JP2012249448A - Inverter control circuit and vacuum cleaner - Google Patents
Inverter control circuit and vacuum cleaner Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012249448A JP2012249448A JP2011119992A JP2011119992A JP2012249448A JP 2012249448 A JP2012249448 A JP 2012249448A JP 2011119992 A JP2011119992 A JP 2011119992A JP 2011119992 A JP2011119992 A JP 2011119992A JP 2012249448 A JP2012249448 A JP 2012249448A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm side
- time
- side switching
- switching circuit
- upper arm
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
【課題】確実に上下導通が回避され、正確に電圧出力が実行される、安価で変換効率の高い安定駆動のインバータ制御回路を提供する。
【解決手段】スイッチング素子23〜25からなる上アーム側スイッチング回路と、スイッチング素子26〜28からなると共に、上アーム側スイッチング回路よりスイッチング速度が低速の下アーム側スイッチング回路と、上・下アーム側スイッチング回路を駆動する制御手段29とを備え、制御手段29は、下アーム側スイッチング回路のオフから上アーム側スイッチング回路のオンまでの第一のデッドタイム時間が、上アーム側スイッチング回路のオフから下アーム側スイッチング回路のオンまでの第二のデッドタイム時間より大としたもので、上アーム側に高速のスイッチング素子23〜25を、下アーム側に低速のスイッチング素子26〜28を使用しても、確実に上下導通が回避される。
【選択図】図1An inexpensive and stable drive inverter control circuit with high conversion efficiency, in which vertical conduction is reliably avoided and voltage output is accurately executed.
An upper arm side switching circuit comprising switching elements and a lower arm side switching circuit having lower switching speed than the upper arm side switching circuit, and upper and lower arm sides Control means 29 for driving the switching circuit. The control means 29 has a first dead time from when the lower arm side switching circuit is turned off to when the upper arm side switching circuit is turned on, from when the upper arm side switching circuit is turned off. It is longer than the second dead time until the lower arm side switching circuit is turned on. The high speed switching elements 23 to 25 are used on the upper arm side, and the low speed switching elements 26 to 28 are used on the lower arm side. However, vertical conduction is reliably avoided.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、複数個のスイッチング素子により構成され、直流電力を、所望の周波数の交流に変換し、モータなどの負荷の駆動を行うインバータ制御回路、およびそれを用いた電気掃除機に関するものである。 The present invention relates to an inverter control circuit configured by a plurality of switching elements, which converts DC power into AC having a desired frequency and drives a load such as a motor, and an electric vacuum cleaner using the inverter control circuit. .
従来の、電源からの入力電力を、所望の周波数の交流に変換し、モータ駆動などに使用するいわゆるインバータ制御回路においては、電源電圧の印加方向に従って上流側および下流側の2つのスイッチング素子の直列回路を複数有するスイッチング回路が一般的である。上流側、いわゆる上アームのスイッチング素子、下流側、いわゆる下アームのスイッチング素子としては、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)やMOSFETなどが広く使用されている。 In a so-called inverter control circuit that converts input power from a power source into alternating current of a desired frequency and is used for driving a motor or the like, two upstream and downstream switching elements are connected in series according to the direction of application of the power source voltage. A switching circuit having a plurality of circuits is common. IGBTs (insulated gate bipolar transistors), MOSFETs, and the like are widely used as the upstream side, so-called upper arm switching elements, and the downstream side, so-called lower arm switching elements.
従来のインバータ制御回路においては、スイッチング回路の上・下アームすべてのスイッチング素子を同じ素子で構成していた。一方、例えば、特許文献1に示すように、上アーム3相に高速のスイッチングが可能なIGBTやMOSFETを用い、下アーム3相にバイポーラトランジスタを用いることにより、安価な構成で直流電動機の駆動時における電磁音、振動や騒音の発生を抑制することを可能にしたインバータ制御回路が提案されている。 In the conventional inverter control circuit, all the switching elements of the upper and lower arms of the switching circuit are composed of the same element. On the other hand, for example, as shown in Patent Document 1, an IGBT or MOSFET capable of high-speed switching is used for the upper arm three phases, and a bipolar transistor is used for the lower arm three phases, so that the DC motor can be driven with an inexpensive configuration. There has been proposed an inverter control circuit that can suppress generation of electromagnetic noise, vibration and noise.
また、例えば、特許文献2に示すような別の従来のインバータ制御回路においては、上アームにIGBTを、下アームにMOSFETを用い、少なくとも一つの直列回路のIGBTをオン、オフし、別の少なくとも一つの直列回路のMOSFETをオンする複数相通電を順次切り替えることにより、高負荷から低負荷までの広範囲にわたって損失の低減を実現している。 Further, for example, in another conventional inverter control circuit as shown in Patent Document 2, an IGBT is used for the upper arm, a MOSFET is used for the lower arm, the IGBT of at least one series circuit is turned on and off, and at least another inverter control circuit is used. Loss reduction is realized over a wide range from high load to low load by sequentially switching multiple-phase energization to turn on the MOSFET of one series circuit.
しかしながら、このような従来のインバータ制御回路においては、上アームと下アームのスイッチング素子が異なるため、スイッチング時間が異なり、上アームと下アームの上下導通を防ぐためのデッドタイム時間は、スイッチング時間が遅い素子に合わせて、十分長い時間をとる必要があり、このため、デッドタイム時間が長くなり、それに伴い、インバータ制御回路の出力電圧の歪が増大し、負荷であるモータなどに流れる電流波形も歪が大きくなる、という課題があった。 However, in such a conventional inverter control circuit, since the switching elements of the upper arm and the lower arm are different, the switching time is different, and the dead time time for preventing the upper arm and the lower arm from being vertically connected is the switching time. It is necessary to take a sufficiently long time according to the slow element, and as a result, the dead time time becomes long, and accordingly, the distortion of the output voltage of the inverter control circuit increases, and the current waveform flowing to the motor as a load also increases. There was a problem that the distortion increased.
また、デッドタイム時間に起因して、出力電圧が歪むことに対する対策として、出力電圧を電流の流れる方向に合わせて補正する、いわゆるデッドタイム補正を行う場合においても、各スイッチング素子の特性が異なるため、正確なデッドタイム補正を行うことが困難であり、それによりインバータ制御回路の出力電圧の歪が増大し、負荷であるモータなどに流れる電流波形の歪が大きくなる課題もあった。 In addition, as a countermeasure against distortion of the output voltage due to the dead time, the characteristics of each switching element are different even when performing so-called dead time correction in which the output voltage is corrected in accordance with the direction of current flow. Therefore, it is difficult to correct the dead time accurately, which increases the distortion of the output voltage of the inverter control circuit, and increases the distortion of the current waveform flowing through the motor as a load.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上・下アームにそれぞれ異なった種
類のスイッチング素子を用いたインバータ制御回路において、その出力電圧を正確に制御することにより、負荷となるモータなどの効率向上を図ることができるインバータ制御回路及び、安価で、駆動効率が高く、動作の安定した電気掃除機を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and in an inverter control circuit using different types of switching elements for the upper and lower arms, a motor serving as a load by accurately controlling the output voltage. It is an object of the present invention to provide an inverter control circuit that can improve efficiency, and a vacuum cleaner that is inexpensive, has high driving efficiency, and is stable in operation.
上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回路は、それぞれスイッチング素子からなる複数の上アーム側スイッチング回路と、同じくそれぞれスイッチング素子からなると共に、前記上アーム側スイッチング回路よりスイッチング速度が低速の複数の下アーム側スイッチング回路と、前記上アーム側スイッチング回路と前記下アーム側スイッチング回路を駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記下アーム側スイッチング回路のオフから前記上アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第一のデッドタイム時間が、前記上アーム側スイッチング回路のオフから前記下アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第二のデッドタイム時間より大に設定するもので、上アーム側に高速のスイッチング素子を、下アーム側に低速のスイッチング素子を使用したインバータ制御回路においても、確実に上下導通が回避されると共に、正確な電圧の出力が実現される。 In order to solve the above-described conventional problems, the inverter control circuit of the present invention includes a plurality of upper arm side switching circuits each composed of a switching element, each composed of a switching element, and has a switching speed higher than that of the upper arm side switching circuit. A plurality of low-speed lower arm side switching circuits, and control means for driving the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit, the control means from the OFF state of the lower arm side switching circuit to the upper arm The first dead time time, which is the time difference until the side switching circuit is turned on, is set to be greater than the second dead time time, which is the time difference from when the upper arm side switching circuit is turned off to when the lower arm side switching circuit is turned on Fast switching on the upper arm side Children, even in the inverter control circuit using the low-speed switching elements on the lower arm side, ensures the vertical conduction with is avoided, the output of the correct voltage is achieved.
又、本発明のインバータ制御回路は、それぞれスイッチング素子からなる複数の上アーム側スイッチング回路と、同じくそれぞれスイッチング素子からなると共に、前記上アーム側スイッチング回路よりスイッチング速度が高速の複数の下アーム側スイッチング回路と、前記上アーム側スイッチング回路と前記下アーム側スイッチング回路を駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記下アーム側スイッチング回路のオフから前記上アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第一のデッドタイム時間が、前記上アーム側スイッチング回路のオフから前記下アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第二のデッドタイム時間より小に設定するもので、上アーム側に低速のスイッチング素子を、下アーム側に高速のスイッチング素子を使用したインバータ制御回路においても、確実に上下導通が回避されると共に、正確な電圧の出力が実現される。 The inverter control circuit according to the present invention includes a plurality of upper arm side switching circuits each composed of a switching element and a plurality of lower arm side switching circuits each composed of a switching element and having a higher switching speed than the upper arm side switching circuit. And a control means for driving the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit, wherein the control means is a time difference from turning off the lower arm side switching circuit to turning on the upper arm side switching circuit. The first dead time time is set to be smaller than the second dead time time which is a time difference from the time when the upper arm side switching circuit is turned off to the time when the lower arm side switching circuit is turned on. A low-speed switching element is connected to the lower arm Also in the inverter control circuit using the switching element, reliably vertical conduction with is avoided, the output of the correct voltage is achieved.
本発明の電気掃除機は、吸引力を発生させるファンモータと、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインバータ制御回路を備え、前記ファンモータを前記インバータ制御回路で駆動するもので、安価で駆動効率の高い、安定動作の電気掃除機が実現される。 The vacuum cleaner of the present invention includes a fan motor that generates a suction force and the inverter control circuit according to any one of claims 1 to 10, and the fan motor is driven by the inverter control circuit. An inexpensive vacuum cleaner with high driving efficiency and stable operation is realized.
本発明のインバータ制御回路は、確実に上下導通が回避され、正確に電圧出力が実行され、安価で変換効率が高く、安定して負荷を駆動できるもので、また、そのインバータ制御回路を電気掃除機に用いることで、安価で駆動効率の高い、安定動作の電気掃除機を提供することができる。 The inverter control circuit according to the present invention reliably avoids vertical conduction, accurately outputs voltage, is inexpensive, has high conversion efficiency, and can stably drive a load. By using it in a machine, it is possible to provide an inexpensive vacuum cleaner with high driving efficiency and stable operation.
第1の発明は、それぞれスイッチング素子からなる複数の上アーム側スイッチング回路と、同じくそれぞれスイッチング素子からなると共に、前記上アーム側スイッチング回路よりスイッチング速度が低速の複数の下アーム側スイッチング回路と、前記上アーム側スイッチング回路と前記下アーム側スイッチング回路を駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記下アーム側スイッチング回路のオフから前記上アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第一のデッドタイム時間が、前記上アーム側スイッチング回路のオフから前記下アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第二のデッドタイム時間より大に設定するもので、上アーム側に高速のスイッチング素子を、下アーム側に低速のスイッチング素子を使用したインバータ制御回路においても、確実に上下導通が回避されると共に、正確な電圧の出力が実現される。 The first invention includes a plurality of upper arm side switching circuits each composed of a switching element, a plurality of lower arm side switching circuits each composed of a switching element and having a lower switching speed than the upper arm side switching circuit, An upper arm side switching circuit and a control means for driving the lower arm side switching circuit, wherein the control means is a first time difference from turning off the lower arm side switching circuit to turning on the upper arm side switching circuit. Is set to be larger than a second dead time, which is a time difference from when the upper arm side switching circuit is turned off to when the lower arm side switching circuit is turned on. Use a low-speed switching element on the lower arm side Also in inverter control circuit, reliably vertical conduction with is avoided, the output of the correct voltage is achieved.
第2の発明は、特に、第1の発明の第一のデッドタイム時間を、上アーム側スイッチング回路のスイッチング素子のスイッチング時間より大の値とし、第二のデッドタイム時間を、下アーム側スイッチング回路のスイッチング素子のスイッチング時間より大の値に設定するもので、上アーム側に高速のスイッチング素子を、下アーム側に低速のスイッチング素子を使用したインバータ制御回路においても、確実に上下導通が回避され、正確な電圧の出力が実現される。 In the second invention, in particular, the first dead time of the first invention is set to a value larger than the switching time of the switching element of the upper arm side switching circuit, and the second dead time is set to the lower arm side switching. It is set to a value larger than the switching time of the switching element of the circuit, and even in an inverter control circuit using a high-speed switching element on the upper arm side and a low-speed switching element on the lower arm side, vertical conduction is reliably avoided. Thus, an accurate voltage output is realized.
第3の発明は、それぞれスイッチング素子からなる複数の上アーム側スイッチング回路と、同じくそれぞれスイッチング素子からなると共に、前記上アーム側スイッチング回路よりスイッチング速度が高速の複数の下アーム側スイッチング回路と、前記上アーム側スイッチング回路と前記下アーム側スイッチング回路を駆動する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記下アーム側スイッチング回路のオフから前記上アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第一のデッドタイム時間が、前記上アーム側スイッチング回路のオフから前記下アーム側スイッチング回路のオンまでの時間差である第二のデッドタイム時間より小に設定するもので、上アーム側に低速のスイッチング素子を、下アーム側に高速のスイッチング素子を使用したインバータ制御回路においても、確実に上下導通が回避されると共に、正確な電圧の出力が実現される。 According to a third aspect of the present invention, there are provided a plurality of upper arm side switching circuits each composed of a switching element, a plurality of lower arm side switching circuits each composed of a switching element and having a switching speed higher than that of the upper arm side switching circuit, An upper arm side switching circuit and a control means for driving the lower arm side switching circuit, wherein the control means is a first time difference from turning off the lower arm side switching circuit to turning on the upper arm side switching circuit. Is set to be smaller than the second dead time, which is the time difference from the turn-off of the upper arm side switching circuit to the turn-on of the lower arm side switching circuit. Using a high-speed switching element on the lower arm side Also in inverter control circuit, reliably vertical conduction with is avoided, the output of the correct voltage is achieved.
第4の発明は、特に、第3の発明の第一のデッドタイム時間を、下アーム側スイッチング回路のスイッチング素子のスイッチング時間より大の値とし、第二のデッドタイム時間を、上アーム側スイッチング回路のスイッチング素子のスイッチング時間より大の値に設定するもので、上アーム側に低速のスイッチング素子を、下アーム側に高速のスイッチング素子を使用したインバータ制御回路においても、確実に上下導通が回避され、正確な電圧の出力が実現される。 In the fourth invention, in particular, the first dead time of the third invention is set to a value larger than the switching time of the switching element of the lower arm side switching circuit, and the second dead time is set to the upper arm side switching. It is set to a value larger than the switching time of the switching element of the circuit, and even in an inverter control circuit using a low speed switching element on the upper arm side and a high speed switching element on the lower arm side, vertical conduction is reliably avoided. Thus, an accurate voltage output is realized.
第5の発明は、特に、第1〜4のいずれか一つの発明の制御手段は、パルス周期をカウントする三角波カウンタと、出力変調率と前記三角波カウンタの値を比較し正相パルス信号および負相パルス信号を出力する比較器と、第一のデッドタイム時間が設定され正相パ
ルス信号をその時間遅延する機能を有した正相遅延タイマと、第二のデッドタイム時間が設定され負相パルス信号をその時間遅延する機能を有した負相遅延タイマとを含んだもので、三角波カウンタ101のカウントがアップ方向であるか、もしくはダウン方向であるかに従い、夫々の遅延時間は変更される。
In the fifth invention, in particular, the control means of any one of the first to fourth inventions compares the triangular wave counter for counting the pulse period, the output modulation rate and the value of the triangular wave counter, and compares the positive-phase pulse signal and the negative A comparator that outputs a phase pulse signal, a positive phase delay timer that has a function of delaying a positive phase pulse signal for which the first dead time is set, and a negative phase pulse for which a second dead time is set Each of the delay times is changed according to whether the count of the triangular wave counter 101 is in the up direction or the down direction.
第6の発明は、特に、第1〜5のいずれか一つの発明の上アーム側スイッチング回路と下アーム側スイッチング回路間から出力される電流の向きに応じて、前記上アーム側スイッチング回路と前記下アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を補正するもので、負荷となる電流の向きに関わらず、上・下アームのスイッチング素子のデッドタイム時間に起因する出力電圧の歪の低減が実現される。 According to a sixth aspect of the invention, in particular, according to the direction of the current output from between the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit of any one of the first to fifth aspects, the upper arm side switching circuit and the This is to correct the switching time of the lower arm side switching circuit, and the distortion of the output voltage due to the dead time of the switching elements of the upper and lower arms is reduced regardless of the direction of the current as a load.
第7の発明は、特に、第6の発明の上アーム側スイッチング回路と下アーム側スイッチング回路間から電流が流れ出す方向に流れる場合、前記上アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を、第一のデッドタイム時間と第二のデッドタイム時間の和の半分の時間増加させ、前記下アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を、前記第一のデッドタイム時間と前記第二のデッドタイム時間の平均値の半分の時間減少させるもので、上・下アームに使用するスイッチング素子の種類が異なる場合においても、負荷となる電流の向きがアーム間から電流が流れ出す方向に流れる場合においても、上・下アームのスイッチング素子のデッドタイム時間に起因する出力電圧の歪の低減が実現される。 In the seventh invention, in particular, when the current flows in the direction in which the current flows from between the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit of the sixth invention, the switching time of the upper arm side switching circuit is set to the first dead time. The time is increased by half the sum of the time and the second dead time, and the switching time of the lower arm side switching circuit is set to half the average value of the first dead time and the second dead time. Even if the types of switching elements used for the upper and lower arms are different, even when the direction of the load current flows in the direction in which the current flows between the arms, the switching elements of the upper and lower arms Reduction of output voltage distortion due to dead time is realized.
第8の発明は、特に、第6の発明の上アーム側スイッチング回路と下アーム側スイッチング回路間から電流が流れ込む方向に流れる場合、前記上アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を、第一のデッドタイム時間と第二のデッドタイム時間の和の半分の時間減少させ、前記下アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を、前記第一のデッドタイム時間と前記第二のデッドタイム時間の平均値の半分の時間増加させるもので、上・下アームに使用するスイッチング素子の種類が異なる場合においても、負荷となる電流の向きがアーム間に電流が流れ込む方向に流れる場合においても、上・下アームのスイッチング素子のデッドタイム時間に起因する出力電圧の歪の低減が実現される。 In the eighth invention, in particular, when the current flows in the direction in which the current flows from between the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit of the sixth invention, the switching time of the upper arm side switching circuit is set to the first dead time. The time is reduced by half the sum of the time and the second dead time, and the switching time of the lower arm side switching circuit is reduced to half the average value of the first dead time and the second dead time. Even if the types of switching elements used for the upper and lower arms are different, even when the direction of the current that is the load flows in the direction in which the current flows between the arms, the switching elements of the upper and lower arms Reduction of output voltage distortion due to dead time is realized.
第9の発明は、特に、第1〜8のいずれか一つの発明の上アーム側スイッチング回路と下アーム側スイッチング回路を構成する2種類のスイッチング素子の内、より高速なスイッチング素子を、窒化ガリウム(GaN)半導体とし、より低速なスイッチング素子を、IGBTにより構成したもので、安価で変換効率の高い、安定動作のインバータ制御回路が実現される。 In the ninth aspect of the invention, in particular, among the two types of switching elements constituting the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit according to any one of the first to eighth aspects, a higher speed switching element is provided. A (GaN) semiconductor and a slower switching element constituted by an IGBT realize an inexpensive and high conversion efficiency inverter control circuit with a stable operation.
第10の発明は、特に、第1〜8のいずれか一つの発明の上アーム側スイッチング回路と下アーム側スイッチング回路を構成する2種類のスイッチング素子の内、より高速なスイッチング素子を、窒化ガリウム(GaN)半導体とし、より低速なスイッチング素子を、MOSFETにより構成したもので、安価で変換効率の高い、安定動作のインバータ制御回路が実現される。 In the tenth aspect of the invention, in particular, among the two types of switching elements constituting the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit according to any one of the first to eighth aspects, a higher speed switching element is provided. A (GaN) semiconductor is used, and a slower switching element is constituted by a MOSFET, so that an inexpensive and high conversion efficiency and stable operation inverter control circuit is realized.
第11の発明に係る電気掃除機は、吸引力を発生させるファンモータと、請求項1〜10のいずれか1項に記載のインバータ制御回路を備え、前記ファンモータを前記インバータ制御回路で駆動するもので、安価で駆動効率の高い、安定動作の電気掃除機が実現される。 An electric vacuum cleaner according to an eleventh aspect of the present invention includes a fan motor that generates a suction force and the inverter control circuit according to any one of claims 1 to 10, and the fan motor is driven by the inverter control circuit. Therefore, an inexpensive vacuum cleaner with high driving efficiency and stable operation is realized.
(実施の形態1)
本発明の第1の実施の形態に係るインバータ制御回路について、図1〜5を用いて説明する。図1は、本実施の形態に係るインバータ制御回路の詳細構成を示す構成図である。
(Embodiment 1)
The inverter control circuit according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram showing a detailed configuration of the inverter control circuit according to the present embodiment.
図1において、2は、本実施の形態におけるインバータ制御回路で、交流電源1より供給される交流電力は、整流回路21と、平滑コンデンサ22により一旦、直流化され、インバータ部20に供給される。 In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an inverter control circuit according to the present embodiment. The AC power supplied from the AC power supply 1 is once converted to DC by the rectifier circuit 21 and the smoothing capacitor 22 and supplied to the inverter unit 20. .
インバータ部20は、上アーム側のスイッチング素子23〜25と、下アーム側のスイッチング素子26〜28による直列回路を3相分有し、これら直列回路における上アームと下アームの相互接続点が、負荷であるモータ3に接続されて構成されている。 The inverter unit 20 has a three-phase series circuit composed of switching elements 23 to 25 on the upper arm side and switching elements 26 to 28 on the lower arm side, and an interconnection point between the upper arm and the lower arm in these series circuits is It is configured to be connected to a motor 3 that is a load.
制御手段29は、モータ3が所望の回転数で回転するような交流電力をインバータ部20が出力するように、スイッチング素子23〜28のそれぞれのスイッチングを制御する。スイッチングの方法としては、素子の駆動パルスの時間幅により出力電圧を制御する、一般的なパルス幅変調(PWM)方式が用いられる。 The control means 29 controls each switching of the switching elements 23 to 28 so that the inverter unit 20 outputs AC power that causes the motor 3 to rotate at a desired rotational speed. As a switching method, a general pulse width modulation (PWM) method in which the output voltage is controlled by the time width of the drive pulse of the element is used.
上アーム側のスイッチング素子23〜25としては、非常に高速スイッチングが可能な窒化ガリウム(GaN)半導体デバイスが用いられる。一方、下アーム側のスイッチング素子26〜28としては、上アーム側に比べると低速スイッチングのIGBT半導体デバイスが用いられ、しかも並列に還流ダイオード26a〜28aが備えられている。このように上アームと下アームと異なった特性のスイッチング素子を使用し、夫々の特性に合わせたドライブ方式を用いることにより、安価な構成で、インバータ制御回路の高効率化を実現することができる。 As the switching elements 23 to 25 on the upper arm side, gallium nitride (GaN) semiconductor devices capable of very high speed switching are used. On the other hand, as the switching elements 26 to 28 on the lower arm side, IGBT semiconductor devices that are switched at a lower speed than those on the upper arm side are used, and in addition, reflux diodes 26a to 28a are provided in parallel. By using switching elements with different characteristics for the upper arm and lower arm in this way and using a drive system that matches the respective characteristics, high efficiency of the inverter control circuit can be realized with an inexpensive configuration. .
この制御手段29は、マイクロコンピュータによる制御回路により実現され、上アームおよび下アームのスイッチング素子23〜28をドライブする駆動パルスを生成する。図2に、制御手段29内において上・下アームの駆動パルスを生成する制御ブロックの1相分の構成を示す。 The control means 29 is realized by a control circuit using a microcomputer, and generates drive pulses for driving the switching elements 23 to 28 of the upper arm and the lower arm. FIG. 2 shows the configuration of one phase of a control block that generates drive pulses for the upper and lower arms in the control means 29.
また、図3に示す上・下アームのスイッチングパルスのデッドタイムを同じ値とした従来の制御方法を適用した場合の、制御手段29内における上・下アームの駆動パルスを生成するタイミング図に従って、その動作を説明する。 In addition, according to the timing diagram for generating the drive pulses for the upper and lower arms in the control means 29 when applying the conventional control method in which the dead times of the switching pulses for the upper and lower arms shown in FIG. The operation will be described.
制御手段29に構成される、パルスの周期となるキャリア周期に対して同一の周期を持つ三角波カウンタ101は、図3に示すように、初期値をデッドタイムカウンタ値とし、キャリア周期の半周期アップカウントした後、デッドタイムカウンタ値を減じた後、キャリア周期の半周期ダウンカウントする。 As shown in FIG. 3, the triangular wave counter 101 configured in the control means 29 has the same cycle as the pulse cycle, and the initial value is a dead time counter value, and the carrier cycle is increased by a half cycle. After counting, the dead time counter value is decremented and then the carrier period is half-counted down.
三角波カウンタ101のカウンタ値は、比較器102に出力され、出力する変調率の値と比較される。カウンタ値と変調率が比較された結果、正相パルス信号、および負相パルス信号が出力される。このパルスは、正相パルスは、時刻t0からt1の間にON信号が、負相パルスは、それ以外の時間にON信号が出力される信号となる。その信号は、夫々に設けられた正相遅延タイマ103、負相遅延タイマ104に送られ、デッドタイム時間分パルス信号が遅延される。 The counter value of the triangular wave counter 101 is output to the comparator 102 and compared with the output modulation factor value. As a result of the comparison between the counter value and the modulation rate, a positive phase pulse signal and a negative phase pulse signal are output. As for this pulse, an ON signal is output between time t0 and t1 for a positive-phase pulse, and an ON signal is output for a negative-phase pulse at other times. The signals are sent to the positive phase delay timer 103 and the negative phase delay timer 104 provided respectively, and the pulse signal is delayed by the dead time.
三角波カウンタ101のカウントがアップ方向であるか、もしくはダウン方向であるかに従い、夫々の遅延時間は変更される。三角波カウンタ101がアップ方向の場合には、図3の正相出力パルス信号のように、正相出力パルスがデッドタイム時間分遅延される。その際、負相出力パルス信号は、遅延されない。 Each delay time is changed according to whether the count of the triangular wave counter 101 is in the up direction or the down direction. When the triangular wave counter 101 is in the up direction, the positive phase output pulse is delayed by the dead time as in the positive phase output pulse signal of FIG. At that time, the negative phase output pulse signal is not delayed.
一方、三角波カウンタ101がダウン方向の場合には、図3の負相出力パルス信号のように、負相出力パルスがデッドタイム時間分遅延される。その際、正相出力パルス信号は、遅延されない。このようにして出力される正相出力パルス信号、および負相出力パルス
信号により、素子駆動ドライバ105、106を通して、上アーム側のスイッチング素子23〜25、下アーム側のスイッチング素子26〜28が駆動される。このような動作がキャリア周期毎に実施されるものである。
On the other hand, when the triangular wave counter 101 is in the down direction, the negative phase output pulse is delayed by the dead time as in the negative phase output pulse signal of FIG. At that time, the positive phase output pulse signal is not delayed. The switching elements 23 to 25 on the upper arm side and the switching elements 26 to 28 on the lower arm side are driven through the element driving drivers 105 and 106 by the positive phase output pulse signal and the negative phase output pulse signal output in this way. Is done. Such an operation is performed every carrier period.
図4は、本実施の形態に係るインバータ制御回路2のスイッチング電圧波形を表す特性図である。このインバータ制御回路2においては、上アーム側のスイッチング素子23〜25は、非常にスイッチングが高速であり、一方、下アーム側のスイッチング素子26〜28は、上アーム側に比べるとスイッチングが低速である。 FIG. 4 is a characteristic diagram showing a switching voltage waveform of the inverter control circuit 2 according to the present embodiment. In the inverter control circuit 2, the switching elements 23 to 25 on the upper arm side are very fast in switching, while the switching elements 26 to 28 on the lower arm side are slower to switch than the upper arm side. is there.
従って、図4に示すように、下アーム側のスイッチング電圧はスイッチング時間Bのように比較的遅く変化し、また上アーム側のスイッチング電圧はスイッチング時間Aのように比較的早く変化する。従って、上下導通を回避するためには、デッドタイム時間を時刻t40からt41の間のデッドタイムA時間(第一のデッドタイム時間)、および時刻t42からt43の間のデッドタイムB時間(第二のデッドタイム時間)のように取ることが必要となる。従って、デッドタイムA時間は、デッドタイムB時間よりも大の時間を設定される。 Therefore, as shown in FIG. 4, the switching voltage on the lower arm side changes relatively slowly as the switching time B, and the switching voltage on the upper arm side changes relatively quickly as the switching time A. Therefore, in order to avoid vertical conduction, dead time is set to dead time A time (first dead time time) between times t40 and t41, and dead time B time (second time between times t42 and t43). Dead time). Accordingly, the dead time A time is set longer than the dead time B time.
図5は、本実施の形態に係るインバータ制御回路2の制御手段29内における上・下アームの駆動パルスを生成するタイミング図である。動作原理は、図3に示した従来のデッドタイム時間が上・下アームで同一の場合の動作と同じであるので詳細は省くが、デッドタイムA時間は、デッドタイムB時間よりも大の値に設定される。 FIG. 5 is a timing chart for generating drive pulses for the upper and lower arms in the control means 29 of the inverter control circuit 2 according to the present embodiment. The principle of operation is the same as that in the case where the conventional dead time shown in FIG. 3 is the same in the upper and lower arms, and therefore the details are omitted, but the dead time A time is larger than the dead time B time. Set to
三角波カウンタ101においては、初期値をデッドタイムAに対応したカウンタ値とし、キャリア周期の半周期アップカウントした後、デッドタイムAに対応したカウンタ値を減じた後、キャリア周期の半周期ダウンカウントされる。また、正相遅延タイマ103、および負相遅延タイマ104に設定される遅延時間は、それぞれ上記で述べたデッドタイムA時間、およびデッドタイムB時間に設定される。このような制御手段29を用いて、非常に高速な上アーム側のスイッチング素子23〜25と、上アームに比べると低速な下アーム側のスイッチング素子26〜28により構成されるインバータ回路が制御される。 In the triangular wave counter 101, the initial value is a counter value corresponding to the dead time A, and after the half period up-counting of the carrier period, the counter value corresponding to the dead time A is subtracted, and then the half-period down counting of the carrier period is performed. The The delay times set in the positive phase delay timer 103 and the negative phase delay timer 104 are set to the dead time A time and the dead time B time described above, respectively. Using such a control means 29, an inverter circuit composed of very high-speed switching elements 23 to 25 on the upper arm side and switching elements 26 to 28 on the lower arm side that is slower than the upper arm is controlled. The
このように、本実施の形態におけるインバータ制御回路2においては、安価な構成で高効率であると共に、確実に上下導通が回避され、信頼性の向上、正確な電圧が出力される高性能化が実現される。 As described above, the inverter control circuit 2 according to the present embodiment has high efficiency with an inexpensive configuration, reliably avoids vertical conduction, improves reliability, and increases the performance of outputting an accurate voltage. Realized.
(実施の形態2)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係るインバータ制御回路の詳細構成を示す構成図である。なお、上記第1の実施の形態におけるインバータ制御回路と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a block diagram showing a detailed configuration of the inverter control circuit according to the second embodiment of the present invention. The same parts as those of the inverter control circuit in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図6において、本実施の形態におけるインバータ制御回路5において、交流電源4より供給される交流電力は、インバータ制御回路5に備えられた整流回路51、平滑コンデンサ52により一旦、直流化され、インバータ部40に供給される。 In FIG. 6, in the inverter control circuit 5 in the present embodiment, the AC power supplied from the AC power supply 4 is temporarily converted into a direct current by the rectifier circuit 51 and the smoothing capacitor 52 provided in the inverter control circuit 5, and the inverter unit 40.
インバータ部40は、上アーム側のスイッチング素子53〜55と、下アーム側のスイッチング素子56〜58による直列回路を3相分有し、これら直列回路における上アームと下アームの相互接続点が、負荷であるモータ6に接続されて構成されている。 The inverter unit 40 has a three-phase series circuit composed of switching elements 53 to 55 on the upper arm side and switching elements 56 to 58 on the lower arm side, and an interconnection point between the upper arm and the lower arm in these series circuits is It is configured to be connected to a motor 6 that is a load.
制御手段59は、モータ6が所望の回転数で回転するような交流電力をインバータ部40が出力するように、スイッチング素子53〜58のスイッチングを制御する。スイッチングの方法としては、第1の実施の形態に係るインバータ制御回路2と同様にパルス幅変
調(PWM)方式が用いられる。
The control means 59 controls the switching of the switching elements 53 to 58 so that the inverter unit 40 outputs AC power that causes the motor 6 to rotate at a desired rotational speed. As a switching method, a pulse width modulation (PWM) method is used as in the inverter control circuit 2 according to the first embodiment.
下アーム側のスイッチング素子56〜58としては、非常に高速スイッチングが可能な窒化ガリウム(GaN)半導体デバイスが用いられる。一方、上アーム側のスイッチング素子53〜55としては、下アームに比べると低速スイッチングのMOSFET半導体デバイスが用いられ、並列に還流ダイオード53a〜55aが備えられる。 As the switching elements 56 to 58 on the lower arm side, gallium nitride (GaN) semiconductor devices capable of very high speed switching are used. On the other hand, as the switching elements 53 to 55 on the upper arm side, MOSFET semiconductor devices that switch at a lower speed than the lower arm are used, and freewheeling diodes 53a to 55a are provided in parallel.
このように上アームと下アームと異なった特性のスイッチング素子53〜58を使用し、夫々の特性に合わせたドライブ方式を用いることにより、安価な構成で、インバータ制御回路5の高効率化を実現することができる。 In this way, the switching elements 53 to 58 having characteristics different from those of the upper arm and the lower arm are used, and the drive system adapted to the respective characteristics is used, thereby realizing high efficiency of the inverter control circuit 5 with an inexpensive configuration. can do.
図7は、本実施の形態に係るインバータ制御回路5のスイッチング電圧波形を表す特性図である。このインバータ制御回路5においては、下アーム側のスイッチング素子56〜58は、非常にスイッチングが高速であり、一方、上アーム側のスイッチング素子53〜55は、下アームに比べるとスイッチングが低速である。 FIG. 7 is a characteristic diagram showing a switching voltage waveform of the inverter control circuit 5 according to the present embodiment. In this inverter control circuit 5, the switching elements 56 to 58 on the lower arm side are very fast in switching, while the switching elements 53 to 55 on the upper arm side are slower to switch than the lower arm. .
従って、図7に示すように、上アームのスイッチング電圧は、スイッチング時間Aのように比較的遅く変化し、また下アームのスイッチング電圧は、スイッチング時間Bのように比較的早く変化する。従って、上下導通を回避するためには、デッドタイム時間を時刻t70からt71の間のデッドタイムA時間(第一のデッドタイム時間)を、時刻t72からt73の間のデッドタイムB時間(第二のデッドタイム時間)より小となるように取ることが必要となる。従って、デッドタイムA時間は、デッドタイムB時間よりも小の時間を設定される。 Therefore, as shown in FIG. 7, the switching voltage of the upper arm changes relatively slowly as the switching time A, and the switching voltage of the lower arm changes relatively quickly as the switching time B. Therefore, in order to avoid vertical conduction, the dead time is set to the dead time A time (first dead time) between the times t70 and t71, and the dead time B time (second time) between the times t72 and t73. It is necessary to take less time than the dead time). Accordingly, the dead time A time is set to be shorter than the dead time B time.
図8は、本実施の形態に係るインバータ制御回路5の制御手段59内における上・下アームの駆動パルスを生成するタイミング図である。 FIG. 8 is a timing chart for generating drive pulses for the upper and lower arms in the control means 59 of the inverter control circuit 5 according to the present embodiment.
動作原理は、図5に示した動作と同じであるので詳細は省くが、デッドタイムA時間は、デッドタイムB時間よりも小の値に設定される。三角波カウンタ101においては、初期値をデッドタイムAに対応したカウンタ値とし、キャリア周期の半周期アップカウントした後、デッドタイムAに対応したカウンタ値を減じた後、キャリア周期の半周期ダウンカウントされる。 Since the operation principle is the same as the operation shown in FIG. 5 and the details are omitted, the dead time A time is set to a value smaller than the dead time B time. In the triangular wave counter 101, the initial value is a counter value corresponding to the dead time A, and after the half period up-counting of the carrier period, the counter value corresponding to the dead time A is subtracted, and then the half-period down counting of the carrier period is performed. The
また、正相遅延タイマ103、および負相遅延タイマ104に設定される遅延時間は、上記で述べたデッドタイムA時間、およびデッドタイムB時間に設定される。このような制御手段59を用いて、非常に高速な下アーム側のスイッチング素子56〜58と、下アームに比べると低速な上アーム側のスイッチング素子53〜55により構成されるインバータ制御回路5が制御される。 The delay times set in the positive phase delay timer 103 and the negative phase delay timer 104 are set to the dead time A time and the dead time B time described above. By using such a control means 59, an inverter control circuit 5 comprising very fast lower arm side switching elements 56 to 58 and lower arm upper side switching elements 53 to 55 compared to the lower arm is provided. Be controlled.
このように、本実施の形態におけるインバータ制御回路5においては、安価な構成で高効率であると共に、確実に上下導通が回避され信頼性の向上、正確な電圧が出力される高性能化が実現される。 As described above, the inverter control circuit 5 according to the present embodiment achieves high efficiency with an inexpensive configuration and high efficiency, reliably avoiding vertical conduction, improving reliability, and outputting an accurate voltage. Is done.
(実施の形態3)
図9は、本発明の第3の実施の形態に係るインバータ制御回路の制御手段内における上・下アームの駆動パルスを生成するタイミング図である。なお、上記実施の形態におけるインバータ制御回路と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 3)
FIG. 9 is a timing chart for generating drive pulses for the upper and lower arms in the control means of the inverter control circuit according to the third embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the inverter control circuit in the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
マイクロコンピュータにより実現される制御手段のその他の機能および、回路構成は、第1および第2の実施の形態に係るインバータ制御回路と同様であるので、説明は省く。 Since the other functions and circuit configuration of the control means realized by the microcomputer are the same as those of the inverter control circuits according to the first and second embodiments, description thereof will be omitted.
正相出力パルスおよび負相出力パルスの生成原理は、図8に示した第2の実施の形態に係るインバータ制御回路5の動作と同じである。このようなインバータ制御回路5で負荷となるモータ6を駆動した場合、デッドタイム時間、この図におけるデッドタイムDA時間(第一のデッドタイム時間)およびデッドタイムDB時間(第二のデッドタイム時間)の間のインバータ制御回路5の出力電圧は、負荷となるモータ6に流れる電流の方向に従い、正側、もしくは負側に変化することが知られている。 The generation principle of the positive phase output pulse and the negative phase output pulse is the same as the operation of the inverter control circuit 5 according to the second embodiment shown in FIG. When the inverter 6 is driven by the inverter control circuit 5, the dead time, the dead time DA time (first dead time time) and the dead time DB time (second dead time time) in FIG. It is known that the output voltage of the inverter control circuit 5 during this period changes to the positive side or the negative side according to the direction of the current flowing through the motor 6 serving as a load.
負荷となるモータ6にインバータ制御回路5から流れ出す方向に電流が流れる場合、図9における正相出力実効パルス、および負相出力実効パルスのように、インバータ制御回路5の出力電圧は、デッドタイムの時間の間の電位は正となり、デッドタイム時間分、高く設定されることとなる。 When current flows in the direction of flowing out from the inverter control circuit 5 to the motor 6 serving as a load, the output voltage of the inverter control circuit 5 has a dead time as in the positive-phase output effective pulse and the negative-phase output effective pulse in FIG. The potential during the time becomes positive and is set higher by the dead time.
このことは、負荷となるモータ6の電流歪として現れ、結果としてモータ駆動効率を低下させることとなる。それに対する対応として、本実施の形態におけるインバータ制御回路5においては、回路の出力パルスに、下アーム側のスイッチング素子56〜58がオフしてから、上アーム側のスイッチング素子53〜55がオンするまでのデッドタイムA時間、および上アーム側のスイッチング素子53〜55がオフしてから、下アーム側のスイッチング素子56〜58がオンするまでのデッドタイムB時間の平均値の半分の値DSの分だけ、出力パルス幅を補正する。負荷となるモータ6にインバータ制御回路5から流れ出す方向に電流が流れる場合には、正相出力補償パルスおよび負相出力補償パルスのようにパルス幅を補正し、正相出力補償パルス(パルス幅D3)、および負相出力補償パルス(パルス幅D4)を出力する。 This appears as a current distortion of the motor 6 serving as a load, and as a result, the motor driving efficiency is reduced. In response to this, in the inverter control circuit 5 in the present embodiment, the switching elements 56 to 58 on the lower arm side are turned off and then the switching elements 53 to 55 on the upper arm side are turned on in response to the output pulse of the circuit. Of the dead time A until the switching time of the upper arm side switching elements 53 to 55 and the switching time of the lower arm side switching elements 56 to 58 being half the average value DS. The output pulse width is corrected by the amount. When a current flows in the direction of flowing out from the inverter control circuit 5 to the motor 6 serving as a load, the pulse width is corrected like the positive phase output compensation pulse and the negative phase output compensation pulse, and the positive phase output compensation pulse (pulse width D3) is corrected. ) And a negative phase output compensation pulse (pulse width D4).
このように出力パルス幅を補正することにより、正相出力補償実効パルスおよび負相出力補償実効パルスのように、インバータ制御回路5の出力電圧は、デッドタイムの時間の間の電位は正となり、結果として、本来出力したいパルス幅D4と同等とすることが出来る。 By correcting the output pulse width in this way, the output voltage of the inverter control circuit 5 becomes positive during the dead time, like the positive phase output compensation effective pulse and the negative phase output compensation effective pulse, As a result, it can be made equal to the pulse width D4 originally desired to be output.
図10は、本実施の形態に係るインバータ制御回路5の制御手段59内における上・下アームの駆動パルスを生成するタイミングの負荷となるモータ6からインバータ制御回路5に流れ込む方向に電流が流れる場合を表したタイミング図である。 FIG. 10 shows a case where a current flows in the direction of flowing into the inverter control circuit 5 from the motor 6 serving as a load for generating the drive pulses for the upper and lower arms in the control means 59 of the inverter control circuit 5 according to the present embodiment. FIG.
負荷となるモータ6からインバータ制御回路5に流れ込む方向に電流が流れる場合、図10における正相出力実効パルス、および負相出力実効パルスのように、インバータ制御回路5の出力電圧は、デッドタイムの時間の間の電位は負となり、デッドタイム時間分、低く設定されることとなる。このことは、負荷となるモータ6の電流歪として現れ、結果としてモータ駆動効率を低下させることとなる。それに対する対応として、本実施の形態におけるインバータ制御回路5においては、回路の出力パルスに、下アーム側のスイッチング素子56〜58がオフしてから、上アーム側のスイッチング素子53〜55がオンするまでのデッドタイムA時間、および上アーム側のスイッチング素子53〜55がオフしてから、下アーム側のスイッチング素子56〜58がオンするまでのデッドタイムB時間の平均値の半分の値DSの分だけ、出力パルス幅を補正する。 When current flows in the direction of flowing from the motor 6 serving as a load to the inverter control circuit 5, the output voltage of the inverter control circuit 5 is equal to the dead time as shown in the positive-phase output effective pulse and the negative-phase output effective pulse in FIG. The potential during the time becomes negative, and is set lower by the dead time. This appears as a current distortion of the motor 6 serving as a load, and as a result, the motor driving efficiency is reduced. In response to this, in the inverter control circuit 5 in the present embodiment, the switching elements 56 to 58 on the lower arm side are turned off and then the switching elements 53 to 55 on the upper arm side are turned on in response to the output pulse of the circuit. Of the dead time A until the switching time of the upper arm side switching elements 53 to 55 and the switching time of the lower arm side switching elements 56 to 58 being half the average value DS. The output pulse width is corrected by the amount.
負荷となるモータ6からインバータ制御回路5に流れ込む方向に電流が流れる場合には、正相出力補償パルスおよび負相出力補償パルスのようにパルス幅を補正し、正相出力補償パルス(パルス幅D5)、および負相出力補償パルス(パルス幅D6)を出力する。 When a current flows in the direction of flowing from the motor 6 serving as a load to the inverter control circuit 5, the pulse width is corrected like the positive phase output compensation pulse and the negative phase output compensation pulse, and the positive phase output compensation pulse (pulse width D5) is corrected. ) And a negative phase output compensation pulse (pulse width D6).
このように出力パルス幅を補正することにより、正相出力補償実効パルスおよび負相出力補償実効パルスのように、インバータ制御回路5の出力電圧は、デッドタイムの時間の
間の電位は負となり、結果として、本来出力したいパルス幅D5と同等とすることが出来る。
By correcting the output pulse width in this way, the output voltage of the inverter control circuit 5 becomes negative during the dead time, like the positive phase output compensation effective pulse and the negative phase output compensation effective pulse, As a result, it can be made equal to the pulse width D5 originally desired to be output.
このように、本実施の形態におけるインバータ制御回路5においては、負荷となるモータ6に流れる電流の向きに関わらず、安価な構成で高効率であると共に、正確な電圧が出力されるインバータ制御が実現される。 As described above, in the inverter control circuit 5 according to the present embodiment, the inverter control that is highly efficient with an inexpensive configuration and outputs an accurate voltage regardless of the direction of the current flowing through the motor 6 serving as a load. Realized.
(実施の形態4)
図11は、本発明の第4の実施の形態に係る電気掃除機の概要構成を示す概要図である。なお上記実施の形態におけるインバータ制御回路と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 4)
FIG. 11: is a schematic diagram which shows schematic structure of the vacuum cleaner which concerns on the 4th Embodiment of this invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part as the inverter control circuit in the said embodiment, and the description is abbreviate | omitted.
図11に示すように本実施の形態における電気掃除機の掃除機本体80は、電源コンセント(図示せず)から電源コード81を介して交流電源が入力されると共に吸引力を発生させるファンモータ82と、上記第1又は第2の実施の形態におけるインバータ制御回路2(または5)を内蔵したものである。インバータ制御回路2(または5)は、ファンモータ82を所定の回転数で回転させ、それにより吸い込み仕事が発生し、電気掃除機としての機能を果たす。このインバータ制御回路2(又は5)は、低コストで高効率であり、信頼性も高いため、高い吸い込み仕事率を高い信頼性を持って実現することができる。 As shown in FIG. 11, a vacuum cleaner main body 80 of the electric vacuum cleaner according to the present embodiment has a fan motor 82 that receives an AC power from a power outlet (not shown) through a power cord 81 and generates a suction force. And the inverter control circuit 2 (or 5) in the first or second embodiment. The inverter control circuit 2 (or 5) rotates the fan motor 82 at a predetermined rotational speed, thereby generating suction work and fulfilling a function as a vacuum cleaner. Since this inverter control circuit 2 (or 5) is low-cost, high-efficiency, and high in reliability, a high suction work rate can be realized with high reliability.
このように、本実施の形態における電気掃除機においては、安価な構成で高効率であると共に、高信頼性のもと、高い吸い込み仕事率を実現することができるものである。 As described above, the vacuum cleaner according to the present embodiment is highly efficient with an inexpensive configuration, and can realize a high suction work rate with high reliability.
上記実施の形態においては、高速スイッチングが可能な半導体素子として窒化ガリウム(GaN)を用い、より低速な半導体素子としてIGBT、MOSFETを使用したが、スイッチング時間が異なるものであれば、その他のスイッチング速度が異なった種類の半導体素子を用いても良いことはいうまでもない。 In the above embodiment, gallium nitride (GaN) is used as a semiconductor element capable of high-speed switching, and IGBTs and MOSFETs are used as lower-speed semiconductor elements. It goes without saying that different types of semiconductor elements may be used.
以上説明したように本発明に係るインバータ制御回路、およびそれを用いた電気掃除機に関し、上・下アームにそれぞれ異なった種類のスイッチング素子を用いたインバータ制御回路に用いられ、高効率、信頼性の高いインバータ制御回路、および電気掃除機に関して有用である。 As described above, the inverter control circuit according to the present invention and the vacuum cleaner using the same are used in the inverter control circuit using different types of switching elements for the upper and lower arms, and have high efficiency and reliability. It is useful for inverter control circuits with high voltage and vacuum cleaners.
1、4 交流電源
2、5 インバータ制御回路
3、6 モータ
23〜25、53〜55 スイッチング素子(上アーム側スイッチング回路)
26〜28、56〜58 スイッチング素子(下アーム側スイッチング回路)
29、59 制御手段
1, 4 AC power supply 2, 5 Inverter control circuit 3, 6 Motor 23-25, 53-55 Switching element (upper arm side switching circuit)
26-28, 56-58 Switching element (lower arm side switching circuit)
29, 59 Control means
Claims (11)
流れる場合、前記上アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を、第一のデッドタイム時間と第二のデッドタイム時間の和の半分の時間減少させ、前記下アーム側スイッチング回路のスイッチング時間を、前記第一のデッドタイム時間と前記第二のデッドタイム時間の平均値の半分の時間増加させることを特徴とする請求項6に記載のインバータ制御回路。 When the current flows in a direction in which current flows from between the upper arm side switching circuit and the lower arm side switching circuit, the switching time of the upper arm side switching circuit is half of the sum of the first dead time time and the second dead time time. The time is decreased, and the switching time of the lower arm side switching circuit is increased by half the average value of the first dead time time and the second dead time time. Inverter control circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011119992A JP2012249448A (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Inverter control circuit and vacuum cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011119992A JP2012249448A (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Inverter control circuit and vacuum cleaner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012249448A true JP2012249448A (en) | 2012-12-13 |
Family
ID=47469350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011119992A Withdrawn JP2012249448A (en) | 2011-05-30 | 2011-05-30 | Inverter control circuit and vacuum cleaner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2012249448A (en) |
-
2011
- 2011-05-30 JP JP2011119992A patent/JP2012249448A/en not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5494095B2 (en) | Inverter device and vacuum cleaner using the same as a fan motor drive device | |
| CN101291115B (en) | Power conversion device and control method thereof | |
| JP5753275B2 (en) | Power conversion device drive device and power conversion device drive method | |
| JP4445036B2 (en) | Power converter | |
| CN104054258B (en) | Motor drive circuit and permanent magnet synchronous motor | |
| JPWO2012104969A1 (en) | Power converter | |
| KR20140107082A (en) | Motor control device, and air-conditioner using the same | |
| WO2014171930A1 (en) | Drive unit employing gallium nitride switches | |
| WO2020240744A1 (en) | Parallel driving device and power conversion device | |
| JP2014217151A (en) | Power conversion device and overcurrent protection method for the same | |
| WO2014141441A1 (en) | Current-source power conversion apparatus | |
| CN106067738B (en) | power conversion device | |
| JP2018164347A (en) | INVERTER DEVICE, AIR CONDITIONER, INVERTER DEVICE CONTROL METHOD AND PROGRAM | |
| CN116250173B (en) | Motor driving circuit and motor module | |
| JP2014090316A (en) | Gate Drive circuit | |
| JP2004364381A (en) | Motor drive | |
| JP2012249448A (en) | Inverter control circuit and vacuum cleaner | |
| JP2012249488A (en) | Inverter control circuit and vacuum cleaner | |
| JP2018174599A (en) | INVERTER DEVICE, AIR CONDITIONER, INVERTER DEVICE CONTROL METHOD AND PROGRAM | |
| JP5320356B2 (en) | Power converter | |
| JP6254116B2 (en) | Power conversion device drive device and power conversion device drive method | |
| JP2016103886A (en) | Motor control device | |
| JP2017011808A (en) | Control device for rotary machine | |
| CN205105135U (en) | Brushless DC motor driver topological structure | |
| JP5857189B2 (en) | Inverter device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20140805 |