JP5291627B2 - Pwm信号生成装置、及びこのpwm信号生成装置を備えたインバータ装置 - Google Patents
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Description
(1)1周期の両側はローレベルで、中間部分でハイレベルになる波形(周期の途中でハイレベルに反転した後、ローレベルに戻るタイプ。以下、「Aタイプ」という。)
(2)1周期の前側部分でハイレベルになり、後側部分でローレベルになる波形(周期開始時にハイレベルに反転し、周期の中間でローレベルに反転するタイプ。以下、「Bタイプ」という。)
(3)1周期の前側部分でローレベルになり、後側部分でハイレベルになる波形(周期開始時にローレベルに反転し、周期の中間でハイレベルに反転するタイプ。以下、「Cタイプ」という。)
がある。
,V0の時間tにおける電圧値である。
Claims (15)
- 第1のパルス信号の1周期のパルス波形である第1のパルス波形を生成する第1のパルス波形生成手段と、
前記第1のパルス波形の生成開始時から予め設定された遅延時間が経過したときに、第2のパルス信号の1周期のパルス波形である第2のパルス波形を生成する第2のパルス波形生成手段と、
前記第1のパルス波形生成手段により生成された前記第1のパルス波形の全体波形と前記第2のパルス波形生成手段により生成された前記第2のパルス波形の全体波形とを合成した合成パルス波形に基づいてPWM信号を生成するPWM信号生成手段と、
を備え、
前記第1のパルス波形生成手段は、前記合成パルス波形の終了時に次の第1のパルス波形を生成する、
PWM信号生成装置。 - 前記第1のパルス波形は、前記第1のパルス信号の周期である第1のパルス周期内の中間部分でハイレベルとなり、両端部分でローレベルになる波形であり、
前記第2のパルス波形は、前記第2のパルス信号の周期である第2のパルス周期内の前側部分でハイレベルとなり、後側部分でローレベルになる波形であり、
前記合成パルス波形は、前記第1のパルス波形のハイレベル期間に前記第2のパルス波形を接続した当該第1のパルス波形と同じタイプの波形である、請求項1に記載のPWM信号生成装置。 - 前記第1のパルス周期と前記第2のパルス周期とが同一である、請求項2に記載のPWM信号生成装置。
- 前記第1のパルス波形のハイレベル期間は前記第1のパルス周期の中央に配置されている、請求項2に記載のPWM信号生成装置。
- 前記遅延時間は、前記第1のパルス波形生成手段により生成される前記第1のパルス波形がハイレベルになっている期間に前記第2のパルス波形の生成を開始するという条件を満たす時間である、請求項4に記載のPWM信号生成装置。
- 前記遅延時間は、前記第1のパルス周期の1/2の時間である、請求項5に記載のPWM信号生成装置。
- 前記第1のパルス波形生成手段は、
前記第1のパルス周期の開始時に、前記第1のパルス波形がハイレベルとなるべき第1のオン時間を演算する第1のオン時間演算手段と、
前記第1のオン時間と前記第1のパルス周期における前記ハイレベルの位置とに基づいて、前記第1のパルス周期において前記第1のパルス波形のレベルがローレベルからハイレベルに反転する第1の反転タイミングを決定する第1の反転タイミング決定手段と、を備え、
前記第2のパルス波形生成手段は、
前記第1のパルス周期の開始から前記遅延時間が経過したときに、前記第2のパルス波形がハイレベルとなるべき第2のオン時間を演算する第2のオン時間演算手段と、
前記第2のオン時間に基づいて、当該第2のオン時間が演算された第2のパルス周期において前記第2のパルス波形のレベルがハイレベルからローレベルに反転する第2の反転タイミングを決定する第2の反転タイミング決定手段と、を備え、
前記PWM信号生成手段は、
前記第1のパルス周期の開始時を基準とした前記第1,第2の反転タイミングを検出する反転タイミング検出手段と、
前記第1のパルス周期の開始時は出力レベルをローレベルとし、その後に前記第1の反転タイミングが検出されると前記出力レベルをハイレベルに反転し、その後に前記第2の反転タイミングが検出されると前記出力レベルをローレベルに反転して、前記第1のパルス波形と前記第2のパルス波形とを合成したパルス信号を生成し、前記PWM信号の各パルスとして出力するPWM信号出力手段と、
を備えている、請求項2に記載のPWM信号生成装置。 - 前記第1の反転タイミング決定手段は、前記第1のオン時間が演算される毎に、前記第1のパルス周期における前記ハイレベルの中心の位置までの時間からその演算された第1のオン時間の1/2の時間を差し引いた残りの時間が前記第1のオン時間の演算開始時から経過したときを前記第1の反転タイミングとして決定し、
前記第2の反転タイミング決定手段は、前記第2のオン時間が演算される毎に、当該第2のオン時間の演算開始時から演算された第2のオン時間が経過したときを前記第2の反転タイミングとして決定する、
請求項7に記載のPWM信号生成装置。 - 前記第1のパルス波形の周期が終了する毎に、前記第2のパルス波形のレベルがハイレベルであるか否かを判別する判別手段と、
前記第1のパルス波形の周期の終了時に前記第2のパルス波形のレベルがハイレベルの場合に限り、当該第1のパルス波形の周期の終了時に前記第2のパルス波形生成手段に再度第2のパルス波形を生成させるパルス波形再生成手段と、
を更に備え、
前記PWM信号生成手段は、前記第1のパルス波形に前記生成された第2のパルス波形と当該再度生成された第2のパルス波形とを合成した合成パルス波形に基づいてPWM信号を生成する、請求項2に記載のPWM信号生成装置。 - 前記パルス波形再生成手段により再度、前記第2のパルス波形の生成が行われた場合、先に生成された第2のパルス波形の周期の終了時に再度生成された第2のパルス波形のレベルがハイレベルであるか否かを判別する第2の判別手段を更に備え、
前記パルス波形再生成手段は、前記先に生成された第2のパルス波形の周期の終了時に前記再度生成された第2のパルス波形のレベルがローレベルとなるまで、前記先に生成された第2のパルス波形の周期の終了時に前記第2のパルス波形生成手段に再度第2のパルス波形を生成させる動作を繰り返し、
前記PWM信号生成手段は、前記第1のパルス波形に前記生成された第2のパルス波形と当該再度生成された1又は2以上の第2のパルス波形とを合成した合成パルス波形に基づいてPWM信号を生成する、請求項9に記載のPWM信号生成装置。 - 前記第1のパルス波形生成手段は、
前記第1のパルス周期の開始時に、前記第1のパルス波形がハイレベルとなるべき第1のオン時間を演算する第1のオン時間演算手段と、
前記第1のオン時間と前記第1のパルス周期における前記ハイレベルの位置とに基づいて、前記第1のパルス周期において前記第1のパルス波形のレベルがローレベルからハイレベルに反転する第1の反転タイミングを決定する第1の反転タイミング決定手段と、を備え、
前記第2のパルス波形生成手段は、
前記第1のパルス周期の開始から前記遅延時間が経過したときと、前記パルス波形再生成手段により前記第2のパルス波形の生成が再度行われる場合には、前記第1のパルス周期の終了時および先に生成された第2のパルス波形の周期が終了したときに、前記第2のパルス波形がハイレベルとなるべき第2のオン時間を演算する第2のオン時間演算手段と、
前記第2のオン時間演算手段により最後に演算された第2のオン時間に基づいて、当該第2のオン時間が演算された第2のパルス周期において前記第2のパルス波形のレベルがハイレベルからローレベルに反転する第2の反転タイミングを決定する第2の反転タイミング決定手段と、を備え、
前記PWM信号生成手段は、
前記第1のパルス周期の開始時を基準とした前記第1,第2の反転タイミングを検出する反転タイミング検出手段と、
前記第1のパルス周期の開始時は出力レベルをローレベルとし、その後に前記第1の反転タイミングが検出されると前記出力レベルをハイレベルに反転し、生成された1又は2以上の前記第2のパルス波形に基づき前記出力レベルをハイレベルに保持し、その後に前記第2の反転タイミングが検出されると前記出力レベルをローレベルに反転して、前記第1のパルス波形と1又は2以上の前記第2のパルス波形とを合成したパルス信号を生成し、前記PWM信号の各パルスとして出力するPWM信号出力手段と、
を備えている、請求項10に記載のPWM信号生成装置。 - 前記第1の反転タイミング決定手段は、前記第1のオン時間が演算される毎に、前記第1のパルス周期における前記ハイレベルの中心の位置までの時間からその演算された第1のオン時間の1/2の時間を差し引いた残りの時間が前記第1のオン時間の演算開始時から経過したときを前記第1の反転タイミングとして決定し、
前記第2の反転タイミング決定手段は、最後の第2のオン時間の演算開始時から当該最後に演算された第2のオン時間が経過したときを前記第2の反転タイミングとして決定する、請求項11に記載のPWM信号生成装置。 - 前記第1のオン時間演算手段は、
制御対象に入力される状態変数が前記第1のパルス波形である状態方程式から導出される前記第1のパルス波形の第1のオン時間を入力変数とした第1の状態方程式の解を求める第1の演算式を用いて、前記第1のオン時間を演算し、
前記第2のオン時間演算手段は、
前記制御対象に入力される前記状態変数が前記第2のパルス波形である状態方程式から導出される前記第2のパルス波形の第2のオン時間を入力変数とした第2の状態方程式の解を求める第2の演算式を用いて、前記第2のオン時間を演算する、請求項7に記載のPWM信号生成装置。 - 直流電圧を出力する直流電源と、
前記直流電源から出力される直流電圧を交流電圧に逆変換するための、複数のスイッチング素子をブリッジ接続してなるブリッジ回路と、
前記複数のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御することにより前記ブリッジ回路の逆変換動作を制御する制御回路と、
前記ブリッジ回路から出力される交流電圧に含まれるスイッチングノイズを除去するフィルタ回路と、
前記フィルタ回路から出力される交流電圧を変成して負荷に出力する変圧器と、
を備えたインバータ装置であって、
前記制御回路は、請求項1に記載のPWM信号生成装置を備え、前記PWM信号生成装置が生成するPWM信号により前記複数のスイッチング素子のオン・オフ動作を制御することを特徴とするインバータ装置。 - 前記直流電源は太陽電池からなるとともに、前記ブリッジ回路は三相ブリッジ回路からなり、前記変圧器から出力される交流電圧は商用電力系統に連系させて出力される三相交流電圧である、請求項14に記載のインバータ装置。
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