JP5286309B2 - Power supply circuit and control circuit thereof - Google Patents

Power supply circuit and control circuit thereof Download PDF

Info

Publication number
JP5286309B2
JP5286309B2 JP2010048565A JP2010048565A JP5286309B2 JP 5286309 B2 JP5286309 B2 JP 5286309B2 JP 2010048565 A JP2010048565 A JP 2010048565A JP 2010048565 A JP2010048565 A JP 2010048565A JP 5286309 B2 JP5286309 B2 JP 5286309B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
power supply
value
circuit
limit value
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
JP2010048565A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2010124690A (en
Inventor
保夫 能登原
常博 遠藤
尚礼 鈴木
敦 奥山
建司 田村
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Appliances Inc
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Appliances Inc
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 Hitachi Ltd, Hitachi Appliances Inc filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2010048565A priority Critical patent/JP5286309B2/en
Publication of JP2010124690A publication Critical patent/JP2010124690A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5286309B2 publication Critical patent/JP5286309B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Description

本発明は、単相交流電源の力率改善回路もしくは高調波電流抑制回路の制御方法及び、それを用いたモータ駆動装置,空調機に関する。   The present invention relates to a method for controlling a power factor correction circuit or a harmonic current suppression circuit of a single-phase AC power supply, and a motor driving device and an air conditioner using the same.

単相交流電源の力率改善もしくは高調波電流抑制を行う電源回路は広く使用されている。中でも、リアクトルとスイッチング素子とダイオードから構成される昇圧チョッパ回路を用いた電源回路は、回路構成及び制御構成が簡単であるため、電源への回生が必要でないインバータ制御装置など(インバータエアコンなど)の電源回路として使用されている。   Power supply circuits that improve the power factor of single-phase AC power supplies or suppress harmonic currents are widely used. Among them, the power supply circuit using the step-up chopper circuit composed of the reactor, the switching element, and the diode has a simple circuit configuration and control configuration, so that an inverter control device or the like (inverter air conditioner or the like) that does not require regeneration to the power source is used. Used as a power circuit.

昇圧チョッパ回路を用いた力率改善方法もしくは高調波電流抑制方法は多数報告されている。中でも、特許文献1は、基準となる正弦波電流指令波形や電源位相を検出することなく、電源電流瞬時値と比例ゲインのみを用いて入力電流波形を電源電圧に同期した正弦波波形に制御する方式(これを基本方式と呼ぶ)が記載されている。また、特許文献2には、上記技術を応用した内容が記載されている。   A number of power factor improvement methods or harmonic current suppression methods using a boost chopper circuit have been reported. In particular, Patent Document 1 controls an input current waveform to a sine wave waveform synchronized with a power supply voltage using only a power supply current instantaneous value and a proportional gain without detecting a reference sine wave current command waveform and a power supply phase. A system (this is called a basic system) is described. Patent Document 2 describes the contents of applying the above technique.

特許文献2は、昇圧チョッパ回路の高効率化を目的に、入力電流のピーク付近のスイッチング動作を停止させる昇圧比一定制御方式(部分スイッチング方式)が提案されている。   Patent Document 2 proposes a constant boost ratio control system (partial switching system) that stops the switching operation near the peak of the input current for the purpose of increasing the efficiency of the boost chopper circuit.

前記特許文献1は、電源周期の全域でスイッチング動作(全域スイッチング方式)を行うことが前提に記載されているが、この全域スイッチング方式では、スイッチング損失が増加して回路効率が低下してしまう。そこで、特許文献2記載の昇圧比一定制御方式は上記基本方式の考え方(基準となる正弦波電流指令波形や電源位相を検出しない)を踏襲しながら、電源電流のピーク付近のスイッチング動作を停止する部分スイッチング方式とし、スイッチング損失の低減を図っている。   The Patent Document 1 is described on the premise that the switching operation (global switching method) is performed in the entire power supply cycle. However, in this global switching method, the switching loss increases and the circuit efficiency decreases. Therefore, the constant boost ratio control method described in Patent Document 2 stops the switching operation near the peak of the power supply current while following the concept of the above basic method (not detecting the reference sine wave current command waveform or power supply phase). A partial switching system is used to reduce switching loss.

また、特許文献2で開示された発明は、基準となる正弦波電流指令波形や電源位相を検出しないで、部分スイッチングする方式であり、優れた制御方法であるが、昇圧比を一定に設定しているため、電源回路に接続された電源電圧や負荷に応じて直流電圧が変化してしまう。   The invention disclosed in Patent Document 2 is a method of partial switching without detecting a reference sine wave current command waveform or power supply phase, and is an excellent control method. However, the step-up ratio is set constant. Therefore, the DC voltage changes according to the power supply voltage and the load connected to the power supply circuit.

ここで、昇圧チョッパ回路を用いた電源回路において直流電圧を制御する例として、特許文献3〜7等で提案されているが、これらは、全域スイッチング方式を用いた方式であり、スイッチング損失の低減と直流電圧の安定制御の両立は考慮されていない。   Here, as an example of controlling a DC voltage in a power supply circuit using a step-up chopper circuit, Patent Documents 3 to 7 and the like have been proposed, but these are methods using a whole area switching method, and reducing switching loss. And stable control of DC voltage are not considered.

特開平1−114372号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-114372 特許第2796340号公報Japanese Patent No. 2796340 特開2003−289696号公報JP 2003-289696 A 特開2000−350442号公報JP 2000-350442 A 特開平09−149690号公報JP 09-149690 A 特開2003−189689号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-189689 特開2001−231262号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-231262

前述した直流電圧の変化は、部分スイッチングさせるためには必要不可欠な現象であり、本方式の特徴(長所)でもあるが、電源電圧や負荷が大きく変化した場合、直流電圧も大きく変化して、本方式(電源回路)を適用しているシステムの動作維持ができなくなる可能性がある。例えばインバータエアコンの圧縮機駆動用モータの駆動装置に適用した場合、モータ駆動が一旦停止すると、圧縮機の負荷をバランスさせるために一定時間システムが停止してしまい、エアコンとしての能力を低下させてしまう恐れがある。   The above-described change in DC voltage is an indispensable phenomenon for partial switching, and is also a feature (advantage) of this method, but when the power supply voltage or load changes greatly, the DC voltage also changes greatly, There is a possibility that the operation of a system to which this method (power supply circuit) is applied cannot be maintained. For example, when applied to a compressor drive motor drive device for an inverter air conditioner, once the motor drive stops, the system stops for a certain period of time to balance the compressor load, reducing the capacity of the air conditioner. There is a risk.

以上の通り、本発明が解決しようとする課題は、部分スイッチング動作によるスイッチング損失の低減(高効率化)と直流電圧の安定制御化(適用システムの安定制御化)の両立である。   As described above, the problem to be solved by the present invention is to achieve both reduction of switching loss (high efficiency) by the partial switching operation and stable control of the DC voltage (stable control of the applied system).

本発明は、上記課題を解決するために、昇圧比一定制御方式を用いた電源回路において、電源電圧や負荷が大きく変化した場合に昇圧比を補正もしくは変更することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that, in a power supply circuit using a constant boost ratio control method, the boost ratio is corrected or changed when the power supply voltage or the load greatly changes.

具体的には、昇圧比一定制御方式を用いた電源回路において、電源回路の直流電圧を検出し、検出した直流電圧値が予め設定した設定値を超えた場合に、その偏差を用いて、昇圧比を補正する構成とすることを特徴とする。   Specifically, in a power supply circuit using a constant boost ratio control method, the DC voltage of the power supply circuit is detected, and when the detected DC voltage value exceeds a preset set value, the deviation is used to increase the voltage. The ratio is corrected.

さらに、電源回路の負荷状態に応じて、設定する昇圧比自体を変更する構成とすることを特徴とする。   Further, the boost ratio to be set itself is changed according to the load state of the power supply circuit.

本発明により、電源電圧や負荷状態が変動しても直流電圧の変動を抑制(過電圧,電圧低下)でき、適用システムの高効率化と安定制御化の両立が図れる。   According to the present invention, fluctuations in DC voltage can be suppressed (overvoltage, voltage drop) even if the power supply voltage and load state fluctuate, and both high efficiency and stable control of the applied system can be achieved.

また、本発明を用いた制御基板(ハイブリッドICやモジュール)を制作することにより電源回路の制御が簡単になり高力率もしくは高調波電流抑制が可能な電源回路の製品適用が増進される。   In addition, by producing a control board (hybrid IC or module) using the present invention, control of the power supply circuit is simplified, and application of the power supply circuit capable of suppressing high power factor or harmonic current is promoted.

電源回路の実施方法を示した全体構成図である。(実施例1)It is the whole block diagram which showed the implementation method of a power supply circuit. Example 1 電源回路の実施方法を示した制御ブロック図である。(実施例1)It is the control block diagram which showed the implementation method of a power supply circuit. Example 1 電源回路の実施方法の動作説明図である。(実施例1)It is operation | movement explanatory drawing of the implementation method of a power supply circuit. Example 1 電源回路の実施方法の動作説明図である。(実施例1)It is operation | movement explanatory drawing of the implementation method of a power supply circuit. Example 1 電源回路の制御回路の利用形態の一例を示す説明図である。(実施例1)It is explanatory drawing which shows an example of the utilization form of the control circuit of a power supply circuit. Example 1 電源回路の実施方法を示した制御ブロック図である。(実施例2)It is the control block diagram which showed the implementation method of a power supply circuit. (Example 2) 電源回路の実施方法の動作説明図である。(実施例2)It is operation | movement explanatory drawing of the implementation method of a power supply circuit. (Example 2) 電源回路の実施方法の動作説明図である。(実施例2)It is operation | movement explanatory drawing of the implementation method of a power supply circuit. (Example 2) モータ駆動装置の実施方法を示した全体構成図である。(実施例3)It is the whole block diagram which showed the implementation method of the motor drive device. (Example 3) モータ駆動装置の実施方法を示した制御ブロック図である。(実施例3)It is the control block diagram which showed the implementation method of the motor drive device. (Example 3) モータ駆動装置の実施方法を示した動作説明図である。(実施例3)It is operation | movement explanatory drawing which showed the implementation method of a motor drive device. (Example 3) モータ駆動装置の実施方法を示した動作説明図である。(実施例3)It is operation | movement explanatory drawing which showed the implementation method of a motor drive device. (Example 3) モータ駆動装置の実施方法を示した動作波形図である。(実施例3)It is the operation | movement waveform diagram which showed the implementation method of the motor drive device. (Example 3) モータ駆動装置の実施方法を示した動作波形図である。(実施例3)It is the operation | movement waveform diagram which showed the implementation method of the motor drive device. (Example 3) モータ駆動装置の制御回路の利用形態の一例を示す説明図である。(実施例3)It is explanatory drawing which shows an example of the utilization form of the control circuit of a motor drive device. (Example 3) インバータエアコンの実施方法を示した外観図である。(実施例4)It is the external view which showed the implementation method of an inverter air conditioner. Example 4 インバータエアコンの実施方法の動作説明図である。(実施例4)It is operation | movement explanatory drawing of the implementation method of an inverter air conditioner. Example 4

本発明は、交流電源を直流に変換する整流回路と平滑回路からなる電源回路であって、通流率信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とインダクタンス及びダイオードからなる昇圧チョッパ回路と、交流電源から流入する入力電流情報を生成する入力電流情報生成手段と、入力電流情報と設定された第1の係数より第2の係数を生成し、第2の係数と前記入力電流情報との積を求め、少なくとも、この積に基づいてスイッチング素子の動作を規定する通流率信号を作成する制御手段を備えた電源回路において、平滑回路に接続された負荷の状態を示す負荷状態情報を生成する負荷状態生成手段と、負荷状態情報を用いて前記第1の係数を補正する係数補正手段を備えることを特徴とする。   The present invention is a power supply circuit composed of a rectifier circuit and a smoothing circuit for converting an alternating current power source into a direct current, a switching element that performs switching operation based on a conduction ratio signal, a boost chopper circuit composed of an inductance and a diode, and an alternating current power source. Input current information generating means for generating inflowing input current information; generating a second coefficient from the input current information and the set first coefficient; obtaining a product of the second coefficient and the input current information; Load state generation that generates load state information indicating the state of a load connected to the smoothing circuit in a power supply circuit having a control means for creating a conduction ratio signal that defines the operation of the switching element based on at least this product And coefficient correction means for correcting the first coefficient using load state information.

また、負荷状態生成手段は前記平滑回路の直流電圧情報を負荷状態情報として用いることを特徴とし、電源電圧状態生成手段は前記平滑回路の直流電圧情報を電源電圧状態情報として用いることを特徴とする。   The load state generation means uses the DC voltage information of the smoothing circuit as load state information, and the power supply voltage state generation means uses the DC voltage information of the smoothing circuit as power supply voltage state information. .

さらに、電源回路の負荷としてモータを駆動するインバータ回路と、電源回路とインバータ回路を制御する制御回路を同一基板上に備えるモジュールであって、第1の係数を前記モータの回転数、負荷状態もしくは外部信号の少なくとも一つの情報に応じて変更することを特徴とする。   Furthermore, the module includes an inverter circuit that drives a motor as a load of the power circuit, and a control circuit that controls the power circuit and the inverter circuit on the same substrate, and the first coefficient is calculated based on the rotational speed of the motor, the load state, or It changes according to at least one information of an external signal.

次に、交流電源を直流に変換する整流回路と平滑回路からなる電源回路であって、通流率信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とインダクタンス及びダイオードからなる昇圧チョッパ回路と、交流電源から流入する入力電流情報を生成する入力電流情報生成手段と、入力電流情報と設定された第1の係数より第2係数を生成し、第2の係数と前記入力電流情報との積を求め、少なくとも、この積に基づいてスイッチング素子の動作を規定する通流率信号を作成する制御手段を備えた電源回路において、整流回路に接続された電源の状態を示す電源電圧状態情報を生成する電源電圧状態生成手段と、電源電圧状態情報を用いて第1の係数を補正する係数補正手段を備えることを特徴とする。   Next, a power supply circuit comprising a rectifier circuit and a smoothing circuit for converting AC power into DC, a switching element that performs switching operation based on a conduction ratio signal, a step-up chopper circuit comprising an inductance and a diode, and an inflow from the AC power supply Input current information generating means for generating input current information to be generated, a second coefficient is generated from the input current information and the set first coefficient, a product of the second coefficient and the input current information is obtained, and at least Power supply voltage state generation for generating power supply voltage state information indicating the state of the power supply connected to the rectifier circuit in a power supply circuit provided with a control means for creating a duty ratio signal that defines the operation of the switching element based on this product And coefficient correction means for correcting the first coefficient using the power supply voltage state information.

また、交流電源を直流に変換する整流回路と平滑回路からなる電源回路であって、通流率信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とインダクタンス及びダイオードからなる昇圧チョッパ回路と、交流電源から流入する入力電流情報を生成する入力電流情報生成手段と、入力電流情報と設定された第1の係数より第2係数を生成し、第2の係数と入力電流情報との積を求め、少なくとも、この積に基づいて前記スイッチング素子の動作を規定する通流率信号を作成する制御手段を備えた電源回路において、平滑回路の直流電圧の状態を示す直流電圧情報を生成する直流電圧生成手段と、直流電圧情報を用いて第1の係数を補正する係数補正手段を備えたことを特徴とする。   Further, the power supply circuit includes a rectifier circuit that converts AC power into DC and a smoothing circuit, a switching element that performs a switching operation based on a conduction ratio signal, a step-up chopper circuit that includes an inductance and a diode, and an AC power source. An input current information generating means for generating input current information, a second coefficient is generated from the input current information and the set first coefficient, a product of the second coefficient and the input current information is obtained, and at least the product DC power generating means for generating DC voltage information indicating the state of the DC voltage of the smoothing circuit, and a DC voltage in a power supply circuit comprising a control means for creating a duty ratio signal that defines the operation of the switching element based on Coefficient correction means for correcting the first coefficient using information is provided.

また、直流電圧情報と設定された基準値との偏差に基づいて前記第1の係数を補正する係数補正手段を備え、その補正を比例・積分補償器を用いて行うことを特徴とする。   Further, the present invention is characterized by comprising coefficient correction means for correcting the first coefficient based on the deviation between the DC voltage information and the set reference value, and performing the correction using a proportional / integral compensator.

さらに、直流電圧情報と設定された第1の基準値との偏差から比例・積分補償器を用いて第1の係数を補正する第1の補正値を算出し、直流電圧情報と設定された第2の基準値との偏差から比例・積分補償器を用いて第1の係数を補正する第2の補正値を算出し、第1の補正値と第2の補正値を用いて第1の係数を補正する係数補正手段を備えたことを特徴とする。   Further, a first correction value for correcting the first coefficient is calculated using a proportional / integral compensator from the deviation between the DC voltage information and the set first reference value, and the DC voltage information and the set first reference value are calculated. A second correction value for correcting the first coefficient is calculated from the deviation from the reference value of 2 using a proportional / integral compensator, and the first coefficient is calculated using the first correction value and the second correction value. Coefficient correction means for correcting the above is provided.

また、上記電源回路において、第1の係数を補正する補正値にリミッタを設けることを特徴とする。   In the power supply circuit, a limiter is provided for a correction value for correcting the first coefficient.

さらに、直流電圧情報と設定された第1の基準値との偏差から比例・積分補償器を用いて第1の係数を補正する第1の補正値を算出し、直流電圧情報と設定された第2の基準値との偏差から比例・積分補償器を用いて第1の係数を補正する第2の補正値を算出し、第1の補正値と前記第2の補正値を用いて第1の係数を補正する係数補正手段を備えたことを特徴とする。   Further, a first correction value for correcting the first coefficient is calculated using a proportional / integral compensator from the deviation between the DC voltage information and the set first reference value, and the DC voltage information and the set first reference value are calculated. A second correction value for correcting the first coefficient is calculated from the deviation from the reference value of 2 using a proportional / integral compensator, and the first correction value and the second correction value are used to calculate the first correction value. Coefficient correction means for correcting the coefficient is provided.

第1の基準値を電源回路もしくはモータ駆動装置のシステムとしての過電圧値以下に設定し、第2の基準値を前記電源回路もしくはモータ駆動装置のシステムの最低電圧値以上に設定することを特徴とする。   The first reference value is set to be equal to or lower than an overvoltage value as a power supply circuit or motor drive system, and the second reference value is set to be equal to or higher than a minimum voltage value of the power supply circuit or motor drive system. To do.

モータ駆動装置を空調機の圧縮機駆動用モータの駆動に適用し、モータの回転数もしくは負荷状態に応じて、第1の係数を変更するとともに、第1の係数を前記直流電圧と基準値を用いて補正することを特徴とする。   The motor drive device is applied to drive the compressor driving motor of the air conditioner, and the first coefficient is changed according to the rotation speed or load state of the motor, and the first coefficient is set to the DC voltage and the reference value. It is characterized by using and correcting.

交流電源を直流に変換する整流回路と平滑回路からなる電源回路であって、通流率信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とインダクタンス及びダイオードからなる昇圧チョッパ回路を備え、平滑回路に接続された負荷に直流電力を供給する電源装置もしくはその制御回路において、交流電源から流入する入力電流情報と、平滑回路の直流電圧情報を入力として通流率信号を出力し、入力電流波形を電源電圧に同期した正弦波状に制御する制御手段を有し、通流率信号は、電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作を停止、もしくは、最少パルス幅の信号となり、その期間が電源電圧の大きさ、もしくは、負荷の大きさの少なくとも一方に応じて変化し、又はその変化と同時に直流電圧がある値以上、もしくは、別のある値以下にならないことを特徴とする。   A power supply circuit comprising a rectifier circuit for converting alternating current power to direct current and a smoothing circuit, comprising a switching element for switching operation based on a conduction ratio signal, a boost chopper circuit comprising an inductance and a diode, and connected to the smoothing circuit In a power supply device that supplies DC power to a load or its control circuit, input current information flowing from the AC power supply and DC voltage information of the smoothing circuit are input to output a duty ratio signal, and the input current waveform is synchronized with the power supply voltage. The continuity signal is controlled in the vicinity of the center of the half cycle of the power supply voltage, or the switching operation becomes a signal with the minimum pulse width, the period of which is the magnitude of the power supply voltage, Or, it changes according to at least one of the magnitudes of the load, or at the same time, the DC voltage exceeds a certain value or another Characterized in that it does not become a value below.

また、入力電流波形は、電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない波形となり、そのスイッチング動作が入らない期間が電源電圧の大きさ、もしくは、負荷の大きさの少なくとも一方に応じて変化し、又はその変化と同時に、直流電圧がある値以上、もしくは、別のある値以下にならないことを特徴とする。   In addition, the input current waveform is a waveform in which the switching operation does not enter near the peak of the current waveform, and the period during which the switching operation does not enter changes according to the magnitude of the power supply voltage or the magnitude of the load, Or, at the same time as the change, the direct current voltage is not more than a certain value or less than another certain value.

さらに、電源電圧の大きさ、もしくは、負荷の大きさの少なくとも一方が変化すると、直流電圧が変化する領域と、直流電圧が所定値に制御される領域が存在し、通流率信号は、電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作を停止、もしくは、最少パルス幅となる信号であり、直流電圧が所定値に制御されている時に、通流率信号のスイッチング動作を停止、もしくは、最少パルス幅となる期間が変化することを特徴とする。   Furthermore, when at least one of the magnitude of the power supply voltage or the load changes, there is an area where the DC voltage changes and an area where the DC voltage is controlled to a predetermined value. The switching operation is stopped near the center of the half cycle of the voltage, or the signal has the minimum pulse width. When the DC voltage is controlled to the specified value, the switching operation of the duty ratio signal is stopped, or the minimum pulse The width period changes.

また、電源電圧の大きさ、もしくは、負荷の大きさの少なくとも一方が変化すると、直流電圧が変化する領域と、直流電圧が所定値に制御される領域が存在し、電流波形は電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない波形となり、直流電圧が所定値に制御されている時に、電流波形は電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間が変化することを特徴とする。   When at least one of the magnitude of the power supply voltage or the load changes, there are areas where the DC voltage changes and areas where the DC voltage is controlled to a predetermined value, and the current waveform is the peak of the current waveform. When the direct current voltage is controlled to a predetermined value, the current waveform is characterized in that the period during which the switching operation is not performed changes near the peak of the current waveform.

さらに、電源装置もしくはその制御回路において、入力電流が16A時の通流率信号のスイッチング動作停止、もしくは、最少パルス幅となる期間は、入力電流が2A時の90%以下になることを特徴とする。   Further, the power supply device or its control circuit is characterized in that the switching operation of the duty ratio signal when the input current is 16 A is stopped, or the period when the pulse width becomes the minimum is 90% or less of that when the input current is 2 A. To do.

また、電源装置もしくはその制御回路において、入力電流が16A時の電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らなくなる期間は、入力電流が2A時の90%以下になることを特徴とする。   In the power supply device or its control circuit, the period during which the switching operation is not performed near the peak of the current waveform when the input current is 16 A is 90% or less of that when the input current is 2 A.

図1から図5を用いて本発明の第1の実施例を説明する。図1は本実施例の電源回路の全体構成図、図2は制御内容を示す制御ブロック図、図3,図4は本実施例の動作説明図、図5は図1に示す電源回路を動作させる制御回路の利用形態の一例を示す概観図である。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an overall configuration diagram of the power supply circuit of the present embodiment, FIG. 2 is a control block diagram showing the contents of control, FIGS. 3 and 4 are operation explanatory diagrams of the present embodiment, and FIG. 5 operates the power supply circuit shown in FIG. It is a general-view figure which shows an example of the utilization form of the control circuit to be made.

図1を用いて電源回路の構成と動作について説明する。本電源回路は、交流電源1に接続された整流回路2,昇圧チョッパ回路3,平滑コンデンサ4及び、制御回路5を備え、前記平滑コンデンサ4の出力端子に接続された負荷6に直流電力を供給する。   The configuration and operation of the power supply circuit will be described with reference to FIG. The power circuit includes a rectifier circuit 2 connected to an AC power source 1, a step-up chopper circuit 3, a smoothing capacitor 4, and a control circuit 5, and supplies DC power to a load 6 connected to the output terminal of the smoothing capacitor 4. To do.

前記昇圧チョッパ回路3は、リアクトル32と、前記交流電源1を前記リアクトル32を介して短絡するスイッチング素子31及び、前記スイッチング素子31の端子電圧を前記平滑コンデンサ4に供給するダイオード33から構成され、前記スイッチング素子31のスイッチング動作と前記リアクトル32によるエネルギー蓄積効果を利用して直流電圧を昇圧する回路である。ここで、前記スイッチング素子31はIGBTやトランジスタなどの自己消己形素子を使用し、前記制御回路5からのドライブ信号51aに従って駆動される。   The step-up chopper circuit 3 includes a reactor 32, a switching element 31 that short-circuits the AC power supply 1 via the reactor 32, and a diode 33 that supplies a terminal voltage of the switching element 31 to the smoothing capacitor 4. It is a circuit that boosts the DC voltage by using the switching operation of the switching element 31 and the energy storage effect by the reactor 32. Here, the switching element 31 uses a self-quenching element such as an IGBT or a transistor, and is driven according to a drive signal 51 a from the control circuit 5.

前記制御回路5は、シャント抵抗53と増幅回路52を用いて前記交流電源1から流入する入力電流を検出し入力電流値5bを出力する電源電流検出回路と、前記平滑コンデンサ4の端子電圧である直流電圧を検出し直流電圧値5cを出力する直流電圧検出回路と、前記入力電流値5bと前記直流電圧値5cに従って前記スイッチング素子31を制御する通流率信号5aを演算する演算手段50及び、前記通流率信号5aを増幅して前記スイッチング素子31を駆動するドライブ信号51aを出力するドライブ回路51から構成されている。ここで、直流電圧検出回路の詳細は図示していないが、抵抗を用いた分圧回路を用いれば簡単な回路構成で実現できる。   The control circuit 5 detects the input current flowing from the AC power supply 1 using the shunt resistor 53 and the amplifier circuit 52 and outputs the input current value 5b, and the terminal voltage of the smoothing capacitor 4. A DC voltage detection circuit for detecting a DC voltage and outputting a DC voltage value 5c; an arithmetic means 50 for calculating a duty ratio signal 5a for controlling the switching element 31 according to the input current value 5b and the DC voltage value 5c; The drive circuit 51 is configured to amplify the duty ratio signal 5a and output a drive signal 51a for driving the switching element 31. The details of the DC voltage detection circuit are not shown here, but can be realized with a simple circuit configuration by using a voltage dividing circuit using a resistor.

演算手段50は、シングルチップマイクロコンピュータに代表される半導体演算素子(以後マイコンと称す)を用いており、前記入力電流値5bと前記直流電圧値5cはマイコン内蔵のA/D変換器を用いてデジタル値に変換して演算を行っている。前記通流率信号5aはマイコン内蔵のPWMタイマを用いてPWMパルス信号の形で出力している。   The computing means 50 uses a semiconductor computing element (hereinafter referred to as a microcomputer) typified by a single chip microcomputer, and the input current value 5b and the DC voltage value 5c are obtained by using an A / D converter built in the microcomputer. It is converted into a digital value for calculation. The duty ratio signal 5a is output in the form of a PWM pulse signal using a PWM timer built in the microcomputer.

ここで、本実施例ではマイコンを用いたデジタル演算で説明するが、トランジスタやオペアンプやコンパレータなどのアナログ演算回路等を利用した演算手段を用いても同様の効果が得られる。   In this embodiment, digital calculation using a microcomputer will be described, but the same effect can be obtained by using calculation means using an analog calculation circuit such as a transistor, an operational amplifier or a comparator.

次に前記演算手段50内で行われる演算の内容に関して図2を用いて説明する。本説明では、前記入力電流値5bと前記直流電圧値5cを用いて前記通流率信号5aを算出する部分について述べる。算出した通流率信号5aからPWMタイマを用いてPWMパルス信号を作成する部分はマイコンの機能であるため省略する。   Next, the contents of the calculation performed in the calculation means 50 will be described with reference to FIG. In this description, a part for calculating the conduction ratio signal 5a using the input current value 5b and the DC voltage value 5c will be described. The part that creates the PWM pulse signal from the calculated duty ratio signal 5a using the PWM timer is a function of the microcomputer, and is therefore omitted.

図2の制御ブロック図は、従来技術である昇圧比一定制御部50Aと本発明である昇圧比補正部50Bから構成されている。   The control block diagram of FIG. 2 includes a boost ratio constant control unit 50A that is a conventional technique and a boost ratio correction unit 50B that is the present invention.

昇圧比一定制御部50Aは、基準となる正弦波電流指令や電源位相を検出することなく入力電流瞬時値(絶対値)|is|と比例ゲインKpの積を用いて入力電流波形を電源電圧に同期した正弦波波形に制御する基本方式と、スイッチング損失低減のため入力電流のピーク付近のスイッチング動作を停止させる昇圧比一定制御方式から構成されている。   The step-up ratio constant control unit 50A uses the product of the input current instantaneous value (absolute value) | is | and the proportional gain Kp as the power supply voltage without detecting a reference sine wave current command or power supply phase. It consists of a basic method for controlling to a synchronized sine wave waveform and a constant step-up ratio control method for stopping the switching operation near the peak of the input current to reduce switching loss.

ここで、基本方式と昇圧比一定制御方式について簡単に説明する。   Here, the basic method and the constant boost ratio control method will be briefly described.

図1に示す昇圧チョッパ回路3のスイッチング素子31の通流率信号(オン時間の比率)dを式(1)の通り与えると、入力電流isは式(2)の通りとなる。(導出の詳細は省略)式(2)からわかる通り、電源電圧波形などの基準波形が無くても入力電流isは電源電圧Vsに同期した正弦波になる。これが、基本方式の原理である。   When the duty ratio signal (on-time ratio) d of the switching element 31 of the step-up chopper circuit 3 shown in FIG. 1 is given as in Expression (1), the input current is is as in Expression (2). (Details of derivation are omitted) As can be seen from equation (2), the input current is is a sine wave synchronized with the power supply voltage Vs even without a reference waveform such as a power supply voltage waveform. This is the principle of the basic method.

Figure 0005286309

ここで、1:100%通流率,Kp:電流制御ゲイン,is:入力電流(瞬時値)
Figure 0005286309

Here, 1: 100% conduction ratio, Kp: current control gain, is: input current (instantaneous value)

Figure 0005286309

ここで、Vs:電源電圧実効値,Ed:直流電圧,ω:電気角周波数
Figure 0005286309

Here, Vs: power supply voltage effective value, Ed: DC voltage, ω: electrical angular frequency

基本方式では、上記比例ゲインKpを直流電圧偏差より決定することにより、直流電圧Edの制御が可能である。   In the basic method, the DC voltage Ed can be controlled by determining the proportional gain Kp from the DC voltage deviation.

ここで、式(2)を変形すると   Here, if equation (2) is transformed,

Figure 0005286309

となり、式(3)は、瞬時の昇圧比を示している。
Figure 0005286309

Equation (3) shows the instantaneous step-up ratio.

ここで、実効値ベースで昇圧比aを考えると   Here, when considering the step-up ratio a on an effective value basis,

Figure 0005286309

ここで、Is:入力電流(実効値)
となり、Kp・Isを一定に制御すれば、直流電圧Edは電源電圧Vsのa倍に制御できる。
Figure 0005286309

Where Is: input current (effective value)
Thus, if Kp · Is is controlled to be constant, the DC voltage Ed can be controlled to a times the power supply voltage Vs.

以上の方法に基づき、通流率信号dを次式により与えれば   Based on the above method, if the duty ratio signal d is given by

Figure 0005286309
Figure 0005286309

通流率信号dは、入力電流|is|がa・Isを超えると0%となり、スイッチング動作が停止する。これにより、入力電流は電源電圧のピーク付近(入力電流がa・Isを超える領域)でチョッパが入らない波形となり、スイッチング損失の低減が図れる。これが昇圧比一定制御の原理である。   The duty ratio signal d becomes 0% when the input current | is | exceeds a · Is, and the switching operation is stopped. As a result, the input current has a waveform in which the chopper does not enter near the peak of the power supply voltage (region where the input current exceeds a · Is), and switching loss can be reduced. This is the principle of constant boost ratio control.

上記の通り制御することにより、基準となる正弦波電流指令波形や電源位相を検出することなく、入力電流瞬時値と比例ゲインのみを用いて入力電流波形を電源電圧に同期した正弦波状に制御でき、入力電流のピーク値付近のスイッチング動作を停止(部分スイッチング動作)することが可能である。   By controlling as described above, the input current waveform can be controlled in a sine wave shape synchronized with the power supply voltage using only the instantaneous value of the input current and proportional gain without detecting the reference sine wave current command waveform or power supply phase. The switching operation near the peak value of the input current can be stopped (partial switching operation).

上記式をブロック図にすると図2の50Aの通りとなる。ここで、入力電流実効値Isは前記入力電流値5bをフィルタ手段500を用いて算出しているが平均値や実効値を算出し、その値で制御しても良い。また、昇圧比aは予め設定された値を使用している。   A block diagram of the above equation gives 50A in FIG. Here, the input current effective value Is is calculated by using the filter means 500 to calculate the input current value 5b. However, an average value or an effective value may be calculated and controlled. The step-up ratio a uses a preset value.

また、本ブロック図では通流率信号dの演算において、式(1)及び式(5)の通り、最大通流率である1(100%)から入力電流瞬時値(絶対値)|is|と比例ゲインKpの積を差し引いて算出しているが、実際のPWMタイマ設定では、入力電流瞬時値(絶対値)|is|と比例ゲインKpの積の値をオフ時間の比率と考えて設定すれば最大通流率である1から差し引く必要はない。   Further, in this block diagram, in the calculation of the conduction ratio signal d, as shown in Expression (1) and Expression (5), the instantaneous value of input current (absolute value) | is | from the maximum conduction ratio of 1 (100%) In the actual PWM timer setting, the product of the input current instantaneous value (absolute value) | is | and the proportional gain Kp is considered as the off-time ratio. In this case, it is not necessary to subtract from 1 which is the maximum flow rate.

昇圧比補正部50Bは、予め設定してある制限値EdLim1と検出した前記直流電圧値5cとの偏差から比例・積分補償器501を用いて昇圧比aの補正値を演算し昇圧比aの補正を行う構成となっている。   The step-up ratio correction unit 50B calculates a correction value for the step-up ratio a by using a proportional / integral compensator 501 from the deviation between the preset limit value EdLim1 and the detected DC voltage value 5c, and corrects the step-up ratio a. It is the composition which performs.

ここで、本実施例は、電源電圧や負荷の変動により直流電圧が過電圧保護値を超えて動作が停止することを防止することを目的としているので、制限値EdLim1は電源回路の過電圧保護値より低い値に設定してある。また、昇圧比aの補正動作は直流電圧値が制限値EdLim1を超えた時のみ動作するように、リミッタ503が設定されている(昇圧比を下げる方向にのみ動作する)。   Here, the present embodiment is intended to prevent the DC voltage from exceeding the overvoltage protection value due to fluctuations in the power supply voltage or load, so that the operation stops. Therefore, the limit value EdLim1 is greater than the overvoltage protection value of the power supply circuit. It is set to a low value. Further, the limiter 503 is set so that the correction operation of the boost ratio a is performed only when the DC voltage value exceeds the limit value EdLim1 (operates only in the direction of decreasing the boost ratio).

以上のように、本実施例は従来技術の前記昇圧比一定制御部50Aと本発明の昇圧比補正部50Bを組み合わせることにより実現している。   As described above, this embodiment is realized by combining the conventional boost ratio constant control unit 50A and the boost ratio correction unit 50B of the present invention.

図3,図4の動作説明図を用いて本実施例の動作及び効果について述べる。なお、本明細書では説明および図の簡単化のため、各値の変化は理想的な応答で示している。実際には制御遅れ等の影響があり、本図のような特性とはならない。また、その特性は、比例・積分補償器の制御ゲインの設定により異なる。   The operation and effect of this embodiment will be described with reference to the operation explanatory diagrams of FIGS. In the present specification, for the sake of simplification of explanation and drawing, each value change is represented by an ideal response. Actually, there is an influence such as control delay, and the characteristic does not become as shown in this figure. The characteristics differ depending on the control gain setting of the proportional / integral compensator.

図3は、横軸に時間、縦軸に昇圧比a、直流電圧Ed及び、電源電圧Vsを取り、時間t1及びt2で電源電圧Vsが大きく変動した場合の動作を示した図である。   FIG. 3 is a diagram showing an operation in the case where the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the step-up ratio a, the DC voltage Ed, and the power supply voltage Vs, and the power supply voltage Vs greatly fluctuates at times t1 and t2.

ここで、昇圧比aと直流電圧Edは、従来技術(昇圧比一定制御部50Aのみ)の場合(点線で表示)と本発明(実線で表示)での動作を合わせて示している。   Here, the step-up ratio a and the DC voltage Ed are shown together with the operation in the conventional technique (only the step-up ratio constant control unit 50A) (displayed with a dotted line) and the present invention (displayed with a solid line).

t1で、電源電圧Vsが急上昇すると、従来技術では昇圧比aが固定のため直流電圧Edは、過電圧設定値EdMAXを超えてしまい、過電圧保護が働き、スイッチング動作を停止する(直流電圧は急低下する)。   When the power supply voltage Vs rises rapidly at t1, the DC voltage Ed exceeds the overvoltage set value EdMAX because the boost ratio a is fixed in the conventional technology, the overvoltage protection is activated, and the switching operation is stopped (the DC voltage drops rapidly). To do).

これに対して、本発明では、直流電圧が制限値EdLim1を超えると昇圧比aの補正が行われ、直流電圧を制限値EdLim1に維持する。これにより、過電圧保護が動作するのを防止でき、システムの動作維持が可能となる。また、t2で、電源電圧Vsが正常値に戻れば、昇圧比aの補正も通常値(設定値)に戻り、通常の直流電圧を維持する。   On the other hand, in the present invention, when the DC voltage exceeds the limit value EdLim1, the boost ratio a is corrected, and the DC voltage is maintained at the limit value EdLim1. As a result, the overvoltage protection can be prevented from operating, and the system operation can be maintained. If the power supply voltage Vs returns to a normal value at t2, the correction of the boost ratio a also returns to the normal value (set value), and the normal DC voltage is maintained.

図4は、横軸に時間、縦軸に昇圧比a、直流電圧Ed及び、負荷Lを取り、時間t1及びt2で負荷Lが大きく変化した場合の動作を示した図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating an operation when the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the step-up ratio a, the DC voltage Ed, and the load L, and the load L changes greatly at times t1 and t2.

ここで、昇圧比aと直流電圧Edは、図3同様に、従来技術の場合(点線で表示)と本発明(実線で表示)での動作を合わせて示している。   Here, the step-up ratio a and the direct-current voltage Ed are shown together in the case of the prior art (displayed by a dotted line) and the operation of the present invention (displayed by a solid line), as in FIG.

t1で、負荷Lが急低下すると、従来技術では昇圧比aが固定のため直流電圧Edは、過電圧設定値EdMAXを超えてしまい、過電圧保護が働き、スイッチング動作を停止する(直流電圧は急低下する)。   When the load L suddenly drops at t1, the DC voltage Ed exceeds the overvoltage set value EdMAX because the boost ratio a is fixed in the conventional technique, the overvoltage protection is activated, and the switching operation is stopped (the DC voltage suddenly drops). To do).

これに対して、本発明では、図3同様に、直流電圧が制限値EdLim1を超えると昇圧比aの補正が行われ、直流電圧を制限値EdLim1に維持する。これにより、過電圧保護が動作するのを防止でき、システムの動作の維持が可能となる。また、t2で、負荷Lが元の値に戻れば、昇圧比aの補正も設定値に戻り、通常の直流電圧を維持する。   On the other hand, in the present invention, as in FIG. 3, when the DC voltage exceeds the limit value EdLim1, the boost ratio a is corrected, and the DC voltage is maintained at the limit value EdLim1. As a result, the overvoltage protection can be prevented from operating, and the system operation can be maintained. If the load L returns to the original value at t2, the correction of the step-up ratio a also returns to the set value, and the normal DC voltage is maintained.

以上のように、電源電圧や負荷が過渡的に大きく変動しても直流電圧の上昇を制限値以下に抑制し、システムの過電圧保護停止を防止できる。また、通常状態では、予め設定されている昇圧比aで動作するので、最適な効率,力率及び、高調波電流での動作が可能である。   As described above, even if the power supply voltage or the load fluctuates greatly, the increase of the DC voltage can be suppressed to the limit value or less, and the overvoltage protection stop of the system can be prevented. Further, in a normal state, the operation is performed at a preset step-up ratio a, so that the operation with the optimum efficiency, power factor and harmonic current is possible.

ここで、上記特性(応答)は、比例・積分補償器に設定するゲインにより変化することは言うまでもない。実際のシステムでは、制限値EdLim1と設定ゲインをシステムが要求する特性に合わせて設定する必要がある。   Here, it goes without saying that the above characteristic (response) changes depending on the gain set in the proportional / integral compensator. In an actual system, it is necessary to set the limit value EdLim1 and the set gain in accordance with the characteristics required by the system.

次に図5を用いて本実施例の電源回路を動作させる制御回路の利用形態の一例を説明する。   Next, an example of a usage form of a control circuit for operating the power supply circuit of this embodiment will be described with reference to FIG.

本利用形態は図1に示す制御回路5をハイブリッドIC化した概観図である。但し、前記シャント抵抗53は部品の変更やノイズ対策上ハイブリッドIC内に設置するのではなく、スイッチング素子31等パワー回路部品と同様のスペースに設置することが望ましい。   This usage form is an overview of the control circuit 5 shown in FIG. However, it is desirable that the shunt resistor 53 is not installed in the hybrid IC for the purpose of component change or noise countermeasure, but in the same space as the power circuit components such as the switching element 31.

図1に示した制御回路5の入出力端子は、入力電流検出端子,直流電圧検出端子及び、ドライブ信号出力端子の3つであるが、これ以外に、昇圧比設定端子,直流電圧制限値設定端子,接続した負荷の状態を検出する負荷状態情報検出端子及び機能などを設置することにより、より汎用性が増したハイブリッドICを実現できる。   The input / output terminals of the control circuit 5 shown in FIG. 1 are an input current detection terminal, a DC voltage detection terminal, and a drive signal output terminal, but in addition to this, a boost ratio setting terminal and a DC voltage limit value setting By installing a terminal, a load state information detection terminal for detecting the state of the connected load, a function, and the like, a hybrid IC with increased versatility can be realized.

図6から図8を用いて本発明の第2の実施例を説明する。第1の実施例と同一符号は同一動作をするものであり説明は省略する。図6は本実施例の制御ブロック図、図7,図8は本実施例の動作説明図である。全体回路構成は図1と同様である。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same reference numerals as those in the first embodiment perform the same operations, and a description thereof will be omitted. FIG. 6 is a control block diagram of the present embodiment, and FIGS. 7 and 8 are operation explanatory diagrams of the present embodiment. The overall circuit configuration is the same as in FIG.

図6は、第1の実施例同様、従来技術である昇圧比一定制御部50Aと本発明である昇圧比補正部50Cから構成されている。昇圧比補正部50Cは、第1の実施例で説明した昇圧比補正部50Bと同様の構成であり、異なる部分は、制限値EdLim2とリミッタ504のみである。なお、比例・積分補償器502は図2に示す比例・積分補償器501と同様の動作を行うものである。   As in the first embodiment, FIG. 6 includes a boost ratio constant control unit 50A that is a conventional technique and a boost ratio correction unit 50C that is the present invention. The step-up ratio correction unit 50C has the same configuration as the step-up ratio correction unit 50B described in the first embodiment, and only the limit value EdLim2 and the limiter 504 are different. The proportional / integral compensator 502 performs the same operation as the proportional / integral compensator 501 shown in FIG.

第1の実施例では、直流電圧の過電圧を抑制する動作であったが、本実施例は、直流電圧の低下を防止する構成である。このため、リミッタ504は、直流電圧値が制限値EdLim2を下まわった時のみ昇圧比aを補正するように設定されている(昇圧比を上げる方向にのみ動作する)。   In the first embodiment, the operation is to suppress the overvoltage of the DC voltage, but this embodiment is configured to prevent the DC voltage from decreasing. Therefore, the limiter 504 is set to correct the boost ratio a only when the DC voltage value falls below the limit value EdLim2 (operates only in the direction of increasing the boost ratio).

図7の動作説明図は、第1の実施例同様、横軸に時間、縦軸に昇圧比a、直流電圧Ed及び、電源電圧Vsを取り、時間t1及びt2で電源電圧Vsが大きく変動した場合の動作を示した図である。ここで、昇圧比aと直流電圧Edは、従来技術の場合(点線で表示)と本発明(実線で表示)での動作を合わせて示している。   In the operation explanatory diagram of FIG. 7, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the step-up ratio a, the DC voltage Ed, and the power supply voltage Vs, and the power supply voltage Vs fluctuated greatly at times t1 and t2. It is the figure which showed the operation | movement in the case. Here, the step-up ratio a and the DC voltage Ed are shown together with the operation in the case of the prior art (displayed by a dotted line) and the present invention (displayed by a solid line).

t1で、電源電圧が急低下した場合、従来技術では昇圧比aが固定のため直流電圧Edも電源電圧同様に急低下する。ここで、電源回路システムとして低電圧保護設定値EdMINが設定されていると低電圧保護が働き電源回路システムが停止して、システムの動作維持ができなくなる。   When the power supply voltage rapidly decreases at t1, the DC voltage Ed also decreases rapidly in the same manner as the power supply voltage because the boost ratio a is fixed in the prior art. Here, when the low voltage protection set value EdMIN is set as the power supply circuit system, the low voltage protection is activated and the power supply circuit system is stopped, and the system operation cannot be maintained.

これに対して、本発明では、直流電圧が制限値EdLim2以下になると昇圧比aの補正が行われ、直流電圧を制限値EdLim2に維持する。これにより、低電圧保護が動作するのを防止でき、システムの動作維持が可能となる。また、t2で、電源電圧Vsが正常値に戻れば、昇圧比aの補正も通常値(設定値)に戻り、通常の直流電圧を維持する。   On the other hand, in the present invention, when the DC voltage becomes equal to or lower than the limit value EdLim2, the boost ratio a is corrected, and the DC voltage is maintained at the limit value EdLim2. As a result, the low voltage protection can be prevented from operating, and the system operation can be maintained. If the power supply voltage Vs returns to a normal value at t2, the correction of the boost ratio a also returns to the normal value (set value), and the normal DC voltage is maintained.

図8は、横軸に時間、縦軸に昇圧比a、直流電圧Ed及び、負荷Lを取り、時間t1及びt2で負荷Lが大きく変化した場合の動作を示した図である。   FIG. 8 is a diagram showing an operation when the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the step-up ratio a, the DC voltage Ed, and the load L, and the load L changes greatly at times t1 and t2.

t1で、負荷Lが急上昇すると、従来技術では昇圧比aが固定のため直流電圧Edは、低電圧保護設定値EdMIN以下となり、低電圧保護が働き、スイッチング動作を停止する(直流電圧はさらに急低下する)。   When the load L suddenly rises at t1, the DC voltage Ed becomes lower than the low voltage protection set value EdMIN because the step-up ratio a is fixed in the conventional technique, the low voltage protection is activated, and the switching operation is stopped (the DC voltage is further steepened). descend).

これに対して、本発明では、図7同様に、直流電圧が制限値EdLim2以下となると昇圧比aの補正が行われ、直流電圧を制限値EdLim2に維持する。これにより、低電圧保護が動作するのを防止でき、システムの動作の維持が可能である。また、t2で、負荷Lが元の値に戻れば、昇圧比aの補正も設定値に戻り、通常の直流電圧を維持する。   On the other hand, in the present invention, as in FIG. 7, when the DC voltage becomes equal to or less than the limit value EdLim2, the boost ratio a is corrected, and the DC voltage is maintained at the limit value EdLim2. As a result, the low voltage protection can be prevented from operating, and the operation of the system can be maintained. If the load L returns to the original value at t2, the correction of the step-up ratio a also returns to the set value, and the normal DC voltage is maintained.

以上のように、電源電圧や負荷が過渡的に大きく変動しても直流電圧の低下を制限値に抑制し、システムの低電圧保護停止を防止できる。また、通常状態では、予め設定されている昇圧比aで動作するので、最適な効率,力率及び、高調波電流での動作が可能である。   As described above, even if the power supply voltage or the load fluctuates greatly, it is possible to suppress the decrease in the DC voltage to the limit value and to prevent the system from stopping the low voltage protection. Further, in a normal state, the operation is performed at a preset step-up ratio a, so that the operation with the optimum efficiency, power factor and harmonic current is possible.

ここで、第1及び第2の実施例では、過渡的な変動を例に動作説明を行って来たが、電源及び負荷の変動は必ずしも過渡的な場合だけでなく、ゆっくりとした変動に対しても同様の構成で対応可能である。   Here, in the first and second embodiments, the operation has been described by taking an example of a transient fluctuation. However, the fluctuation of the power source and the load is not necessarily limited to the transient case, but to the slow fluctuation. However, the same configuration can be used.

図9から図15を用いて本発明の第3の実施例を説明する。第1の実施例,第2の実施例と同一符号は同一動作をするものであり説明は省略する。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same reference numerals as those in the first and second embodiments perform the same operation, and the description thereof will be omitted.

図9は本実施例のモータ駆動装置の全体構成図、図10は制御内容を示す制御ブロック図、図11,図12は本実施例の動作説明図、図13,図14は電源回路に流入する入力電流波形、図15は本実施例の利用形態の一例を示すモジュール外観図である。   FIG. 9 is an overall configuration diagram of the motor drive device of the present embodiment, FIG. 10 is a control block diagram showing the control contents, FIGS. 11 and 12 are operation explanatory diagrams of the present embodiment, and FIGS. 13 and 14 flow into the power supply circuit. FIG. 15 is an external view of a module showing an example of a usage pattern of this embodiment.

図9は、本発明の電源回路の負荷としてモータ9及びインバータ回路8からなるモータ駆動回路を接続し、本発明の電源回路の制御回路と前記インバータ回路8の制御回路を一体化させた構成となっている。言い換えると、図9に示す制御回路7はマイコンを使用し、1つのマイコンで電源回路とインバータ回路を制御する構成となっている。   FIG. 9 shows a configuration in which a motor drive circuit comprising a motor 9 and an inverter circuit 8 is connected as a load of the power circuit of the present invention, and the control circuit of the power circuit of the present invention and the control circuit of the inverter circuit 8 are integrated. It has become. In other words, the control circuit 7 shown in FIG. 9 is configured to use a microcomputer and to control the power supply circuit and the inverter circuit with one microcomputer.

第1及び第2の実施例と異なる部分のみ説明する。インバータ回路8はIGBTとダイオードから構成されているインバータ回路であり、モータ9は永久磁石同期モータである。   Only the parts different from the first and second embodiments will be described. The inverter circuit 8 is an inverter circuit composed of an IGBT and a diode, and the motor 9 is a permanent magnet synchronous motor.

また、昇圧チョッパ回路の構成が第1及び第2の実施例と異なっているが、本回路構成でも第1及び第2の実施例同様の動作が可能である。ここで、整流回路2内のダイオード21,22は電源の整流動作以外に、第1及び第2の実施例の昇圧チョッパ回路3のダイオード33と同様の動作を行う。言い換えると、前記ダイオード21,22は上記2つの動作を行っており、この回路構成にすることにより、ダイオード1個分の損失を低減できる効果がある。   Further, although the configuration of the step-up chopper circuit is different from those of the first and second embodiments, this circuit configuration can operate in the same manner as the first and second embodiments. Here, the diodes 21 and 22 in the rectifier circuit 2 perform the same operation as the diode 33 of the boost chopper circuit 3 of the first and second embodiments, in addition to the rectification operation of the power supply. In other words, the diodes 21 and 22 perform the above-described two operations, and this circuit configuration has an effect of reducing the loss of one diode.

制御回路7は上述のようにマイコンを使用し本発明の電源回路とインバータ回路を制御しており、マイコン(演算手段70)では、第1及び第2の実施例で説明した電源回路の制御演算とインバータ回路の制御演算を行っている。   As described above, the control circuit 7 uses the microcomputer to control the power supply circuit and the inverter circuit of the present invention, and the microcomputer (calculating means 70) controls the power supply circuit described in the first and second embodiments. And control calculation of the inverter circuit.

図10に示す電源回路部の制御回路の構成については第1及び第2の実施例で説明した内容を合わせた構成(50Bと50Cを合わせて50Dとしている)となっているので説明は省略する。ここでは、インバータ回路部の制御回路の構成について簡単に説明する。   The configuration of the control circuit of the power supply circuit section shown in FIG. 10 is a configuration that combines the contents described in the first and second embodiments (50B and 50C are combined into 50D), and thus description thereof is omitted. . Here, the configuration of the control circuit of the inverter circuit unit will be briefly described.

本実施例のモータ制御では、モータ電流センサレス,位置センサレスベクトル制御を行っているため、インバータ回路から検出するものは直流側に設置したシャント抵抗73に流れる直流電流のみである。具体的には、図9に示す通り、前記シャント抵抗73に発生する電圧を増幅回路72で増幅し、直流電流検出値7bとしてマイコンのA/D変換器を用いて取り込む。また、インバータ回路のスイッチング素子に与えるPWM信号7aはドライブ回路71を介してドライブ信号71aとしてインバータ回路に与えている。   In the motor control of the present embodiment, since motor current sensorless and position sensorless vector control is performed, only the DC current flowing through the shunt resistor 73 installed on the DC side is detected from the inverter circuit. Specifically, as shown in FIG. 9, the voltage generated in the shunt resistor 73 is amplified by the amplifier circuit 72 and is taken in as a DC current detection value 7b by using an A / D converter of a microcomputer. Further, the PWM signal 7a given to the switching element of the inverter circuit is given to the inverter circuit via the drive circuit 71 as the drive signal 71a.

ここで、図示してないが演算手段70内には、第1及び第2の実施例で説明した電源回路の制御手段とモータ電流センサレス,位置センサレスベクトル制御手段が内蔵されており、お互いに内部値の情報交換が可能である。上記構成で電源回路は第1及び第2の実施例同様の動作を行う。   Here, although not shown in the figure, the calculation means 70 incorporates the power supply circuit control means and motor current sensorless / position sensorless vector control means described in the first and second embodiments. Information exchange of values is possible. With the above configuration, the power supply circuit performs the same operation as in the first and second embodiments.

次に図11,図12を用いて本実施例の動作を説明する。第1及び第2の実施例では動的(過渡的)な動作で説明したが、本実施例では静的な動作で説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. Although the first and second embodiments have been described with dynamic (transient) operations, this embodiment will be described with static operations.

図11は、負荷に対する昇圧比aと直流電圧Edを示したものである。本実施例は、図10に示す通り、第1及び第2の実施例で説明した制御構成が一緒になった構成となっており、制限値EdLim1と制限値EdLim2の間で直流電圧が変化する動作となる。   FIG. 11 shows the step-up ratio a and the DC voltage Ed for the load. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the control configuration described in the first and second embodiments is combined, and the DC voltage changes between the limit value EdLim1 and the limit value EdLim2. It becomes operation.

例えば、負荷が負荷L1以下の軽負荷となると、昇圧比補正部50Bが動作し、昇圧比aが補正され(減少)、直流電圧は制限値EdLim1に制御される。反対に、負荷が負荷L2以上の高負荷になると、昇圧比補正部50Cが動作し、昇圧比aが補正され(増加)、直流電圧は制限値EdLim2に制御される。   For example, when the load becomes a light load equal to or less than the load L1, the boost ratio correction unit 50B operates, the boost ratio a is corrected (decreased), and the DC voltage is controlled to the limit value EdLim1. On the contrary, when the load becomes a high load equal to or higher than the load L2, the boost ratio correction unit 50C operates, the boost ratio a is corrected (increased), and the DC voltage is controlled to the limit value EdLim2.

図12は、電源電圧に対する昇圧比aと直流電圧Edを示したものであり、昇圧比aと直流電圧Edの動きは、図11と同様であるので説明は省略する。   FIG. 12 shows the step-up ratio a and the direct-current voltage Ed with respect to the power supply voltage. The movement of the step-up ratio a and the direct-current voltage Ed is the same as in FIG.

ここで、図13,図14に電源電圧を一定として負荷を変化させた時の電源回路に流入する入力電流(リアクトル電流)と電源電圧の波形の実験結果を示す。   Here, FIG. 13 and FIG. 14 show the experimental results of the input current (reactor current) flowing into the power supply circuit and the waveform of the power supply voltage when the load is changed with the power supply voltage kept constant.

図13は従来技術(昇圧比一定制御部50Aのみ)を用いた場合、図14は本発明を用いた場合の実験結果である。図13,図14とも(a)は入力電流2A、(b)は入力電流16Aでの結果である。また、部分スイッチング動作でのスイッチングOFF期間も合わせて示している。   FIG. 13 shows the experimental results when the conventional technique (only the step-up ratio constant control unit 50A is used) and FIG. 14 shows the experimental results when the present invention is used. 13 and 14, (a) shows the result when the input current is 2A, and (b) shows the result when the input current is 16A. In addition, a switching OFF period in the partial switching operation is also shown.

この図より、従来技術では、負荷が変化しても昇圧比aを調整(変更)しないので、スイッチングOFF期間もほぼ同一の時間間隔であり、負荷が増加するに従って、入力電流波形もひずみ率が大きな波形となっている。ここでは、図示しないが、図13(b)の電流波形では、高調波電流も増加する。   From this figure, the conventional technique does not adjust (change) the step-up ratio a even when the load changes, so the switching OFF period is also approximately the same time interval, and the distortion rate of the input current waveform also increases as the load increases. It has a large waveform. Although not shown here, the harmonic current also increases in the current waveform of FIG.

これに対して、本発明を用いた入力電流波形は、図14に示すように、スイッチングOFF期間が変化(約15%減少)し、ひずみ率の少ない波形となっている。高調波電流値は図示しないが、図14(b)の波形は高調波電流値も減少する。   On the other hand, as shown in FIG. 14, the input current waveform using the present invention changes in the switching OFF period (decreases by about 15%) and is a waveform with a small distortion rate. Although the harmonic current value is not shown, the waveform of FIG. 14B also decreases the harmonic current value.

図15は本実施例の利用形態の一例として電源回路とインバータ回路及び制御回路を一体化したモジュールの概観図である。   FIG. 15 is a schematic view of a module in which a power supply circuit, an inverter circuit, and a control circuit are integrated as an example of a usage form of the present embodiment.

本モジュールは、IGBTやダイオードなどのパワー系半導体を下部にベアチップ実装し、制御回路を上部の基板に配置した一体モジュールである。モジュール化することにより、本発明の適用が容易となり、コスト的にも安価なシステムが構築できる。   This module is an integrated module in which a power semiconductor such as an IGBT or a diode is mounted on the bottom in a bare chip and a control circuit is disposed on the upper substrate. By modularization, the application of the present invention becomes easy, and a low-cost system can be constructed.

ここで、本実施例は、ベクトル制御を用いたインバータ回路で説明したが、従来から広く使われている120度通制御形インバータ回路を用いても同様の効果が得られる。   Here, although the present embodiment has been described with an inverter circuit using vector control, the same effect can be obtained by using a 120-degree control type inverter circuit that has been widely used in the past.

また、本実施例では、直流電圧を検出することにより、電源電圧及び負荷の状態(変化)を検出したが、負荷状態情報としては、例えば、モータ回転数,入力電流,直流電流,直流電圧,直流電力,直流電圧脈動幅,入力電力,トルク,インバータ回路の波高値比率及びインバータ通流率などの負荷の状態で変化する値なら良い。また、上記値を二つ以上併用しても良い。   Further, in this embodiment, the power supply voltage and the load state (change) are detected by detecting the DC voltage. As the load state information, for example, the motor rotation speed, the input current, the DC current, the DC voltage, Any value that varies depending on the load condition such as DC power, DC voltage pulsation width, input power, torque, peak value ratio of inverter circuit, and inverter conduction ratio may be used. Two or more of the above values may be used in combination.

以上の通り、本発明を適用すると、電源電圧や負荷が変動しても運転を継続でき、通常時は最適な効率で動作させることができるシステムを構築できる。また、昇圧比及び制限値の設定を最適化すれば、高効率動作と同時に高調波電流の抑制も自動的に可能となる。   As described above, when the present invention is applied, it is possible to construct a system that can continue operation even when the power supply voltage or the load fluctuates and can be operated with optimum efficiency in normal times. In addition, if the setting of the boost ratio and the limit value is optimized, the harmonic current can be automatically suppressed simultaneously with the high efficiency operation.

図16,図17を用いて本発明の第4の実施例を説明する。前述した実施例(1〜3)と同一符号は同一動作をするものであり説明は省略する。   A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The same reference numerals as those in the above-described embodiments (1 to 3) perform the same operation, and the description thereof will be omitted.

図16は第3の実施例で説明したモータ駆動装置をインバータエアコンの圧縮機駆動用モータ駆動装置に適用した場合のインバータエアコンの外観図、図17は昇圧比aをインバータエアコンの負荷(回転数)に応じて変更した場合の動作説明図である。   FIG. 16 is an external view of an inverter air conditioner when the motor driving apparatus described in the third embodiment is applied to a compressor driving motor driving apparatus for an inverter air conditioner, and FIG. It is operation | movement explanatory drawing at the time of changing according to).

前述の実施例では、直流電圧が制限値以上もしくは以下になった時に、昇圧比aを補正する内容について説明したが、更なる効率向上と高出力化の両立を図るためには、昇圧比aの設定値自体もシステム(インバータエアコン)の負荷に応じて変更する必要がある。   In the above-described embodiment, the content of correcting the boost ratio a when the DC voltage is equal to or higher than the limit value has been described. However, in order to achieve both higher efficiency and higher output, the boost ratio a The set value itself needs to be changed according to the load of the system (inverter air conditioner).

図16は一例として、セパレート型のインバータエアコンの外観図を示しており、室外機600と室内機400で構成されている。室外機600内には、モータと一体となった圧縮機300や室外ファン100及び圧縮機300や室外ファン100を駆動するモータ駆動装置200が設置されている。   FIG. 16 shows an external view of a separate type inverter air conditioner as an example, and is composed of an outdoor unit 600 and an indoor unit 400. In the outdoor unit 600, a compressor 300 and an outdoor fan 100 integrated with a motor, and a motor driving device 200 that drives the compressor 300 and the outdoor fan 100 are installed.

本実施例では、図17を用いて昇圧比aをインバータエアコンの圧縮機駆動用モータの回転数の状態に応じて変更する方法を説明する。   In this embodiment, a method for changing the step-up ratio a according to the state of the rotation speed of the compressor driving motor of the inverter air conditioner will be described with reference to FIG.

基本的には、前述の実施例同様昇圧比aを固定でも良いのであるが、更なる効率向上やモータ制御の安定化及び高出力化を考慮して負荷の状態で昇圧比aを変更する。   Basically, the step-up ratio a may be fixed as in the above-described embodiment, but the step-up ratio a is changed in a load state in consideration of further efficiency improvement, stabilization of motor control and higher output.

図17は横軸にモータ回転数、縦軸に昇圧比a及び直流電圧Edを示す。図17に示す通り、モータの回転数が低い領域、言い換えると、負荷が軽い状態では昇圧比aを下げて運転する。この場合、直流電圧を低く押さえることが出来るため、電源回路のスイッチング損失等が低下し、さらにインバータ回路及びモータの損失も低減でき、高効率動作が可能となる。   In FIG. 17, the horizontal axis represents the motor rotation speed, and the vertical axis represents the step-up ratio a and the DC voltage Ed. As shown in FIG. 17, in a region where the rotational speed of the motor is low, in other words, in a state where the load is light, the operation is performed with the step-up ratio a lowered. In this case, since the DC voltage can be kept low, the switching loss of the power supply circuit and the like can be reduced, and the loss of the inverter circuit and the motor can be reduced, so that highly efficient operation is possible.

但し、この場合、入力電流波形は高調波成分が増加し、電源力率も低下する。そのため、昇圧比aの設定は、上記を考慮して設定する必要がある。   However, in this case, the harmonic component of the input current waveform increases and the power source power factor also decreases. Therefore, the boost ratio a needs to be set in consideration of the above.

モータの回転数(負荷)がさらに増加すると入力電流の高調波成分が規格値に入らなくなったり、力率が大きく低下する可能性がある。また、直流電圧Edも低下して行く。そこで、モータ回転数(負荷)が増加するに従って、昇圧比aを増加させていけば、モータの回転数(負荷)に応じて常に高効率な運転が可能となる。   If the number of rotations (load) of the motor further increases, the harmonic component of the input current may not enter the standard value, or the power factor may be greatly reduced. Further, the DC voltage Ed also decreases. Therefore, if the step-up ratio a is increased as the motor rotation speed (load) increases, high-efficiency operation can always be performed according to the motor rotation speed (load).

本実施例では、モータ回転数に従って階段状に昇圧比aを変更しているが、実動作ではヒステリシスを設ける必要がある(図示を省略した)。また、昇圧比aの変更は、直線的に変更したり、ある関数を用いて変更しても良い。さらに、昇圧比aを用いて回転数制御をすることも可能である。言い換えると、昇圧比aを変更して直流電圧を可変としてモータの回転数制御をすることも可能である。   In this embodiment, the step-up ratio a is changed stepwise according to the motor rotation speed, but it is necessary to provide hysteresis in actual operation (not shown). The step-up ratio a may be changed linearly or using a certain function. Further, it is possible to control the rotational speed using the step-up ratio a. In other words, it is possible to control the rotation speed of the motor by changing the step-up ratio a and changing the DC voltage.

ここで、負荷状態情報としては、例えば、モータ回転数,入力電流,直流電流,直流電圧,直流電力,直流電圧脈動幅,入力電力,トルク,インバータ回路の波高値比率及びインバータ通流率などの負荷の状態で変化する値なら良い。また、上記値を二つ以上併用しても良い。   Here, as load state information, for example, motor rotation speed, input current, DC current, DC voltage, DC power, DC voltage pulsation width, input power, torque, peak value ratio of inverter circuit, inverter conduction ratio, etc. Any value that changes depending on the load condition is acceptable. Two or more of the above values may be used in combination.

以上の通り、インバータエアコンの負荷に応じて設定する昇圧比aを変更することにより、更なる効率向上と高出力化の両立が可能となり、(想定外の)電源変動や負荷変動があっても、システム停止を防止することができる。   As described above, by changing the step-up ratio a that is set according to the load of the inverter air conditioner, it is possible to achieve both higher efficiency and higher output, even if there are (unexpected) power supply fluctuations and load fluctuations. System stop can be prevented.

1 交流電源
2 整流回路
3 昇圧チョッパ回路
4 平滑コンデンサ
5,7 制御回路
6 負荷
8 インバータ回路
9 モータ
50,70 演算手段
50A 昇圧比一定制御部
50B,50C,50D 昇圧比補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 Rectifier circuit 3 Boost chopper circuit 4 Smoothing capacitor 5, 7 Control circuit 6 Load 8 Inverter circuit 9 Motor 50, 70 Calculation means 50A Boost ratio constant control part 50B, 50C, 50D Boost ratio correction part

Claims (5)

交流電源を直流に変換する整流回路と平滑回路からなる電源回路であって、通流率信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とインダクタンス及びダイオードからなる昇圧チョッパ回路を備え、前記平滑回路に接続された負荷に直流電力を供給する電源装置もしくはその制御回路において、
前記交流電源から流入する入力電流情報と、前記平滑回路の直流電圧情報を入力として前記通流率信号を出力し、前記入力電流波形を電源電圧に同期した正弦波状に制御する制御手段を有し、
前記通流率信号は、電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作を停止、もしくは、最少パルス幅の信号となり、
前記電源回路の動作を停止する過電圧保護設定値及び低電圧保護設定値と、前記過電圧保護設定値より小さい値である第1の制限値と、前記低電圧保護設定値より大きい値であって前記第1の制限値より小さい値である第2の制限値と、を有し、
前記直流電圧が前記第1の制限値以下で、且つ、前記第2の制限値以上である場合は、前記電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作を停止する期間、もしくは、最少パルス幅となる期間を予め設定されている値とし、
前記直流電圧が前記第1の制限値より大きい場合は、前記直流電圧前記第1の制限値になるように前記電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作停止する期間、もしくは、最少パルス幅となる期間を前記予め設定されている値よりも広げ
前記直流電圧が前記第2の制限値より小さい場合は、前記直流電圧前記第2の制限値になるように前記電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作停止する期間、もしくは、最少パルス幅となる期間を前記予め設定されている値よりも狭めることを特徴とする電源装置もしくはその制御回路。
A power supply circuit comprising a rectifier circuit for converting an alternating current power source into a direct current and a smoothing circuit, comprising a switching element that performs a switching operation based on a conduction ratio signal, a boost chopper circuit comprising an inductance and a diode, and is connected to the smoothing circuit. In a power supply device or a control circuit for supplying DC power to a load,
Control means for controlling the input current waveform to a sine wave in synchronization with the power supply voltage by inputting the input current information flowing from the AC power supply and the DC voltage information of the smoothing circuit as inputs. ,
The duty ratio signal stops the switching operation near the center of the half cycle of the power supply voltage, or becomes a signal with a minimum pulse width,
An overvoltage protection level and a low voltage protection setting value for stopping the operation of the power supply circuit, a first limiting value is the overvoltage protection level values less than said a value greater than the low voltage protection setting value A second limit value that is smaller than the first limit value, and
When the DC voltage is less than or equal to the first limit value and greater than or equal to the second limit value, a period during which the switching operation is stopped near the center of the half cycle of the power supply voltage, or a minimum pulse width and The period to be a preset value,
When the DC voltage is larger than the first limit value, a period during which the switching operation is stopped near the center of the half cycle of the power supply voltage so that the DC voltage becomes the first limit value, or a minimum pulse Widen the period to be wider than the preset value ,
When the DC voltage is smaller than the second limit value, the switching operation is stopped near the center of the half cycle of the power supply voltage so that the DC voltage becomes the second limit value, or the minimum pulse A power supply apparatus or a control circuit for the power supply apparatus, wherein a period of width is narrower than the preset value .
交流電源を直流に変換する整流回路と平滑回路からなる電源回路であって、通流率信号に基づいてスイッチング動作するスイッチング素子とインダクタンス及びダイオードからなる昇圧チョッパ回路を備え、前記平滑回路に接続された負荷に直流電力を供給する電源装置もしくはその制御回路において、
前記交流電源から流入する入力電流情報と、前記平滑回路の直流電圧情報を入力として前記通流率信号を出力し、前記入力電流波形を電源電圧に同期した正弦波状に制御する制御手段を有し、
前記入力電流波形は、電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない波形となり、
前記電源回路の動作を停止する過電圧保護設定値及び低電圧保護設定値と、前記過電圧保護設定値より小さい値である第1の制限値と、前記低電圧保護設定値より大きい値であって前記第1の制限値より小さい値である第2の制限値と、を有し、
前記直流電圧が第1の制限値以下で、且つ、第2の制限値以上である場合は、前記電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間を予め設定されている値とし、
前記直流電圧が前記第1の制限値より大きい場合は、前記直流電圧前記第1の制限値になるように前記電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間を前記予め設定されている値よりも広げ、
前記直流電圧が前記第2の制限値より小さい場合は、前記直流電圧前記第2の制限値になるように前記電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間を前記予め設定されている値よりも狭めることを特徴とする電源装置もしくはその制御回路。
A power supply circuit comprising a rectifier circuit for converting an alternating current power source into a direct current and a smoothing circuit, comprising a switching element that performs a switching operation based on a conduction ratio signal, a boost chopper circuit comprising an inductance and a diode, and is connected to the smoothing circuit. In a power supply device or a control circuit for supplying DC power to a load,
Control means for controlling the input current waveform to a sine wave in synchronization with the power supply voltage by inputting the input current information flowing from the AC power supply and the DC voltage information of the smoothing circuit as inputs. ,
The input current waveform is a waveform in which switching operation does not enter near the peak of the current waveform,
An overvoltage protection level and a low voltage protection setting value for stopping the operation of the power supply circuit, a first limiting value is the overvoltage protection level values less than said a value greater than the low voltage protection setting value A second limit value that is smaller than the first limit value, and
When the DC voltage is equal to or less than the first limit value and equal to or greater than the second limit value, a period in which the switching operation does not enter near the peak of the current waveform is set as a preset value,
When the DC voltage is greater than the first limit value, the preset value is a period during which no switching operation is performed near the peak of the current waveform so that the DC voltage becomes the first limit value. Wider than
When the DC voltage is smaller than the second limit value, the preset value is a period during which the switching operation does not occur near the peak of the current waveform so that the DC voltage becomes the second limit value. power supply or a control circuit, characterized in that the narrowed than.
前記直流電圧が前記第1の制限値より大きい場合、前記直流電圧と前記第1の制限値との偏差に基づいて前記電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間を前記予め設定されている値よりも広げ、
前記直流電圧が前記第2の制限値より小さい場合、前記直流電圧と前記第2の制限値との偏差に基づいて前記電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間を前記予め設定されている値よりも狭めることを特徴とする請求項1又は2に記載の電源装置もしくはその制御回路。
When the DC voltage is greater than the first limit value , a period during which no switching operation is performed near the peak of the current waveform is set based on a deviation between the DC voltage and the first limit value. Wider than the existing value,
When the DC voltage is smaller than the second limit value , a period during which no switching operation is performed near the peak of the current waveform is set based on a deviation between the DC voltage and the second limit value. The power supply device or the control circuit thereof according to claim 1, wherein the power supply device is narrower than a certain value .
前記電源電圧の半周期の中心付近でスイッチング動作を停止する期間、もしくは、最少パルス幅となる期間をモータ回転数又は負荷に応じて変更することを特徴とする請求項1に記載の電源装置もしくはその制御回路。   2. The power supply device according to claim 1, wherein a period during which the switching operation is stopped in the vicinity of the center of the half cycle of the power supply voltage or a period when the minimum pulse width is obtained is changed according to the motor rotation speed or the load. Its control circuit. 前記電流波形のピーク付近でスイッチング動作が入らない期間をモータ回転数又は負荷に応じて変更することを特徴とする請求項2に記載の電源装置もしくはその制御回路。   The power supply device or a control circuit thereof according to claim 2, wherein a period during which no switching operation is performed near a peak of the current waveform is changed according to a motor rotation speed or a load.
JP2010048565A 2010-03-05 2010-03-05 Power supply circuit and control circuit thereof Active JP5286309B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010048565A JP5286309B2 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Power supply circuit and control circuit thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010048565A JP5286309B2 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Power supply circuit and control circuit thereof

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008047029A Division JP4500857B2 (en) 2008-02-28 2008-02-28 Power supply circuit, motor drive device and air conditioner using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010124690A JP2010124690A (en) 2010-06-03
JP5286309B2 true JP5286309B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=42325509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010048565A Active JP5286309B2 (en) 2010-03-05 2010-03-05 Power supply circuit and control circuit thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5286309B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5831029B2 (en) * 2011-08-08 2015-12-09 トヨタ自動車株式会社 Vehicle equipped with an electric motor
JP5950181B2 (en) * 2012-01-06 2016-07-13 シンフォニアテクノロジー株式会社 Switching power supply
JP5804019B2 (en) * 2013-10-16 2015-11-04 ダイキン工業株式会社 Power converter
CN103825440B (en) * 2014-01-09 2016-07-13 西南交通大学 A kind of control method for regulating electromagnetic attraction suspension system electric magnet steady-state current ripple
AU2015386126B2 (en) * 2015-03-11 2018-08-02 Mitsubishi Electric Corporation Power supply device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2809463B2 (en) * 1990-02-02 1998-10-08 株式会社日立製作所 Power supply and power factor improvement method
JPH06351249A (en) * 1993-06-10 1994-12-22 Fujitsu General Ltd Controller and control method for air-conditioner
JP3740946B2 (en) * 2000-04-28 2006-02-01 松下電器産業株式会社 Power supply device, electric motor drive device and air conditioner
JP3742929B2 (en) * 2002-06-12 2006-02-08 ダイキン工業株式会社 Power supply

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010124690A (en) 2010-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4500857B2 (en) Power supply circuit, motor drive device and air conditioner using the same
JP4971750B2 (en) Power supply circuit and control circuit used therefor
JP6041866B2 (en) Power conversion device, motor drive control device including the power conversion device, blower and compressor including the motor drive control device, and air conditioner including the blower or compressor
JP6067105B2 (en) Power conversion apparatus, motor drive apparatus including the same, blower including the same, compressor, air conditioner including them, refrigerator, and refrigerator
JP5119222B2 (en) Converter device, motor driving module, and refrigeration device
US20140268954A1 (en) Methods and apparatus for continuous and discontinuous active rectifier boost operation to increase power converter rating
JP5518097B2 (en) Converter device, motor drive module, and refrigeration equipment
JP5063379B2 (en) POWER CONVERTER, POWER CONVERTER MODULE, AIR CONDITIONER AND REFRIGERATOR
JPWO2014192696A1 (en) Power conversion device, motor drive control device provided with the power conversion device, compressor and blower provided with the motor drive control device, and air conditioner provided with the compressor or blower
JP5286309B2 (en) Power supply circuit and control circuit thereof
JP2009207307A (en) Motor driving apparatus
JP5066168B2 (en) Power supply circuit, motor drive device using the same, and refrigeration equipment
JP2006203963A (en) Inverter control device for motor driving
JP5540699B2 (en) Power converter
JP4984495B2 (en) Inverter controller for motor drive
JP2007184998A (en) Power converter
JP2010193537A (en) Motor drive controller and air conditioner
JP2019033603A (en) Power conversion equipment
JPWO2018073970A1 (en) Converter control device and converter control method
JP2010051143A (en) Inverter controller for motor drive and air conditioner

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120104

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120302

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120619

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120809

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130405

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130412

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: 20130507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5286309

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350