JP2885056B2 - インバータ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流電圧を単相交流電
圧に変換するインバータ装置に関し、特に、並列に接続
された第１のＤＣ／ＡＣインバータと第２のＤＣ／ＡＣ
インバータとにより直流電圧を正弦波交流電圧に変換す
るインバータ装置のインバータ回路およびその制御回路
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインバータ装置は一例を
図１１に示すように、並列に接続されたＤＣ／ＡＣイン
バータ３２と３３に入力端子４６、４７を介して直流電
圧が印加され、制御回路５４の制御により直流電圧を単
相交流電圧に変換して出力端子４４、４５に接続された
負荷に供給するようになっている。ここで制御回路５４
は誤差増幅部３５と正弦波基準電圧発生部３６とドライ
バー切換えコントロール部３９とフォトカプラ４８、４
９とＰＷＭ（パルス幅変調）回路部５０、５１とドライ
バー５２、５３とより構成されている。

【０００３】また、並列に接続されたＤＣ／ＡＣインバ
ータ３２と３３はそれぞれコンバータ（ＣＯＮＶ）回路
３２１，３３１とスイッチ（ＳＷ）回路３２２，３３２
とにより構成され、それぞれのＤＣ／ＡＣインバータ３
２，３３は入力端子４６，４７に供給される直流電圧を
半周期の正弦波電圧に変換し、その出力は逆並列接続さ
れている。

【０００４】まず、ＤＣ／ＡＣインバータ３２，３３の
動作を説明する。

【０００５】ＣＯＮＶ回路３２１，３３１は入力された
直流を高周波電力に変換してＳＷ回路３２２，３３２に
伝達する。ＳＷ回路３２２，３３２は平滑機能を持つス
イッチ回路であり、ＣＯＮＶ回路３２１，３３１より伝
達された高周波電力を平滑して正弦波交流電圧を作成す
る。

【０００６】また、ＳＷ回路３２２，３３２は、ＤＣ／
ＡＣインバータ３２，３３の出力が逆並列接続されて出
力が短絡状態となるので、これを防止するためのスイッ
チ機能をも有している。すなわち、自系のＣＯＮＶ回路
が動作時はスイッチング周期に同期してスイッチをＯＮ
にして電力を出力側に伝達し、他系ＣＯＮＶ回路が動作
時はスイッチをＯＦＦにして他系ＣＯＮＶ回路の出力か
ら見てハイインピーダンスとし、出力短絡を防止してい
る。

【０００７】次に制御回路５４の動作を説明する。

【０００８】このインバータ装置では、出力端子４４に
正の正弦波交流電圧が発生している場合、誤差増幅部３
５はその正弦波交流電圧と正弦波基準電圧発生部３６が
生成した基準電圧信号とを比較し、その誤差を表わす誤
差信号をフォトカプラ４８を介してＰＷＭ回路部５０に
伝達する。ＰＷＭ回路部５０は三角波発生回路とクロッ
ク発生回路を備えており、三角波発生回路が発生した三
角波とクロック発生回路が発生したクロックを使用して
誤差信号をもとにして必要な振幅に比例したパルス幅の
信号を作成してドライバー５２に伝達する。ドライバー
５２はドライバー切換えコントロール部３９が基準電圧
信号にもとずいて出力した指示によりパルス幅信号を用
いてＤＣ／ＡＣインバータ３２を駆動し、正の正弦波交
流電圧を発生させる。ここで、パルス幅が小さい場合、
インバータ３２の出力電圧は低く、パルス幅が大きい場
合、出力電圧は大きくなる。負の正弦波交流電圧につい
ても同様で誤差増幅部３５で得られた誤差信号は、今度
はフォトカプラ４９を介してＰＷＭ回路部５１に伝達さ
れ、そこでＰＷＭ回路部５０におけると同様に誤差信号
をもととしたパルス幅の信号が生成され、ドライバー５
３に伝達される。ドライバー５３はドライバー切換えコ
ントロール部３９よりの指示にしたがいパルス幅信号を
用いてＤＣ／ＡＣインバータ３３を駆動し、負の正弦波
交流電圧を発生させる。図１１のｍ、ｎ、ｏ、ｐおよび
ｑの各点における信号波形は図１２に示すとおりであ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインバ
ータ装置は、ＰＷＭ回路部が２組必要であり、回路構成
が複雑であるばかりでなく、２系統ＤＣ／ＡＣインバー
タの動作切り換え時、出力軽負荷またはインダクタンス
および／またはキャパシタンスを含む複素負荷の場合
に、正弦波出力電圧ゼロ電位近傍で無効電力による波形
歪を生じるという欠点がある。

【００１０】 本発明の目的は、回路構成が簡単で、か
つ正弦波出力電圧ゼロ電位近傍に波形歪を生じないイン
バータ装置を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】 本発明のインバータ装
置は、入力された直流電圧を、外部からの駆動パルス信
号を受けてコンバータ回路により高周波電力に変換し、
コンバータ回路から伝達される高周波電力を平滑して正
弦波交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣインバータが、それ
ぞれの出力電圧の正負が逆になるように逆並列接続さ
れ、出力電圧の半周期毎に駆動される正の電圧を出力す
る第１のＤＣ／ＡＣインバータと負の電圧を出力する第
２のＤＣ／ＡＣインバータとを備えたインバータ装置に
おいて、 正弦波基準電圧信号を受け、第１のＤＣ／Ａ
Ｃインバータと第２のＤＣ／ＡＣインバータの出力電圧
と正弦波基準電圧信号とを比較して、その差に比例する
電圧レベルをもつ誤差信号を出力する誤差増幅部と、誤
差増幅部より入力する誤差信号と三角波発生手段が発生
する三角波とにより、誤差信号の電圧レベルに比例した
パルス幅を持つパルス幅信号を生成して出力するＰＷＭ
回路部と、ＰＷＭ回路部よりパルス幅信号を入力し、正
弦波基準電圧信号の極性が正のとき、クロック発生手段
が発生するクロック信号のパルス幅とパルス幅信号のパ
ルス幅との差が誤差信号の電圧レベルに正比例するパル
ス幅を持つ、第１のＤＣ／ＡＣインバータを駆動する第
１の駆動パルス信号を生成して出力し、正弦波基準電圧
信号の極性が負のとき、クロック発生手段が発生するク
ロック信号のパルス幅とパルス幅信号のパルス幅との差
が誤差信号の電圧レベルに反比例するパルス幅を持つ、
第２のＤＣ／ＡＣインバータを駆動する第２の駆動パル
ス信号を生成して出力する波形成形回路部を有すること
を特徴とする。さらに、このインバータ装置は、第１、
第２のＤＣ／ＡＣインバータの正弦波交流出力電流を検
出して電流波形に同期する出力電流同期信号を出力する
電流検出部と、電流検出部より出力電流同期信号を受
け、出力電流同期信号が正の極性で正弦波基準電圧信号
と同期しない期間はＰＷＭ回路部が出力するパルス幅信
号の反転信号を出力し、出力電流同期信号が負の極性で
正弦波基準電圧信号と同期しない期間はＰＷＭ回路部が
出力するパルス幅信号を出力するドライバー同時動作コ
ントロール部と、波形成形回路部が出力する第１の駆動
パルス信号とドライバー同時動作コントロール部が出力
するパルス幅信号の反転信号を受けて、第１の駆動パル
ス信号とパルス幅信号の反転信号との論理和条件で出力
する駆動信号で第１の ＤＣ／ＡＣインバータを駆動する
第１のドライバーと、波形成形回路部が出力する第２の
駆動パルス信号とドライバー同時動作コントロール部が
出力するパルス幅信号を受けて、第２の駆動パルス信号
とパルス幅信号との論理和条件で出力する駆動信号で第
２のＤＣ／ＡＣインバータを駆動する第２のドライバー
とを更に有することを特徴とする。

【００１２】 また、本発明のインバータ装置は、入力
された直流電圧を、外部からの制御信号を受けてコンバ
ータ回路により高周波電力に変換し、コンバータ回路か
ら伝達される高周波電力を平滑して正弦波交流電圧を出
力するＤＣ／ＡＣインバータが、それぞれの出力電圧の
正負が逆になるように逆並列接続され、出力電圧の半周
期毎に駆動される正の電圧を出力する第１のＤＣ／ＡＣ
インバータと負の電圧を出力する第２のＤＣ／ＡＣイン
バータと、この第１と第２のＤＣ／ＡＣインバータの出
力を接続し、出力電圧を検出して第１と第２のＤＣ／Ａ
Ｃインバータに対して出力電圧に対応したパルス幅を有
する制御信号を出力する制御回路部より構成されるイン
バータ装置において、これら第１と第２のＤＣ／ＡＣイ
ンバータはそれぞれ、コンバータ回路と逆並列接続され
た出力の短絡を防止するスイッチ回路部とを有し、制御
回路部は、第１のＤＣ／ＡＣインバータのコンバータ回
路に供給する第１の制御信号と、第２のＤＣ／ＡＣイン
バータのコンバータ回路に供給する第２の制御信号と、
第１のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチ回路部に供給す
る第３の制御信号と、第２のＤＣ／ＡＣインバータのス
イッチ回路部に供給する第４の制御信号とを出力し、第
１の制御信号と第３の制御信号及び第２の制御信号と第
４の制御信号はそれぞれ逆位相を持ち、出力される正弦
波交流の半周期は第１の制御信号と第３の制御信号で制
御され、出力される正弦波交流の他の半周期は第２の制
御信号と第４の制御信号で制御されることを特徴とす
る。

【００１３】 また更に、本発明のインバータ装置は、
前記の制御回路部において検出した出力電圧に波形歪を
認めると、第１の制御信号と第３の制御信号又は第２の
制御信号と第４の制御信号のいずれかの、現在ＤＣ／Ａ
Ｃ変換動作を行っている方のＤＣ／ＡＣインバータに供
給する制御信号を停止させ、ＤＣ／ＡＣ変換動作を行っ
ていない方のＤＣ／ＡＣインバータのスイッチ回路部に
供給される第４の制御信号又は第３の制御信号のいずれ
かに波形歪に対応したパルス幅を有する補正制御信号と
して出力し、第１と第２のＤＣ／ＡＣインバータは、こ
の補正制御信号により出力側の無効電力を入力側に帰還
させる回路を形成することを特徴とする。

【００１４】

【作用】波形成形回路部によりドライバーを駆動するの
で、ＰＷＭ回路部が１組でよく回路構成が簡単となり、
ドライバー同時動作コントロール部により無効電力が発
生する期間、第１、第２のドライバーを同時に駆動する
ので、出力軽負荷または複素負荷の場合であっても、正
弦波出力電圧ゼロ電位近傍で波形歪を生じない。

【００１５】また、２種類の逆位相の信号でコンバータ
部とスイッチ部を交互に駆動するのでＤＣ／ＡＣインバ
ータの回路構成を簡単にすることができ、更に、無効電
力による波形歪が発生した場合にはそれらの駆動信号を
停止させて、その代わりに、並列接続されている他方の
ＤＣ／ＡＣインバータのスイッチ部を波形歪に対応した
補正制御信号によりスイッチング動作させ、出力側に発
生した無効電力を入力側に帰還させる方路を形成して歪
を取り除くことができる。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】 図１は本発明のインバータ装置の第一の
実施例の構成ブロック図、図２は図１のインバータ装置
の回路構成図、第３は図２の各点における動作波形を示
す図、図４（ａ）、（ｂ）は図３の動作波形の詳細を示
す図、図５は無効電力を生ずる場合の図２の各点の動作
波形を示す図である。

【００１８】 また、図６は本発明のインバータ装置の
第二の実施例の構成のブロック図、図７は図６のインバ
ータ装置の回路構成図、図８は図７のインバータ装置の
動作を説明する図、図９は無効電力を生ずる場合の制御
動作を説明する図、図１０は図９の一部を詳細に示す図
である。

【００１９】図１のインバータ装置は図１１の制御回路
５４に代って制御回路４３が設けられ、ＤＣ／ＡＣイン
バータ３２と３３はそれぞれ、図２に示すように、ＭＯ
ＳＦＥＴ１、２とトランス３、４とダイオード５、６と
ＰＮＰトランジスタ７、ＮＰＮトランジスタ８と抵抗
９、１０により構成されている。ＤＣ／ＡＣインバータ
３２、３３の出力側にはコンデンサ１１が接続されてい
る。

【００２０】制御回路４３は図１１のＰＷＭ回路４８、
４９とフォトカプラ５１、５２に代ってＰＷＭ回路部３
７が設けられ、ドライバー５２、５３に代ってドライバ
ー４１、４２が設けられ、さらに新たに電流検出部３４
と波形成形回路部３８とドライバー同時動作コントロー
ル部４０とが設けられている。図２に示すように、誤差
増幅部３５は抵抗１５、１６、１７とＯＰアンプ１８に
より構成され、ドライバー切換えコントロール部３９は
コンパレータ２１とインバータ２２により構成され、そ
れらは正弦波基準電圧発生部３６とともに図１１の場合
と同様の機能を持っている。ドライバー４１、４２はそ
れぞれオアゲート２８、２９で構成されている。

【００２１】ＰＷＭ回路部３７はコンパレータ１９と三
角波発生回路３０とクロック発生回路３１を備え、図
４、５に示すように、インバータ３２、３３の出力端子
４４（ａ点）の電圧を受けた誤差増幅部３５の出力する
誤差信号（ｂ点）を三角波発生回路３０が発生する三角
波（ｃ点）と比較し誤差信号の電圧レベルに応じたパル
ス幅をもつパルス幅信号（ｆ点）に変換して出力する。

【００２２】波形成形回路部３８は、インバータ２０、
２３とアンドゲート２４、２６とより構成され、ＰＷＭ
回路部３７から受けたパルス幅信号から制御情報を抽出
して２系統のＤＣ／ＡＣインバータ３２、３３に分配す
る処理を行なう。この処理方法を図４（ａ）（ｂ）によ
り説明する。

【００２３】図４（ａ）は、正弦波交流出力電圧が正の
半周期の場合を示すが、この場合は誤差信号が上昇する
に従いパルス幅を広くする方向に制御しなければならな
い。しかしｆ点で得られるパルス幅信号は逆の動作を行
っており、このままでは使用できない。そこで、このパ
ルス幅信号をインバータ２０により反転させ使用するこ
とにより誤差信号が上昇すればパルス幅は広がる方向に
制御され、ＤＣ／ＡＣインバータで発生する正の出力電
圧を増大させる方向に制御することが可能となる。誤差
信号の電圧レベルが低下すればパルス幅は狭くなる方向
に制御され、ＤＣ／ＡＣインバータで発生する正の出力
電圧を減少させる方向に制御することが可能となる。こ
のパルス幅信号によりＤＣ／ＡＣインバータの制御が可
能であるが、誤差信号のレベルが上昇し過ぎて三角波の
電圧レベルから外れた場合、パルス幅信号は連続してハ
イレベルとなりスイッチング動作を行っているＤＣ／Ａ
Ｃインバータを破損する可能性がある。従って、本実施
例では三角波と同期動作を行っているデューティ５０％
のインバータ２０により反転された反転クロックとアン
ドゲート２４により論理積を取りパルス幅が連続してハ
イレベルにならないようにしている。図４（ａ）のｊに
その時の信号の各部の波形を示す。図４（ｂ）は、正弦
波交流出力電圧が負の半周期の場合であり、誤差信号の
電圧レベルが低下するに従いｆ点で示すパルス幅信号の
パルス幅は広がる方向に制御され、ＤＣ／ＡＣインバー
タで発生する負の出力電圧を増大させる方向に制御する
ことが可能となる。誤差信号の電圧レベルが上昇すれば
パルス幅は狭くなる方向に制御され、ＤＣ／ＡＣインバ
ータで発生する負の出力電圧を減少させる方向に制御す
ることが可能となる。図５にその時の信号の各部の動作
波形を示す。この場合もＤＣ／ＡＣインバータ保護のた
めに、デューティ５０％のクロックとアンドゲート２６
により論理積を取りパルス幅が連続してハイレベルにな
らないようにしている。以上述べたように、正の正弦波
交流電圧を発生するＤＣ／ＡＣインバータの制御を行う
ためには、ｆ点で得られるパルス幅信号を反転して使用
し、負の正弦波交流電圧を発生するＤＣ／ＡＣインバー
タの制御を行うためには、ｆ点で得られるパルス幅信号
をそのまま使用することにより制御が可能となる。正の
正弦波交流電圧を発生するＤＣ／ＡＣインバータと負の
正弦波交流電圧を発生させるＤＣ／ＡＣインバータの動
作切換えは、ドライバー切換えコントロール部３９によ
り正弦波基準電圧発生部３６が発生した基準電圧信号波
形に同期して行われる。すなわちドライバー切換えコン
トロール部３９は基準電圧信号波形が正であれば、ドラ
イバー４１の動作を指示するドライバー切換え信号（ｈ
点）をアンドゲート２４に出力し、アンドゲート２４よ
り信号（ｓ点）をドライバー４１（オアゲート２８）に
出力させ、基準電圧信号波形が負であれば、ドライバー
４２の動作を指示するドライバー切換え信号（ｉ点）を
アンドゲート２６に出力し、アンドゲート２６より信号
（ｕ点）をドライバー４２（オアゲート２９）に出力さ
せる。オアゲート２８は信号（ｓ点）を受けると駆動信
号（ｊ点）を出力してＤＣ／ＡＣインバータ３２を駆動
し、オアゲート２９は信号（ｕ点）を受けると駆動信号
（ｋ点）を出力してＤＣ／ＡＣインバータ３３を駆動す
る。以上に述べた各部の動作波形は図３のようになる。

【００２４】電流検出部３４は抵抗１２とコンパレータ
１３とより構成され、抵抗１２はＤＣ／ＡＣインバータ
３２、３３の出力線の１つに直列に挿入されている。図
５に抵抗１２の出力側端（ｗ点）の電流波形が示されて
いる。コンパレータ１３は抵抗１２が検出した出力電流
からｌ点に出力電流同期信号を抽出する。出力電流同期
信号の波形は図５に示されている。

【００２５】 ドライバー同時動作コントロール部４０
はインバータ１４とアンドゲート２５、２７とから構成
され、電流検出部３４が抽出した出力電流同期信号（ｌ
点）と、ドライバー切換えコントロール部３９が出力し
たドライバー切換え信号（ｉ点）と、ＰＷＭ回路部３７
の出力信号（ｆ点）がインバータ２０により反転された
反転パルス幅信号（ｇ点）とをアンドゲート２５によっ
て論理積を取り、信号（ｔ点）をドライバー４１（オア
ゲート２８）に出力し、負の半周期において無効電力が
発生する期間、ＤＣ／ＡＣインバータ３２をＤＣ／ＡＣ
インバータ３３と同時に動作させる。また、ドライバー
同時動作コントロール部４０は、正の半周期において無
効電力が発生する場合は、出力電流同期信号（ｌ点）が
インバータ１４によって反転された反転出力（ｒ点）
と、ドライバー切換えコントロール部３９が出力したド
ライバー切換え信号（ｈ点）と、ＰＷＭ回路部３７が出
力したパルス幅信号（ｆ点）とをアンドゲート２７によ
って論理積を取り、信号（ｖ点）によってドライバー４
２（オアゲート２９）を駆動してＤＣ／ＡＣインバータ
３３をＤＣ／ＡＣインバータ３２と同時に動作させる。
以上に説明した無効電力が発生する期間に関係する、点
ａ、ｗ、ｈ…等の波形は図５のとおりで、ＤＣ／ＡＣイ
ンバータ３２および３３を駆動する駆動信号は同図ｊ点
およびｋ点の信号波形で示されている。

【００２６】 このインバータ装置は波形成形回路部が
あってＰＷＭ回路部が１つですみ、また、電流検出部と
ドライバー同時動作コントロール部があるので、無効電
力が発生する期間に２つのドライバーを駆動して２つの
ＤＣ／ＡＣインバータを同時に動作させることができ
る。

【００２７】 本実施例のインバータ装置は、回路構成
が簡単であり、かつ、出力軽負荷またはインダクタンス
またはキャパシタンスを含む複素負荷の場合であって
も、正弦波出力電圧ゼロ電圧近傍で無効電力による波形
歪を生じない。

【００２８】 次に、本発明のインバータ装置の第二の
実施例を説明する。

【００２９】図６に示すインバータ装置は図１１の制御
回路５４に代わって制御回路６３が設けられ、ＤＣ／Ａ
Ｃインバータ５５と５６はそれぞれ、図７に示すよう
に、ＣＯＮＶ回路５５１、５６１にはＭＯＳＦＥＴ６
６、６７とトランス６８、６９とダイオード６４、６
５、７０、７１とを構成部品とし、ＳＷ回路５５２、５
６２にはＭＯＳＦＥＴ７２、７３を構成部品としてい
る。

【００３０】制御回路６３にはドライバー５９、６０、
６１、６２が設けられ、波形成形回路部５７とドライバ
ー切換コントロール部５８との制御により各ドライバー
が前記のＭＯＳＦＥＴ６６、７２、６７、７３を駆動す
る。

【００３１】 図７、図８、図９及び図１０を用いて本
装置の動作を説明する。制御回路６３では交流出力であ
るｍ点の出力電圧を検出し誤差増幅部３５、正弦波基準
電圧発生部３６およびＰＷＭ回路部３７によりＰＷＭ信
号を生成し、この生成されたＰＷＭ信号に基づく波形形
成回路部５７とドライバー切換コントロール部５８の制
御によりドライバー５９、６０、６１、６２を経由して
ＤＣ／ＡＣインバータ５５、５６を駆動する。

【００３２】まず、ＤＣ／ＡＣインバータ５５の動作を
中心に説明する。

【００３３】ＤＣ／ＡＣインバータ５５は制御回路６３
のドライバー５９、６０を経由して出力される図８に示
すような逆位相の２種類のＰＷＭ信号である駆動信号Ｄ
Ｓ１、ＤＳ３によりＭＯＳＦＥＴ６６とＭＯＳＦＥＴ７
２が逆位相で駆動される。

【００３４】ＭＯＳＦＥＴ６６が駆動されＯＮ状態とな
ると、トランス６８の巻線Ｎｐ１に入力の直流電力から
の電力が蓄積される。ＭＯＳＦＥＴ６６がＯＦＦ状態と
なるとトランス６８の巻線Ｎｓを介して蓄積された電力
を二次側に伝達する。この時、ＭＯＳＦＥＴ７２が駆動
されてＯＮ状態となっているのでトランス６８の二次側
においてはダイオード７０とコンデンサ１１により伝達
された電力が平滑されて出力点ｍに出力される。この入
力の直流電力の断続により交流出力を得る。

【００３５】ＤＣ／ＡＣインバータを駆動するＰＷＭ信
号は前述のごとく出力点における交流電圧によりパルス
幅が変化し、出力電圧を低くしたい場合はパルス幅を狭
く、出力電圧を高くしたい場合はパルス幅を広くする負
帰還制御が制御回路６３で行われてＤＣ／ＡＣインバー
タ５５により半周期の正弦波電圧を発生させる。

【００３６】ＤＣ／ＡＣインバータ５６における動作も
同様で、逆位相の２種類のＰＷＭ信号である駆動信号Ｄ
Ｓ２、ＤＳ４によりＭＯＳＦＥＴ６７とＭＯＳＦＥＴ７
３が逆位相で駆動されて半周期の正弦波電圧を発生させ
る。

【００３７】これらＤＣ／ＡＣインバータ５５、５６の
出力を逆並列接続し、半周期毎に交互にＤＣ／ＡＣイン
バータを駆動することにより交流出力電圧を得ることが
できるが、出力を逆並列接続とするためにそのままでは
出力が短絡状態となる問題が発生する。これを防止する
ためにもＭＯＳＦＥＴ７２とＭＯＳＦＥＴ７３のスイッ
チング動作が利用される。ＤＣ／ＡＣインバータ５５が
動作しているときは上述のようにＭＯＳＦＥＴ７２はＭ
ＯＳＦＥＴ６６と逆位相でＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、Ｄ
Ｃ／ＡＣインバータ５５の動作が停止しＤＣ／ＡＣイン
バータ５６が動作を始めるとＭＯＳＦＥＴ７２はＯＦＦ
状態となる。従って、ＤＣ／ＡＣインバータ５６の動作
時にはＤＣ／ＡＣインバータ５６の出力から見てハイイ
ンピーダンス状態となって出力短絡を防止する。ＭＯＳ
ＦＥＴ７３についても同様にＤＣ／ＡＣインバータ５５
の動作時にはＯＦＦ状態となりＤＣ／ＡＣインバータ５
５の出力から見てハイインピーダンス状態となって出力
短絡が防止される。

【００３８】 以上に説明した動作は、インバータ装置
が交流電力を供給する負荷が純抵抗で出力電圧に歪が発
生しない場合であるが、当該負荷がインダクタンスやキ
ャパシタンスを含む複素負荷である場合にはインバータ
出力に無効電力が発生して波形が歪む。この場合のイン
バータ装置における制御動作を以下に説明する。

【００３９】インバータ装置の負荷が複素負荷の場合、
出力電圧は図９におけるｍ点の電圧波形に点線で示すよ
うな波形歪が発生する。図１０においても波形の一部を
拡大して示したが、点線で示したのが同様に波形歪であ
る。

【００４０】図９において（１）で示す印を付した領域
においては、正の半周期の電圧波形に歪が発生するまで
前述のごとくＤＣ／ＡＣインバータ５５のＭＯＳＦＥＴ
６６とＭＯＳＦＥＴ７２を図１０に詳細に示したごとく
逆位相の駆動信号ＤＳ１とＤＳ３により連続的に駆動し
て歪の無い交流電圧を発生させる。

【００４１】波形歪が発生しはじめて制御回路６３のＰ
ＷＭ回路部３７の出力が不安定になると波形形成回路部
５７およびドライバー切換コントロール部５８の制御に
よりＭＯＳＦＥＴ６６とＭＯＳＦＥＴ７２を駆動するド
ライバー５９、６０の出力ＤＳ１、ＤＳ３を停止させ、
ＤＣ／ＡＣインバータ５６のＭＯＳＦＥＴ７３を波形の
歪の程度に応じた波形歪補正制御用のＰＷＭ信号（ＤＳ
４）で駆動させる。

【００４２】ＭＯＳＦＥＴ７３がこのＤＳ４で駆動され
ると、ＤＣ／ＡＣインバータ５５の出力側に存在する無
効電力をＭＯＳＦＥＴ７３がＯＮの期間にＤＣ／ＡＣイ
ンバータ５６のトランス６９の巻線Ｎｓに蓄積し、ＯＦ
Ｆの期間に巻線Ｎｐ２とダイオード６５を介して入力側
に帰還させる動作を行う。この、ＭＯＳＦＥＴ７３のス
イッチング動作は波形歪が補正されるまで行われる。

【００４３】図９において（３）で示す印を付した領域
がこの波形歪の補正が行われている領域でありＤＳ４は
歪の程度に応じた補正を行う（バーストスイッチング）
駆動信号である。従って、同領域においては（２）で示
す印を付したＤＳ１、ＤＳ３によるＤＣ／ＡＣインバー
タ５５の動作も示されており、これは歪の程度によって
はＭＯＳＦＥＴ７３の駆動を停止させてバースト的にＤ
Ｃ／ＡＣインバータ５５がＭＯＳＦＥＴ６６とＭＯＳＦ
ＥＴ７２により出力動作を行うことを意味している。つ
まり、同領域においては（２）で示す動作、または
（３）で示す動作のいずれか一方が択一的に行われる。

【００４４】このようにして、制御回路６３はＤＣ／Ａ
Ｃインバータ５５による出力側への電力伝送とＤＣ／Ａ
Ｃインバータ５６のＭＯＳＦＥＴ７３のＰＷＭスイッチ
ング動作によるＤＣ／ＡＣインバータ５５に発生する無
効電力帰還動作を出力電圧波形の歪を検出しながら交互
に行い出力電圧波形歪を低減する。

【００４５】負の半周期の電圧波形において歪が発生す
る場合も同様に、制御回路６３はＤＣ／ＡＣインバータ
５６による出力側への電力伝送とＤＣ／ＡＣインバータ
５５のＭＯＳＦＥＴ７２のＰＷＭスイッチング動作によ
るＤＣ／ＡＣインバータ５６に発生する無効電力帰還動
作を出力電圧波形の歪を検出しながら交互に行い出力電
圧波形歪を低減する。

【００４６】上述の回路構成及び制御を行うことにより
出力電圧波形の全領域にて低歪の波形を発生供給するこ
とができる。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＰＷＭ回
路部を１つとすることにより回路構成が簡単となり、ド
ライバー同時動作コントロール部を設けることにより、
無効電力を発生する期間、第１、第２のＤＣ／ＡＣイン
バータを同時に動作させるので、出力軽負荷または複素
負荷の場合であっても、正弦波出力電圧ゼロ電位近傍で
の波形歪の発生を防止できるという効果がある。

【００４８】また、本発明は無効電力が発生すると他の
ＤＣ／ＡＣインバータを介してその無効電力を一次側に
帰還させて波形歪を補正する動作を行うので、出力側の
負荷が複素負荷であっても、正弦波出力電圧ゼロ電位近
傍での波形歪の発生を防止できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインバータ装置の第一の実施例の構成
ブロック図である。

【図２】図１のインバータ装置の回路構成図である。

【図３】図２の各点における動作波形を示す図である。

【図４】（ａ）は図３の動作波形の詳細を示す図、
（ｂ）は（ａ）とは異なる図３の動作波形の詳細を示す
図である。

【図５】無効電力を生ずる場合の図２の各点の動作波形
を示す図である。

【図６】本発明のインバータ装置の第二の実施例の構成
ブロック図である。

【図７】図６のインバータ装置の回路構成図である。

【図８】図７のインバータ装置の動作を説明する駆動信
号の波形を示す図である。

【図９】無効電力を生ずる場合の第二の実施例における
制御動作を説明する図である。

【図１０】図９の一部を詳細に示す図である。

【図１１】従来のインバータ装置の構成ブロック図であ
る。

【図１２】図１１の各点における動作波形を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，２，６６，６７，７２，７３ ＭＯＳＦＥＴ ３，４，６８，６９ トランス ５，６，６４，６５，７０，７１ ダイオード ７ ＰＮＰトランジスタ ８ ＮＰＮトランジスタ ９，１０，１２，１５，１６，１７ 抵抗 １１ コンデンサ １３，１９，２１ コンパレータ １４，２０，２２，２３ インバータ １８ ＯＰアンプ ２４，２５，２６，２７ アンドゲート ２８，２９ オアゲート ３０ 三角波発生回路 ３１ クロック発生回路 ３２，３３，５５，５６ ＤＣ／ＡＣインバータ ３４ 電流検出部 ３５ 誤差増幅部 ３６ 正弦波基準電圧発生部 ３７ ＰＷＭ回路部 ３８，５７ 波形成形回路部 ３９，５８ ドライバー切換えコントロール部 ４０ ドライバー同時動作コントロール部 ４１，４２，５９，６０，６１，６２ ドライバー ４３，６３ 制御回路 ４４，４５ 出力端子 ４６，４７ 入力端子

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された直流電圧を、外部からの駆動
   パルス信号を受けてコンバータ回路により高周波電力に
   変換し、当該コンバータ回路から伝達される高周波電力
   を平滑して正弦波交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣインバ
   ータが、それぞれの出力電圧の正負が逆になるように逆
   並列接続され、当該出力電圧の半周期毎に駆動される正
   の電圧を出力する第１のＤＣ／ＡＣインバータと負の電
   圧を出力する第２のＤＣ／ＡＣインバータとを備えたイ
   ンバータ装置において、正弦波基準電圧信号を受け、 前記第１のＤＣ／ＡＣイン
   バータと第２のＤＣ／ＡＣインバータの出力電圧と当該
   正弦波基準電圧信号とを比較して、その差に比例する電
   圧レベルをもつ誤差信号を出力する誤差増幅部と、前記誤差増幅部より入力する前記誤差信号と三角波発生
   手段が発生する三角波とにより 、前記誤差信号の電圧レ
   ベルに比例したパルス幅を持つパルス幅信号を生成して
   出力するＰＷＭ回路部と、前記ＰＷＭ回路部より前記パルス幅信号を入力し、前記
   正弦波基準電圧信号の極性が正の とき、クロック発生手
   段が発生するクロック信号のパルス幅と前記パルス幅信
   号のパルス幅との差が前記誤差信号の電圧レベルに正比
   例するパルス幅を持つ、前記第１のＤＣ／ＡＣインバー
   タを駆動する第１の駆動パルス信号を生成して出力し、
   前記正弦波基準電圧信号の極性が負のとき、前記クロッ
   ク発生手段が発生する前記クロック信号のパルス幅と前
   記パルス幅信号のパルス幅との差が前記誤差信号の電圧
   レベルに反比例するパルス幅を持つ、前記第２のＤＣ／
   ＡＣインバータを駆動する第２の駆動パルス信号を生成
   して出力する波形成形回路部を有することを特徴とする
   インバータ装置。
2. 【請求項２】 入力された直流電圧を、外部からの制御
   信号を受けてコンバータ回路により高周波電力に変換
   し、当該コンバータ回路から伝達される高周波電力を平
   滑して正弦波交流電圧を出力するＤＣ／ＡＣインバータ
   が、それぞれの出力電圧の正負が逆になるように逆並列
   接続され、当該出力電圧の半周期毎に駆動される正の電
   圧を出力する第１のＤＣ／ＡＣインバータと負の電圧を
   出力する第２のＤＣ／ＡＣインバータと、前記第１と第
   ２のＤＣ／ＡＣインバータの出力を接続し、当該出力電
   圧を検出して前記第１と第２のＤＣ／ＡＣインバータに
   対して前記出力電圧に対応したパルス幅を有する前記制
   御信号を出力する制御回路部より構成されるインバータ
   装置において、 前記第１と第２のＤＣ／ＡＣインバータはそれぞれ、前
   記コンバータ回路と逆並列接続された出力の短絡を防止
   するスイッチ回路部とを有し、 前記制御回路部は、前記第１のＤＣ／ＡＣインバータの
   コンバータ回路に供給する第１の制御信号と、前記第２
   のＤＣ／ＡＣインバータのコンバータ回路に供給する第
   ２の制御信号と、前記第１のＤＣ／ＡＣインバータのス
   イッチ回路部に供給する第３の制御信号と、前記第２の
   ＤＣ／ＡＣインバータのスイッチ回路部に供給する第４
   の制御信号とを出力し、 前記第１の制御信号と前記第３の制御信号及び前記第２
   の制御信号と前記第４の制御信号はそれぞれ逆位相を持
   ち、出力される正弦波交流の半周期は前記第１の制御信
   号と前記第３の制御信号で制御され、出力される正弦波
   交流の他の半周期は前記第２の制御信号と前記第４の制
   御信号で制御されることを特徴とするインバータ装置。
3. 【請求項３】 前記制御回路部は、検出した出力電圧に
   波形歪を認めると、前記第１の制御信号と前記第３の制
   御信号又は前記第２の制御信号と前記第４の制御信号の
   いずれかのＤＣ／ＡＣ変換動作を行っている方のＤＣ／
   ＡＣインバータに供給する制御信号を停止させ、ＤＣ／
   ＡＣ変換動作を行っていない方のＤＣ／ＡＣインバータ
   のスイッチ回路部に供給される前記第４の制御信号又は
   前記第３の制御信号のいずれかに波形歪に対応したパル
   ス幅を有する補正制御信号として出力し、 前記第１と第２のＤＣ／ＡＣインバータは、前記補正制
   御信号により出力側の無効電力を入力側に帰還させる回
   路を形成することを特徴とする請求項２記載のインバー
   タ装置。
4. 【請求項４】 前記インバータ装置は、 前記第１、第２のＤＣ／ＡＣインバータの正弦波交流出
   力電流を検出して前記電流波形に同期する出力電流同期
   信号を出力する電流検出部と、 前記電流検出部より出力電流同期信号を受け、前記出力
   電流同期信号が正の極 性で前記正弦波基準電圧信号と同
   期しない期間は前記ＰＷＭ回路部が出力する前記パルス
   幅信号の反転信号を出力し、前記出力電流同期信号が負
   の極性で前記正弦波基準電圧信号と同期しない期間は前
   記ＰＷＭ回路部が出力する前記パルス幅信号を出力する
   ドライバー同時動作コントロール部と、 前記波形成形回路部が出力する前記第１の駆動パルス信
   号と前記ドライバー同時動作コントロール部が出力する
   前記パルス幅信号の反転信号を受けて、前記第１の駆動
   パルス信号と前記パルス幅信号の反転信号との論理和条
   件で出力する駆動信号で前記第１のＤＣ／ＡＣインバー
   タを駆動する第１のドライバーと、前記波形成形回路部
   が出力する前記第２の駆動パルス信号と前記ドライバー
   同時動作コントロール部が出力する前記パルス幅信号を
   受けて、前記第２の駆動パルス信号と前記パルス幅信号
   との論理和条件で出力する駆動信号で前記第２のＤＣ／
   ＡＣインバータを駆動する第２のドライバーとを更に有
   することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。