JP2012080740A - Inverter controller - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter controller that carries out accurate current detection even in the presence of noise interference in a power factor improvement circuit and an inverter circuit.SOLUTION: An inverter controller includes signal correction means 18 that corrects both or either one of respective switching signals and current detection timing of a power factor improvement circuit and an inverter circuit. The signal correction means 18 carries out accurate current detection by correcting both or either one of the respective switching signals and the current detection timing so that noise caused by the respective switching of the power factor improvement circuit and the inverter circuit does not interfere with respective current detection operations.

Description

本発明は、力率改善回路を備えたインバータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to an inverter control device including a power factor correction circuit.

従来、この種の技術としては例えば、整流器の後にコイルおよびIGBTおよびダイオードおよび電流検出用抵抗を備えた昇圧チョッパ回路を含む力率改善回路を有した装置があった(例えば、特許文献1参照)。   Conventionally, as this type of technology, for example, there is a device having a power factor correction circuit including a boost chopper circuit including a coil, an IGBT, a diode, and a current detection resistor after a rectifier (see, for example, Patent Document 1). .

特開平10−052050号公報JP-A-10-052050

しかしながら、前記従来のインバータ制御装置は前記IGBTおよびインバータ回路のスイッチングを起因として電流検出用抵抗にノイズが重畳するという課題があった。   However, the conventional inverter control device has a problem that noise is superimposed on the current detection resistor due to switching of the IGBT and the inverter circuit.

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、力率改善回路およびインバータ回路のスイッチング信号と電流検出タイミングの両方または一方を補正することで、力率改善回路とインバータ回路とが互いのスイッチングによるノイズの干渉を受けることなく電流検出を行うインバータ装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and corrects both or one of the switching signal and current detection timing of the power factor correction circuit and the inverter circuit, whereby the power factor correction circuit and the inverter circuit switch each other. An object of the present invention is to provide an inverter device that performs current detection without receiving noise interference.

前記従来の課題を解決するために、本発明のインバータ制御装置は、力率改善回路およびインバータ回路の各スイッチング信号と各電流検出タイミングの両方または一方を補正する信号補正手段を設け、各回路の電流検出がスイッチングに起因するノイズの干渉を受けないように各スイッチング信号および電流検出タイミングの両方またはいずれか一方を補正する。   In order to solve the above-mentioned conventional problems, the inverter control device of the present invention is provided with signal correction means for correcting both or one of the switching signal and each current detection timing of the power factor correction circuit and the inverter circuit. Each switching signal and / or current detection timing is corrected so that current detection is not affected by noise interference caused by switching.

本発明のインバータ制御装置は、力率改善回路およびインバータ回路の各電流検出が各スイッチングに起因するノイズの干渉を受けないように各スイッチング信号および電流検出タイミングの両方またはいずれか一方を補正することで、ノイズの干渉の影響を受けない正確な電流検出を行うことができるインバータ制御装置を提供することができる。   The inverter control device according to the present invention corrects each switching signal and / or current detection timing so that each current detection of the power factor correction circuit and the inverter circuit is not affected by noise caused by each switching. Thus, it is possible to provide an inverter control device that can perform accurate current detection without being affected by noise interference.

本発明の実施の形態1を説明する構成図Configuration diagram for explaining Embodiment 1 of the present invention 従来の電流検出方法を説明する波形グラフWaveform graph explaining conventional current detection method 解決すべき課題を説明する波形グラフWaveform graph explaining the problem to be solved 本発明における信号補正手段による力率改善回路のスイッチング信号補正を説明する波形グラフWaveform graph for explaining switching signal correction of the power factor correction circuit by the signal correction means in the present invention 本発明における信号補正手段によるインバータ回路のスイッチング信号補正を説明する波形グラフWaveform graph for explaining switching signal correction of inverter circuit by signal correction means in the present invention 本発明における信号補正手段による電流検出タイミングの第1の補正方法を説明する波形グラフWaveform graph for explaining the first correction method of the current detection timing by the signal correction means in the present invention 本発明における信号補正手段による電流検出タイミングの第2の補正方法を説明する波形グラフWaveform graph for explaining the second correction method of the current detection timing by the signal correction means in the present invention

第1の発明は、交流電源を力率改善回路にて整流・電圧調整をした後インバータ回路にて任意の交流電力へ変換してモータを駆動するインバータ制御装置において、力率改善回路のスイッチング信号および電流検出タイミングを作成するPFC制御手段と、インバータ回路のスイッチング信号および電流検出タイミングを作成するインバータ制御手段と、各スイッチング信号および電流検出タイミングの両方またはいずれか一方を補正する信号補正手段とを備え、信号補正手段は力率改善回路およびインバータ回路の各スイッチングによるノイズが各電流検出に干渉しないように各スイッチング信号および電流検出タイミングの両方またはいずれか一方を補正することを特徴とするインバータ制御装置である。   A first aspect of the present invention is an inverter control device for driving a motor by rectifying and adjusting a voltage of an AC power source with a power factor correction circuit and then converting the AC power into arbitrary AC power with an inverter circuit. And PFC control means for creating current detection timing, inverter control means for creating switching signal and current detection timing of the inverter circuit, and signal correction means for correcting either or both of each switching signal and current detection timing And the signal correction means corrects both and / or one of each switching signal and current detection timing so that noise caused by each switching of the power factor correction circuit and the inverter circuit does not interfere with each current detection. Device.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

(実施の形態1)
図1は、本発明の第1の形態におけるインバータ制御装置の構成を示すものである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of an inverter control apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1において、交流電源1は力率改善回路2に接続され、交流電力が直流電力へと変換される。力率改善回路2はダイオードブリッジ3の出力にコイル4とIGBT5とシャント抵抗6とが直列で接続され、IGBT5をONすることによりコイル4に蓄えられた電気エネルギーをOFF時にダイオード7を介して平滑コンデンサ8に蓄える。また、ダイオードブリッジ3および平滑コンデンサ8の出力電圧はそれぞれ入力電圧検出回路9および直流電圧検出回路10を介してPFC制御手段11へ送られ、シャント抵抗6に接続された入力電流検出回路12を介して得られた入力電流とからPFC制御手段11はIGBT5のスイッチング信号と入力電流の検出タイミングを作成する。   In FIG. 1, an AC power source 1 is connected to a power factor correction circuit 2, and AC power is converted into DC power. In the power factor correction circuit 2, the coil 4, the IGBT 5 and the shunt resistor 6 are connected in series to the output of the diode bridge 3, and the electrical energy stored in the coil 4 is smoothed via the diode 7 when the IGBT 5 is turned on. Store in capacitor 8. The output voltages of the diode bridge 3 and the smoothing capacitor 8 are sent to the PFC control means 11 via the input voltage detection circuit 9 and the DC voltage detection circuit 10, respectively, and via the input current detection circuit 12 connected to the shunt resistor 6. From the input current obtained in this way, the PFC control means 11 creates the switching signal of the IGBT 5 and the detection timing of the input current.

一方、直流電力を交流電力に変換してモータ13へ送るインバータ回路14はシャント抵抗15と直列に平滑コンデンサ8に接続され、シャント抵抗15に接続されたモータ電流検出回路16を介して得られた入力電流と平滑コンデンサ8の出力電圧とからインバータ制御手段17はインバータ回路14のスイッチング信号とモータ電流の検出タイミングを作成する。PFC制御手段11およびインバータ制御手段17から出力されるスイッチング信号および電流検出タイミングは、信号補正手段18により各スイッチング信号および各電流検出タイミングの両方または一方を補正する。   On the other hand, an inverter circuit 14 that converts DC power to AC power and sends it to the motor 13 is connected to the smoothing capacitor 8 in series with the shunt resistor 15, and is obtained via the motor current detection circuit 16 connected to the shunt resistor 15. From the input current and the output voltage of the smoothing capacitor 8, the inverter control means 17 creates the switching signal of the inverter circuit 14 and the detection timing of the motor current. The switching signal and current detection timing output from the PFC control unit 11 and the inverter control unit 17 are corrected by the signal correction unit 18 for both or one of the switching signals and each current detection timing.

図2は、1シャント方式によるモータ電流検出方法を説明する図であり、図3は、力率改善回路2のIGBT5のスイッチングが1シャント方式電流検出へ与える影響を説明する図である。なお、1シャント方式によるモータ電流検出方法については既に多くの商品で実用されているため既知として詳細は省略し、ここではモータ13のU,V,W各相のスイッチングパターンと電流取得タイミングの一例のみを示す。   FIG. 2 is a diagram for explaining a motor current detection method by a single shunt method, and FIG. 3 is a diagram for explaining the influence of switching of the IGBT 5 of the power factor correction circuit 2 on the one shunt method current detection. The motor current detection method by the one shunt method has already been put into practical use in many products, so that the details are omitted as it is known. Here, an example of the switching pattern and current acquisition timing of the U, V, W phases of the motor 13 is described. Show only.

図2において、力率改善回路2のIGBT5のスイッチングはないものとしてインバータ回路14の各相のスイッチングを行うと、各スイッチング時の電流変化を起因として回路の配線インピーダンスによりシャント抵抗15の両端電圧には、図中に示したリンギングノイズが現実には発生する。このため、各相のスイッチングより波形安定待ち時間を設け、リンギングノイズの収束を待ってから電流取得を実施するといった方法が現実には採用されている。   In FIG. 2, when switching of each phase of the inverter circuit 14 is performed assuming that the IGBT 5 of the power factor correction circuit 2 is not switched, the voltage across the shunt resistor 15 is caused by the wiring impedance of the circuit due to the current change at each switching. The ringing noise shown in the figure actually occurs. For this reason, a method is adopted in which a waveform stabilization wait time is provided rather than switching of each phase, and current acquisition is performed after ringing noise converges.

次に図3のように力率改善回路2のIGBT5のスイッチングを行うと、同様の要因によりノイズが発生しインバータ回路14にまで影響を及ぼし、図3に示すように電流検出のタイミングでノイズが重畳されて検出誤差を生じてしまう場合がある。   Next, when the IGBT 5 of the power factor correction circuit 2 is switched as shown in FIG. 3, noise is generated due to the same factor and affects the inverter circuit 14, and the noise is detected at the current detection timing as shown in FIG. In some cases, the detection error may occur due to superimposition.

こうした課題を解決するための本発明における信号補正手段の動作を図4から図7を用いて説明する。   The operation of the signal correction means in the present invention for solving these problems will be described with reference to FIGS.

図4は、力率改善回路2のスイッチングを補正することにより干渉ノイズを回避する一例である。力率改善回路2のスイッチングを遅らせることでIu検出のタイミングを変えることなく干渉ノイズの影響を回避することができる。   FIG. 4 is an example of avoiding interference noise by correcting the switching of the power factor correction circuit 2. By delaying the switching of the power factor correction circuit 2, it is possible to avoid the influence of interference noise without changing the timing of Iu detection.

図5は、インバータ回路14のスイッチングを補正することにより干渉ノイズを回避する一例である。インバータ回路14のスイッチングおよびIu検出のタイミングを早めることで干渉ノイズの影響を回避することができる。   FIG. 5 is an example of avoiding interference noise by correcting the switching of the inverter circuit 14. The influence of interference noise can be avoided by advancing the timing of switching and Iu detection of the inverter circuit 14.

図6は、電流検出のタイミングを補正することにより干渉ノイズを回避する一例である。インバータ回路14のIu検出をキャリア周期の後半に実施することで干渉ノイズの影響を回避することができる。   FIG. 6 is an example of avoiding interference noise by correcting the timing of current detection. By performing the Iu detection of the inverter circuit 14 in the second half of the carrier period, the influence of interference noise can be avoided.

図7は、電流検出のタイミングを補正することにより干渉ノイズを回避する一例である。インバータ回路14のIu検出をIGBT5のスイッチングタイミングに応じてさらに遅らせることにより干渉ノイズの影響を回避することができる。   FIG. 7 is an example of avoiding interference noise by correcting the timing of current detection. By further delaying the Iu detection of the inverter circuit 14 according to the switching timing of the IGBT 5, the influence of interference noise can be avoided.

なお、力率改善回路2の電流検出についても同様の補正方法により、インバータ回路14の干渉ノイズの影響を回避できる。また、インバータ回路14の電流検出が3シャント方式の場合も同様の補正方法により干渉ノイズを回避できることは言うまでもない。   Note that the influence of the interference noise of the inverter circuit 14 can be avoided by the same correction method for the current detection of the power factor correction circuit 2. Needless to say, interference noise can be avoided by the same correction method even when the current detection of the inverter circuit 14 is a three-shunt method.

本発明のインバータ制御装置は、ノイズ対策部品を追加することなく電流誤検出を防ぐことができ、小型で安価なインバータ制御装置を提供することができる。   The inverter control device of the present invention can prevent erroneous current detection without adding noise countermeasure components, and can provide a small and inexpensive inverter control device.

1 交流電源
2 力率改善回路
3 ダイオードブリッジ
4 コイル
5 IGBT
6 シャント抵抗
7 ダイオード
8 平滑コンデンサ
9 入力電圧検出回路
10 直流電圧検出回路
11 PFC制御手段
12 入力電流検出回路
13 モータ
14 インバータ回路
15 シャント抵抗
16 モータ電流検出回路
17 インバータ制御手段
18 信号補正手段
1 AC power supply 2 Power factor correction circuit 3 Diode bridge 4 Coil 5 IGBT
6 Shunt resistor 7 Diode 8 Smoothing capacitor 9 Input voltage detection circuit 10 DC voltage detection circuit 11 PFC control means 12 Input current detection circuit 13 Motor 14 Inverter circuit 15 Shunt resistance 16 Motor current detection circuit 17 Inverter control means 18 Signal correction means

Claims (1)

力率改善回路を備えたインバータ制御装置において、力率改善回路およびインバータ回路の各スイッチング信号と各電流検出タイミングの両方または一方を補正する信号補正手段を設け、信号補正手段がスイッチングに起因するノイズが電流検出タイミングと重ならないように各スイッチング信号および電流検出タイミングの両方またはいずれか一方を補正することを特徴とするインバータ制御装置。 In an inverter control device having a power factor correction circuit, a signal correction means for correcting both or one of each switching signal and each current detection timing of the power factor improvement circuit and the inverter circuit is provided, and the signal correction means causes noise caused by switching. An inverter control device that corrects each or both of the switching signals and the current detection timing so that does not overlap with the current detection timing.
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