JP4257484B2 - PWM generator - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電動機等を可変速する電圧型PWMインバータ、特にIGBT等の高速スイッチング素子を使用したインバータに用いられるPWM発生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図13は従来のPWM発生装置(以下、第1の従来例と称す)の構成を示すブロック図である。
【0003】
キャリア周波数設定レジスタ2はPWM信号発生の周波数が設定されるレジスタで、演算回路1より出力されたPWM信号発生周波数のデータ2aが、演算回路1より出力された書き込み信号2bにより書き込まれる。U相PWM設定レジスタ3はU相のPWM信号発生用データを保持するレジスタで、演算回路1から出力されたU相のPWM信号発生用データ3aが演算回路1から出力された書き込み信号3bにより書き込まれる。 V相PWM設定レジスタ4はV相のPWM信号発生用データを保持するレジスタで、演算回路1から出力されたV相のPWM信号発生用データ4aが、演算回路1から出力された書き込み信号4bにより書き込まれる。 W相PWM設定レジスタ5はW相のPWM信号発生用データを保持するレジスタで、演算回路1から出力されたW相のPWM信号発生用データ5aが、演算回路1から出力された書き込み信号5bにより書き込まれる。キャリア発生回路12は三角波を発生すべくアップダウンカウンタで構成され、キャリア周波数設定レジスタ2の出力データ2cとカウントクロック12aを入力し、カウンタ値12bとキャリア周期2cと一致したときオーバフロー信号12c、またカウンタ値12bが0と一致したときにアンダフロー信号12dを出力する。PWM信号発生回路13はU相PWM信号発生回路13aとV相PWM信号発生回路13cとW相PWM信号発生回路13eからなる。U相比較器14aはカウンタ値12bとU相PWM信号発生用データ3cを比較し、U相PWM信号13b出力する。U相PWM信号13bは不図示のIGBT(Insulated Gate Bipolar Transiston)のベースドライバに印加されて、U相、/U相のベースドライブ信号が出力される。V相比較器14bはカウンタ値12bとV相PWM信号発生用データ4cを比較し、V相PWM信号13dを出力する。V相PWM信号13dは不図示のIGBTのベースドライバに印加され、V相、/V相のベースドライブ信号が出力される。
【0004】
W相比較器14cはカウンタ値12bとW相PWM信号発生用データ5cを比較し、W相PWM信号13fを出力する。W相PWM信号13fは不図示のIGBTのベースドライバに印加され、W相、/W相のベースドライブ信号が出力される。
【0005】
なお、演算回路1により各PWM設定レジスタ3、4、5に書き込まれるPWM信号生成用データ3a、4a、5aは生成したいPWM波形の組合せによって決まり、PWM信号のハイレベル期間、ローレベル期間を設定するためのデータである。また、キャリア発生回路12は三相共用である。
【0006】
次に、上記従来のPWM発生装置の動作について説明する。PWM波形を発生するには、まず、キャリア発生回路12をカウントクロック12aでカウント動作させる。そして、演算回路1により書き換え可能なU相PWM設定レジスタ3に保持されているU相のPWM信号発生用データ3cにカウンタ値12bの内容が一致した場合、比較器14aからU相PWM信号出力され、図示されないIGBTのベースドライバに接続されてU相のIGBTのベースドライブ信号U、/Uを発生させる。また、演算回路1はキャリア周波数設定レジスタ2にPWM信号発生の周期のデータ2aを書き込むと、PWMの比較周期が変更される。大きな値を入れればPWMを発生される比較器の動作周期が長くなり、小さな値を入れると比較器の動作周期が短くなる。
【0007】
ここで、三角波変調方式の場合の信号波形図を図14に示しておく。図14では、オーバフロー信号12cは、キャリア周波数設定レジスタの出力データ2cとカウンタ値12bとが一致したときにローレベルとし、アンダフロー信号12dはカウンタ値12bが0に一致したときローレベルとしている。
【0008】
また、各相のPWM設定レジスタ3、4、5およびキャリア周波数設定レジスタ2への書き込みは常にキャリアの谷の手前で行い、各相のPWM設定レジスタ3、4、5のみへの書き込みは常にキャリアの山または谷の手前で行っている。
【0009】
図15は他の従来のPWM発生装置(以下、第2の従来例と称す)の構成を示すブロック図である。
【0010】
キャリア発生回路72は三角波を発生すべくアップダウンカウンタで構成され、クロック77をカウントし、カウント値72aを出力する。3個の三角波比較値レジスタ73の各々は演算回路71からデータバス76に出力されたデータ(三角波比較値)を、同じく演算回路71から出力された書き込み信号71aより保持する。3個の比較回路74はキャリア発生回路72から出力されたカウント値72aを三角波比較値レジスタ73の各々に保持されているデータと比較し、前者が後者より大きいとハイレベル、小さいとロウレベルの信号74a、74b、74cを出力する。信号74aはU相のPWM信号で、図示されないIGBTのベースドライバに接続されてU相、/U相のベースドライブ信号が出力される。信号74bはV相のPWM信号で、図示されないIGBTのベースドライバに接続されてV相、/V 相のベースドライブ信号が出力される。信号74cはW相のPWM信号で、図示されないIGBTのベースドライバに接続されてW相、/W相のベースドライブ信号が出力される。なお、演算回路71により各三角波比較値レジスタ73に書き込まれるデータは生成したいPWM波形の組合せによって決まり、PWM信号のハイレベル期間、ローレベル期間を設定するためのデータである。また、キャリア発生回路72は三相共用である。
【0011】
この従来のPWM発生装置の動作について説明する。まず、キャリア発生回路72をカウントクロック77でカウント動作させる。そして、演算回路71により書き換え可能なU相三角波比較値レジスタ73のT0に比較値を保持する。保持されているU相の三角波比較データをキャリア発生回路出力72aが上回った場合に比較回路74からハイレベルのU相PWM信号74aが出力される。PWM信号74aは図示されないIGBTのベースドライバに接続されており、U相のIGBTのベースドライブ信号U、/Uを発生する。V相、W相についてもU相と同様であるので動作の説明を省略する。
【0012】
図16はさらに他の従来例のPWM発生装置(以下、第3の従来例と称す)のブロック図である。
【0013】
キャリア発生回路82は三角波を発生すべくアップダウンカウンタで構成され、クロック87をカウントし、カウント値82aを出力する。6個の三角波比較値レジスタ83の各々は演算回路81からデータバス86に出力されたデータ(三角波比較値)を、同じく演算回路81から出力された書き込み信号81aにより保持する。6個の比較回路84の各々はキャリア発生回路82から出力されたカウント値82aが対応する三角波比較値レジスタ83に保持されているデータよりも大きくなるとハイレベル、小さくなるとロウレベルの信号84a、84b、84c、84d、84e、84fを出力する。信号84aはU相のIGBT上側アーム制御のためのPWM信号で、パワーモジュール90のスイッチング素子S1、S3に接続されている。また、信号84dはU相のIGBT下側アーム制御のためのPWM信号で、パワーモジュール90のスイッチング素子S2、S4に接続されている。V相、W相についても同様である。また、演算回路81により各三角波比較値レジスタ83に書き込まれるデータは生成したいPWM波形の組合せによって決まり、PWM信号のハイレベル期間、ローレベル期間を設定するためのデータである。また、キャリア発生回路82は三相共用である。
【0014】
この従来のPWM発生装置の動作について説明する。まず、キャリア発生回路82をカウントクロック87でカウント動作させる。そして、演算回路81により書き換え可能なU相三角波比較値レジスタ83のT0に三角波比較値を保持する。保持されているU相の三角波比較データをキャリア発生回路出力82aが上回った場合に比較回路84からハイレベルのU相PWM信号84aが出力される。また、84aと84dはU相のIGBT制御のためのPWM信号で、パワーモジュール90のスイッチグ素子S1、S2、S3、S4に接続されU相出力になる。V相、W相についてもU相と同様であるので動作の説明を省略する。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1の従来例のPWM発生装置では、PWM設定レジスタ3〜5およびキャリア周波数設定レジスタ2への書き込みの場合と、各相のPWM設定レジスタ3〜5のみへの書き込みの場合とで演算回路1は常にカウンタ値12b、オーバフロー信号12c、アンダフロー信号12dを監視して各設定レジスタ2、3、4、5にデータを書き込んでいた。したがって、キャリア発生回路12のカウンタ値12bの内容とPWM設定レジスタ3〜5の内容との比較検出により各相のPWM信号13b、13d、13fが繰り返し出力されているが、キャリア周期が短くなるとPWM信号を生成するためにPWM設定レジスタ3、4、5のデータを書き込むタイミングまで待つ必要があり、演算回路の処理能力に対する負担が大きいという問題がある。すなわち、高精度にPWM出力を制御するにはPWM設定レジスタ3〜5およびキャリア周波数設定レジスタ2への書き込みデータを高速に演算し、書き込む必要がある。図14では、PWM波形はU相で、PWM設定レジスタ3へ書き込みがあった場合のみ図示されているが、実際には3相分のPWM設定データ3a、4a、5aとキャリア比較値がキャリア周期中に演算され各レジスタ3、4、5へ書き込まれている。このような波形が何サイクルも出力される。この1サイクル毎にカウンタ値12bとオーバフロー信号12cおよびアンダフロー信号12dを演算回路1で頻繁に監視し、各レジスタ3、4、5にデータを書き込み、比較器14a、14b、14cで一致を検出してPWM各相のPWM信号13b、13d、13fを実現する必要がある。各レジスタ、4、5へ設定値を書き込むために演算回路1は処理内容の大部分をカウンタ値12bとオーバフロー信号12cおよびアンダフロー信号12dの監視に費やされている。また、インバータの低騒音化のため、キャリア周波数を高くしようとすると、PWM演算以外の処理に制限がでて演算回路1への負担が益々大きくなる。
【0016】
上記第2の従来例のPWM発生装置は、2レベル出力方式のインバータにしか対応できず、3レベルインバータに対応する場合、比較回路が2つ必要で、比較回路を2つ用いていた。一方、3レベルインバータの演算処理には空間ベクトルを用いることが一般的である。従来の装置に比較回路を2つ用いた場合、三角波比較値データを空間ベクトルに変換する必要がある。空間ベクトルは同じキャリア周波数における演算処理が多く演算時間がかかるため演算周期が長くなり、比較値の更新が伸びるため、演算処理がキャリア周期内で終了するためにはキャリア周波数が低くなる。
【0017】
上記第3の従来例のPWM発生装置では、過電流が発生した場合、電流を制限するためにUVW相の上側アームを同時にオンし、次に上側アームをオフする動作を繰り返して環流パターンを作って電流を制限しようとする方法があるが、この方法は2レベル出力方式のインバータにしか対応できない。3レベルインバータに対応する場合、環流パターンに遷移する前のパターンによっては、IGBTを破壊することがあるからである。環流パターンは3相とも同時に上側または下側アームをオンするパターンであるが、例えばスイッチング素子S1、S2の通常パターンがハイレベルになっているときにスイッチング素子S1、S2を同時にオフするとIGBTのターンのオフ時間のバラツキでスイッチング素子S2が先にオフする場合が発生する。この場合スイッチング素子S2に負荷の誘導起電力と母線電圧とが印加されスイッチング素子S2は破壊する。また、非常停止を行う場合も同様な問題が発生する。すなわちスイッチング素子S1、S2またはS3、S4がオンしている状態でベースドライブ信号を全てオフするとIGBTのスイッチング時間のバラツキでスイッチング素子S2またはS3に過大な電圧が印加され絶縁破壊を起こす。
【0018】
本発明の第1の目的は、演算回路の処理能力に対する負担を低減し、幅広いインバータ用途に対応できるPWM発生装置を提供することにある。
【0019】
本発明の第2の目的は、過電流が発生した場合に停電させることなく速やかに電流を制限し、過電流が抑制されると速やかに通常運転に復帰でき、幅広いインバータ用途に対応できるPWM発生装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の態様によるPWM発生装置は第1の従来例に対応するもので、キャリア周期値レジスタとU相、V相、W相のPWM比較値レジスタと周波数設定値ロード回路とPWM比較設定値ロード回路を新たに備えている。
【0021】
キャリア周期値レジスタはキャリア周期値レジスタ書き込み信号を受けてキャリア周波数設定レジスタのデータを保持し、キャリア発生回路に出力する。
【0022】
U相PWM比較値レジスタ、V相PWM比較値レジスタ、W相PWM比較値レジスタはそれぞれPWM比較設定値レジスタ書き込み信号を受けてそれぞれU相、V相、W相のPWM設定レジスタのデータを保持する。
【0023】
U相PWM発生回路、V相PWM発生回路、W相PWM発生回路は、それぞれU相、V相、W相のPWM比較値レジスタのデータをキャリア発生回路のカウント値と比較し、それぞれU相、V相、W相のPWM信号を出力する。
【0024】
周波数設定値ロード回路は、キャリア周波数設定レジスタにデータが設定されると、書き込み信号選択信号を第1の論理レベルにし、次にアンダフロー信号が出力されると、これを周期値レジスタ書き込み信号として出力するとともに、前記書き込み選択信号を第2の論理レベルにする。
【0025】
PWM比較設定値ロード回路は各相のPWM信号発生用データのPWM設定レジスタへの書き込みが終わると、書き込み選択信号が第1の論理レベルであれば、次のアンダフロー信号をPWM比較値設定値レジスタ書き込み信号として出力し、書き込み信号が第2の論理レベルであれば、次のアンダフロー信号またはオーバフロー信号をPWM比較値レジスタ書き込み信号として出力する。
【0026】
したがって、ある任意のキャリア周期におけるPWM信号のデータを1つ前のキャリア周期中において設定でき、演算回路によるレジスタへの書き込みタイミング検出の待ち時間を低減し、演算回路の処理能力に対する負担を低減し、幅広いインバータ用途に対応できるPWM波形を生成することができる。
【0027】
本発明の第2の態様によるPWM発生装置は第2の従来例に対応し、比較回路の出力をアドレスに変換するアドレスエンコーダと、波形パターンを保持する波形パターンレジスタと、波形パターンが前記アドレスに記憶され、アドレスエンコーダから出力されたアドレスの波形パターンをU相とV相とW相とU2相とV2相とW2相のPWM出力として出力するPWMパターンテーブルとを新たに備えたものである。
【0028】
空間ベクトル演算結果を直接波形パターンレジスタに書き込むことで演算回路の負担が緩和され、演算処理を従来のキャリア周期内で終了することができる。本態様によれば2レベル方式のインバータも制御でき、幅広いインバータ用途に対応できるPWM波形を生成することができる。
【0029】
本発明の第3の態様によるPWM発生装置は第3の従来例に対応し、第2の態様によるPWM発生装置にさらに、電流制限用三角波比較値レジスタ、三角波比較値セレクタ、電流制限用波形パターンレジスタ、波形パターンセレクタ、電流制限制御回路、電流制限パターン発生回路を備え、キャリア発生回路はカウント値の他に、三角波の山、谷をそれぞれ示すキャリア山パルス、キャリア谷パルスを発生する。ここで、第2の態様のPWM発生装置における三角波比較値レジスタ、波形パターンレジスタをそれぞれ通常運転用三角波比較値レジスタ、通常運転用波形パターンレジスタと称する。
【0030】
通常運転時(過電流が検出されない)、通常運転用三角波比較値レジスタの出力が三角波比較値セレクタで選択され、比較回路でキャリア発生回路のカウント値と比較され、また通常運転用波形パターンレジスタのデータが波形パターンセレクタで選択されて、PWMパターンテーブルに書き込まれ、第2の態様のPWM発生装置と同様の動作する。
【0031】
過電流が検出されると、電流制限パターン発生回路に固定値出力信号を出力し、電流制限パターン発生回路から出力される所定のベースドライブ信号を固定値にする。次のキャリア山パルスまたはキャリア谷パルスで、前記電流制限パターン発生回路に出力していた固定値出力信号を停止するとともに、電流制限制御回路は三角波比較値セレクタと波形パターンセレクタを切り替え、電流制限用三角波比較値レジスタのデータ、電流制限用波形パターンレジスタのパターンを選択する。
【0032】
過電流が発生すると、一対のコンデンサの中点側に接続された2つのスイッチング素子を導通にし、残りのスイッチング素子を非導通にする電流制限パターンが発生するため、一対のコンデンサの中点側に接続されたスイッチング素子がオフし残りのスイッチング素子がオンすることなく一対のコンデンサの中点側に接続されたスイッチング素子が絶縁破壊することはない。また、過電流が制限されると通電運転に復帰できる。さらに、電流制限用波形パターンに非常停止のパターンを書き込んでも、同様に絶縁破壊することはない。
【0033】
本態様によれば、過電流制限を制御でき、幅広いインバータ用途に対応できるPWM波形を生成することができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0035】
図1は本発明の第1の一実施形態のPWM信号発生装置の構成を示すブロック図である。
【0036】
キャリア周波数設定レジスタ2、U相PWM設定レジスタ3、V相PWM設定レジスタ4、W相PWM設定レジスタ5は図5に示したものと同じである。周波数設定値ロード回路6はキャリア周波数設定レジスタ2への書き込みがあると、アンダフロー信号12dとの条件によりキャリア周期値レジスタ書き込み信号6aと書き込み信号選択信号6bを出力する。PWM比較設定値ロード回路7はW相のPWM信号発生用データ5aのW相PWM設定レジスタ5への書き込み信号5bがあると、書き込み信号選択信号6bとオーバフロー信号12cとアンダフロー信号12dとの条件によりPWM比較設定値レジスタ書き込み信号7aを出力する。キャリア周期値レジスタ8はキャリア周波数設定レジスタ2の出力2cをキャリア周期値レジスタ書き込み信号6aで保持する。U相PWM比較値レジスタ9はU相PWM設定レジスタ3の出力3cをPWM比較設定値レジスタ書き込み信号7aで保持する。V相PWM比較値レジスタ10はV相PWM設定レジスタ4の出力4cをPWM比較設定値レジスタ書き込み信号7aで保持する。W相PWM比較レジスタ11はW相PWM設定レジスタ5の出力5cをPWM比較値レジスタ書き込み信号7aで保持する。U相PWM発生回路13a、V相PWM発生回路13c、W相PWM発生回路13eはそれぞれU相PWM比較値レジスタ9、V相PWM比較値レジスタ10、W相PWM比較値レジスタ11の出力データ9c、10c、11cをカウンタ値12bと比較し、U相PWM信号13b、V相PWM信号13d、W相PWM信号13fを出力する。
【0037】
このように構成されたPWM発生装置の動作について説明する。
【0038】
まず、キャリア発生回路12をカウントクロック12aでカウント動作させる。そして、演算回路1によりキャリア周波数設定2aと各相のPWM信号発生用データ3a、4a、5aが演算される毎にPWM設定レジスタ3、4、5に順次書き込まれている。
【0039】
まず、PWM信号発生の周波数のデータ2aが設定された場合の動作について説明する。キャリア周波数設定レジスタ2にデータが書き込まれると、周波数設定値ロード回路6はキャリア周波数設定レジスタ2への書き込み信号2bの立ち下がりエッジで信号6bをハイレベルにセットする。次に、アンダーフロー信号12dの立ち上がりエッジで信号6bがロウレベルにリセットされる。信号6aは信号6bがハイレベルのときアンダーフロー信号12dと同じ信号を出力する。したがって、周波数は演算結果が出力されて最初に来るキャリアの谷で更新される。
【0040】
次に、各相のPWM設定が更新された場合の動作について説明する。各相PWM比較データの演算結果がPWM設定レジスタ3、4、5に順次書き込まれ、W相PWM設定レジスタ5に書き込まれると、書き込み信号5bがPWM比較設定値ロード回路7に入力される。PWM比較設定値ロード回路7はW相PWM設定レジスタ書き込み信号5bの立ち下がりエッジで内部信号をハイレベルにセットする。次に、信号6bがロウレベルのときはオーバフロー信号12cとアンダフロー信号の論理積信号、ハイレベルのときはアンダフロー信号12dの立ち上がりエッジで前記内部信号がロウレベルにリセットされる。信号7aは前記内部信号がハイレベルのときに信号6bで選択された信号、すなわち、信号6bがロウレベルのときはオーバフロー信号12cとアンダフロー信号12dになり、信号6bがハイレベルのときはアンダフロー信号12dになる。したがって、PWM設定値およびキャリア周波数設定が行われた場合、演算結果が出力されて最初に来るキャリアの谷でキャリア周波数は更新され、PWM設定値のみ更新され、キャリア周波数設定が行われなかった場合、演算結果が出力されて最初に来るキャリアの山または谷で更新される。
【0041】
図2は、本実施形態において、キャリア周波数設定とPWM設定が2回行われた後PWM設定のみが1度行われ、最後のキャリア周波数設定とPWM設定が行われた場合のキャリア発生回路12とU相のPWM発生回路13aの波形を示す。アンダフロー信号12d、オバーフロー信号12c、および各レジスタへの書き込み信号は通常時ハイレベルであり、動作時は例えばカウントクロック1パルス分のロウパルスとしている。
【0042】
図2を参照しながら図1のPWM発生装置の動作をより詳しく説明する。図2において、キャリア発生回路12がカウントクロックで動作しているとき演算回路1はPWM発生を制御するために様々な演算を繰り返している。PWM演算はこれらの中の1つの処理である。PWM演算が行われると、その過程でキャリア周波数値PWM比較値が演算され、結果が前回と異なる場合にキャリア周波数設定レジスタ2、U相PWM設定レジスタ3、V相PWM設定レジスタ4、W相PWM設定レジスタ5に計算結果が書き込まれる。まず、キャリア周波数の変更についてはキャリア周波数設定レジスタ2にデータが書き込まれると、キャリア周波数書き込み信号2bがロウレベルパルスになる。周波数設定値ロード回路6は信号2bの立ち下がりエッジを受けると、信号6bをハイレベルにセットする。一方、周波数設定値ロード回路6はアンダフロー信号12dも入力されており、キャリアの谷が来るとロウレベルパルスが入力される。アンダフロー信号12dの立ち上がりエッジを受けると信号6bをロウレベルにリセットする。信号6bがハイレベルのときキャリア周波数書き込み信号6aとしてアンダフロー信号12dが出力される。キャリア周期値レジスタ8はキャリア周波数書き込み信号6aからロウレベルパルスが出力されると、キャリア周波数設定レジスタ2の出力2cを保持する。したがって、任意の時間に演算回路1からキャリア周波数設定レジスタ2に書き込まれ、直後に発生するキャリアの周期はキャリアの谷でキャリア周波数レジスタ8に更新される。次に、PWM設定の変更についてはW相のPWM設定レジスタ5にデータが書き込まれると、PWM設定レジスタ書き込み信号5bがロウレベルパルスになる。PWM比較設定値ロード回路7は5b信号の立ち下がりエッジを受けると内部信号をハイレベルにセットする。一方、PWM比較設定値ロード回路7はオーバフロー信号12cおよびアンダフロー信号12dも入力されており、キャリアの山または谷が来るとロウレベルパルスが入力される。前記内部信号はオーバフロー信号12cまたはアンダフロー信号12dの立ち上がりエッジでリセットされる。したがって、信号6bがハイレベルの場合は信号12dがPWM比較設定値レジスタ書き込み信号7aとして出力される。各相のPWM設定レジスタ3、4、5はW相のPWM設定レジスタ書き込み信号5bとしてロウレベルパルスが出力されると、PWM比較設定値ロード回路7の内部信号として保持され、この信号と信号6bの条件によって次のキャリアの山または谷で各相のPWM比較値レジスタ9と10と11はそれぞれPWMレジスタの出力3c、4c、5cを保持する。したがって、PWMの設定は1つ前のキャリアで演算され、キャリア周波数の変更がない場合は次のキャリアの山または谷で更新され、キャリア周波数の変更がある場合は次のキャリアの谷で更新される。
【0043】
このように、キャリア周期値と各相の比較データの更新タイミングをある任意のキャリア山または谷において切り替えるための制御信号を発生する周波数設定値ロード回路6とPWM比較設定値ロード回路7を設けたことにより、演算回路1によるキャリア発生回路12およびPWM発生回路13へキャリア周波数設定値や各相のPWM設定値を書き込むタイミングを検出する間での待ち時間を低減し、演算回路1の処理能力に対する負担を低減し、幅広いインバータ用途に対応できるPWM波形を生成することができる。
【0044】
なお、上記実施形態では、U相波形について説明したが、V相およびW相波形についてもU相波形と同様に実現できることはいうまでもない。
【0045】
図3はPWM比較設定値ロード回路7の回路図とタイミングチャートである。PWM比較設定値ロード回路7はDフリップフロップ22、23、24、27、28、40とAND回路21、25、26とセレクタ39で構成されている。AND回路21はアンダフロー号12dとオーバフロー信号12cの論理積をとる。電源がオンすると、Dフリップフロップ22、23、24、27、40はリセット信号resetでリセットまたはプリセットされる。そこで、W相PWM設定レジスタ5に書き込みが行われると、書き込み信号reg_wrLが入力され、Dフリップフロップ22の出力であるreg_wrL_tempが"H"になる。この信号は次段のAND回路の26のゲート信号であり、このAND回路26の他方の入力信号PWMCYLpを出力する。このAND回路26の出力は、波形整形のためDフリップフロップ27に保持された後、セレクタ39で、信号6bが"L"のとき選択され、Dフリップフロップ40に保持され、PWM比較設定値レジスタ書き込み信号7aとなる。したがって、この信号7aはキャリアの山または谷に一致する。
【0046】
図4は周波数設定値ロード回路6の回路図とタイミングチャートである。周波数設定値ロード回路6はDフリップフロップ31、32、36、37とAND回路33、35で構成されている。Dフリップフロップ31アンダーフロー信号12dを保持する。電源がオンすると、Dフリップフロップ31、32、36、37はリセット信号resetでリセットまたはプリセットされる。すると、PWM信号周波数の書き込み信号2b(reg_weL)が入力され、Dフリップフロップ34の出力reg_wrL_tempが"H"になる。この信号reg_wrL_tempは次段のAND回路35のゲート信号であり、この信号が"H"のときAND回路35の他方の入力信号UNFLpを通過させる。AND回路35の出力は波形整形のためにDフリップフロップ36に保持され、キャリア周期値レジスタ書き込み信号6aとして出力する。PWM比較設定値ロード回路7と異なるのは、キャリアの書き込みがあった後に最初に発生するキャリアの谷信号のみが出力される点である。また、このとき信号reg_wrL_tempを書き込み信号選択信号6bとし出力し、図3のセレクタ39の切り替え信号としている。
【0047】
図5は本発明の第2の実施形態のPWM信号発生装置の構成を示すブロック図である。
【0048】
キャリア発生回路42はカウントクロック49で動作し、三角波を発生する。12個の三角波比較値レジスタ43は演算回路41からデータバス48に出力されたデータ(三角波比較値)を、同じく演算回路41から出力された書き込み信号41aにより保持する。12個の比較回路44はキャリア発生回路42から出力されたカウント値42aが対応する三角波比較値レジスタ43に保持されているデータよりも大きいとハイレベル、小さいとローレベルの比較回路出力44aを出力する。13個の波形パターンレジスタ45は、演算回路41からデータバス48に出力されたデータ(波形パターン)を、同じく演算回路41から出力された書き込み信号41bにより保持する。アドレスエンコーダ46は12ビットの比較回路出力44aをアドレス信号に変換する。PWMパルスパターンテーブル47は表1に示すように波形パターンレジスタ45のデータが当該波形パターンレジスタに割り付けられたアドレスに書き込まれ、アドレスエンコーダ46から出力されたアドレスのパターンレジスタ値を、図示されないIGBTのベースドライバに接続された、U相、V相、W相、U2相、V2相、W2相のPWM出力47a、47b、47c、47d、47e、47fとして出力する。
【0049】
【表1】

Figure 0004257484
【0050】
図6は三角波とPWMパルスパターンの関係を示している。図5に示すPWMパルスパターンテーブル47ではアドレスADRから対応するPWMパターンが選択され、U相、V相、W相、U2相、V2相、W2相のPWM信号47a、47b、47c、47d、47e、47fとして出力される。
【0051】
次に、本実施形態のPWM発生装置の動作を説明する。キャリア発生回路42をカウントクロック49でカウント動作させる。そして、演算回路41により各相のPWM比較データと空間ベクトル演算が処理される毎に三角波比較値レジスタ43および波形パターンレジスタ45に三角波比較値と波形パターンが順次書き込まれている。キャリア発生回路出力であるカウン値42aと三角波比較値レジスタ43に書き込まれている三角波比較値が比較回路44で比較される。比較結果は常にアドレスエンコーダ46でアドレスに変換される。アドレスエンコーダ出力によってPWMパルスパターンテーブル47から、常に一個の波形パターンレジスタが選択され、レジスタの各ビットが出力47a、47b、47c、47d、47e、47fとして出力される。
【0052】
したがって、前記比較結果により空間ベクトル演算結果から得られた3レベル三相PWMパルスパターンがU相、/U相、V相、/V相、W相、/W相、U2相、/U2相、V2相、/V2相、W2相、/W2相の図示されないIGBTのドライブ信号として出力される。
【0053】
ここで図7と図8により具体例を説明する。
【0054】
キャリア発生回路42が発生する三角波TRの最大値を9596、三角波比較値レジスタ43に保持されている三角波比較値T0、T1、T2、・・・・T11の値をそれぞれ490、490、2153、2645、2645、4308、5290、6953、6953、7445、9108、9108とすると、比較回路44の各出力C1、C2、・・・・、C11は図7に示すようなパルスとなり、これらを束ねた12ビットの出力Tout (比較回路出力44a)は図7に示すように、FFF、3FF、1FF、07F、03F、01F、007、003、000、003、007、01F、03F、07F、1FF、3FF、FFF、・・・・となる。一方、PWMパルスパターンテーブル47にはアドレス0、1、3、7、・・・・、FFFに表1に示すようなPWM波形パターンPT0、PT1、PT2、PT3、・・・・、PT12が記憶されている。したがって、PWMパルスパターンテーブル47からは図8(1)に示すようなU相PWM出力U1、U2、V相PWM出力V1、V2、W相PWM出力W1、W2が出力される。そして図8(2)に示すようなU相のベースドライブ信号PU、PU2、NU、NU2、V相のベースドライブ信号PV、PV2、NV、NV2、W相のベースドライブ信号PW、PW2、NW、NW2が生成される。なお、三角波比較値レジスタ43、したがって比較回路44と波形パターンレジスタ45の数は任意である。
【0055】
図9は本発明の第3の実施形態のPWM発生装置のブロック図である。
【0056】
キャリア発生回路52はカウントクロック65でカウント動作し、カウント値52aと、キャリアの山でロウレベルとなるキャリア山パルス52b、キャリアの谷でロウレベルとなるキャリア谷パルス52cを出力する。12個の通常運転用三角波比較値レジスタ53と2個の電流制限用三角波比較値レジスタ54は演算回路51からデータバス63に出力されたデータ(通常運転用三角波比較値、電流制限用三角波比較値)を、同じく演算回路51から出力された書き込み信号54aにより保持する。三角波比較値セレクタ55は後述する切替信号62cのロウレベル、ハイレベルに応じて通常運転用三角波比較値レジスタ53のデータ、電流制限用三角波比較値レジスタ54のデータを選択し、出力する。12個の比較回路56は三角波比較値セレクタ55から出力された各データをキャリア発生回路52の出力であるカウント値52aと比較し、後者が前者より大きいとハイレベル、小さいとロウレベルの出力を出力する。13個の通常運転用波形パターンレジスタ57と、6個の電流制限用波形パターンレジスタ58は演算回路51からデータバス63に出力されたデータ(通常運転用波形パターン、電流制限用波形パターン)を、同じく演算回路51から出力された書き込み信号54bにより保持する。波形パターンセレクタ59は、後述する切替信号62cのロウレベル、ハイレベルに応じて通常運転用波形パターンレジスタ57のデータ、電流制限用波形パターンレジスタ58のデータを選択し、出力する。アドレスエンコーダ60は、12ビットの比較回路出力56aをアドレス信号に変換する。PWMパルスパターンテーブル61は波形パターンセレクタ59の出力(データ)が、当該データの通常運転用波形パターンレジスタ57または電流制限用波形パターンレジスタ58に割り付けられたアドレスに書き込まれ、アドレスエンコーダ60から出力されたアドレスのパターンレジスタ値を、図示されないIGBTのベースドライバに接続されたU相、V相、W相、U2相、V2相、W2相のPWM出力61aとして出力する電流制限パターン発生回路64はPWMパルスパターンテーブル61から出力されたPWM出力61aからベースドライブ信号PU、NU、PV、NV、PW、NW、PU2、NU2、PV2、NV2、PW2、NW2を出力し、後述するロウレベルの固定値出力信号62b受けると、ベースドライブ信号NU、PU2、NV、PV2、NW、PWをハイレベル出力とし、それ以外のベースドライブ信号はロウレベル出力とする。電流制限制御回路62は、不図示の過電流検出回路から過電流検出を示す過電流検出信号62aが入力されると、固定値出力信号62bをロウレベルにし、次のキャリア山パルス52bまたはキャリア谷パルス52cで切替信号62cをハイレベルからロウレベルにし、過電流検出信号62aが入力されなくなると、切替信号62cを再びハイレベルにする。三角波と通常運転用波形パターンの関係は第2の実施形態の図6に示したものと同じである。
【0057】
図10は三角波と電流制限用三角波比較値と電流制限用波形パターンとU相のベース信号の間の関係を示している。
【0058】
次に、本実施形態のPWM発生装置の動作について説明する。まず、キャリア発生回路52をカウントクロック65でカウント動作させる。そして、演算回路51により各相のPWM比較データと空間ベクトル演算が処理される毎に通常運転用三角波比較値レジスタ53と通常運転波形パターンレジスタ57に通常運転用三角波比較値と通常運転用波形パターンが順次に書き込まれている。キャリア発生回路52の出力のカウント値52aと通常運転用三角波比較値レジスタ53に保持されているデータが比較回路56で比較され、12ビットの比較結果56aはアドレスエンコーダ60でアドレスに変換される。一方、PWMパルスパターンテーブル61ではアドレスエンコーダ出力によって常に一個の波形パターンが選択され、パターンの各ビットがPWM信号U1、U2、V1、V2、W1、W2として出力される。したがって、前記比較結果により空間ベクトル演算結果から得られた3レベル三相パルスパターンが電流制限パターン発生回路64を通過して、PU、NU、PV、NV、PW、NW、PU2、NU2、PV2、NV2、PW2、NW2のベースドライブ信号が出力される。ここで、過電流が発生すると、図には示されない過電流検出回路から過電流検出信号62aが電流制限制御回路62に入力される。電流制限制御回路62は過電流検出信号62aを受けると、固定値出力信号62bをロウレベルにする。電流制限パターン発生回路64はロウレベルの固定値出力信号62bを受けると、電流制限パターン発生回路出力であるNU、PU2とNV、PV2とNW、PW2のベースドライブ信号の出力を導通し、PUとNU2、PVとNV2、PWとNW2のベースドライブ信号の出力を遮断する。この間に電流制限用三角波比較値と電流制限パターンを演算回路51で演算し、電流制限用三角波比較値レジスタ54と電流制限波形パターンレジスタ58に書き込んでおく。次の任意のキャリアの山または谷で、電流制限用パターンデータから電流制限PWM波形を発生する過電流が抑制されると、次の任意のキャリアの山または谷で通常運転のデータが切替信号62cによって選択され、速やかに通常運転に復帰することができる。
【0059】
したがって、本実施形態によれば、過電流が発生してもスイッチング素子を絶縁破壊させることなく電流制限でき、また、過電流が抑制されたときには速やかに通常運転に復帰でき、幅広いインバータ用途に対応できるPWM波形を生成することができる。
【0060】
図11、図12は具体例のタイミングチャートである。図11に示すようにキャリア発生回路52が発生するカウント値52a(図11、12中、TRと表示)の最大値を9569、通常運転用三角波比較値レジスタ53に保持されている通常運転用三角波比較値T0、T1、T2、・・・・T11の値をそれぞれ490、490、2153、2645、2645、4308、5290、6953、6953、7445、9108、9108、電流制限用三角波比較値レジスタ54に保持されている電流制限用三角波比較値Z0、Z1をそれぞれ399、1997とする。さらに、通常運転用波形パターンレジスタ57、電流制限用波形パターンレジスタ58に図11に示すような通常運転用波形パターンPT0、PT1、PT2、・・・・、PT12、ZP0、ZP1、・・・・ZP5保持されているものとする。このとき、比較回路56の比較結果を示す信号56a(図12中Toutと表示)、キャリア山パルスOVFL、キャリア谷パルスUNFL、過電流を検出するとロウレベルになる過電流検出信号CAL、ハイレベルのとき通常PWM、ロウレベルのとき電流制限PWMを示す切替信号PWM_ZP、過電流が検出されるとロウレベルになる固定値出力信号PWM_ZERO_Lは図12に示すようになり、U相、V相、W相のベースドライブ信号が得られる。図の例では時刻t1に過電流が検出されて過電流検出信号CALがロウレベルになり、したがって固定値出力信号PWM_ZERO_Lがロウレベルになる。固定値出力信号PWM_ZERO_Lがロウレベルになると、ベースドライブ信号PU2とNU がオンし、PUとNU2はオフするV相、W相のベースドライブ信号も同じ動作になる。時刻t2にカウント値52aがキャリアの山にき、キャリア山パルスOVFLが出力されると、固定値出力信号PWM_ZERO_Lがロウレベルからハイレベルになる。この切り替りと同時に切替信号PWM_ZPはハイレベルからロウレベルになり、電流制限用三角波比較値レジスタ54の値Z0、Z1、電流制限用波形パターンレジスタ58の値ZP0〜ZP5が選択される。切替信号PWM_ZPがロウレベルの区間では値Z0とZ1から作成されたアドレスで選択された電流制限用パターンの値がベース信号として出力される。
【0061】
なお、通常運転用三角波比較値レジスタ53と電流制限用三角波比較値レジスタ54の数、したがって通常運転用波形パターンレジスタ57、電流制限用波形パターンレジスタ58の数は任意である。
【0062】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、下記の効果がある。
【0063】
1)請求項1の発明は、ある任意のキャリア周期におけるPWM信号のデータを1つ前のキャリア周期中において設定でき、演算回路がキャリア周波数発生回路から出力されるカウンタ値、オーバフロー信号およびアンダフロー信号の監視による待ち時間をなくし、インバータ装置のその他の機能のための多くの処理時間を提供できる。また、キャリア周波数の高速化においても、演算回路の処理能力に対する負担が軽減されるため、幅広いインバータ用途に対応できるPWM波形を生成することができる。さらに、PWM設定レジスタのみへの書き込みの場合、キャリアの山でも、それぞれ各相のPWM信号の比較値が更新できるためキャリア周波数の低い制御においても、各相のPWM信号のパルス幅を高精度に制御することができるため安定したPWM信号の波形を実現することができる。
【0064】
2)請求項2の発明は、従来のように三角波比較値を空間ベクトル演算結果に変換する処理が不要となり、演算回路の負担が軽減され、また、2レベル方式の場合においても従来と同等に動作することができるため2レベル方式および3レベル方式のインバータに適用でき、幅広いインバータ用途に対応できるPWM発生装置を提供することができる。
【0065】
3)請求項3の発明は、過電流が発生すると一対のコンデンサの中点側に接続された2つのスイッチング素子を導通にし、残りのスイッチング素子を非導通にする電流制限パターンを発生し、次の所望のキャリアの山または谷から切替信号で選択された電流制限用三角波比較値および電流制限用波形パターンからPWMを発生し、過電流が抑制されると通常電流制限用三角波比較値および通常電流制限用波形パターンからPWMを発生することにより、幅広いインバータ用途に対応できるPWM発生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態のPWM発生装置のブロック図である。
【図2】図1のPWM発生装置のタイミングチャートである。
【図3】PWM比較設定値ロード回路7の回路図とタイミングチャートである。
【図4】周波数設定値ロード回路6の回路図のタイミングチャートである。
【図5】本発明の第2の実施形態のPWM発生装置のブロック図である。
【図6】第2の実施形態のPWM発生装置における三角波とPWMパルスパターンの関係を示す図である。
【図7】図5中の比較回路44の出力44aの一例の波形図である。
【図8】図5中のPWMパルスパターンテーブル47の出力波形(同図(1))と、U 相、V相、W相の各ベースドライブ信号の波形図(同図(2))である。
【図9】本発明の第3の実施形態のPWM発生装置のブロック図である。
【図10】第3の実施形態のPWM発生装置における三角波と電流制限用三角波と電流制限波形パターンレジスタとU相のPWM波形の間の関係を示す図である。
【図11】第3の実施形態における三角波、通常運転用三角波比較値、電流制限用三角波比較値、通常運転用波形パターン、電流制限用波形パターンの具体例を示す図である。
【図12】第3の実施形態のタイミングチャートである。
【図13】第1の従来例のPWM発生装置のブロック図である。
【図14】第1の従来例のタイミングチャートである。
【図15】第2の従来例のPWM発生装置のブロック図である。
【図16】第3の従来例のPWM発生装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 演算回路
2 キャリア周波数設定レジスタ
2a PWM信号発生の周波数のデータ
2b PWM信号発生の周波数のデータ2a書き込み信号
2c キャリア周波数設定レジスタ2の出力データ
3 U相PWM設定レジスタ
3a U相PWM信号発生用データ
3b U相PWM設定レジスタ3に書き込む信号
3c U相PWM設定レジスタ3の出力データ
4 V相PWM設定レジスタ
4a V相PWM信号発生用データ
4b V相PWM設定レジスタに書き込む信号
4c V相PWM設定レジスタ4の出力データ
5 W相PWM設定レジスタ
5a W相PWM信号発生用データ
5b W相PWM設定レジスタ5に書き込む信号
5c U相PWM設定レジスタ5の出力データ
6 周波数設定値ロード回路
6a キャリア周期値レジスタ書き込み信号
6b 書き込み信号選択信号
7 PWM比較設定値ロード回路
7a PWM比較設定値レジスタ書き込み信号
8 キャリア周期値レジスタ
8c キャリア周期値レジスタ出力データ
9 U相PWM比較値レジスタ
9c U相PWM比較値レジスタ出力データ
10 V相PWM比較値レジスタ
10c V相PWM比較値レジスタ出力データ
11 W相PWM比較値レジスタ
11c W相PWM比較値レジスタ出力データ
12 キャリア発生回路
12a カウントロック
12b カウンタ値
12c オーバフロー信号
12d アンダフロー信号
13 PWM発生回路
13a U相PWM発生回路
13c V相PWM発生回路
13e W相PWM発生回路
13b U相PWM信号
13d V相PWM信号
13f W相PWM信号
14a U相比較器
14b V相比較器
14c W相比較器
21、25、26、33、35 ANDゲート
22、23、24、27、28、31、32、34、36、37、38、40 Dフリップフロップ
39 セレクタ
41 演算回路
41a、41b 書き込み信号
42 キャリア発生回路
42a カウント値
43 三角波比較値レジスタ
44 比較回路
44a 比較回路出力
45 波形パターンレジスタ
46 アドレスエンコーダ
47 PWMパルスパターンテーブル
47a〜47f PWM出力
48 データバス
49 カウントクロック
51 演算回路
52 キャリア発生回路
52a カウント値
52b キャリア山パルス
52c キャリア谷パルス
53 通常運転用三角波比較値レジスタ
54 電流制限用三角波比較値レジスタ
55 三角波比較値セレクタ
56 比較回路
56a 比較回路出力
57 通常運転用波形パターンレジスタ
58 電流制限用波形パターンレジスタ
59 波形パターンセレクタ
60 アドレスエンコーダ
61 PWMパルスパターンテーブル
61a PWM出力
62 電流制限制御回路
62a 過電流検出信号
62b 固定値出力信号
62c 切替信号
63 データバス
64 電流制限パターン発生回路
64a ベースドライブ信号
65 カウントクロック[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a voltage-type PWM inverter that varies the speed of an AC motor or the like, and more particularly to a PWM generator used in an inverter that uses a high-speed switching element such as IGBT.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a conventional PWM generator (hereinafter referred to as a first conventional example).
[0003]
  The carrier frequency setting register 2 is a register for setting the PWM signal generation frequency, and the PWM signal generation frequency data 2 a output from the arithmetic circuit 1 is written by the write signal 2 b output from the arithmetic circuit 1. The U-phase PWM setting register 3 holds U-phase PWM signal generation data. The U-phase PWM signal generation data 3a output from the arithmetic circuit 1 is written by the write signal 3b output from the arithmetic circuit 1. It is. The V-phase PWM setting register 4 holds V-phase PWM signal generation data. The V-phase PWM signal generation data 4a output from the arithmetic circuit 1 is generated by the write signal 4b output from the arithmetic circuit 1. Written. The W-phase PWM setting register 5 is a register that holds W-phase PWM signal generation data. The W-phase PWM signal generation data 5a output from the arithmetic circuit 1 is generated by the write signal 5b output from the arithmetic circuit 1. Written. The carrier generation circuit 12 is composed of an up / down counter to generate a triangular wave, and receives the output data 2c of the carrier frequency setting register 2 and the count clock 12a, and the counter value 12b.AndRear period 2cButOverflow signal 12 when matchedcAnd counter value 12bUnderflow signal 12 when 0 matches 0dIs output. The PWM signal generation circuit 13 includes a U-phase PWM signal generation circuit 13 a and a V-phase PWM signal generation circuit 13.cAnd W-phase PWM signal generation circuit 13eConsists of. The U-phase comparator 14a compares the counter value 12b with the U-phase PWM signal generation data 3c to obtain the U-phase PWM signal 13b.TheOutput. The U-phase PWM signal 13b is applied to an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transiston) base driver (not shown) to output U-phase and / U-phase base drive signals. The V-phase comparator 14b compares the counter value 12b with the V-phase PWM signal generation data 4c and outputs a V-phase PWM signal 13d. The V-phase PWM signal 13d is applied to an IGBT base driver (not shown), and V-phase and / V-phase base drive signals are output.
[0004]
The W-phase comparator 14c compares the counter value 12b with the W-phase PWM signal generation data 5c and outputs a W-phase PWM signal 13f. The W-phase PWM signal 13f is applied to an IGBT base driver (not shown), and W-phase and / W-phase base drive signals are output.
[0005]
The PWM signal generation data 3a, 4a and 5a written in the PWM setting registers 3, 4 and 5 by the arithmetic circuit 1 are determined by the combination of PWM waveforms to be generated, and the high level period and low level period of the PWM signal are set. It is data to do. The carrier generation circuit 12 is shared by three phases.
[0006]
  Next, the operation of the conventional PWM generator will be described. In order to generate a PWM waveform, first, the carrier generation circuit 12 is caused to perform a count operation with the count clock 12a. The U-phase PWM signal held in the U-phase PWM setting register 3 that can be rewritten by the arithmetic circuit 1OccurrenceWhen the content of the counter value 12b matches the data 3c for use, the U-phase PWM signal is output from the comparator 14a.ButThe output is connected to an IGBT base driver (not shown) to generate U-phase IGBT base drive signals U and / U. When the arithmetic circuit 1 writes the data 2a of the PWM signal generation cycle in the carrier frequency setting register 2, the PWM comparison cycle is changed. If a large value is entered, the operation cycle of the comparator that generates the PWM is lengthened, and if a small value is entered, the operation cycle of the comparator is shortened.
[0007]
Here, a signal waveform diagram in the case of the triangular wave modulation method is shown in FIG. In FIG. 14, the overflow signal 12c is low when the output data 2c of the carrier frequency setting register matches the counter value 12b, and the underflow signal 12d is low when the counter value 12b matches zero.
[0008]
In addition, writing to the PWM setting registers 3, 4, 5 and the carrier frequency setting register 2 for each phase is always performed before the trough of the carrier, and writing to only the PWM setting registers 3, 4, 5 for each phase is always performed by the carrier. In front of a mountain or valley.
[0009]
FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of another conventional PWM generator (hereinafter referred to as a second conventional example).
[0010]
  The carrier generation circuit 72 includes an up / down counter to generate a triangular wave, counts the clock 77, and outputs a count value 72a. Each of the three triangular wave comparison value registers 73 receives the data (triangular wave comparison value) output from the arithmetic circuit 71 to the data bus 76, and the arithmetic circuit similarly.71Is held by the write signal 71a output from. The three comparison circuits 74 compare the count value 72a output from the carrier generation circuit 72 with the data held in each of the triangular wave comparison value registers 73. 74a, 74b, and 74c are output. The signal 74a is a U-phase PWM signal, which is connected to an IGBT base driver (not shown) to output U-phase and / U-phase base drive signals. The signal 74b is a V-phase PWM signal, and is connected to an IGBT base driver (not shown) to output V-phase and / V-phase base drive signals. The signal 74c is a W-phase PWM signal, which is connected to an IGBT base driver (not shown) to output W-phase and / W-phase base drive signals. The data written to each triangular wave comparison value register 73 by the arithmetic circuit 71 is determined by the combination of PWM waveforms to be generated, and is data for setting the high level period and low level period of the PWM signal. The carrier generation circuit 72 is shared by three phases.
[0011]
The operation of this conventional PWM generator will be described. First, the carrier generation circuit 72 is caused to count with the count clock 77. Then, the comparison value is held in T 0 of the U-phase triangular wave comparison value register 73 that can be rewritten by the arithmetic circuit 71. When the carrier generation circuit output 72a exceeds the held U-phase triangular wave comparison data, the comparison circuit 74 outputs a high-level U-phase PWM signal 74a. The PWM signal 74a is connected to an IGBT base driver (not shown) and generates U-phase IGBT base drive signals U and / U. Since the V phase and the W phase are the same as the U phase, description of the operation is omitted.
[0012]
FIG. 16 is a block diagram of another conventional PWM generator (hereinafter referred to as a third conventional example).
[0013]
  The carrier generation circuit 82 includes an up / down counter to generate a triangular wave, counts the clock 87, and outputs a count value 82a. Each of the six triangular wave comparison value registers 83 holds the data (triangular wave comparison value) output from the arithmetic circuit 81 to the data bus 86 by the write signal 81 a output from the arithmetic circuit 81. Each of the six comparison circuits 84 has a high level when the count value 82a output from the carrier generation circuit 82 is larger than the data held in the corresponding triangular wave comparison value register 83, and a low level signal 84a, 84b when the count value 82a is smaller. 84c, 84d, 84e, 84f is output. The signal 84a is a PWM signal for controlling the U-phase IGBT upper arm, and the power module 90Switching elementConnected to S1 and S3. The signal 84d is a PWM signal for controlling the U-phase IGBT lower arm,Switching element of power module 90Connected to S2 and S4. The same applies to the V phase and the W phase. Further, the data written in each triangular wave comparison value register 83 by the arithmetic circuit 81 is determined by the combination of PWM waveforms to be generated, and is data for setting the high level period and low level period of the PWM signal. The carrier generation circuit 82 is shared by three phases.
[0014]
  The operation of this conventional PWM generator will be described. First, the carrier generation circuit 82 is caused to count with the count clock 87. Then, the triangular wave comparison value is held in T 0 of the U-phase triangular wave comparison value register 83 that can be rewritten by the arithmetic circuit 81. When the carrier generation circuit output 82a exceeds the held U-phase triangular wave comparison data, the comparison circuit 84 outputs a high-level U-phase PWM signal 84a. 84a and 84d are PWM signals for U-phase IGBT control.Switching element of power module 90It is connected to S1, S2, S3, S4 and becomes U-phase output. Since the V phase and the W phase are the same as the U phase, description of the operation is omitted.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
  In the PWM generator of the first conventional example, an arithmetic circuit is used for writing to the PWM setting registers 3 to 5 and the carrier frequency setting register 2 and for writing only to the PWM setting registers 3 to 5 for each phase. 1 always monitors the counter value 12b, the overflow signal 12c, and the underflow signal 12d, and writes data to the setting registers 2, 3, 4, and 5. Therefore, the PWM signals 13b, 13d, and 13f of each phase are repeatedly output by comparing and detecting the contents of the counter value 12b of the carrier generation circuit 12 and the contents of the PWM setting registers 3 to 5. However, if the carrier period is shortened, the PWM signal is output. In order to generate the signal, it is necessary to wait until the timing of writing the data of the PWM setting registers 3, 4, 51There is a problem that the burden on the processing capacity is large. That is, in order to control the PWM output with high accuracy, it is necessary to calculate and write the write data to the PWM setting registers 3 to 5 and the carrier frequency setting register 2 at high speed. In FIG. 14, the PWM waveform is U phase and is shown only when the PWM setting register 3 is written, but in reality, the PWM setting data 3a, 4a, 5a for three phases and the carrier comparison value are the carrier period. Is calculated and written to each of the registers 3, 4, and 5. Such a waveform is output for many cycles. In each cycle, the counter value 12b, overflow signal 12c and underflow signal 12d are frequently monitored by the arithmetic circuit 1, data is written to the registers 3, 4, and 5, and the comparators 14a, 14b and 14c detect coincidence. Thus, it is necessary to realize the PWM signals 13b, 13d, and 13f for each phase of the PWM. Each register3In order to write the set values to 4, 5 and 5, the arithmetic circuit 1 spends most of the processing contents in monitoring the counter value 12b, the overflow signal 12c and the underflow signal 12d. Further, if the carrier frequency is increased to reduce the noise of the inverter, processing other than PWM calculation is limited, and the burden on the arithmetic circuit 1 is increased.
[0016]
The PWM generator of the second conventional example can only deal with a two-level output type inverter, and when it corresponds to a three-level inverter, two comparison circuits are required, and two comparison circuits are used. On the other hand, it is common to use a space vector for the arithmetic processing of the three-level inverter. When two comparison circuits are used in the conventional apparatus, it is necessary to convert the triangular wave comparison value data into a space vector. Since the space vector requires many calculation processes at the same carrier frequency and takes a long calculation time, the calculation period becomes longer and the update of the comparison value increases, so that the calculation process is completed within the carrier period, the carrier frequency becomes lower.
[0017]
  In the third conventional PWM generator, when an overcurrent occurs, the UVW phase upper arm is simultaneously turned on and the upper arm is then turned off to create a reflux pattern in order to limit the current. However, this method can be applied only to a two-level output type inverter. This is because, in the case of corresponding to the three-level inverter, the IGBT may be destroyed depending on the pattern before the transition to the reflux pattern. The reflux pattern is a pattern that turns on the upper or lower arm at the same time for all three phases.elementSwitching when the normal pattern of S1 and S2 is high levelelementWhen S1 and S2 are turned off at the same time, switching is performed due to variations in IGBT turn-off time.elementThe case where S2 turns off first occurs. Switching in this caseelementSwitching is performed by applying the induced electromotive force and bus voltage to S2.elementS2 is destroyed. The same problem occurs when performing an emergency stop. Ie switchingelementIf all base drive signals are turned off while S1, S2 or S3, S4 are on, switching will occur due to variations in IGBT switching time.elementAn excessive voltage is applied to S2 or S3, causing dielectric breakdown.
[0018]
A first object of the present invention is to provide a PWM generator capable of reducing the burden on the processing capability of an arithmetic circuit and adapting to a wide range of inverter applications.
[0019]
The second object of the present invention is to generate a PWM that can quickly limit normal current without causing a power failure when an overcurrent occurs, and can quickly return to normal operation when the overcurrent is suppressed, and can be used for a wide range of inverter applications. Is to provide a device.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The PWM generator according to the first aspect of the present invention corresponds to the first conventional example. The carrier period value register, the U-phase, V-phase, and W-phase PWM comparison value registers, the frequency setting value load circuit, and the PWM comparison A setting value load circuit is newly provided.
[0021]
The carrier cycle value register receives the carrier cycle value register write signal, holds the data in the carrier frequency setting register, and outputs it to the carrier generation circuit.
[0022]
The U-phase PWM comparison value register, V-phase PWM comparison value register, and W-phase PWM comparison value register each receive the PWM comparison setting value register write signal and hold the data in the U-phase, V-phase, and W-phase PWM setting registers, respectively. .
[0023]
The U-phase PWM generation circuit, V-phase PWM generation circuit, and W-phase PWM generation circuit compare the U-phase, V-phase, and W-phase PWM comparison value data with the count value of the carrier generation circuit, respectively. Outputs V-phase and W-phase PWM signals.
[0024]
When data is set in the carrier frequency setting register, the frequency set value load circuit sets the write signal selection signal to the first logic level, and when the underflow signal is output next, this is used as the cycle value register write signal. At the same time, the write selection signal is set to the second logic level.
[0025]
When the write signal for the PWM comparison set value load circuit finishes writing the PWM signal generation data for each phase to the PWM setting register, and the write selection signal is at the first logic level, the next underflow signal is used as the PWM comparison value set value. If the write signal is the second logic level, the next underflow signal or overflow signal is output as the PWM comparison value register write signal.
[0026]
Therefore, the PWM signal data in any given carrier cycle can be set in the previous carrier cycle, the waiting time for detecting the write timing to the register by the arithmetic circuit is reduced, and the load on the processing capability of the arithmetic circuit is reduced. It is possible to generate PWM waveforms that can be used for a wide range of inverter applications.
[0027]
The PWM generator according to the second aspect of the present invention corresponds to the second conventional example, an address encoder for converting the output of the comparison circuit into an address, a waveform pattern register for holding a waveform pattern, and a waveform pattern at the address. A PWM pattern table is newly provided which outputs waveform patterns of addresses stored and output from the address encoder as PWM outputs of U phase, V phase, W phase, U2 phase, V2 phase and W2 phase.
[0028]
By directly writing the space vector calculation result to the waveform pattern register, the load on the calculation circuit is reduced, and the calculation process can be completed within the conventional carrier cycle. According to this aspect, a two-level inverter can also be controlled, and a PWM waveform that can be used for a wide range of inverter applications can be generated.
[0029]
The PWM generator according to the third aspect of the present invention corresponds to the third conventional example. Further, the PWM generator according to the second aspect further includes a current limiting triangular wave comparison value register, a triangular wave comparison value selector, and a current limiting waveform pattern. The circuit includes a register, a waveform pattern selector, a current limit control circuit, and a current limit pattern generation circuit. The carrier generation circuit generates a carrier peak pulse and a carrier valley pulse indicating a triangular wave peak and valley, respectively, in addition to the count value. Here, the triangular wave comparison value register and the waveform pattern register in the PWM generator of the second aspect are referred to as a normal operation triangular wave comparison value register and a normal operation waveform pattern register, respectively.
[0030]
During normal operation (overcurrent is not detected), the output of the normal operation triangular wave comparison value register is selected by the triangular wave comparison value selector, compared with the count value of the carrier generation circuit by the comparison circuit, and the normal operation waveform pattern register Data is selected by the waveform pattern selector and written to the PWM pattern table, and operates in the same manner as the PWM generator of the second mode.
[0031]
When an overcurrent is detected, a fixed value output signal is output to the current limit pattern generating circuit, and a predetermined base drive signal output from the current limit pattern generating circuit is set to a fixed value. At the next carrier peak pulse or carrier valley pulse, the fixed value output signal output to the current limit pattern generation circuit is stopped, and the current limit control circuit switches between the triangular wave comparison value selector and the waveform pattern selector, for current limit Select the data of the triangular wave comparison value register and the pattern of the current limiting waveform pattern register.
[0032]
When an overcurrent occurs, a current limiting pattern is generated that makes two switching elements connected to the middle point of the pair of capacitors conductive and makes the remaining switching elements non-conductive. The switching elements connected to the midpoint side of the pair of capacitors do not break down without the connected switching elements being turned off and the remaining switching elements being turned on. Further, when the overcurrent is limited, it is possible to return to the energization operation. Further, even if an emergency stop pattern is written in the current limiting waveform pattern, the dielectric breakdown does not occur in the same manner.
[0033]
According to this aspect, overcurrent limitation can be controlled, and a PWM waveform that can be used for a wide range of inverter applications can be generated.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PWM signal generator according to a first embodiment of the present invention.
[0036]
  The carrier frequency setting register 2, the U phase PWM setting register 3, the V phase PWM setting register 4, and the W phase PWM setting register 5 are the same as those shown in FIG. When there is a write to the carrier frequency setting register 2, the frequency set value load circuit 6 outputs a carrier cycle value register write signal 6a and a write signal selection signal 6b according to the condition of the underflow signal 12d. PWM ratioComparisonWhen there is a write signal 5b of the W-phase PWM signal generation data 5a to the W-phase PWM setting register 5, the constant value load circuit 7 performs PWM comparison according to the conditions of the write signal selection signal 6b, the overflow signal 12c and the underflow signal 12d.Set valueA register write signal 7a is output. The carrier cycle value register 8 holds the output 2c of the carrier frequency setting register 2 as a carrier cycle value register write signal 6a. The U-phase PWM comparison value register 9 compares the output 3c of the U-phase PWM setting register 3 with PWM.Set valueIt is held by the register write signal 7a. The V-phase PWM comparison value register 10 compares the output 4c of the V-phase PWM setting register 4 with PWM.Set valueIt is held by the register write signal 7a. W-phase PWM comparisonvalueThe register 11 holds the output 5c of the W-phase PWM setting register 5 with the PWM comparison value register write signal 7a. The U-phase PWM generation circuit 13a, the V-phase PWM generation circuit 13c, and the W-phase PWM generation circuit 13e are respectively output data 9c of the U-phase PWM comparison value register 9, the V-phase PWM comparison value register 10, and the W-phase PWM comparison value register 11. 10c and 11c are compared with the counter value 12b, and a U-phase PWM signal 13b, a V-phase PWM signal 13d, and a W-phase PWM signal 13f are output.
[0037]
The operation of the thus configured PWM generator will be described.
[0038]
First, the carrier generation circuit 12 is operated to count with the count clock 12a. Each time the arithmetic circuit 1 calculates the carrier frequency setting 2a and the PWM signal generation data 3a, 4a, and 5a for each phase, they are sequentially written in the PWM setting registers 3, 4, and 5.
[0039]
First, the operation when the frequency data 2a for generating the PWM signal is set will be described. When data is written to the carrier frequency setting register 2, the frequency setting value load circuit 6 sets the signal 6b to the high level at the falling edge of the write signal 2b to the carrier frequency setting register 2. Next, the signal 6b is reset to a low level at the rising edge of the underflow signal 12d. The signal 6a outputs the same signal as the underflow signal 12d when the signal 6b is at a high level. Therefore, the frequency is updated at the trough of the carrier that comes first after the calculation result is output.
[0040]
Next, an operation when the PWM setting of each phase is updated will be described. When the calculation result of each phase PWM comparison data is sequentially written in the PWM setting registers 3, 4, 5 and written in the W phase PWM setting register 5, the write signal 5 b is input to the PWM comparison setting value load circuit 7. The PWM comparison set value load circuit 7 sets the internal signal to a high level at the falling edge of the W-phase PWM setting register write signal 5b. Next, when the signal 6b is at a low level, the logical product signal of the overflow signal 12c and the underflow signal is reset. When the signal 6b is at a high level, the internal signal is reset to a low level at the rising edge of the underflow signal 12d. The signal 7a is the signal selected by the signal 6b when the internal signal is high level, that is, the overflow signal 12c and the underflow signal 12d when the signal 6b is low level, and the underflow when the signal 6b is high level. It becomes signal 12d. Therefore, when the PWM setting value and carrier frequency setting are performed, the calculation result is output, the carrier frequency is updated at the first carrier valley, only the PWM setting value is updated, and the carrier frequency setting is not performed The calculation result is output and updated at the peak or valley of the carrier that comes first.
[0041]
FIG. 2 shows the carrier generation circuit 12 when the carrier frequency setting and the PWM setting are performed twice and only the PWM setting is performed once and the last carrier frequency setting and the PWM setting are performed in the present embodiment. The waveform of the U-phase PWM generation circuit 13a is shown. The underflow signal 12d, the overflow signal 12c, and the write signal to each register are normally at a high level, and during operation, for example, a low pulse corresponding to one pulse of the count clock is used.
[0042]
  The operation of the PWM generator of FIG. 1 will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 2, when the carrier generation circuit 12 is operating with the count clock, the arithmetic circuit 1 repeats various operations in order to control the PWM generation. The PWM operation is one of these processes. When PWM calculation is performed, the carrier frequency value isWhenWhen the PWM comparison value is calculated and the result is different from the previous one, the calculation result is written in the carrier frequency setting register 2, the U-phase PWM setting register 3, the V-phase PWM setting register 4, and the W-phase PWM setting register 5. First, regarding the change of the carrier frequency, when data is written in the carrier frequency setting register 2, the carrier frequency write signal 2b becomes a low level pulse. When receiving the falling edge of the signal 2b, the frequency set value load circuit 6 sets the signal 6b to a high level. On the other hand, the underflow signal 12d is also input to the frequency set value load circuit 6, and a low level pulse is input when a carrier valley comes. When the rising edge of the underflow signal 12d is received, the signal 6b is reset to the low level. When the signal 6b is at a high level, an underflow signal 12d is output as the carrier frequency write signal 6a. The carrier cycle value register 8 holds the output 2c of the carrier frequency setting register 2 when a low level pulse is output from the carrier frequency write signal 6a. Therefore, the period of the carrier that is written in the carrier frequency setting register 2 from the arithmetic circuit 1 at an arbitrary time and is immediately updated is updated in the carrier frequency register 8 at the valley of the carrier. Next, regarding the PWM setting change, when data is written to the W-phase PWM setting register 5, the PWM setting register write signal 5b becomes a low level pulse. When receiving the falling edge of the 5b signal, the PWM comparison set value load circuit 7 sets the internal signal to a high level. On the other hand, the PWM comparison set value load circuit 7 is also input with an overflow signal 12c and an underflow signal 12d, and a low level pulse is input when a peak or valley of the carrier comes. The internal signal is reset at the rising edge of the overflow signal 12c or the underflow signal 12d. Therefore, when the signal 6b is high level, the signal 12d is compared with PWM.Set valueIt is output as a register write signal 7a. When a low-level pulse is output as the W-phase PWM setting register write signal 5b, the PWM setting registers 3, 4 and 5 of each phase are held as internal signals of the PWM comparison setting value load circuit 7, and this signal and the signal 6b Depending on the conditions, the PWM comparison value registers 9, 10, and 11 of each phase hold the outputs 3 c, 4 c, and 5 c of the PWM register at the peak or valley of the next carrier, respectively. Therefore, the PWM setting is calculated for the previous carrier, and if there is no change in the carrier frequency, it is updated at the peak or valley of the next carrier, and if there is a change in the carrier frequency, it is updated at the valley of the next carrier. The
[0043]
  In this way, the PWM comparison with the frequency set value load circuit 6 that generates the control signal for switching the update timing of the carrier cycle value and the comparison data of each phase at a certain carrier peak or valleySettingBy providing the value load circuit 7, the waiting time between detecting the timing of writing the carrier frequency setting value and the PWM setting value of each phase to the carrier generation circuit 12 and the PWM generation circuit 13 by the arithmetic circuit 1 is reduced, The burden on the processing capability of the arithmetic circuit 1 can be reduced and a PWM waveform that can be used for a wide range of inverter applications can be generated.
[0044]
In the above embodiment, the U-phase waveform has been described, but it goes without saying that the V-phase and W-phase waveforms can be realized in the same manner as the U-phase waveform.
[0045]
  FIG. 3 is a circuit diagram and timing chart of the PWM comparison set value load circuit 7. The PWM comparison set value load circuit 7 includes D flip-flops 22, 23, 24, 27, 28 and 40, AND circuits 21, 25 and 26, and a selector 39. AND circuit 21 is underflow 12dAnd overflow signal 12cThe logical product of When the power is turned on, the D flip-flops 22, 23, 24, 27, and 40 are reset or preset by a reset signal reset. Therefore, when writing is performed in the W-phase PWM setting register 5, the write signal reg_wrL is input, and reg_wrL_temp which is the output of the D flip-flop 22 becomes “H”. This signal is a gate signal of the AND circuit 26 of the next stage, and the other input signal PWMCYLp of the AND circuit 26 is output. The output of the AND circuit 26 is held in the D flip-flop 27 for waveform shaping, and then selected by the selector 39 when the signal 6b is "L", held in the D flip-flop 40, and the PWM comparison set value register The write signal 7a is obtained. Therefore, this signal 7a corresponds to the peak or valley of the carrier.
[0046]
  FIG. 4 is a circuit diagram and timing chart of the frequency set value load circuit 6. The frequency set value load circuit 6 is composed of D flip-flops 31, 32, 36, 37 and AND circuits 33, 35. D flip-flop 31IsThe underflow signal 12d is held. When the power is turned on, the D flip-flops 31, 32, 36, and 37 are reset or preset by a reset signal reset. Then, the write signal 2b (reg_weL) having the PWM signal frequency is input, and the output reg_wrL_temp of the D flip-flop 34 becomes “H”. This signal reg_wrL_temp is a gate signal of the AND circuit 35 in the next stage, and when the signal is “H”, the other input signal UNFLp of the AND circuit 35 is passed. The output of the AND circuit 35 is held in the D flip-flop 36 for waveform shaping, and is output as a carrier cycle value register write signal 6a. The difference from the PWM comparison set value load circuit 7 is that only the carrier trough signal generated first after the carrier writing is output. At this time, the signal reg_wrL_temp is output as the write signal selection signal 6b,Of FIG.A switching signal for the selector 39 is used.
[0047]
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the PWM signal generator according to the second embodiment of the present invention.
[0048]
  The carrier generation circuit 42 operates with a count clock 49 and generates a triangular wave. The twelve triangular wave comparison value registers 43 hold the data (triangular wave comparison value) output from the arithmetic circuit 41 to the data bus 48 by the write signal 41 a output from the arithmetic circuit 41. The twelve comparison circuits 44 output a comparison circuit output 44a of a high level when the count value 42a output from the carrier generation circuit 42 is larger than the data held in the corresponding triangular wave comparison value register 43, and a low level when the count value 42a is smaller. To do. The 13 waveform pattern registers 45 hold the data (waveform pattern) output from the arithmetic circuit 41 to the data bus 48 by the write signal 41 b output from the arithmetic circuit 41. The address encoder 46 converts the 12-bit comparison circuit output 44a into an address signal. In the PWM pulse pattern table 47, as shown in Table 1, the data of the waveform pattern register 45 is written to the address assigned to the waveform pattern register, and the address encoder46The pattern register value of the address output from the U-phase, V-phase, W-phase, U2-phase, V2-phase, W2-phase PWM outputs 47a, 47b, 47c, 47d, connected to an IGBT base driver (not shown) 47e and 47f are output.
[0049]
[Table 1]
Figure 0004257484
[0050]
  FIG. 6 shows the relationship between the triangular wave and the PWM pulse pattern.As shown in FIG.In the PWM pulse pattern table 47, a corresponding PWM pattern is selected from the address ADR, and output as PWM signals 47a, 47b, 47c, 47d, 47e, 47f of U phase, V phase, W phase, U2 phase, V2 phase, W2 phase. Is done.
[0051]
  Next, the operation of the PWM generator according to this embodiment will be described. The carrier generation circuit 42 is counted by the count clock 49. Each time the arithmetic circuit 41 processes the PWM comparison data of each phase and the space vector calculation, the triangular wave comparison value and the waveform pattern are sequentially written in the triangular wave comparison value register 43 and the waveform pattern register 45. Count that is the carrier generation circuit outputGThe comparison circuit 44 compares the value 42 a with the triangular wave comparison value written in the triangular wave comparison value register 43. The comparison result is always converted into an address by the address encoder 46. One waveform pattern register is always selected from the PWM pulse pattern table 47 by the address encoder output, and each bit of the register is output as an output 47a, 47b, 47c, 47d, 47e, 47f.
[0052]
  Therefore, the three-level three-phase PWM pulse pattern obtained from the space vector calculation result based on the comparison result is the U phase, / U phase, V phase, / V phase, W phase, / W phase, U2 phase, / U2 phase, V2 phase, / V2 phase, W2 phase, / W2 phaseIGBT not shownIs output as a drive signal.
[0053]
A specific example will now be described with reference to FIGS.
[0054]
  The maximum value of the triangular wave TR generated by the carrier generation circuit 42 is 9596, and the values of the triangular wave comparison values T0, T1, T2,... T11 held in the triangular wave comparison value register 43 are 490, 490, 2153, and 2645, respectively. , 2645, 4308, 5290, 6953, 6953, 7445, 9108, 9108, the outputs C1, C2,..., C11 of the comparison circuit 44 become pulses as shown in FIG. As shown in FIG. 7, the bit output Tout (comparison circuit output 44a) is FFF, 3FF, 1FF,07F, 03F, 01F, 007, 003,000,003, 007, 01F, 03F, 07F, 1FF, 3FF, FFF,... On the other hand, the PWM pulse pattern table 47 stores addresses 0, 1, 3, 7,..., And PWM waveform patterns PT0, PT1, PT2, PT3,. Has been. Therefore, the PWM pulse pattern table 47 outputs U-phase PWM outputs U1 and U2, V-phase PWM outputs V1 and V2, and W-phase PWM outputs W1 and W2 as shown in FIG. Then, U-phase base drive signals PU, PU2, NU, NU2, V-phase base drive signals PV, PV2, NV, NV2, W-phase base drive signals PW, PW2, NW, as shown in FIG. NW2 is generated. Note that the number of triangular wave comparison value registers 43, and therefore the number of comparison circuits 44 and waveform pattern registers 45 are arbitrary.
[0055]
FIG. 9 is a block diagram of a PWM generator according to a third embodiment of the present invention.
[0056]
  The carrier generation circuit 52 performs a count operation with the count clock 65, and outputs a count value 52a, a carrier peak pulse 52b that becomes a low level at a carrier peak, and a carrier valley pulse 52c that becomes a low level at a carrier peak. The twelve normal operation triangular wave comparison value registers 53 and the two current limiting triangular wave comparison value registers 54 include data (normal operation triangular wave comparison value, current limiting triangular wave comparison value) output from the arithmetic circuit 51 to the data bus 63. ) Is held by the write signal 54a similarly output from the arithmetic circuit 51. The triangular wave comparison value selector 55 selects and outputs the data of the normal operation triangular wave comparison value register 53 and the data of the current limiting triangular wave comparison value register 54 according to the low level and high level of a switching signal 62c described later. The twelve comparison circuits 56 compare each data output from the triangular wave comparison value selector 55 with the count value 52a which is the output of the carrier generation circuit 52, and output a high level if the latter is larger than the former and a low level output if the latter is smaller. To do. Thirteen normal operation waveform pattern registers 57 and six current limiting waveform pattern registers 58 store the data (normal operation waveform pattern, current limiting waveform pattern) output from the arithmetic circuit 51 to the data bus 63. Similarly, it is held by the write signal 54 b output from the arithmetic circuit 51. The waveform pattern selector 59 selects and outputs the data of the normal operation waveform pattern register 57 and the data of the current limiting waveform pattern register 58 according to the low level and high level of a switching signal 62c described later. The address encoder 60 converts the 12-bit comparison circuit output 56a into an address signal. In the PWM pulse pattern table 61, the output (data) of the waveform pattern selector 59 is written to the address assigned to the waveform pattern register 57 for normal operation or the waveform pattern register 58 for current limitation of the data, and is output from the address encoder 60. The pattern register value at the specified address is output as a U-phase, V-phase, W-phase, U2-phase, V2-phase, and W2-phase PWM output 61a connected to an IGBT base driver (not shown)..The current limit pattern generation circuit 64 generates base drive signals PU, NU, PV, NV, PW, and PWM signals from the PWM output 61a output from the PWM pulse pattern table 61.NW, PU2, NU2, PV2, NV2, PW2, and NW2 are output, and a low level fixed value output signal 62b described later is output.TheUpon receipt, base drive signals NU, PU2, NV, PV2, NW, PW2Are set to a high level output, and other base drive signals are set to a low level output. When an overcurrent detection signal 62a indicating overcurrent detection is input from an unillustrated overcurrent detection circuit, the current limit control circuit 62 sets the fixed value output signal 62b to a low level, and the next carrier peak pulse 52b or carrier valley pulse When the switching signal 62c is changed from the high level to the low level at 52c and the overcurrent detection signal 62a is not input, the switching signal 62c is set to the high level again. The relationship between the triangular wave and the waveform pattern for normal operation is the same as that shown in FIG. 6 of the second embodiment.
[0057]
FIG. 10 shows the relationship among the triangular wave, the current limiting triangular wave comparison value, the current limiting waveform pattern, and the U-phase base signal.
[0058]
  Next, the operation of the PWM generator according to this embodiment will be described. First, the carrier generation circuit 52 is caused to count with the count clock 65. Each time the arithmetic circuit 51 processes the PWM comparison data of each phase and the space vector calculation, the normal operation triangular wave comparison value register 53 and the normal operationforA normal operation triangular wave comparison value and a normal operation waveform pattern are sequentially written in the waveform pattern register 57. The count value 52 a output from the carrier generation circuit 52 and the data held in the normal operation triangular wave comparison value register 53 are compared by the comparison circuit 56, and the 12-bit comparison result 56 a is converted into an address by the address encoder 60. On the other hand, in the PWM pulse pattern table 61, one waveform pattern is always selected by the output of the address encoder, and each bit of the pattern is output as a PWM signal U1, U2, V1, V2, W1, W2. Therefore, the three-level three-phase pulse pattern obtained from the space vector calculation result by the comparison result passes through the current limiting pattern generation circuit 64, and PU, NU, PV, NV, PW, NW, PU2, NU2, PV2, NV2, PW2, and NW2 base drive signals are output. Here, when an overcurrent occurs, an overcurrent detection signal 62a is input to the current limit control circuit 62 from an overcurrent detection circuit (not shown). Upon receiving the overcurrent detection signal 62a, the current limit control circuit 62 sets the fixed value output signal 62b to the low level. When the current limit pattern generating circuit 64 receives the low level fixed value output signal 62b, the current limit pattern generating circuit outputs NU, PU2 and NV, PV2 and NW, and PW2 are output.The base drive signal output is turned on, PU and NU2, PV and NV2, PW and NW2Shuts off the base drive signal output. During this time, the current limiting triangular wave comparison value and the current limiting pattern are calculated by the arithmetic circuit 51, and the current limiting triangular wave comparison value register 54 and the current limiting triangular register are compared.forThe waveform pattern register 58 is written. Generate current limit PWM waveform from current limit pattern data at the next peak or valley of any carrier.When the overcurrent is suppressed, normal operation data is selected by the switching signal 62c at the next arbitrary peak or valley of the carrier, and the normal operation can be promptly restored.
[0059]
Therefore, according to the present embodiment, even if an overcurrent occurs, the current can be limited without causing dielectric breakdown of the switching element, and when the overcurrent is suppressed, the normal operation can be promptly returned to the wide range of inverter applications. A PWM waveform that can be generated can be generated.
[0060]
  11 and 12 are timing charts of specific examples. As shown in FIG. 11, the carrier generation circuit 52 is generated.Count value 52a (displayed as TR in FIGS. 11 and 12)Of the normal operation triangular wave comparison values T0, T1, T2,... T11 held in the normal operation triangular wave comparison value register 53 are 490, 490, 2153, 2645, 2645, respectively. Reference numerals 4308, 5290, 6953, 6953, 7445, 9108 and 9108, and current limiting triangular wave comparison values Z0 and Z1 held in the current limiting triangular wave comparison value register 54 are denoted by 399 and 1997, respectively. Further, the normal operation waveform pattern register 57 and the current limiting waveform pattern register 58 are shown in FIG.11Waveform pattern for normal operation as shown inButPT0, PT1, PT2, ..., PT12, ZP0, ZP1, ... ZP5InIt shall be retained. At this time, a signal indicating the comparison result of the comparison circuit 5656a (displayed as Tout in FIG. 12)The carrier mountain pulseOVFL, carrier valley pulse UNFL, overcurrent detection signal CAL that goes low when overcurrent is detected, normal PWM when high level, switching signal PWM_ZP that indicates current limit PWM when low level, goes low when overcurrent is detected The fixed value output signal PWM_ZERO_L is as shown in FIG. 12, and U-phase, V-phase, and W-phase base drive signals are obtained. In the example shown in the figure, an overcurrent is detected at time t1, and the overcurrent detection signal CAL becomes low level, and therefore the fixed value output signal PWM_ZERO_L becomes low level. When the fixed value output signal PWM_ZERO_L goes low, the base drive signals PU2 and NU are turned on, and PU and NU2 are turned off..The V-phase and W-phase base drive signals operate in the same way. When the count value 52a reaches the peak of the carrier at time t2 and the carrier peak pulse OVFL is output, the fixed value output signal PWM_ZERO_L changes from the low level to the high level. Simultaneously with this switching, the switching signal PWM_ZP changes from the high level to the low level, and the values Z0 and Z1 of the current limiting triangular wave comparison value register 54 and the values ZP0 to ZP5 of the current limiting waveform pattern register 58 are selected. When the switching signal PWM_ZP is at a low level, the value of the current limiting pattern selected by the address created from the values Z0 and Z1 is output as the base signal.
[0061]
The numbers of the normal operation triangular wave comparison value register 53 and the current limiting triangular wave comparison value register 54, and hence the numbers of the normal operation waveform pattern register 57 and the current limiting waveform pattern register 58, are arbitrary.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
[0063]
1) According to the first aspect of the present invention, the PWM signal data in a certain arbitrary carrier cycle can be set in the previous carrier cycle, and the arithmetic circuit outputs the counter value, overflow signal, and underflow output from the carrier frequency generation circuit. The waiting time due to signal monitoring can be eliminated and a lot of processing time for other functions of the inverter device can be provided. In addition, even when the carrier frequency is increased, the load on the processing capability of the arithmetic circuit is reduced, so that a PWM waveform that can be used for a wide range of inverter applications can be generated. In addition, when writing only to the PWM setting register, the comparison value of each phase's PWM signal can be updated even on a carrier peak, so the pulse width of each phase's PWM signal can be accurately controlled even when the carrier frequency is low. Since it can be controlled, a stable PWM signal waveform can be realized.
[0064]
2) The invention of claim 2 eliminates the need for the process of converting the triangular wave comparison value into the space vector calculation result as in the prior art, reduces the burden on the arithmetic circuit, and is equivalent to the conventional case even in the case of the two-level method. Since it can operate, it can be applied to 2-level and 3-level inverters, and a PWM generator that can be used for a wide range of inverter applications can be provided.
[0065]
3) The invention of claim 3 generates a current limiting pattern in which two switching elements connected to the middle point side of the pair of capacitors are made conductive when an overcurrent occurs, and the remaining switching elements are made nonconductive. PWM is generated from the current limiting triangular wave comparison value and current limiting waveform pattern selected by the switching signal from the desired peak or valley of the carrier, and when the overcurrent is suppressed, the normal current limiting triangular wave comparison value and the normal current By generating PWM from the waveform pattern for restriction, we can provide a PWM generator that can be used for a wide range of inverter applications.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a PWM generator according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a timing chart of the PWM generator of FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram and a timing chart of a PWM comparison set value load circuit 7;
FIG. 4 is a timing chart of a circuit diagram of a frequency set value load circuit 6;
FIG. 5 is a block diagram of a PWM generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a triangular wave and a PWM pulse pattern in the PWM generator of the second embodiment.
7 is a waveform diagram of an example of an output 44a of the comparison circuit 44 in FIG.
8 is an output waveform (FIG. (1)) of the PWM pulse pattern table 47 in FIG. 5 and waveform diagrams of U-phase, V-phase, and W-phase base drive signals ((2) in FIG. 8). .
FIG. 9 is a block diagram of a PWM generator according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a relationship among a triangular wave, a current limiting triangular wave, a current limiting waveform pattern register, and a U-phase PWM waveform in the PWM generator of the third embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing specific examples of a triangular wave, a normal operation triangular wave comparison value, a current limiting triangular wave comparison value, a normal operating waveform pattern, and a current limiting waveform pattern in the third embodiment.
FIG. 12 is a timing chart of the third embodiment.
FIG. 13 is a block diagram of a first conventional PWM generator.
FIG. 14 is a timing chart of a first conventional example.
FIG. 15 is a block diagram of a second conventional PWM generator.
FIG. 16 is a block diagram of a PWM generator according to a third conventional example.
[Explanation of symbols]
1 Arithmetic circuit
2 Carrier frequency setting register
2a PWM signal generation frequency data
2b PWM signal generation frequency data 2aofWrite signal
2c Output data of carrier frequency setting register 2
3 U-phase PWM setting register
3a U phase PWM signal generation data
3b Signal to be written to U-phase PWM setting register 3
3c Output data of U-phase PWM setting register 3
4 V-phase PWM setting register
4a V-phase PWM signal generation data
4b V-phase PWM setting register4Signal to write to
4c Output data of V-phase PWM setting register 4
5 W-phase PWM setting register
5a W-phase PWM signal generation data
5b Signal to be written to W-phase PWM setting register 5
5c Output data of U-phase PWM setting register 5
6 Frequency setting value load circuit
6a Carrier cycle value register write signal
6b Write signal selection signal
7 PWM comparison set value load circuit
7a PWM comparison set value register write signal
8 Carrier cycle value register
8c Carrier cycle value register output data
9 U-phase PWM comparison value register
9c U-phase PWM comparison value registeroutput data
10V-phase PWM comparison value register
10c V-phase PWM comparison value register output data
11Phase WPWM comparison value register
11c W-phase PWM comparison value register output data
12 Carrier generation circuit
12a countTheLock
12b Counter value
12c Overflow signal
12d underflow signal
13 PWM generator
13a U-phase PWM generator
13c  V-phase PWM generator
13e  W-phase PWM generator
13b  U-phase PWM signal
13d  V-phase PWM signal
13f W phase PWM signal
14a U-phase comparator
14b V-phase comparator
14c W-phase comparator
21, 25, 26, 33, 35 AND gate
22, 23, 24, 27, 28, 31, 32, 34, 36, 37, 38, 40 D flip-flop
39 Selector
41 Arithmetic circuit
41a, 41b Write signal
42 Carrier generation circuit
42a Count value
43 Triangle wave comparison value register
44 Comparison circuit
44a Comparison circuit output
45 Waveform pattern register
46 Address encoder
47 PWM pulse pattern table
47a to 47f PWM output
48 Data bus
49countclock
51 Arithmetic circuit
52 Carrier generation circuit
52a count value
52b Carrier mountain pulse
52c carrier valley pulse
53 Triangular wave comparison value register for normal operation
54 Triangular wave comparison value register for current limit
55 Triangular wave comparison value selector
56 Comparison circuit
56a Comparison circuit output
57 Waveform pattern register for normal operation
58 Waveform pattern register for current limit
59 Waveform pattern selector
60 address encoder
61 PWM pulse pattern table
61a PWM output
62 Current limit control circuit
62a Overcurrent detection signal
62b Fixed value output signal
62c switching signal
63 Data bus
64 Current Limit Pattern Generation Circuit
64a Base drive signal
65countclock

Claims (3)

演算回路から出力された比較値とキャリアとの比較データからパルス幅変調を行うPWM発生装置であって、
前記演算回路から入力されたU相のPWM信号生成用データ、 V相のPWM信号生成用データ、W相のPWM信号生成用データをそれぞれ保持するU相、V相、W相のPWM設定レジスタと、
前記演算回路から入力されたキャリアの周期の上限値と下限値を保持するキャリア周波数設定レジスタと、
三角波を発生すべく一定の周波数でカウント動作を行いそのカウント値を出力するとともに前記カウント値がそれぞれ前記上限値と、前記下限値と一致したことを示すオーバフロー信号およびアンダフロー信号を出力する、アップダウンカウンタで構成されるキャリア発生回路と、
キャリア周期値レジスタ書き込み信号を受けて前記キャリア周波数設定レジスタのデータを保持し、前記キャリア発生回路に出力するキャリア周期値レジスタと、
PWM比較設定値レジスタ書き込み信号を受けてそれぞれ前記U相、V相、W相のPWM設定レジスタのデータを保持するU相PWM比較値レジスタ、V相PWM比較値レジスタ、W相PWM比較値レジスタと、
それぞれ前記U相、V相、W相のPWM比較値レジスタのデータを前記キャリア発生回路のカウント値と比較し、それぞれU相、V相、W相のPWM信号を出力するU相PWM発生回路、V相PWM発生回路、W相PWM発生回路と、
前記キャリア周波数設定レジスタにデータが設定されると、書き込み信号選択信号を第1の論理レベルにし、次に前記アンダフロー信号が出力されると、これを前記キャリア周期値レジスタ書き込み信号として出力するとともに、前記書き込み選択信号を第2の論理レベルにする周波数設定値ロード回路と、
各相のPWM信号生成用データの前記PWM設定レジスタへの書き込みが終わると、前記書き込み選択信号が第1の論理レベルであれば、次のアンダフロー信号を前記PWM比較設定値レジスタ書き込み信号として出力し、前記書き込み選択信号が第2の論理レベルであれば、次のアンダフロー信号またはオーバフロー信号を前記PWM比較値レジスタ書き込み信号として出力するPWM比較設定値ロード回路と、
を有するPWM発生装置。
A PWM generator that performs pulse width modulation from comparison data output from an arithmetic circuit and carrier,
U-phase, V-phase, and W-phase PWM setting registers for holding U-phase PWM signal generation data, V-phase PWM signal generation data, and W-phase PWM signal generation data input from the arithmetic circuit, ,
A carrier frequency setting register for holding an upper limit value and a lower limit value of the period of the carrier inputted from the arithmetic circuit;
It said count value is output and each of the upper limit value, an O-buff low signal and underflow signal indicating that coincides with the lower limit value and outputs the counted value after counting at a fixed frequency in order to generate a triangular wave A carrier generating circuit composed of an up / down counter,
Receiving a carrier cycle value register write signal, holding the carrier frequency setting register data, and outputting to the carrier generation circuit, a carrier cycle value register;
A U-phase PWM comparison value register, V-phase PWM comparison value register, and W-phase PWM comparison value register that receive the PWM comparison setting value register write signal and retain the U-phase, V-phase, and W-phase PWM setting register data, respectively. ,
Each of the U-phase, V-phase, the data of the PWM comparison value register W-phase as compared with the count value of the career onset raw circuit, U-phase, respectively, V phase, U-phase PWM generator that outputs a PWM signal of the W phase Circuit, V-phase PWM generation circuit, W-phase PWM generation circuit,
When data is set in the carrier frequency setting register, the write signal selection signal is set to the first logic level, and when the underflow signal is output next, it is output as the carrier cycle value register write signal. A frequency setting value load circuit for setting the write selection signal to a second logic level;
When writing of the PWM signal generation data for each phase to the PWM setting register is completed, if the write selection signal is at the first logic level, the next underflow signal is output as the PWM comparison setting value register write signal A PWM comparison set value load circuit that outputs a next underflow signal or overflow signal as the PWM comparison value register write signal if the write selection signal is a second logic level ;
PWM generator with
演算回路から出力された比較値とキャリアとの比較データからパルス幅変調を行うPWM発生装置であって、
三角波を発生すべく一定の周波数でカウント動作を行い、そのカウント値を出力する、アップダウンカウンタで構成されるキャリア発生回路と、
前記演算回路から出力されたN個(Nは1以上の整数)の三角波比較値の各々を、同じく前記演算回路から出力された比較値レジスタ書き込み信号により保持するN個の三角波比較値レジスタと、
前記キャリア発生回路の出力を前記各三角波比較値レジスタに保持されている三角波比較値と比較し、大小に応じた信号を出力するN個の比較回路と、
前記各比較回路の出力信号からなる信号をアドレスに変換するアドレスエンコーダと、
前記演算回路の出力された(N+1)個の波形パターンの各々を、同じく前記演算回路から出力された波形パターンレジスタ書き込み信号により保持する(N+1)個の波形パターンレジスタと、
前記各波形パターンレジスタの波形パターンが、当該波形パターンレジスタに割り付けられたアドレスに書き込まれ、前記アドレスエンコーダから出力されたアドレスの波形パターンをU相とV相とW相とU2相とV2相とW2相のPWM出力として出力するPWMパルスパターンテーブルと、
を有するPWM発生装置。
A PWM generator that performs pulse width modulation from comparison data output from an arithmetic circuit and carrier,
A carrier generation circuit composed of an up / down counter that counts at a constant frequency to generate a triangular wave and outputs the count value;
N triangular wave comparison value registers each holding N (N is an integer of 1 or more) triangular wave comparison values output from the arithmetic circuit by a comparison value register write signal also output from the arithmetic circuit;
N comparison circuits for comparing the output of the carrier generation circuit with the triangular wave comparison value held in each triangular wave comparison value register and outputting a signal corresponding to the magnitude;
An address encoder for converting a signal composed of an output signal of each comparison circuit into an address;
(N + 1) waveform pattern registers each holding (N + 1) waveform patterns output from the arithmetic circuit by a waveform pattern register write signal output from the arithmetic circuit,
The waveform pattern of each waveform pattern register is written to the address assigned to the waveform pattern register, and the waveform pattern of the address output from the address encoder is the U phase, V phase, W phase, U2 phase, and V2 phase. PWM pulse pattern table output as PWM output of W2 phase ,
PWM generator with
演算回路から出力された比較値とキャリアとの比較データからパルス幅変調を行うPWM発生装置であって、
三角波を発生すべく一定の周波数でカウント動作を行い、そのカウント値を出力し、また三角波の山、三角波の谷を示すキャリア山パルス、キャリア谷パルスを発生する、アップダウンカウンタで構成されるキャリア発生回路と、
前記演算回路から出力されたN個(Nは1以上の整数)の通常運転用三角波比較値の各々を、同じく前記演算回路から出力された比較値レジスタ書き込み信号により保持するN個の通常運転用三角波比較値レジスタと、
前記演算回路から出力されたM個(Mは1以上の整数で、M≦N)の電流制限用三角波比較値の各々を、同じく前記演算回路から出力された比較値レジスタ書き込み信号により保持するM個の電流制限用三角波比較値レジスタと、
切替信号が第1の論理レベルのとき前記通常運転用三角波比較値レジスタに保持されているデータを選択、出力し、前記切替信号が第2の論理レベルのとき、前記電流制限用三角波比較値レジスタに保持されているデータを選択し、出力する三角波比較値セレクタと、
前記キャリア発生回路の出力を前記三角波比較値セレクタの各出力と比較し、大小に応じた信号を出力するN個の比較回路と、
前記各比較回路から出力された信号からなる信号をアドレスに変換するアドレスエンコーダと、
前記演算回路から出力された(N+1)個の通常運転用波形パターンの各々を、同じく前記演算回路から出力された波形パターンレジスタ書き込み信号により保持する(N+1)個の通常運転用波形パターンレジスタと、
前記演算回路から出力された2(M+1)個の電流制限用波形パターンの各々を、同じ前記演算回路から出力された電流制限用波形パターン書き込み信号により保持する2(M+1)個の電流制限用波形パターンレジスタと、
前記切替信号が第1の論理レベルのとき、前記通常運転用波形パターンレジスタに保持されているデータを選択、出力し、前記切替信号が第2の論理レベルのとき、前記電流制限用パターンレジスタの保持されているデータを選択し、出力する波形パターンセレクタと、
前記波形パターンセレクタの各出力データが、当該データに割り付けられたアドレスに書き込まれ、前記アドレスエンコーダから出力されたアドレスのデータをU相、V相、W相、U2相、V2相、W2相のPWM出力として出力するPWMパルスパターンテーブルと、
前記U相、V相、W相、U2相、V2相、W2相のPWM出力からPU、 NU、 PV、NV、PW、NW、PU2、NU2、PV2、NV2、PW2、NW2の各相のベースドライブ信号を出力し、第2の論理レベルの固定値出力信号を受けると、PU2とNU、PV2とNV、PW2とNWのスイッチング素子がオンする信号になり、PUとNU2、PVとNV2、PWとNW2のスイッチング素子がオフする信号を出力する電流制限パターン発生回路と、
通常運転時、前記切替信号および前記固定値出力信号を第1の論理レベルにし、過電流検出信号が入力されると、前記固定値出力信号を第2の論理レベルにし、次のキャリア山パルスまたはキャリア谷パルスで前記固定値出力信号を第1の論理レベルに、これと同時に前記切替信号を第2の論理レベルにし、前記過電流検出信号が入力されなくなると、前記切替信号を第1の論理レベルにする電流制限制御回路と、
を有するPWM発生装置。
A PWM generator that performs pulse width modulation from comparison data output from an arithmetic circuit and carrier,
A carrier consisting of an up / down counter that counts at a fixed frequency to generate a triangular wave, outputs the count value, and generates a peak of a triangular wave, a carrier peak pulse indicating a triangular wave valley, and a carrier valley pulse. Generating circuit;
Each of N (N is an integer of 1 or more) normal operation triangular wave comparison values output from the arithmetic circuit is held by a comparison value register write signal also output from the arithmetic circuit. Triangle wave comparison value register,
Each of M (M is an integer of 1 or more and M ≦ N) current limit triangular wave comparison values output from the arithmetic circuit is held by a comparison value register write signal output from the arithmetic circuit. Current limit triangle wave comparison value registers,
When the switching signal is at the first logic level, the data held in the normal operation triangular wave comparison value register is selected and output, and when the switching signal is at the second logic level, the current limiting triangular wave comparison value register A triangular wave comparison value selector that selects and outputs data stored in
N comparison circuits for comparing the output of the carrier generation circuit with each output of the triangular wave comparison value selector and outputting a signal corresponding to the magnitude;
An address encoder that converts a signal composed of signals output from each comparison circuit into an address;
(N + 1) normal operation waveform pattern registers each holding (N + 1) normal operation waveform patterns output from the arithmetic circuit by a waveform pattern register write signal also output from the arithmetic circuit;
Each of the 2 (M + 1) current limiting waveform patterns output from the arithmetic circuit is held by the current limiting waveform pattern write signal output from the same arithmetic circuit. A pattern register;
When the switching signal is at the first logic level, the data held in the normal operation waveform pattern register is selected and output, and when the switching signal is at the second logic level, the current limiting pattern register A waveform pattern selector that selects and outputs the stored data, and
Each output data of the waveform pattern selector is written to the address assigned to the data, and the address data output from the address encoder is the U phase, V phase, W phase, U2 phase, V2 phase, W2 phase. PWM pulse pattern table output as PWM output,
The base of each phase of PU, NU, PV, NV, PW, NW, PU2, NU2, PV2, NV2, PW2, and NW2 from the U phase, V phase, W phase, U2 phase, V2 phase, and W2 phase PWM output When a drive signal is output and a fixed value output signal of the second logic level is received, the switching elements of PU2 and NU, PV2 and NV, PW2 and NW are turned on, PU and NU2, PV and NV2, PW And a current limiting pattern generating circuit for outputting a signal for turning off the switching element of NW2 ,
During normal operation, the switching signal and the fixed value output signal are set to the first logic level, and when the overcurrent detection signal is input, the fixed value output signal is set to the second logic level and the next carrier peak pulse or When the carrier trough pulse causes the fixed value output signal to the first logic level and at the same time the switching signal is set to the second logic level and the overcurrent detection signal is not input, the switching signal is set to the first logic level. Current limit control circuit to level ,
PWM generator with
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