JP2012010511A - インバータ電源装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 インバータ回路と、負荷に適した電圧に変圧する変圧器と、変圧器の入力電流値を検出する入力電流検出回路と、出力電流値を検出する出力電流検出回路と、インバータ回路を制御する出力変調制御回路と、入力電流値が偏磁電流基準値以上になると偏磁判別信号を出力する偏磁判別回路と、偏磁判別信号が入力された時点からインバータ周波数の半周期が終了するまで出力変調制御を禁止する禁止回路と、を備え、偏磁電流基準値を生成する偏磁電流基準生成回路を設け、偏磁電流基準生成回路は、出力電流値を変圧器の2次巻線/1次巻線の巻数比で乗算すると共に乗算した値に偏磁電流値を加算して偏磁電流基準値を生成する、ことを特徴とするインバータ電源装置である。
【選択図】 図1
Description
例えば、インバータ電源装置の最大出力電流値を300Aとすると、入力電流値は75Aになる。そして、最大出力電流値の300Aを確保するために電流基準値を105Aとする。
図10に示す時刻t=t1〜t2の期間中は、図10(B)に示すように、相対向する一方の第1のスイッチング素子TR1、第4のスイッチング素子TR4のための第1のパルス幅変調信号Pw1が出力され、同図(D)に示すように入力電流検出信号Idは正の値となる。この期間中は変圧器INTには正の電圧が印加する。時刻t=t2〜t3の期間中は、同図(C)に示すように、相対向する他方の第2のスイッチング素子TR2、第3のスイッチング素子TR3のための第2のパルス幅変調信号Pw2が出力され、図(D)に示すように入力電流検出信号Idは負の値となる。この小電流期間中(例えば、入力電流25A)に負荷変動により偏磁が発生すると、同図(D)に示すように、入力電流検出信号Idの値が上昇し、例えば、40Aになる。しかし、電流基準値Irefを105Aと高く設定されているために、同図(E)に示す絶対値信号Fwの値が電流基準値Iref未満になるため偏慈判別回路EPは偏磁発生が判別できない。
よって、偏磁解消時間が長くなるとスイッチング素子の保護が充分機能しなく、破壊又は劣化の原因になる。そして、出力の不安定状態も招いてしまう。
本発明の実施の形態は、上記の変圧器の特性を使用し、出力電流値を変圧器の2次巻線数/1次巻線数の巻数比で乗算して変圧器の偏磁電流を含まない入力電流値を換算し、この換算した入力電流値に予め定めた偏磁電流値を加算して偏磁電流基準値を算出し、変圧器の入力電流値と偏磁電流基準値とを比較し、入力電流値が偏磁電流基準値以上のとき偏磁が発生した判別とするものである。
このとき、例えば、インバータ電源装置の最大出力電流値を300Aとすると、入力電流換算信号Opの値は75Aになる。そして、例えば、偏磁電流値αを40Aにして偏磁電流基準値115Aで偏磁を判別すると、偏磁電流値αの40Aが大きいために偏磁が相当進行した状態で判別することになる。
図3に示す時刻t=t1〜t2の小電流期間で、図4に示すC点の出力電流100Aのとき、図3(B)に示す第1のパルス幅変調信号Pw1が出力され、同図(D)に示すように、入力電流検出信号Idの値は、25Aで正の値となる。
インバータ電源装置において、直流リアクトルに閉ループの特性を有する直流リアクトルが一般的に使用されている。そして、閉ループの特性を有する直流リアクトルでは、出力電流値が大きいときにインダクタンス値が小さくなり、逆に、出力電流値が小さいときにインダクタンス値が大きくなる。
よって、出力電流値が大きいときに、直流リアクトルのインダクタンス値が小さいために変圧器の入力電流の変化率(di/dt)が大きく、偏磁が発生したとき変圧器の入力電流が大きく変化する。逆に、出力電流値が小さいときに、直流リアクトルのインダクタンス値が大きいために変圧器の入力電流の変化率(di/dt)が小さく、偏磁が発生したとき変圧器の入力電流の変化が小さくなる。
図6に示す時刻t=t1〜t2の小電流期間で、図7に示すC点の出力電流100Aのとき、図6(B)に示す第1のパルス幅変調信号Pw1が出力され、同図(D)に示すように、入力電流検出信号Idの値は、25Aで正の値となる。
AD 加算回路
AND1 第1のアンド回路
AND2 第2のアンド回路
C1 平滑コンデンサ
CP 比較回路
Cp 比較信号
DK インバータ駆動回路
Dk1 第1のインバータ駆動信号
Dk2 第2のインバータ駆動信号
Dk3 第3のインバータ駆動信号
Dk4 第4のインバータ駆動信号
DCL 直流リアクトル
DR1 1次整流回路
DR2 2次整流回路
EC 偏磁電流基準生成回路
ECA 出力電流対応偏磁電流基準生成回路
EO 出力電流対応偏磁電流設定回路
EP 偏慈判別回路
Ep 偏慈判別信号
EPO 偏慈判別回路
Epo 偏慈判別信号
EI 誤差増幅回路
Ei 誤差増幅信号
ES 偏磁電流設定回路
FW 絶対値回路
Fw 絶対値信号
HD 偏磁防止回路
Hd 偏磁防止信号
ID 入力電流検出回路
Id 入力電流検出信号
IN 反転回路
INT 主変圧器
IR 出力電流設定回路
Ir 出力電流設定信号(出力電流設定値)
IREF 電流基準回路
Iref 電流基準回路
OD 出力電流検出回路
Od 入力電流検出信号
OP 増幅回路
Op 増幅信号
OSC 三角波発生回路
Osc 三角波発生信号
PWM パルス幅変調回路
Pw1 第1のパルス幅変調信号
Pw2 第2のパルス幅変調信号
SC 出力変調制御回路
Sc1 第1の出力変調制御
Sc2 第1の出力変調制御
TR1 第1のスイッチング素子
TR2 第2のスイッチング素子
TR3 第3のスイッチング素子
TR4 第4のスイッチング素子
Claims (2)
- 直流電源を複数個のスイッチング素子によって高周波交流に変換するインバータ回路と、前記高周波交流を負荷に適した電圧に変圧する変圧器と、前記変圧器の入力電流値を検出する入力電流検出回路と、前記変圧された高周波交流を整流して負荷に供給する整流回路と、前記整流された出力電流値を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流値に応じて前記インバータ回路を出力変調制御する出力変調制御回路と、前記変圧器の入力電流値が予め定めた偏磁電流基準値以上になると前記変圧器の偏磁と判別して偏磁判別信号を出力する偏磁判別回路と、前記偏磁判別信号が入力された時点から予め定めたインバータ周波数の半周期が終了するまで前記出力変調制御を禁止し前記インバータ回路のスイッチング素子をオフ状態に変化させる禁止回路と、を備えたインバータ電源装置において、
前記偏磁電流基準値を生成する偏磁電流基準生成回路を設け、前記偏磁電流基準生成回路は、前記出力電流値が入力されると前記出力電流値を前記変圧器の2次巻線/1次巻線の巻数比で乗算すると共に前記乗算した値に予め定めた偏磁電流値を加算して偏磁電流基準値を生成する、ことを特徴とするインバータ電源装置。 - 前記偏磁電流値を、前記出力電流値に基づいて変化させる、ことを特徴とする請求項1記載のインバータ電源装置。
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