JP3324439B2 - インバータ装置 - Google Patents
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- inverter device
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Printing Elements For Providing Electric Connections Between Printed Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直流電圧を任意
の交流電圧に変換するパワーモジュールによって、モー
タ等を駆動させるインバータ装置に関するものである。
の交流電圧に変換するパワーモジュールによって、モー
タ等を駆動させるインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来のインバータ装置の一例を示
す。１は電子部品等を実装する基板、２はパワーモジュ
ールであり、３はそのパワーモジュールから駆動させた
際発生する熱を放熱させる放熱器である。４は基板１の
部品実装面を、５は基板１の部品非実装面をそれぞれ示
している。６はパワーモジュール２と放熱器３を固定す
るための取付ネジである。
す。１は電子部品等を実装する基板、２はパワーモジュ
ールであり、３はそのパワーモジュールから駆動させた
際発生する熱を放熱させる放熱器である。４は基板１の
部品実装面を、５は基板１の部品非実装面をそれぞれ示
している。６はパワーモジュール２と放熱器３を固定す
るための取付ネジである。
【０００３】従来のインバータ装置は、基板１にパワー
モジュール２を装着し、パワーモジュール２に放熱器３
を装着する場合、回路基板上で他の電子部品との熱の干
渉が無く放熱性を高めるためには、放熱器３を基板１の
非実装面５側に配置しなければならない。パワーモジュ
ール２が基板１と対面する端子によって基板１に取り付
けられ端子の配置面と逆である図中の下面に放熱面を設
定された構造仕様であるフラットベース型の場合、パワ
ーモジュール２も非実装面５側に配置しなければならな
い。パワーモジュール２を基板１部品の非実装面５に半
田付け等で実装し、基板１に取付ネジ６が十分通る穴を
あけ、パワーモジュール２と放熱器３を取付ネジ６によ
って、実装作業に都合のよい実装面１側から固定する。
モジュール２を装着し、パワーモジュール２に放熱器３
を装着する場合、回路基板上で他の電子部品との熱の干
渉が無く放熱性を高めるためには、放熱器３を基板１の
非実装面５側に配置しなければならない。パワーモジュ
ール２が基板１と対面する端子によって基板１に取り付
けられ端子の配置面と逆である図中の下面に放熱面を設
定された構造仕様であるフラットベース型の場合、パワ
ーモジュール２も非実装面５側に配置しなければならな
い。パワーモジュール２を基板１部品の非実装面５に半
田付け等で実装し、基板１に取付ネジ６が十分通る穴を
あけ、パワーモジュール２と放熱器３を取付ネジ６によ
って、実装作業に都合のよい実装面１側から固定する。
【０００４】また、図７にセンサレスＤＣブラシレスモ
ータを駆動する場合のブロック図を示す、７はセンサレ
スＤＣブラシレスモータ、８はパワーモジュール２を駆
動する信号を出すＰＷＭ波形発生器、前記９はセンサレ
ス７のロータ位置を検出する検出部である。センサレス
ＤＣブラシレスモータ７を駆動する際、その特性上ロー
タの位置に応じてＰＷＭ波形発生器８から駆動信号を出
す必要がある。ゆえに、そのロータ位置を検出するた
め、外部に検出部９を設け、その検出結果をＰＷＭ波形
発生器８に伝達し、モータ制御を行うよう回路を構成す
る。
ータを駆動する場合のブロック図を示す、７はセンサレ
スＤＣブラシレスモータ、８はパワーモジュール２を駆
動する信号を出すＰＷＭ波形発生器、前記９はセンサレ
ス７のロータ位置を検出する検出部である。センサレス
ＤＣブラシレスモータ７を駆動する際、その特性上ロー
タの位置に応じてＰＷＭ波形発生器８から駆動信号を出
す必要がある。ゆえに、そのロータ位置を検出するた
め、外部に検出部９を設け、その検出結果をＰＷＭ波形
発生器８に伝達し、モータ制御を行うよう回路を構成す
る。
【０００５】また、図８にモータを駆動させるパワーモ
ジュール２への電圧供給のために電荷を蓄積及び供給す
るチャージポンプ方式をパワーモジュール２の動作回路
として用いた場合の回路構成を示す。１０は任意の交流
電圧に変換される直流電源であり、１１は動作回路の直
流電源である。１４はパワーモジュール２に内蔵されて
いる電圧駆動型スイッチング素子であり、１４ａよりｃ
を上アーム、１４ｄよりｆを下アームと呼ぶ。１５も同
じくパワーモジュール２に内蔵されている環流ダイオー
ドである。１２は上アームのスイッチング部であり、そ
の構成は、スイッチング素子のゲート駆動を行うゲート
駆動部１６と、ゲート駆動用の電源となるコンデンサ１
８と、逆電圧保護用のリカバリダイオード１９と、コン
デンサ１８の電圧安定化用のツェナーダイオード２０か
らなっている。１３は下アーム１４ｄよりｆのスイッチ
ング部であり、直流電源１１のみで駆動するゲート駆動
部１７で構成されている。
ジュール２への電圧供給のために電荷を蓄積及び供給す
るチャージポンプ方式をパワーモジュール２の動作回路
として用いた場合の回路構成を示す。１０は任意の交流
電圧に変換される直流電源であり、１１は動作回路の直
流電源である。１４はパワーモジュール２に内蔵されて
いる電圧駆動型スイッチング素子であり、１４ａよりｃ
を上アーム、１４ｄよりｆを下アームと呼ぶ。１５も同
じくパワーモジュール２に内蔵されている環流ダイオー
ドである。１２は上アームのスイッチング部であり、そ
の構成は、スイッチング素子のゲート駆動を行うゲート
駆動部１６と、ゲート駆動用の電源となるコンデンサ１
８と、逆電圧保護用のリカバリダイオード１９と、コン
デンサ１８の電圧安定化用のツェナーダイオード２０か
らなっている。１３は下アーム１４ｄよりｆのスイッチ
ング部であり、直流電源１１のみで駆動するゲート駆動
部１７で構成されている。
【０００６】動作を説明する。ＰＷＭ波形発生器８から
の信号により、下アーム１４ｄよりｆがオン状態になる
と、上アーム１４ａよりｃのスイッチング部１２のコン
デンサ１８の負側端子の電位が直流電源１０、１１のマ
イナス側電位とほぼ同じ電位に降下する。これにより、
コンデンサ１８は直流電源１１からリカバリダイオード
１９を経て、直流電源１１とほぼ同電位まで充電され
る。つぎに、下アームがオフ状態になり、上アームがオ
ン状態になるとコンデンサ１８の負側端子の電位は、直
流電源１０のプラス側電位とほぼ同電位まで上昇する。
この状態になるとリカバリダイオード１９は逆阻止状態
となるため、コンデンサ１８の電荷は保たれ、コンデン
サ１８からゲート駆動部１６へ電源が供給される。この
ように、上アーム１４ａよりｃと下アーム１４ｄよりｆ
が交互にスイッチングを行うことにより、コンデンサ１
８に電源が供給され、パワーモジュールが動作する。
の信号により、下アーム１４ｄよりｆがオン状態になる
と、上アーム１４ａよりｃのスイッチング部１２のコン
デンサ１８の負側端子の電位が直流電源１０、１１のマ
イナス側電位とほぼ同じ電位に降下する。これにより、
コンデンサ１８は直流電源１１からリカバリダイオード
１９を経て、直流電源１１とほぼ同電位まで充電され
る。つぎに、下アームがオフ状態になり、上アームがオ
ン状態になるとコンデンサ１８の負側端子の電位は、直
流電源１０のプラス側電位とほぼ同電位まで上昇する。
この状態になるとリカバリダイオード１９は逆阻止状態
となるため、コンデンサ１８の電荷は保たれ、コンデン
サ１８からゲート駆動部１６へ電源が供給される。この
ように、上アーム１４ａよりｃと下アーム１４ｄよりｆ
が交互にスイッチングを行うことにより、コンデンサ１
８に電源が供給され、パワーモジュールが動作する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記で述べた図６の例
では、基板１の非実装面５側にパワーモジュール２を実
装しなければならないので、実装面４にその他電子部品
を実装する工程とパワーモジュール２を非実装面５に実
装する工程の２工程が必要となり、加工時の作業効率の
低下やコストアップと両面実装基板を使うことによる材
料コストアップを招いてしまう。
では、基板１の非実装面５側にパワーモジュール２を実
装しなければならないので、実装面４にその他電子部品
を実装する工程とパワーモジュール２を非実装面５に実
装する工程の２工程が必要となり、加工時の作業効率の
低下やコストアップと両面実装基板を使うことによる材
料コストアップを招いてしまう。
【０００８】また、上記で述べた図７の例では、誘導モ
ータの駆動に対して、パワーモジュールを用いてセンサ
レスＤＣブラシレスモータを駆動する際は、ロータの位
置を検出する検出部９を回路上に設ける必要があるた
め、基板上に検出部９を設けるスペースが必要となり、
また検出部９への外来ノイズに対して基板上での配置に
も考慮する必要がある。
ータの駆動に対して、パワーモジュールを用いてセンサ
レスＤＣブラシレスモータを駆動する際は、ロータの位
置を検出する検出部９を回路上に設ける必要があるた
め、基板上に検出部９を設けるスペースが必要となり、
また検出部９への外来ノイズに対して基板上での配置に
も考慮する必要がある。
【０００９】さらに、図９に、上記で述べた図３の回路
の実動作事例として６ステップ電気角１２０度通電パタ
ーンの駆動信号とコンデンサ１８の充電電圧のタイムチ
ャートを示す。信号がローの時にスイッチング素子がオ
ンするものとする。まず、上アーム１４ａよりｃのスイ
ッチング動作を行うために、下アーム１４ｄよりｆをコ
ンデンサ１８が十分充電される時間即ち、図中の初期充
電区間においてオンさせる。このとき、コンデンサ１８
の充電電圧はリカバリダイオード１９の順電圧降下や下
アーム１４ｄよりｆのコレクターエミッタ間飽和電圧等
によって、本来図９にマックスと示した直流電源１１の
電圧まで充電させたいところがその値までは上がらず、
やや低い値で充電する。次に１のパターンになると上ア
ーム１４ａがＯＮするので、コンデンサ１８の充電電圧
は下降してきてしまう。従って、インバータ動作の最初
のパターンではコンデンサ１８の充電電圧が直流電源１
１の電圧よりも低いため、起動時の特性不良を招く可能
性がある。
の実動作事例として６ステップ電気角１２０度通電パタ
ーンの駆動信号とコンデンサ１８の充電電圧のタイムチ
ャートを示す。信号がローの時にスイッチング素子がオ
ンするものとする。まず、上アーム１４ａよりｃのスイ
ッチング動作を行うために、下アーム１４ｄよりｆをコ
ンデンサ１８が十分充電される時間即ち、図中の初期充
電区間においてオンさせる。このとき、コンデンサ１８
の充電電圧はリカバリダイオード１９の順電圧降下や下
アーム１４ｄよりｆのコレクターエミッタ間飽和電圧等
によって、本来図９にマックスと示した直流電源１１の
電圧まで充電させたいところがその値までは上がらず、
やや低い値で充電する。次に１のパターンになると上ア
ーム１４ａがＯＮするので、コンデンサ１８の充電電圧
は下降してきてしまう。従って、インバータ動作の最初
のパターンではコンデンサ１８の充電電圧が直流電源１
１の電圧よりも低いため、起動時の特性不良を招く可能
性がある。
【００１０】この対策としては、特開平６ー２５３５５
３号公報の様に直流電源の負側と三相各相の出力端子と
の間にそれぞれ抵抗を接続して充電を補助する方法や、
コンデンサ１８への充電過程における充電電圧の所定電
圧からの不足分を見込んで、直流電源１１の電圧を高め
に設定する方法がある。
３号公報の様に直流電源の負側と三相各相の出力端子と
の間にそれぞれ抵抗を接続して充電を補助する方法や、
コンデンサ１８への充電過程における充電電圧の所定電
圧からの不足分を見込んで、直流電源１１の電圧を高め
に設定する方法がある。
【００１１】前述の場合抵抗の種類としては比較的高電
力型のものを使う必要がありコスト高になってしまい、
また、後述した場合については、ゲート駆動部１７に駆
動用ＩＣ等を使用する場合はその電圧補償範囲を越えて
しまう場合がある。
力型のものを使う必要がありコスト高になってしまい、
また、後述した場合については、ゲート駆動部１７に駆
動用ＩＣ等を使用する場合はその電圧補償範囲を越えて
しまう場合がある。
【００１２】本発明は上記課題を解消するためになされ
たもので、加工作業と回路基板上での設計の容易さを得
るものである。また、この発明はインバータ起動時特性
改良を実現し、かつ、安価なインバータ装置を提供する
事を目的とする。
たもので、加工作業と回路基板上での設計の容易さを得
るものである。また、この発明はインバータ起動時特性
改良を実現し、かつ、安価なインバータ装置を提供する
事を目的とする。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１のイ
ンバータ装置においては、チャージポンプ回路を駆動電
源とし、ＰＷＭ波形発生器の信号で動作するパワーモジ
ュールで構成されたインバータ装置において、前記ＰＷ
Ｍ波形発生器の信号が前記チャージポンプ回路のコンデ
ンサの初期充電動作後に、該コンデンサの電荷抜けを補
う前記チャージポンプ回路の回生現象動作を実行してか
ら駆動するようにしたものである。
ンバータ装置においては、チャージポンプ回路を駆動電
源とし、ＰＷＭ波形発生器の信号で動作するパワーモジ
ュールで構成されたインバータ装置において、前記ＰＷ
Ｍ波形発生器の信号が前記チャージポンプ回路のコンデ
ンサの初期充電動作後に、該コンデンサの電荷抜けを補
う前記チャージポンプ回路の回生現象動作を実行してか
ら駆動するようにしたものである。
【００１６】また、この発明の請求項２のインバータ装
置においては、ツェナーダイオードが、前記チャージポ
ンプ回路のコンデンサと並列に設けられ、前記コンデン
サの充電電圧の上限値を規制するものである。
置においては、ツェナーダイオードが、前記チャージポ
ンプ回路のコンデンサと並列に設けられ、前記コンデン
サの充電電圧の上限値を規制するものである。
【００１７】
実施の形態１．図１より２はこの発明の実施の形態１の
構造を説明するための図である。
構造を説明するための図である。
【００１８】図１は全体構成を示す斜視図で、２１はそ
の基板１への実装面と放熱器３を接触させるその放熱面
とを交換可能なデュアルインライン型のパワーモジュー
ルで、２２は該デュアルインライン型パワーモジュール
２１から発生される熱を放熱するヒートシンクである。
例えば、２３はデュアルインライン型パワーモジュール
２１とヒートシンク２２が接触できる穴を設けた基板で
あり、２４はデュアルインライン型パワーモジュール２
１とヒートシンク２２とを接触させ、両者を固定する取
付ネジである。基板２３は前記デュアルインライン型パ
ワーモジュール２１との実装面の接触部の一部を穴を明
ける、切り欠く等で開放している。２５はデュアルイン
ライン型パワーモジュール２１とヒートシンク２２を接
触させるための方法の一つを示す、基板２３に設けた穴
である。２６はデュアルインライン型パワーモジュール
２１の発生熱をヒートシンク２２へ放熱させるための放
熱面である。２７はデュアルインライン型パワーモジュ
ール２１への電気的信号の入出力端子である。また、図
２は図１の構成を基板の長尺方向から見た断面図であ
る。
の基板１への実装面と放熱器３を接触させるその放熱面
とを交換可能なデュアルインライン型のパワーモジュー
ルで、２２は該デュアルインライン型パワーモジュール
２１から発生される熱を放熱するヒートシンクである。
例えば、２３はデュアルインライン型パワーモジュール
２１とヒートシンク２２が接触できる穴を設けた基板で
あり、２４はデュアルインライン型パワーモジュール２
１とヒートシンク２２とを接触させ、両者を固定する取
付ネジである。基板２３は前記デュアルインライン型パ
ワーモジュール２１との実装面の接触部の一部を穴を明
ける、切り欠く等で開放している。２５はデュアルイン
ライン型パワーモジュール２１とヒートシンク２２を接
触させるための方法の一つを示す、基板２３に設けた穴
である。２６はデュアルインライン型パワーモジュール
２１の発生熱をヒートシンク２２へ放熱させるための放
熱面である。２７はデュアルインライン型パワーモジュ
ール２１への電気的信号の入出力端子である。また、図
２は図１の構成を基板の長尺方向から見た断面図であ
る。
【００１９】本発明のインバータ装置の実装法を説明す
る。
る。
【００２０】図１に示すように、デュアルインライン型
パワーモジュール２１を穴２５を設けた基板２３に実装
する。ヒートシンク２２をデュアルインライン型パワー
モジュール２１の実装面の反対面から穴２５を介して接
触させる。そして、取付ネジ２４でデュアルインライン
型パワーモジュール２１とヒートシンク２２とを固定す
る。図２はこの構成での断面図であり、デュアルインラ
イン型パワーモジュール２１とヒートシンク２２が穴２
５を介して接触し、取り付けられている。
パワーモジュール２１を穴２５を設けた基板２３に実装
する。ヒートシンク２２をデュアルインライン型パワー
モジュール２１の実装面の反対面から穴２５を介して接
触させる。そして、取付ネジ２４でデュアルインライン
型パワーモジュール２１とヒートシンク２２とを固定す
る。図２はこの構成での断面図であり、デュアルインラ
イン型パワーモジュール２１とヒートシンク２２が穴２
５を介して接触し、取り付けられている。
【００２１】また、デュアルインライン型パワーモジュ
ール２１の入出力端子２７の曲げ方向を反対とし、放熱
面２６が穴２５の反対側に出るようにデュアルインライ
ン型パワーモジュール２１を実装することにより、前記
デュアルインライン型パワーモジュール２１と前記ヒー
トシンク２２とを基板の同一面側に配置する事も可能と
なる。そのためデュアルインライン型パワーモジュール
２１と放熱器２６をそれぞれ基板の別々の面に配置する
ことができるので、水や埃等の環境に対して弱い電子部
品と同様の環境に対して強い放熱器２６とを別々の面に
配置でき電子部品に対する耐環境性を考慮する必要なく
回路基板を設計できる。
ール２１の入出力端子２７の曲げ方向を反対とし、放熱
面２６が穴２５の反対側に出るようにデュアルインライ
ン型パワーモジュール２１を実装することにより、前記
デュアルインライン型パワーモジュール２１と前記ヒー
トシンク２２とを基板の同一面側に配置する事も可能と
なる。そのためデュアルインライン型パワーモジュール
２１と放熱器２６をそれぞれ基板の別々の面に配置する
ことができるので、水や埃等の環境に対して弱い電子部
品と同様の環境に対して強い放熱器２６とを別々の面に
配置でき電子部品に対する耐環境性を考慮する必要なく
回路基板を設計できる。
【００２２】実施の形態２．ここでは、パワーモジュー
ル２の回路構成法について実施例を述べる。
ル２の回路構成法について実施例を述べる。
【００２３】図３は発明の実施の形態２を説明するため
の図で、２８はセンサレスＤＣブラシレスモータのロー
タ位置検出回路を内蔵したパワーモジュールで、２９は
パワーモジュール２８に内蔵されているロータ位置検出
回路部である。
の図で、２８はセンサレスＤＣブラシレスモータのロー
タ位置検出回路を内蔵したパワーモジュールで、２９は
パワーモジュール２８に内蔵されているロータ位置検出
回路部である。
【００２４】以上説明した図３を使って発明の実施の形
態２を説明する。
態２を説明する。
【００２５】インバータ装置を使用した機器の省エネル
ギー、高効率化の手段として、エアコン等ではモータに
ＤＣブラシレスモータを使用するケースがある。これは
誘導モータと比べた場合、ロータに永久磁石を使用して
いるのが特徴であり、駆動する際はこのロータの位置に
応じて、パワーモジュールの動作を行う必要がある。こ
の位置検出の方法としては、ホール素子を使ってロータ
の磁気を拾ってそれを電気信号に変換して検出する方法
があるが、コスト高になる事や、またホール素子をモー
タ内部に設置する事が困難な場合は、図６に示す様に、
パワーモジュール２とモータ７との間の電子回路配線上
から電気信号を検出し、ロータ位置検出部９を設けて、
そこで得られた位置情報をＰＷＭ波形発生器８に伝達す
る構成をとる。つまり、インバータ装置の回路上にロー
タ位置検出部９を設ける。
ギー、高効率化の手段として、エアコン等ではモータに
ＤＣブラシレスモータを使用するケースがある。これは
誘導モータと比べた場合、ロータに永久磁石を使用して
いるのが特徴であり、駆動する際はこのロータの位置に
応じて、パワーモジュールの動作を行う必要がある。こ
の位置検出の方法としては、ホール素子を使ってロータ
の磁気を拾ってそれを電気信号に変換して検出する方法
があるが、コスト高になる事や、またホール素子をモー
タ内部に設置する事が困難な場合は、図６に示す様に、
パワーモジュール２とモータ７との間の電子回路配線上
から電気信号を検出し、ロータ位置検出部９を設けて、
そこで得られた位置情報をＰＷＭ波形発生器８に伝達す
る構成をとる。つまり、インバータ装置の回路上にロー
タ位置検出部９を設ける。
【００２６】これによりモータはホール素子を使わない
センサレスＤＣブラシレスモータ７を使用できる。
センサレスＤＣブラシレスモータ７を使用できる。
【００２７】しかし、パワーモジュールは誘導モータ等
も駆動できる様、汎用性を考慮しており、センサレスＤ
Ｃブラシレスモータの場合回路上にロータ位置検出部９
を設けるスペースが必要となり、ホール素子を使用した
位置検出方法に比べて、基板寸法を大きくする必要があ
る。本発明のパワーモジュールについて説明する。
も駆動できる様、汎用性を考慮しており、センサレスＤ
Ｃブラシレスモータの場合回路上にロータ位置検出部９
を設けるスペースが必要となり、ホール素子を使用した
位置検出方法に比べて、基板寸法を大きくする必要があ
る。本発明のパワーモジュールについて説明する。
【００２８】図３はその構成を示すブロック図であり、
パワーモジュール２８に構成された回路基板内部にロー
タ位置検出部２９が配置され、内蔵されている。ロータ
位置検出部２９への信号入力はパワーモジュール２８内
の電子回路配線中から検出するため、パワーモジュール
２８からセンサレスＤＣブラシレスモータ７へ直接的な
配線での電流の伝達を行える。また、パワーモジュール
２８には位置検出情報をＰＷＭ波形発生器８に出力する
端子を設ける。ロータ位置検出部２９をパワーモジュー
ルに内蔵することにより、基板のスペースを気にせず、
またモータの種類を選ばないインバータ装置を構成する
事ができる。
パワーモジュール２８に構成された回路基板内部にロー
タ位置検出部２９が配置され、内蔵されている。ロータ
位置検出部２９への信号入力はパワーモジュール２８内
の電子回路配線中から検出するため、パワーモジュール
２８からセンサレスＤＣブラシレスモータ７へ直接的な
配線での電流の伝達を行える。また、パワーモジュール
２８には位置検出情報をＰＷＭ波形発生器８に出力する
端子を設ける。ロータ位置検出部２９をパワーモジュー
ルに内蔵することにより、基板のスペースを気にせず、
またモータの種類を選ばないインバータ装置を構成する
事ができる。
【００２９】実施の形態３．ここではパワーモジュール
の動作回路方式の一つであるチャージポンプ回路の動作
の発明について実施例を述べる。
の動作回路方式の一つであるチャージポンプ回路の動作
の発明について実施例を述べる。
【００３０】図４は本発明のチャージポンプ方式の動作
方法による効果を示した図である。
方法による効果を示した図である。
【００３１】また、図５はＰＷＭ発生器８の指令が発信
されてスイッチング部１２、１３に続いて、上下アーム
１４が動作し、環流ダイオード１５に環流が流れる回生
動作のフローチャートを示している。
されてスイッチング部１２、１３に続いて、上下アーム
１４が動作し、環流ダイオード１５に環流が流れる回生
動作のフローチャートを示している。
【００３２】以上の図４及び５と図７、８を用いて発明
の実施の形態３について説明する。
の実施の形態３について説明する。
【００３３】本発明のチャージポンプ回路の動作につい
て説明する。
て説明する。
【００３４】コンデンサ１８の初期充電動作後に回生現
象を起こす動作を加える事によって、充電電圧を完全に
した状態でインバータ駆動が可能となる。
象を起こす動作を加える事によって、充電電圧を完全に
した状態でインバータ駆動が可能となる。
【００３５】図５により、ＰＷＭ発生器８に記憶された
初期充電動作後の波形出力に従って、回生現象が起こさ
れるインバータ回路動作の順序を説明する。
初期充電動作後の波形出力に従って、回生現象が起こさ
れるインバータ回路動作の順序を説明する。
【００３６】図５の３０に示す動作として、ＰＷＭ発生
器８が信号の発信を開始する。
器８が信号の発信を開始する。
【００３７】続いて、３１に示す動作として、ＰＷＭ発
生器８がスイッチング部１３に駆動信号を入力をする。
生器８がスイッチング部１３に駆動信号を入力をする。
【００３８】次に、３２のように、ＰＷＭ発生器８がス
イッチング部１２にオンオフ駆動信号を入力する。
イッチング部１２にオンオフ駆動信号を入力する。
【００３９】更に、３３に示す上アーム１４ａよりｃが
オンオフ動作し、環流ダイオードに電位差が発生する
と、回生現象と称する環流ダイオード１５ｄよりｆに対
して付した矢印の方向への電流発生が起こる。よって、
３５に示すように、コンデンサ１８の両端子間の電圧が
環流ダイオード１５ｄよりｆの発生電圧分だけ上昇す
る。従って、従来の技術で説明した場合よりコンデンサ
１８の負側端子が環流ダイオード１５ｄよりｆの順電位
分低い状態となり、コンデンサ１８の両端には従来の技
術で説明した以上に初期充電電位差が発生する。
オンオフ動作し、環流ダイオードに電位差が発生する
と、回生現象と称する環流ダイオード１５ｄよりｆに対
して付した矢印の方向への電流発生が起こる。よって、
３５に示すように、コンデンサ１８の両端子間の電圧が
環流ダイオード１５ｄよりｆの発生電圧分だけ上昇す
る。従って、従来の技術で説明した場合よりコンデンサ
１８の負側端子が環流ダイオード１５ｄよりｆの順電位
分低い状態となり、コンデンサ１８の両端には従来の技
術で説明した以上に初期充電電位差が発生する。
【００４０】初期充電動作後に回生現象を起こし、コン
デンサへの完全充電を可能にしたため、インバータ装置
出力の起動時特性が改善される。
デンサへの完全充電を可能にしたため、インバータ装置
出力の起動時特性が改善される。
【００４１】なお、本考案は回生現象の利用により、従
来の技術で説明した以上にコンデンサ１８に電荷を貯め
電圧を高める事が可能であるが、更に両端子間の電圧値
をある電圧に規定する機能を有すツェナーダイオード２
０により電圧値を調整できる。
来の技術で説明した以上にコンデンサ１８に電荷を貯め
電圧を高める事が可能であるが、更に両端子間の電圧値
をある電圧に規定する機能を有すツェナーダイオード２
０により電圧値を調整できる。
【００４２】図４にこの充電方法についてのスイッチン
グ素子の動作のタイミングチャートとコンデンサ１８の
充電電圧を示す。初期充電後回生１を起こす事により駆
動パターン１の直前にコンデンサ１８の充電を完全に行
う事ができる。この図４では上アーム１４ａよりｃのス
イッチング部１２ａよりｃの３個のうちの１個のコンデ
ンサ１８に相当する１相分のコンデンサ電圧のみについ
て記されているが、回生２、３の動作を起こす事によ
り、その他の２個のコンデンサ１８に相当する２相分に
ついても充電を行うことができる。なお、回生現象を起
こすパターンに関しては図４は一例であり、回生現象を
起こすものであればどんなパターンでも構わない。
グ素子の動作のタイミングチャートとコンデンサ１８の
充電電圧を示す。初期充電後回生１を起こす事により駆
動パターン１の直前にコンデンサ１８の充電を完全に行
う事ができる。この図４では上アーム１４ａよりｃのス
イッチング部１２ａよりｃの３個のうちの１個のコンデ
ンサ１８に相当する１相分のコンデンサ電圧のみについ
て記されているが、回生２、３の動作を起こす事によ
り、その他の２個のコンデンサ１８に相当する２相分に
ついても充電を行うことができる。なお、回生現象を起
こすパターンに関しては図４は一例であり、回生現象を
起こすものであればどんなパターンでも構わない。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したとおり本発明に係るインバ
ータ装置は、次の様な効果を得る事ができる。
ータ装置は、次の様な効果を得る事ができる。
【００４４】
【００４５】
【００４６】この発明の請求項１のインバータ装置にお
いては、チャージポンプ回路を駆動電源とし、ＰＷＭ波
形発生器の信号で動作するパワーモジュールで構成され
たインバータ装置において、前記ＰＷＭ波形発生器の信
号が前記チャージポンプ回路のコンデンサの初期充電動
作後に、該コンデンサの電荷抜けを補う前記チャージポ
ンプ回路の回生現象動作を実行してから駆動するように
したので、コンデンサに初期充電をより確実におこなう
ために、起動時の特性が改善される。
いては、チャージポンプ回路を駆動電源とし、ＰＷＭ波
形発生器の信号で動作するパワーモジュールで構成され
たインバータ装置において、前記ＰＷＭ波形発生器の信
号が前記チャージポンプ回路のコンデンサの初期充電動
作後に、該コンデンサの電荷抜けを補う前記チャージポ
ンプ回路の回生現象動作を実行してから駆動するように
したので、コンデンサに初期充電をより確実におこなう
ために、起動時の特性が改善される。
【００４７】また、この発明の請求項２のインバータ装
置においては、ツェナーダイオードが、前記チャージポ
ンプ回路のコンデンサと並列に設けられ、前記コンデン
サの充電電圧の上限値を規制するので、スイッチング素
子電源となるコンデンサへの充電電圧を限定するため、
コンデンサへの初期充電を精度良く設定でき、機器の性
能及び信頼性が向上する。
置においては、ツェナーダイオードが、前記チャージポ
ンプ回路のコンデンサと並列に設けられ、前記コンデン
サの充電電圧の上限値を規制するので、スイッチング素
子電源となるコンデンサへの充電電圧を限定するため、
コンデンサへの初期充電を精度良く設定でき、機器の性
能及び信頼性が向上する。
【図１】 この発明の実施の形態１を示すインバータ装
置の構成斜視図である。
置の構成斜視図である。
【図２】 この発明の実施の形態１を示すインバータ装
置の構成断面図である。
置の構成断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態２を示すセンサレスＤ
Ｃブラシレスモータを駆動する場合の構成ブロック図で
ある。
Ｃブラシレスモータを駆動する場合の構成ブロック図で
ある。
【図４】 この発明の実施の形態３を示すチャージポン
プ方式を用いた回路の６ステップ電気角１２０度通電駆
動のタイムチャートである。
プ方式を用いた回路の６ステップ電気角１２０度通電駆
動のタイムチャートである。
【図５】 この発明の実施の形態３の回生動作示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図６】 従来のインバータ装置の構成斜視図である。
【図７】 従来のセンサレスＤＣブラシレスモータを駆
動する場合の構成ブロック図である。
動する場合の構成ブロック図である。
【図８】 チャージポンプ方式の回路構成図である。
【図９】 チャージポンプ方式を用いた回路の６ステッ
プ電気角１２０度通電駆動のタイムチャートである。
プ電気角１２０度通電駆動のタイムチャートである。
１ 基板、 ２ パワーモジュール、 ３ 放熱器、
４ 部品実装面、５ 部品非実装面、 ６ 取付ネジ、
７ センサレスＤＣブラシレスモータ、８ ＰＷＭ波
形発生器、 ９ 位置検出部、 １０ 直流電源、 １
１ 動作回路の直流電源、 １２ 上アームのスイッチ
ング部、 １３ 下アームのスイッチング部、 １４
電圧駆動型スイッチング素子、 １５ 環流ダイオー
ド、１６ ゲート駆動部、 １７ １１のみで駆動する
ゲート駆動部、 １８ コンデンサ、 １９ リカバリ
ダイオード、 ２０ ツェナーダイオード、 ２１デュ
アルインライン型パワーモジュール、 ２２ ヒートシ
ンク、 ２３ 基板、 ２４ 取付ネジ、 ２５ 穴、
２６ 放熱面、 ２７ 入出力端子、２８ ロータ位
置検出部が内蔵されたパワーモジュール、 ２９ ロー
タ位置検出部。
４ 部品実装面、５ 部品非実装面、 ６ 取付ネジ、
７ センサレスＤＣブラシレスモータ、８ ＰＷＭ波
形発生器、 ９ 位置検出部、 １０ 直流電源、 １
１ 動作回路の直流電源、 １２ 上アームのスイッチ
ング部、 １３ 下アームのスイッチング部、 １４
電圧駆動型スイッチング素子、 １５ 環流ダイオー
ド、１６ ゲート駆動部、 １７ １１のみで駆動する
ゲート駆動部、 １８ コンデンサ、 １９ リカバリ
ダイオード、 ２０ ツェナーダイオード、 ２１デュ
アルインライン型パワーモジュール、 ２２ ヒートシ
ンク、 ２３ 基板、 ２４ 取付ネジ、 ２５ 穴、
２６ 放熱面、 ２７ 入出力端子、２８ ロータ位
置検出部が内蔵されたパワーモジュール、 ２９ ロー
タ位置検出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−222671（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−82859（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−169884（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−194156（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−37587（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−98560（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−77260（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−163425（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/5387 H02P 7/63 H05K 1/11 H05K 7/20
Claims (2)
- 【請求項１】 チャージポンプ回路を駆動電源とし、Ｐ
ＷＭ波形発生器の信号で動作するパワーモジュールで構
成されたインバータ装置において、 前記ＰＷＭ波形発生器の信号が前記チャージポンプ回路
のコンデンサの初期充電動作後に、該コンデンサの電荷
抜けを補う前記チャージポンプ回路の回生現象動作を実
行してから駆動するようにしたことを特徴とするインバ
ータ装置。 - 【請求項２】 ツェナーダイオードが、前記チャージポ
ンプ回路のコンデンサと並列に設けられ、前記コンデン
サの充電電圧の上限値を規制することを特徴とする請求
項１に記載のインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08933297A JP3324439B2 (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08933297A JP3324439B2 (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285952A JPH10285952A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3324439B2 true JP3324439B2 (ja) | 2002-09-17 |
Family
ID=13967741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08933297A Expired - Fee Related JP3324439B2 (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3324439B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020187396A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Electrical apparatus comprising a power semiconductor module and at least one capacitor |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000050865A (ko) * | 1999-01-15 | 2000-08-05 | 전주범 | 저온동시소성세라믹모듈의 히트싱크 부착을 위한 얼라인장치 |
| JP2007064552A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 熱交換型冷却機用ファンモータ駆動装置 |
| JP5774946B2 (ja) * | 2011-09-06 | 2015-09-09 | 東芝シュネデール・インバータ株式会社 | インバータ装置 |
| KR102641246B1 (ko) * | 2018-08-20 | 2024-02-29 | 한온시스템 주식회사 | 인버터 보드 |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP08933297A patent/JP3324439B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020187396A1 (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | HELLA GmbH & Co. KGaA | Electrical apparatus comprising a power semiconductor module and at least one capacitor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10285952A (ja) | 1998-10-23 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |