JP2679307B2 - Ｐｗｍパルス発生方法 - Google Patents
Ｐｗｍパルス発生方法Info
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- JP2679307B2 JP2679307B2 JP1289910A JP28991089A JP2679307B2 JP 2679307 B2 JP2679307 B2 JP 2679307B2 JP 1289910 A JP1289910 A JP 1289910A JP 28991089 A JP28991089 A JP 28991089A JP 2679307 B2 JP2679307 B2 JP 2679307B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば電圧形インバータを制御するため
のパルス幅変調（PWM）信号を発生するPWMパルス発生方
法に関する。
のパルス幅変調（PWM）信号を発生するPWMパルス発生方
法に関する。
従来、PWMパルス発生方式としては、電圧指令（基準
信号）および３角波信号（変調信号）ともにアナログ信
号を用い、その大小比較をアナログコンパレータによっ
て実現しているものが多い。
信号）および３角波信号（変調信号）ともにアナログ信
号を用い、その大小比較をアナログコンパレータによっ
て実現しているものが多い。
第４図にかかる従来例を示す。なお、同図において、
１はプロセッサ（CPU）、２はデータバス、3,3Aはラッ
チ回路、４はカウンタ、５は関数発生器（PROM）、6,6A
はディジタル／アナログ（D/A）コンバータ、７は３角
波発振器、８はコンパレータである。
１はプロセッサ（CPU）、２はデータバス、3,3Aはラッ
チ回路、４はカウンタ、５は関数発生器（PROM）、6,6A
はディジタル／アナログ（D/A）コンバータ、７は３角
波発振器、８はコンパレータである。
CPU1からデータバス２へ電圧の大きさＶと周波数指令
ｆが出力され、それぞれラッチ回路3,3Aにラッチされ
る。周波数指令ｆはインバータ周波数fIに比例した値で
あり、これはカウンタ４により積分されて電圧ベクトル
の位相信号θとなる。このθはPROM（プログラマブルRO
M）などに代表される関数発生器５により、大きさが可
変の電圧指令Ｖ＊となる。一方、３角波は通常の発振器
７により生成し、これと電圧指令Ｖ＊とがコンパレータ
８により比較され、その出力がパルス幅変調信号とな
る。
ｆが出力され、それぞれラッチ回路3,3Aにラッチされ
る。周波数指令ｆはインバータ周波数fIに比例した値で
あり、これはカウンタ４により積分されて電圧ベクトル
の位相信号θとなる。このθはPROM（プログラマブルRO
M）などに代表される関数発生器５により、大きさが可
変の電圧指令Ｖ＊となる。一方、３角波は通常の発振器
７により生成し、これと電圧指令Ｖ＊とがコンパレータ
８により比較され、その出力がパルス幅変調信号とな
る。
第５図にその動作波形例を示す。同図（イ）はコンパ
レータ８にて比較される電圧指令Ｖ＊と３角波信号とを
示し、同図（ロ）はその比較結果であるPWM信号を示
す。
レータ８にて比較される電圧指令Ｖ＊と３角波信号とを
示し、同図（ロ）はその比較結果であるPWM信号を示
す。
このような方式は原理が簡単なため実用的ではある
が、最終出力がパルス（ディジタル量）であるにもかか
わらず、一旦アナログ量に変換してアナログコンパレー
タにてパルスに変換するようにしているため、コスト増
や演算精度の低下などの問題が生じる。
が、最終出力がパルス（ディジタル量）であるにもかか
わらず、一旦アナログ量に変換してアナログコンパレー
タにてパルスに変換するようにしているため、コスト増
や演算精度の低下などの問題が生じる。
そこで、出願人は以下の如きPWMパルス発生装置を提
案している（特願昭63−165053号：以下提案済み装置と
も云う）。
案している（特願昭63−165053号：以下提案済み装置と
も云う）。
第６図はかかる提案済み装置を示すブロック図であ
る。データバス２には、プロセッサ（CPU）１、周波数
指令をラッチするラッチ回路11A、この周波数指令から
位相θを演算するカウンタ12A、位相をラッチするラッ
チ回路11B、３角波位相０度,180度のタイミング信号を
出力するカウンタ12B、この信号を入力としてCPU1に割
り込みを掛ける割込回路13、出力パルスを演算するカウ
ンタ12C、３角波位相の90度,270度のタイミングで信号
を出力するカウンタ12D、カウンタ12Cの出力パルスを入
力として出力がトグル状態に変化するフリップフロップ
14等が接続されている。
る。データバス２には、プロセッサ（CPU）１、周波数
指令をラッチするラッチ回路11A、この周波数指令から
位相θを演算するカウンタ12A、位相をラッチするラッ
チ回路11B、３角波位相０度,180度のタイミング信号を
出力するカウンタ12B、この信号を入力としてCPU1に割
り込みを掛ける割込回路13、出力パルスを演算するカウ
ンタ12C、３角波位相の90度,270度のタイミングで信号
を出力するカウンタ12D、カウンタ12Cの出力パルスを入
力として出力がトグル状態に変化するフリップフロップ
14等が接続されている。
以下、第７図も参照して動作を説明する。
カウンタ12Bは第７図（イ）の如く動作し、３角波の
０度,180度毎にCPU1に割り込みが掛かるため（第７図
（ロ）参照）、CPU1は第７図（ハ）の如く所定のパルス
演算を行ない、この値をカウンタ12Cに第７図（ニ）の
如く設定する。パルス演算については後述する。これに
より、カウンタ12Cは第７図（リ）の如く示されるカウ
ンタ12Dの出力により第７図（ホ）の如く動作を開始
し、設定された時間tc後に第７図（ヘ）の如くパルスを
出力するので、フリップフロップ14の状態が第７図
（ト）の如く変化する。
０度,180度毎にCPU1に割り込みが掛かるため（第７図
（ロ）参照）、CPU1は第７図（ハ）の如く所定のパルス
演算を行ない、この値をカウンタ12Cに第７図（ニ）の
如く設定する。パルス演算については後述する。これに
より、カウンタ12Cは第７図（リ）の如く示されるカウ
ンタ12Dの出力により第７図（ホ）の如く動作を開始
し、設定された時間tc後に第７図（ヘ）の如くパルスを
出力するので、フリップフロップ14の状態が第７図
（ト）の如く変化する。
次に、パルス演算について第８図を参照して説明す
る。なお、第８図はCPUの動作を説明するためのフロー
チャートである。
る。なお、第８図はCPUの動作を説明するためのフロー
チャートである。
先ず、割り込みが掛かると、CPU1はカウンタ12Aの後
段にあるラッチ回路11Bに、電圧ベクトルの位相θを読
みに行く（参照）。ラッチ回路11Bは割り込み信号を
トリガとしてカウンタ12Aの出力をラッチしているた
め、CPU1は割り込み時点の電圧位相θｔを知ることがで
きる。CPU1は電圧の大きさV,インバータ周波数指令ω
（＝２πｆ）をソフト的に演算するとともに、このV,ω
を用いて次の（１）式により３相電圧指令va,vb,vcを演
算する（参照）。
段にあるラッチ回路11Bに、電圧ベクトルの位相θを読
みに行く（参照）。ラッチ回路11Bは割り込み信号を
トリガとしてカウンタ12Aの出力をラッチしているた
め、CPU1は割り込み時点の電圧位相θｔを知ることがで
きる。CPU1は電圧の大きさV,インバータ周波数指令ω
（＝２πｆ）をソフト的に演算するとともに、このV,ω
を用いて次の（１）式により３相電圧指令va,vb,vcを演
算する（参照）。
va＝Vcos（θｔ＋ωΔｔ） vb＝Vcos（θｔ＋ωΔｔ−２π/3） vc＝Vcos（θｔ＋ωΔｔ＋２π/3） ……（１） ここに、Δｔは３角波の1/4周期の時間であり、第７
図にも示されている。なお、（１）式の３角関数値は、
テーブル参照方式により容易に求めることができる。ま
た、３角波は90度〜270度,270度〜90度区間では位相に
対して大きさが比例関係となっていて、（１）式の電圧
指令とカウンタ12Cへの設定値とは第９図のような関係
になるので、ここではかかる関係を利用してカウンタ12
Cへの設定値を求めることとする（参照）。このと
き、動作を確実にするため、第９図の如く正側，負側の
最大値近傍にリミット値を設けるようにする。
図にも示されている。なお、（１）式の３角関数値は、
テーブル参照方式により容易に求めることができる。ま
た、３角波は90度〜270度,270度〜90度区間では位相に
対して大きさが比例関係となっていて、（１）式の電圧
指令とカウンタ12Cへの設定値とは第９図のような関係
になるので、ここではかかる関係を利用してカウンタ12
Cへの設定値を求めることとする（参照）。このと
き、動作を確実にするため、第９図の如く正側，負側の
最大値近傍にリミット値を設けるようにする。
しかしながら、上記提案済み装置では、第７図からも
明らかなように、1/4周期後の電圧値と実際に３角波と
が交叉する時点の電圧値との間には誤差が生じる。この
誤差は電圧指令値の変化率が小さい動作点、例えば低速
で負荷が一定のときは大きくならないが、高速で負荷が
変動するときは非常に大きくなる。また、３角波の周波
数が低い場合も電圧指令値の変化率が大きい場合と等価
なので、誤差が大きくなる。このため、正しい電圧を出
力出来ないという問題が生じる。
明らかなように、1/4周期後の電圧値と実際に３角波と
が交叉する時点の電圧値との間には誤差が生じる。この
誤差は電圧指令値の変化率が小さい動作点、例えば低速
で負荷が一定のときは大きくならないが、高速で負荷が
変動するときは非常に大きくなる。また、３角波の周波
数が低い場合も電圧指令値の変化率が大きい場合と等価
なので、誤差が大きくなる。このため、正しい電圧を出
力出来ないという問題が生じる。
したがって、この発明の課題はより正しい電圧が出力
されるような電圧演算アルゴリズムを有するPWM発生方
法を提供することにある。
されるような電圧演算アルゴリズムを有するPWM発生方
法を提供することにある。
プロセッサと、変調信号である３角波の位相の０度,1
80度のタイミングでそれぞれパルスを発生する第１のカ
ウンタと、同じく３角波の位相の90度,270度のタイミン
グでそれぞれパルスを発生する第２のカウンタと、パル
ス幅をカウントする第３のカウンタとを有し、前記プロ
セッサにより第１カウンタから割り込み信号を受ける毎
にその時点の電圧ベクトルの位相を読み取って電圧の大
きさ，周波数指令を演算する一方、該電圧の大きさ，周
波数指令から３角波の1/4周期後の電圧瞬時値を初期値
として電圧の大きさと３角波の大きさとが略一致する点
の電圧の大きさを演算するとともに、その値に相当する
パルス幅を演算して前記第３カウンタに設定し、前記第
２カウンタからの出力をトリガとして該第３カウンタを
動作させてパルス幅を演算する。
80度のタイミングでそれぞれパルスを発生する第１のカ
ウンタと、同じく３角波の位相の90度,270度のタイミン
グでそれぞれパルスを発生する第２のカウンタと、パル
ス幅をカウントする第３のカウンタとを有し、前記プロ
セッサにより第１カウンタから割り込み信号を受ける毎
にその時点の電圧ベクトルの位相を読み取って電圧の大
きさ，周波数指令を演算する一方、該電圧の大きさ，周
波数指令から３角波の1/4周期後の電圧瞬時値を初期値
として電圧の大きさと３角波の大きさとが略一致する点
の電圧の大きさを演算するとともに、その値に相当する
パルス幅を演算して前記第３カウンタに設定し、前記第
２カウンタからの出力をトリガとして該第３カウンタを
動作させてパルス幅を演算する。
〔作用〕 上記手段にて電圧値を演算し、この値からパルス幅を
求めこれをカウンタに設定してディジタルでパルス幅変
調を行なうことにより、精度良くPWMパルスを発生し得
るようにする。
求めこれをカウンタに設定してディジタルでパルス幅変
調を行なうことにより、精度良くPWMパルスを発生し得
るようにする。
第１図はこの発明の実施例を示すフローチャート、第
２図はこの発明による方法を説明するための各部波形図
である。なお、ハート構成は第６図と同じなので、説明
は省略する。
２図はこの発明による方法を説明するための各部波形図
である。なお、ハート構成は第６図と同じなので、説明
は省略する。
最初に３角波の０度,180度の位相でプロセッサに割り
込みが入ると、下記（２）式から３角波の1/4周期後の
電圧va0,vb0,vc0が求まる。なお、このとき（２）式のt
cnは“0"とされる。
込みが入ると、下記（２）式から３角波の1/4周期後の
電圧va0,vb0,vc0が求まる。なお、このとき（２）式のt
cnは“0"とされる。
van＝Vcos（θｔ＋ωΔｔ＋ωtcn） vbn＝Vcos（θｔ＋ωΔｔ＋ωtcn−２π/3） vcn＝Vcos（θｔ＋ωΔｔ＋ωtcn＋２π/3）……（２） ここに、Δｔは上記と同じく３角波の1/4周期の時間
であり、tchは電圧値van,vbn,vcnに対する３角波の90
度,270度の位相からの時間である。なお、（２）式の３
角関数値は提案済み装置の場合と同じくテーブル参照方
式により、容易に求めることができる。また、３角波は
90度〜270度,270度〜90度の各区間では位相に対して大
きさが比例関係となっていて、（２）式の電圧値と時間
tcnとは第３図の如き関係にあるので、ここではかかる
関係を利用してtcnを求めることとする。
であり、tchは電圧値van,vbn,vcnに対する３角波の90
度,270度の位相からの時間である。なお、（２）式の３
角関数値は提案済み装置の場合と同じくテーブル参照方
式により、容易に求めることができる。また、３角波は
90度〜270度,270度〜90度の各区間では位相に対して大
きさが比例関係となっていて、（２）式の電圧値と時間
tcnとは第３図の如き関係にあるので、ここではかかる
関係を利用してtcnを求めることとする。
（２）式で求める電圧値va0,vb0,vc0を初期値として
３角波の90度,270度の位相からの時間tc1を求め、次にt
c1を用いて（２）式より電圧値va1,vb1,vc1を求める。
以上の計算を順次繰り返すと（−１〜−３参照）、
３角波と交叉する時点の電圧値van,vbn,vcnが第２図の
如く求まり（参照）、先の第９図の関係にてカウンタ
12Cを設定すれば、より正しい電圧値を出力することが
できる。なお、上記の計算を何回繰り返すかは、使用し
ているCPU等の処理時間と出力させたい電圧の制御精度
などによって決まることになる。
３角波の90度,270度の位相からの時間tc1を求め、次にt
c1を用いて（２）式より電圧値va1,vb1,vc1を求める。
以上の計算を順次繰り返すと（−１〜−３参照）、
３角波と交叉する時点の電圧値van,vbn,vcnが第２図の
如く求まり（参照）、先の第９図の関係にてカウンタ
12Cを設定すれば、より正しい電圧値を出力することが
できる。なお、上記の計算を何回繰り返すかは、使用し
ているCPU等の処理時間と出力させたい電圧の制御精度
などによって決まることになる。
この発明によれば、PWMパルスの演算をディジタル処
理だけで行なうようにしたので、演算精度が向上し、ハ
ード構成も簡単でコストが低減するだけでなく、提案済
み装置よりも精度の高いPWMパルスを得ることが可能と
なる利点が得られる。
理だけで行なうようにしたので、演算精度が向上し、ハ
ード構成も簡単でコストが低減するだけでなく、提案済
み装置よりも精度の高いPWMパルスを得ることが可能と
なる利点が得られる。
第１図はこの発明の実施例を示すフローチャート、第２
図はこの発明による方法を説明するための各部波形図、
第３図は電圧指令と時間との関係例を示すグラフ、第４
図はPWMパルス発生方式の従来例を示すブロック図、第
５図はその動作を説明するための波形図、第６図は提案
済み装置を示すブロック図、第７図はその動作を説明す
るための波形図、第８図はCPUの動作を説明するための
フローチャート、第９図は電圧指令とカウンタ設定値と
の関係例を示すグラフである。 符号説明 １……プロセッサ（CPU）、２……データバス、3,3A,11
A,11B……ラッチ回路、4,12A,12B,12C,12D……カウン
タ、５……関数発生器、6,6A……D/Aコンバータ、７…
…３角波発振器、８……コンパレータ、13……割込回
路、14……フリップフロップ。
図はこの発明による方法を説明するための各部波形図、
第３図は電圧指令と時間との関係例を示すグラフ、第４
図はPWMパルス発生方式の従来例を示すブロック図、第
５図はその動作を説明するための波形図、第６図は提案
済み装置を示すブロック図、第７図はその動作を説明す
るための波形図、第８図はCPUの動作を説明するための
フローチャート、第９図は電圧指令とカウンタ設定値と
の関係例を示すグラフである。 符号説明 １……プロセッサ（CPU）、２……データバス、3,3A,11
A,11B……ラッチ回路、4,12A,12B,12C,12D……カウン
タ、５……関数発生器、6,6A……D/Aコンバータ、７…
…３角波発振器、８……コンパレータ、13……割込回
路、14……フリップフロップ。
Claims (1)
- 【請求項１】プロセッサと、 変調信号である３角波の位相の０度,180度のタイミング
でそれぞれパルスを発生する第１のカウンタと、 同じく３角波の位相の90度,270度のタイミングでそれぞ
れパルスを発生する第２のカウンタと、 パルス幅をカウントする第３のカウンタと、 を有し、前記プロセッサにより第１カウンタから割り込
み信号を受ける毎にその時点の電圧ベクトルの位相を読
み取って電圧の大きさ，周波数指令を演算する一方、該
電圧の大きさ，周波数指令から３角波の1/4周期後の電
圧瞬時値を初期値として電圧の大きさと３角波の大きさ
とが略一致する点の電圧の大きさを演算するとともに、
その値に相当するパルス幅を演算して前記第３カウンタ
に設定し、前記第２カウンタからの出力をトリガとして
該第３カウンタを動作させてパルス幅を演算することを
特徴とするPWMパルス発生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289910A JP2679307B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Ｐｗｍパルス発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1289910A JP2679307B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Ｐｗｍパルス発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03151713A JPH03151713A (ja) | 1991-06-27 |
| JP2679307B2 true JP2679307B2 (ja) | 1997-11-19 |
Family
ID=17749351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1289910A Expired - Lifetime JP2679307B2 (ja) | 1989-11-09 | 1989-11-09 | Ｐｗｍパルス発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2679307B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7794846B2 (en) | 2005-06-22 | 2010-09-14 | Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha | Titanium part for internal combustion engine |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58147231A (ja) * | 1982-02-26 | 1983-09-02 | Hitachi Ltd | パルス幅変調信号発生装置 |
| JPH0767288B2 (ja) * | 1984-09-07 | 1995-07-19 | 株式会社安川電機 | サイリスタ・インバ−タのゲ−トパルス制御装置 |
-
1989
- 1989-11-09 JP JP1289910A patent/JP2679307B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03151713A (ja) | 1991-06-27 |
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