JP4455850B2 - インバータ出力電圧補正装置 - Google Patents

Description

この発明は、複数の入力電圧に対応するいわゆるインバータ装置を適切に制御するための、インバータ出力電圧補正装置に関するものである。

商用電圧は国ごとに異なっており、大別すると１００Ｖ程度の国と２００Ｖ程度の国に分けることができる。そこで、インバータで制御される同一の装置を世界各国で共用するためには、入力電圧に対応してインバータの出力電圧を補正する必要がある。
特開平２−２５０６６８号

入力電圧に対応してインバータの出力電圧を補正するようにした装置として、特開平２−２５０６６８号の発明がある。
この発明は、出力電圧基準値発生回路の出力と、インバータ入力電圧に応じて電圧値が変化する三角波を発生する三角波発生回路の出力を、波形比較回路において比較し、この波形比較回路からの出力信号によりインバータ部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、インバータの出力電圧を一定に維持するものである。
そして、インバータ入力電圧に応じて三角波発生回路が出力する三角波の電圧値を決定する電圧値設定素子は、インバータ入力電圧範囲内において出力電圧を一定に保つように、任意に設定された固定した乗数の電圧値設定素子が用いられている。

上記従来の方法では、狭い範囲での入力電圧の変化には対応できるが、１００Ｖと２００Ｖというような広範囲の入力電圧の変化には適切に対応することができない。
例えば、入力電圧１００Ｖに対応して出力電圧が任意の電圧に補正されるように電圧設定素子の乗数を設定したとき、この器機に２００Ｖを入力すると、三角波発生回路からの出力波形が歪み、その結果適切な波形比較を行うことができず、１００Ｖ時に設定した、適切な出力電圧を得ることができない。
同様に、入力電圧２００Ｖに対応して出力電圧を設定すると、１００Ｖを入力したときに適切な出力電圧を得ることができない。

また、三角波発生回路の出力波形の歪みを押さえ、出力電圧の変動範囲を極力小さくすることは、精度の高い特殊な電圧設定素子を用いて補正精度を向上させることによって可能となるが、コストが高く、調整も難しい。

この発明は、広範囲な入力電圧に対応して一定の出力電圧を得ることができ、かつ安価な汎用部品で構成できるインバータ出力補正装置を得ることを課題とするものである。

この発明は、インバータ基準信号発振回路の出力信号に同期しインバータ入力電圧に応じて電圧値の異なる三角波を発生する三角波発生回路の出力と、出力電圧基準値発生回路の出力とを比較する波形比較回路を備え、前記波形比較回路からの出力信号でもってインバータ部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、インバータ出力電圧を制御するＰＷＭインバータにおいて、前記三角波発生回路がインバータ入力電圧に応じて出力する三角波の電圧値を決定するための電圧値設定素子の抵抗値を、入力部と前記三角波発生回路との間に接続されたインバータ入力電圧検出回路からの信号により変更可能とし、入力電圧変動にかかわらず前記三角波発生回路の出力波形の歪みを抑え、もってインバータ出力電圧を一定電圧に補正できるインバータ出力電圧補正装置を構成するものである。
前記電圧値設定素子の抵抗値を可変とする手段としては、電圧値設定素子を低電圧に対応する第１素子と、前記第１素子との合成値により高電圧に対応する第２素子とで構成し、低電圧時には第２素子を短絡し、高電圧時にのみ第２素子に入力されるようにする構成により、１００Ｖ帯と２００Ｖ帯との切り替えに対応できる。
一層広範囲の入力電圧に対応するためあるいは入力電圧帯を一層細かく設定するためには、複数の素子と複数のスイッチを組み合わせたり、電圧設定素子をトランジスタとして入力電圧に対応して抵抗値を無段階に変化させるようにする構成が採用可能である。
なお、この発明において「三角波」は「鋸歯状波」を含むものである。

この発明において、三角波発生回路においてインバータ入力電圧に応じて出力する三角波の電圧値を決定する電圧値設定素子の抵抗値が、インバータ入力電圧を検出する入力電圧検出回路からの信号により変更可能となっている。したがって、入力電圧が低電圧の場合は低電圧に対応した比較的小さな抵抗値が選択され、入力電圧が高電圧の場合は高電圧に対応した比較的大きな抵抗値が選択される。そのために、入力電圧に拘わらずインバータ部の制御波形が歪むことがなくインバータ部からの出力電圧は一定の電圧に補正され、インバータは適正に作動することとなるので、同一の装置を複数の電圧のもとで使用することが可能となる。

図１はこの発明のインバータ出力電圧補正装置の実施形態を示すものである。この回路図において、三角波発生回路が出力する三角波の電圧値を決定する電圧値設定素子ＶＲとＶ及び切替回路１以外は、従来の回路と同様である。
図において、入力部１，インバータ部２，出力部３が接続され、インバータ部２を制御するＰＷＭ波形発振回路４，ドライブ回路５がインバータ部２に接続されている。前記ＰＷＭ波形発振回路４には、入力電圧検出回路６で検出された入力電圧に対応し、インバータ基準信号発振回路８の出力と同期した三角波を発生する三角波発生回路７が発生する三角波と、出力電圧基準値発生回路１０が発生する基準電圧とを波形比較回路１１で比較した結果が入力される。

前記三角波発生回路７は、電圧値設定素子１２を含んでいる。
この電圧値設定素子１２は、第１素子ＶＲと第２素子Ｒとで構成してあり、両素子ＶＲとＲとは直列に接続されている。前記第２素子Ｒには並列にスイッチ１３が接続してあり、このスイッチ１３は前記入力電圧検出回路６の出力によりON/OFF信号を出力する切替回路１４の信号によりON/OFFするようにしてある。

１００Ｖと２００Ｖとに対応させようとするときには、第１素子ＶＲの抵抗値を入力電圧が１００Ｖの時に出力電圧が所望の電圧となるように設定し、第１素子ＶＲと第２素子Ｒとの合成値を入力電圧が２００Ｖの時に出力電圧が前記１００Ｖ時と同じ電圧となるように設定する。そして、前記切替回路１４は、入力電圧が１００Ｖ帯の時にスイッチ１３のON信号を出力し、入力電圧が２００Ｖ帯の時にスイッチ１３のOFF信号を出力するように設定する。

このように構成することにより、入力電圧が１００Ｖの時にはスイッチ１３がONであるから第２素子Ｒは短絡され、第１素子ＶＲのみが機能し、電圧値設定素子１２の出力値は第１素子ＶＲの値のみで決定される。したがって、三角波発生回路７からの出力波形は入力電圧１００Ｖに対応したものとなる。
他方、入力電圧が２００Ｖの時にはスイッチ１３がOFFであるから、電圧設定素子１２の出力値は第１素子ＶＲと第２素子Ｒとの合成値により決定される。したがって、入力電圧が２００Ｖであっても、三角波発生回路７からの出力波形は歪むことなく、２００Ｖに対応した正常な三角波（波高値は１００Ｖ時の２倍）が得られる。

図２において、（A）は三角波発生回路の出力波形を示し、実線が入力電圧が１００Ｖのときの波形、点線が入力電圧が２００Ｖのときの波形である。これらの波形を出力電圧基準値発生回路から出力される出力電圧基準値と比較し、入力電圧が１００Ｖのときには図２（Ｂ）の波形が得られ、入力電圧が２００Ｖのときには図２（Ｃ）の波形が得られる。
前記図２（Ｂ）の波形は（Ｃ）の波形の２倍の幅であり、波高値は同じである。

前記波形比較回路１１からの出力はＰＷＭ波形発振回路４に入力され、ＰＷＭ波形発振回路からの出力によりインバータ部２を制御する。
ここで、入力部１における入力電圧が１００Ｖの場合は、前記図２（Ｂ）に示す波形が波形比較回路１１から出力されるので、ＰＷＭ波形発振回路４からはそれに対応する制御波形が出力され、入力電圧が２００Ｖの場合は、前記図２（Ｃ）に示す波形が波形比較回路１１から出力され、それに対応する制御波形がＰＷＭ波形発振回路４から出力される。

その結果、インバータ部２からは入力電圧１００Ｖ時と２００Ｖ時とで実効出力電圧が同じとなる。
図３はインバータ部２からの出力波形を示すものであり、２００Ｖ入力時は１００Ｖ入力時と比較して波高値は２倍、幅は１／２であり、実効出力電圧が同じであることが分かる。

このように、入力電圧に対応して電圧値設定素子の抵抗値が変化するので、入力電圧の変動に拘わらず、三角波発生回路からの出力波形が歪むことなく、同じ波形を出力することができ、大幅に異なる入力電圧に対しても常に精度の高い出力電圧補正が行える。

この発明は、入力電圧に対して適切な電圧設定素子の抵抗値を得ることができ、広範囲な入力電圧に対しても精度の高い出力補正を行うことができる。また安価な汎用部品でインバータ出力補正装置を構成することができ、産業上有効なものである。

この発明実施形態の回路図である。 この発明実施形態の波形比較回路の説明図である。 この発明実施形態のインバータ部出力波形を示す図である。

符号の説明

１ 入力部
２ インバータ部
３ 出力部
４ ＰＷＭ波形発振回路
５ ドライブ回路
６ 入力電圧検出回路
７ 三角波発生回路
８ インバータ基準信号発振回路
１０ 出力電圧基準値発生回路
１１ 波形比較回路
１２ 電圧設定素子
１３ スイッチ
１４ 切替回路

Claims (2)

1. インバータ基準信号発振回路の出力信号に同期しインバータ入力電圧に応じて電圧値の異なる三角波を発生する三角波発生回路の出力と、出力電圧基準値発生回路の出力とを比較する波形比較回路を備え、前記波形比較回路からの出力信号でもってインバータ部のＯＮ／ＯＦＦを制御し、インバータ出力電圧を制御するＰＷＭインバータにおいて、
   前記三角波発生回路がインバータ入力電圧に応じて出力する三角波の電圧値を決定するための電圧値設定素子の抵抗値を、入力部と前記三角波発生回路との間に接続されたインバータ入力電圧検出回路からの信号により変更可能とし、入力電圧変動にかかわらず前記三角波発生回路の出力波形の歪みを抑え、もってインバータ出力電圧を一定電圧に補正できるものとした、
   インバータ出力電圧補正装置
2. 電圧値設定素子は、低電圧に対応する第１素子と、前記第１素子との合成値により高電圧に対応する第２素子とで構成し、低電圧時には第２素子を短絡し、高電圧時にのみ第２素子に入力されるようにした、請求項１記載のインバータ出力電圧補正装置

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