JP2014220954A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電力変換装置の共振抑制制御方法に係り、特に電力変換装置の入力部のコンデンサ成分と電力変換装置に入力される電源系ラインのインダクタンス成分による共振を抑制する共振抑制方法に関するものである。 The present invention relates to a resonance suppression control method for a power conversion device, and more particularly to a resonance suppression method for suppressing resonance due to a capacitor component of an input unit of a power conversion device and an inductance component of a power supply system line input to the power conversion device. is there.
電力変換装置としての、例えば交流直流電力変換装置(ACDCコンバータ)は様々なパワーエレクトロ二クス製品に用いられている。ACDCコンバータは交流電圧をスイッチングして直流電圧を発生させるが、その際のACDCコンバータの交流電圧にはスイッチングノイズが入るため、ACDCコンバータ以外の機器に悪影響を及ぼす。このため、ノイズ除去を目的としてACDCコンバータの入力段にコンデンサを設置することが多い。 For example, AC / DC power converters (ACDC converters) as power converters are used in various power electronics products. The ACDC converter switches an AC voltage to generate a DC voltage, but switching noise is included in the AC voltage of the ACDC converter at that time, which adversely affects devices other than the ACDC converter. For this reason, a capacitor is often installed at the input stage of the ACDC converter in order to eliminate noise.
電力変換装置3と系統からの外部電源4との回路構成を図17に示す。一般的に電力変換装置3はノイズ規格を満足させるために、ノイズ除去を目的としたノイズ除去用コンデンサ2が入力側に接続される。
The circuit configuration of the
ところで、系統からの外部電源4と電力変換装置3までの間に、実際には、図18に示すように柱上トランス・低圧配電線・引込線・屋内電気配線等のインピーダンス成分がある。また、上記のインピーダンス成分は各家庭により定数は異なる。このインピーダンス成分は、通常インダクタンス成分となるため、等価回路としては図19に示すようになる。
By the way, between the
電力変換装置3を用いて、交流電圧から直流電圧に変換する場合、一般的な制御方法としては、例えば、電圧(または電流)指令値と三角波キャリアを比較してPWM変調をする方式がある。このとき、図19に示す系統のインダクタンス成分5とノイズ除去用コンデンサ2によるLC共振により、共振周波数付近に系統からの外乱や入力電流の高調波成分があるとその成分が増幅されてしまい、結果、電力変換装置3のシステム全体の制御系としての共振周波数付近のゲインが増幅されることになる。
When converting from an AC voltage to a DC voltage using the
この共振周波数が電力変換装置3の制御周波数やスイッチング周波数より十分低いと位相余裕があるため、共振を抑制することは容易である。また、共振周波数が電力変換装置のスイッチング周波数などと比べて十分高い場合、位相余裕はないが、ゲインが小さいため、入力電流の共振は発生しない。しかし、共振周波数付近のゲインが増加し、位相余裕がゼロになると、入力電流が共振してしまい抑制することが困難となる。
If this resonance frequency is sufficiently lower than the control frequency or switching frequency of the
従来、このようなLC共振を抑制する方法としては、特許文献1に開示される技術が知られている。これは、電力変換装置の制御部に、設定された電圧指令値と前記LCフィルタのコンデンサ電圧Vcとの偏差信号をKp1・C倍する第1の比例要素と、この比例要素の出力とコンデンサ電流Icとの偏差信号をKp2・L倍する第2の比例要素、及びLCフィルタの伝達関数を打ち消すための擬似微分要素を有する帯域通過フィルタを設け、この帯域通過フィルタから得られる制御量と電圧指令値V*を加算して電圧指令値V2*を生成し、この生成された電圧指令値V2*をLCフィルタ部に印加するというものである。
Conventionally, as a method for suppressing such LC resonance, a technique disclosed in
しかしながら、上記従来の共振抑制方法で取り扱っている問題は、スイッチング周波数とLC共振周波数が近い場合の共振抑制についてのみしか考えられていない。電力変換装置の周波数応答特性において、上記で述べたようなLC共振が発生すると、LC共振周波数付近のゲインが増加する。このとき、共振周波数付近の位相余裕がゼロになってしまった場合は、共振を抑制することができない。また、電力変換制御を行う場合、各センサ値を取得し、取得した値に基づいて演算した制御が実行されるまで、フィルタ、サンプリング遅延、演算処理等のタイムラグがある。このため、実際に共振抑制に必要な制御量Vcとセンサ値から演算して求めた制御量Vc*は、フィルタ特性やサンプリング遅延等により周波数成分次第でVc≠Vc*となるため、共振が抑制されない場合がある。上記のような問題を解決するには、通常、LC共振周波数に対して、十分高い周波数で駆動するICやマイコンが必要であるが、これはコストが高くなってしまう。 However, the problem handled by the above-described conventional resonance suppression method is only considered for resonance suppression when the switching frequency and the LC resonance frequency are close. When the LC resonance as described above occurs in the frequency response characteristics of the power converter, the gain near the LC resonance frequency increases. At this time, if the phase margin near the resonance frequency becomes zero, resonance cannot be suppressed. Further, when performing power conversion control, there is a time lag such as filtering, sampling delay, calculation processing, etc., until each sensor value is acquired and control calculated based on the acquired value is executed. For this reason, the control amount Vc * actually calculated from the control amount Vc necessary for resonance suppression and the sensor value becomes Vc ≠ Vc * depending on the frequency component due to filter characteristics, sampling delay, etc. May not be. In order to solve the above problems, an IC or microcomputer that is driven at a sufficiently high frequency with respect to the LC resonance frequency is usually required, but this increases the cost.
本発明は上記のような問題を解消するために成されたものであって、システム全体の制御ループの位相が180°以上回る周波数において、LC共振が発生したときにでも入力電流の共振を抑制できる電力変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and suppresses resonance of the input current even when LC resonance occurs at a frequency where the phase of the control loop of the entire system exceeds 180 °. An object of the present invention is to provide a power conversion device that can be used.
本発明は、入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子を制御する制御部とを備え、交流電源から入力される交流電圧を、制御部がスイッチング素子をオンオフ制御することにより直流電圧に変換する電力変換装置において、電力変換装置は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路と、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源の交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部とを備え、電流共振検出部が、交流電流が共振していると判定したとき、制御部は制御パラメータを変更して前記スイッチング素子を制御するものである。 The present invention includes a capacitor connected to the input side, a switching element, a smoothing capacitor connected to the output side, and a control unit for controlling the switching element, and an AC voltage input from an AC power source is controlled by the control unit. In the power conversion apparatus that converts the switching element into a DC voltage by controlling on / off of the switching element, the power conversion apparatus includes a sensor circuit that acquires at least one of an AC voltage value and an AC current value input from an AC power source, and a sensor circuit A current resonance detection unit that detects whether or not the AC current of the AC power supply is resonating using the acquired sensor value data, and when the current resonance detection unit determines that the AC current is resonating, The control unit controls the switching element by changing a control parameter.
本発明によれば、以上のとおり、本発明の電力変換装置は特別な回路を必要とせず、制御部の制御パラメータの調整を行うことで、入力電流の共振を抑制できるという効果を奏する。 According to the present invention, as described above, the power conversion device of the present invention does not require a special circuit, and exhibits the effect that the resonance of the input current can be suppressed by adjusting the control parameter of the control unit.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1による電力変換装置について説明する。図1はこの発明の実施の形態1による電力変換装置を含む外部電源から負荷までのシステム全体の概略構成を示すブロック回路図である。図1に示すように、外部電源4より、交流入力電源としての交流電圧電源1(以下、単に交流電源1と称す)が系統のインダクタンス成分5を介して電力変換装置3に接続される。電力変換装置3の入力側にはノイズ除去用コンデンサ2が接続されており、さらに後段にはダイオードブリッジ6、限流回路としてのリアクトル7が順に接続される。リアクトル7の後段にはスイッチング素子11と整流ダイオード9とが接続され、整流ダイオード9のカソード側には出力段の平滑コンデンサ8の正極が接続される。スイッチング素子11の、リアクトル7側の一端とは反対側の他端は、平滑コンデンサ8の負極に接続される。
Hereinafter, the power conversion device according to the first embodiment of the present invention will be described. 1 is a block circuit diagram showing a schematic configuration of an entire system from an external power supply to a load including a power conversion device according to
交流電源1からの入力電圧値を取得する交流電圧検出回路31(SV1)が交流電源1と並列に接続されており、交流電源1からの入力電流値を取得する交流電流検出回路32(SI1)が設けられている。また、平滑コンデンサ8と並列に平滑コンデンサ電圧検出回路33(SV2)が設けられている。
An AC voltage detection circuit 31 (SV1) that acquires an input voltage value from the
制御部12は制御線40によりスイッチング素子11をオン・オフ制御する。また、制御部12は信号線41a、41b、41cによりそれぞれ交流電圧検出回路31、交流電流検出回路32、平滑コンデンサ電圧検出回路33などのセンサ回路から、センサ値である電圧値または電流値をデータとして取得する。また、電力変換装置3は、交流電流が共振していることを検出する電流共振検出部13を備える。電流共振検出部13は信号線42aから制御部12が上記のセンサ回路から取得した各センサ値の少なくとも一つのセンサ値のデータを入力し、入力したセンサ値のデータに基づいて制御電流が共振しているか否かを判定し、判定結果を信号線42bにより制御部12に知らせる。
The control unit 12 performs on / off control of the
ここでは、実施の形態1による電力変換装置の動作原理について説明する。図1の電力変換装置3は、スイッチング素子11をON、OFFさせることにより、ON、OFFそれぞれで図2に示す電流経路を通る。図2に示す各電流経路における電圧の関係は式(1)で表すことができる。式中のdutyONはスイッチング素子のデューティ比(ONの割合、0〜1)を表す。
ここでインダクタンスの関係式である式(2)より、入力電流が力率1の入力電流目標値に追従するための、リアクトル7にかかる電圧VL(誘導起電力に相当)を求めることができる。これより、VLをリアクトル7に印加するよう、スイッチング素子11をスイッチング制御する際のデューティ比を操作して、入力電流を制御する。このイメージを図3に示す。
また、電力変換装置3はスイッチング素子11の前段にかかる電圧(=Vac−VL )をVdcへ昇圧するチョッパ回路として動作する。スイッチングのオフデューティをdutyOFF(=1- dutyON)とすると、このときの昇圧比は以下の式(3)より求められる。
すなわち、式(3)からスイッチング素子11をスイッチング動作させる際の、オフデューティを決定することにより、式(4)のようにオンデューティdutyONを演算することができる。このオンデューティdutyONで操作することで、入力電流を制御する。
図3に、入力電流を力率1の電流目標値に制御するイメージを示す。また、動作原理を説明する線図を図4に示す。図4(a)は入力電圧Vac、入力電流目標値Iac*、および出力電圧Vdc、図4(b)はスイッチング素子11のオン・オフ状態、図4(c)はリアクトル7に印加される電圧VL、図4(d)は入力電流Iacを示す。リアクトル7には、スイッチング素子11を動作させスイッチング素子11がオンのときには入力電圧Vacが印加され、オフのときには(入力電圧Vac−出力電圧Vdc)が印加される。リアクトル7に電圧が印加されると式(2)にしたがって入力電流Iacが流れる。入力電流Iacは、図4(d)に示すように、スイッチング素子11のスイッチングオン時に増加し、オフ時に減少する。
FIG. 3 shows an image for controlling the input current to a current target value with a power factor of 1. Further, a diagram for explaining the operation principle is shown in FIG. 4A shows the input voltage Vac, the input current target value Iac * , and the output voltage Vdc, FIG. 4B shows the on / off state of the switching
次に、実施の形態1の電力変換装置3の制御演算ブロック図を図5に示す。すなわち、制御部12は、交流電流の目標値Iac*と測定された交流電流値Iacとの偏差信号に所定の制御ゲインを加え(図5のPI)、リアクトル7に印加する電圧VLの目標値を求める。その後、式(3)、式(4)によりスイッチング素子のデューティを算出するよう構成されている。図5の制御演算ブロックによると、交流電源1の交流電流Iacを所望の電流波形に制御することが可能となる。ここで、電力変換装置3のノイズ除去用コンデンサ2と系統のインダクタンス成分5により、交流電流が共振するメカニズムについて説明する。まず、図5の制御ブロック図より、交流電流が交流電圧に追従するよう(力率1の電流目標値への追従)に制御される。しかし、図6に示すように、実際には、センサ値を取得してから、制御を実行するまでには演算処理、フィルタ回路等による遅延が発生する。このため、図7に示すように、実際には交流電源1の交流電圧に対して、制御する交流電流は少し遅れて追従することになる。
Next, FIG. 5 shows a control calculation block diagram of the
理想的に制御された交流電流波形をFFTすると、交流電源1の周波数のほか制御周波数、スイッチング周波数および、制御周波数、スイッチング周波数の高調波成分の逓倍波の周波数成分が存在する。しかし実際には、交流電流波形は交流電圧波形から少し遅れる(または、少しずれる)ため、上記の周波数成分のほかに、交流電源の高調波成分が発生する。この高調波成分がLC共振により増幅されると発振状態となり制御できなくなる恐れがある。
When an ideally controlled alternating current waveform is FFTed, in addition to the frequency of the alternating
一般的に、図8に示すように、制御部12は電流を制御するまでに、各センサ値を取得し、取得したAD値を用いて演算処理を行う。このため、制御実行を開始した時点での電力変換装置3の各電流・電圧値とADサンプリングしたセンサ値との間はTsの遅れが生じる。このため、電力変換装置3の周波数特性は図9のようにある周波数帯域からゲインが落ちてくる。
In general, as illustrated in FIG. 8, the control unit 12 acquires each sensor value before performing current control, and performs arithmetic processing using the acquired AD value. For this reason, a delay of Ts occurs between each current / voltage value of the
次に、系統のインダクタンス成分5とのLC共振が起こると、電力変換装置3のボード線図は図10のように、共振周波数付近のゲインが増加する。このとき、ゲインが増加してしまった周波数帯域において位相余裕がないと交流電流が共振してしまい、最悪の場合、交流電流が過電流により、電力変換装置3が故障してしまう恐れがある。交流電流が共振している電流波形のイメージを図11に示す。以上が、交流電流が共振するメカニズムである。
Next, when LC resonance with the inductance component 5 of the system occurs, the Bode diagram of the
次に、電力変換装置3の電流共振検出部13の共振検出方法について説明する。電流共振検出部13は、電力変換装置3が動作中の交流電流のセンサ値Iacと制御部12の目標値Iac*との差を求め、ゼロクロスを検出する。ゼロクロス検出から次にゼロクロス検出するまでの時間Tを計測し、式(5)により交流電流の共振周波数を求める。
次のステップでは、式(6)により交流電流のセンサ値Iacと目標値Iac*との差のピーク値ΔIacを計算する。
なお、上記の説明では、交流電流検出回路32のセンサ値Iacを用いて共振を判定する例を説明したが、交流電圧検出回路31のセンサ値、すなわち交流電圧値を用いても、同様に共振を判定することができる。共振が発生すると、電流だけではなく、電力変換装置3の入力、すなわちノイズ除去用コンデンサの両端の電圧も共振波形が重畳された波形となる。そこで、例えば、共振が発生していない場合の理想的な交流電圧波形と交流電圧検出回路31のセンサ値の差から、上記の電流の場合と同じように、ゼロクロスおよびピーク値を求めることで共振を判定することができる。
In the above description, the example in which resonance is determined using the sensor value Iac of the AC
次に、電流共振検出部13が、交流電流が共振したと判定したときの制御部12の制御方法について説明する。上記で説明したように、センサ値を取得してから、実際に制御が開始するまでに遅延があるため、交流電流の高調波成分が発生し、電力変換装置3の周波数特性は、ある帯域からゲインが落ちてくる。センサ値取得開始から、取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くすると、高調波成分のレベルは下がるため、LC共振による共振ピークのレベルも下がる。また、周波数特性に関してもより高周波帯域まで追従するため、電力変換装置3の周波数特性は高周波側に移動する。このため、LC共振により位相余裕がゼロになることで交流電流共振が起こっていた帯域でも、位相余裕を持つようになり、交流電流の共振が発生しなくなる。この様子を図13に示す。図13の細実線がセンサ値を取得開始してから取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くする前のボード線図、太実線がセンサ値を取得開始してから制御を実行するまでの時間を短くした後のボード線図である。
Next, a control method of the control unit 12 when the current
また、センサ値を取得開始してから制御を実行するまでの時間を変更する前(Ts)と、変更して短くした後(Ts’)の制御部の処理の時間推移を図14に示す。図14に示すように、変更する前に、センサ値のサンプリングおよび取得したセンサ値に基づいて制御するための演算処理以外の処理を、別のタイミングに移すなどにより、センサ値を取得開始してから取得したセンサ値に基づく制御を実行するまでの時間を短くすることができる。 FIG. 14 shows the time transition of the processing of the control unit before changing the time from the start of acquiring the sensor value to executing the control (Ts) and after changing and shortening (Ts ′). As shown in FIG. 14, before changing, the sensor value acquisition is started by shifting processing other than the calculation processing for controlling based on the sampling of the sensor value and the acquired sensor value to another timing. It is possible to shorten the time until the control based on the sensor value acquired from the above is executed.
図15は共振抑制の制御アルゴリズムを示すフローチャートである。まず、ステップS10で電流共振検出部13は、電力変換装置3が動作中の交流電流のセンサ値Iacと制御部12の目標値Iac*との差Iac- Iac*を求め、ゼロクロスを検出する。次に、ステップS20において、ゼロクロス検出から次にゼロクロス検出するまでの時間Tを計測し、交流電流の共振周波数を求め、ステップS30において、共振周波数が所定の範囲内にあるか否かを判定する。ステップS30で共振周波数が所定の範囲内にあると判定された場合においては、ステップS40に移行する。一方、ステップS30において共振周波数が所定の範囲外であると判定された場合においては共振判定を終了する。ステップS40では、交流電流のセンサ値Iacと目標値Iac*との差Iac- Iac*のピーク値ΔIacを計算する。次にステップS50において、ΔIacが所定の閾値Ithより大きいか否かを判定する。ステップS50において、ΔIacが所定の閾値Ithより大きいと判定した場合は、電流共振検出部13はステップS60において、交流電流が共振していると判定する。電流共振検出部13が、交流電流が共振していると判定した場合は、ステップS70において、制御部12は各センサ値の読み取りタイミングを変更する。
FIG. 15 is a flowchart showing a resonance suppression control algorithm. First, in step S10, the current
なお、上記実施の形態では、共振が発生したときにセンサの読み取りタイミングを変更し、センサ読み取りから制御実行までの時間を短縮することを特徴としているが、これに限るものではなく、例えば、制御周波数そのものを上げる事でセンサ読み取りから制御実行までの時間を短縮してもよい。 In the above embodiment, the sensor reading timing is changed when resonance occurs, and the time from sensor reading to control execution is shortened. However, the present invention is not limited to this. The time from sensor reading to control execution may be shortened by increasing the frequency itself.
実施の形態2
以下、本発明の実施の形態2に係る電力変換装置について説明する。実施の形態1では、共振抑制方法として、センサの読み取りタイミングを変更することを行った。しかし、マイコンの処理能力には限界があるため、周波数特性の高周波側への移動には限界がある。このため、センサの読み取りタイミングの変更を行っても、共振周波数付近でのゲインの増加により、電力変換装置3のゲインが0dBを越え、位相が−180°以下であると交流電流は共振してしまうことがある。
Hereinafter, a power converter according to
そこで、このような場合、電流共振検出部13が、交流電流が共振していると判定すると、制御部12は図5のPI項である制御ゲインを下げる。これにより、図16に示すように電力変換装置3の周波数特性のゲインが下がり、LC共振によるゲインの増加分が減少し、位相が−180°以下で位相余裕がなくても交流電流が共振することを防ぐ。
In such a case, if the current
なお、上記の説明では、共振が発生したときに制御ゲインを下げることで共振を抑制したが、これに限るものではなく、例えば、共振発生時に電力変換装置の出力電力を抑制することで、入力電流を小さくしゲインそのものを抑制してもよい。 In the above description, the resonance is suppressed by lowering the control gain when resonance occurs. However, the present invention is not limited to this. For example, the input power can be reduced by suppressing the output power of the power converter when the resonance occurs. The gain may be suppressed by reducing the current.
交流電流が共振していると判定すると、まず、実施の形態1のようにセンサの読み取りタイミングの変更を行い、マイコンやICの能力の限界までセンサの読み取りタイミングの変更を行っても共振が続く場合は、本実施の形態2のように、制御ゲインを下げる、あるいは電力変換装置の出力電力を抑制するようにしてもよい。 If it is determined that the alternating current is resonating, first, the sensor reading timing is changed as in the first embodiment, and the resonance continues even if the sensor reading timing is changed to the limit of the capability of the microcomputer or IC. In this case, the control gain may be lowered or the output power of the power conversion device may be suppressed as in the second embodiment.
この実施の形態2では、マイコンやICの能力が高くなくても、交流電流の共振を抑制できるという効果が得られる。 In the second embodiment, even if the ability of the microcomputer or IC is not high, an effect that the resonance of the alternating current can be suppressed is obtained.
以上、実施の形態1および実施の形態2で説明したように、本発明は、電流共振検出部13が、交流電流が共振していると判定した場合、制御部12が、センサ値取得開始から制御実行開始までの時間、制御周波数、ゲインなどの制御パラメータを変更して交流電流の共振を抑制するものである。
As described above, as described in the first and second embodiments, according to the present invention, when the current
実施の形態3
以下、本発明の実施の形態3に係る電力変換装置について説明する。実施の形態3は制御部12の電流共振検出部13が、交流電流が共振していると判定したときは、フェールセーフ機能として電力変換装置3の動作そのものを停止する。特に、実施の形態1および実施の形態2の共振抑制策を講じても共振が続くような場合に電力変換装置3の動作そのものを停止することが有効となる。
Hereinafter, a power converter according to
なお、上記各実施の形態では、電流共振検出部13の電流共振判定方法は、センサ値と目標値の差に基づいて交流電流の共振が発生しているか否かを判定しているが、これに限るものではない。例えば、交流電流検出回路32や交流電圧検出回路31のセンサ値のデータを取り込んでFFT変換し、所定の周波数帯域のスペクトルが所定の閾値を越えたとき、共振が発生すると判定してもよい。
In each of the above embodiments, the current resonance determination method of the
なお、上記各実施の形態の電力変換装置は入力段にダイオードブリッジを用いた構成としているが、これに限るものではなく、例えば、セミブリッジ構成でも良い。 In addition, although the power converter device of each said embodiment is set as the structure which used the diode bridge for the input stage, it is not restricted to this, For example, a semi-bridge structure may be sufficient.
なお、上記各実施の形態の電力変換装置は昇圧回路について説明しているが、これに限るものではなく、例えば、降圧回路でも良い。 In addition, although the power converter device of each said embodiment demonstrated the step-up circuit, it is not restricted to this, For example, a step-down circuit may be sufficient.
1 交流電源、 2 ノイズ除去用コンデンサ、 3 電力変換装置、
4 外部電源、 5 系統のインダクタンス成分、 6 ダイオードブリッジ、7 リアクトル、 8 平滑コンデンサ、 9 整流ダイオード、 10 負荷、 11 スイッチング素子、 12 制御部、 13 電流共振検出部、 31 交流電圧検出回路、 32 交流電流検出回路、33 平滑コンデンサ電圧検出回路、 40 制御線、 41a〜41c 信号線、 42a〜42b 信号線
1 AC power supply, 2 noise removing capacitor, 3 power converter,
4 external power supply, 5 system inductance components, 6 diode bridge, 7 reactor, 8 smoothing capacitor, 9 rectifier diode, 10 load, 11 switching element, 12 control unit, 13 current resonance detection unit, 31 AC voltage detection circuit, 32 AC Current detection circuit, 33 smoothing capacitor voltage detection circuit, 40 control line, 41a to 41c signal line, 42a to 42b signal line
電力変換装置としての、例えば交流直流電力変換装置(ACDCコンバータ)は様々なパワーエレクトロニクス製品に用いられている。ACDCコンバータは交流電圧をスイッチングして直流電圧を発生させるが、その際のACDCコンバータの交流電圧にはスイッチングノイズが入るため、ACDCコンバータ以外の機器に悪影響を及ぼす。このため、ノイズ除去を目的としてACDCコンバータの入力段にコンデンサを設置することが多い。 As the power converter, for example, AC-DC power converter (ACDC converter) is used in various power electronics products. The ACDC converter switches an AC voltage to generate a DC voltage, but switching noise is included in the AC voltage of the ACDC converter at that time, which adversely affects devices other than the ACDC converter. For this reason, a capacitor is often installed at the input stage of the ACDC converter in order to eliminate noise.
本発明は、入力側に接続されたコンデンサと、スイッチング素子と、出力側に接続された平滑コンデンサと、スイッチング素子を制御する制御部とを備え、交流電源から入力される交流電圧を、制御部がスイッチング素子をオンオフ制御することにより直流電圧に変換する電力変換装置において、電力変換装置は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路と、センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて交流電源の交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部とを備え、電流共振検出部が、交流電流が共振していると判定したとき、制御部は、前記センサ回路によるセンサ値取得開始から、この取得したセンサ値に基づいてスイッチング素子を制御するまでの時間を、センサ値のサンプリングおよび取得したセンサ値に基づいて制御するための演算処理以外の処理をセンサ値取得開始からスイッチング素子を制御するまでのタイミング以外のタイミングに移すことにより、短くしてスイッチング素子を制御するものである。 The present invention includes a capacitor connected to the input side, a switching element, a smoothing capacitor connected to the output side, and a control unit for controlling the switching element, and an AC voltage input from an AC power source is controlled by the control unit. In the power conversion apparatus that converts the switching element into a DC voltage by controlling on / off of the switching element, the power conversion apparatus includes a sensor circuit that acquires at least one of an AC voltage value and an AC current value input from an AC power source, and a sensor circuit. A current resonance detection unit that detects whether or not the AC current of the AC power supply is resonating using the acquired sensor value data, and when the current resonance detection unit determines that the AC current is resonating, control unit, the sensor value acquisition start by the sensor circuit, the time to control the switching element based on the acquired sensor value, By transferring the processing other than processing to control based on the sampling and acquired sensor value capacitors values from the sensor value acquisition start timing other than the timing to control the switching element, controls the switching element is shortened To do.
本発明によれば、以上のとおり、本発明の電力変換装置は特別な回路を必要とせず、制御部の制御処理の変更を行うことで、入力電流の共振を抑制できるという効果を奏する。
According to the present invention, as described above, the power conversion device of the present invention does not require a special circuit, and has the effect of suppressing the resonance of the input current by changing the control process of the control unit.
Claims (10)
前記電力変換装置は、交流電源から入力される交流電圧値および交流電流値の少なくとも一方を取得するセンサ回路と、前記センサ回路から取得したセンサ値のデータを用いて前記交流電源の交流電流が共振しているか否かを検出する電流共振検出部とを備え、前記電流共振検出部の判定結果に基づいて前記制御部は制御パラメータを変更して前記スイッチング素子を制御することを特徴とする電力変換装置。 A capacitor connected to the input side; a switching element; a smoothing capacitor connected to the output side; and a control unit that controls the switching element, wherein the control unit receives the AC voltage input from an AC power source. In a power conversion device that converts to a DC voltage by on-off control of a switching element,
The power converter includes a sensor circuit that acquires at least one of an AC voltage value and an AC current value input from an AC power source, and the AC current of the AC power source resonates using sensor value data acquired from the sensor circuit. A power resonance detecting unit that detects whether or not the power resonance is detected, and the control unit controls the switching element by changing a control parameter based on a determination result of the current resonance detecting unit. apparatus.
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