gate pattern switching operation by the inverter control unit 26 having the configuration shown in FIG. 4. 本発明の実施の形態2に係る電源装置の構成図である。It is a block diagram of the power supply device which concerns on Embodiment 2 of this invention. 図8に示したコントローラ18Aの構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the controller 18A shown in FIG. 本発明の実施の形態3に係る電源装置の構成図である。It is a block diagram of the power supply device which concerns on Embodiment 3 of this invention. 図10に示したコントローラ18Bの構成を説明する機能ブロック図である。It is a functional block diagram explaining the structure of the controller 18B shown in FIG.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係る電源装置の構成図である。図1を参照して、電源装置は、発電機2と、VSCFコンバータ3とを備える。発電機2は、航空機、自動車、船舶等に搭載されたエンジン1によって駆動されることにより交流電圧を発生する。発電機2は、電機子巻線2aと、界磁巻線2bとを備える。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a configuration diagram of a power supply device according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, the power supply device includes a generator 2 and a VSCF converter 3. The generator 2 generates an alternating voltage by being driven by an engine 1 mounted on an aircraft, an automobile, a ship, or the like. The generator 2 includes an armature winding 2a and a field winding 2b.

VSCFコンバータ3は、発電機2から得られる交流電圧を一定周波数(たとえば50Hzあるいは60Hz)の交流電圧に変換して出力するための装置である。VSCFコンバータ3は、AVR(自動電圧調整装置)11と、トランス12と、交流/直流変換回路13と、直流/交流変換回路であるインバータ14と、フィルタ15と、出力端子16と、変流器17と、コントローラ18と、コントローラ用電源19と、スイッチ20とを備える。   The VSCF converter 3 is a device for converting an AC voltage obtained from the generator 2 into an AC voltage having a constant frequency (for example, 50 Hz or 60 Hz) and outputting the AC voltage. The VSCF converter 3 includes an AVR (automatic voltage regulator) 11, a transformer 12, an AC / DC converter circuit 13, an inverter 14 that is a DC / AC converter circuit, a filter 15, an output terminal 16, and a current transformer. 17, a controller 18, a controller power supply 19, and a switch 20.

AVR11は、発電機2の出力する交流電圧がエンジン1の回転数あるいは負荷の大きさに関係なく一定に保たれるように、発電機2に供給する界磁電流を制御する。トランス12は、発電機2から出力される交流電圧を所定の大きさの電圧に変換する。トランス12の2つの出力の一方はAVR11に電源電圧として供給され、他方は発電機2の出力電圧をモニタするためのモニタ電圧としてコントローラ18に入力される。   The AVR 11 controls the field current supplied to the generator 2 so that the AC voltage output from the generator 2 is kept constant regardless of the rotational speed of the engine 1 or the magnitude of the load. The transformer 12 converts the AC voltage output from the generator 2 into a voltage having a predetermined magnitude. One of the two outputs of the transformer 12 is supplied to the AVR 11 as a power supply voltage, and the other is input to the controller 18 as a monitor voltage for monitoring the output voltage of the generator 2.

交流/直流変換回路13は、整流回路21と、コンデンサ22とを備える。整流回路21は、発電機2からの交流電圧を直流電圧に変換する。具体的には、整流回路21はダイオードブリッジ回路である。コンデンサ22は、整流回路21から出力される直流電圧の変動を低減させる平滑コンデンサである。   The AC / DC conversion circuit 13 includes a rectifier circuit 21 and a capacitor 22. The rectifier circuit 21 converts the AC voltage from the generator 2 into a DC voltage. Specifically, the rectifier circuit 21 is a diode bridge circuit. The capacitor 22 is a smoothing capacitor that reduces fluctuations in the DC voltage output from the rectifier circuit 21.

インバータ14は、コントローラ18によって制御されることにより、交流/直流変換回路13から出力される直流電圧を交流電圧に変換する。インバータ14の制御については後に詳細に説明する。インバータ14の構成としては公知の構成を適用できるのでここでは詳細な説明を繰返さないが、インバータ14は、IGBT、MOSFET等の半導体スイッチング素子(図示しない)を含む。   The inverter 14 is controlled by the controller 18 to convert the DC voltage output from the AC / DC conversion circuit 13 into an AC voltage. The control of the inverter 14 will be described in detail later. Since a known configuration can be applied as the configuration of the inverter 14, detailed description will not be repeated here, but the inverter 14 includes a semiconductor switching element (not shown) such as an IGBT or a MOSFET.

フィルタ15は、インバータ14から出力される交流電圧に含まれる高調波成分を除去する。具体的には、フィルタ15はインダクタ23およびコンデンサ24を含むLCフィルタである。フィルタ15を通過した交流電圧は出力端子16より出力され、図示しない負荷装置(交流負荷)に供給される。   The filter 15 removes harmonic components contained in the AC voltage output from the inverter 14. Specifically, the filter 15 is an LC filter including an inductor 23 and a capacitor 24. The AC voltage that has passed through the filter 15 is output from the output terminal 16 and supplied to a load device (AC load) (not shown).

変流器17は、フィルタ15から出力端子16を介して電源装置の外部(負荷装置)に出力される電流をモニタして、その結果をコントローラ18に送る。コントローラ18は、スイッチ20のオン時においてコントローラ用電源19から電源電圧を受けることにより、AVR11およびインバータ14を制御する。   The current transformer 17 monitors the current output from the filter 15 to the outside (load device) of the power supply device via the output terminal 16 and sends the result to the controller 18. The controller 18 receives the power supply voltage from the controller power supply 19 when the switch 20 is on, thereby controlling the AVR 11 and the inverter 14.

図2は、図1に示したコントローラ18の構成を説明する機能ブロック図である。図2を参照して、コントローラ18は、AVR制御部25と、インバータ制御部26とを備える。   FIG. 2 is a functional block diagram for explaining the configuration of the controller 18 shown in FIG. Referring to FIG. 2, the controller 18 includes an AVR control unit 25 and an inverter control unit 26.

AVR制御部25は、トランス12からのモニタ電圧および変流器17からのモニタ電流を受ける。AVR制御部25は入力される電圧および電流に基づいてAVR11を制御するための制御信号を生成するとともにその制御信号をAVR11に出力する。   The AVR control unit 25 receives the monitor voltage from the transformer 12 and the monitor current from the current transformer 17. The AVR control unit 25 generates a control signal for controlling the AVR 11 based on the input voltage and current, and outputs the control signal to the AVR 11.

インバータ制御部26は、インバータ14に含まれる半導体スイッチング素子を制御するためのゲートパターン信号(以下では単に「ゲートパターン」と呼ぶ)を生成し、そのゲートパターンをインバータ14へ送る。インバータ14(スイッチング素子)は、インバータ制御部26からのゲートパターンに応じてスイッチング動作を行なうことにより交流/直流変換回路13からの直流電圧を交流電圧に変換する。   The inverter control unit 26 generates a gate pattern signal (hereinafter simply referred to as “gate pattern”) for controlling the semiconductor switching elements included in the inverter 14, and sends the gate pattern to the inverter 14. The inverter 14 (switching element) converts the DC voltage from the AC / DC conversion circuit 13 into an AC voltage by performing a switching operation according to the gate pattern from the inverter control unit 26.

図3は、図2に示したインバータ制御部26の構成を説明する機能ブロック図である。図3を参照して、インバータ制御部26は、固定パターン発生部31と、PWM(パルス幅変調)パターン発生部32と、パターン指定部33と、切替信号発生部34と、ゼロクロス検出部35と、AND回路36と、選択制御部37とを備える。   FIG. 3 is a functional block diagram illustrating the configuration of inverter control unit 26 shown in FIG. Referring to FIG. 3, inverter control unit 26 includes fixed pattern generation unit 31, PWM (pulse width modulation) pattern generation unit 32, pattern designation unit 33, switching signal generation unit 34, and zero cross detection unit 35. The AND circuit 36 and the selection control unit 37 are provided.

固定パターン発生部31は、固定パターンに従うパルス列をゲートパターンとして発生させる。固定パターンは、たとえば図示しないROM(Read Only Memory)に記憶される。固定パターン発生部31は、ROMに記憶されたパターンに基づいてパルス列を生成するとともに、そのパルス列を選択制御部37に出力する。   The fixed pattern generator 31 generates a pulse train according to the fixed pattern as a gate pattern. The fixed pattern is stored in a ROM (Read Only Memory) (not shown), for example. The fixed pattern generation unit 31 generates a pulse train based on the pattern stored in the ROM and outputs the pulse train to the selection control unit 37.

PWMパターン発生部32は、インバータ14をPWM方式に従って制御するための制御パターン(PWMパターン)を生成するとともに、その制御パターンを選択制御部37に出力する。   The PWM pattern generation unit 32 generates a control pattern (PWM pattern) for controlling the inverter 14 according to the PWM method, and outputs the control pattern to the selection control unit 37.

パターン指定部33は、選択制御部37に入力される固定パターンおよびPWMパターンのうちいずれを選択制御部37から出力するかを選択制御部に対して指定する。選択制御部37は、パターン指定部33の指示に従って、固定パターンおよびPWMパターンのうちのいずれか一方を選択するとともに、その選択されたゲートパターンを出力する。   The pattern designating unit 33 designates which one of the fixed pattern and the PWM pattern input to the selection control unit 37 is output from the selection control unit 37 to the selection control unit. The selection control unit 37 selects one of the fixed pattern and the PWM pattern in accordance with an instruction from the pattern designating unit 33, and outputs the selected gate pattern.

切替信号発生部34は、選択制御部37に対して制御パターンを切替えるための信号を発生する。ゼロクロス検出部35は、図1に示す電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスを検出する。AND回路36は、切替信号発生部34により発生された切替信号およびゼロクロス検出部35の検出結果を受ける。電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスがゼロクロス検出部35によって検出されたときに、AND回路36は切替信号発生部34で発生された切替信号を選択制御部37に送る。   The switching signal generator 34 generates a signal for switching the control pattern to the selection controller 37. The zero-cross detector 35 detects a zero-cross of the AC voltage output from the power supply device shown in FIG. The AND circuit 36 receives the switching signal generated by the switching signal generator 34 and the detection result of the zero cross detector 35. When the zero cross of the AC voltage output from the power supply device is detected by the zero cross detector 35, the AND circuit 36 sends the switching signal generated by the switching signal generator 34 to the selection controller 37.

選択制御部37は、AND回路36から切替信号を受けたときに、制御パターンを現在のパターンから、パターン指定部33によって選択されたパターンに切替える。したがってインバータ14の制御パターン(ゲートパターン)は、電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスのタイミングで切替えられる。   When receiving a switching signal from the AND circuit 36, the selection control unit 37 switches the control pattern from the current pattern to the pattern selected by the pattern designating unit 33. Therefore, the control pattern (gate pattern) of the inverter 14 is switched at the zero-cross timing of the AC voltage output from the power supply device.

なお、固定パターン発生部31は、本発明の「固定パターン制御部」に対応し、PWMパターン発生部32は、本発明の「パルス幅変調制御部」に対応する。さらに、選択制御部37は、本発明の「切替制御部」に対応する。さらに、パターン指定部33、切替信号発生部34およびAND回路36は、ゼロクロス検出部35の検出結果に基づいて、選択制御部37に対して、固定パターン制御およびパルス幅変調制御部のうちの一方から他方への切替えを指示する指示部に対応する。   The fixed pattern generator 31 corresponds to the “fixed pattern controller” of the present invention, and the PWM pattern generator 32 corresponds to the “pulse width modulation controller” of the present invention. Further, the selection control unit 37 corresponds to the “switching control unit” of the present invention. Further, the pattern designating unit 33, the switching signal generating unit 34, and the AND circuit 36, based on the detection result of the zero cross detecting unit 35, have one of a fixed pattern control and a pulse width modulation control unit for the selection control unit 37. This corresponds to an instruction unit for instructing switching from one to the other.

図3に示した構成および各ブロックは、電子回路(ハードウェア)の組合わせによって実現されてもよいし、コントローラ18で実行されるプログラム(ソフトウェア)によって実現されてもよい。以下ではインバータ制御部26の具体的な構成の一形態を説明する。   The configuration and each block illustrated in FIG. 3 may be realized by a combination of electronic circuits (hardware), or may be realized by a program (software) executed by the controller 18. Below, one form of the concrete structure of the inverter control part 26 is demonstrated.

図4は、図3に示すインバータ制御部26の具体的な構成を示す回路図である。図4を参照して、パターン指定部33は、スイッチ33aと、抵抗33bとを備える。スイッチ33aは、高電圧が印加されるノードNと、抵抗33bの一方端との間に接続される。抵抗33bの他方端は接地される。なお、「高電圧」とは、接地電圧よりも高い電圧を意味し、その電圧の大きさは特に限定されるものではない。   FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of inverter control unit 26 shown in FIG. Referring to FIG. 4, pattern designating unit 33 includes a switch 33a and a resistor 33b. The switch 33a is connected between a node N to which a high voltage is applied and one end of the resistor 33b. The other end of the resistor 33b is grounded. “High voltage” means a voltage higher than the ground voltage, and the magnitude of the voltage is not particularly limited.

スイッチ33aは、手動により操作されてもよいし、コントローラ18によって制御されてもよい。スイッチ33aをオンすることにより、選択制御部37には高電圧が与えられる。一方、スイッチ33aをオフすると選択制御部37には接地電圧が与えられる。すなわちパターン指定部33は、電圧レベルがH(論理ハイ)レベルとL(論理ロー)レベルとの間で切替わる信号を発生する。ここでは、「Hレベル」は、ノードNの電圧に対応するレベルであり、「Lレベル」は、接地電圧に対応するレベルである。   The switch 33a may be operated manually or may be controlled by the controller 18. A high voltage is applied to the selection control unit 37 by turning on the switch 33a. On the other hand, when the switch 33a is turned off, a ground voltage is applied to the selection control unit 37. That is, the pattern designating unit 33 generates a signal whose voltage level is switched between an H (logic high) level and an L (logic low) level. Here, the “H level” is a level corresponding to the voltage of the node N, and the “L level” is a level corresponding to the ground voltage.

本実施の形態では、パターン指定部33からの信号のレベルがHレベルである場合には固定パターンが指定される一方、その信号のレベルがLレベルである場合にはPWMパターンが指定される。ただし、パターン指定部33からの信号のレベルと制御パターンとの対応関係が上記の関係と逆であってもよい。   In the present embodiment, the fixed pattern is specified when the level of the signal from the pattern specifying unit 33 is H level, while the PWM pattern is specified when the level of the signal is L level. However, the correspondence relationship between the level of the signal from the pattern designating unit 33 and the control pattern may be opposite to the above relationship.

切替信号発生部34は、スイッチ34aと、抵抗34bとを備える。スイッチ34aは、高電圧が印加されるノードNと、抵抗34bの一方端との間に接続される。抵抗34bの他方端は接地される。スイッチ34aは手動により操作されてもよいしコントローラ18により制御されてもよい。   The switching signal generator 34 includes a switch 34a and a resistor 34b. The switch 34a is connected between a node N to which a high voltage is applied and one end of the resistor 34b. The other end of the resistor 34b is grounded. The switch 34a may be operated manually or may be controlled by the controller 18.

スイッチ34aが操作されることにより、切替信号発生部34はHレベルとLレベルとの間で電圧レベルが切替わる信号を発生する。その信号の論理レベルと、電圧(高電圧または接地電圧)との対応関係は、パターン指定部33における対応関係と同じである。   When the switch 34a is operated, the switching signal generator 34 generates a signal for switching the voltage level between the H level and the L level. The correspondence between the logic level of the signal and the voltage (high voltage or ground voltage) is the same as the correspondence in the pattern designating unit 33.

スイッチ34aがオンするとAND回路36にHレベルの信号が印加される。この状態は、切替信号が発生した状態に対応する。スイッチ34aをオフすると、AND回路36にLレベルの信号が印加される。この状態は切替信号の発生が停止した状態に対応する。   When the switch 34 a is turned on, an H level signal is applied to the AND circuit 36. This state corresponds to the state where the switching signal is generated. When the switch 34 a is turned off, an L level signal is applied to the AND circuit 36. This state corresponds to the state where the generation of the switching signal is stopped.

ゼロクロス検出部35は、PWMパターン発生部32より与えられる正弦波信号に基づいて交流電圧のゼロクロスを検出し、その検出結果としてHレベルの信号をAND回路36に送る。PWMパターン発生部32は、電源装置から出力される交流電圧の波形が正弦波となるように、交流電圧の波形の基準となる正弦波信号を生成する。したがって、正弦波信号のゼロクロスは、電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスと対応する。   The zero cross detection unit 35 detects the zero cross of the AC voltage based on the sine wave signal given from the PWM pattern generation unit 32 and sends an H level signal to the AND circuit 36 as the detection result. The PWM pattern generation unit 32 generates a sine wave signal that serves as a reference for the waveform of the AC voltage so that the waveform of the AC voltage output from the power supply device becomes a sine wave. Therefore, the zero cross of the sine wave signal corresponds to the zero cross of the AC voltage output from the power supply device.

ゼロクロス検出部35は、正弦波信号のゼロクロスを交流電圧のゼロクロスとして検出する。なお、ゼロクロス検出部35は電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスを直接的に検出してもよい。   The zero cross detector 35 detects the zero cross of the sine wave signal as the zero cross of the AC voltage. The zero cross detector 35 may directly detect the zero cross of the AC voltage output from the power supply device.

選択制御部37は、Dフリップフロップ41と、インバータ42と、NAND回路43,44,45とを備える。   The selection control unit 37 includes a D flip-flop 41, an inverter 42, and NAND circuits 43, 44, and 45.

Dフリップフロップ41は、端子D,CK,Qを有する。端子Dには、パターン指定部33から出力された信号が入力される。端子CKには、AND回路36から出力された信号が入力される。AND回路36からは、電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスが検出されたタイミングで信号が出力される。   The D flip-flop 41 has terminals D, CK, and Q. A signal output from the pattern designating unit 33 is input to the terminal D. A signal output from the AND circuit 36 is input to the terminal CK. A signal is output from the AND circuit 36 at the timing when the zero cross of the AC voltage output from the power supply device is detected.

インバータ42は、Dフリップフロップ41の端子Qから出力される信号の論理レベルを反転してNAND回路44に出力する。NAND回路43は、固定パターン発生部31からのパルス列(固定パターン)およびDフリップフロップ41の端子Qからの信号とを受けてその演算結果をNAND回路45に出力する。NAND回路44は、PWMパターン発生部32により発生されたパルス列(PWMパターン)およびインバータ42の出力を受けて、その演算結果をNAND回路45に出力する。NAND回路45は、NAND回路43,44の出力を受けて、その演算結果を出力する。   The inverter 42 inverts the logic level of the signal output from the terminal Q of the D flip-flop 41 and outputs the inverted signal to the NAND circuit 44. The NAND circuit 43 receives the pulse train (fixed pattern) from the fixed pattern generation unit 31 and the signal from the terminal Q of the D flip-flop 41 and outputs the calculation result to the NAND circuit 45. The NAND circuit 44 receives the pulse train (PWM pattern) generated by the PWM pattern generator 32 and the output of the inverter 42, and outputs the calculation result to the NAND circuit 45. The NAND circuit 45 receives the outputs of the NAND circuits 43 and 44 and outputs the calculation result.

NAND回路43〜45の各々は、入力される2つの信号のレベルがいずれもHレベルである場合にのみLレベルの信号を出力し、その他の場合には、Hレベルの信号を出力する。これにより、選択制御部37からは、固定パターンおよびPWMパターンのうちの選択されたゲートパターンが出力される。   Each of the NAND circuits 43 to 45 outputs an L level signal only when both of the two input signals are at an H level, and outputs an H level signal in the other cases. As a result, the selection control unit 37 outputs a gate pattern selected from the fixed pattern and the PWM pattern.

続いて、固定パターン発生部31およびPWMパターン発生部32により発生される制御パターンについて詳細に説明する。   Next, the control patterns generated by the fixed pattern generator 31 and the PWM pattern generator 32 will be described in detail.

図5は、固定パターン制御方式によるインバータの制御を説明する波形図である。図5を参照して、固定パターン発生部31からは、インバータ14のスイッチング動作を制御する制御パターンがパルス列として出力される。インバータ14からフィルタ15に出力される電圧は、この固定パターンに対応した波形を有する交流電圧となる。   FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the control of the inverter by the fixed pattern control method. Referring to FIG. 5, a control pattern for controlling the switching operation of inverter 14 is output as a pulse train from fixed pattern generation unit 31. The voltage output from the inverter 14 to the filter 15 is an AC voltage having a waveform corresponding to this fixed pattern.

図5に、インバータ14から出力される交流電圧の波形の一例を示す。この交流電圧の1周期分の波形は、上述した固定パターンにより決定される。インバータ14からの交流電圧に含まれる高調波成分はフィルタ15により除去される。この結果、フィルタ15からは、正弦波からなる交流電圧が出力される。   FIG. 5 shows an example of the waveform of the AC voltage output from the inverter 14. The waveform of one cycle of the AC voltage is determined by the fixed pattern described above. The harmonic component contained in the AC voltage from the inverter 14 is removed by the filter 15. As a result, an AC voltage consisting of a sine wave is output from the filter 15.

図6は、PWM制御方式によるインバータの制御を説明するための図である。図6を参照して、PWM制御においては、搬送波(たとえば三角波)と、交流電圧指令である正弦波との電圧比較に基づき、インバータ14のスイッチング動作を制御するためのゲートパターンが生成される。このゲートパターンに従ってインバータ14のスイッチング素子がスイッチング動作を行なうことにより、直流電圧はPWM制御パターンに対応した波形を有する交流電圧に変換される。   FIG. 6 is a diagram for explaining control of the inverter by the PWM control method. Referring to FIG. 6, in PWM control, a gate pattern for controlling the switching operation of inverter 14 is generated based on a voltage comparison between a carrier wave (for example, a triangular wave) and a sine wave that is an AC voltage command. When the switching element of the inverter 14 performs a switching operation according to the gate pattern, the DC voltage is converted into an AC voltage having a waveform corresponding to the PWM control pattern.

インバータ14からの交流電圧に含まれる高調波成分はフィルタ15により除去される。これによりフィルタ15からは、正弦波からなる交流電圧が出力される。   The harmonic component contained in the AC voltage from the inverter 14 is removed by the filter 15. As a result, an AC voltage consisting of a sine wave is output from the filter 15.

上述のように、直流電圧を交流電圧に変換するためにインバータ14はスイッチング動作(スイッチング素子のオンオフ)を繰返す。PWM制御でのスイッチング周波数はたとえば1〜10kHz程度に設定される。固定パターン制御でのスイッチング周波数は、たとえば1kHzよりも低い所定の周波数に設定される。   As described above, the inverter 14 repeats the switching operation (switching element on / off) in order to convert the DC voltage into the AC voltage. The switching frequency in PWM control is set to about 1 to 10 kHz, for example. The switching frequency in the fixed pattern control is set to a predetermined frequency lower than 1 kHz, for example.

インバータ14にはそのスイッチング動作に伴う損失が発生する。スイッチング周波数が高いほどインバータの損失は大きくなる。   The inverter 14 generates a loss due to the switching operation. The higher the switching frequency, the greater the inverter loss.

固定パターン制御では、パルス幅変調制御よりもインバータ14のスイッチング周波数を低くするように定められた固定パターンに従ってインバータのスイッチング動作が制御される。   In the fixed pattern control, the switching operation of the inverter is controlled according to a fixed pattern determined so as to lower the switching frequency of the inverter 14 than in the pulse width modulation control.

固定パターン制御では、スイッチング周波数を低くすることによってPWM制御の実行時よりもインバータの損失を低減することが可能となる。ただし固定パターン制御では、電源装置から出力される交流電圧の振幅が固定される。   In the fixed pattern control, the inverter loss can be reduced by lowering the switching frequency than when the PWM control is executed. However, in the fixed pattern control, the amplitude of the AC voltage output from the power supply device is fixed.

一方、PWM制御では、交流電圧指令である正弦波の振幅を変更することによって、インバータ14から出力される電圧の振幅を変更することが可能となる。すなわち、PWM制御によれば、電源装置から出力される交流電圧の大きさを変更することが可能となる。   On the other hand, in the PWM control, it is possible to change the amplitude of the voltage output from the inverter 14 by changing the amplitude of the sine wave that is the AC voltage command. That is, according to the PWM control, it is possible to change the magnitude of the AC voltage output from the power supply device.

電源装置に接続される負荷装置がほぼ定常的な状態で動作しているときには、電源装置の損失はできるだけ小さい方が好ましい。そこで本実施の形態では、基本的に固定パターン制御が選択される。しかしながら、たとえば負荷装置がモータなどの誘導性負荷である場合には、その負荷装置の起動時において突入電流が流れる可能性がある。突入電流を抑制するためには、負荷装置に供給される交流電圧が小さくなるよう、インバータ14により交流電圧を制御する必要がある。しかしながら、固定パターン制御では、交流電圧の大きさを変更することが困難である。   When the load device connected to the power supply device is operating in a substantially steady state, it is preferable that the loss of the power supply device be as small as possible. Therefore, in the present embodiment, the fixed pattern control is basically selected. However, for example, when the load device is an inductive load such as a motor, an inrush current may flow when the load device is activated. In order to suppress the inrush current, it is necessary to control the AC voltage by the inverter 14 so that the AC voltage supplied to the load device becomes small. However, in the fixed pattern control, it is difficult to change the magnitude of the AC voltage.

実施の形態1によれば、たとえば誘導性負荷の起動時などPWM制御が好ましい場合に制御パターンをPWM制御パターンに設定することができる。そして、その後必要に応じて、PWM制御パターンから固定制御パターンに切替えることもできる。このように実施の形態1によれば制御パターンが切替え可能であるので、電源装置の汎用性を高めることができる。   According to the first embodiment, the control pattern can be set to the PWM control pattern when the PWM control is preferable, for example, at the time of starting the inductive load. Then, if necessary, the PWM control pattern can be switched to the fixed control pattern. As described above, according to the first embodiment, since the control pattern can be switched, the versatility of the power supply device can be improved.

さらに、本実施の形態によれば、交流電圧のゼロクロス時において制御パターンが切替えられる。これによって、負荷装置の動作への影響を低減しつつ制御パターンを切替えることが可能となる。   Furthermore, according to the present embodiment, the control pattern is switched during the zero crossing of the AC voltage. This makes it possible to switch the control pattern while reducing the influence on the operation of the load device.

図7は、図4に示した構成を有するインバータ制御部26によるゲートパターンの切替え動作を説明するためのタイミングチャートである。図7を参照して、時刻t0においてDフリップフロップの端子Dに入力される信号(すなわちパターン指定部33から出力された信号)のレベルがLレベルからHレベルに変化する。   FIG. 7 is a timing chart for explaining the gate pattern switching operation by the inverter control unit 26 having the configuration shown in FIG. Referring to FIG. 7, at time t0, the level of the signal input to terminal D of D flip-flop (that is, the signal output from pattern designating unit 33) changes from L level to H level.

時刻t0においては、切替信号発生部34のスイッチ34aがオフ状態であるため、端子CKに入力される信号がLレベルである。このためDフリップフロップ41の端子Qから出力される信号もLレベルである。   At time t0, the switch 34a of the switching signal generator 34 is in the OFF state, so that the signal input to the terminal CK is at the L level. For this reason, the signal output from the terminal Q of the D flip-flop 41 is also at the L level.

固定パターン発生部31およびPWMパターン発生部32は、Dフリップフロップ41の状態にかかわらずゲートパターンを周期的に出力する。なお固定パターンおよびPWMパターンは、互いに異なるパターンである。この点の理解が容易となるように、図7では各パターンを模式的に示してある。   The fixed pattern generator 31 and the PWM pattern generator 32 periodically output gate patterns regardless of the state of the D flip-flop 41. Note that the fixed pattern and the PWM pattern are different from each other. In order to facilitate understanding of this point, each pattern is schematically shown in FIG.

Dフリップフロップ41の端子Qから出力される信号のレベルがLレベルであるので、NAND回路43はHレベルの信号を出力する。一方で、NAND回路44はPWMパターン発生部32から出力される信号とはレベルが反転した信号を出力する。この結果、NAND回路45からは、PWMパターン発生部32より出力されるゲートパターンと同じパターンが出力される。つまり、選択制御部37は、PWMパターン発生部32が生成したゲートパターン(PWMパターン)を選択的に出力する。   Since the level of the signal output from the terminal Q of the D flip-flop 41 is L level, the NAND circuit 43 outputs an H level signal. On the other hand, the NAND circuit 44 outputs a signal whose level is inverted from that of the signal output from the PWM pattern generator 32. As a result, the NAND circuit 45 outputs the same pattern as the gate pattern output from the PWM pattern generator 32. That is, the selection control unit 37 selectively outputs the gate pattern (PWM pattern) generated by the PWM pattern generation unit 32.

時刻t1において切替信号発生部34のスイッチ34aがオンする。これによりAND回路36には切替信号発生部34からHレベルの信号が入力される。上記のようにスイッチ34aは手動により操作されてもよいし、コントローラ18により制御されてもよい。コントローラ18がスイッチ34aを制御する場合、たとえばコントローラ18は負荷装置への電源投入時から所定時間(たとえば1分)が経過した後にスイッチ34aをオンする。   At time t1, the switch 34a of the switching signal generator 34 is turned on. As a result, an H level signal is input from the switching signal generator 34 to the AND circuit 36. As described above, the switch 34 a may be operated manually or may be controlled by the controller 18. When the controller 18 controls the switch 34a, for example, the controller 18 turns on the switch 34a after a predetermined time (for example, 1 minute) has elapsed since the power supply to the load device was turned on.

時刻t2において、ゼロクロス検出部35がPWMパターン発生部32から送られる正弦波信号のゼロクロスを検出するとともに、ゼロクロスの検出を示すパルス信号(図示せず)を出力する。AND回路36は、ゼロクロス検出部35からのパルス信号の入力に同期してパルス信号を出力する。AND回路36からのパルス信号は、Dフリップフロップ41の端子CKに入力される。   At time t2, the zero cross detector 35 detects the zero cross of the sine wave signal sent from the PWM pattern generator 32 and outputs a pulse signal (not shown) indicating the detection of the zero cross. The AND circuit 36 outputs a pulse signal in synchronization with the input of the pulse signal from the zero cross detector 35. The pulse signal from the AND circuit 36 is input to the terminal CK of the D flip-flop 41.

Dフリップフロップ41の端子CKに入力される信号の立ち上がりに応じて、Dフリップフロップ41は、端子Dに入力される信号のレベル(Hレベル)と同じレベルの信号を端子Qから出力する。したがって、時刻t2において、端子Qから出力される信号のレベルがLレベルからHレベルに変化する。端子QからのHレベルの信号が出力されることにより、NAND回路43は固定パターン発生部31が生成したパルス列とは論理レベルが反転した信号を出力する。一方、NAND回路44の出力は、Dフリップフロップ41の端子Qからの出力がHレベルである間、Hレベルとなる。よって、NAND回路45からは固定パターン発生部31により発生されたゲートパターンと同じパターンが出力される。すなわち、時刻t2において、選択制御部37から出力されるゲートパターンは、PWM制御パターンから固定パターンに切替わる。   In response to the rise of the signal input to the terminal CK of the D flip-flop 41, the D flip-flop 41 outputs a signal having the same level as the level (H level) of the signal input to the terminal D from the terminal Q. Therefore, at time t2, the level of the signal output from terminal Q changes from L level to H level. By outputting an H level signal from the terminal Q, the NAND circuit 43 outputs a signal whose logic level is inverted from that of the pulse train generated by the fixed pattern generator 31. On the other hand, the output of the NAND circuit 44 is at the H level while the output from the terminal Q of the D flip-flop 41 is at the H level. Therefore, the NAND circuit 45 outputs the same pattern as the gate pattern generated by the fixed pattern generator 31. That is, at time t2, the gate pattern output from the selection control unit 37 is switched from the PWM control pattern to the fixed pattern.

ゲートパターンがPWMパターンから固定パターンに切替わった後、時刻t3において切替信号発生部34のスイッチ34aがオフする。したがってDフリップフロップ41の端子CKにはパルス信号は入力されないが、時刻t3以後も端子Qから出力される信号のレベルはHレベルに保持される。したがって、NAND回路45からは、固定パターンの出力が継続される。   After the gate pattern is switched from the PWM pattern to the fixed pattern, the switch 34a of the switching signal generator 34 is turned off at time t3. Therefore, no pulse signal is input to the terminal CK of the D flip-flop 41, but the level of the signal output from the terminal Q is maintained at the H level even after time t3. Therefore, the output of the fixed pattern is continued from the NAND circuit 45.

ゲートパターンを固定パターンからPWM制御パターンに切替える場合には、以下に説明する動作が実行される。時刻t4において、パターン指定部33のスイッチ33aがオフする。これにより、Dフリップフロップ41の端子Dに入力される信号のレベルがHレベルからLレベルに切替わる。さらに、時刻t5において、切替信号発生部34のスイッチ34aがオンする。その後、時刻t6において、ゼロクロス検出部35は、PWMパターン発生部32からの正弦波信号におけるゼロクロスを検出する。これにより、Dフリップフロップ41の端子Qから出力される信号のレベルがHレベルからLレベルに切替わる。   When the gate pattern is switched from the fixed pattern to the PWM control pattern, the operation described below is executed. At time t4, the switch 33a of the pattern designating unit 33 is turned off. As a result, the level of the signal input to the terminal D of the D flip-flop 41 is switched from the H level to the L level. Further, at time t5, the switch 34a of the switching signal generator 34 is turned on. Thereafter, at time t <b> 6, the zero cross detection unit 35 detects the zero cross in the sine wave signal from the PWM pattern generation unit 32. As a result, the level of the signal output from the terminal Q of the D flip-flop 41 is switched from the H level to the L level.

この場合、時刻t2以前と同様に、NAND回路43の出力はHレベルとなる。一方、NAND回路44の出力は、PWMパターンと論理レベルが反転したパターンとなる。よって、NAND回路45の出力は、PWMパターンと同じパターンとなる。すなわち、時刻t6において、選択制御部37から出力されるゲートパターンは固定パターンからPWMパターンに切替わる。   In this case, as before time t2, the output of the NAND circuit 43 becomes H level. On the other hand, the output of the NAND circuit 44 is a pattern in which the logic level is inverted from the PWM pattern. Therefore, the output of the NAND circuit 45 is the same pattern as the PWM pattern. That is, at time t6, the gate pattern output from the selection control unit 37 is switched from the fixed pattern to the PWM pattern.

以上のように、実施の形態1によれば、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ(14)のゲートパターン(制御パターン)を固定パターンとPWMパターンとの間で相互に切替えることができる。すなわち、インバータ14の制御を固定パターン制御とPWM制御との間で相互に切替えることができる。   As described above, according to the first embodiment, the gate pattern (control pattern) of the inverter (14) that converts the DC voltage into the AC voltage can be switched between the fixed pattern and the PWM pattern. That is, the control of the inverter 14 can be switched between fixed pattern control and PWM control.

これにより、たとえばモータ等の誘導性負荷の起動時にインバータ14をPWM方式に従って制御できる。この場合、交流電圧指令の(正弦波信号)の振幅を次第に大きくすることにより、電源装置から負荷装置に供給される交流電圧を徐々に大きくすることができるので、誘導性負荷の突入電流の発生を抑制できる。さらに、PWM制御から固定パターン制御に切替えることができるので、負荷装置の動作が安定した状態では、固定パターン制御に従ってインバータを制御することができる。この場合にはインバータの損失を低減できるので、電源装置の効率を高めることができる。このように、実施の形態1によれば、負荷装置の動作中に、負荷装置の特性に応じてインバータの制御を適宜選択することが可能になる。   As a result, the inverter 14 can be controlled in accordance with the PWM method when an inductive load such as a motor is started. In this case, by gradually increasing the amplitude of the AC voltage command (sine wave signal), the AC voltage supplied from the power supply device to the load device can be gradually increased. Can be suppressed. Furthermore, since the PWM control can be switched to the fixed pattern control, the inverter can be controlled according to the fixed pattern control when the operation of the load device is stable. In this case, since the loss of the inverter can be reduced, the efficiency of the power supply device can be increased. As described above, according to the first embodiment, during the operation of the load device, it is possible to appropriately select the control of the inverter according to the characteristics of the load device.

さらに、実施の形態1によれば、固定パターン制御のみあるいはPWM制御のみでよい場合には、いずれか一方に制御パターンを固定して負荷装置を動作させることも可能である。以上のように実施の形態1によれば、負荷装置に応じてインバータ14の制御を選択可能であるので、インバータを備える電源装置の汎用性を高めることができる。   Furthermore, according to the first embodiment, when only fixed pattern control or PWM control is sufficient, it is possible to operate the load device with the control pattern fixed to one of them. As described above, according to the first embodiment, since control of inverter 14 can be selected according to the load device, versatility of the power supply device including the inverter can be enhanced.

さらに、実施の形態1によれば、制御パターンは、電源装置から出力される交流電圧のゼロクロス点において切替わる。これによって負荷装置の運転中に負荷装置の動作への影響を抑制しつつ制御パターンを切替えることが可能となる。   Furthermore, according to Embodiment 1, the control pattern is switched at the zero-cross point of the AC voltage output from the power supply device. This makes it possible to switch the control pattern while suppressing the influence on the operation of the load device during operation of the load device.

[実施の形態2]
図8は、本発明の実施の形態2に係る電源装置の構成図である。図8を参照して、実施の形態2に係る電源装置は、VSCFコンバータ3に代えてVSCFコンバータ3Aを備える点において、実施の形態1に係る電源装置と異なる。VSCFコンバータ3Aは、インバータ14A,14B、フィルタ15A,15B、出力端子16A,16Bおよび変流器17A,17Bをさらに備える点においてVSCFコンバータ3と異なる。さらに、VSCFコンバータ3Aは、コントローラ18に代えてコントローラ18Aを備える点においてVSCFコンバータ3と異なる。インバータ14A,14Bの各々はインバータ14と同様の構成を有する。
[Embodiment 2]
FIG. 8 is a configuration diagram of a power supply device according to Embodiment 2 of the present invention. Referring to FIG. 8, the power supply device according to the second embodiment is different from the power supply device according to the first embodiment in that VSCF converter 3 </ b> A is provided instead of VSCF converter 3. The VSCF converter 3A is different from the VSCF converter 3 in that it further includes inverters 14A and 14B, filters 15A and 15B, output terminals 16A and 16B, and current transformers 17A and 17B. Furthermore, the VSCF converter 3A is different from the VSCF converter 3 in that a controller 18A is provided instead of the controller 18. Each of inverters 14A and 14B has the same configuration as inverter 14.

図9は、図8に示したコントローラ18Aの構成を説明する機能ブロック図である。図9を参照して、コントローラ18Aは、インバータ制御部26A,26Bをさらに備える点においてコントローラ18と異なる。インバータ制御部26Aは、インバータ14Aのスイッチング動作を制御するためのゲートパターンを生成し、そのゲートパターンをインバータ14Aに出力する。同様に、インバータ制御部26Bはインバータ14Bのスイッチング動作を制御するためのゲートパターンを生成し、そのゲートパターンをインバータ14Bに出力する。なお、AVR制御部25は、トランス12からのモニタ電圧および変流器17,17A,17Bからのモニタ電流に基づいてAVR制御信号を生成し、その信号をAVR11へ出力する。   FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a configuration of the controller 18A illustrated in FIG. Referring to FIG. 9, controller 18A is different from controller 18 in that inverter controllers 26A and 26B are further provided. The inverter control unit 26A generates a gate pattern for controlling the switching operation of the inverter 14A, and outputs the gate pattern to the inverter 14A. Similarly, the inverter control unit 26B generates a gate pattern for controlling the switching operation of the inverter 14B, and outputs the gate pattern to the inverter 14B. The AVR control unit 25 generates an AVR control signal based on the monitor voltage from the transformer 12 and the monitor current from the current transformers 17, 17 A, and 17 B, and outputs the signal to the AVR 11.

インバータ制御部26A,26Bの各々はたとえばインバータ制御部26と同様の構成(図3および図4参照)である。この場合、インバータ14A,14Bの各々を固定パターンおよびPWMパターンの間で制御パターンを切替えながら制御することが可能になる。ただし、インバータ制御部26A,26Bの機能はこのように限定されるものではない。たとえばインバータ制御部26A,26Bの一方または両方を、1つの制御パターン(固定パターンおよびPWM制御パターンのいずれでもよい)のみにより対応のインバータ(14A,14B)を制御するように構成してもよい。   Each of inverter control units 26A and 26B has the same configuration as inverter control unit 26 (see FIGS. 3 and 4), for example. In this case, each of the inverters 14A and 14B can be controlled while switching the control pattern between the fixed pattern and the PWM pattern. However, the functions of the inverter control units 26A and 26B are not limited in this way. For example, one or both of the inverter control units 26A and 26B may be configured to control the corresponding inverter (14A, 14B) by only one control pattern (which may be either a fixed pattern or a PWM control pattern).

実施の形態2によれば、電源装置は複数のインバータを有する。これにより1つの電源装置から複数の負荷装置に電源電圧を供給できる。さらに実施の形態2によれば、複数のインバータを互いに独立に制御することができる。これにより、他のインバータの動作状況に関係なく、対応するインバータに接続された負荷装置を動作させることができる。   According to the second embodiment, the power supply device has a plurality of inverters. Thereby, a power supply voltage can be supplied from one power supply device to a plurality of load devices. Furthermore, according to Embodiment 2, a plurality of inverters can be controlled independently of each other. Thereby, the load device connected to the corresponding inverter can be operated regardless of the operation status of the other inverters.

たとえば複数のインバータのいずれか1つの動作に不具合が生じることにより、そのインバータの動作を停止する必要が生じる可能性がある。複数のインバータを互いに独立に制御できない場合には、1つのインバータのみ停止させることができないため、すべてのインバータを停止する必要がある。これに対し、実施の形態2によれば仮に複数のインバータのいずれか1つを停止させる必要が生じたとしても、他のインバータの動作を継続させることができる。   For example, if a malfunction occurs in the operation of any one of a plurality of inverters, it may be necessary to stop the operation of the inverter. When a plurality of inverters cannot be controlled independently from each other, only one inverter cannot be stopped, so that all inverters must be stopped. On the other hand, according to the second embodiment, even if any one of the plurality of inverters needs to be stopped, the operation of the other inverters can be continued.

以上の理由により、実施の形態2によれば、電源装置の汎用性を高めることが可能となる。   For the above reasons, according to the second embodiment, the versatility of the power supply device can be improved.

なお、図8では、VSCFコンバータ3Bに含まれるインバータの数は3であるが、実施の形態2では、インバータの個数は、2以上であれば特に限定されるものではない。   In FIG. 8, the number of inverters included in the VSCF converter 3B is three. However, in the second embodiment, the number of inverters is not particularly limited as long as it is two or more.

[実施の形態3]
図10は、本発明の実施の形態3に係る電源装置の構成図である。図10を参照して、実施の形態3に従う電源装置は、VSCFコンバータ3に代えてVSCFコンバータ3Bを備える点において実施の形態1に係る電源装置と異なる。VSCFコンバータ3Bは、インバータ14A、フィルタ15A、出力端子16A,16C、変流器17AおよびDC/DCコンバータ14Cを備える点においてVSCFコンバータ3と異なる。さらに、VSCFコンバータ3Bは、コントローラ18に代えてコントローラ18Bを備える点においてVSCFコンバータ3と異なる。
[Embodiment 3]
FIG. 10 is a configuration diagram of a power supply device according to Embodiment 3 of the present invention. Referring to FIG. 10, the power supply device according to the third embodiment is different from the power supply device according to the first embodiment in that VSCF converter 3 </ b> B is provided instead of VSCF converter 3. The VSCF converter 3B is different from the VSCF converter 3 in that it includes an inverter 14A, a filter 15A, output terminals 16A and 16C, a current transformer 17A, and a DC / DC converter 14C. Furthermore, the VSCF converter 3B is different from the VSCF converter 3 in that a controller 18B is provided instead of the controller 18.

インバータ14Aは、インバータ14と同様の構成を有する。DC/DCコンバータ14Cは、スイッチング動作により、入力される直流電圧を所望の直流電圧(たとえばDC24V)に変換する。   Inverter 14 </ b> A has the same configuration as inverter 14. The DC / DC converter 14C converts the input DC voltage into a desired DC voltage (for example, DC 24V) by a switching operation.

図11は、図10に示したコントローラ18Bの構成を説明する機能ブロック図である。図11を参照して、コントローラ18Bは、インバータ制御部26AおよびDC/DCコンバータ制御部27をさらに備える点においてコントローラ18と異なる。インバータ制御部26Aは、インバータ14Aのスイッチング動作を制御するためのゲートパターンを生成し、そのゲートパターンをインバータ14Aへ出力する。DC/DCコンバータ制御部27は、DC/DCコンバータ14Cに入力される電圧の値およびDC/DCコンバータ14Cから出力される電圧の値を受ける。これらの電圧値は図示しない電圧センサにより検出される。   FIG. 11 is a functional block diagram for explaining the configuration of the controller 18B shown in FIG. Referring to FIG. 11, controller 18 </ b> B is different from controller 18 in that inverter controller 26 </ b> A and DC / DC converter controller 27 are further provided. Inverter control unit 26A generates a gate pattern for controlling the switching operation of inverter 14A, and outputs the gate pattern to inverter 14A. The DC / DC converter control unit 27 receives the voltage value input to the DC / DC converter 14C and the voltage value output from the DC / DC converter 14C. These voltage values are detected by a voltage sensor (not shown).

DC/DCコンバータ制御部27は、DC/DCコンバータ14Cの入力電圧および出力電圧の値に基づいて、DC/DCコンバータ14Cのスイッチング動作を制御するための制御信号を生成し、その信号をDC/DCコンバータ14Cへ出力する。   The DC / DC converter control unit 27 generates a control signal for controlling the switching operation of the DC / DC converter 14C based on the values of the input voltage and output voltage of the DC / DC converter 14C, and outputs the control signal to the DC / DC converter. Output to the DC converter 14C.

実施の形態2と同様に、インバータ制御部26Aは、インバータ制御部26と同様の構成でもよいし、1つの制御パターン(固定パターンおよびPWM制御パターンのいずれでもよい)のみによりインバータ14Aを制御するように構成されてもよい。   Similarly to the second embodiment, the inverter control unit 26A may have the same configuration as the inverter control unit 26, or controls the inverter 14A only by one control pattern (either a fixed pattern or a PWM control pattern). May be configured.

さらに、図10では、VSCFコンバータ3Bに含まれるインバータの数は2であるが、実施の形態3では、インバータの個数は、1以上であれば、特に限定されるものではない。ただし実施の形態3では、少なくとも1つのインバータ制御部は、インバータ制御部26と同様の構成(図3および図4参照)を有する。すなわち、そのインバータ制御部は、固定パターン制御とPWM制御とを相互に切替え可能に構成される。   Furthermore, in FIG. 10, the number of inverters included in the VSCF converter 3B is two. However, in the third embodiment, the number of inverters is not particularly limited as long as the number is one or more. However, in the third embodiment, at least one inverter control unit has a configuration similar to that of the inverter control unit 26 (see FIGS. 3 and 4). That is, the inverter control unit is configured to be able to switch between fixed pattern control and PWM control.

実施の形態3によれば、1つの電源装置から交流電圧だけでなく直流電圧も出力することができる。これにより、実施の形態3によれば電源装置の汎用性を高めることができる。   According to the third embodiment, not only an AC voltage but also a DC voltage can be output from one power supply device. Thereby, according to Embodiment 3, the versatility of a power supply device can be improved.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 エンジン、2 発電機、2a 電機子巻線、2b 界磁巻線、3,3A,3B VSCFコンバータ、12 トランス、13 交流/直流変換回路、14,14A,14B インバータ(直流/交流変換回路)、14C DC/DCコンバータ、15,15A,15B フィルタ、16,16A,16B,16C 出力端子、17,17A,17B 変流器、18,18A,18B コントローラ、19 コントローラ用電源、20 スイッチ、21 整流回路、22,24 コンデンサ、23 インダクタ、25 AVR制御部、26,26A,26B インバータ制御部、27 DC/DCコンバータ制御部、31 固定パターン発生部、32 PWMパターン発生部、33 パターン指定部、33a,34a スイッチ、33b,34b 抵抗、34 切替信号発生部、35 ゼロクロス検出部、36 AND回路、37 選択制御部、41 Dフリップフロップ、42 インバータ(選択制御部)、43〜45 NAND回路、N ノード。   1 engine, 2 generator, 2a armature winding, 2b field winding, 3, 3A, 3B VSCF converter, 12 transformer, 13 AC / DC conversion circuit, 14, 14A, 14B inverter (DC / AC conversion circuit) , 14C DC / DC converter, 15, 15A, 15B filter, 16, 16A, 16B, 16C output terminal, 17, 17A, 17B current transformer, 18, 18A, 18B controller, 19 controller power supply, 20 switch, 21 rectification Circuit, 22, 24 Capacitor, 23 Inductor, 25 AVR Control Unit, 26, 26A, 26B Inverter Control Unit, 27 DC / DC Converter Control Unit, 31 Fixed Pattern Generation Unit, 32 PWM Pattern Generation Unit, 33 Pattern Designation Unit, 33a , 34a switch, 33b, 34b resistance, 34 Switching signal generation unit, 35 Zero cross detection unit, 36 AND circuit, 37 Selection control unit, 41 D flip-flop, 42 Inverter (selection control unit), 43 to 45 NAND circuit, N node.

Claims (5)

交流電圧を直流電圧に変換する交流/直流変換回路と、
スイッチング動作を行なうことにより、前記交流/直流変換回路からの直流電圧を交流電圧に変換する第1の直流/交流変換回路と、
前記第1の直流/交流変換回路の前記スイッチング動作を制御する第1の制御部とを備え、
前記第1の制御部は、
正弦波と搬送波との比較結果に基づくパルス幅変調制御を実行するパルス幅変調制御部と、
前記パルス幅変調制御よりも前記第1の直流/交流変換回路のスイッチング周波数を低くするように定められたパターンに従う固定パターン制御を実行する固定パターン制御部と、
前記パルス幅変調制御と前記固定パターン制御とを相互に切替可能に構成された切替制御部とを含む、電源装置。
An AC / DC conversion circuit for converting AC voltage to DC voltage;
A first DC / AC conversion circuit that converts a DC voltage from the AC / DC conversion circuit into an AC voltage by performing a switching operation;
A first control unit that controls the switching operation of the first DC / AC conversion circuit,
The first controller is
A pulse width modulation control unit that executes pulse width modulation control based on a comparison result between the sine wave and the carrier wave;
A fixed pattern control unit that executes fixed pattern control according to a pattern determined to lower the switching frequency of the first DC / AC converter circuit than the pulse width modulation control;
A power supply apparatus comprising: a switching control unit configured to be able to switch between the pulse width modulation control and the fixed pattern control.
前記第1の制御部は、
前記電源装置から出力される交流電圧のゼロクロスを検出するゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検出部の検出結果に基づいて、前記切替制御部に対して、前記パルス幅変調制御および前記固定パターン制御のうちの一方から他方への切替えを指示する指示部とをさらに含む、請求項1に記載の電源装置。
The first controller is
A zero-cross detection unit for detecting a zero-cross of an AC voltage output from the power supply device;
The apparatus further includes an instruction unit that instructs the switching control unit to switch from one of the pulse width modulation control and the fixed pattern control to the other based on a detection result of the zero-cross detection unit. The power supply device according to 1.
前記電源装置は、
前記第1の直流/交流変換回路と並列に前記交流/直流変換回路に接続される第2の直流/交流変換回路と、
前記第1の制御部による前記第1の直流/交流変換回路の制御とは独立に前記第2の直流/交流変換回路を制御する第2の制御部とをさらに備える、請求項1または請求項2に記載の電源装置。
The power supply device
A second DC / AC conversion circuit connected to the AC / DC conversion circuit in parallel with the first DC / AC conversion circuit;
The control apparatus according to claim 1, further comprising: a second control unit that controls the second DC / AC conversion circuit independently of the control of the first DC / AC conversion circuit by the first control unit. 2. The power supply device according to 2.
前記電源装置は、
前記第1の直流/交流変換回路と並列に前記交流/直流変換回路に接続され、前記交流/直流変換回路からの直流電圧を所定の直流電圧に変換する直流/直流変換回路と、
前記直流/直流変換回路を制御する第3の制御部とをさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の電源装置。
The power supply device
A DC / DC conversion circuit that is connected to the AC / DC conversion circuit in parallel with the first DC / AC conversion circuit and converts a DC voltage from the AC / DC conversion circuit to a predetermined DC voltage;
The power supply device according to claim 1, further comprising a third control unit that controls the DC / DC conversion circuit.
前記電源装置は、
前記交流/直流変換回路に交流電圧を供給する発電機をさらに備える、請求項1から4のいずれか1項に記載の電源装置。
The power supply device
The power supply device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a generator for supplying an AC voltage to the AC / DC conversion circuit.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06197550A (en) * 1992-12-25 1994-07-15 Toyo Electric Mfg Co Ltd Controlling method for switching frequency
JP2000092843A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Mitsubishi Electric Corp Ac/dc power converting apparatus
JP2000184798A (en) * 1998-12-14 2000-06-30 Shinko Electric Co Ltd Vscf converter and vscf power supply unit
JP2003230269A (en) * 2002-01-30 2003-08-15 Toyota Motor Corp Load drive device, discharge control method, and computer-readable recording medium in which program for making computer run discharge control is recorded
JP2006230079A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Denso Corp Inverter control system
JP2008017559A (en) * 2006-07-03 2008-01-24 Toyota Motor Corp Power conversion device and vehicle equipped with it

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06197550A (en) * 1992-12-25 1994-07-15 Toyo Electric Mfg Co Ltd Controlling method for switching frequency
JP2000092843A (en) * 1998-09-16 2000-03-31 Mitsubishi Electric Corp Ac/dc power converting apparatus
JP2000184798A (en) * 1998-12-14 2000-06-30 Shinko Electric Co Ltd Vscf converter and vscf power supply unit
JP2003230269A (en) * 2002-01-30 2003-08-15 Toyota Motor Corp Load drive device, discharge control method, and computer-readable recording medium in which program for making computer run discharge control is recorded
JP2006230079A (en) * 2005-02-16 2006-08-31 Denso Corp Inverter control system
JP2008017559A (en) * 2006-07-03 2008-01-24 Toyota Motor Corp Power conversion device and vehicle equipped with it

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