JP3269341B2

JP3269341B2 - インバータ

Info

Publication number: JP3269341B2
Application number: JP20635395A
Authority: JP
Inventors: 知宏小林; 幸一吉田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-01-23
Filing date: 1995-08-11
Publication date: 2002-03-25
Anticipated expiration: 2015-08-11
Also published as: JPH08266062A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電圧型パルス幅
変調（ＰＷＭ）方式で制御するインバータに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のＧＴＯインバータは、ＧＴＯがタ
ーンオンする場合に発生する高ｄｉ／ｄｔによる破壊か
らＧＴＯを保護するために、各アームにアノードリアク
トルと呼ばれるインダクタンス成分を挿入し、ｄｉ／ｄ
ｔを制限していた。このような構成のインバータ主回路
は、たとえば、特開昭６１−３９８６６号公報に記載さ
れており、また、インバータの駆動信号を発生する三角
波比較ＰＷＭ方式は、例えば、文献、山村昌監修、大野
栄一編著、「パワーエレクトロニクス入門」（改訂２
版）オーム社の２１８頁、図１２・２５に記載されてい
る。

【０００３】従来のＧＴＯインバータの動作を図に基づ
いて説明する。図２９は従来の装置の動作を説明するた
めのものでＧＴＯインバータ主回路を示しており、図３
０は従来の制御回路のＰＷＭ発生回路を示したものであ
り、図３１は従来の装置の動作を説明するためのＰＷＭ
信号のタイムチャートである。

【０００４】図２９において、１は直流コンデンサでイ
ンバータの入力部であり、３、８はＧＴＯ、４、９は環
流ダイオード、５、１１はスナバダイオード、６はスナ
バ抵抗、７、１０はスナバコンデンサ、１２、１３、１
４、１５はＰＷＭ信号を入力する端子、４８はＧＴＯタ
ーンオン時のｄｉ／ｄｔを抑制してＧＴＯを高ｄｉ／ｄ
ｔから保護するアノードリアクトルである。なお、Ｇ．
Ｄはゲートドライブ回路である。

【０００５】図３０において、１６は電圧指令値の入力
部で、通常は交流正弦波の指令値が入力される。３６は
キャリア三角波のパターンを記憶しているＲＯＭ、２
５、２６は入力部１６から入力された電圧指令値とＲＯ
Ｍ３６から生成されたキャリア三角波を比較して、それ
ぞれ並列する左右のアームのＰＷＭ信号として発生する
コンパレータ、２７は発生したＰＷＭ信号に上下アーム
短絡防止期間や過小オンパルス、オフパルスを与えるた
めの過小オンパルス・オフパルス発生回路、２８、２
９、３０、３１はそれぞれ図２９の入力端子１２、１
３、１４、１５につながるＰＷＭ信号出力端子である。

【０００６】まず、ＰＷＭ発生回路の動作について図３
０と図３１を参照しながら説明する。ＲＯＭ３６から生
成される信号はコンパレータ２５、２６にそれぞれＣ
１、Ｃ２のような三角波で与えられる。この時、入力部
１６から入力される電圧指令値が０Ｖであるとすると、
コンパレータでＰＷＭ信号となって端子２８、２９、３
０、３１に出力される信号は、それぞれＣ５−ｃ、Ｃ６
−ｃ、Ｃ７−ｃ、Ｃ８−ｃに示す波形となって、Ｃ５−
ｃとＣ７−ｃやＣ６−ｃとＣ８−ｃに示すように並列す
るＧＴＯが同時にターンオン、ターンオフして、インバ
ータの出力波形はＣ９−ｃのような０Ｖ電圧出力とな
る。

【０００７】次に、主回路の動作について図２９を参照
しながら説明する。上述のように出力電圧が０Ｖ付近で
はＧＴＯ３とＧＴＯ８がほぼ同時にターンオンするの
で、この場合、図２９において、まずＧＴＯ８がターン
オンすると、直流コンデンサ１側から、ＧＴＯ８、スナ
バコンデンサ１０、スナバダイオード１１を通じて、ス
ナバ電流が流れ、スナバコンデンサ１０が配線インダク
タンスに蓄えられているエネルギーによって直流コンデ
ンサ１の電圧以上に過充電される。

【０００８】この時、ＧＴＯ３がターンオンすると、ス
ナバコンデンサ１０の過充電によって生じた電圧差によ
ってスナバダイオード１１に一瞬、リカバリ電流と呼ば
れる逆方向電流が流れ、環流ダイオード９を通じて直流
コンデンサ１からＧＴＯ３に流れ込んでいるターンオン
電流に重畳する。この電流は、アノードリアクトル４８
によってｄｉ／ｄｔが抑制されているため、ＧＴＯ３が
ｄｉ／ｄｔによって破壊されない。また、電流がＧＴＯ
８と環流ダイオード４を通って環流状態にあるとき、Ｇ
ＴＯ８がターンオフすると、スナバダイオード５２がオ
ン状態となって、スナバコンデンサ５１が徐々に充電さ
れる状態となる。次にＧＴＯ４９がオンした時、ダイオ
ード５２はオンした状態にあるので、一瞬リカバリ電流
が流れ、ＧＴＯ４９のターンオン電流に重畳する。この
電流は、アノードリアクトル４８によってｄｉ／ｄｔが
抑制されているため、ＧＴＯ４９がｄｉ／ｄｔによって
破壊されない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置は、上記の
ような構成をしているので、各アームに備わっているリ
アクトルを廃止し、直流コンデンサとインバータユニッ
ト間にリアクトルを１つ設置して小型化、低価格化を図
ろうとしても、並列するアームのＧＴＯがほぼ同時にタ
ーンオンし、先にターンオンしたアームのスナバダイオ
ードのリカバリ電流が後にターンオンしているＧＴＯの
ターンオン電流に重畳した場合に、ｄｉ／ｄｔを抑制す
るインダクタンス成分が存在しないので、高ｄｉ／ｄｔ
となって、後からターンオンしているＧＴＯが破損して
しまうという問題点があった。また、環流モードにおい
て、先にターンオフしたアームのスナバダイオードのリ
カバリー電流が、後にターンオンしているＧＴＯのター
ンオン電流に重畳する際に、ｄｉ／ｄｔを抑制するイン
ダクタンス成分が存在しないので、高ｄｉ／ｄｔとなっ
て、後からターンオンしているＧＴＯが破損してしまう
という問題点があった。

【００１０】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、従来、各アームに設置されて
いたｄｉ／ｄｔ抑制用のリアクトルを、直流電圧源とイ
ンバータユニットの間に１つ設置するか、もしくは、リ
アクトルを設けずにその配線のインダクタンス分によっ
て実現できるようなＰＷＭ発生回路を提供して、小型で
安価なインバータを得ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】（１）この発明に係わる
インバータは、並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、上記指令値
が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する判定手段と、
この判定により指令値が上記所定の閾値内と判定された
時、上記並列接続された各アームの半導体素子に対する
点弧パルスの点弧時点をそれぞれ異なるようにし、各ア
ームの半導体素子が同時にターンオン、ターンオフしな
いようにした点弧パルス生成手段を設けたものである。

【００１２】（２）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、上
記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する判定
手段と、この判定により指令値が上記所定の閾値内と判
定された時、上記並列接続された各アームの半導体素子
に対する点弧パルスの内、一方の点弧パルスが他方の点
弧パルスより遅れて上記半導体素子を点弧させ、且つ、
先に消弧させるようなパルス幅とされ、各アームの半導
体素子が同時にターンオン、ターンオフしないようにし
た点弧パルス生成手段を設けたものである。

【００１３】（３）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、上
記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する判定
手段と、この判定により指令値が上記所定の閾値内と判
定された時、上記並列接続された各アームの半導体素子
に対する点弧パルスの内、一方の点弧パルスが他方の点
弧パルスより遅れて上記半導体素子を点弧させ、且つ、
遅れて消弧させるようなパルス幅とされ、各アームの半
導体素子が同時にターンオン、ターンオフしないように
した点弧パルス生成手段を設けたものである。

【００１４】（４）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、キ
ャリア信号の三角波を発生するキャリア信号発生手段
と、上記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定す
る閾値内判定手段と、上記指令値が上記所定の閾値内と
判定された時、上記三角波と所定のバイアス値との交点
に応じたパルス幅の第１の点弧パルスと、上記三角波を
反転した三角波と上記所定のバイアス値との交点に応じ
たパルス幅の第２の点弧パルスとを生成する第１のパル
ス変調手段と、上記第１および第２の点弧パルスを各々
反転した第３および第４の点弧パルスを生成する第２の
パルス変調手段とを設け、上記第１と第２の点弧パルス
で上記並列接続された一方のアームの半導体素子を点弧
すると共に、上記第３と第４の点弧パルスで上記並列接
続された他方のアームの半導体素子を点弧することによ
り、各アームの半導体素子が同時にターンオン、ターン
オフしないようにしたものである。

【００１５】（５）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、キ
ャリア信号の三角波を発生するキャリア信号発生手段
と、この三角波の立ち上がりと立ち下がり期間に対応し
て波形値が正の所定値と負の所定値から成る方形波を発
生する方形波発生手段と、上記指令値が零近傍の所定の
閾値内か否かを判定する閾値内判定手段と、上記指令値
が上記所定の閾値内と判定された時、上記方形波と上記
三角波との交点に対応したパルス幅の第１の点弧パルス
と、上記方形波と上記三角波を反転した三角波との交点
に対応したパルス幅の第２の点弧パルスを生成する第１
のパルス変調手段と、上記第１および第２の点弧パルス
を各々反転した第３および第４の点弧パルスを生成する
第２のパルス変調手段とを設け、上記第１と第２の点弧
パルスで上記並列接続された一方のアームの半導体素子
を点弧すると共に、上記第３と第４の点弧パルスで上記
並列接続された他方のアームの半導体素子を点弧するこ
とにより、各アームの半導体素子が同時にターンオン、
ターンオフしないようにしたものである。

【００１６】（６）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、指
令値の正負を判定する正負判定手段、指令値が所定の閾
値内か否かを判定する閾値内判定手段、上記指令値が上
記所定の閾値内と判定された時、上記正負判定手段の判
定結果に応じて正または負の所定の修正値を生成する修
正値生成手段、及び上記指令値を上記修正値に切り換え
る指令値修正手段を備え、上記修正値に基づいて点弧パ
ルスを生成し上記並列接続された各アームの半導体素子
を各々点弧することにより、各アームの半導体素子が同
時にターンオン、ターンオフしないようにしたものであ
る。

【００１７】（７）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、指
令値の正負を判定する正負判定手段、指令値が所定の閾
値内か否かを判定する閾値内判定手段、上記指令値が上
記所定の閾値内と判定された時、上記正負判定手段の判
定結果に応じて所定の修正値を生成する修正値生成手
段、パルス変調用のキャリア三角波の立ち上がり・立ち
下がりに応じて上記修正値の正負を反転し方形波を生成
する修正値反転手段、上記指令値が上記所定の閾値内と
判定された時、上記指令値を上記方形波の修正値に切り
換える指令値修正手段を備え、上記方形波の修正値に基
づいて点弧パルスを生成し上記並列接続された各アーム
の半導体素子を各々点弧することにより、各アームの半
導体素子が同時にターンオン、ターンオフしないように
したものである。

【００１８】（８）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、指
令値から指令値の修正値を演算する演算装置を設け、こ
の演算装置は、キャリア信号の三角波に基づいてクロ
ック信号を発生するステップ、上記指令値が所定の閾
値内か否かを判定するステップ、上記判定結果が所定
の閾値外であれば、指令値通りの出力をするステップ、
上記判定結果が所定の閾値内であれば、指令値の正負
を判定するステップ、上記指令値の正負の判定結果に
応じて正または負の所定の修正値を出力するステップ、
上記判定結果が所定の閾値内であれば、上記正または
負の所定の修正値の出力を継続するステップを実行し、
上記のステップの出力に基づいて点弧パルスを生
成し上記並列接続された各アームの半導体素子を各々点
弧することにより、各アームの半導体素子が同時にター
ンオン、ターンオフしないようにしたものである。

【００１９】（９）また、並列接続されたアームの半導
体素子を有し、指令値に応じてパルス変調した点弧パル
スを発生し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を
導通して所定の交流出力を得るインバータにおいて、指
令値から指令値の修正値を演算する演算装置を設け、こ
の演算装置は、キャリア信号の三角波に基づいてクロ
ック信号を発生するステップ、上記指令値が所定の閾
値内か否かを判定するステップ、上記判定結果が所定
の閾値外であれば、指令値通りの出力をするステップ、
上記判定結果が所定の閾値内であれば、指令値の正負
を判定するステップ、上記指令値の正負の判定結果に
応じて所定の修正値を出力するステップ、上記修正値
を上記キャリア三角波の立ち上がり・立ち下がりに応じ
て上記修正値の正負を反転し方形波を生成するステッ
プ、上記判定結果が所定の閾値内であれば、上記方形
波の修正値の出力を継続するステップを実行し、上記
の出力に基づいて点弧パルスを生成し上記並列接続
された各アームの半導体素子を各々点弧することによ
り、各アームの半導体素子が同時にターンオン、ターン
オフしないようにしたものである。

【００２０】

【００２１】

【作用】

（１）この発明のインバータは、指令値が零近傍である
と、並列接続された各アームの半導体素子の点弧パルス
の内、並列接続された各アームの半導体素子の点弧パル
スを、点弧時点の異なる一対の点弧パルスとし、これら
の点弧パルスで点弧するようにしたものである。

【００２２】（２）また、指令値が零近傍であると、並
列接続された各アームの半導体素子の点弧パルスの内、
一方の点弧パルスが他方の点弧パルスより遅れて上記半
導体を点弧させ、且つ、遅れて消弧させるパルス幅の一
対の点弧パルスを生成し、これらの点弧パルスで、並列
接続されたアームのターンオン信号が同時ターンオンし
ないようにする。

【００２３】（３）また、指令値が零近傍であると、並
列接続された各アームの半導体素子の点弧パルスの内、
一方の点弧パルスが他方の点弧パルスより遅れて上記半
導体を点弧させ、且つ、遅れて消弧させるパルス幅の一
対の点弧パルスを生成し、これらの点弧パルスで点弧す
る。

【００２４】（４）また、キャリア信号発生手段でキャ
リア信号の三角波を発生し、閾値内判定手段で指令値が
閾値内か否かを判定し、第１のパルス変調手段で、指令
値が閾値内であると、三角波と所定のバイアス値との交
点に応じたパルス幅の第１の点弧パルスと、上記三角波
を反転した三角波と上記所定のバイアス値との交点に応
じたパルス幅の第２の点弧パルスとを生成すると共に、
第２のパルス変調手段で上記第１および第２の点弧パル
スを各々反転した第３および第４の点弧パルスを生成す
る。そして上記第１と第２の点弧パルスで上記並列接続
された一方のアームの半導体素子を各々点弧すると共
に、上記第３と第４の点弧パルスで上記並列接続された
他方のアームの半導体素子を各々点弧する。

【００２５】（５）また、キャリア信号発生手段でキャ
リア信号の三角波を発生し、方形波発生手段で三角波の
立ち上がりと立ち下がり期間に対応して波形値が正の所
定値と負の所定値から成る方形波を発生し、閾値内判定
手段で上記指令値が閾値内か否かを判定し、上記指令値
が閾値内であると、第１のパルス変調手段で上記方形波
と上記三角波との交点に対応したパルス幅の第１の点弧
パルスと、上記方形波と上記三角波を反転した三角波と
の交点に対応したパルス幅の第２の点弧パルスを生成す
ると共に、第２のパルス変調手段で上記第１および第２
の点弧パルスを各々反転した第３および第４の点弧パル
スを生成し、上記第１と第２の点弧パルスで上記並列接
続された一方のアームの半導体素子を各々点弧すると共
に、上記第３と第４の点弧パルスで上記並列接続された
他方のアームの半導体素子を各々点弧する。

【００２６】（６）また、正負判定手段で指令値の正負
を判定し、閾値内判定手段で指令値が所定の閾値内か否
かを判定し、上記指令値が閾値内と判定されると、修正
値生成手段で上記正負判定手段の判定結果に応じて正ま
たは負の所定の修正値を生成し、上記指令値が閾値内と
判定されると、指令値修正手段で上記指定値を上記修正
値に切り換えて、上記修正値に基づいて点弧パルスを生
成し、上記並列接続された各アームの半導体素子を各々
点弧するようにしたものである。

【００２７】（７）また、正負判定手段で指令値の正負
を判定し、閾値内判定手段で指令値が所定の閾値以内か
否かを判定し、上記指令値が閾値内と判定されると、修
正値生成手段で上記正負判定手段の判定結果に応じて所
定の修正値を生成し、修正値反転手段でパルス変調用の
キャリア三角波の立ち上がり・立ち下がりに応じて上記
修正値の正負を反転し方形波を生成し、上記指令値が閾
値内と判定されると、指令値修正手段で上記指定値を上
記方形波の修正値に切り換えて、上記方形波の修正値に
基づいて点弧パルスを生成し、上記並列接続された各ア
ームの半導体素子を各々点弧する。

【００２８】（８）また、指令値から指令値の修正値を
演算する演算装置は、キャリア信号の三角波に基づいてクロック信号を発生
するステップ、閾値内か否かを判定するステップ、上記判定結果が閾値外であれば、指令値通りの出力を
するステップ、上記判定結果が閾値内であれば、指令値の正負を判定
するステップ、上記指令値の正負の判定結果に応じて正または負の所
定の修正値を出力するステップ、上記判定結果が閾値内であれば、上記正または負の所
定の修正値の出力を継続するステップを実行し、上記
のステップの出力に基づいて点弧パルスを生成し上
記並列接続された各アームの半導体素子を各々点弧す
る。

【００２９】（９）指令値から指令値の修正値を演算す
る演算装置は、キャリア信号の三角波に基づいてクロック信号を発生
するステップ、閾値内か否かを判定するステップ、上記判定結果が閾値外であれば、指令値通りの出力を
するステップ、上記判定結果が閾値内であれば、指令値の正負を判定
するステップ、上記指令値の正負の判定結果に応じて所定の修正値を
出力するステップ、上記修正値を上記キャリア三角波の立ち上がり・立ち
下がりに応じて上記修正値の正負を反転し方形波を生成
するステップ、上記判定結果が閾値内であれば、上記方形波の修正値
の出力を継続するステップを実行し、上記の出力
に基づいて点弧パルスを生成し上記並列接続された各ア
ームの半導体素子を各々点弧する。

【００３０】（１０）クロックパルス発生手段でクロッ
クパルスを発生し、パルス生成手段で指令値とクロック
パルスから立ち上がり時差を有する２つのパルスを生成
し、点弧パルス生成手段で、上記２つのパルスの内、立
ち上がりの早い方のパルスに応じて点弧パルスを生成す
ると共に、上記立ち上がりの遅いパルスに応じて生成す
る点弧パルスの点弧時点を所定の時間禁止したのち点弧
パルスを生成し、この２つの点弧パルスで上記並列接続
した各アームの半導体素子を各々点弧する。（１１）並列接続された各アーム間の点弧消弧パルスの
時間差が、上下アームの両方を消弧させている期間より
長い。

【００３１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．本発明の実施の形態１の動作を図に基づ
いて説明する。図１はインバータ主回路を示しており、
図２はＰＷＭ発生回路を示したものであり、図３はキャ
リア三角波から生成するパルス波形図、図４は各部の動
作波形図、図５はＰＷＭ信号のタイムチャートである。

【００３２】図１において、１は直流コンデンサでイン
バータの入力部、２はＧＴＯターンオン時のｄｉ／ｄｔ
を抑制してＧＴＯを高ｄｉ／ｄｔから保護するアノード
リアクトル、３、８はＧＴＯ、４、９は環流ダイオー
ド、５、１１はスナバダイオード、６はスナバ抵抗、
７、１０はスナバコンデンサ、１２、１３、１４、１５
はＰＷＭ信号を入力する端子である。

【００３３】図２において、１６は電圧指令値の入力
部、１７はキャリア三角波のパターンとそのアップダウ
ンを示す方形波を記憶しているＲＯＭ、１８は入力部１
６から入力された電圧指令値の正負を判定するコンパレ
ータで、正負判定信号を発生し、１９、２０は入力部１
６から入力された電圧指令値がある正の閾値Ａから負の
閾値−Ａ内かを判定するコンパレータで、閾値内判定信
号を発生し、２１はＲＯＭ１７から生成されたキャリア
三角波のアップダウンを示す方形波の立ち上がり立ち下
がりから一発パルスを生成する一発パルス発生回路で、
三角波頂点判定信号を発生する。この波形の関係は図３
の波形図に示すように、（ａ）はキャリア信号としての
三角波で、（ｂ）はアップダウンの方形波の信号、
（ｃ）は一発パルス信号である。

【００３４】２２は入力部１６から入力された本来の電
圧指令値の修正指令を示す信号を発生するセット付きＤ
フリップフロップで、閾値内判定信号から修正信号を立
ち上げ、三角波頂点判定信号から信号を立ち下げ、修正
指令信号を発生し、２３は正負判定信号と修正指令信号
から修正信号を生成するＲＳフリップフロップで、２４
は入力部１６から入力された電圧指令値を、セット付き
Ｄフリップフロップ２２から生成される修正指令信号に
応じて修正信号に切り換えるスイッチである。

【００３５】２５、２６はスイッチ２４から生成される
修正された電圧指令値とＲＯＭ１７から生成されたキャ
リア三角波を比較して、それぞれ並列する左右のアーム
のＰＷＭ信号として発生するコンパレータであり、２７
は発生したＰＷＭ信号に上下アーム短絡防止期間や過小
オンパルス、オフパルスを与えるための過小オンパルス
・オフパルス発生回路であり、２８、２９、３０、３１
はそれぞれ図１の１２、１３、１４、１５につながるＰ
ＷＭ信号出力端子である。

【００３６】まず、ＰＷＭ発生回路の動作について、図
２と図４と図５を参照しながら説明する。ＲＯＭ１７か
ら生成される信号はコンパレータ２５、２６にそれぞれ
Ｃ１、Ｃ２のような三角波が与えられる。この時、入力
部１６から入力される電圧指令値が、正の閾値Ａ以上の
値から０Ｖになったとすると、Ｃ３、Ｃ４で示される正
負閾値Ａ、−Ａ内であるから、コンパレータ１９、２０
が１を出力して、セット付きＤフリップフロップ２２の
出力の修正指令は、直ちに１にセットされる（図４のＤ
−Ｆ／Ｆ参照）。

【００３７】なお、Ｃ３は指令値が＞Ａから閾値Ａをよ
ぎってＡから−Ａの範囲に留まっている間（指令値がＡ
から−Ａの範囲内にある場合）のスイッチ２４の出力
で、Ｃ４は指令値が＜−Ａから閾値−Ａをよぎって−Ａ
からＡの範囲に留まっている間のスイッチ２４の出力波
形である。

【００３８】ＲＳフリップフロップ２３の出力は、電圧
指令値が閾値内に入る前にコンパレータ１８とセット付
きＤフリップフロップ２２から１が入力されているから
１になり（図４のＲＳ−Ｆ／Ｆ参照）、ゲイン調整によ
って出力Ｂとなって、スイッチ２４で電圧指令値は＋Ｂ
／２または−Ｂ／２に修正されてコンパレータ２５，２
６でＰＷＭ信号となる。

【００３９】一方、ＲＯＭ１７から生成される方形波の
立ち上がり立ち下がりによって、一発パルス発生回路２
１から１が出力され、そのタイミングでセット付きＤフ
リップフロップ２２のＤ入力がＱ出力に反映される。

【００４０】そのため、電圧指令値が閾値内に留まって
いる間は、コンパレータ１９、２０の出力は１であり、
修正指令値は１を出力し続ける。その後、電圧指令値が
閾値外になり、且つ、方形波の立ち上がり立ち下がりに
より一発パルス発生回路２１から１が出力されるとセッ
ト付きＤフリップフロップは０にリセットされる。

【００４１】以上の場合、端子２８、２９、３０、３１
に出力される信号は、それぞれＣ５−ａ、Ｃ６−ａ、Ｃ
７−ａ、Ｃ８−ａに示す波形となって、Ｃ５−ａとＣ７
−ａ、および、Ｃ６−ａとＣ８−ａで駆動される並列す
るＧＴＯが同時にターンオン、ターンオフするモードが
発生しなくなる。この時のインバータの出力波形はＣ９
−ａのような出力波形となり、若干の出力電圧が発生す
る。

【００４２】次に、主回路の動作について図１を参照し
ながら説明する。図１において、ＧＴＯ８につづいて一
定時間後にＧＴＯ３がターンオンする場合、ＧＴＯ８が
ターンオンすると、直流コンデンサ１側から、ＧＴＯ
８、スナバコンデンサ１０、スナバダイオード１１を通
じて、スナバ電流が流れ、スナバコンデンサ１０が、ア
ノードリアクトル２や配線インダクタンスに蓄えられて
いるエネルギーによって、直流コンデンサ１の電圧以上
に過充電される。

【００４３】この後、スナバコンデンサ１０の過充電に
よって生じた電圧差によってスナバダイオード１１に一
瞬、リカバリ電流と呼ばれる逆方向電流が流れ、環流ダ
イオード９を通じて直流コンデンサ１に回生される。こ
の現象がおさまった一定期間後にＧＴＯ３がターンオン
されるので、直流コンデンサ１から流れ込むＧＴＯ３の
ターンオン電流は、アノードリアクトル２によってｄｉ
／ｄｔが抑制されており、ＧＴＯ３は高ｄｉ／ｄｔによ
って破壊されないようになる。

【００４４】上記の機能ブロック図を図６に示す。指令
値が０Ｖ近傍以外（閾値外）では、従来と同様に指令値
は指令値修正手段で修正されず、パルス変調手段でＰＷ
Ｍ方式で変調され出力しＧＴＯを点弧する。閾値内判定
手段で指令値が閾値内であれば、正負判定手段で判定し
た指令値の正負に基づいて、修正値生成手段で修正値を
生成し、指令値修正手段でこの修正値を出力するよう切
り換えられて、パルス変調手段で変調され出力される。

【００４５】実施の形態２．実施の形態１の装置では、
０Ｖ電圧指令時に若干の電圧出力が生じてしまうが、実
施の形態１を改良して、０Ｖ電圧指令時に０Ｖ電圧を出
力することが可能である。次に本発明の実施の形態２の
動作を図に基づいて説明する。図７はＰＷＭ発生回路を
示したものであり、図８は各部の動作波形図、図９はＰ
ＷＭ信号のタイムチャートである。

【００４６】図７において、３２はＲＯＭ１７から生成
される方形波を正負判定信号によって反転するＥＸＯＲ
回路、３３はＲＯＭ１７から生成される方形波を反転し
て、入力部１６から入力される電圧指令値が閾値内に進
入した場合に、方形波の符号を同符号とするＥＸＯＲ回
路で、入力部１６から入力される電圧指令値が閾値内に
長く留まる場合には、方形波が出力され、電圧指令の修
正値が正負に振られるようになっている。その他の構成
は図２と同一である。

【００４７】なお、ここで、入力部１６から入力される
電圧指令値が、閾値内に長く留まる場合とは、０Ｖを出
力する場合が長くなることで、電圧指令値がＡから−Ａ
の閾値内に留まっている場合である。長く留まらない場
合は、電圧指令値が振幅の大きな正弦波である。

【００４８】ＰＷＭ発生回路の動作について、図７と図
８と図９を参照しながら説明する。ＲＯＭ１７から生成
される信号は、コンパレータ２５、２６にそれぞれＣ
１、Ｃ２のような三角波で与えられる。

【００４９】この時、入力部１６から入力される電圧指
令値が正の閾値Ａ以上の値から０Ｖになったとすると、
図８で示される正負閾値Ａ、−Ａ内であるから、コンパ
レータ１９、２０が１を出力して、セット付きＤフリッ
プフロップ２２の出力の修正指令は１にセットされ、コ
ンパレータ１８から１が出力されているので、ＲＳフリ
ップフロップ２３は、ＲＯＭ１７から生成される方形波
が反転された信号とセット付きＤフリップフロップ２２
から１が入力されているから１になり、ゲイン調整によ
って出力Ｂとなって、スイッチ２４で電圧指令値は、図
８に示すように＋Ｂ／２に修正されて、図９のＣ１０の
方形波となり、コンパレータ２５，２６でＰＷＭ信号と
なる。同様に、負の閾値−Ａ以下の値から０Ｖになった
場合は、−Ｂ／２に修正されて、コンパレータ２５，２
６でＰＷＭ信号となる。

【００５０】一方、ＲＯＭ１７から生成される方形波の
立ち上がり立ち下がりによって、一発パルス発生回路２
１から１が出力され、そのタイミングでセット付きＤフ
リップフロップ２２のＤ入力がＱ出力に反映される。

【００５１】そのため、電圧指令値が閾値内に留まって
いる間は、コンパレータ１９、２０の出力は１であり、
修正指令値は１を出力し続ける。その後、電圧指令値が
閾値外になり、且つ、方形波の立ち上がり立ち下がりに
より一発パルス発生回路２１から１が出力されるとセッ
ト付きＤフリップフロップは０にリセットされる。この
時、電圧指令値が閾値内にある場合には、電圧指令修正
値がＲＯＭ１７から生成された方形波によって反転され
てＰＷＭ信号となる。

【００５２】以上の場合、端子２８、２９、３０、３１
に出力される信号は、それぞれＣ５−ｂ、Ｃ６−ｂ、Ｃ
７−ｂ、Ｃ８−ｂに示す波形となって、Ｃ５−ｂとＣ７
−ｂ、および、Ｃ６−ｂとＣ８−ｂで駆動され、並列す
るＧＴＯが同時にターンオン、ターンオフするモードが
発生しなくなる。この時のインバータの出力波形はＣ９
−ｂのような出力波形となり、０Ｖ電圧出力が実現され
る。

【００５３】上記の機能ブロック図を図１０に示す。指
令値が０Ｖ近傍以外（閾値外）では、従来と同様に指令
値は指令値修正手段で修正されず、パルス変調手段でＰ
ＷＭ方式で変調され出力しＧＴＯを点弧する。閾値内判
定手段で指令値が閾値内であれば、正負判定手段で判定
した指令値の正負に基づいて、修正値生成手段で修正値
を生成し、この修正値が修正値反転手段でＣ１０の方形
波となり、指令値修正手段でこの方形波が出力するよう
切り換えられて、パルス変調手段で変調され出力され
る。

【００５４】実施の形態３．実施の形態１の装置では、
三角波とそのアップダウンを示す方形波を生成するのに
ＲＯＭを使用しているが、アップダウンカウンタを使用
しても実現可能である。図１１はＰＷＭ発生回路を示し
たものである。

【００５５】図１１において、３４は三角波を生成する
アップダウンカウンタ、３５はそのアップダウンカウン
タ信号を、アップダウンカウンタ３４のキャリー信号と
ボロー信号から生成するＲＳフリップフロップであり、
その他の構成は図２と同一である。

【００５６】従って、ＰＷＭ発生回路の動作について
は、実施の形態１の動作と同一であり、図４の波形図、
図５のＰＷＭ信号のタイムチャートも同一である。この
実施の形態でも実施の形態１と同様にインバータの出力
波形は図５のＣ９−ａのような出力波形となり、若干の
出力電圧が発生する。なお、この実施の形態の機能構成
図は実施の形態１の図６と同様である。

【００５７】実施の形態４．実施の形態３の装置では、
０Ｖ電圧指令時に若干の電圧出力が生じてしまうが、実
施の形態３を改良して、０Ｖ電圧指令時に０Ｖ電圧を出
力することが可能である。図１２はＰＷＭ発生回路を示
したものである。

【００５８】図１２において、３２はＲＳフリップフロ
ップ３５から生成される方形波を正負判定信号によって
反転するＥＸＯＲ回路、３３はＲＳフリップフロップ３
５から生成される方形波を反転して、入力部１６から入
力される電圧指令値が閾値内に進入した場合に、方形波
の符号を同符号とするＥＸＯＲ回路で、入力部１６から
入力される電圧指令値が閾値内に長く留まる場合には、
方形波が出力され、電圧指令の修正値が正負に振られる
ようになっている。

【００５９】この実施の形態は、実施の形態２の図７の
ＰＯＭ１７が、アップダウンカウンタ３４とＲＳフリッ
プフロップ３５に変わったのみで、動作は実施の形態２
と同様である。従って、ＰＷＭ発生回路の動作について
は、実施の形態２の動作と同一であり、図８の波形図、
図９のＰＷＭ信号のタイムチャートも同一である。この
実施の形態では実施の形態２と同様にインバータの出力
波形は図９のＣ９−ｂのような出力波形となり、０Ｖ電
圧出力が実現される。なお、この実施の形態の機能構成
図は実施の形態２の図１０と同様である。

【００６０】実施の形態５．実施の形態１の装置は、マ
イクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）を使用しても
実現可能である。次に本発明の実施の形態５の動作を図
に基づいて説明する。図１３はＰＷＭ発生回路を示した
ものであり、図１４はＭＰＵ内の処理内容を説明するた
めのフローチャートで、図１６は生成する波形図であ
る。

【００６１】図１３において、３７は電圧指令値を生成
するためのフィードバック値入力部で、フィードバック
値とは実施の形態１の電圧指令値と同様のもので、この
場合、電流などの何らかの参照値をフィードバックして
その値と電流指令値の差分から電圧指令値を算出してい
るためであり、ＭＰＵを用いた場合、電圧指令値算出の
動作は、大抵ＭＰＵに取り込まれてから行われるので、
フィードバック値と言っている。

【００６２】３６はキャリア三角波のパターンを記憶し
ているＲＯＭで、３８は電圧指令値の修正値を演算する
ＭＰＵで２５、２６はＭＰＵから出力された電圧指令値
とＲＯＭ３６から生成されたキャリア三角波を比較し
て、それぞれ並列する左右のアームのＰＷＭ信号として
発生するコンパレータであり、２７は発生したＰＷＭ信
号に上下アーム短絡防止期間や過小オンパルス、オフパ
ルスを与えるための過小オンパルス・オフパルス発生回
路であり、２８、２９、３０はそれぞれ１２、１３、１
４、１５につながるＰＷＭ信号出力端子である。

【００６３】ＰＷＭ発生回路の動作について図１３、図
１４、図５、図１６を参照しながら説明する。フィード
バック値入力部３７から入力されるフィードバック値と
ＲＯＭ３６から生成されるキャリア三角波はＳ１でＭＰ
Ｕに読み込まれ、Ｓ２では、フィードバック値から修正
前の電圧指令値が演算され、Ｓ３で三角波前回値と今回
値の大小が比較され、Ｓ４もしくはＳ５で三角波のアッ
プダウンフラグが三角波フラグとセットされる。このＳ
３での三角波前回値と今回値のサンプリング値の大小比
較は図１５に示すように比較され、このフラグの状態に
より実施の形態１と同様の図３（ｂ）に示すアップダウ
ン信号が生成される。

【００６４】Ｓ６では電圧指令値が正負閾値Ａ、−Ａ内
にあるか否かが判定され、その結果がＳ７でフラグにセ
ットされる。Ｓ８でフラグが０の場合には、Ｓ９で電圧
指令値が修正されることなく新電圧指令値として設定さ
れ、従来通り電圧指令値がそのまま出力されＰＷＭ方式
で変調され点弧パルスとなる。

【００６５】フラグが１の場合には、Ｓ１０でフラグの
前回値が判定され、フラグ前回値が１の場合（閾値内が
継続している場合）は、Ｓ１１で新電圧指令値は前回の
まま（ＡであればＡのまま、−Ａであれば−Ａのまま）
保持され、フラグ前回値が０の場合（閾値外から閾値内
になった場合）は、Ｓ１２において電圧指令値の正負が
判定され、正の場合はＳ１４において新電圧指令値は正
の値Ａに設定され、負の場合にはＳ１３において新電圧
指令値は負の値−Ａに設定される。

【００６６】Ｓ１５では三角波フラグの前回値と今回値
が比較され、一致しない場合は、キャリア三角波の立ち
上がりから立ち下がり、または、立ち下がりから立ち上
がりの場合であり、三角波の頂点であるので、Ｓ１６に
おいてフラグが０にリセットされる。Ｓ１７で三角波フ
ラグとフラグの前回値が保存された後、Ｓ１８で新電圧
値が出力される。図１６にＭＰＵの出力と対応するステ
ップとの関係を示している。

【００６７】出力された電圧指令値は、コンパレータ２
５、２６でＰＷＭ信号に生成され、上下アーム短絡防止
期間や過小オンパルス、オフパルスを与えられ出力され
る。この時、出力される電圧波形は図５のＣ９−ａとな
り、若干の出力電圧が発生する。

【００６８】なお、図１４のフローチャートで、Ｓ３，
Ｓ４，Ｓ５でアップダウン信号の生成手段、Ｓ６，Ｓ
７，Ｓ８で閾値内判定手段、Ｓ１２は電圧指令値の正負
判定手段、Ｓ１３，Ｓ１４は修正値生成手段、Ｓ１０，
Ｓ１１は閾値内での修正値を継続する手段、Ｓ１５，Ｓ
１６は三角波の頂点検出手段を構成している。従って、
この実施の形態の機能構成図は基本的に実施の形態１の
図６と同様である。

【００６９】この実施の形態のように、ＭＰＵ等の演算
装置があれば、ソフトウエアのみで簡単に対処できるの
で、従来の装置からこの発明のものに改良する場合も、
改造が極めて容易にできる。なお、この実施の形態で
は、閾値と電圧指令値をＡ，−Ａとしたが、実施の形態
１のように閾値はＡ，−Ａとし、電圧指令値はＢ／２，
−Ｂ／２としてもよい。これは以下の実施の形態におい
ても同様である。

【００７０】実施の形態６．実施の形態５の装置では、
０Ｖ電圧指令時に若干の電圧出力が生じてしまうが、実
施の形態５のＭＰＵ演算内容を改良して、０Ｖ電圧指令
時に０Ｖ電圧を出力することが可能である。

【００７１】次に本発明の実施の形態６の動作を図に基
づいて説明する。図１７はＭＰＵ内の処理内容を説明す
るためのフローチャートで、図１８は要部の波形図であ
る。回路構成は実施の形態５の図１３と同一で、ＰＷＭ
信号のタイムチャートは図９と同一である。

【００７２】ＰＷＭ発生回路の動作について、図１７と
図１３と図９と図１８を参照しながら説明する。フィー
ドバック値入力部３７から入力されるフィードバック値
と、ＲＯＭ３６から生成されるキャリア三角波は、Ｓ１
でＭＰＵに読み込まれ、Ｓ２では、フィードバック値か
ら修正前の電圧指令値が演算され、Ｓ３で、三角波前回
値と今回値の大小が比較され、Ｓ４またはＳ５で、三角
波のアップダウンフラグが三角波フラグとしてセットさ
れる。このフラグの状態により実施の形態１と同様の図
３（ｂ）に示すアップダウン信号が生成される。

【００７３】Ｓ６では電圧指令値が正負閾値Ａ、−Ａ内
にあるか否かが判定され、その結果、Ｓ２０でフラグと
閾値内フラグが１にセットされ、または、Ｓ１９で閾値
内フラグが０にセットされる。Ｓ８でフラグが０の場合
には、Ｓ９で電圧指令値が修正されることなく新電圧指
令値として設定され、従来通り電圧指令値がそのまま出
力されＰＷＭ方式で変調され点弧パルスとなる。

【００７４】フラグが１の場合には、Ｓ１０でフラグの
前回値が判定され、フラグ前回値が０の場合（閾値外か
ら閾値内になった場合）は、Ｓ２１において閾値内フラ
グ前回値が判定され、閾値内フラグ前回値が０の場合に
は、Ｓ１２において新電圧指令値の正負が判定され、正
の場合はＳ１４において新電圧指令値は正の値Ａに設定
され、負の場合にはＳ１３において新電圧指令値は負の
値−Ａに設定される。このようにして、閾値内でＡと−
Ａとが交互に信号が発生される。

【００７５】Ｓ２１で閾値内フラグ前回値が１の場合
は、Ｓ２２で新電圧指令値の正負を反転して、Ａから−
Ａ、−ＡからＡとし（図１８、Ｓ２２参照）、方形波の
立ち上がり・立ち下がりを形成する。

【００７６】また、Ｓ１０でフラグ前回値が１の場合
は、Ｓ１１で新電圧指令値は前回のまま保持される。こ
れは閾値内で、Ａが継続している場合はそのＡを、−Ａ
が継続している場合はその−Ａを継続し、方形波の頂部
と底部を形成する。

【００７７】Ｓ１５では三角波フラグの前回値と今回値
が比較され、一致しない場合はキャリア三角波の頂点で
あるので、Ｓ１６おいてフラグが０にリセットされる。
Ｓ２３でキャリア三角波フラグとフラグと閾値内フラグ
の前回値が保存された後、Ｓ１８で新電圧指令値が出力
される。図１８にＭＰＵの出力と対応するステップとの
関係を示している。

【００７８】出力された電圧指令値は、コンパレータ２
５、２６でＰＷＭ信号に生成され、上下アーム短絡防止
期間や過小オンパルス、オフパルスを与えられ出力され
る。この時出力される電圧波形はＣ９−ｂとなり、０Ｖ
電圧出力が実現される。

【００７９】なお、図１４のフローチャートで、Ｓ３，
Ｓ４，Ｓ５でアップダウン信号の生成手段、Ｓ６，Ｓ２
０，Ｓ１９で閾値内判定手段、Ｓ１２は電圧指令値の正
負判定手段、Ｓ１３，Ｓ１４は修正値生成手段、Ｓ２
１，Ｓ２２は修正値反転手段、Ｓ１０，Ｓ１１は修正値
反転信号の方形波の頂部と底部を生成する手段、Ｓ１
５，Ｓ１６は三角波の頂点検出手段を構成している。従
って、この実施の形態の機能構成図は基本的に実施の形
態２の図１０と同様である。

【００８０】この実施の形態のように、ＭＰＵ等の演算
装置があれば、ソフトウエアのみで簡単に対処できるの
で、従来の装置からこの発明のものに改良する場合も、
改造が極めて容易にできる。

【００８１】実施の形態７．実施の形態５の方法は、三
角波を生成するのにＲＯＭを使用しているが、アップダ
ウンカウンタを使用しても実現可能である。図１９は本
発明の実施の形態７の制御回路のＰＷＭ発生回路を示し
たものである。

【００８２】図１９において、３４はキャリア三角波を
生成するアップダウンカウンタ、３５はＲＳフリップフ
ロップで、この動作は実施の形態３で示した動作と同一
である。また、２５〜３１、３７、３８は実施の形態５
の図１３と同一で、タイムチャートは図５と同一で、フ
ローチャートは図１４と同一である。

【００８３】ＰＷＭ発生回路の動作については、実施の
形態６の図１４のフローチャートに示す動作と同様の動
作を行うので省略する。なお、出力される電圧波形は図
５のＣ９−ａとなり、若干の出力電圧が発生する。

【００８４】実施の形態８．実施の形態７の方法では０
Ｖ電圧指令時に若干の電圧出力が生じてしまうが、実施
の形態７のＭＰＵ演算内容を改良して、０Ｖ電圧指令時
に０Ｖ電圧を出力することが可能である。

【００８５】この実施の形態の回路構成は、図１９と同
一で、フローチャートは図１７と同一で、波形図は図１
８と同一で、タイムチャートは図９と同一である。従っ
て、動作は実施の形態６と同一であるので省略する。な
お、出力される電圧波形は図９のＣ９−ｂとなり、０Ｖ
電圧出力が実現される。

【００８６】実施の形態９．実施の形態５の装置は、Ｍ
ＰＵ内の演算で三角波のアップダウン状態を得るもので
あるが、ＲＯＭ内にあらかじめアップダウン信号のパタ
ーンを記憶しておき、処理を実現することも可能であ
る。図２０はＰＷＭ発生回路を示したものであり、図２
１はＭＰＵ内の処理内容を説明するためのフローチャー
トである。

【００８７】図２０において、１７はキャリア三角波と
そのアップダウン信号のパターンを記憶しているＲＯ
Ｍ、３８は電圧指令値の修正値を演算するＭＰＵであ
る。

【００８８】図２１のフローチャートは、実施の形態５
に示す図１４のフローチャートのステップＳ３，Ｓ４，
Ｓ５を省いたものと同一である。これはＲＯＭ１７から
アップダウン信号を送出しているので、ＭＰＵ３８内で
生成する必要がないためである。従って、その他の動作
は実施の形態５と同一であるので省略する。なお、出力
される電圧波形は図５のＣ９−ａとなり、若干の出力電
圧が発生する。

【００８９】実施の形態１０．実施の形態９の方法では
０Ｖ電圧指令時に若干の電圧出力が生じてしまうが、実
施の形態９のＭＰＵ演算内容を改良して、０Ｖ電圧指令
時に０Ｖ電圧を出力することが可能である。次に本発明
の実施の形態１０の動作を図に基づいて説明する。図２
２はＭＰＵ内の処理内容を説明するためのフローチャー
トである。

【００９０】この実施の形態の回路構成は、図２０と同
一で、波形図は図１８と同一で、タイムチャートは図９
と同一である。図２２のフローチャートは、実施の形態
６あるいは実施の形態８に示す図１７のフローチャート
のステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５を省いたものと同一であ
る。これはＲＯＭ１７からアップダウン信号を送出して
いるので、ＭＰＵ３８内で生成する必要がないためであ
る。従って、その他の動作は実施の形態６あるいは実施
の形態８と同一であるので省略する。なお、出力される
電圧波形は図９のＣ９−ｂとなり、０Ｖ電圧出力が実現
される。

【００９１】実施の形態１１．実施の形態９の方法は、
三角波を生成するのにＲＯＭを使用しているが、アップ
ダウンカウンタを使用しても実現可能である。図２３は
本発明の実施の形態１１の制御回路のＰＷＭ発生回路を
示したものである。

【００９２】図２３において、３４はキャリア三角波を
生成するアップダウンカウンタ、３５はＲＳフリップフ
ロップで、この動作は実施の形態３で示した動作と同一
である。また、２５〜３１、３７、３８は実施の形態９
の図２０と同一で、フローチャートは実施の形態９の図
２１と同一で、波形図は図１６と同一で、タイムチャー
トは図５と同一である。

【００９３】ＰＷＭ発生回路の動作については、実施の
形態９の図２１のフローチャートに示す動作と同様の動
作を行うので省略する。なお、出力される電圧波形は図
５のＣ９−ａとなり、若干の出力電圧が発生する。

【００９４】実施の形態１２．実施の形態１１の方法で
は０Ｖ電圧指令時に若干の電圧出力が生じてしまうが、
実施の形態１１のＭＰＵ演算内容を改良して、０Ｖ電圧
指令時に０Ｖ電圧を出力することが可能である。

【００９５】この実施の形態の回路構成は図２３と同一
で、フローチャートは図２２と同一で、波形図は図１８
と同一で、タイムチャートは図９と同一である。従っ
て、動作は実施の形態１０と同一であるので省略する。
なお、出力される電圧波形は図９のＣ９−ｂとなり、０
Ｖ電圧出力が実現される。

【００９６】実施の形態１３．本発明の実施の形態１３
の動作を図に基づいて説明する。図２４はＰＷＭ発生回
路を示したもので、図２５は各部の波形図である。

【００９７】図２４において、１６は電圧指令値の入力
部、３６はキャリア三角波のパターンを記憶しているＲ
ＯＭ、２５、２６は入力部１６から入力された電圧指令
値とＲＯＭ３６から生成されたキャリア三角波を比較し
て、それぞれ並列する左右のアームのＰＷＭ信号として
発生するコンパレータ、３９は並列するアームの立ち上
がり信号の早い遅いをつくる基準となるクロックパルス
発生回路、４０、４１はクロックパルスから、修正前の
ＰＷＭの立ち上がりの早い遅いをつくるＤフリップフロ
ップである。

【００９８】４２、４３はＤフリップフロップ４０，４
１から出力される２つの信号のうち早い時点で立ち上が
る信号は通過させ、遅い時点で立ち上がる信号は阻止す
るＡＮＤ回路、４４，４５は前記ＡＮＤ回路を通過した
早い時点で立ち上がる信号の立ち上がりにより発生し、
遅い時点で立ち上がる信号には反応しない一発パルス発
生回路、４６，４７は一発パルス発生回路４４，４５か
らくるパルスによって遅い時点に発生するパルスをその
間発生させないようにするＡＮＤ回路、２７は発生した
ＰＷＭ信号に上下アーム短絡防止期間や過小オンパル
ス、オフパルスを与えるための過小オンパルス・オフパ
ルス発生回路、２８〜３１はそれぞれ図１のＰＷＭ信号
入力端子１２〜１５につながるＰＷＭ信号出力端子であ
る。

【００９９】ＰＷＭ発生回路の動作について、図２４と
図２５を参照しながら説明する。コンパレータ２５、２
６から出力されるＰＷＭ信号は、従来装置と同様に並列
するアームで同時にオンする信号を含んでいる。Ｄフリ
ップフロップ４０、４１にはそれぞれクロックパルスと
その反転信号が入力されるので、ＰＷＭ信号の立ち上が
りの差がつくられて出力される。

【０１００】今、コンパレータ２５、２６の出力パルス
が同時に立ち上がり、クロックパルスが０とすると、Ｄ
フリップフロップ４０の出力は、クロックパルスの立ち
上がりによって１に立ち上がり、Ｄフリップフロップ４
１の出力はクロックパルスの立ち下がりまで０のままで
あるから、ＡＮＤ回路４２の出力が１に立ち上がって、
一発パルス発生回路４４からは０の一発パルスが発生す
る。

【０１０１】このパルス幅は、並列接続している左右ア
ームで同時にターンオンさせない禁止時間となってお
り、ＡＮＤ回路４７で、この０の一発パルスによってＤ
フリップフロップ４１の出力の立ち上がりが禁止される
ので、並列接続されているアームに対し同時にターンオ
ン信号が発生しない。

【０１０２】実施の形態１４．実施の形態１，３，５，
７，９，１１では、閾値内に指令値がある場合は、図５
のタイムチャートのように点弧パルスを生成したが、こ
の点弧パルスの生成は図２６の構成に要約することがで
きる。

【０１０３】図において、指令値が閾値外であれば、従
来通りのパルス変調手段で、キャリア信号の三角波を用
いＰＷＭ方式のパルス変調を行い、点弧パルスを出力す
る。パルス変調手段からの出力線は１本で表示している
が、これは４つの出力が送出されている。

【０１０４】指令値が閾値内で指令値がＡから−Ａへ変
化する場合は、第１のパルス変調手段で正の所定値（図
５のＣ３）と三角波（Ｃ１）との交点に応じたパルス
（Ｃ５−ａ）、及び、正の所定値（Ｃ３）と反転三角波
（Ｃ２）との交点に応じたパルス（Ｃ７−ａ）を生成す
る。このようにして一方の並列接続のアームに対して、
点弧パルスの完全な重複を避けることができる。なお、
第１のパルス変調手段からの出力線は１本で表示してい
るが、これは２つの出力が送出されている。

【０１０５】指令値が閾値内で指令値が−ＡからＡへ変
化する場合は、第１のパルス変調手段で負の所定値（図
５のＣ４）と三角波（Ｃ１）との交点に応じたパルス
（Ｃ７ａの形状のパルスがＣ５−ａの位置へ来る）、及
び、負の所定値（Ｃ４）と反転三角波（Ｃ４）との交点
に応じたパルス（Ｃ５−ａの形状のパルスがＣ７−ａの
位置に来る）を生成する。このようにして一方の並列接
続のアームに対して、点弧パルスの完全な重複を避ける
ことができる。なお、第２のパルス変調手段からの出力
線は１本で表示しているが、これは２つの出力が送出さ
れている。

【０１０６】また、他方のアームに対しては、第２のパ
ルス変調手段により第１のパルス変調手段で生成したパ
ルス波形を、それぞれ反転した波形（Ｃ６−ａ，Ｃ８−
ａ）が生成され、点弧パルスの完全な重複を避けること
ができる。

【０１０７】実施の形態１５．実施の形態２，４，６，
８，１０，１２では、閾値内に指令値がある場合は、図
９のタイムチャートのように点弧パルスを生成したが、
この点弧パルスの生成は図２７の構成に要約することが
できる。

【０１０８】図において、指令値が閾値外であれば、従
来通りのパルス変調手段で、キャリア信号の三角波を用
いＰＷＭ方式のパルス変調を行う。方形波発生手段では
キャリア信号発生手段からの三角波に基づき、図９のＣ
１０の方形波を生成する。そして指令値が閾値内であれ
ば、第１のパルス変調手段で方形波（Ｃ１０）と三角波
（Ｃ１）との交点に応じたパルス（Ｃ５−ｂ）、及び、
方形波と反転三角波（Ｃ４）との交点に応じたパルス
（Ｃ７−ｂ）を生成する。このようにして一方の並列接
続のアームに対して、点弧パルスの完全な重複を避ける
ことができる。

【０１０９】また、他方のアームに対しては、第２のパ
ルス変調手段により第１のパルス変調手段で生成したパ
ルス波形を、それぞれ反転した波形（Ｃ６−ｂ，Ｃ８−
ｂ）が生成され、点弧パルスの完全な重複を避けること
ができる。

【０１１０】実施の形態１６．実施の形態１４を更に要
約すると、指令値が零近傍か否かの判定手段を設け、こ
の判定により指令値が零近傍でなければ、通常の指令値
に応じたパルス変調を行い、判定により指令値が零近傍
であると、上記並列接続された各アームのＧＴＯの点弧
パルスの内、一方の点弧パルスが他方の点弧パルスより
遅れて上記半導体を点弧させ、且つ、先に消弧させるパ
ルス幅の一対の点弧パルスを生成する点弧パルス生成手
段を設け、これらの点弧パルスで点弧をすればよい。

【０１１１】実施の形態１７．実施の形態１５を更に要
約すると、指令値が零近傍か否かの判定手段を設け、こ
の判定により指令値が零近傍でなければ、通常の指令値
に応じたパルス変調を行い、判定により指令値が零近傍
であると、一方の点弧パルスが他方の点弧パルスより遅
れて上記半導体を点弧させ、且つ、遅れて消弧させるパ
ルス幅の一対の点弧パルスを生成する点弧パルス生成手
段を設け、これらの点弧パルスで点弧すればよい。

【０１１２】実施の形態１８．実施の形態１６及び実施
の形態１７を更に要約すると、指令値が零近傍か否かの
判定手段を設け、この判定により指令値が零近傍でなけ
れば、通常の指令値に応じたパルス変調を行い、判定に
より指令値が零近傍であると、並列接続された各アーム
の半導体素子の点弧パルスを、点弧時点の異なる一対の
点弧パルスとする点弧パルス生成手段を設け、これらの
点弧パルスで点弧するようにすればよい。

【０１１３】即ち、並列接続されたアームのターンオン
信号が同時にターンオンしないようにすればよい。この
ようにすると、従来は各アームにリアクトルを設置して
インダクタンス成分を設けることによって他相のスナバ
ダイオードのリカバリ電流のｄｉ／ｄｔを制限していた
が、この発明ではその制限をする必要がなくなるので、
インバータが小型、安価にできる。

【０１１４】実施の形態１９．本発明の実施の形態１９
の動作を実施の形態１および図に基づいて説明する。動
作は、実施の形態１と同じであるが、並列接続されたア
ームの点弧消弧パルスの時間差を上下アーム消弧期間よ
り長く設定している。図２８は、各アームの点弧消弧パ
ルスを示したものである。図２において、Ａの値および
Ｂ／２の値を図３（ａ）の三角波に対して、三角波の傾
き×Ｔ／２（但し、Ｔは上下アーム消弧期間より長い時
間）に設定すると、各アームの点弧消弧タイミングチャ
ートは図２８に示すようになる。並列接続されたアーム
の点弧消弧時間差すなわちＣ５−ｄ、Ｃ７−ｄとＣ６−
ｄ、Ｃ８−ｄの時間差が、上下アームの消弧期間より長
く、Ｃ６−ｄのターンオンの前にＣ７−ｄのターンオフ
が発生しないので、環流モードにおいて、並列接続され
たアームでのターンオフとターンオンの重複を避けるこ
とができる。

【０１１５】実施の形態２０．前記、実施の形態１９
は、実施の形態１において、並列接続されたアームの点
弧消弧信号の時間差が、上下アームの消弧期間より長く
なるようにした場合であるが、実施の形態２〜１８にお
いても同様に実現可能である。

【０１１６】実施の形態２１．上記実施の形態では、Ｇ
ＴＯを用いて説明したが、ＧＴＯ以外のゲートを有する
半導体素子に適用できる。

【０１１７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、並列
接続されたアームのターンオン信号が同時にターンオ
ン、ターンオフしないようにし、スナバダイオードのリ
カバリ電流のｄｉ／ｄｔを制限する必要がなくなるの
で、各アームにリアクトルを設置する必要がなく、従っ
て、インバータが小型、安価にできるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１のＧＴＯインバータ
主回路の図を示す。

【図２】この発明の実施の形態１のＰＷＭ発生回路図
を示す。

【図３】この発明の実施の形態１のＲＯＭと一発パル
ス発生回路の波形図を示す。

【図４】この発明の実施の形態１の要部の動作波形図
を示す。

【図５】この発明の実施の形態１のＰＷＭ信号のタイ
ムチャートを示す。

【図６】この発明の実施の形態１の機能構成図であ
る。

【図７】この発明の実施の形態２のＰＷＭ発生回路図
を示す。

【図８】この発明の実施の形態２の要部の動作波形図
を示す。

【図９】この発明の実施の形態２のＰＷＭ信号のタイ
ムチャートを示す。

【図１０】この発明の実施の形態２の機能構成図であ
る。

【図１１】この発明の実施の形態３のＰＷＭ発生回路
図を示す。

【図１２】この発明の実施の形態４のＰＷＭ発生回路
図を示す。

【図１３】この発明の実施の形態５のＰＷＭ発生回路
の図を示す。

【図１４】この発明の実施の形態５のＭＰＵ内での処
理のフローチャートを示す。

【図１５】この発明の実施の形態５の三角波のサンリ
ングの説明図を示す。

【図１６】この発明の実施の形態５の要部の動作波形
図を示す。

【図１７】この発明の実施の形態６のＭＰＵ内での処
理のフローチャートを示す。

【図１８】この発明の実施の形態６の要部の動作波形
図を示す。

【図１９】この発明の実施の形態７のＰＷＭ発生回路
図を示す。

【図２０】この発明の実施の形態９のＰＷＭ発生回路
図を示す。

【図２１】この発明の実施の形態９のＭＰＵ内での処
理のフローチャートを示す。

【図２２】この発明の実施の形態１０のＭＰＵ内での
処理のフローチャートを示す。

【図２３】この発明の実施の形態１１のＰＷＭ発生回
路図を示す。

【図２４】この発明の実施の形態１３のＰＷＭ発生回
路図を示す。

【図２５】この発明の実施の形態１３の要部の動作波
形図を示す。

【図２６】この発明の実施の形態１４の機能構成図を
示す。

【図２７】この発明の実施の形態１５の機能構成図を
示す。

【図２８】この発明の実施の形態１９の各アーム点弧
消弧タイミングチャートを示す。

【図２９】従来の装置のＧＴＯインバータ主回路の図
を示す。

【図３０】従来の装置のＰＷＭ発生回路図を示す。

【図３１】従来の装置のＰＷＭ信号のタイムチャート
を示す。

【符号の説明】１直流コンデンサ、２アノードリアクトルまたは配
線インダクタンス３ＧＴＯ、４環流ダイオード、５スナバダイオー
ド、６スナバ抵抗、７スナバコンデンサ、８ＧＴ
Ｏ、９環流ダイオード、１０スナバコンデンサ、１
１スナバダイオード、１２〜１５ＰＷＭ信号入力端
子、１６電圧指令値入力部、１７ＲＯＭ、１８〜２
０コンパレータ、２１一発パルス発生回路、２２
セット付きＤフリップフロップ、２３ＲＳフリップフ
ロップ、２４スイッチ、２５，２６コンパレータ、
２７過小オンパルス・オフパルス発生回路、２８〜３
１ＰＷＭ信号出力端子、３２，３３ＥＸＯＲ回路、
３４アップダウンカウンタ、３５ＲＳフリップフロ
ップ、３６ＲＯＭ、３７フィードバック値入力部、
３８マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）、３
９クロック発生回路、４０，４１Ｄフリップフロッ
プ、４２，４３ＡＮＤ回路、４４，４５一発パルス
発生回路、４６，４７ＡＮＤ回路、４８アノードリ
アクトル。４９ＧＴＯ、５０ＧＴＯ、５１スナバ
コンデンサ、５２スナバダイオード、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、上記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する判
定手段と、この判定により指令値が上記所定の閾値内と判定された
時、上記並列接続された各アームの半導体素子に対する
点弧パルスの点弧時点をそれぞれ異なるようにし、各ア
ームの半導体素子が同時にターンオン、ターンオフしな
いようにした点弧パルス生成手段を設けたことを特徴と
するインバータ。
【請求項２】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、上記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する判
定手段と、この判定により指令値が上記所定の閾値内と判定された
時、上記並列接続された各アームの半導体素子に対する
点弧パルスの内、一方の点弧パルスが他方の点弧パルス
より遅れて上記半導体素子を点弧させ、且つ、先に消弧
させるようなパルス幅とされ、各アームの半導体素子が
同時にターンオン、ターンオフしないようにした点弧パ
ルス生成手段を設けたことを特徴とするインバータ。
【請求項３】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、上記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する判
定手段と、この判定により指令値が上記所定の閾値内と判定された
時、上記並列接続された各アームの半導体素子に対する
点弧パルスの内、一方の点弧パルスが他方の点弧パルス
より遅れて上記半導体素子を点弧させ、且つ、遅れて消
弧させるようなパルス幅とされ、各アームの半導体素子
が同時にターンオン、ターンオフしないようにした点弧
パルス生成手段を設けたことを特徴とするインバータ。
【請求項４】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、キャリア信号の三角波を発生するキャリア信号発生手段
と、上記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する閾
値内判定手段と、上記指令値が上記所定の閾値内と判定された時、上記三
角波と所定のバイアス値との交点に応じたパルス幅の第
１の点弧パルスと、上記三角波を反転した三角波と上記
所定のバイアス値との交点に応じたパルス幅の第２の点
弧パルスとを生成する第１のパルス変調手段と、上記第１および第２の点弧パルスを各々反転した第３お
よび第４の点弧パルスを生成する第２のパルス変調手段
とを設け、上記第１と第２の点弧パルスで上記並列接続された一方
のアームの半導体素子を点弧すると共に、上記第３と第
４の点弧パルスで上記並列接続された他方のアームの半
導体素子を点弧することにより、各アームの半導体素子
が同時にターンオン、ターンオフしないようにしたこと
を特徴とするインバータ。
【請求項５】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、キャリア信号の三角波を発生するキャリア信号発生手段
と、この三角波の立ち上がりと立ち下がり期間に対応して波
形値が正の所定値と負の所定値から成る方形波を発生す
る方形波発生手段と、上記指令値が零近傍の所定の閾値内か否かを判定する閾
値内判定手段と、上記指令値が上記所定の閾値内と判定された時、上記方
形波と上記三角波との交点に対応したパルス幅の第１の
点弧パルスと、上記方形波と上記三角波を反転した三角
波との交点に対応したパルス幅の第２の点弧パルスを生
成する第１のパルス変調手段と、上記第１および第２の点弧パルスを各々反転した第３お
よび第４の点弧パルスを生成する第２のパルス変調手段
とを設け、上記第１と第２の点弧パルスで上記並列接続された一方
のアームの半導体素子を点弧すると共に、上記第３と第
４の点弧パルスで上記並列接続された他方のアームの半
導体素子を点弧することにより、各アームの半導体素子
が同時にターンオン、ターンオフしないようにしたこと
を特徴とするインバータ。
【請求項６】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、指令値の正負を判定する正負判定手段、指令値が所定の閾値内か否かを判定する閾値内判定手
段、上記指令値が上記所定の閾値内と判定された時、上記正
負判定手段の判定結果に応じて正または負の所定の修正
値を生成する修正値生成手段、及び上記指令値を上記修
正値に切り換える指令値修正手段を備え、上記修正値に基づいて点弧パルスを生成し上記並列接続
された各アームの半導体素子を各々点弧することによ
り、各アームの半導体素子が同時にターンオン、ターン
オフしないようにしたことを特徴とするインバータ。
【請求項７】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、指令値の正負を判定する正負判定手段、指令値が所定の閾値内か否かを判定する閾値内判定手
段、上記指令値が上記所定の閾値内と判定された時、上記正
負判定手段の判定結果に応じて所定の修正値を生成する
修正値生成手段、パルス変調用のキャリア三角波の立ち上がり・立ち下が
りに応じて上記修正値の正負を反転し方形波を生成する
修正値反転手段、上記指令値が上記所定の閾値内と判定された時、上記指
令値を上記方形波の修正値に切り換える指令値修正手段
を備え、上記方形波の修正値に基づいて点弧パルスを生成し上記
並列接続された各アームの半導体素子を各々点弧するこ
とにより、各アームの半導体素子が同時にターンオン、
ターンオフしないようにしたことを特徴とするインバー
タ。
【請求項８】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、指令値から指令値の修正値を演算する演算装置を設け、この演算装置は、キャリア信号の三角波に基づいてクロック信号を発生
するステップ、上記指令値が所定の閾値内か否かを判定するステッ
プ、上記判定結果が所定の閾値外であれば、指令値通りの
出力をするステップ、上記判定結果が所定の閾値内であれば、指令値の正負
を判定するステップ、上記指令値の正負の判定結果に応じて正または負の所
定の修正値を出力するステップ、上記判定結果が所定の閾値内であれば、上記正または
負の所定の修正値の出力を継続するステップを実行し、上記のステップの出力に基づいて点弧パルスを生
成し上記並列接続された各アームの半導体素子を各々点
弧することにより、各アームの半導体素子が同時にター
ンオン、ターンオフしないようにしたことを特徴とする
インバータ。
【請求項９】並列接続されたアームの半導体素子を有
し、指令値に応じてパルス変調した点弧パルスを発生
し、この点弧パルスにより上記各半導体素子を導通して
所定の交流出力を得るインバータにおいて、指令値から指令値の修正値を演算する演算装置を設け、この演算装置は、キャリア信号の三角波に基づいてクロック信号を発生
するステップ、上記指令値が所定の閾値内か否かを判定するステッ
プ、上記判定結果が所定の閾値外であれば、指令値通りの
出力をするステップ、上記判定結果が所定の閾値内であれば、指令値の正負
を判定するステップ、上記指令値の正負の判定結果に応じて所定の修正値を
出力するステップ、上記修正値を上記キャリア三角波の立ち上がり・立ち
下がりに応じて上記修正値の正負を反転し方形波を生成
するステップ、上記判定結果が所定の閾値内であれば、上記方形波の
修正値の出力を継続するステップを実行し、上記の出力に基づいて点弧パルスを生成し上記並
列接続された各アームの半導体素子を各々点弧すること
により、各アームの半導体素子が同時にターンオン、タ
ーンオフしないようにしたことを特徴とするインバー
タ。