JP5049707B2 - 半導体集積回路、pwm信号出力装置、および電力変換制御装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態では、PWM設定時間を小さくするとPWM信号の上アーム側の通流率が増加するPWMタイマの設定で、出力電圧パルス信号の「Hi」レベルが上アーム側オン期間であって、この「Hi」レベルをカウントする場合を例として示す。これを第1のケースと呼ぶ。
ここで、
ΔVon:基準直流電圧値との誤差電圧電圧値
Edc:基準直流電圧値
Vau:上アームがオンしているときのインバータ出力電圧値
Val:下アームがオンしているときのインバータ出力電圧値
である。
ここで、
V*:電圧指令値(ステップ(イ)で算出)
V**:補償後の電圧指令値
である。
ΔT(i)on=Tc(i+1)on−Tf(i)on ・・(3)
Tset(i+1)off=Tset(i)off−ΔT(i)on ・・(4)
もしくは、
ΔT(i)on=[1−Tset(i)off]−Tf(i)on ・・(5)
Tset(i+1)off=Tc(i+1)on+ΔT(i)on ・・(6)
ここで、
ΔT(i)on:誤差時間(上アーム側オン時間ベース)
Tc(i+1)on:更新後のPWM電圧指令時間値(上アーム側オン時間ベース)
Tf(i)on:出力電圧パルス幅時間値(上アーム側オン時間ベース)
Tset(i)off:PWM設定時間値(上アーム側オフ時間ベース)
Tset(i+1)on:更新するPWM設定時間値(上アーム側オフ時間ベース)
で演算できる。
ここで、
ΔV(N):N番目とN+1番目のA/D変換トリガで検出した相電圧の微少面積
V(N):N番目のA/D変換トリガで検出した相電圧値のA/D変換結果
V(N+1):N+1番目のA/D変換トリガで検出した相電圧値のA/D変換結果
ΔTad:A/D変換間隔
である。
ここで、
Edc:直流電圧の電圧値
である。
本発明に係わる電力変換制御装置(モータ駆動装置)の実施の形態2について、図9と図10を用いて各相のスイッチングスピードのバラツキ測定および故障診断について説明する。
Vv*=−Vu*/2 ・・(10)
Vw*=−Vu*/2 ・・(11)
ここで、
Vm:測定用電圧指令値
である。
51〜54…抵抗、55…コンパレータ、
100…PWMタイマユニット、101…PWM設定時間レジスタ、102…PWMタイマ、103…出力電圧パルス幅カウントユニット、103A…カウンタ、103B…レジスタ、104…A/D変換手段、104A…A/D変換制御回路、104B…レジスタ、105…ROM、
301A〜301C…増幅器、302…増幅ゲイン選択手段、303…増幅ゲイン設定レジスタ、304…A/D変換制御手段。
Claims (14)
- PWM信号を発生するPWM信号発生手段を有する半導体集積回路であって、
外部から前記PWM信号より遅延して入力するパルス信号のパルス幅をカウントするカウンタと、
前記カウンタのカウンタ値を前記PWM信号に同期して取り込むレジスタと、
外部から入力する前記パルス信号の源信号となるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、を有し、
前記A/D変換手段は、U相用、V相用、およびW相用として3組で構成され、
前記PWM信号発生手段は、前記レジスタのレジスタ値と前記A/D変換手段のA/D変換結果値とに基づいて前記PWM信号を発生することを特徴とする半導体集積回路。 - 請求項1に記載の半導体集積回路において、
前記カウンタと前記レジスタと前記A/D変換手段は組になっており、少なくとも1組を有することを特徴とする半導体集積回路。 - 請求項1に記載の半導体集積回路において、
前記カウンタは、カウントするパルス信号のレベルを選択可能とするレベル選択手段を有することを特徴とする半導体集積回路。 - 請求項1に記載の半導体集積回路において、
前記A/D変換手段は、前記A/D変換手段内で入力されたアナログ信号を増幅するとともに、増幅ゲイン選択手段を有することを特徴とする半導体集積回路。 - 請求項4に記載の半導体集積回路において、
前記増幅ゲイン選択手段は、増幅ゲインを1倍または偶数倍または1/偶数倍に設定することを特徴とする半導体集積回路。 - 請求項1に記載の半導体集積回路において、
前記レジスタは、前記PWM信号発生手段のキャリア信号に同期して前記カウンタのカウンタ値を取り込み、
前記A/D変換手段は、前記PWM信号発生手段のPWM信号に同期してA/D変換を開始することを特徴とする半導体集積回路。 - 設定された時間データに従ってPWM信号を発生するPWM信号発生手段を有する半導体集積回路を用いたPWM信号出力装置であって、
前記半導体集積回路は、前記半導体集積回路の外部から前記PWM信号より遅延して入力するパルス信号のパルス幅をカウントするカウンタと、前記カウンタのカウンタ値を前記PWM信号に同期して取り込むレジスタと、前記半導体集積回路の外部から入力する前記パルス信号の源信号となるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、電圧指令値を時間データに変換したPWM電圧指令時間値と前記PWM信号発生手段に設定したPWM設定時間値と前記レジスタのレジスタ値と前記A/D変換手段のA/D変換結果値とを記憶する記憶手段と、を備え、
所定の周期毎に実行される周期処理において、前記レジスタ値と前記A/D変換結果値と前記PWM電圧指令時間値と前記PWM設定時間値とを用いて次回PWM設定時間値を算出し設定し、
前記A/D変換手段は、U相用、V相用、およびW相用として3組で構成されることを特徴とするPWM信号出力装置。 - 請求項7に記載のPWM信号出力装置において、
前記A/D変換結果値と基準直流電圧値との誤差電圧を求め、前記誤差電圧分を補償して電圧指令値を求めると共に、
前記レジスタ値から得られる前記パルス信号のパルス幅時間と前記PWM設定時間値との誤差時間を求め、前記誤差時間と前記PWM電圧指令時間値とから前記次回PWM設定時間値を算出し設定することを特徴とするPWM信号出力装置。 - 請求項7に記載のPWM信号出力装置において、
前記A/D変換結果値と基準直流電圧値との誤差電圧を求め、前記誤差電圧分を補償して電圧指令値を求めると共に、
前記レジスタ値から得られる前記パルス信号のパルス幅時間と前記PWM電圧指令時間値との誤差時間を求め、前記誤差時間と前記PWM設定時間値とから前記次回PWM設定時間値を算出し設定することを特徴とするPWM信号出力装置。 - 請求項7に記載のPWM信号出力装置において、
前記A/D変換手段は、前記PWM信号発生手段のPWM信号のレベルが変化するタイミングでA/D変換を開始し、それぞれのA/D変換結果値の差と前記電圧指令値から誤差電圧を求めることを特徴とするPWM信号出力装置。 - 請求項7に記載のPWM信号出力装置において、
前記A/D変換手段は、連続的にA/D変換を行い、前記パルス信号が同レベルの時のA/D変換結果値の平均値と前記電圧指令値から誤差電圧を求めることを特徴とするPWM信号出力装置。 - 請求項7に記載のPWM信号出力装置において、
前記A/D変換手段は、連続的にA/D変換を行い、A/D変換結果毎にA/D変換結果値とA/D変換時間の積による微小面積を求め、前記微小面積により前記PWM電圧指令時間値を算出することを特徴とするPWM信号出力装置。 - 設定された時間データに従ってPWM信号を発生するPWM信号発生手段を有する半導体集積回路と、直流電力を交流電力に変換する2つ以上のスイッチング素子から構成された電力変換回路と、を備えた電力変換制御装置であって、
前記半導体集積回路は、前記半導体集積回路の外部から前記PWM信号より遅延して入力するパルス信号のパルス幅をカウントするカウンタと、前記カウンタのカウンタ値を前記PWM信号に同期して取り込むレジスタと、前記半導体集積回路の外部から入力する前記パルス信号の源信号となるアナログ信号をデジタル信号に変換するA/D変換手段と、を備え、
前記PWM信号として予め決定したパターンの信号を出力し、その際の前記パルス信号のパルス幅時間と、PWM設定時間値もしくはPWM電圧指令時間値との誤差時間を求め、前記誤差時間を前記2つ以上のスイッチング素子の遅れ時間値として記憶する記憶手段を有し、
前記A/D変換手段は、U相用、V相用、およびW相用として3組で構成されることを特徴とする電力変換制御装置。 - 請求項13に記載の電力変換制御装置において、
前記記憶手段に記憶したスイッチング素子の遅れ時間値から、スイッチング素子の異常を判定することを特徴とする電力変換制御装置。
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