JP5369354B2 - 周波数検出装置、周波数検出方法、電気回路制御装置および電気回路制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、被検出周波数信号(第1周波数信号)と当該被検出周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号とを比較することで、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定できる周波数検出装置および周波数検出方法に関する。
本発明は、電力変換回路等の電気回路の入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧、リアクトルに表れる電圧、前記リアクトルを流れる電流、前記スイッチに表れる電圧、前記スイッチを流れる電流、ダイオード(転流ダイオード,整流ダイオード等)に現れる電圧、前記ダイオードを流れる電流等を検出し、これらの検出値を周波数信号に変換する周波数検出回路を備え、簡単な構造で前記電流や前記電圧等の変動(前記周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは被検出信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したこと)を判定できる電気回路制御装置および電気回路制御方法に関する。
本発明は、入力信号経路に、一方端が前記入力信号経路に接続され他方がグランドに接続された複数のインピーダンス回路が設けられてなる遅延回路および遅延回路システムに関し、微細な遅延を生成でき、かつ回路設計も容易な遅延回路および遅延回路システムに関する。
従来、被検出周波数信号の周波数が基準周波数に達したか否かを検出するために、基準の周波数信号を発生させておき、被検出周波数信号の位相と基準周波数信号の位相とを比較することが行われる。
この種の技術では、再帰的ディスクリート・フーリエ変換を用いるもの(特許文献1)や、AFC(Automatic Frequency Control)ループを使用したもの(特許文献2)が知られている。
従来、図34に示すような、電力変換器91と、周波数信号生成回路92と、駆動信号生成回路93とを備えた電力変換装置9が知られている。電力変換器91は、電源81からの直流電力の変換を行い変換出力(直流電力または交流電力)を負荷82に供給している(特許文献3等参照)。
遅延回路は、通常、遅延素子を多数直列接続し、各素子間に設けたタップから遅延信号を取得している。検出回路は、矩形波の入力を積分しており、積分回路を構成するキャパシタ電圧が設定しきい値に達したときに遅延信号を発生させている。
入力信号経路上の信号S0のライン,
遅延形成要素81(1)の出力側(信号S1)のライン,
遅延形成要素81(2)の出力側(信号S2)のライン,
・・・・・
遅延形成要素81(N)の出力側(信号SN)のライン,
(これらをライン群83で示す)
が引き出されている(特許文献4参照)。
しかし、これらの従来技術では、参照信号発生回路、位相検出回路等が必要となり、回路が複雑になるという問題がある。
しかし、図34の電力変換装置9では、上述したように、電圧等の所定期間における平均値を検出するのみで電圧瞬時値を検出することができない。
図示しないが、電流制御型の電力変換装置においては、電流値を電圧信号に変換してこの電圧値を周波数信号に変換し、この周波数信号から電流ピーク値を検出して電流を制御することも行われる。この場合にも、電流ピーク値は電圧信号に変換された電流値の平均値からピーク時刻を推測せざるを得ない。
図45の遅延回路では、解像度を上げるために、たとえば遅延形成要素を1000以上接続しなければならない(すなわち、Nが10000以上)。この場合、遅延形成要素81(1)〜81(N)間の距離を等しくしなければ、正確な遅延を発生できない。また、遅延形成要素81(1)〜81(N)から選択回路82までの各ライン長が異なる場合にも正確な遅延を発生できない。実際には、遅延形成要素81(1)〜81(N)間の距離は等しくすることは容易ではないし、遅延形成要素81(1)〜81(N)から選択回路82までの各ライン長を等しくすることもできない。
しかも、集積回路の製造プロセスにおいては、上述したように1000個以上の遅延形成要素81(1)〜81(N)を、各遅延形成要素間の距離を同一とし、かつ各遅延形成要素から選択回路82までのライン長を一定に保つという要請があるため、パターン設計に至難を極める。
本発明は、被検出周波数信号(第1周波数信号)と当該被検出周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号とを比較することで、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定できる周波数検出装置および周波数検出方法を提供することを目的とする。
本発明は、簡単な構造で、前記制御パラメータの変動(周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは被検出信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したこと)を判定できる周波数検出回路を備えかつ高精度の制御ができる電力変換装置および電力変換装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明の目的は、解像度が微細な遅延を生成でき、かつ回路設計も容易な遅延回路および遅延回路システムを提供することにある。
(1)
周波数が時間変化する第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を出力する遅延信号出力回路と、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とを入力し、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する判定回路と、
を備えたことを特徴とする周波数検出装置。
上記の第1周波数信号(被検出周波数信号)は、典型的には、狭幅パルス列、矩形波、鋸歯状波、三角波、正弦波である。
第1周波数信号が鋸歯状波の場合には、判定回路は、たとえばエッジ(立上りまたは立下りエッジ)により、または鋸歯状波の振幅の最大値により、第1周波数信号の周期に第2周波数信号の周期が含まれているか否か、または、第2周波数信号の周期に第1パルスの周期が含まれているか否かを判定することができる。
本発明では、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定できるが、そのときの周波数は遅延時間の逆数である。したがって、遅延時間がたとえばある制御系の少なくとも1つの検出値により決定されるような場合には、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したときの当該周波数を知ることができる。
前記判定回路が、前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記判定回路が、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(1)に記載の周波数検出装置。
さらに、第1周波数信号が、三角波や正弦波であり、振幅の最大値および最小値の間隔が180ーである場合には、判定回路は、正パルスおよび負パルスの双方を同一性質のパルス(等価なパルス)として検出して判定信号を出力することができる。
前記判定回路は、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i
(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)
で、第1周波数信号F1の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする(2)に記載の周波数検出装置。
第1回目の検出では、周期が遅延時間Δτ\ar 第2回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/2
・・・
第I回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/I
で、第1周波数信号F1の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することになる。
前記判定回路は、
T1+T2+・・・TJ≦Δτ<T1+T2+・・・TJ+TJ+1
(Tk(k=J,・・・,3,2,1)は前記第1周波数信号のk番目のパルス、Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(2)または(3)に記載の周波数検出装置。
第1回目の検出において、周期が遅延時間Δτ/Jで、前記第1周波数信号F1の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、
第2回目の検出において、周期が遅延時間Δτ/(J−1)で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、
・・・、
第J回目の検出において、周期が遅延時間Δτで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する。
前記遅延回路は、前記第1周波数信号を入力して前記第2周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする(1)から(4)に記載の周波数検出装置。
(1)から(5)の何れかに記載の周波数検出装置を1ユニットとし、前記第1周波数信号を共通にして第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出装置であって、
第1ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ1と、 第2ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ2と、・・・
第Rユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間ΔτRと、が異なることを特徴とする記載の周波数検出装置。
(1)から(5)の何れかに記載の周波数検出装置を1ユニットとし、第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出装置であって、
前記各ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτが同じであり、
前記第1ユニットから前記第Rユニットにおける各第1周波数信号の位相が、2π/Rずつ異なることを特徴とする記載の周波数検出装置。
前記第1周波数信号が、電圧−周波数変換されてなることを特徴とする(1)から(7)の何れかに記載の周波数検出装置。
周波数が時間変化する第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を出力し、 前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とから、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する周波数検出方法であって、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする周波数検出方法。
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i
(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)
で、第1周波数信号F1の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする(9)に記載の周波数検出方法。
T1+T2+・・・TJ≦Δτ<T1+T2+・・・TJ+TJ+1
(Tk(k=J,・・・,3,2,1)は前記第1周波数信号のk番目のパルス、Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(9)または(10)に記載の周波数検出方法。
前記前記第2周波数信号の遅延処理は、前記第1周波数信号を入力して前記第2周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする(9)から(11)の何れかに記載の周波数検出方法。
前記第1周波数信号が、電圧−周波数変換されてなることを特徴とする請求項9から請求項12の何れかに記載の周波数検出方法。
(1)
電気回路に含まれる少なくとも1つのスイッチを駆動する駆動信号生成回路と、
前記スイッチの駆動により変化する電気信号(電圧・電流・電力・位相)を、1つまたは1つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも1つの電気信号から周波数信号を生成してこれを第1周波数信号として出力する周波数信号生成回路と、
前記周波数信号生成回路の出力周波数信号の周波数を検出する周波数検出回路と、
を備えた電気回路制御装置であって、
前記周波数検出回路は、
前記第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を出力する遅延信号生成回路と、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とを入力し、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する判定回路と、
を有し、
前記駆動信号生成回路は、前記判定回路の判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
ことを特徴とする電気回路制御装置。
また、周波数信号生成回路が発生する周波数信号は、典型的には、狭幅パルス列、矩形波、鋸歯状波、三角波、正弦波である。
遅延信号生成回路は、アナログ回路により構成してもよいし、デジタル回路により構成してもよく、遅延時間は、適宜に設定できる。
本発明では、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定できるが、そのときの周波数は遅延時間の逆数である。したがって、遅延時間がたとえばある制御系の少なくとも1つの検出値により決定されるような場合には、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したときの当該周波数を知ること、すなわち周波数に対応する電流や電圧の値(ピーク値(最大値や最小値)等)を知ることができる。
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする(1)に記載の電気回路制御装置。
前記遅延信号生成回路は、前記第1周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも1つに基づき遅延させて前記第2周波数信号を出力することを特徴とする(1)または(2)に記載の電気回路制御装置。
前記周波数検出回路は、
前記判定回路が、前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記判定回路が、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(1)から(3)の何れかに記載の電気回路制御装置。
第1周波数信号の周期に第2周波数信号の周期が含まれるときは、第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは第1周波数信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したときであり、第2周波数信号の周期に第1周波数信号の周期が含まれるときは、第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移しまたは第1周波数信号の周波数が下降方向側の所定値に達したときである。したがって、本発明では、周波数検出回路は、第1周波数信号の周波数が、周波数が低い側から所定値に達したか、周波数が高い側から所定値に達したかを、峻別して判断することができることになる。
さらに、第1周波数信号が、三角波や正弦波であり、振幅の最大値および最小値の間隔が180ーである場合には、判定回路は、正パルスおよび負パルスの双方を同一性質のパルス(等価なパルス)として検出して判定信号を出力することができる。
前記判定回路は、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i
(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)
で、第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする(1)から(4)の何れかに記載の電気回路制御装置。
前記判定回路は、
T1+T2+・・・+TJ≦Δτ<T1+T2+・・・+TJ+TJ+1
(Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(1)から(5)の何れかに記載の電気回路制御装置。
前記遅延回路は、前記第1周波数信号を入力して前記第2周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする(1)からから(7)の何れかに記載の電気回路制御装置。
(1)から(7)の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を1ユニットとし、前記第1周波数信号を共通にして第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
第1ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ1と、
第2ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ2と、
・・・
第Rユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間ΔτRと、
が異なることを特徴とする記載の電気回路制御装置。
(1)から(7)の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を1ユニットとし、第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
前記各ユニットにおける第2周波数の第1周波数信号に対する遅延時間Δτが同じであり、
前記第1ユニットから前記第Rユニットにおける各第1周波数信号の位相が、2π/Rずつ異なることを特徴とする電気回路制御装置
前記電気回路が、電流制御型または電圧制御型のAC/DC電力変換回路またはDC/DC電力変換回路であり、
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とするから(1)から(9)の何れかに記載の電気回路制御装置。
電気回路に含まれる少なくとも1つのスイッチの駆動により変化する電気信号(電圧・電流・電力・位相)を、1つまたは1つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも1つの電気信号から周波数信号を生成し、記周波数信号の周波数を検出することで電気回路を制御する方法であって、
前記周波数の検出において、
前記第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を生成し、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とを入力して、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力し、当該判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
ことを特徴とする電気回路制御方法。
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする(11)に記載の電気回路制御方法。
前記第1周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも1つに基づき遅延させて前記第2周波数信号を出力することを特徴とする(11)または(12)に記載の電気回路制御方法。
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(11)から(13)の何れかに記載の電気回路制御方法。
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i
(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)
で、第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする(11)から(14)の何れかに記載の電気回路制御方法。
前記第1周波数信号の周期が、
T1+T2+・・・+TJ≦Δτ<T1+T2+・・・+TJ+TJ+1
(Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間
(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする(11)から(15)の何れかに記載の電気回路制御方法。
(1)
一方端が検出回路の入力信号経路に接続され他方端がグランドに接続されたインピーダンス回路を有する遅延回路であって、
前記インピーダンス回路には、オン制御信号またはオフ制御信号がそれぞれ入力されたときに前記インピーダンス回路の全体のインピーダンスを変える複数のスイッチが含まれ、
前記複数のスイッチのオン状態またはオフ状態の組み合わせにより前記インピーダンス回路のインピーダンスを変えることで、前記検出回路が生成する遅延時間が変化することを特徴とする遅延回路。
前記インピーダンス回路は、少なくとも前記複数のスイッチが持つインピーダンス(抵抗成分、容量成分、インダクタンス成分)および/または配線に起因するインピーダンスを含むことを特徴とする(2)に記載の遅延回路。
前記インピーダンス回路は、抵抗素子、容量素子、インダクタンス素子の1つまたはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする(1)または(2)に記載の遅延回路。
前記スイッチがゲートスイッチ(制御端子付きバッファ)であることを特徴とする(2)から(3)の何れかに記載の遅延回路。
(1)から(4)の何れかに記載の遅延回路と、
前記各スイッチにオンオフ制御信号を送出する遅延制御回路と、
を備えたことを特徴とする遅延回路システム。
一方端が検出回路の入力信号経路に接続され他方端がグランドに接続された複数のインピーダンス回路要素を有する遅延回路であって、
前記各インピーダンス回路要素には、オン制御信号が入力されたときに前記入力信号経路と前記グランドとの間に開放状態を形成し、オフ制御信号が入力されたときに前記入力信号経路と前記グランドとの間にインピーダンスを形成させるスイッチがそれぞれ含まれ、
前記各スイッチのオン状態またはオフ状態の組み合わせにより前記インピーダンス回路のインピーダンスを変えることで、前記検出回路が生成する遅延時間が変化することを特徴とする遅延回路。
前記インピーダンス回路要素は、少なくとも前記スイッチが持つインピーダンス(抵抗成分、容量成分、インダクタンス成分)および/または配線に起因するインピーダンスを含むことを特徴とする(6)に記載の遅延回路。
前記インピーダンス回路要素は、抵抗素子、容量素子、インダクタンス素子の1つまたはこれらの組み合わせを含むことを特徴とする(6)または(7)に記載の遅延回路。
インピーダンスがZ(1),Z(2),・・・,Z(N)のインピーダンス回路要素をそれぞれP個備えた遅延回路であって、
それぞれのインピーダンス回路要素による遅延時間Τkが(k=1,2,・・・・,N)が単位遅れ時間をτ0として、
Τk(Z(k))=(P+1)k-1τ0
で表されることを特徴とする(6)から(8)の何れかに記載の遅延回路。
前記スイッチがゲートスイッチ(制御端子付きバッファ)であることを特徴とする(6)から(10)の何れかに記載の遅延回路。
前記インピーダンス回路要素はバッファを含み、当該バッファは前記スイッチよりもグランド側に設けられていることを特徴とする(6)から(10)の何れかに記載の遅延回路。
前記検出回路は、キャパシタ素子と抵抗素子、キャパシタ素子と抵抗素子とからなるCR積分回路を含むことを特徴とする(6)から(11)の何れかに記載の遅延回路。
(6)から(12)の何れかに記載の遅延回路と、
前記各スイッチにオンオフ制御信号を送出する遅延制御回路と、
を備えたことを特徴とする遅延回路システム。
AC/DCコンバータ,DC/DCコンバータ、昇圧チョッパ、降圧チョッパ等において、各部の電圧や電流を周波数変換して検出し、出力や入力を制御する(出力電流,出力電圧,出力電力,入力電流,出力電圧、入力電力等)を制御する場合に、本発明の遅延回路システムは特に有効である。
本発明の周波数検出装置および周波数検出方法によれば、簡単な構成により被検出周波数信号(第1周波数信号)と当該被検出周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号とを比較することで、周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定できる。
本発明の電気回路制御装置および電気回路制御方法では、簡単な構造で、電力変換回路等の電気回路の入力電流、入力電圧、出力電流、出力電圧、リアクトルに表れる電圧、前記リアクトルを流れる電流,、前記スイッチに表れる電圧、前記スイッチを流れる電流、ダイオード(転流ダイオード,整流ダイオード等)に現れる電圧、前記ダイオードを流れる電流等の変動(周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは被検出信号の周波数が上昇方向側の所定値に達したこと)を高精度で検出できる。
本発明によれば、高精度で遅延時間の設定が可能となる。
本発明の遅延回路は、多数(1000個以上)の遅延信号の中かから適宜遅延した信号を選択するための選択回路(マルチプレクサ)は必要ないので、各遅延形成要素から選択回路82までのライン長を一定に保つという必要はない。また、多数の遅延回路要素を直列に接続することもなく、設計の制限が緩和される。また、回路の簡素化を図ることができる。
これらのスリーステートバッファに、抵抗素子、容量素子、インダクタンス素子の1つまたはこれらの組み合わせを接続することもできる。
1,2,3,4,5,6 周波数検出装置
11,21,31,41A,41B,51A,51B,61A,61B, 遅延信号出
力回路
12,22,32,42,52,62 判定回路
121,321 カウンタ
43,53,63 制御回路
54 分配回路
65 レンジ選択回路
UA,UB 周波数検出装置ユニット
(B)発明:
1,2 電力変換装置
11、21 電力変換器
12,22 制御回路
13,13A,13B,23 周波数信号生成回路
14,24 周波数検出回路
15,25 駆動信号生成回路
16,16A,16B 遅延制御回路
17 位相シフト回路
17 レンジ選択回路
111 スイッチ
112 リアクトル
113 電流検出用抵抗
114 転流ダイオード
115 キャパシタ
141,241 遅延信号生成回路
142,241 判定回路
81 電源
82 負荷
(C)発明:
1 遅延回路
11 検出回路
12 インピーダンス回路
13 制御回路
14 入力バッファ
15 入力信号経路
SWk スイッチ
Z(k) インピーダンス
Bk バッファ
r 抵抗
TBk スリーステートバッファ
本発明の周波数検出装置および周波数検出方法の実施形態を以下に説明する。
図1は本発明の第1実施形態を示す説明図である。
図1(A)において、周波数検出装置1は、遅延信号出力回路11と判定回路12とを備えている。
遅延信号出力回路11は、周波数が時間変化する(増大する)第1周波数信号F1を入力し、この第1周波数信号F1を所定時間Δτ(第1周波数信号F1の初期周期より短い)だけ遅延させた第2周波数信号F2を出力する。
1番目と2番目の狭幅パルスの間隔:1秒
2番目と3番目の狭幅パルスの間隔:1/2秒
3番目と4番目の狭幅パルスの間隔:1/3秒
・・・
となっている。
第1周波数信号F1の周期が第2周波数信号F2の周期に含まれることと、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスが、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスの間に位置していることとは等価である。第1周波数信号F1の周期が第2周波数信号F2の周期に含まれたか否かの判定において、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスが、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスに重なっていても、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスが、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスに重なっていてもよいものとする。
この場合、判定回路12は、第1周波数信号F1の1番目の狭幅パルス、第2周波数信号F2の1番目の狭幅パルス、第1周波数信号F1の2番目の狭幅パルス、第2周波数信号F2の2番目の狭幅パルス、第1周波数信号F1の3番目の狭幅パルス、第2周波数信号F2の3番目の狭幅パルス、第1周波数信号F1の4番目の狭幅パルス、第2周波数信号F2の4番目の狭幅パルス、第1周波数信号F1の5番目の狭幅パルス、第2周波数信号F2の5番目の狭幅パルス、第1周波数信号F1の6番目の狭幅パルスまでは交互性があると判定しているが、第1周波数信号F1の6番目の狭幅パルスの後に、第1周波数信号F1の7番目の狭幅パルスを検出する。したがって、判定回路12は、このときに交互性がないと判定する(図1(B)の「上限検出」、(C)の「上限」参照)。
1Hz,1/2Hz,1/3Hz,・・・
のように上昇する場合を説明したが(図1(B),(C)参照)、実際には、第1周波数信号F1 の周波数は、
25×106Hz,(25×106+1)Hz,(25×106+2)Hz,・・・
のように高くなっていてもよいし、たとえば、
25×106Hz,(25×106+10)Hz,(25×106+20)Hz,・・・
のように高くなっていてもよい。
上記の例では、第1周波数信号F1の周期が第2周波数信号F2の周期に含まれた時刻を検出できる。すなわち、判定回路12は、第1周波数信号F1の周期がΔτより短くなった時刻で、1周波数信号F1の周波数が高域側の所定域に遷移しまたは上昇方向側の所定値に達したことを検出できる。
第3回目の検出(Δτ/3より長かった周期がΔτ/3より短くなった時刻)で第1周波数信号F1の周波数がさらに高域側の所定域に遷移しまたはさらに上昇方向側の所定値に達したことを判定し、
・・・
第I回目の検出(Δτ/Iより長かった周期がΔτ/Iより短くなった時刻)で第1周波数信号F1の周波数がさらに高域側の所定域に遷移しまたはさらに上昇方向側の所定値に達したことを判定することができる。
図3(A)において、周波数検出装置2は、遅延信号出力回路21と判定回路22とを備えている。
遅延信号出力回路21は、周波数が時間変化する(低くなる)第1周波数信号F1を入力し、この第1周波数信号F1を所定時間Δτ(第1周波数信号F1の初期周期より長い)だけ遅延させた第2周波数信号F2を出力する。
T1≦Δτ<T1+T2
であり、第1周波数信号F1の周波数は周波数13Hzから、時間に比例して低くなるように設定してあり、周期が調和数列で長くなる例で示してある。また、図3(C)に示すように、第1周波数信号F1は第1実施形態と同様、狭幅パルス列である(したがって第2周波数信号F2も狭幅パルス列である)。図3(C)では、説明を分かり易くするために、第1周波数信号F1および第2周波数信号F2の狭幅パルス列にそれぞれ、時間経過に応じて1,2,3,・・・の番号を付してある。
1番目と2番目の狭幅パルスの間隔:1/13秒
2番目と3番目の狭幅パルスの間隔:1/12秒
3番目と4番目の狭幅パルスの間隔:1/11秒
・・・
となっている。
第2周波数信号F2の周期が第1周波数信号F1の周期に含まれることと、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスが、第1周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスの間に位置していることとは等価である。第2周波数信号F2の周期が第1周波数信号F1の周期に含まれたか否かの判定において、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスが、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスに重なっていても、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスが、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスに重なっていてもよいものとする。
1/13Hz,1/12Hz,1/11Hz,・・・
のように低くなる場合を説明したが(図3(B),(C)参照)、実際には、第1周波数信号F1 の周波数は、
25×106Hz,(25×106−1)Hz,(25×106−2)Hz,・・・
のように低くなっていてもよいし、たとえば、
25×106Hz,(25×106−10)Hz,(25×106−20)Hz,・・・
のように低くなっていてもよい。
なお、狭幅パルスからなる第1周波数信号F1は、任意波形の周波数信号から、波形整形回路を通過させることで生成できる。
上記の例では、第2周波数信号F2の周期が第1周波数信号F1の周期に含まれた時刻を検出した。すなわち、判定回路22は、周波数検出装置2の起動時(検出処理開始時)にはΔτより短かった第1周波数信号F1の周期がΔτより長くなった時刻で、第1周波数信号F1の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したこと(すなわち、第1周波数信号F1の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したこと)を判定することができる。
T1≦Δτ<T1+T2 (1)
の場合であり、第2周波数信号F2の周期が第1周波数信号F1の周期に含まれたことを検出したときは、第1周波数信号F1の周期がΔτ以上となり、第1周波数信号F1の周波数が低域側の所定域に遷移しまたは下降方向側の所定値に達したことを判定する。この場合の判定回路22による検出(判定)は一回である。
すなわち、 周波数検出装置2の起動時(検出処理開始時)において、遅延時間Δτが、
T1+T2+・・・TJ≦Δτ<T1+T2+・・・TJ+TJ+1 (2)
の場合もある(J=2のときは、上記(1)式の場合)。
ここで、Tk(k=1,2,・・・,J,J+1)は、前記第1周波数信号のk番目のパルス、Jは正の整数である。
図5(A)において、周波数検出装置3は、遅延信号出力回路31と、判定回路32とを備えている。
また、周波数が減少する過程では、第1周波数信号F1の11番目の狭幅パルスの周期がΔτより長くなった場合(下限)を示してある。
図7(A),(B)、図8は、図2(A)の周波数検出装置1の機能と図4(A)の周波数検出装置2の機能とを併せ持っている周波数検出装置の説明図である。
遅延信号出力回路31は、周波数が時間変化する(動的に長くなりまたは短くなる)第1周波数信号F1を入力し、この第1周波数信号F1を所定時間Δτだけ遅延させた第2周波数信号F2を出力する。
周波数が増大する過程では第1周波数信号F1の6番目の狭幅パルスの周期がΔτより短くなった場合(上限1回目)、および第1周波数信号F1の11番目の狭幅パルスの周期がさらにΔτ/2より短くなった場合(上限2回目)を示してある。
図7(B),(C)では、上限1回目の検出および下限2回目の検出がされた周波数をf1,1で示し、上限2回目の検出および下限1回目の検出がされた周波数をf1,2で示してある。図7(B)では、このときの時刻を「上限1回目検出」,「下限2回目検出」、「上限2回目検出」,「下限1回目検出」で示してある。
たとえば、第1周波数信号F1の周波数が、25MHzから40MHzの範囲で変化するような場合には、判定回路22による第2回目以降の検出はなされない。
図11において、第1ユニットUA(周波数検出回路5A)と第2ユニットUB(周波数検出回路5B)の前段には、第1周波数信号F1を位相差πで分配する分配回路54が設けられている。分配回路54は位相差πで2つの第1周波数信号FA1,FB1を出力する(実際には、たとえば、F1=FA1として、FB1をにF1対してπ遅らせることができる)。
図13は、図1(A)の電力変換装置1の周波数検出回路を1ユニットとして、ユニットを複数並列接続して構成した周波数検出装置6を示す図である。
ここで、各周波数検出回路は、共通の第1周波数信号F1を有しており、この第1周波数信号F1は、第1周波数信号F1の周波数が高域に属するか低域に属するかに応じて、レンジ選択回路65により、第1ユニットUA,第2ユニットUBの何れかに送られる。
図15および図16は本発明の電気回路制御装置の構成を示す説明図である。
図15において、電気回路制御装置102は、周波数信号生成回路103と、周波数検出回路104と、駆動信号生成回路105と、遅延制御回路106とを有している。
周波数信号生成回路103は、電気回路101の電気信号相当する電圧(図15では、1つまたは2つ以上の電気信号:第1信号群)を検出し、当該検出値を第1周波数信号F1に変換する。
周波数信号生成回路103は、電気回路101の第1信号群を電圧信号F1として検出し判定回路1042に出力する。遅延信号出力回路1041には遅延時間Δτが設定され、遅延信号出力回路1041は、第1電圧信号F1に対してΔτ遅延した第2周波数信号F1を判定回路105に出力する。判定回路105は、第1周波数信号F3と第2周波数信号F2とを入力し、第1周波数信号F1の周期が第2周波数信号F2の周期に含まれたか否か、および/または、第2周波数信号F2の周期が第1周波数信号F1の周期に含まれたか否かを検出して判定信号を出力する。駆動信号生成回路105はこの判定回路信号から制御信号VGs生成し、これを電気回路101に含まれる図示しないスイッチに送出する。
図17において電力変換装置1は、電力変換器11と、制御回路12とを備えている。 第1実施形態では、電力変換器11は、電圧制御型DC/DC変換器であり、電源81の直流電圧をDC/DC変換して負荷82に供給する。
周波数信号生成回路13は、電力変換器11の回路電流iに相当する電圧Viを検出し、当該検出値を周波数信号F1に変換する。周波数信号生成回路13は、たとえばアナログの電圧制御発振器(VCO)から構成することができる。
遅延制御回路16は、A/D変換器17を介して電力変換器11の出力電圧eOを検出し、遅延信号生成回路141に遅延制御信DLY(eO)を出力することができる。遅延信号生成回路141がアナログ入力により動作する場合には、A/D変換器17は図17では不要である。
本発明の電気回路制御装置は、図18に示すように、三相電力変換装置11に適用することができる。図18では電力変換装置1には三相電圧va,vb,vcが入力されている。a相制御装置12a,b相制御装置12b,c相制御装置12cは、電力変換器11から電気信号群A,電気信号群B,電気信号群Cを取り込んでおり、これらの電気信号群に基づいて、電力変換装置1を構成する各相のスイッチに制御信号を出力する。
第1実施形態では、電力変換器11は、電流制御型DC/DC変換器であり、電源81の直流電圧をDC/DC変換して負荷82に供給する。電力変換器11は、スイッチ111と、リアクトル112と、電流検出用抵抗113と、転流ダイオード114と、キャパシタ115とからなる。
一方、遅延信号生成回路141は図20(A)のV=R・iLで示すように、電圧VR(v1−v2)を入力し、これを周波数信号f1(図20(A)の最上段の周波数特性参照)に変換している。図20(A)では、周波数は下限で約30MHz、上限で40MHzとしてある。すなわち、判定回路141は、第1周波数信号F1の周波数f1が所定のしきい値fSH(約40MHz)に達したとき(第1周波数信号F1の周期が対応する周期Δτに達したとき:図20(B)参照)に、判定信号SQを出力する。ただし,図のしきい値は,この方式の電力変換機では通常行うように系の安定性を保つために傾きを持たせている。この判定信号SQにより駆動信号生成回路15は電力変換器11にスイッチがOFFとなる制御信号を出力する。
図22(A)に電力変換装置の各部における時間推移状態を示す図、(B)に第1周波数信号F1、第2周波数信号F2の時間推移状態を示す。図21の電力変換装置ではでは、図22(A)に示すように、転流ダイオード114がオフのときには、iSはボトム値となっているが(周波数fの特性を示す波形図、および電圧V=R1×isを示す波形図を参照)、電気回路制御装置の出力は図19の電気回路制御装置12の出力と同じである(図22のクロックSTs、判定信号SQ、制御信号VGs参照)。
位相シフト回路27は、周波数信号生成回路13A,13Bが発生する各第1周波数信号F1に位相差πを持たせるように動作する。
各周波数検出回路14A,14Bは、共通の第1周波数信号F1を有しており、この第1周波数信号F1は、第1周波数信号F1の周波数が高域に属するか低域に属するかに応じて、により、第1ユニット,第2ユニット(周波数検出回路14A,14B)の何れかに送られる。
第1ユニット(周波数検出回路14A)は遅延信号生成回路141と判定回路142とからなり、遅延信号生成回路141の前段には遅延制御回路16Aが設けられており、第2ユニット(周波数検出回路14B)は遅延信号生成回路141と判定回路142とからなり、遅延信号生成回路141の前段には遅延制御回路16Bが設けられている。
図28の電力変換装置1では、上限周波数fSHAと下限周波数fSHBとがしきい値となって第1周波数信号F1の周波数が制御される(すなわち、リアクトル電流iLが制御される)。
図28の電力変換装置1では判定回路142は第2周波数信号FA2の一周期が第1周波数信号FA1の一周期に含まれたか否かを検出し、判定回路142は第1周波数信号FB1の一周期が第2周波数信号FA2の一周期に含まれたか否かを検出している。
駆動信号生成回路15がPID制御、FIR制御IIR制御等の制御を行う場合に、遅延制御回路16Aの遅延信号生成回路141、遅延制御回路16Bの遅延信号生成回路141の遅延特性を変化させることができる。
図30において電力変換装置2は、電力変換器21と、制御回路22とを備えている。
第2実施形態では、電力変換器21は、電圧制御型DC/DC変換器であり、電源81の直流電圧をDC/DC変換して負荷82に供給する。
駆動信号生成回路25は、電力変換器21を構成するスイッチの制御端子に制御信号を出力することができる。
図31(A),(B),(C)は、図30の周波数検出回路2の動作説明図であり、
1番目と2番目の狭幅パルスの間隔:1秒
2番目と3番目の狭幅パルスの間隔:1/2秒
3番目と4番目の狭幅パルスの間隔:1/3秒
4番目と5番目の狭幅パルスの間隔:1/4秒
5番目と6番目の狭幅パルスの間隔:1/5秒
6番目と7番目の狭幅パルスの間隔:1/6秒
7番目と8番目の狭幅パルスの間隔:1/7秒
8番目と9番目の狭幅パルスの間隔:1/6秒
9番目と10番目の狭幅パルスの間隔:1/5秒
10番目と11番目の狭幅パルスの間隔:1/4秒
11番目と12番目の狭幅パルスの間隔:1/3秒
となっている。
第1周波数信号F1の周期が第2周波数信号F2の周期に含まれたか否かの判定において、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスが、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスのうち先の狭幅パルスに重なっていても、第1周波数信号F1の連続する2つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスが、第2周波数信号F2の連続する2つの狭幅パルスのうち後の狭幅パルスに重なっていてもよいものとする。
である。
1Hz,2Hz,・・・,5Hz,6Hz,7Hz,・・・,6Hz,5Hz,・・・
のように変動する場合を説明したが(図31(C)参照)、実際には、第1周波数信号F1の周波数は、たとえば25×106Hzないし50×106Hzの近傍で変動するようにできる。
図32の電力変換装置2においては、図28に示した周波数検出回路を2ユニット(周波数検出回路24A,24Bで示す)とし、第1周波数信号F1を共通にして第1ユニット(周波数検出回路24A)および第2ユニット(周波数検出回路4B)を並列に接続してあり、周波数検出回路24Aと周波数検出回路24Bとの後段に駆動信号生成回路25が設けられている。なお、周波数検出回路24Aの遅延信号生成回路241にはΔτAがセットされ、周波数検出回路24Bの遅延信号生成回路241にはΔτBがセットされている。
図35は本発明の遅延回路および遅延回路システムの実施形態を示す説明図である。図35において、遅延回路1は、検出回路11とインピーダンス回路11と制御回路13と入力バッファ14とからなる。
検出回路11には、しきい値VSHが適宜設定される。図35では、しきい値VSHは、制御装置13から設定されている。この制御装置13は、たとえば電力変換装置の制御装置として使用することができる(後述する図43および図44参照)。
入力信号経路15の終端には、検出回路11が接続されており、入力信号経路15上にはインピーダンス回路要素12(k)(k=1,2,3,・・・,N)の組Sが接続されている。各インピーダンス回路要素12(k)は、一方端が入力信号経路15に接続され他方端がグランドGに接続されている。
1/ZallONt=Σ(a(k)/(Z(k)) ただし、a(k)は、スイッチがオンのときに"0"、オフのときに"1"となる係数である。Σは1からNまでの合計である。なお、アドミッタンスで表すと、全アドミッタンスYZallONは、YZallON=Σa(k)Y(k)で表される。
Τ1(Z(1))=τ0
Τ2(Z(2))=2τ0
Τ3(Z(3))=22τ0
・・・
Τk(Z(k))=2k-1τ0
・・・
ΤN(Z(N))=2N-1τ0
で表される。
これにより、検出回路13は、出力(遅れ時間)の間隔を等間隔にする(遅延時間の離散間隔を均等にする)ことができる。
本実施形態では、ユニットUAのインピーダンス回路要素12Aと、ユニットUAのインピーダンス回路要素12Bと、ユニットUAのインピーダンス回路要素12Cとは構成が同じである。ユニットAには制御回路13が設けられているが、ユニットBおよびユニットCには制御回路は設けられておらず、インピーダンス回路要素12Bとインピーダンス回路要素12Cとは、ユニットUAの制御回路13により制御される。
図42の遅延回路1は、制御回路13がユニットUA,ユニットUB,ユニットUCに入力信号S0の1周期の1/4ずつ遅れた遅延を生成させているので、実質上のクロック4倍回路として動作する。
図43において、電力変換装置2は、直流電源31から電力を入力して負荷32に電力を供給する電力変換器21と、制御装置22とからなる。
制御装置22は、制御回路221と、周波数信号発生回路222と、基準クロック発生回路223と、パルス合成回路224と、図42の遅延回路1とからなる。制御回路221は、周波数信号発生回路222からの出力電圧eoに相当する電圧を周波数信号に変換し、周知の手法でPWM制御を行うことができる。
これらのパルスは、パルス合成回路224により、制御回路221と、周波数信号発生回路(V−F変換回路)222に送出される。したがって、制御回路221および周波数信号発生回路222の動作クロックは、基準クロック発生回路223が発生するパルスの4倍とすることができる。
図44において、電力変換装置4は、直流電源31から電力を入力して負荷32に電力を供給する電力変換器41と、制御装置42とからなる。
制御装置42は、制御回路421と、周波数信号生成回路422とを備えており、制御装置42は、駆動信号生成回路423と、周波数検出回路424とを有している。また、周波数検出回路424は、判定回路425と、図35および図37から図41で説明した遅延回路1とを備えている。
周波数信号生成回路422は、電力変換装器41の出力電圧eOと図示しないリアクトルあるいは制御スイッチを流れる電流(回路電流相当電圧Vi)を検出し、当該検出値を第1周波数信号F1に変換する。
Claims (29)
- 周波数が時間変化する第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を出力する遅延信号出力回路と、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とを入力し、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する判定回路と、
を備えたことを特徴とする周波数検出装置。 - 前記判定回路が、前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記判定回路が、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の周波数検出装置。 - 前記判定回路は、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする請求項2に記載の周波数検出装置。 - 前記判定回路は、
T1+T2+・・・TJ≦Δτ<T1+T2+・・・TJ+TJ+1
(Tk(k=J,・・・,3,2,1)は前記第1周波数信号のk番目のパルス、Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間(1/j)Δτ(j=J,・・・,3,2,1)で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の周波数検出装置。 - 前記遅延信号出力回路は、前記第1周波数信号を入力して前記第2周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載の周波数検出装置。
- 請求項1から請求項5の何れかに記載の周波数検出装置を1ユニットとし、前記第1周波数信号を共通にして第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出装置であって、
第1ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ1と、
第2ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ2と、
・・・
第Rユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間ΔτRと、
が異なることを特徴とする周波数検出装置。 - 請求項1から請求項5の何れかに記載の周波数検出装置を1ユニットとし、第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出装置であって、
前記各ユニットにおける第2周波数の第1周波数信号に対する遅延時間Δτが同じであり、
前記第1ユニットから前記第Rユニットにおける各第1周波数信号の位相が、2π/Rずつ異なることを特徴とする周波数検出装置。 - 前記第1周波数信号が、電圧−周波数変換されてなることを特徴とする請求項1から請求項7の何れかに記載の周波数検出装置。
- 周波数が時間変化する第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を出力し、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とから、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する周波数検出方法であって、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする周波数検出方法。 - 前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする請求項9に記載の周波数検出方法。 - T1+T2+・・・TJ≦Δτ<T1+T2+・・・TJ+TJ+1
(Tk(k=J,・・・,3,2,1)
は前記第1周波数信号のk番目のパルス、Jは正の整数)の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項9または請求項10に記載の周波数検出方法。 - 前記前記第2周波数信号の遅延処理は、前記第1周波数信号を入力して前記第2周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする請求項9から請求項11の何れかに記載の周波数検出方法。
- 前記第1周波数信号が、電圧−周波数変換されてなることを特徴とする請求項9から請求項12の何れかに記載の周波数検出方法。
- 電気回路に含まれる少なくとも1つのスイッチを駆動する駆動信号生成回路と、
前記スイッチの駆動により変化する電気信号を、1つまたは1つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも1つの電気信号から周波数信号を生成してこれを第1周波数信号として出力する周波数信号生成回路と、
前記周波数信号生成回路の出力周波数信号の周波数を検出する周波数検出回路と、
を備えた電気回路制御装置であって、
前記周波数検出回路は、
前記第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を出力する遅延信号生成回路と、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とを入力し、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力する判定回路と、
を有し、
前記駆動信号生成回路は、前記判定回路の判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
ことを特徴とする電気回路制御装置。 - 前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする請求項14に記載の電気回路制御装置。
- 前記遅延信号生成回路は、前記第1周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも1つに基づき遅延させて前記第2周波数信号を出力することを特徴とする請求項14または請求項15に記載の電気回路制御装置。
- 前記周波数検出回路は、
前記判定回路が、前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記判定回路が、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項14から請求項16の何れかに記載の電気回路制御装置。 - 前記判定回路は、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i
(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)
で、第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする請求項14から請求項17の何れかに記載の電気回路制御装置。 - 前記判定回路は、
T1+T2+・・・+TJ≦Δτ<T1+T2+・・・+TJ+TJ+1
(Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項14から請求項18の何れかに記載の電気回路制御装置。 - 前記遅延信号出力回路は、前記第1周波数信号を入力して前記第2周波数信号を出力するたびに、初期化されることを特徴とする請求項14から請求項19の何れかに記載の電気回路制御装置。
- 請求項14から請求項20の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を1ユニットとし、前記第1周波数信号を共通にして第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
第1ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ1と、
第2ユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間Δτ2と、
・・・
第Rユニットにおける第2周波数信号の第1周波数信号に対する遅延時間ΔτRと、
が異なることを特徴とする電気回路制御装置。 - 請求項14から請求項20の何れかに記載の電気回路制御装置を構成する周波数検出回路を1ユニットとし、第1ユニットから第Rユニットを並列に接続してなる周波数検出回路を備えた電気回路制御装置であって、
前記各ユニットにおける第2周波数の第1周波数信号に対する遅延時間Δτが同じであり、
前記第1ユニットから前記第Rユニットにおける各第1周波数信号の位相が、2π/Rずつ異なることを特徴とする電気回路制御装置。 - 前記電気回路が、電流制御型または電圧制御型のAC/DC電力変換回路、DC/DC電力変換回路またはDC/AC電力変換回路であり、
前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする請求項14から請求項22の何れかに記載の電気回路制御装置。 - 電気回路に含まれる少なくとも1つのスイッチの駆動により変化する電気信号(電圧・電流・電力・位相)を、1つまたは1つ以上検出しこれら検出信号から選ばれた少なくとも1つの電気信号から周波数信号を生成し、前記周波数信号の周波数を検出することで電気回路を制御する方法であって、
前記周波数の検出において、
前記第1周波数信号を所定時間遅延させた第2周波数信号を生成し、
前記第1周波数信号と前記第2周波数信号とを入力して、
前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたか否か、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたか否か、
を検出して判定信号を出力し、当該判定結果に応じて前記スイッチを駆動する、
ことを特徴とする電気回路制御方法。 - 前記電気信号は、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路の入力電圧、前記電気回路を構成する素子または装置に表れる電圧、前記素子または前記装置を流れる電流、前記電気回路の出力電圧、前記電気回路の出力電流の群から選ばれることを特徴とする請求項24に記載の電気回路制御方法。
- 前記第1周波数信号を、前記電気信号の変化に基づくことなく遅延させ、または前記電気信号の少なくとも1つに基づき遅延させて前記第2周波数信号を出力することを特徴とする請求項24または請求項25に記載の電気回路制御方法。
- 前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定し、および/または、
前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたときを検出することで、前記第1周波数信号の周波数が低域側の所定域に遷移し、または下降方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項24から請求項26の何れかに記載の電気回路制御方法。 - 前記第1周波数信号の周期が前記第2周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、その回数に応じて、前記第1周波数信号の周波数が、
第i回目の検出では、周期が遅延時間Δτ/i
(i=1,2,・・・,I、Iは正の整数)
で、第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定することを特徴とする請求項24から請求項27の何れかに記載の電気回路制御方法。 - 前記第1周波数信号の周期が、
T1+T2+・・・+TJ≦Δτ<T1+T2+・・・+TJ+TJ+1
(Jは正の整数)
の場合において、前記第2周波数信号の周期が前記第1周波数信号の周期に含まれたことを検出したときは、
第j回目の検出において、周期が遅延時間
(1/j)Δτ
(j=J,・・・,3,2,1)
で、前記第1周波数信号の周波数が高域側の所定域に遷移し、または上昇方向側の所定値に達したことを判定する、
ことを特徴とする請求項24から請求項28の何れかに記載の電気回路制御方法。
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