JP4725242B2 - Voltage detection device for power conversion system - Google Patents

Voltage detection device for power conversion system Download PDF

Info

Publication number
JP4725242B2
JP4725242B2 JP2005240887A JP2005240887A JP4725242B2 JP 4725242 B2 JP4725242 B2 JP 4725242B2 JP 2005240887 A JP2005240887 A JP 2005240887A JP 2005240887 A JP2005240887 A JP 2005240887A JP 4725242 B2 JP4725242 B2 JP 4725242B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
output
circuit
value
changeover switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005240887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007060759A (en
Inventor
寿江 菊地
英彦 杉本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Systems Co Ltd filed Critical Fuji Electric Systems Co Ltd
Priority to JP2005240887A priority Critical patent/JP4725242B2/en
Publication of JP2007060759A publication Critical patent/JP2007060759A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4725242B2 publication Critical patent/JP4725242B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

この発明は、自己消弧形半導体素子を直列接続して上,下アームを形成し、この上アームの一端を直流電源の陽極側に接続し、下アームの一端を前記直流電源の陰極側及び基準電位としての零電圧に接続し、PWM制御に基づく信号波(電圧指令値)と搬送波との交点で前記上,下アームそれぞれをオンオフさせることにより、所望の出力電圧を前記上,下アームの中間接続点から得る電力変換システムの電圧検出装置に関する。   In the present invention, self-extinguishing semiconductor elements are connected in series to form upper and lower arms, one end of the upper arm is connected to the anode side of the DC power source, and one end of the lower arm is connected to the cathode side of the DC power source and By connecting to a zero voltage as a reference potential and turning on and off each of the upper and lower arms at the intersection of a signal wave (voltage command value) based on PWM control and a carrier wave, a desired output voltage is supplied to the upper and lower arms. The present invention relates to a voltage detection device for a power conversion system obtained from an intermediate connection point.

図16は、下記特許文献1の回路構成を含むこの種の電力変換システムとしてのPWMインバータの電圧検出装置の回路構成図である。   FIG. 16 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device for a PWM inverter as this type of power conversion system including the circuit configuration of Patent Document 1 below.

このPWMインバータ10には、IGBTなどの自己消弧形半導体素子とダイオードの逆並列回路それぞれを直列接続した上,下アームからなるインバータ回路11と、このインバータ回路11の上,下アームの両端に直流電圧Edcを供給する整流電源などからなる直流電源12と、PWM制御に基づいて前記上,下アームそれぞれをオンオフさせるため信号波(電圧指令値)を生成する電圧指令値生成手段13と、このときの搬送波としての三角波を発生する三角波発生手段14と、この電圧指令値と三角波との比較演算結果に基づいて前記IGBTそれぞれへの駆動信号を生成する比較回路15とを備えている。   The PWM inverter 10 includes a self-extinguishing semiconductor element such as an IGBT and an anti-parallel circuit of diodes connected in series, and an inverter circuit 11 having a lower arm, and both ends of the upper and lower arms of the inverter circuit 11. A DC power source 12 comprising a rectifying power source for supplying a DC voltage Edc, a voltage command value generating means 13 for generating a signal wave (voltage command value) for turning on and off the upper and lower arms based on PWM control, A triangular wave generating means 14 for generating a triangular wave as a carrier wave, and a comparison circuit 15 for generating a drive signal for each of the IGBTs based on a comparison calculation result between the voltage command value and the triangular wave.

また、PWMインバータ10の出力電圧として、前記上,下アームの中間接続点の電圧を検出する電圧検出装置20は、該中間接続点の電圧レベルの変化を検出するホトカプラ回路21と、このホトカプラ回路21の出力により例えば前記上アームがオンしている期間を計測するカウンタ回路22とから構成され、この計測値(検出値)を前記搬送波の1周期間の前記出力電圧の平均値として出力している。
特開平2−114890号公報
The voltage detection device 20 for detecting the voltage at the intermediate connection point of the upper and lower arms as the output voltage of the PWM inverter 10 includes a photocoupler circuit 21 for detecting a change in the voltage level at the intermediate connection point, and the photocoupler circuit. For example, a counter circuit 22 that measures a period during which the upper arm is turned on by the output of 21 outputs this measurement value (detection value) as an average value of the output voltage during one period of the carrier wave. Yes.
Japanese Patent Laid-Open No. 2-114890

図16に示した従来の電圧検出装置20では、上述の如く、前記上アームがオンしている期間の計測値と前記搬送波の1周期とから前記出力電圧のデューティー比を導出することができる。   In the conventional voltage detection device 20 shown in FIG. 16, as described above, the duty ratio of the output voltage can be derived from the measured value during the period when the upper arm is on and one cycle of the carrier wave.

しかしながら、インバータ回路11の前記上アームがオンしている期間での直流電源12が出力している直流電圧Edcの変動および前記上,下アームそれぞれの通電電流による電圧降下の変動が電圧検出装置20での検出誤差になるという問題点があった。   However, fluctuations in the DC voltage Edc output from the DC power supply 12 during the period when the upper arm of the inverter circuit 11 is on and fluctuations in the voltage drop due to the energization currents of the upper and lower arms are the voltage detection device 20. There was a problem that it would be a detection error.

この発明の目的は、上記問題点を解消した電力変換システムの電圧検出装置を提供することにある。   The objective of this invention is providing the voltage detection apparatus of the power conversion system which eliminated the said problem.

この第1の発明は、自己消弧形半導体素子を直列接続して上,下アームを形成し、この上アームの一端を直流電源の陽極側に接続し、下アームの一端を前記直流電源の陰極側及び基準電位としての零電圧に接続し、PWM制御に基づく信号波(電圧指令値)と搬送波との交点で前記上,下アームそれぞれをオンオフさせることにより、所望の出力電圧を前記上,下アームの中間接続点から得る電力変換システムにおいて、
前記上,下アームの中間接続点の出力電圧に基づく値と前記零電圧の何れかを選択して出力する第1の切替スイッチと、前記上アームがオンしているときの前記中間接続点の出力電圧に基づく値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、該基準電圧と前記零電圧の何れかを選択して出力する第2の切替スイッチと、第1の切替スイッチの出力値から第2の切替スイッチの出力値を減算して出力する減算回路と、減算回路の出力値を積分演算して出力する積分回路と、該積分演算値が前記零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路と、前記中間接続点の出力電圧の変化から上アームがオンしてことを検出して出力するレベル検出手段と、前記搬送波の開始点毎に該開始点に基づく同期信号を発生する同期信号発生回路と、前記同期信号が発せられてからレベル検出手段が出力を発する迄の区間T1には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは前記零電圧を選択し、前記レベル検出手段が出力している区間T2及び該区間T2が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T3には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択し、前記次の同期信号が出力された後、前記比較回路が動作する迄の区間T4には、第1の切替スイッチでは前記零電圧を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択するためのシーケンス制御を行うシーケンス制御回路と、前記区間T2及び区間T4の合計経過時間を計測し、この計測値に基づく値を前記区間T1から区間T3迄の前記出力電圧の平均値として出力する基準電圧入力時間計測カウンタとを備えてなる電力変換システムの電圧検出装置を用いたことを特徴とする。
In the first invention, self-extinguishing semiconductor elements are connected in series to form upper and lower arms, one end of the upper arm is connected to the anode side of a DC power source, and one end of the lower arm is connected to the DC power source. By connecting to the cathode side and a zero voltage as a reference potential and turning on and off the upper and lower arms at the intersection of a signal wave (voltage command value) based on PWM control and a carrier wave, the desired output voltage is In the power conversion system obtained from the middle connection point of the lower arm,
A first changeover switch that selects and outputs either a value based on the output voltage of the intermediate connection point of the upper and lower arms or the zero voltage; and the intermediate connection point when the upper arm is on. A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage corresponding to a value based on the output voltage, a second changeover switch that selects and outputs either the reference voltage or the zero voltage, and an output value of the first changeover switch A subtracting circuit for subtracting the output value of the second changeover switch from the output, an integrating circuit for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit, and detecting that the integral calculation value has reached the zero voltage. A comparison circuit that outputs the signal, level detection means that detects and outputs that the upper arm is turned on from a change in the output voltage of the intermediate connection point, and a synchronization signal based on the start point for each start point of the carrier wave. A synchronizing signal generating circuit, and In a section T1 from when the initial signal is issued until the level detecting means outputs an output, the first changeover switch selects a value based on the intermediate connection point and the second changeover switch selects the zero voltage. In the section T2 output by the level detection means and the section T3 from when the section T2 ends until the next synchronization signal is generated, the first selector switch selects a value based on the intermediate connection point. At the same time, the second changeover switch selects the reference voltage, and the first changeover switch selects the zero voltage during the period T4 until the comparison circuit operates after the next synchronization signal is output. At the same time, the second change-over switch measures the sequence control circuit for performing the sequence control for selecting the reference voltage, and the total elapsed time of the section T2 and the section T4. Characterized by using a voltage detecting device for a power conversion system comprising a reference voltage input time measuring counter which outputs the interval T1 as an average value of the output voltage up interval T3.

第2の発明は、前記電力変換システムにおいて、
前記上,下アームの中間接続点の出力電圧に基づく値と前記零電圧の何れかを選択して出力する第1の切替スイッチと、前記上アームがオンしているときの前記中間接続点の出力電圧に基づく値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、該基準電圧と前記零電圧の何れかを選択して出力する第2の切替スイッチと、第1の切替スイッチの出力値から第2の切替スイッチの出力値を減算して出力する減算回路と、減算回路の出力値を積分演算して出力する積分回路と、該積分演算値が前記零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路と、前記搬送波の開始点毎に該開始点に基づく同期信号を発生する同期信号発生回路と、該同期信号の1周期間をダウンカウントするダウンカウンタと、このダウンカウンタ値と前記電圧指令値との交点で出力する時間調整回路と、前記同期信号が発せられてから時間調整回路が出力を発する迄の区間T1には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは前記零電圧を選択し、前記区間T1が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T2には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択し、前記次の同期信号が出力された後、前記比較回路が動作する迄の区間T3には、第1の切替スイッチでは前記零電圧を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択するためのシーケンス制御を行うシーケンス制御回路と、前記区間T2から区間T3までの経過時間を計測し、この計測値に基づく値を前記区間T1から区間T2迄の前記出力電圧の平均値として出力する基準電圧入力時間計測カウンタとを備えてなる電力変換システムの電圧検出装置を用いたことを特徴とする。
2nd invention is the said power conversion system,
A first changeover switch that selects and outputs either a value based on the output voltage of the intermediate connection point of the upper and lower arms or the zero voltage; and the intermediate connection point when the upper arm is on. A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage corresponding to a value based on the output voltage, a second changeover switch that selects and outputs either the reference voltage or the zero voltage, and an output value of the first changeover switch A subtracting circuit for subtracting the output value of the second changeover switch from the output, an integrating circuit for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit, and detecting that the integral calculation value has reached the zero voltage. A comparison circuit that outputs the synchronization signal, a synchronization signal generation circuit that generates a synchronization signal based on the start point for each start point of the carrier wave, a down counter that down-counts one period of the synchronization signal, and a value of the down counter The voltage command value and In a time adjustment circuit that outputs at the intersection, and a section T1 from when the synchronization signal is generated until the time adjustment circuit outputs, the first changeover switch selects a value based on the intermediate connection point and a second value. The selector switch selects the zero voltage, and after the section T1 is finished, the first selector switch selects a value based on the intermediate connection point until the next synchronization signal is generated. The second changeover switch selects the reference voltage, and after the next synchronization signal is output, the first changeover switch selects the zero voltage and the first changeover switch during the period T3 until the comparison circuit operates. 2 is a sequence control circuit for performing sequence control for selecting a reference voltage, and an elapsed time from the section T2 to the section T3 is measured, and a value based on the measured value is set as the section T2. Characterized by using a voltage detecting device for a power conversion system comprising a reference voltage input time measuring counter to output as an average value of the output voltage up interval T2 from.

第3の発明は、前記電力変換システムにおいて、
前記上,下アームの中間接続点の出力電圧に基づく値と前記零電圧の何れかを選択して出力する第1の切替スイッチと、前記上アームがオンしているときの前記中間接続点の出力電圧に基づく値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、該基準電圧と前記零電圧の何れかを選択して出力する第2の切替スイッチと、第1の切替スイッチの出力値から第2の切替スイッチの出力値を減算して出力する減算回路と、減算回路の出力値を積分演算して出力する積分回路と、該積分演算値が前記零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路と、前記中間接続点の出力電圧の変化から上アームがオンしてことを検出して出力するレベル検出手段と、前記搬送波の開始点毎に該開始点に基づく同期信号を発生する同期信号発生回路と、該同期信号が発せられてからレベル検出手段が出力する迄の計測時間に基づく時間が経過したときに出力する時間調整カウンタと、前記同期信号が発せられてから時間調整カウンタが出力を発する迄の区間T1には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは零電圧を選択し、前記区間T1が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T2には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択し、前記次の同期信号が出力された後、前記比較回路が動作する迄の区間T3には、第1の切替スイッチでは前記零電圧を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択するためのシーケンス制御を行うシーケンス制御回路と、前記区間T2から区間T3までの経過時間を計測し、この計測値に基づく値を前記区間T1から区間T2迄の前記出力電圧の平均値として出力する基準電圧入力時間計測カウンタとを備えてなる電力変換システムの電圧検出装置を用いたことを特徴とする。
3rd invention is the said power conversion system,
A first changeover switch that selects and outputs either a value based on the output voltage of the intermediate connection point of the upper and lower arms or the zero voltage; and the intermediate connection point when the upper arm is on. A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage corresponding to a value based on the output voltage, a second changeover switch that selects and outputs either the reference voltage or the zero voltage, and an output value of the first changeover switch A subtracting circuit for subtracting the output value of the second changeover switch from the output, an integrating circuit for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit, and detecting that the integral calculation value has reached the zero voltage. A comparison circuit that outputs the signal, level detection means that detects and outputs that the upper arm is turned on from a change in the output voltage of the intermediate connection point, and a synchronization signal based on the start point for each start point of the carrier wave. A synchronizing signal generating circuit for generating the same A time adjustment counter that is output when a time based on a measurement time from when the signal is issued until the level detection means outputs, and a section T1 from when the synchronization signal is issued until the time adjustment counter outputs. The first changeover switch selects a value based on the intermediate connection point and the second changeover switch selects the zero voltage, and after the interval T1 is completed, the interval until the next synchronization signal is generated. At T2, the first changeover switch selects a value based on the intermediate connection point, the second changeover switch selects the reference voltage, and after the next synchronization signal is output, the comparison circuit operates. In the interval T3, a sequence control circuit for performing sequence control for selecting the zero voltage in the first changeover switch and selecting the reference voltage in the second changeover switch; A power comprising a reference voltage input time measurement counter that measures an elapsed time from the section T2 to the section T3 and outputs a value based on the measured value as an average value of the output voltage from the section T1 to the section T2. The voltage detection device of the conversion system is used.

第4の発明は、前記第1〜第3の発明の電力変換システムの電圧検出装置において、
前記同期信号発生回路に代えて、前記レベル検出手段の出力に基づいて同期信号を推定演算して出力する同期信号推定手段を備えたことを特徴とする。
4th invention is the voltage detection apparatus of the power conversion system of the said 1st-3rd invention,
Instead of the synchronization signal generation circuit, a synchronization signal estimation means for estimating and outputting a synchronization signal based on the output of the level detection means is provided.

この発明によれば、所謂、二重積分形A/D変換方法を用いることにより、前記電力変換システムを構成する直流電源の直流電圧の変動および上,下アームそれぞれの通電電流による電圧降下の変動を考慮ししつ、PWM制御を行う際の1搬送波周期の電圧平均値を高精度に得ることができる。   According to the present invention, by using the so-called double integral type A / D conversion method, the fluctuation of the DC voltage of the DC power source constituting the power conversion system and the fluctuation of the voltage drop due to the energization currents of the upper and lower arms are respectively. In consideration of the above, it is possible to obtain a voltage average value of one carrier cycle when performing PWM control with high accuracy.

図1は、この発明の第1の実施例を示す電力変換システムとしてのPWMインバータの電圧検出装置の回路構成図であり、この図において、図16に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付している。   FIG. 1 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device for a PWM inverter as a power conversion system showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same function as that of the conventional configuration shown in FIG. 16 is shown. Are denoted by the same reference numerals.

すなわち、PWMインバータ10aが図16に示したPWMインバータ10と異なる点は、直流電源12の陰極側が基準電位としての零電圧に接続されていることである。   That is, the PWM inverter 10a is different from the PWM inverter 10 shown in FIG. 16 in that the cathode side of the DC power supply 12 is connected to a zero voltage as a reference potential.

また、このPWMインバータ10aの電圧検出装置30にはインバータ回路11を構成する上,下アームの中間接続点の電圧をこの電圧検出装置が動作するのに好適な所望の値に分圧して出力する分圧回路31と、前記分圧電圧と零電圧の何れかを選択して出力する切替スイッチ32と、前記上アームがオンしているときの前記分圧電圧(Vd)に対応した基準電圧(Vref、Vd≧Vref)を生成する基準電圧生成回路33と、前記基準電圧と零電圧の何れかを選択して出力する切替スイッチ34と、切替スイッチ32の出力値から切替スイッチ34の出力値を減算して出力する減算回路35と、減算回路35の出力値を積分演算して出力する積分回路36と、前記積分演算値が零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路37と、前記分圧電圧の変化から前記上アームがオンしてことを検出して出力するために、図示の如く、しきい値電圧と比較回路とからなるレベル検出手段38と、同期信号発生回路39と、シーケンス制御回路40と、基準電圧入力時間計測カウンタ41とを備えている。   In addition, the voltage detection device 30 of the PWM inverter 10a constitutes the inverter circuit 11, and outputs the voltage at the intermediate connection point of the lower arm to a desired value suitable for the operation of the voltage detection device. A voltage dividing circuit 31, a changeover switch 32 that selects and outputs either the divided voltage or the zero voltage, and a reference voltage (Vd) corresponding to the divided voltage (Vd) when the upper arm is on. Vref, Vd ≧ Vref), a changeover switch 34 for selecting and outputting either the reference voltage or zero voltage, and an output value of the changeover switch 34 from the output value of the changeover switch 32. A subtracting circuit 35 for subtracting and outputting; an integrating circuit 36 for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit 35; and a comparing circuit 37 for detecting and outputting that the integral computing value has reached zero voltage; In order to detect and output that the upper arm is turned on from the change of the divided voltage, as shown in the figure, a level detection means 38 comprising a threshold voltage and a comparison circuit, a synchronization signal generation circuit 39, and A sequence control circuit 40 and a reference voltage input time measurement counter 41 are provided.

この電圧検出装置30の動作を、図2〜図4を参照しつつ、以下に説明する。   The operation of the voltage detection device 30 will be described below with reference to FIGS.

図2は、PWMインバータ10aにおけるPWM制御および同期信号発生回路39の動作を説明する波形図である。   FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the PWM control and synchronization signal generating circuit 39 in the PWM inverter 10a.

すなわち、三角波発生手段14が出力する三角波の搬送波(破線)と電圧指令値生成手段13が出力する電圧指令値(一点鎖線)との比較演算を比較回路15が行い、この比較演算結果に基づいて前記上アーム,下アームそれぞれへの駆動信号を出力することにより上,下アームの中間接続点からの出力電圧は図示の実線にようになる。このとき、上アームがオン、下アームがオフの状態では直流電源12が出力する直流電圧Edcから上アームでの電圧降下を引いた電圧レベルとなり、また、上アームがオフ、下アームがオンの状態では前記零電圧に下アームでの電圧降下を上乗せした電圧レベルとなる。   That is, the comparison circuit 15 performs a comparison operation between the triangular wave carrier wave (broken line) output from the triangular wave generation unit 14 and the voltage command value (one-dot chain line) output from the voltage command value generation unit 13, and based on the comparison calculation result. By outputting drive signals to the upper arm and the lower arm, the output voltage from the intermediate connection point of the upper and lower arms is as shown by the solid line in the figure. At this time, when the upper arm is on and the lower arm is off, the voltage level is obtained by subtracting the voltage drop at the upper arm from the DC voltage Edc output from the DC power supply 12, and the upper arm is off and the lower arm is on. In the state, the voltage level is obtained by adding the voltage drop at the lower arm to the zero voltage.

また、同期信号発生回路39では、図示の如く、三角波発生手段14が出力する三角波の開始点毎にパルス状の電圧を同期信号として出力する。   Further, as shown in the figure, the synchronizing signal generating circuit 39 outputs a pulse voltage as a synchronizing signal for each starting point of the triangular wave output from the triangular wave generating means 14.

図3は、上述のPWM制御における前記上アームのオン期間が比較的短い状態(低デューティー比)での電圧検出装置30の動作を説明する波形図である。   FIG. 3 is a waveform diagram for explaining the operation of the voltage detection device 30 in a state where the ON period of the upper arm is relatively short (low duty ratio) in the PWM control described above.

すなわち、シーケンス制御回路40では、先ず、同期信号発生回路39から同期信号が発せられてからレベル検出手段38が出力を発する迄の区間T1には、切替スイッチ32は分圧回路31の分圧電圧を選択すると共に切替スイッチ34は前記零電圧を選択する指令を送出し、次に、レベル検出手段38が出力している区間T2及び該区間T2が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T3には、切替スイッチ32は前記分圧電圧を選択すると共に切替スイッチ34では基準電圧を選択する指令を送出し、次に、前記次の同期信号が出力された後、比較回路37が動作する迄の区間T4には、切替スイッチ32は前記零電圧を選択すると共に切替スイッチ34は基準電圧を選択する指令を送出することにより、切替スイッチ32,切替スイッチ34,減算回路35それぞれの出力電圧は図示のように変化し、従って、積分回路36の出力も図示のように変化する。また、基準入力時間計測カウンタ41ではシーケンス制御回路40からの指令により前記区間T2及び区間T4の合計経過時間(t1)を計測する。   That is, in the sequence control circuit 40, first, in the section T1 from when the synchronization signal is generated from the synchronization signal generation circuit 39 to when the level detection means 38 outputs, the changeover switch 32 is divided voltage of the voltage dividing circuit 31. And the changeover switch 34 sends a command to select the zero voltage, and then, after the section T2 output by the level detecting means 38 and the section T2 is finished, until the next synchronization signal is issued. In period T3, the changeover switch 32 selects the divided voltage and the changeover switch 34 sends a command to select a reference voltage. Next, after the next synchronization signal is output, the comparison circuit 37 In the interval T4 until the operation, the change-over switch 32 selects the zero voltage and the change-over switch 34 sends a command for selecting the reference voltage. Replacement switch 34, respective output voltage subtraction circuit 35 changes as shown, thus, changes as shown the output of the integrating circuit 36. The reference input time measurement counter 41 measures the total elapsed time (t1) of the section T2 and the section T4 according to a command from the sequence control circuit 40.

このとき、前記時間(t1)と搬送波の1周期(tCYCLE)と、前記上アームがオンしているときの前記分圧電圧(Vd)の電圧平均値(Vave)との間には下記数1式の関係がある。
[数1]
Vave・tCYCLE=Vref・t1
すなわち、Vave=Vref(t1/tCYCLE)として求めることができる。
At this time, the following number is present between the time (t1), one cycle of the carrier wave (t CYCLE ), and the voltage average value (Vave) of the divided voltage (Vd) when the upper arm is on. There is one set of relationships.
[Equation 1]
Vave · t CYCLE = Vref · t1
That is, Vave = Vref (t1 / t CYCLE ) can be obtained.

上述の如く、Vaveを導出することにより、PWMインバータ10aを構成する直流電源12が出力する直流電圧の変動およびインバータ回路11の上,下アームそれぞれの通電電流による電圧降下の変動を考慮ししつ、PWM制御を行う際の1搬送波周期の電圧平均値を高精度に得ることができる。また、レベル検出手段38が動作している区間T2では分圧電圧(Vd)から基準電圧(Vref)を減算した値が積分回路36に入力されていることから、区間T3が終了時の積分回路37の電圧上昇を低く抑えることができ、従って、区間T4の時間、すなわち、1搬送波周期経過後に積分回路36の出力が零電圧に至る迄の時間も僅かにすることができる。   As described above, by deriving Vave, the fluctuation of the DC voltage output from the DC power supply 12 constituting the PWM inverter 10a and the fluctuation of the voltage drop due to the energization currents of the upper and lower arms of the inverter circuit 11 are taken into consideration. The voltage average value of one carrier wave period when performing PWM control can be obtained with high accuracy. Further, since the value obtained by subtracting the reference voltage (Vref) from the divided voltage (Vd) is input to the integration circuit 36 in the section T2 in which the level detection means 38 is operating, the integration circuit at the end of the section T3. Thus, the voltage rise of 37 can be suppressed to a low level, and therefore the time for the interval T4, that is, the time until the output of the integrating circuit 36 reaches zero voltage after the lapse of one carrier wave period can also be reduced.

図4は、上述のPWM制御における前記上アームのオン期間が比較的長い状態(高デューティー比)での電圧検出装置30の動作を説明する波形図である。   FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the voltage detection device 30 in a state where the ON period of the upper arm is relatively long (high duty ratio) in the PWM control described above.

このときの電圧検出装置30の挙動は上述の図3で述べた挙動と同様であるので、ここではその説明を省略するが、このときにも、レベル検出手段38が動作している区間T2では分圧電圧(Vd)から基準電圧(Vref)を減算した値が積分回路36に入力されていることから、区間T3が終了時の積分回路37の電圧上昇を低く抑えることができ、従って、区間T4の時間、すなわち、1搬送波周期経過後に積分回路36の出力が零電圧に至る迄の時間も僅かにすることができる。   Since the behavior of the voltage detection device 30 at this time is the same as the behavior described with reference to FIG. 3, the description thereof is omitted here, but at this time also in the section T2 in which the level detection means 38 is operating. Since the value obtained by subtracting the reference voltage (Vref) from the divided voltage (Vd) is input to the integration circuit 36, the voltage increase of the integration circuit 37 at the end of the section T3 can be suppressed low. The time until T4, that is, the time until the output of the integrating circuit 36 reaches zero voltage after one carrier cycle elapses, can also be made small.

図5は、この発明の第2の実施例を示す電力変換システムとしてのPWMインバータの電圧検出装置の回路構成図であり、この図において、図1に示した電圧検出装置30と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。   FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device for a PWM inverter as a power conversion system showing a second embodiment of the present invention. In this figure, the voltage detection device 30 has the same function as the voltage detection device 30 shown in FIG. Components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.

すなわち、図5に示した電圧検出装置50では、図1に示したレベル検出手段38に代えてダウンカウンタ51と時間調整回路52とを備え、また、シーケンス制御回路40に代えてシーケンス制御回路53を備えている。   That is, the voltage detection device 50 shown in FIG. 5 includes a down counter 51 and a time adjustment circuit 52 in place of the level detection means 38 shown in FIG. 1, and a sequence control circuit 53 in place of the sequence control circuit 40. It has.

この電圧検出装置50の動作を、図6〜図8を参照しつつ、以下に説明する。   The operation of the voltage detection device 50 will be described below with reference to FIGS.

図6は、ダウンカウンタ51と時間調整回路52の動作を説明する波形図である。   FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the operation of the down counter 51 and the time adjustment circuit 52.

このダウンカウンタ51は前記搬送波のピーク値(図2参照)に対応する値を初期値とし、次の同期信号が発せられる直前に零となるようにダウンカウントする。このとき、時間調整回路52では前記カウンタ値(実線)とPWMインバータ10aの電圧指令値生成手段13からの電圧指令値(一点鎖線)との交点毎に図示の如くバルス状の電圧を出力する。従って、このパルス状の電圧が発生するタイミングは前記電圧指令値に対応したタイミングとなっている。   The down counter 51 uses a value corresponding to the peak value of the carrier wave (see FIG. 2) as an initial value, and counts down to zero immediately before the next synchronization signal is generated. At this time, the time adjustment circuit 52 outputs a pulse-like voltage at each intersection of the counter value (solid line) and the voltage command value (one-dot chain line) from the voltage command value generation means 13 of the PWM inverter 10a as shown in the figure. Therefore, the timing at which this pulse voltage is generated is a timing corresponding to the voltage command value.

図7は、上述のPWM制御における前記上アームのオン期間が比較的短い状態(低デューティー比)での電圧検出装置50の動作を説明する波形図である。   FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of the voltage detection device 50 in a state where the ON period of the upper arm is relatively short (low duty ratio) in the PWM control described above.

すなわち、シーケンス制御回路53では、先ず、同期信号発生回路39からの同期信号が発せられてから時間調整回路52が出力を発する迄の区間T1には、切替スイッチ32は分圧回路31の分圧電圧を選択すると共に切替スイッチ34は前記零電圧を選択する指令を送出し、前記区間T1が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T2には、切替スイッチ32は前記分圧電圧を選択すると共に切替スイッチ34は基準電圧を選択する指令を送出し、前記次の同期信号が出力された後、比較回路37が動作する迄の区間T3には、切替スイッチ32は前記零電圧を選択すると共に切替スイッチ34は基準電圧を選択する指令を送出することにより、切替スイッチ32,切替スイッチ34,減算回路35それぞれの出力電圧は図示のように変化し、従って、積分回路36の出力も図示のように変化する。また、基準入力時間計測カウンタ41ではシーケンス制御回路53からの指令により前記区間T2から区間T3迄の合計経過時間(t1)を計測する。   That is, in the sequence control circuit 53, first, in the section T1 from when the synchronization signal is generated from the synchronization signal generation circuit 39 to when the time adjustment circuit 52 outputs, the changeover switch 32 is divided by the voltage dividing circuit 31. The changeover switch 34 sends a command to select the zero voltage while selecting the voltage, and the changeover switch 32 is set to the divided voltage in the interval T2 until the next synchronization signal is issued after the interval T1 ends. And the changeover switch 34 sends a command to select a reference voltage, and the changeover switch 32 reduces the zero voltage during a period T3 until the comparison circuit 37 operates after the next synchronization signal is output. When the selection switch 34 sends a command for selecting a reference voltage, the output voltages of the changeover switch 32, changeover switch 34, and subtraction circuit 35 are shown in the figure. Uni changed, thus, changes as shown the output of the integrating circuit 36. The reference input time measurement counter 41 measures the total elapsed time (t1) from the section T2 to the section T3 in response to a command from the sequence control circuit 53.

この時間(t1)により、前記数1式を用いて前記Vaveを導出することで、PWMインバータ10aを構成する直流電源12が出力する直流電圧の変動およびインバータ回路11の上,下アームそれぞれの通電電流による電圧降下の変動を考慮ししつ、PWM制御を行う際の1搬送波周期の電圧平均値を高精度に得ることができる。また、時間調整回路52が動作を開始した後の区間T2では、ほぼ基準電圧(Vref)の逆極性の電圧が積分回路36に入力されていることから、区間T3の時間、すなわち、1搬送波周期経過後に積分回路36の出力が零電圧に至る迄の時間も僅かにすることができる。さらに、電圧検出装置30に比して、基準電圧入力時間計測カウンタ41は1回の計測動作を行うだけで前記時間(t1)を得ることができる。   Based on this time (t1), by deriving the Vave using the equation (1), the fluctuation of the DC voltage output from the DC power supply 12 constituting the PWM inverter 10a and the energization of each of the upper and lower arms of the inverter circuit 11 Taking into account fluctuations in voltage drop due to current, it is possible to obtain a voltage average value of one carrier cycle when performing PWM control with high accuracy. In the section T2 after the operation of the time adjustment circuit 52, a voltage having a polarity substantially opposite to the reference voltage (Vref) is input to the integration circuit 36. Therefore, the time of the section T3, that is, one carrier cycle After the elapse of time, the time until the output of the integrating circuit 36 reaches zero voltage can also be reduced. Further, as compared with the voltage detection device 30, the reference voltage input time measurement counter 41 can obtain the time (t1) by performing only one measurement operation.

図8は、上述のPWM制御における前記上アームのオン期間が比較的長い状態(高デューティー比)での電圧検出装置50の動作を説明する波形図である。   FIG. 8 is a waveform diagram for explaining the operation of the voltage detection device 50 in a state where the ON period of the upper arm is relatively long (high duty ratio) in the PWM control described above.

このときの電圧検出装置50の挙動は上述の図7で述べた挙動と同様であるので、ここではその説明を省略するが、このときには、時間調整回路52が出力動作を開始した後の区間T2では分圧電圧(Vd)から基準電圧(Vref)を減算した値が積分回路36に入力されていることから、区間T2が終了時の積分回路37の電圧上昇を低く抑えることができ、従って、区間T3の時間、すなわち、1搬送波周期経過後に積分回路36の出力が零電圧に至る迄の時間は僅かにすることができる。   Since the behavior of the voltage detection device 50 at this time is the same as the behavior described in FIG. 7, the description thereof is omitted here. In this case, the interval T2 after the time adjustment circuit 52 starts the output operation. Then, since the value obtained by subtracting the reference voltage (Vref) from the divided voltage (Vd) is input to the integration circuit 36, the voltage increase of the integration circuit 37 at the end of the section T2 can be suppressed low. The time during the section T3, that is, the time until the output of the integrating circuit 36 reaches zero voltage after one carrier cycle elapses can be made small.

なお、電圧検出装置50に対する図7,図8の説明は、PWM制御の際の搬送波が図2に示した対称三角波での挙動についてであるが、鋸歯状波などを用いることもできる。   7 and 8 with respect to the voltage detection device 50 is about the behavior of the carrier wave at the time of PWM control with the symmetrical triangular wave shown in FIG. 2, but a sawtooth wave or the like can also be used.

図9は、この発明の第3の実施例を示す電力変換システムとしてのPWMインバータの電圧検出装置の回路構成図であり、この図において、図1に示した電圧検出装置30と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。   FIG. 9 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device for a PWM inverter as a power conversion system showing a third embodiment of the present invention, and in this figure, has the same function as the voltage detection device 30 shown in FIG. Components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.

すなわち、図9に示した電圧検出装置60では、図1に示した電圧検出装置30の構成に時間調整カウンタ61が付加され、また、シーケンス制御回路40に代えてシーケンス制御回路62を備えている。   That is, in the voltage detection device 60 shown in FIG. 9, a time adjustment counter 61 is added to the configuration of the voltage detection device 30 shown in FIG. 1, and a sequence control circuit 62 is provided instead of the sequence control circuit 40. .

この電圧検出装置60の動作を、図10〜図12を参照しつつ、以下に説明する。   The operation of the voltage detection device 60 will be described below with reference to FIGS.

図10は、時間調整カウンタ61の動作を説明する波形図である。   FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the operation of the time adjustment counter 61.

この図においては、1搬送波周期の中間点に対して非対称な三角波の場合も考慮して図示のような鋸歯状の三角波を搬送波としている。   In this figure, a sawtooth triangular wave as shown in the figure is used as a carrier in consideration of a triangular wave asymmetric with respect to the midpoint of one carrier wave period.

このとき、同期信号発生回路39より同期信号が発せられたときから前記搬送波の谷に至る迄の時間をaとし、前記同期信号からレベル検出手段38が出力する迄の時間t0とすると、前記aからt0を減算した値をxとすると、x/aはレベル検出手段38が動作している時間tPULSEと搬送波の1周期時間tCYCLEとの比率(tPULSE/tCYCLE)に対応しているので、下記数2式が得られる。
[数2]
PULSE={(a−t0)/a}・tCYCLE
また、前記aはこの種のPWMインバータにおいては既知数であり、前記基準電圧Vrefと分圧電圧Vdとから、時間調整カウンタ61では前記t0を計測し、その後、前記同期信号が発せられてから下記数3式で得られるtDELAY時間のタイミングでパルス状の電圧を出力する。
[数3]
DELAY=tCYCLE−tPULSE(Vd/Vref)
このPWMインバータ10aでは、PWM制御の際に対称三角波をその搬送波としていることから前記aは0.5tCYCLEとなり、また、Vd≒Vrefと設定していることから、この条件を前記数3式に代入すると、tDELAY≒2t0となることから、時間調整カウンタ61では2t0になった時点で出力するようにしている。
At this time, if the time from when the synchronizing signal is generated by the synchronizing signal generating circuit 39 to the valley of the carrier wave is a, and the time t0 from the synchronizing signal to the output of the level detecting means 38, the a X / a corresponds to the ratio (t PULSE / t CYCLE ) between the time t PULSE in which the level detection means 38 is operating and the one cycle time t CYCLE of the carrier wave. Therefore, the following formula 2 is obtained.
[Equation 2]
t PULSE = {(a−t0) / a} · t CYCLE
The a is a known number in this type of PWM inverter, and the time adjustment counter 61 measures the t0 from the reference voltage Vref and the divided voltage Vd, and then the synchronization signal is generated. A pulsed voltage is output at the timing of t DELAY time obtained by the following equation (3).
[Equation 3]
t DELAY = t CYCLE -t PULSE (Vd / Vref)
In this PWM inverter 10a, since a symmetrical triangular wave is used as the carrier wave during PWM control, a is 0.5t CYCLE , and Vd≈Vref is set. When substituting, t DELAY ≈ 2t0, so that the time adjustment counter 61 outputs when it becomes 2t0.

図11は、上述のPWM制御における前記上アームのオン期間が比較的短い状態(低デューティー比)での電圧検出装置60の動作を説明する波形図である。   FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the operation of the voltage detection device 60 in a state where the ON period of the upper arm is relatively short (low duty ratio) in the PWM control described above.

すなわち、シーケンス制御回路62では、先ず、同期信号発生回路39からの同期信号が発せられてから時間調整カウンタ61が図示の如く2t0時間経過して出力を発する迄の区間T1には、切替スイッチ32は分圧回路31の分圧電圧を選択すると共に切替スイッチ34は前記零電圧を選択する指令を送出し、前記区間T1が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T2には、切替スイッチ32は前記分圧電圧を選択すると共に切替スイッチ34は基準電圧を選択する指令を送出し、前記次の同期信号が出力された後、比較回路37が動作する迄の区間T3には、切替スイッチ32は前記零電圧を選択すると共に切替スイッチ34は基準電圧を選択する指令を送出することにより、切替スイッチ32,切替スイッチ34,減算回路35それぞれの出力電圧は図示のように変化し、従って、積分回路36の出力も図示のように変化する。また、基準入力時間計測カウンタ41ではシーケンス制御回路53からの指令により前記区間T2から区間T3迄の合計経過時間(t1)を計測する。   That is, in the sequence control circuit 62, first, the changeover switch 32 is provided in a section T1 from when the synchronization signal from the synchronization signal generation circuit 39 is issued until the time adjustment counter 61 outputs 2t0 time as shown in the figure. Selects the divided voltage of the voltage dividing circuit 31 and the changeover switch 34 sends a command to select the zero voltage. After the section T1 is finished, the section T2 until the next synchronization signal is issued The changeover switch 32 selects the divided voltage and the changeover switch 34 sends a command for selecting a reference voltage. After the next synchronization signal is output, the section T3 until the comparison circuit 37 operates is The change-over switch 32 selects the zero voltage and the change-over switch 34 sends out a command for selecting the reference voltage. 35 Each of the output voltage changes as shown, thus, changes as the output also shown in the integrating circuit 36. The reference input time measurement counter 41 measures the total elapsed time (t1) from the section T2 to the section T3 in response to a command from the sequence control circuit 53.

この時間(t1)により、前記数1式を用いて前記Vaveを導出することで、PWMインバータ10aを構成する直流電源12が出力する直流電圧の変動およびインバータ回路11の上,下アームそれぞれの通電電流による電圧降下の変動を考慮ししつ、PWM制御を行う際の1搬送波周期の電圧平均値を高精度に得ることができる。また、時間調整カウンタ61が動作を開始した後の区間T2では、ほぼ基準電圧(Vref)の逆極性の電圧が積分回路36に入力されていることから、区間T3の時間、すなわち、1搬送波周期経過後に積分回路36の出力が零電圧に至る迄の時間も僅かにすることができる。また、電圧検出装置30に比して、基準電圧入力時間計測カウンタ41は1回の計測動作を行うだけで前記時間(t1)を得ることができる。   Based on this time (t1), by deriving the Vave using the equation (1), the fluctuation of the DC voltage output from the DC power supply 12 constituting the PWM inverter 10a and the energization of each of the upper and lower arms of the inverter circuit 11 Taking into account fluctuations in voltage drop due to current, it is possible to obtain a voltage average value of one carrier cycle when performing PWM control with high accuracy. In the section T2 after the operation of the time adjustment counter 61, a voltage having a polarity substantially opposite to the reference voltage (Vref) is input to the integration circuit 36. Therefore, the time in the section T3, that is, one carrier cycle After the elapse of time, the time until the output of the integrating circuit 36 reaches zero voltage can also be reduced. Further, as compared with the voltage detection device 30, the reference voltage input time measurement counter 41 can obtain the time (t1) by performing only one measurement operation.

図12は、上述のPWM制御における前記上アームのオン期間が比較的長い状態(高デューティー比)での電圧検出装置60の動作を説明する波形図である。   FIG. 12 is a waveform diagram for explaining the operation of the voltage detection device 60 in a state where the ON period of the upper arm is relatively long (high duty ratio) in the PWM control described above.

このときの電圧検出装置60の挙動は上述の図11で述べた挙動と同様であるので、ここではその説明を省略するが、このときには、時間調整回路カウンタ61が出力動作を開始した後の区間T2では分圧電圧(Vd)から基準電圧(Vref)を減算した値が積分回路36に入力されていることから、区間T2が終了時の積分回路37の電圧上昇を低く抑えることができ、従って、区間T3の時間、すなわち、1搬送波周期経過後に積分回路36の出力が零電圧に至る迄の時間は僅かにすることができる。   Since the behavior of the voltage detection device 60 at this time is the same as the behavior described in FIG. 11 described above, the description thereof is omitted here, but at this time, the interval after the time adjustment circuit counter 61 starts the output operation Since the value obtained by subtracting the reference voltage (Vref) from the divided voltage (Vd) is input to the integration circuit 36 at T2, the voltage increase of the integration circuit 37 at the end of the section T2 can be suppressed low. The period T3, that is, the time until the output of the integrating circuit 36 reaches zero voltage after one carrier cycle elapses can be made small.

図13は、この発明の第4の実施例を示す電力変換システムとしてのPWMインバータの電圧検出装置の回路構成図であり、この図において、図1に示した電圧検出装置30と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。   FIG. 13 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device of a PWM inverter as a power conversion system showing a fourth embodiment of the present invention, and in this figure, has the same function as the voltage detection device 30 shown in FIG. Components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted here.

すなわち、図13に示した電圧検出装置30aでは、図1に示した同期信号発生回路39に代えて同期信号推定手段42を備えている。   That is, the voltage detection device 30a shown in FIG. 13 includes synchronization signal estimation means 42 instead of the synchronization signal generation circuit 39 shown in FIG.

この同期信号推定手段42の動作を、図14,図15を参照しつつ、以下に説明する。   The operation of the synchronization signal estimating means 42 will be described below with reference to FIGS.

図14は、同期信号推定手段42の詳細回路構成図を示し、この同期信号推定手段42にはレベル変化時間計測カウンタ42aと、記憶レジスタ42bと、演算制御回路42cと、同期信号生成カウンタ42dとを備えている。   FIG. 14 shows a detailed circuit configuration diagram of the synchronization signal estimation means 42. The synchronization signal estimation means 42 includes a level change time measurement counter 42a, a storage register 42b, an arithmetic control circuit 42c, and a synchronization signal generation counter 42d. It has.

また図15は、図14に示した同期信号推定手段42の動作を説明する波形図であり、先ず、電圧検出装置30aを起動させた後の時刻Tsからレベル検出手段38が動作を開始する迄の時間t1をレベル変化時間計測カウンタ42aで計測し、この計測値を記憶レジスタ42bに記憶させ、引き続いて前記時刻Tsからレベル検出手段38が動作を終了したとき迄の時間t2をレベル変化時間計測カウンタ42aで計測し、この計測値を記憶レジスタ42bに記憶させ、さらに引き続いて前記時刻Tsからレベル検出手段38が再度動作を開始する迄の時間t3をレベル変化時間計測カウンタ42aで計測し、この計測値を記憶レジスタ42bに記憶させ、引き続いて前記時刻Tsからレベル検出手段38が再度動作を終了したとき迄の時間t4をレベル変化時間計測カウンタ42aで計測し、この計測値を記憶レジスタ42bに記憶させる。   FIG. 15 is a waveform diagram for explaining the operation of the synchronization signal estimating means 42 shown in FIG. 14. First, from the time Ts after the voltage detecting device 30a is activated until the level detecting means 38 starts its operation. The time t1 is measured by the level change time measurement counter 42a, the measured value is stored in the storage register 42b, and the time t2 from the time Ts until the level detecting means 38 finishes the operation is measured. Measured by the counter 42a, this measured value is stored in the storage register 42b, and subsequently the time t3 from the time Ts until the level detecting means 38 starts to operate again is measured by the level change time measuring counter 42a. The measured value is stored in the storage register 42b, and the time from the time Ts to the time when the level detecting means 38 finishes the operation again. The t4 measured by the level change time measuring counter 42a, and stores the measured value in the storage register 42b.

次に、前記時間t4が取得できた時点で演算制御回路42cでは前記時間t1,t2,t3,t4から前記搬送波の中間点に当たる時間ta,tbを下記数式により算出する。
[数4]
ta=(t1+t2)/2
[数5]
tb=(t3+t4)/2
上記数式より1搬送波周期時間の推定値tCYCLE#はtb−taとなり、従って、その次の搬送波の開始時刻は、前記時刻Tsから下記数式で示す時間t5を経過した時点となる。
[数6]
t5=t+(1/2)tCYCLE#
すなわち、同期信号生成カウンタ42dでは前記時間t5より、推定値tCYCLE#毎に同期信号を出力する。
Next, when the time t4 can be obtained, the arithmetic control circuit 42c calculates the times ta and tb corresponding to the intermediate point of the carrier wave from the times t1, t2, t3 and t4 by the following mathematical formula.
[Equation 4]
ta = (t1 + t2) / 2
[Equation 5]
tb = (t3 + t4) / 2
From the above formula, the estimated value t CYCLE # of one carrier cycle time is tb-ta, and therefore the start time of the next carrier wave is the time when the time t5 shown in the following formula has elapsed from the time Ts.
[Equation 6]
t5 = t + (1/2) t CYCLE #
That is, the synchronization signal generation counter 42d outputs a synchronization signal for each estimated value t CYCLE # from the time t5.

この電圧検出装置30aの動作は先述の電圧検出装置30と同様であるので、ここではその説明を省略する。   Since the operation of the voltage detection device 30a is the same as that of the voltage detection device 30 described above, the description thereof is omitted here.

なお、同期信号推定手段42はこの電圧検出装置30aが動作中に、適宜、上述の検出・演算を行うことにより推定誤差を補うことができる。また、先述の第2,第3の実施例回路においても、同期信号発生回路39に代えて図14に示した同期信号推定手段42を備えることができる。   The synchronization signal estimating means 42 can compensate for the estimation error by appropriately performing the above-described detection / calculation while the voltage detection device 30a is operating. Also in the above-described second and third embodiments, the synchronization signal estimating means 42 shown in FIG. 14 can be provided in place of the synchronization signal generating circuit 39.

さらに上述の実施例では、各アームをIGBTとダイオードの逆並列回路で構成した回路構成で説明をしたが、自己消弧形半導体素子とダイオードとを直列接続したものの逆並列回路、または逆阻止形半導体素子の逆並列回路を各アームに用いた電力変換システムにおいても、この発明の電圧検出装置を使用することが可能である。   Further, in the above-described embodiment, each arm is described as a circuit configuration including an IGBT and a diode anti-parallel circuit. However, an anti-parallel circuit or an anti-blocking type in which a self-extinguishing semiconductor element and a diode are connected in series. The voltage detection device of the present invention can also be used in a power conversion system using an antiparallel circuit of semiconductor elements for each arm.

この発明の第1の実施例を示す電圧検出装置の回路構成図1 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device showing a first embodiment of the present invention. 図1に示した同期信号発生回路の動作波形図Operation waveform diagram of the synchronizing signal generating circuit shown in FIG. 図1の動作を説明する波形図Waveform diagram explaining the operation of FIG. 図1の動作を説明する波形図Waveform diagram explaining the operation of FIG. この発明の第2の実施例を示す電圧検出装置の回路構成図FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device showing a second embodiment of the present invention. 図5に示したダウンカウンタ,時間調整回路の動作波形図Operation waveform diagram of down counter and time adjustment circuit shown in FIG. 図5の動作を説明する波形図Waveform diagram explaining the operation of FIG. 図5の動作を説明する波形図Waveform diagram explaining the operation of FIG. この発明の第3の実施例を示す電圧検出装置の回路構成図FIG. 3 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device showing a third embodiment of the present invention. 図9に示した時間調整カウンタの動作波形図Operation waveform diagram of the time adjustment counter shown in FIG. 図9の動作を説明する波形図Waveform diagram explaining the operation of FIG. 図9の動作を説明する波形図Waveform diagram explaining the operation of FIG. この発明の第4の実施例を示す電圧検出装置の回路構成図FIG. 5 is a circuit configuration diagram of a voltage detection device showing a fourth embodiment of the present invention. 図13に示した同期信号推定手段の詳細回路構成図Detailed circuit configuration diagram of the synchronization signal estimating means shown in FIG. 図14の動作を説明する波形図Waveform diagram for explaining the operation of FIG. 従来例を示す電圧検出装置の回路構成図Circuit diagram of a voltage detection device showing a conventional example

符号の説明Explanation of symbols

10,10a…PWMインバータ、11…直流電源、12…インバータ回路、13…電圧指令値生成手段、14…三角波発生手段、15…比較回路、20…電圧検出装置、21…ホトカプラ回路、22…カウンタ回路、30,30a…電圧検出装置、31…分圧回路、32…切替スイッチ、33…基準電圧生成回路、34…切替スイッチ、35…減算回路、36…積分回路、37…比較回路、38…レベル検出手段、39…同期信号発生回路、40…シーケンス制御回路、41…基準電圧入力時間計測カウンタ、42…同期信号推定手段、50…電圧検出装置、51…ダウンカウンタ、52…時間調整回路、53…シーケンス制御回路、60…電圧検出装置、61…時間調整カウンタ、62…シーケンス制御回路。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,10a ... PWM inverter, 11 ... DC power supply, 12 ... Inverter circuit, 13 ... Voltage command value generation means, 14 ... Triangle wave generation means, 15 ... Comparison circuit, 20 ... Voltage detection device, 21 ... Photo coupler circuit, 22 ... Counter Circuit, 30, 30a ... Voltage detection device, 31 ... Voltage dividing circuit, 32 ... Changeover switch, 33 ... Reference voltage generation circuit, 34 ... Changeover switch, 35 ... Subtraction circuit, 36 ... Integration circuit, 37 ... Comparison circuit, 38 ... Level detection means, 39 ... synchronization signal generation circuit, 40 ... sequence control circuit, 41 ... reference voltage input time measurement counter, 42 ... synchronization signal estimation means, 50 ... voltage detection device, 51 ... down counter, 52 ... time adjustment circuit, 53 ... Sequence control circuit, 60 ... Voltage detection device, 61 ... Time adjustment counter, 62 ... Sequence control circuit.

Claims (4)

自己消弧形半導体素子を直列接続して上,下アームを形成し、この上アームの一端を直流電源の陽極側に接続し、下アームの一端を前記直流電源の陰極側及び基準電位としての零電圧に接続し、PWM制御に基づく信号波(電圧指令値)と搬送波との交点で前記上,下アームそれぞれをオンオフさせることにより、所望の出力電圧を前記上,下アームの中間接続点から得る電力変換システムにおいて、
前記上,下アームの中間接続点の出力電圧に基づく値と前記零電圧の何れかを選択して出力する第1の切替スイッチと、前記上アームがオンしているときの前記中間接続点の出力電圧に基づく値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、該基準電圧と前記零電圧の何れかを選択して出力する第2の切替スイッチと、第1の切替スイッチの出力値から第2の切替スイッチの出力値を減算して出力する減算回路と、減算回路の出力値を積分演算して出力する積分回路と、該積分演算値が前記零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路と、前記中間接続点の出力電圧の変化から上アームがオンしてことを検出して出力するレベル検出手段と、前記搬送波の開始点毎に該開始点に基づく同期信号を発生する同期信号発生回路と、
前記同期信号が発せられてからレベル検出手段が出力を発する迄の区間T1には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは前記零電圧を選択し、前記レベル検出手段が出力している区間T2及び該区間T2が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T3には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択し、前記次の同期信号が出力された後、前記比較回路が動作する迄の区間T4には、第1の切替スイッチでは前記零電圧を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択するためのシーケンス制御を行うシーケンス制御回路と、
前記区間T2及び区間T4の合計経過時間を計測し、この計測値に基づく値を前記区間T1から区間T3迄の前記出力電圧の平均値として出力する基準電圧入力時間計測カウンタとを備えたことを特徴とする電力変換システムの電圧検出装置。
Self-extinguishing semiconductor elements are connected in series to form upper and lower arms, one end of the upper arm is connected to the anode side of the DC power supply, and one end of the lower arm is connected to the cathode side of the DC power supply and a reference potential By connecting to the zero voltage and turning on and off each of the upper and lower arms at the intersection of the signal wave (voltage command value) based on PWM control and the carrier wave, the desired output voltage is changed from the intermediate connection point of the upper and lower arms. In the power conversion system to obtain
A first changeover switch that selects and outputs either a value based on the output voltage of the intermediate connection point of the upper and lower arms or the zero voltage; and the intermediate connection point when the upper arm is on. A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage corresponding to a value based on the output voltage, a second changeover switch that selects and outputs either the reference voltage or the zero voltage, and an output value of the first changeover switch A subtracting circuit for subtracting the output value of the second changeover switch from the output, an integrating circuit for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit, and detecting that the integral calculation value has reached the zero voltage. A comparison circuit that outputs the signal, level detection means that detects and outputs that the upper arm is turned on from a change in the output voltage of the intermediate connection point, and a synchronization signal based on the start point for each start point of the carrier wave. A synchronizing signal generating circuit for generating,
In a section T1 from when the synchronization signal is generated to when the level detecting means outputs an output, the first selector switch selects a value based on the intermediate connection point and the second selector switch selects the zero voltage. In the section T2 output by the level detection means and in the section T3 from when the section T2 ends until the next synchronization signal is generated, the first changeover switch sets a value based on the intermediate connection point. In addition, the reference voltage is selected by the second changeover switch, and the zero voltage is selected by the first changeover switch during the period T4 after the next synchronization signal is output and before the comparison circuit operates. And a sequence control circuit for performing sequence control for selecting a reference voltage in the second changeover switch;
A reference voltage input time measurement counter that measures the total elapsed time of the section T2 and the section T4 and outputs a value based on the measured value as an average value of the output voltage from the section T1 to the section T3. A voltage detection device for a power conversion system.
自己消弧形半導体素子を直列接続して上,下アームを形成し、この上アームの一端を直流電源の陽極側に接続し、下アームの一端を前記直流電源の陰極側及び基準電位としての零電圧に接続し、PWM制御に基づく信号波(電圧指令値)と搬送波との交点で前記上,下アームそれぞれをオンオフさせることにより、所望の出力電圧を前記上,下アームの中間接続点から得る電力変換システムにおいて、
前記上,下アームの中間接続点の出力電圧に基づく値と前記零電圧の何れかを選択して出力する第1の切替スイッチと、前記上アームがオンしているときの前記中間接続点の出力電圧に基づく値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、該基準電圧と前記零電圧の何れかを選択して出力する第2の切替スイッチと、第1の切替スイッチの出力値から第2の切替スイッチの出力値を減算して出力する減算回路と、減算回路の出力値を積分演算して出力する積分回路と、該積分演算値が前記零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路と、前記搬送波の開始点毎に該開始点に基づく同期信号を発生する同期信号発生回路と、該同期信号の1周期間をダウンカウントするダウンカウンタと、このダウンカウンタ値と前記電圧指令値との交点で出力する時間調整回路と、
前記同期信号が発せられてから時間調整回路が出力を発する迄の区間T1には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは前記零電圧を選択し、前記区間T1が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T2には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択し、前記次の同期信号が出力された後、前記比較回路が動作する迄の区間T3には、第1の切替スイッチでは前記零電圧を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択するためのシーケンス制御を行うシーケンス制御回路と、
前記区間T2から区間T3までの経過時間を計測し、この計測値に基づく値を前記区間T1から区間T2迄の前記出力電圧の平均値として出力する基準電圧入力時間計測カウンタとを備えたことを特徴とする電力変換システムの電圧検出装置。
Self-extinguishing semiconductor elements are connected in series to form upper and lower arms, one end of the upper arm is connected to the anode side of the DC power supply, and one end of the lower arm is connected to the cathode side of the DC power supply and a reference potential By connecting to the zero voltage and turning on and off each of the upper and lower arms at the intersection of the signal wave (voltage command value) based on PWM control and the carrier wave, the desired output voltage is changed from the intermediate connection point of the upper and lower arms. In the power conversion system to obtain
A first changeover switch that selects and outputs either a value based on the output voltage of the intermediate connection point of the upper and lower arms or the zero voltage; and the intermediate connection point when the upper arm is on. A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage corresponding to a value based on the output voltage, a second changeover switch that selects and outputs either the reference voltage or the zero voltage, and an output value of the first changeover switch A subtracting circuit for subtracting the output value of the second changeover switch from the output, an integrating circuit for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit, and detecting that the integral calculation value has reached the zero voltage. A comparison circuit that outputs the synchronization signal, a synchronization signal generation circuit that generates a synchronization signal based on the start point for each start point of the carrier wave, a down counter that down-counts one period of the synchronization signal, and a value of the down counter The voltage command value and And time adjusting circuit for outputting at an intersection,
In a period T1 from when the synchronization signal is generated to when the time adjustment circuit outputs an output, the first selector switch selects a value based on the intermediate connection point and the second selector switch selects the zero voltage. Then, after the end of the section T1, until the next synchronization signal is generated, the first changeover switch selects a value based on the intermediate connection point and the second changeover switch sets the reference voltage. In the interval T3 from when the next synchronizing signal is output until the comparison circuit operates, the first changeover switch selects the zero voltage and the second changeover switch selects the reference voltage. A sequence control circuit for performing sequence control to
A reference voltage input time measurement counter that measures an elapsed time from the section T2 to the section T3 and outputs a value based on the measured value as an average value of the output voltages from the section T1 to the section T2. A voltage detection device for a power conversion system.
自己消弧形半導体素子を直列接続して上,下アームを形成し、この上アームの一端を直流電源の陽極側に接続し、下アームの一端を前記直流電源の陰極側及び基準電位としての零電圧に接続し、PWM制御に基づく信号波(電圧指令値)と搬送波との交点で前記上,下アームそれぞれをオンオフさせることにより、所望の出力電圧を前記上,下アームの中間接続点から得る電力変換システムにおいて、
前記上,下アームの中間接続点の出力電圧に基づく値と前記零電圧の何れかを選択して出力する第1の切替スイッチと、前記上アームがオンしているときの前記中間接続点の出力電圧に基づく値に対応した基準電圧を生成する基準電圧生成回路と、該基準電圧と前記零電圧の何れかを選択して出力する第2の切替スイッチと、第1の切替スイッチの出力値から第2の切替スイッチの出力値を減算して出力する減算回路と、減算回路の出力値を積分演算して出力する積分回路と、該積分演算値が前記零電圧に至ったことを検知して出力する比較回路と、前記の中間接続点の出力電圧の変化から上アームがオンしてことを検出して出力するレベル検出手段と、前記搬送波の開始点毎に該開始点に基づく同期信号を発生する同期信号発生回路と、該同期信号が発せられてからレベル検出手段が出力する迄の計測時間に基づく時間が経過したときに出力する時間調整カウンタと、
前記同期信号が発せられてから時間調整カウンタが出力を発する迄の区間T1には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは前記零電圧を選択し、前記区間T1が終了した後、次の同期信号が発せられる迄の区間T2には、第1の切替スイッチでは前記中間接続点に基づく値を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択し、前記次の同期信号が出力された後、前記比較回路が動作する迄の区間T3には、第1の切替スイッチでは前記零電圧を選択すると共に第2の切替スイッチでは基準電圧を選択するためのシーケンス制御を行うシーケンス制御回路と、
前記区間T2から区間T3までの経過時間を計測し、この計測値に基づく値を前記区間T1から区間T2迄の前記出力電圧の平均値として出力する基準電圧入力時間計測カウンタとを備えたことを特徴とする電力変換システムの電圧検出装置。
Self-extinguishing semiconductor elements are connected in series to form upper and lower arms, one end of the upper arm is connected to the anode side of the DC power supply, and one end of the lower arm is connected to the cathode side of the DC power supply and a reference potential By connecting to the zero voltage and turning on and off each of the upper and lower arms at the intersection of the signal wave (voltage command value) based on PWM control and the carrier wave, the desired output voltage is changed from the intermediate connection point of the upper and lower arms. In the power conversion system to obtain
A first changeover switch that selects and outputs either a value based on the output voltage of the intermediate connection point of the upper and lower arms or the zero voltage; and the intermediate connection point when the upper arm is on. A reference voltage generation circuit that generates a reference voltage corresponding to a value based on the output voltage, a second changeover switch that selects and outputs either the reference voltage or the zero voltage, and an output value of the first changeover switch A subtracting circuit for subtracting the output value of the second changeover switch from the output, an integrating circuit for integrating and outputting the output value of the subtracting circuit, and detecting that the integral calculation value has reached the zero voltage. A comparison circuit for outputting the signal, level detection means for detecting that the upper arm is turned on from a change in the output voltage at the intermediate connection point, and a synchronization signal based on the start point for each start point of the carrier wave A synchronization signal generating circuit for generating And time adjustment counter output when the time based on the time measured until the output level detection means has elapsed since the period signal is emitted,
In a section T1 from when the synchronization signal is generated until the time adjustment counter outputs, the first selector switch selects a value based on the intermediate connection point, and the second selector switch selects the zero voltage. Then, after the end of the section T1, until the next synchronization signal is generated, the first changeover switch selects a value based on the intermediate connection point and the second changeover switch sets the reference voltage. In the interval T3 from when the next synchronizing signal is output until the comparison circuit operates, the first changeover switch selects the zero voltage and the second changeover switch selects the reference voltage. A sequence control circuit for performing sequence control to
A reference voltage input time measurement counter that measures an elapsed time from the section T2 to the section T3 and outputs a value based on the measured value as an average value of the output voltages from the section T1 to the section T2. A voltage detection device for a power conversion system.
請求項1乃至請求項3の何れかに記載の電力変換システムの電圧検出装置において、
前記同期信号発生回路に代えて、前記レベル検出手段の出力に基づいて同期信号を推定演算して出力する同期信号推定手段を備えたことを特徴とする電力変換システムの電圧検出装置。

In the voltage detection apparatus of the power conversion system according to any one of claims 1 to 3,
A voltage detection device for a power conversion system, comprising: synchronization signal estimation means for estimating and outputting a synchronization signal based on the output of the level detection means instead of the synchronization signal generation circuit.

JP2005240887A 2005-08-23 2005-08-23 Voltage detection device for power conversion system Active JP4725242B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005240887A JP4725242B2 (en) 2005-08-23 2005-08-23 Voltage detection device for power conversion system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005240887A JP4725242B2 (en) 2005-08-23 2005-08-23 Voltage detection device for power conversion system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007060759A JP2007060759A (en) 2007-03-08
JP4725242B2 true JP4725242B2 (en) 2011-07-13

Family

ID=37923726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005240887A Active JP4725242B2 (en) 2005-08-23 2005-08-23 Voltage detection device for power conversion system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4725242B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5321222B2 (en) * 2009-04-23 2013-10-23 富士電機株式会社 Voltage detection method and voltage detection apparatus for power conversion system
CN114226920B (en) * 2022-01-07 2022-08-23 温岭阿凡达机电有限公司 Global general welding machine circuit selection method and system

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01187418A (en) * 1988-01-22 1989-07-26 Hitachi Ltd Transparent liquid detecting device
JP2003032114A (en) * 2001-07-19 2003-01-31 Rohm Co Ltd Integral type analog to digital converter and charger using the same
JP2005057974A (en) * 2003-08-07 2005-03-03 Denso Corp Inverter device for driving ac motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007060759A (en) 2007-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5974674B2 (en) Switching power supply
JP4701763B2 (en) DC converter
JP5170467B2 (en) Predictive control system
JP4366335B2 (en) Boost converter
JP5708605B2 (en) PWM duty converter
JP4877472B2 (en) DC / DC converter
JP5480919B2 (en) Power converter
JP2008017605A (en) Voltage balancing correction circuit of series cell
TWI306333B (en)
JP2010206699A (en) Solenoid current control circuit
JP4168935B2 (en) Power converter
JP2011097434A (en) Semiconductor element for controlling current, and controller using the same
CN109792207B (en) Signal generating circuit and power supply device
JP4111220B2 (en) DC converter
JP2005192335A (en) Inverter and motor control method
JP2005150550A (en) Solenoid driving device
JP4725242B2 (en) Voltage detection device for power conversion system
JP2008259395A (en) Dc power supply device
JP2013012902A (en) Load drive circuit
JP5839497B2 (en) Current detection circuit
JP2000278961A (en) Voltage type pwm inverter device
JP2009027900A (en) Output voltage detection error correction method for inverter and error correction circuit
JP7353095B2 (en) Control device
JP2013027145A (en) Switching power supply unit
JP2009005492A (en) Semiconductor device and dc/dc converter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080617

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110301

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110315

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110328

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4725242

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20110422

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3

A072 Dismissal of procedure [no reply to invitation to correct request for examination]

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A072

Effective date: 20110906

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250